Хотя они образуют только внешний край, фасады отвечают в среднем за 30 процентов выбросов CO2 здания. При облицовке используются энергоёмкие материалы, такие как алюминий и композитные материалы, армированные волокном. Учитывая острую необходимость сокращения выбросов CO2, это крайне нежелательно. Одной из возможных альтернатив являются плитки для фасадов из композита с остаточными пищевыми отходами.
Исследователи из Делфтского технического университета совместно с партнерами разработали биоразлагаемый строительный материал для облицовки фасадов из скорлупы фундука и фисташек. В результате проекта было создано несколько вариантов плитки, которой можно полностью покрыть фасад.
В Нидерландах доступны различные отходы пищевой промышленности. В рамках проекта FoWaBaBio ученые из Делфтского технического университета совместно с компанией NPSP и The Green Village начали исследовать их потенциал. Главный вопрос заключался в том, смогут ли плитки из этого биокомпозита конкурировать с традиционными материалами по своим эксплуатационным характеристикам.
Ольга Иоанну (Olga Ioannou) — исследователь и доцент в Делфтском техническом университете (TU Delft) в Нидерландах, которая работает на факультете архитектуры и искусственной среды (Faculty of Architecture and the Built Environment), рассказывает: «Сделать строительство фасадов более устойчивым — задача не так проста. Во-первых, потому что фасадная облицовка должна соответствовать строгим требованиям к производительности. Например, он должен быть устойчив к различным погодным условиям, ультрафиолетовому излучению и химическому загрязнению. Кроме того, материал должен быть легко разобрать на случай необходимости ремонта или замены. Все эти аспекты нужно учитывать при поиске альтернатив».
Прежде чем исследователи приступили к тестированию этих характеристик, они установили ряд критериев для потоков отходов. Например, важно, чтобы поток был доступен в достаточном количестве, чтобы его состав и качество были постоянными, и чтобы не было конкуренции с другими областями применения, такими как корма для животных или биомасса для производства энергии.
В итоге осталось шесть видов отходов, отвечающих всем критериям. К ним относятся скорлупа фундука и фисташек, остатки пивоваренного производства, а также косточки авокадо, манго и фиников. Следующим этапом процесса стала переработка гранул в композитный материал. Гранулы заменяют волокна, обычно используемые в композитах. Это не только более экологично, но и обеспечивает экономические преимущества.
Остаточные отходы пищевого производства намного дешевле, чем волокна. Помимо гранул, композит содержит еще три ингредиента. Наиболее важным является смола, связующее вещество. В конечном итоге, скорлупа фундука и фисташек показала наилучшие результаты в композите.
«Гранулы заменяют волокна, которые обычно используются в композите. Это не только более устойчиво, но и приносит экономические преимущества. Остаточные потоки от производства продуктов питания значительно дешевле, чем волокна. Помимо гранул, состав содержит ещё три ингредиента. Самое важное — это смола, связующее вещество. Также нужен катализатор химического процесса и способ, который обеспечит лёгкое отсоединение плитки от формы после нагрева. Для композитных образцов мы использовали простую плоскую форму. Мы разрезали образцы на разные размеры и проверяли их механическую прочность, поглощение воды и поведение в условиях замерзания и оттаивания. Мы также исследуем их под микроскопом, чтобы проверить их равномерность как наполнитель и структуру поверхности до и после процесса заморозки и оттаивания», поделилась исследователь.
Для обоих типов композитов исследователи использовали четыре разных плитки, разработанные дизайнерским агентством Etcetera. Ольга Иоанну: «Мы хотели иметь несколько дизайнов, чтобы полностью облицовать здание биоплиткой. Это значит, что плитки должны быть разных форм и структур, например, угловые плитки. Для таких сложных геометрий обычно используют алюминий или композитные материалы, армированные волокном. Мы разработали формы на основе разработок Etcetera. Затем они производились отделом электронных и механических разработок (DEMO) TU Delft. С помощью этих форм мы смогли сделать прототипы плитки. Смола делает их все тёмными, а тонкая обработка форм придаёт им блестящую поверхность».
Весной здание в Зелёной деревне будет полностью облицовано плитками из биокомпозита. Иоанну очень радп, что Зелёная деревня предоставила для этого здание.
«Зеленая деревня» (The Green Village) — это уникальная исследовательская площадка под открытым небом, расположенная на территории кампуса Делфтского технического университета (TU Delft) в Нидерландах. Проект представляет собой «живую лабораторию» (living lab), где в реальных условиях тестируются инновации в сфере устойчивого строительства, энергетики и городского планирования.
Источник: TU Delft.