Модерна зграда со одамна заборавени техники - Извештај за иновации
Плочите што го сочинуваа овој под се изработени од 3Д печатен песок. ЕТХ Цирих/Питер Ригг
Просторот е малку во градовите. Затоа архитектите бараат начини за градење компактно - и истовремено што е можно поевтино и еколошки.
Еден пристап е лесна конструкција: потенки се таваните на катна зграда, на пример, толку повеќе простор има за дополнителни подови. Бидејќи мора да имаат помала тежина, градежниот материјал може да се заштеди и на темели и wallsидови, што ги намалува трошоците.
Но, со денешната конвенционална конструкција со бетон, тешко е можно да се намали тежината: За да можат подовите на катовите да носат носивост, тие треба да бидат во просек дебели 25 сантиметри и дополнително засилени внатре со челични шипки или решетки, т.н. засилувања. Ова ги прави многу тешки.
Носечки товар без челик
Истражувачите од Институтот за технологија во архитектурата на ЕТХ Цирих сега презентираат нов пристап. Вие дизајниравте подни елементи изработени од бетон, чија потпорна плоча е дебела само два сантиметри, но сепак е многу стабилна.
„Ова ни заштедува 70 проценти тежина во споредба со конвенционалните бетонски подови“, вели Филип Блок, вонреден професор по архитектура и структура и заменик директор на националниот истражувачки фокус за дигитална изработка. Во исто време, ова ја штити животната средина бидејќи се бара помалку бетон, чие производство произведува големи количини на СО2.
Намалувањето на тежината е можно затоа што панелите не се рамни, туку се криви - слични на засводниот таван во готските катедрали. Само поради нивната форма, тие можат да издржат многу високи оптоварувања, така што немаат потреба од армиран челик за арматура.
Изгради како старите господари
„Кога дизајниравме, се водевме според историските принципи и техники на градење кои беа заборавени“, вели Блок. За таа цел, истражувачите, меѓу другото, анализирале згради во стилот на каталонските сводови.
Шпанскиот архитект Рафаел Гваставино го донесе овој традиционален метод на градба од Шпанија во САД на крајот на 19 век. Своите сводови од тула ги засили на горната страна со тесни, вертикални ребра. Од една страна, овие служат за создавање рамна површина за подот. Од друга страна, тие ја зголемуваат стабилноста под асиметрични оптоварувања, т.е. кога тежината на луѓето или предметите не е рамномерно распоредена во просторијата.
Истражувачите на ЕТХ го користеа принципот на армирање на ребрата за нивните бетонски елементи. Користејќи специјално развиена компјутерска програма, тие пресметале како треба да се распоредат ребрата за оптимално да се распределат силите на притисок што се јавуваат под оптоварување. Резултатот е филигранска шема на тенки линии што се спојуваат на аглите.
Самиот елемент е стегнат во челична рамка која ги апсорбира силите на компресија - така ја има истата функција како потпорите на кои се поткрепени сводовите на катедралите. „Конструкцијата е исклучително стабилна“, вели Блок. Тестовите за оптоварување покажаа дека може да издржи асиметричен товар од 4,2 тони. Тоа е дури два и пол пати повеќе отколку што налагаат градежните стандарди што се применуваат во Швајцарија.
Практичен тест во NEST
Истражувачите сега за прв пат во пракса ќе ги тестираат новите плочи на подот, во истражувачката зграда NEST во Дибендорф во близина на Цирих. Од ова лето на неговиот покрив треба да се изгради двокатен пентхаус за гости. За ова се користат елементи на подот со големина од пет на пет метри, кои се монтажни на модуларен начин и потоа се инсталираат на локацијата. Тие нудат друга предност: Во шуплините помеѓу бетонските ребра, без проблеми може да се постават линии за вентилација, ладење и греење, што исто така заштедува простор.
Производството на елементите досега беше скапо, сепак, затоа што се потребни калапи за леење од двете страни, кои треба точно да се вклопуваат една во друга. Затоа Блок и неговиот тим отидоа чекор понапред: Со цел да ги намалат трошоците за производство, тие ги направија првите елементи со помош на 3Д печатење - но не од бетон, туку од песок и врзувачко средство. Овие можат да издржат товар од 1,4 тони, а со тоа да ги задоволат и швајцарските стандарди за градење. „Со нашите принципи на градба, може да се користат и материјали што претходно не беа соодветни за градење“, вели Блок. „Треба само да го доведете во вистинската форма, така што ќе стане многу стабилна структура“.