В НГУ создали новый экологичный строительный материал
Команда исследователей из НГУ создала новый экологичный строительный материал, который в перспективе может заменить традиционный цемент. Уже готовы первые опытные образцы, в планах — запустить промышленное производство нового материала. Проект под руководством аспиранта Геолого-геофизического факультета (ГГФ) НГУ Степана Денисова «Разработка однокомпонентного вяжущего материала на основе промышленного отхода золошлаков» стал победителем федерального конкурса «Студенческий стартап», объем предоставляемой поддержки на ближайший год составит 1 млн рублей.
Уникальность проекта состоит в том, что новый строительный материал полностью изготавливается из промышленных отходов, а именно золошлаков — это то, что образуется при сжигании твёрдого топлива (угля, торфа, сланцев) на тепловых электростанциях, котельных и других промышленных установках. Таким образом, отходы, которые годами копились на свалках и загрязняли окружающую среду, превращаются в полезный и качественный продукт для строительства.
— Идея проекта родилась на стыке двух больших проблем. Во-первых, это проблема отходов: в России только золошлаковых отходов накоплено около 2 миллиардов тонн, и каждый год их становится на 60 миллионов тонн больше. При этом перерабатывается лишь малая часть — около 15%. Эти отвалы занимают огромные территории. Во-вторых, это проблема экологии цементной промышленности: производство обычного цемента — это очень энергозатратный процесс, на который приходится около 8% всех мировых выбросов CO₂. Наш проект позволяет сразу решать две задачи: перерабатывать отходы и одновременно создавать «зеленую» альтернативу цементу, сокращая углеродный след, — рассказал Степан Денисов.
Работа над проектом началась более года назад и ведется на базе Климатического центра НГУ. Научным руководителем, который отвечает за общее направление разработки и который также вошел в команду стартапа, является Георгий Лазаренко, к.ф.-м.н., директор Климатического центра НГУ. Кроме того, в команде стартапа — магистрант ГГФ Матвей Трутнев, аспирант ГГФ Дмитрий Горяйнов и к.т.н. Яков Ермолов.
На текущий момент разработана лабораторная технология и получены первые опытные образцы материала. Суть технологии заключается в следующем: золошлаки, раздробленные в порошок, смешиваются со специальными активаторами. Далее при смешивании с водой между ними запускается химическая реакция — геополимеризация. В результате получается прочный камень, по свойствам аналогичный цементному, но имеющий свое преимущество.
Уже проведены предварительные испытания образцов, результаты которых показали, что по таким показателям, как прочность, водопоглощение, новый материал полностью соответствует заявленным требованиям.
— По прочности (50 МПа) он не уступает высокомарочным цементам М500, а по морозостойкости может достигать 300 циклов. Кроме того, продукт имеет низкое водопоглощение (менее 5%), в то время как у большинства конкурентов этот показатель колеблется от 5% до 18%. Наряду с этим, он предлагает гибкость в времени схватывания — от 5 минут до 7 часов, покрывая потребности как в быстром ремонте, так и в стандартном строительстве. При этом его себестоимость является одной из самых низких на рынке, конкурируя с обычными портландцементами М300-М400, но предлагая при этом качество и свойства, характерные для значительно более дорогих специализированных материалов, — добавил Степан Денисов.
Аналоги данного материала, представленные на рынке, — это так называемые геополимерные вяжущие материалы, которые производят как в России, так и за рубежом. Однако ключевыми преимуществом материала, разработанного в НГУ, является цена и экологичность, достигаемая за счет использования 100% золы в качестве сырья и полной утилизации отходов.
Разработка найдет применение в разных сферах строительства — везде, где используется цемент, — для стяжки полов, кладки кирпича, штукатурки, изготовления строительных блоков и т.д. Потенциальными потребителями являются как крупные промышленные предприятия, которые решают задачу утилизации отходов, так и строительные компании и частные лица, которые ищут более доступный по цене и экологичный материал.
