Грађевинске технике и материјали се стално развијају. У том процесу, неки истраживачки тимови настоје да реше неке од најхитнијих проблема, као што су постизање веће енергетске ефикасности или интегрисање функција попут контроле климе или осветљења директно у елементе зграде. Напредак попут бетона који генерише електричну енергију и анализира зграде или високо отпорних цигли направљених од јаја, подиже грађевинску технологију на виши ниво.
Аеробрицк Емпа Омицрон цигле.
Сада су истраживачи у Емпи, интердисциплинарном институту за истраживање материјала са седиштем у Цириху, у Швајцарској, управо представили Аеробик, нову врсту провидне цигле испуњене силицијумским аерогелом. Овај револуционарни грађевински материјал, детаљно описан у научном часопису Journal of Building Engineering, служи истој сврси као и традиционалне цигле, али додаје могућност преноса природне светлости у унутрашњост и нуди знатно бољу изолацију и чврстоћу.
Заправо, тим који предводе инжењери Јанис Вернерији и Михал Ганобјак већ је представио почетну верзију Аеробрика 2017. године, али су побољшали његов дизајн, састав и процес производње како би постигли боље перформансе. Циљ - да се могу градити цели провидни зидови са ефикасном топлотном изолацијом - сада је стварност. Ове нове цигле ће тако помоћи у уштеди трошкова грејања, без потребе за наношењем додатног изолационог слоја на зидове, а такође и на електричној енергији, обезбеђујући дифузно осветљење у свим врстама просторија.
Стакло и аерогел
Вернери, Ганобјак и њихове колеге из одељења за енергетске материјале и компоненте за грађевинарство у Емпи желели су да развију материјал који је веран принципима које је римски архитекта Витрувије сматрао неопходним за зграду: издржљивост, функционалност и лепота.
Да би то постигли, тестирали су различите дизајне, величине и комбинације, али главни састојци су увек били исти: флоат стакло (произведено плутајућим наношењем растопљеног стакла на слој растопљеног калаја како би се постигла уједначена дебљина и веома равна површина), епоксидна смола и грануле силицијум аерогела. Сви ови материјали су одабрани због своје високе оптичке јасноће, омогућавајући пролазак максималне количине светлости без провидности коначног резултата.
Након стотина компјутерских симулација, коначни дизајн је добио облик са четири плоче од флоат стакла дебљине 12 мм повезане одстојницима, са бочним, доњим и горњим површинама запечаћеним епоксидним слојем дебљине 1,5 мм. Одстојници су директно спојени између стаклених плоча помоћу силиконских калупа. Ова техника је омогућила спајање стакла уз истовремено стварање неколико ваздушних комора између њих ради оптимизације топлотне изолације.
Аеробрицк цигле прототип. Емпа Омицроно.
Да би се побољшале његове перформансе, остављен је мали отвор у заптивачу сваке од шест резултирајућих шупљина: четири у средњем слоју цигле и по један у сваком спољашњем слоју. Ови отвори су испуњени гранулама аерогела без везива, а на крају су отвори запечаћени провидном траком. Коначне димензије цигле су 500 мм × 136 мм × 84 мм.
Када су добијени први прототипови, истраживачки тим се фокусирао на тестирање њихових могућности, како у компјутерским симулацијама, тако и у лабораторији. Подвргнута хидрауличној преси, аероцигла је показала чврстоћу на притисак од приближно 45 мегапаскала (MPa), што је супериорно у односу на било коју циглу тренутно на тржишту.
Што се тиче топлотне проводљивости, стаклена цигла пуњена аерогелом није прешла 53 mW/(mK), што је најнижа забележена вредност од свих доступних. Штавише, она пропушта већи део спектра видљиве светлости. Стога би овај материјал могао постатинови структурни елемент за фасаде захваљујући својим високим перформансама и естетским квалитетима.
Случајеви употребе
Према речима истраживача, аерогел стаклене цигле су идеалне за просторе који не би требало да имају директан поглед споља због приватности, безбедности или да би се избегле сметње, али који омогућавају улазак дифузне дневне светлости. Тим истиче њихову корисност првенствено у пословним зградама, библиотекама, музејима и другим јавним просторима.
Једна од аеробрик цигли у индустријској преси. Емпа Омикроно.
Такође истичу његову свестраност у зградама где су максимизирање дневне светлости и уштеда простора неопходни. Као пример, наводе густо насељене градске четврти са високим зградама и бројним становима – опис који се може применити на центре Мадрида, Барселоне или било ког другог великог града. Штавише, наглашавају предности које ова врста осветљења може имати на станаре зграда и њихове циркадијалне ритмове, позивајући се на физичке, менталне и промене у понашању које прате 24-часовни циклус и које су у великој мери регулисане дневном светлошћу.
У истом духу, када су у питању здрави циркадијални ритмови, укључена су и места попут болница и старачких домова, као и зоолошки вртови, штале и други објекти за узгој животиња. Биљке којима није потребна директна сунчева светлост такође могу имати велике користи од пластеника изграђених овом врстом цигле.
Илустрација која приказује носећи зид изграђен од аероцигле. Емпа Омикроно.
Сада, док чекају одобрење патента и потенцијалне индустријске партнере, менаџери компаније Аеробрик су веома поносни на решење које омогућава лагане, танке и енергетски ефикасне зидове по ободу: „Верујемо да стаклене цигле пуњене аерогелом могу унети више светлости у унутрашњост зграде кроз омотач зграде, истовремено побољшавајући здравље и помажући у уштеди енергије потребне за осветљење и грејање.“.
Извор: https://www.elespanol.com/omicrono/.
