Инновации и потенциал панелей CPC в декарбонизации бетонного строительства: интервью с Йозефом Куратом
Бетонные плиты CPC созданы на основе технологии «предварительно напряженного углеродного бетона», которая возникла в результате долгосрочного исследовательского проекта, проведенного Цюрихским университетом прикладных наук Винтертур (ZHAW) и Silidur AG, Андельфинген. Эти панели армированы тонкими предварительно напряженными углеродными нитями, что позволяет им быть в три-четыре раза тоньше и легче, сохраняя при этом ту же несущую способность, что и традиционные армированные плиты.
Инновационный подход КТК к производству бетонных панелей сокращает использование материалов на 75% и сводит к минимуму выбросы углекислого газа при производстве бетона. взял интервью у профессора Йозефа Курата с кафедры архитектурного проектирования и гражданского строительства Цюрихского университета прикладных наук (ZHAW), который сотрудничал с CPC Construction в разработке этих бетонных панелей. Мы обсудили его взгляды на декарбонизацию архитектуры, вдохновение для разработки панелей CPC, сравнение с традиционным бетоном, а также потенциал масштабируемости и доступности в будущем.
Читайте дальше, чтобы узнать мнение Джона Кура о декарбонизации строительной отрасли и инновационных перспективах панелей CPC.
Пол Якубу (): На антропогенную среду приходится примерно 42% ежегодных глобальных выбросов CO2. По вашему мнению, какие ключевые области строительства следует пересмотреть и внедрить в строительной отрасли, чтобы сократить эти выбросы?
Йозеф Курат (CPC AG и ZHAW): Бетон и гравий являются одними из наиболее широко используемых материалов в строительном секторе во всем мире. Его используют в огромных количествах, и в будущем эта цифра снова резко возрастет. Эти материалы также ответственны за значительную долю выбросов CO2, образующихся в строительном секторе. Компоненты, входящие в состав гравия и бетона, являются одними из наиболее распространенных материалов, встречающихся на земной поверхности во всем мире. Вот почему это подходящее сырье для создания зданий, и его невозможно заменить из-за огромной массы, которая используется. Вот почему важно в будущем использовать эти ресурсы как можно экономнее, повторно использовать их снова и снова и поддерживать как можно более низкие выбросы в процессах производства и строительства.
PY: Что послужило первоначальным вдохновением для исследования пластин CPC и как вы пришли к использованию предварительно напряженных углеродных прядей в качестве замены арматуры?
Ю.К.: Как инженер-строитель, я очень хорошо знаю железобетон. Как исследователь, я в течение последних нескольких десятилетий активно занимался волокнистыми композитами. Углепластики (углеродные композиты) обладают чрезвычайно высокой прочностью при растяжении, не знают усталости и не подвергаются коррозии. Но они не жестче стали, очень чувствительны к другим нагрузкам и не бесконечно долговечны на солнце. Это из-за матрицы. Бетон невероятно прочен с точки зрения воздействия окружающей среды и механических воздействий и может очень хорошо поглощать нагрузки давления. Эти два материала невероятно хорошо дополняют друг друга по этим причинам, за исключением жесткости. Если углеродные нити предварительно напряжены в бетоне, эта несовместимость устраняется, и вы получаете гораздо лучший строительный материал, чем железобетон.
ПЯ: Каковы текущие применения этого инновационного элемента и каковы структурные перспективы его интеграции в архитектуру? Например, может ли он потенциально полностью заменить традиционный железобетон при строительстве высотных зданий в городе?
Ю.К.: Сегодня строительство CPC, которое представляет собой совершенно другой метод строительства, чем сегодняшнее железобетонное строительство, в основном используется для простых строительных элементов в строительстве и гражданском строительстве. Это перекрытия мостов, ступени лестниц, балконные плиты, первые фасады зданий. В последние годы мы в Цюрихском университете прикладных наук (ZHAW) работали с CPC над разработкой типов соединений, адаптированных к конструкции CPC. Теперь это позволяет создавать более сложные конструкции, такие как целые мосты, несущие плиты и несущие ядра высотных зданий. В частности, в отношении его использования в строительстве зданий в ZHAW реализуется ряд исследовательских проектов, например, касающихся звука и огня. Метод строительства CPC может эффективно полностью заменить железобетонную конструкцию в строительстве зданий, не теряя при этом гибкости железобетона. Поскольку строительство КПК гораздо более устойчиво, чем железобетонное, материала требуется до 4 раз меньше, а промыслы в здании гораздо лучше разделены, это даже хорошая идея.
ПЯ: По сравнению с традиционным бетоном панели CPC в три-четыре раза тоньше и легче. Эта уникальная характеристика позволяет материалу вести себя как растягивающийся материал. Можете ли вы представить себе новые формы дизайна, которых можно достичь благодаря инновационному поведению вашего продукта?
Ю.К.: Здесь есть большой потенциал. Нам, конечно, удалось немного продемонстрировать это на отдельных небольших зданиях, таких как «Мост в будущее» или «Арочный банк». Однако это дело инженеров и архитекторов.
ПЯ: Когда дело доходит до масштабируемости, насколько экономически эффективны карбоновые полосы по сравнению со стальной арматурой? Кроме того, какие методы ваша компания планирует использовать для расширения доступности этого материала?
Я.К.: В области покрытия мостов, небольших мостов и подобных применений метод строительства CPC уже конкурентоспособен на широком рынке. В случае высотных зданий стоимость метода строительства аналогична стоимости деревянных зданий, но все же несколько дороже, чем у обычных зданий на широком рынке. Это связано с количеством производимых панелей и тем фактом, что компании до сих пор слишком мало знают о методе строительства. Партнер CPC, компания Holcim AG, в настоящее время производит пластины CPC большого размера на своем первом заводе. Они имеют размер до 4,5 х 17 м и толщину 40 мм и 70 мм. При мощности этого производственного предприятия, например, ок. 9 зданий среднего размера общей площадью ок. Будет построено 100 квартир в год. Не так уж и много для строительного магазина. Вот почему для многих применений панели в настоящее время все еще находятся в верхнем ценовом сегменте. В ближайшие несколько лет планируется существенно увеличить производство. По мере увеличения мощностей строительство КТК становится конкурентоспособным по цене даже в традиционном домостроении. Если вы учтете аспекты устойчивого развития, это будет явно интереснее. Из-за сложных условий утверждения в строительной отрасли это все равно займет некоторое время.
Эта статья является частью темы : Декарбонизация архитектуры, представленной Holcim.
Руководствуясь своей целью обеспечить прогресс для людей и планеты, Holcim обезуглероживает строительство, одновременно повышая уровень жизни для всех. Holcim дает архитекторам и разработчикам во всех регионах возможность строить экологично. В этой серии рассказывается о том, как города будущего могут стать низкоуглеродными, безотходными и устойчивыми.
Каждый месяц мы углубленно исследуем тему с помощью статей, интервью, новостей и архитектурных проектов. Мы приглашаем вас узнать больше о наших темах . И, как всегда, в мы приветствуем вклад наших читателей; Если вы хотите представить статью или проект, свяжитесь с нами.