Средства, которые получит команда в рамках конкурса «Студенческий стартап», будут направлены на проведение дальнейших, более углубленных испытаний образцов по всем строительным стандартам (морозостойкость, коррозионная стойкость и др.), закупку необходимых реактивов и материалов, патентование разработки и изготовление первой партии прототипов в товарной упаковке (мешках по 5, 10 и 25 кг). В перспективе рассматривается возможность запустить промышленное производство строительной смеси и перерабатывать до 100 000 тонн золошлаков в год.
Профилированные мембраны для частного домостроения
Компания ТЕХНОНИКОЛЬ выпустила новую профилированную мембрану PLANTER Коттедж Гео с геотекстилем Typar. Он эффективно фильтрует воду и защищает дренажные каналы от заиливания.
Профилированные мембраны PLANTER давно применяются на строительном рынке для решения самых разных строительных задач – замены бетонной подготовки, устройства дренажа, защиты гидроизоляции и многих других. В прошлом году компания ТЕХНОНИКОЛЬ впервые выпустила профилированную мембрану специально для частного домостроения - PLANTER Коттедж. Так же было принято решение о расширении линейки профилированных мембран для малоэтажного строительства. Эксперты компании разработали мембрану PLANTER Коттедж Гео с шириной рулонов 1 и 1,5 метра.
Материал предназначен для организации пластового и пристенного дренажа, дренажа в дорожках и отмостках. Рулоны уменьшенной ширины легче транспортировать (например, можно перевезти на обычном легковом автомобиле) и укладывать, что очень важно для частного домостроения. Для новинки характерны следующие свойства: выступы высотой 8,5 мм, высокая прочность, невосприимчивость к прорастанию корней, устойчивость к воздействию агрессивной химической среды. К выступам PLANTER Коттедж Гео термически прикреплен геотекстиль Typar, эффективно фильтрующий воду и защищающий дренажные каналы от заиливания.
Сила света и культуры
В России наблюдается тенденция увеличения использования светопрозрачных конструкций при строительстве современных объектов культуры и частично — при реставрации исторических. Стекло становится важным элементом визуального пространства здания и его уникальности.
Современные культурные учреждения, такие как театры, музеи и выставочные залы, все чаще проектируются с акцентом на светопрозрачные фасады. Это позволяет не только создать эффект открытости и доступности, но и максимально использовать естественное освещение, что положительно сказывается на восприятии пространства. Стекло в архитектуре новых объектов культуры становится не просто строительным материалом, а важным инструментом для создания уникальной атмосферы и взаимодействия между внутренним пространством и окружающей средой.
Расширяя пространство
По словам архитектора и генерального директора «АМЦ-ПРОЕКТ» Сергея Цыцина, в целом доля стекла в архитектуре зданий увеличивается с середины XIX века. Однако если ориентироваться на нашу культурную идентичность, то, безусловно, основа здания остается в первую очередь в его стенах и архитектурных формах. На многих современных культурных объектах действительно наблюдается рост использования стеклянных и светопрозрачных конструкций. С развитием новейших технологий значительно повысилось качество витражей, стеклопакетов и самого стекла. Это, в свою очередь, открывает новые горизонты для возведения сложных архитектурных проектов.
«Стекло может сыграть решающую роль в создании связи между интерьером и экстерьером здания, расширяя пространство и наполняя его светом. Человек, находясь внутри здания, может наблюдать за окружающим миром, как будто за картиной, где красивые виды раскрываются перед ним через стеклянные стены. Таким образом, правильное использование стекла в архитектуре объектов культуры приносит не только эстетическое удовлетворение, но и функциональные преимущества. Ландшафт прилегающей территории к таким объектам также играет важную роль восприятия здания», — отмечает эксперт.
