Teknik dan bahan pembinaan sentiasa berkembang. Dalam proses ini, beberapa pasukan penyelidikan berusaha untuk menyelesaikan beberapa masalah yang paling mendesak, seperti mencapai kecekapan tenaga yang lebih tinggi atau mengintegrasikan fungsi seperti kawalan iklim atau pencahayaan terus ke dalam elemen bangunan. Kemajuan seperti konkrit yang menjana elektrik dan menganalisis bangunan , atau bata yang sangat tahan lama yang diperbuat daripada telur, membawa teknologi pembinaan selangkah lebih maju.
Batu bata Aerobrick Empa Omicron.
Kini, para penyelidik di Empa, sebuah institut penyelidikan bahan antara disiplin yang berpangkalan di Zurich, Switzerland, baru sahaja memperkenalkan Aerobrick, sejenis bata lut sinar baharu yang diisi dengan aerogel silika. Bahan binaan revolusioner ini, yang diterangkan secara terperinci dalam jurnal saintifik Journal of Building Engineering, mempunyai tujuan yang sama seperti bata tradisional tetapi menambah keupayaan untuk menghantar cahaya semula jadi ke bahagian dalam dan menawarkan penebat dan kekuatan yang jauh lebih unggul.
Malah, pasukan yang diketuai oleh jurutera Jannis Wernery dan Michal Ganobjak telah pun mempersembahkan versi awal Aerobrick pada tahun 2017, tetapi mereka telah menambah baik reka bentuk, komposisi dan proses pembuatannya untuk mencapai prestasi yang lebih baik. Matlamatnya—untuk dapat membina keseluruhan dinding lut sinar dengan penebat haba yang berkesan—kini menjadi kenyataan. Bata baharu ini akan membantu menjimatkan kos pemanasan, tanpa perlu menggunakan lapisan penebat tambahan pada batu bata, dan juga elektrik, dengan menyediakan pencahayaan yang tersebar di semua jenis bilik.
Kaca dan aerogel
Wernery, Ganobjak dan rakan-rakan mereka di jabatan Bahan Tenaga dan Komponen untuk Pembinaan di Empa ingin membangunkan bahan yang selaras dengan prinsip-prinsip yang dianggap penting oleh arkitek Rom Vitruvius untuk sesebuah bangunan: ketahanan, fungsi dan keindahan.
Untuk mencapai matlamat ini, mereka menguji reka bentuk, saiz dan kombinasi yang berbeza, tetapi bahan utamanya sentiasa sama: kaca apungan (dihasilkan oleh kaca cair terapung pada lapisan timah cair untuk mencapai ketebalan yang seragam dan permukaan yang sangat rata), resin epoksi dan granul aerogel silika. Semua bahan ini dipilih kerana kejelasan optiknya yang tinggi, membolehkan jumlah cahaya maksimum melaluinya tanpa hasil akhir menjadi lutsinar.
Selepas beratus-ratus simulasi komputer, reka bentuk akhir terbentuk dengan empat panel kaca apungan 12mm yang disambungkan oleh spacer, dengan permukaan sisi, bawah dan atas ditutup dengan lapisan epoksi 1.5mm. Spacer dicantumkan terus di antara panel kaca menggunakan acuan silikon. Teknik ini membolehkan kaca dilekatkan sambil pada masa yang sama mewujudkan beberapa ruang udara di antaranya untuk mengoptimumkan penebat haba.
Prototaip bata Aerobrick. Empa Omicrono.
Untuk meningkatkan prestasinya, satu bukaan kecil dibiarkan pada pengedap setiap enam rongga yang terhasil: empat di lapisan tengah bata dan satu di setiap lapisan luar. Jurang-jurang ini diisi dengan granul aerogel tanpa pengikat, dan akhirnya, bukaan-bukaan tersebut dimeteraikan dengan pita lutsinar. Dimensi akhir bata ialah 500 mm × 136 mm × 84 mm.
Sebaik sahaja prototaip pertama diperoleh, pasukan penyelidikan menumpukan pada pengujian keupayaannya, baik dalam simulasi komputer mahupun di makmal. Digunakan pada mesin tekan hidraulik, Aerobrick menunjukkan kekuatan mampatan kira-kira 45 megapascal (MPa), lebih baik daripada mana-mana bata yang ada di pasaran pada masa ini.
Berkenaan kekonduksian terma, bata kaca berisi aerogel tidak melebihi 53 mW/(mK), nilai rekod terendah antara semua yang ada. Tambahan pula, ia menghantar sebahagian besar spektrum cahaya yang boleh dilihat. Oleh itu, bahan ini boleh menjadibaharu untuk fasad kerana prestasi tinggi dan kualiti estetiknya.
Kes penggunaan
Menurut para penyelidik, bata kaca aerogel sesuai untuk ruang yang tidak sepatutnya mempunyai garis pandangan langsung ke luar atas sebab privasi, keselamatan atau untuk mengelakkan gangguan, tetapi membenarkan cahaya matahari yang meresap masuk. Pasukan ini menekankan kegunaannya terutamanya di bangunan pejabat, perpustakaan, muzium dan ruang awam yang lain.
Salah satu bata Aerobrick dalam mesin cetak perindustrian. Empa Omicrono.
Mereka juga mengetengahkan fleksibilitinya dalam bangunan di mana memaksimumkan cahaya siang dan menjimatkan ruang adalah penting. Sebagai contoh, mereka memetik kawasan kejiranan bandar yang padat dengan bangunan tinggi dan banyak pangsapuri—perihalan yang boleh digunakan untuk pusat Madrid, Barcelona atau mana-mana bandar besar lain. Tambahan pula, mereka menekankan manfaat pencahayaan jenis ini terhadap penghuni bangunan dan irama sirkadian mereka, merujuk kepada perubahan fizikal, mental dan tingkah laku yang mengikuti kitaran 24 jam dan sebahagian besarnya dikawal oleh cahaya siang.
Dalam nada yang sama, mengenai ritma sirkadian yang sihat, tempat-tempat seperti hospital dan rumah jagaan, serta zoo, kandang kuda dan kemudahan pembiakan haiwan lain, juga disertakan. Tumbuhan yang tidak memerlukan cahaya matahari langsung juga boleh mendapat manfaat yang besar daripada rumah hijau yang dibina dengan jenis bata ini.
Ilustrasi menunjukkan dinding galas beban yang dibina dengan Aerobrick. Empa Omicrono.
Kini, sementara mereka menunggu kelulusan paten dan bakal rakan kongsi industri, pengurus Aerobrick sangat berbangga dengan penyelesaian yang membolehkan dinding perimeter yang ringan, nipis dan cekap tenaga: "Kami percaya bahawa bata kaca berisi aerogel dapat membawa lebih banyak cahaya ke dalam bahagian dalam bangunan melalui sampul bangunan, sambil meningkatkan kesihatan dan membantu menjimatkan tenaga yang diperlukan untuk pencahayaan dan pemanasan.".
Sumber: https://www.elespanol.com/omicrono/.
