Очарование строительства: Из детства
Наша нынешняя гостья Симона Стюрвальд работает в Университете прикладных наук в Восточной Швейцарии, где она является профессором экологичных бетонных и устойчивых конструкций. Она занимается бетонным строительством около 20 лет.
- « Я хотел бы помочь сделать этот сектор более устойчивым».
Ее родители регулярно делали ремонтные работы по месту жительства, и это восхищало ее даже в детстве. Поскольку она больше относится к математике, она решила изучать гражданское строительство , а не архитектуру. Ей особенно нравится работать над решением проблем, когда они возникают.
В настоящее время она преподает технологию бетона и классическое монолитное строительство , а также моделирование, например, методом КЭ. Кроме того, она возглавляет центр по испытанию материалов , который проводит испытания качества заполнителей и железобетонных изделий для поддержки строительной отрасли региона. Помимо этих задач, она также занимается исследованиями и разработками в своем университете прикладных наук. Как мы думаем, предстоит еще много работы!
Может ли бетон быть устойчивым?
Теперь мы подошли к основной теме этого эпизода: Кажется, что упоминание о бетоне и устойчивости в одном предложении уже прошло. Симоне считает, что сложно дать определение термину « устойчивость ». Но в одном она уверена: В любом случае, он более устойчивый, чем сейчас.
Она объясняет нам, что 90% выбросов CO2 из бетона можно отнести к производству цемента , хотя цемент составляет лишь около 12% от общего количества готового бетона. В частности, цемент оказывает большое влияние на устойчивость бетона. Транспорт не так важен. Бетон, конечно же, не будет таким экологичным, как древесина, но во многих областях использование бетона просто необходимо.
На европейском уровне к 2050 году цемент должен стать климатически нейтральным. Еще предстоит пройти долгий путь, но стратегии, которые помогут в достижении этой цели, уже существуют.
Сохранить CO2 при производстве бетона
Как известно, цемент нагревается до температуры около 1500 ° C, то есть обжигается. Конечно, проблема с используемым топливом. Еще одна проблема - обгорание известняка. Потому что во время этого процесса выделяется много CO2, также называемого геогенным или каменным CO2. Этот CO2 должен уйти из камня, чтобы цемент стал реактивным и его можно было использовать в дальнейшем. 60% CO2 поступает из камня, 40% - из топлива.
Симоне объясняет, что вы, конечно же, можете оптимизировать топливо. Например, с помощью материалов, которые в любом случае могут быть сожжены в другом месте, например, старых покрышек. К сожалению, на 60% камня нельзя повлиять напрямую.
Другой вариант - минимизировать количество цемента в бетоне. При производстве бетона важно найти идеальную кривую профилирования. Пространства между отдельными заполнителями заполняются водоцементной смесью в качестве вяжущего. При идеальной кривой профилирования эти зазоры должны быть как можно меньше, поэтому необходимо использовать как можно меньше цемента. Здесь можно сэкономить около 40% цемента, не беспокоясь о более низкой прочности на сжатие.
Альтернативным связующим также может быть решение. В конце концов, этот минеральный состав существует и в других материалах. Например, можно использовать летучую золу или микрокремнезем. В Африке и Азии уже реализуются проекты по превращению сельскохозяйственных отходов, таких как рисовая шелуха, в нечто подобное летучей золе. По крайней мере, частично, здесь работает замена цемента.
- « Если вы объедините все это в определенной степени, то вы значительно снизите уровень выбросов CO2 . "
Но почему его еще не используют в строительстве? Как это часто бывает, нормы являются здесь проблемой. Разрешены только цементы определенного состава , и есть минимальное количество цемента для строительства. При внедрении все еще существуют препятствия, которые необходимо преодолеть. Однако исследователи уже давно занимаются этими вопросами.
Новые пути в строительстве
Тем временем тема изменения климата и устойчивости также нашла признание в строительной отрасли. Например, в области деревянного строительства ведется интенсивная работа, чтобы найти как можно больше возможных применений. Однако у древесины как строительного материала есть свои пределы. Он не является постоянным в каждом компоненте и не может выдержать необходимое давление. Хотя в деревянном строительстве уже есть решения для многих задач, дерево не совсем идеальный материал для некоторых конструкций.
