Biomaterialien an hir Plaz an der Bauindustrie

De Begreff biomaterial gëtt benotzt fir Baumaterial ze beschreiwen, déi aus liewegen Organismen ofgeleet ginn, dorënner Planzen, Déieren a Pilze. D'Erhéijung vum Wëssen iwwer Mikrobiologie a synthetesch Biologietechniken erlaabt elo innovativ Biomaterialien op de Maart ze kommen.

Mat der Konstruktioun Industrie verantwortlech fir 40% vun den globalen CO2 Emissiounen, Verantwortung fällt op d'Industrie fir dramatesch Ännerungen ze maachen fir seng Nohaltegkeet. Nei Biomaterialien ginn erstallt mat Offallprodukter a Mikroben fir dës ökologesch Problemer ze léisen, mat Holz oder Planzbaséiert Materialien sinn Netto Kuelestoff ënnerzegoen. D'Biomaterialien déi exploréiert gi fir an der Bauindustrie ze benotzen sinn divers a variéiert, jidderee zielt fir en anere Problem an der Industrie ze léisen.

Biomaterialien hunn d'Potenzial fir Baumaterial ze liwweren déi folgend Virdeeler:

• Erfaassung a Lagerung vu Kuelestoff aus atmosphäreschen CO2 extrahéiert₂ duerch déi rezent Fotosynthese
• Nohalteg Produktioun als Kulturen déi alljährlech ugebaut ginn oder als méi laang Ernte-Zyklus Bësch.
• Biologesch Ofbaubarkeet um Enn vum Liewen. (Kontrolléiert Zerfall an engem anaerobe Verdauung géif souwuel organesch Dünger a Bio-Methan produzéieren fir Energie ze liwweren)
• Niddereg oder bal null linear Koeffizienten vun der thermescher Expansioun
• D'Eegeschafte fir d'Temperatur an d'Feuchtigkeit an zouene Raum ze kontrolléieren duerch Phaseännerungen vum Waasser an Zellen
• Héich Dampdiffusivitéit a 'Fickian' Dampverdeelung
• Normalerweis héich spezifesch Hëtzt Kapazitéit
• Niddereg thermesch diffusivity
• Oft gutt Leeschtung-zu-Gewiicht Verhältnisser
• Niddereg verkierpert Energie. 

Beton - Ginn et besser Optiounen?

Wahrscheinlech ass dat am meeschte benotzt Material an der Bauindustrie och ee vun den onnohaltegsten. Beton, deen als Pilier vun de meeschten Infrastrukturen déngt, produzéiert erstaunlech Quantitéite vu Kuelestoff. Et gëtt geschat datt ongeféier 10 Milliarden Tonnen Beton gi produzéiert all Joer, mat Zement (en Haaptelement bei der Vermëschung vu Beton), déi 8% vun den alljährlechen Kuelestoffemissioune ronderëm d'Welt ausmécht, a ronn 10% vum globalen Drénkwaasser benotzt, nach Dosier.

While concrete and cement are not nohalteg Materialien, the construction industry is not going to stop using it over night. To address this fact, there are many companies who are designing and producing alternatives to traditional Portland-based cement, in an attempt to reduce its Impakt op d'Ëmwelt.

Eng Associatioun ass Basilisk, déi amgaang sinn "reparéierbar Beton" op de Maart ze bréngen andeems se speziell Kalksteinproduzéierende Bakterien an Beton abedecken. Wann d'Bakterien a Kontakt mat Waasser kommen, wéi zum Beispill wann d'Feuchtigkeit an eng Rëss erakënnt, ginn d'Spore aktivéiert, wat zu engem Wuesstum vun de Mikroorganismen féiert. D'Bakteriespore sinn schwéier Extremophilen, fäeg Hëtzt, Dréchent a Keelt fir Joeren am Beton auszehalen.

Duerch d'Verlängerung vun der Liewensdauer vum Beton kann de Basilisk d'Gesamtbetrag u Beton reduzéieren, sou datt d'Material méi nohalteg gëtt. Trotz de méi héije Startkäschte vum Selbstheilungsbeton, schafft Green Basilisk fir d'Industrie ze iwwerzeegen datt d'laangfristeg Erspuernisser am Ënnerhalt d'Käschte wäert sinn.

"Mir kënnen d'Schrumpferstäerkung ëm bis zu 50% reduzéieren. Dat géif heeschen, wa mir nëmme fënnef Kilo Basilisk an d'Betonmëschung addéieren, kënne mir bis zu 30 Kilo Brennstoff pro Kubikmeter spueren. sot de Marc Brants, Marketing- a Comptableschef bei der Firma. 

Eng aner Firma ass Biomason, eng US-baséiert Firma déi Zement duerch e biologesche Prozess mat engem nidderegen Kuelestoffofdrock wächst. Hir Biocement Technologie wächst an Ëmfeldtemperaturen, baut mat Kuelestoff a Kalzium fir kontrolléiert, strukturell Zement ze kreéieren. Wou Portland Zement e Kalzium-Silikat-Hydratmaterial ass dat ursprénglech aus der Befreiung vu Kuelestoff aus Kalksteen duerch intensiv Heizung kënnt, Kuelendioxid als Nebenprodukt emittéiert. De Biomason "Biocement" ass e Réckgang vun dësem Prozess, wou Kuelestoff a Kalzium kombinéiert gi fir e biologesch geformt Kalksteenmaterial ze produzéieren. Dëst bedeit datt héich Hëtzt a fossil Brennstoffer net an hirem Prozess erfuerderlech sinn, an hir Materialien benotzen Kuelestoff als Bausteng.