Есть сложности, добавляет Сергей Цыцин, с усилением доли стекла в проектах реставрации объектов культурного наследия. С одной стороны, это правильно, потому что мы не должны каким-то образом потерять то, что имеем в нашем историческом наследии, и они находятся под защитой государства. С другой стороны, конечно, в разумном виде приспособления объектов под современные нужды требуют определенных решений. И в данном случае стекло — большой помощник. Например, в качестве функциональных переходов между историческими зданиями может быть выполнен какой-то стеклянный вестибюль. Это решение очень освежает восприятие объекта и может выглядеть очень симпатично.
Проекты объектов культуры с обширным остеклением, рассказывает директор департамента продвижения продукта, маркетинга и экспорта АО «РСК» Алена Красюкова, создаются для визуальной открытости, естественного освещения и гармоничной интеграции в городской ландшафт. Стекло здесь выполняет не только эстетическую, но и функциональную роль: улучшает энергоэффективность и безопасность, а также может служить медиаповерхностью для трансляции информации или рекламы. Количество таких объектов растет: музеи, театры и выставочные пространства все чаще проектируются с панорамным остеклением или эксклюзивными решениями со стеклом. Например, в новом здании Третьяковской галереи применена цифровая печать керамическими чернилами, благодаря которой на стекле воссозданы изображения знаменитых картин. Используется триплекс: на первое прозрачное стекло наносится черное изображение, а на второе, более темное, — белое. Другой пример — Музей Мирового океана, где каждый стеклопакет — это уникальная деталь сложной фасадной композиции, требующей высокой точности изготовления и монтажа. Изображение нанесено атмосферостойкими красками, а второе стекло выполнено в виде эмалита с индивидуально подобранным оттенком.
«В реставрации исторических зданий изделия из стекла используются как для создания современных архитектурных элементов — надстроек, атриумов и зенитных фонарей, — так и для повышения энергоэффективности, сохраняя при этом исторический облик. Среди наших проектов — высокоселективные стеклопакеты для «Новой Голландии», обеспечивающие необходимый уровень светопропускания, улучшенные характеристики энергосбережения и придающие объекту современный вид. Общество, как правило, положительно воспринимает такие обновления, если удается соблюсти баланс между историческим наследием и инновациями. В таких проектах используются самые передовые технологии. Основные тренды — динамическое стекло, сенсорные стеклопакеты, экстраформатные стеклопакеты, медиафасады и инновационные решения в цифровой печати», — констатирует Алена Красюкова.
Универсальный материал
Главным драйвером при выборе остекления сегодня становится эстетика — особенно в проектах культурных сооружений, считает Александр Четвериков, коммерческий директор Larta Glass (один из ведущих производителей стекла). Архитекторы все чаще рассматривают стекло не просто как строительный материал, а как выразительный художественный инструмент. Оно формирует визуальные образы, оживляет здание, встраивает его в природную и культурную среды. Яркий пример — новый Театр им. Камала в Казани. Его стеклянный фасад, вдохновленный «ледяными цветами» озера Кабан, не просто отражает воду и небо, но буквально вплетается в ландшафт, создавая ощущение легкости и парения.
«Культурных объектов с высокой долей остекления становится заметно больше. Архитектура стремится к прозрачности — как в прямом, так и в метафорическом смысле. Например, новое здание Третьяковской галереи на Кадашевской набережной выглядит особенно выразительно благодаря стеклянным витражам с изображениями известных полотен. Здесь стекло стало носителем визуального и культурного кода. Растет и число отреставрированных зданий, где стекло помогает переосмыслить историческое наследие. Так, кинотеатр “Целинный” в Алматы получил вторую жизнь — сохраненный дух модернизма дополнен актуальными технологиями. Такие обновления общество воспринимает позитивно, особенно когда в основе — уважение к оригиналу. Важно и то, что культурные объекты — это всегда территория архитектурного творчества. Каждый проект требует индивидуального подхода к остеклению», — подчеркивает Александр Четвериков.
