10 fantastiske konstruksjonsteknologier som kan forandre verden

Effekter av mennesker på jorden blir stadig dypere hver dag. Vårt energiforbruk er høyere enn noensinne, og det blir bare verre. Befolkningen vokser også, noe som setter en dramatisk belastning på grunnleggende ressurser som plass, vann og mat. Endelig endrer miljøet seg raskt, noe som har ført til ekstremt vær som har hatt en enorm effekt på byer rundt om i verden.

For å løse noen av disse problemene blir det gjort innovative endringer i gammel konstruksjonsteknologi for å gjøre fremtiden vakker, ren og (viktigst) levende.

10 bambus byer

De fleste i Vesten tenker på bambus som dekorativt materiale. Men det er faktisk en utrolig byggebransje. Bambus vokser raskt, sterkere enn stål, og mer motstandsdyktig enn sement. Det er derfor Penda, et arkitekturstudio i Beijing, Kina, vil bruke bambus som hovedressurs for å bygge en hel by.

Byen ville være bærekraftig, miljøvennlig og billig. Bygningene skulle bygges ved å sette bambusstenger sammen for å lage en X-ledd og deretter knytte dem sammen med tau. Ved hjelp av denne teknikken tror Penda at de kunne bygge en by som ville plassere 200 000 mennesker innen 2023.

Når en struktur er fullført, kan tilleggene enkelt installeres både horisontalt og vertikalt. Også et rom eller en hel struktur kan demonteres uten mye innsats, og siden det bare er bambusstenger og tau, kan det gjenbrukes.

9 Diamond Nanothreads

Så langt vi vet, er diamanter de vanskeligste mineralene som forekommer naturlig på jorden. I riktig form gjør denne styrken diamanter til et utmerket byggemateriale.

På Penn State University har forskere opprettet innovative diamond nanotråder som er 20.000 ganger tynnere enn en streng av menneskehår. Likevel anses diamond nanotråder som det sterkeste materialet på jorden (og muligens i universet). Foruten å være tynn og sterk, er de utrolig lyse.

Forskerne var i stand til å lage disse strengene av ultratynne diamanter ved å bruke alternerende sykluser av trykk til isolerte benzenmolekyler som var i flytende tilstand. Dette skapte ringer av karbonatomer som kom sammen i en ordentlig kjede.

Disse nanotrådene kan ikke brukes i hverdagens konstruksjon, men de kan brukes i ambisiøse prosjekter, for eksempel kabelen til en romheis, noe som kan føre til billigere plassturisme.

8 Airgel Isolasjon

Airgel er ikke et nytt materiale. Faktisk ble det undersøkt på 1920-tallet, med funn på materialet publisert i 1932. Det er opprettet ved å fjerne væske fra gel og erstatte væsken med gass. Ved å gjøre dette blir stoffet ultralett, fordi det er 90 prosent luft. Når laget i et teppe, er det flott for isolasjon. Airgel har blitt brukt til å isolere rør i industriområder, og det ble til og med brukt på Mars rover.

Et selskap som ønsker å bruke airgel teknologi for hjemmeisolasjon er Aspen Aerogels. De opprettet et produkt som heter Spaceloft-tepper som er enkle å jobbe med, fordi de er så lyse og tynne. Til tross for deres lave vekt har teppene to til fire ganger isolasjonsverdien per tomme sammenlignet med tradisjonell isolasjon av glassfiber eller skum.

Spaceloft tepper tillater også vanndamp å passere gjennom dem, og kanskje mest imponerende, de er brannbestandige. Selv om hus innpakket i airgel tepper vil ikke være ildfast som husene i Fahrenheit 451, denne typen isolasjon ville sikkert redusere antall boliger branner.

Problemet er at airgel er mye dyrere enn tradisjonell isolasjon, selv om det vil spare penger på energiregninger i det lange løp. Dessuten kan ikke alle husene enkelt ettermonteres med materialet. Teppene fungerer best i eldre boliger eller med nye boliger som er spesielt utformet for å være isolert med airgel.

7 Road Printer

https://www.youtube.com/watch?v=ifdA0kxP7lM

Det tar lang tid å bane vei. I gjennomsnitt kan en arbeidstaker bane 100 kvadratmeter per dag på tradisjonell måte. Ønsker du å forkorte prosessen, er veien skrivere som Tiger Stone-belegget, som kan "skrive ut" 300 kvadratmeter av brosteinsvei på en dag.

En annen er RPS RoadPrinter, som kan gjøre 500 kvadratmeter (5300 ft) per dag. En til tre operatører bringer løse murstein inn i maskinen. Deretter sorterer puseren mursteinene inn i et mønster som et teppe. På den tiden tar tyngdekraften over, og maskinen legger ned murveien. Etterpå presser en steamroller mursteinene på plass.

Skriverne er elektrisk drevne og har ikke mange bevegelige deler, noe som gjør dem enkle å bruke og vedlikeholde. Også, de gjør ikke mye støy, spesielt i forhold til tradisjonelle metoder for baneveier.

Selvfølgelig er den store forskjellen mellom de fleste veier og maskinens trykte maskiner at maskinene legger ned murstein i stedet for asfalt. Imidlertid er murveier også bedre enn asfalt fordi de filtrerer vann, utvides når de er frosset, og varer lenger.

6 Cableless Multidirectional Elevators

Et stort problem med store infrastrukturer er hvordan man effektivt kan komme seg rundt i dem. Mennesker kan bare gå så fort og så langt. Også hver heisaksel har bare en heisbil. Hvis du noen gang har hatt å bruke heis i en stor bygning, vet du at det ofte kan ta lang tid å få bil.