Mycelia

Mycelium ass en Deel vun der Wuerzelstruktur vu Champignonen a gëtt och op e puer Weeër exploréiert fir am Bausektor ze benotzen.

Biohm, eng UK baséiert Firma, entwéckelt de Moment eng Myselium-baséiert Isolatioun Panel. E Schlësselvirdeel vum Myselium ass datt et op landwirtschaftlechen Offallprodukter ugebaut ka ginn a biodegradéierbar ass. Et enthält och Chitin, wat en natierleche Feierretardant ass.

London Praxis Blast Studio huet eng Method fir 3D Dréckerei mat Liewen entwéckelt mycelium a benotzt et fir eng Kolonn ze bilden déi fir ze recoltéiert ka ginn Champignonen ier se als strukturell Bauelement déngen. D'Kolonn gouf konstruéiert andeems d'Myselium mat engem Feedstock vu Kaffisoffallbecher, déi vu ronderëm London gesammelt goufen, vermëschen an et an e personaliséierte kale Extruder ernähren, ähnlech wéi déi Aart, déi fir 3D Dréckerei mat Lehm benotzt gëtt. Blast Studio schafft fir d'Technologie opzebauen fir a Pavillon an an Zukunft hofft et ganz Gebaier ze bauen. Matgrënner Paola Garnousset sotd dëst kéint effektiv Stied erlaben Architektur aus hirem eegenen Offall ze wuessen iwwerdeems Liewensmëttel fir hir Awunner.

Hanf

Darshil Shah, déi souzen op Episod 15 vum Constructive Voices Podcast, schafft mat Hanf als Biomaterial. Hanf kann atmosphäresch Kuelestoff duebel sou effektiv erfaassen als Bëscher wärend Kuelestoff-negativ Biomaterialien ubidden, mat ville Studien déi schätzen datt Hanf ee vun de beschten CO2-zu-Biomass Konverter ass. Industrie Hanf absorbéiert tëscht 8 bis 15 Tonnen CO2 pro Hektar Kultivatioun. Déi séier wuessend Planz gëtt zënter Dausende vu Joer fir seng Faseren ugebaut, déi traditionell fir Seel, Textilien a Pabeier benotzt goufen. Haut gëtt et ëmmer méi benotzt fir Bioplastik, Baumaterial a Biokraftstoffer ze maachen.

An engem Interview mat Dezeen, Shah seet:

"Déi staark, steif Faseren, déi d'Äussere vum Stamm bilden, kënne benotzt ginn fir bioplastesch Produkter ze produzéieren, dorënner Autosdeeler a souguer Windturbineblades a Verkleedungspanelen."

Darshil Shah

"Mat den Hanf-bioplastesche Verkleedungsplacke fanne mir datt se eng gëeegent Alternativ zu Aluminium, Bitumen-Plastik a galvaniséierte Stahlplacke sinn, déi nëmmen 15 bis 60 Prozent vun der Energie a senger Produktioun erfuerderen." D'Schieber, déi den hëlze bannenzegen Deel vum Stamm sinn, kënne benotzt ginn fir "Hempcrete" ze maachen, eng net tragend Mauerinfill an Isolatiounsmaterial.

Hanf gëtt och als Baumaterial bei der Rensselaer Polytechnic Institut an den USA, wou se eng Alternativ zu Stahlarmband erfonnt hunn mat Hanf gemaach. Et wäert net nëmmen d'Quantitéit u Kuelestoffemissiounen reduzéieren, si behaapten datt et de Problem vun der Korrosioun vermeide wäert.

Stol ass ënnerleien zu corrosion a Rusting, besonnesch a Strukturen wéi Brécke, Stroossen, seawalls a Gebaier a Beräicher mat an Ëmfeld mat héich Salz Konzentratioun, déi seng Liewensdauer wesentlech reduzéiert. An héich corrosive Ëmfeld, lass Faser verstäerkt Polymer (GFRP) rebar oft benotzt amplaz, déi huet eng héich Ëmwelt- Impakt.

Wann et corrosion war net méi e Faktor, der Equipe um Rensselaer Polytechnic Institut gleewen, datt d'Liewensdauer op der rebars géif dräimol méi sinn wéi elo. Dës Erhéijung vum Liewensdauer wäert also d'Kuelestoff-Emissiounen nach méi reduzéieren.

Wärend hir Hanf Rebar elo eng viabel Alternativ zu existente Produkter ass, erwaarden se datt d'Technologie an der Zukunft nach méi effizient gëtt well Extraktiounsprozesser raffinéiert ginn a Planzen fir hir Faser gefüttert ginn.

Och wann et Interessi gouf fir nei Biomaterialien z'entwéckelen fir ze bauen fir eng Zäit, ass d'Bauindustrie konservativ a staark Präisgedriwwen, dat heescht datt d'Akzeptanz lues war. Wéi och ëmmer, déi ëmmer méi Konsumentefuerderung fir Nohaltegkeet huet den Interessi un dësen Innovatiounen erhéicht, wat zu engem méi kompetitiven Ëmfeld fir Baumaterial resultéiert. Léiere méi iwwer Innovatiounen a Praktiken bannent dësem Thema mat Nohaltegkeet Training hei.

Wéi eng vun dëse Materialien wäert Dir ufänken an Äre Projeten ze benotzen?