По словам архитектора и креативного директора Генпро Дмитрия Сухова, объекты культуры являются, как правило, не только зданиями со сложным функциональным наполнением, но должны быть узнаваемыми, яркими или акцентными. Стекло в таких объектах становится как частью ограждающей конструкции, так и важной частью концепции и философии проекта. Стекло универсально во многом: оно может пропускать солнечный свет, а может ограничивать, может позволять зрителю наблюдать, а может ограничивать просмотр и физический доступ. Эти особенности открывают почти безграничные возможности использования остекления в архитектуре зданий и сооружений культуры.
Из-за того, что основным заказчиком зданий такого типа, продолжает Дмитрий Сухов, является государство, ясно прочитывается тренд на уникальный внешний вид при сдержанном бюджете. В принципе, для архитекторов такие факторы не являются чем-то новым. Просто создается меньше таких зданий с контекстуальной архитектурой, больше «иконических». «Из технологических ограничений можно выделить те, что связаны прежде всего с противопожарной безопасностью: огнестойкость, противодымная защита. Также необходимо учитывать большой вес стекла, его высокую стоимость. В технологических особенностях, связанных с геометрией стекла, его размерами, химическим составом, сейчас производители шагнули вперед, предоставляя архитекторам и заказчикам возможности для творческой реализации».
Адаптировать замысел
Стоит отметить, что в множестве современных объектов культуры светопрозрачные материалы задействуются в сочетании с различными фасадными конструкциями, также играющими важную роль в восприятии здания. В последнее время, рассказывает коммерческий директор Группы компаний Doksal Артур Туктаров, все чаще и чаще при строительстве и реставрации объектов культуры на смену классическим конструкциям СФТК и лепнине приходят современные высокофункциональные конструкции навесного вентилируемого фасада. Яркими примерами таких архитектурных решений являются новый Театр им. Камала в Казани и музейные и театральные образовательные комплексы в Калининграде и Кемерове.
«Безусловно, к таким конструкциям применяются требования высокой надежности и безопасности. Так как речь идет в первую очередь о металле, важную роль играет коррозионная стойкость. В рамках реализации таких проектов очень важен диалог между архитектором и проектировщиком. Зачастую задумку архитектора приходится адаптировать под нагрузки и воздействия природного и техногенного характера и требования нормативных и законодательных актов, поэтому важно найти компромисс», — отмечает он.
Если говорить об особых требованиях к фасадным системам объектов культуры, продолжает тему еще один производитель вентилируемых навесных фасадов — председатель совета директоров ГК «ДИАТ» Евгений Цыкановский, по сути, они такие же, как и у всех заказчиков, которые по-настоящему заботятся о своих зданиях. Это безопасность, долговечность и максимальный безремонтный срок эксплуатации. Каких-то исключительных нет. Но все требования, которые предъявляются, мы выполняем на всех объектах без исключения: мы не разделяем их на культурные или какие-то другие. «Повторить исторические фасады точь-в-точь современными системами точно нельзя. А вот сделать что-то на тему — да, можно. Тут важно, чтобы архитектор понимал возможности технологий. А мы как раз специализируемся на нестандартных конструкциях — умеем их делать и правильно оформлять».
Эксперт направления продуктовых инноваций компании «Северсталь» Алексей Староверов отмечает, что при строительстве и реставрации объектов культуры используется широкий спектр фасадных конструкций, сочетающих в себе инновационные технологии, эстетическую привлекательность и функциональность. Параметрическая архитектура демонстрирует использование нетрадиционных материалов, таких как титановые панели, для достижения уникального визуального эффекта. «Одним из наиболее заметных трендов является применение атмосферостойкой стали, включая Forcera, разработанной компанией “Северсталь”. Этот материал привлекает архитекторов и строителей благодаря своей способности образовывать патину, которая защищает от коррозии и придает фасадам уникальный “живой вид”. Атмосферная сталь используется для изготовления различных архитектурных элементов, таких как фасадные панели, ламели, другие декоративные детали, в том числе при строительстве культурных объектов», — подчеркивает специалист.