Det tyske heisfirmaet ThyssenKrupp ønsker å rette opp disse problemene. I stedet for å bruke kabler, vil deres foreslåtte heis bruke magnetisk levitateknologi. Dette vil gjøre at bilene kan reise både vertikalt og horisontalt. Det ville også tillate mer enn én bil per aksel, noe som ville kutte ned ventetider. Så det ville være mindre behov for flere heisdører.

Til slutt vil de magnetiske heiser bruke mye mindre energi, noe som gjør dem bedre for miljøet. I 2016 planlegger ThyssenKrupp å teste det nye heissystemet i en bygning på deres forskningsparkus.

5 Solar Paint

En av de største klager om solcellepaneler er at de er store, klumpete øyne som ikke er kraftige nok. For å forandre det, produserer noen forskere solceller som er så små og fleksible at de kan males på overflater. Faktisk har et team av forskere ved Universitetet i Alberta skapt en spray-on solcelle med nanopartikler av sink og fosfor.

Hvis hvert huseier malet sitt tak med denne typen solfarging, kan det generere mer enn nok energi til huset og redusere vårt avhengighet av fossile brensler. Ingen ettermontering ville være nødvendig, noe som ville minimere byggearbeid. Også solfarging er mye billigere å produsere enn tradisjonelle solcellepaneler. Solceller som brukes i malingen er ikke effektive ennå, men forskerne arbeider for å fikse dette problemet.

4 vertikale byer

Ifølge prognoser fra De forente nasjoner vil det være over 9,6 milliarder mennesker på jorden innen 2050. Det er 2,3 milliarder flere mennesker enn vi har i dag. Det anslås også at 75 prosent av verdens befolkning vil bo i byer, noe som forener våre problemer med mangel på plass i våre byer.

En måte å overvinne dette problemet på er å bygge vertikale byer. Det er allerede noen foreslåtte vertikale byer som skal bygges i Sahara, De forente arabiske emirater (UAE) og Kina.

Disse vertikale byene ville være gigantiske bygninger som ville gi boliger, arbeidsplasser og shopping. For eksempel, italiensk firma Luca Curci Architects skal bygge en bygning i UAE som har 189 nivåer. Det vil huset 25.000 mennesker, sammen med butikker og bedrifter. Siden folk ikke ville forlate bygningen, ville dette løse romproblemet og redusere innbyggernes karbonfotspor.

Megastrukturene vil være selvbærende og grønne. Siden de er så store, kan solpaneler plasseres gjennom bygningene. De vil også bruke geotermisk energi og ha regnvannsinnsamling.

3 Smart Betong

https://www.youtube.com/watch?v=-iJP7DFt6AU

Når et område begynner å oversvømme, er det ikke nok steder for vannet å tømme. Dette blir verre i urbane områder fordi det er mindre jord å absorbere vannet. For å redusere oversvømmelsen har det britiske selskapet Tarmac opprettet et asfaltprodukt kalt Topmix Permeable.

Mest betong gjør at noe vann kan suge inn i bakken, men bare ca 300 millimeter (1 fot) vann kommer igjennom i timen. Topmix kan tillate 36.000 millimeter (118 fot) vann gjennom en time, som er ca 3.300 liter (880 gal) per minutt.

I stedet for å bruke sand som mest betong, gjør Topmix sitt produkt med stykker knust granitt som er pakket sammen. Vann renner gjennom disse granittstykkene, hvor det kan absorberes i bakken, dirigeres til avløpssystem, eller samles i et vannreservoar. I tillegg til å redusere sjansene for flom, holder Topmix gatene tørre, noe som gjør dem tryggere. Vannet kan også dirigeres til et reservoar for gjenbruk på en rekke måter.

Problemet med permeabel betong er at den bare kan brukes i områder hvor det ikke blir for kaldt. Kaldt vær ville gjøre betongen utvide, noe som ville ødelegge det. Det er også mye dyrere å installere enn tradisjonell betong, men byer kan spare penger i det lange løp hvis produktet reduserer flom.

2 smarte murstein

Bare ved å se på Smart Bricks utviklet av Kite Bricks, kan du se at de var inspirert av Lego. Disse byggeblokkene har knapper på toppen, og de forbinder akkurat som Lego-stykker gjør. Smart murstein holdes på plass med rebar, med stykker av forskjellige former lagdelt i designet.

I stedet for å bruke sement, holdes klossene sammen med et sterkt, dobbeltsidig lim. På innsiden av bygningen kan utskiftbare paneler med mønstre festes til mursteinene. Disse panelene vil fjerne behovet for gips og maleri. Det er også stykker å bygge gulv og tak. Sentrene til blokkene er tomme, og lar rom for isolasjon, rørleggerør og elektriske ledninger.

Stenene vil føre til bedre termisk energikontroll, større allsidighet i konstruksjonen og lavere byggekostnader på om lag 50 prosent.

1 Robot Swarm Construction

For å utvikle innovative metoder i byggevirksomheten, vendte Harvard forskere seg til naturen for inspirasjon, spesielt termitter. Termitter kan bygge store strukturer til tross for at de ikke har sentral tilsyn. For å gjøre dette, gir termitter et smuss til det første byggeplassen. Hvis dette stedet er tatt, går de rett og slett til neste sted.

TERMES-prosjektet bruker den samme ideen om svømmekonstruksjon, men de bruker små roboter. Disse enkle, billige dronene bygger strukturer ved å følge en innledende design og sette en blokk i neste ledig plass til strukturen er ferdig. Dette betyr at sværmen trenger lite innblanding fra mennesker etter det første designet.

Sværmene ville være ideelle for å bygge strukturer på farlige steder, som for eksempel i rom eller under vann. De kunne også gjøre menialt arbeid som ville være sløsing med menneskelig tid. Som de er selvstyrte, kan de bygge strukturer mer effektivt og effektivt enn mennesker.