Например, древесина и кладка могут быть использованы под землей лишь в ограниченной степени, по крайней мере, в качестве наружной оболочки. Влага в почве затрудняет применение бетона. То же относится и к фундаментам, которые, вероятно, не удастся избежать использования бетона в будущем. То же самое и с мостами, особенно когда они должны выдерживать высокие нагрузки , например, у автомобильных мостов. Требования по звукоизоляции и огнестойкости также могут быть легче выполнены, например, с помощью бетона.
Будут ли альтернативы обычному бетону стоить дороже? Конечно, мы не позволим игнорировать этот вопрос, и Симона подтверждает наше предположение. Она объясняет нам, что эти дополнительные расходы измеряются однозначными числами. Кроме того, когда дело доходит до массового рынка, прототип или продукт, который все еще находится в разработке, автоматически становится немного дороже, чем был бы позже.
Легче построить
В этом контексте Симона говорит о тенденции к упрощению конструкции. В ответ на наш запрос она сказала нам, что, например, важно снова использовать один материал для стен. Поэтому вместо того, чтобы продолжать настаивать на смешанных строительных материалах, она указывает на глину, кладку или другие инновационные строительные материалы. Благодаря тому, что используется один строительный материал, конструкция может быть переработана лучше , чем если бы перед вами был смешанный строительный материал.
Простая конструкция обеспечивает меньшую сложность благодаря меньшему количеству слоев, используемых в конструкции. Более простые планы этажей и меньшее количество пролетов также облегчают строительство.
Переработка бетона
Мы спросили себя, можно ли перерабатывать и бетон. В конце концов, так было бы гораздо проще. На удивление Симона объясняет нам, что переработка бетона в ее регионе довольно распространена. Бетон, в котором большая часть вторичного сырья, часто используется в качестве тощего бетона или бетона с заполнителем. Переработанный бетон также часто используется для отделки стен и потолка. Этот специальный перерабатываемый бетон в настоящее время все еще имеет довольно различный состав. Однако ведутся работы по постоянному улучшению его свойств.
В Швейцарии при сносе здания в течение многих лет перерабатывали бетон по типу. В настоящее время в Германии часто обсуждают подобные темы.
Будущее строительства
Симона сообщает нам, что она действительно приветствует вспомогательные системы, такие как BIM , для проектирования конструкций. Она подчеркивает, что по модели можно заранее сказать, какой вариант конструкции можно спроектировать наиболее рациональным и экономичным способом с использованием определенных материалов. Это позволяет быстро и эффективно добиваться наилучших результатов.
С одной стороны, вы, конечно же, можете оптимизировать используемые строительные материалы для обеспечения большей устойчивости, поскольку в отношении бетона уже ведутся исследования. С другой стороны, конечно, возрастает интерес к эффективным конструкциям.
Здесь было бы неплохо рассмотреть различные варианты того, как лучше всего использовать стены и колонны в конструкции, чтобы создать желаемую полезную площадь с желаемыми свойствами. Симоне также рассматривает использование искусственного интеллекта для оптимизации как отличную возможность для повышения эффективности строительства.
Она также отмечает, что за последние 25 лет мы очень много построили. По их мнению, такая тенденция вряд ли сохранится. Текущий денежный рынок и системы стимулов для обеспечения устойчивости, как правило, больше ориентированы на сохранность и работу с запасами.
Кроме того, она считает, что гибридные конструкции задают тренд. Более важно использовать каждый строительный материал оптимальным образом, а не сосредотачиваться на одном из них из-за затрат или простоты обработки. Более важно, чтобы строительный материал был экологически чистым и работал технически на данном этапе. В частности, она считает, что цифровое автоматизированное сборное производство или печать компонентов является хорошим способом максимально эффективного использования материала.
Симоне хотела бы, чтобы при строительстве больше внимания уделялось устойчивости. Однако для этого нам также потребуется более качественная подготовка наших инженеров в этом направлении. Мы с ней полностью согласны.
Резюмируем: Поэтому бетон не обязательно является убийцей климата. Уже есть способы сделать бетонное строительство более эффективным и устойчивым ; исследованиям просто нужно немного больше времени.
Симона, какое ваше любимое здание?
Мы также задаем Симоне последний вопрос о ее любимом здании. Она называет нас не домом, а строителем: Сантьяго Калатрава. Его здания известны во всем мире и действительно красивы. Следовательно, мы можем полностью понять их выбор.
Спасибо, что посетили наш подкаст! Ждем нашего следующего эпизода. Вы тоже? Затем прочтите или послушайте еще раз, когда в нем говорится: Цифровые и инновационные вещи из гражданского строительства!