10 erstaunliche Bautechnologien, die die Welt verändern könnten

Die Auswirkungen des Menschen auf die Erde werden von Tag zu Tag tiefer. Unser Energieverbrauch ist höher als je zuvor und es wird nur schlechter. Die Bevölkerung wächst ebenfalls, was die grundlegenden Ressourcen wie Weltraum, Wasser und Lebensmittel dramatisch belastet. Schließlich ändert sich das Umfeld rapide, was zu extremem Wetter geführt hat, das die Städte in aller Welt enorm beeinflusst hat.

Um einige dieser Probleme anzugehen, werden innovative Änderungen an alten Bautechnologien vorgenommen, um die Zukunft schön, sauber und vor allem lebenswert zu gestalten.

10 Bambusstädte

Die meisten Menschen im Westen halten Bambus für ein dekoratives Material. Aber es ist tatsächlich eine unglaubliche Baustelle. Bambus wächst schnell, ist stärker als Stahl und widerstandsfähiger als Zement. Deshalb will Penda, ein Architekturstudio in Peking, China, Bambus als Hauptquelle für den Bau einer ganzen Stadt verwenden.

Die Stadt wäre nachhaltig, umweltfreundlich und günstig. Die Gebäude würden gebaut, indem Bambusstangen zu einem X-Gelenk zusammengefügt und dann mit einem Seil zusammengebunden werden. Mit dieser Technik könnte Penda eine Stadt bauen, in der bis 2023 200.000 Menschen leben werden.

Sobald eine Struktur fertiggestellt ist, können Ergänzungen problemlos sowohl horizontal als auch vertikal installiert werden. Außerdem kann ein Raum oder eine ganze Struktur ohne großen Aufwand zerlegt werden. Da es sich lediglich um Bambusstangen und -seile handelt, kann sie wiederverwendet werden.

9 Diamant-Nanothreads

Diamanten sind unseres Wissens die härtesten Mineralien, die auf der Erde natürlich vorkommen. In der richtigen Form macht diese Stärke Diamanten zu einem hervorragenden Baumaterial.

An der Penn State University haben Forscher innovative Diamant-Nanothreads geschaffen, die 20.000 Mal dünner sind als eine menschliche Haarsträhne. Trotzdem gelten Diamant-Nanothreads als das stärkste Material auf der Erde (und möglicherweise im Universum). Abgesehen davon, dass sie dünn und stark sind, sind sie unglaublich leicht.

Die Forscher waren in der Lage, diese Ketten ultradünner Diamanten zu erzeugen, indem auf isolierte Benzolmoleküle, die sich im flüssigen Zustand befanden, abwechselnd Druckzyklen angewendet werden. Dadurch entstanden Ringe aus Kohlenstoffatomen, die sich in einer geordneten Kette zusammenfanden.

Diese Nanothreads dürfen nicht im Alltagsbau verwendet werden, sie könnten jedoch für ehrgeizige Projekte verwendet werden, wie z. B. Kabel für einen Weltraumaufzug, die zu einem billigeren Weltraumtourismus führen könnten.

8 Aerogel-Isolierung

Aerogel ist kein neues Material. Tatsächlich wurde es in den 1920er Jahren recherchiert, und das Material wurde 1932 veröffentlicht. Es wurde durch Entfernen von Flüssigkeit aus dem Gel und Ersetzen der Flüssigkeit durch Gas hergestellt. Dadurch wird die Substanz ultraleicht, weil sie zu 90 Prozent aus Luft besteht. Wenn es zu einer Decke verarbeitet wird, eignet es sich hervorragend für die Isolierung. Aerogel wurde zum Isolieren von Rohrleitungen in Industriegebieten verwendet, und es wurde sogar beim Mars Rover verwendet.

Aspen Aerogels ist ein Unternehmen, das die Aerogel-Technologie zur Isolierung von Wohnungen verwenden möchte. Sie haben ein Produkt namens Spaceloft-Decken entwickelt, mit dem sich leicht arbeiten lässt, da sie so leicht und dünn sind. Trotz ihres geringen Gewichts haben die Decken zwei- bis vierfache Dämmwerte pro Zoll im Vergleich zu herkömmlichen Isolierungen aus Glasfaser oder Schaumstoff.

Durch die Decken von Spaceloft kann auch Wasserdampf durch sie hindurchtreten, und am eindrucksvollsten sind sie feuerfest. Obwohl Häuser in Aerogel-Decken eingewickelt sind, sind sie nicht feuerfest wie die Häuser Fahrenheit 451Diese Art der Isolierung würde sicherlich die Anzahl von Bränden in Wohngebäuden verringern.

Das Problem ist, dass Aerogel viel teurer ist als herkömmliche Isolierungen, obwohl es auf lange Sicht Geld für Energiekosten sparen wird. Auch können nicht alle Häuser einfach mit dem Material nachgerüstet werden. Die Decken funktionieren am besten in älteren Häusern oder in neuen Häusern, die speziell für die Isolierung mit Aerogel entwickelt wurden.

7 Straßendrucker

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Es dauert lange, bis eine Straße gepflastert ist. Im Durchschnitt kann ein Arbeiter auf traditionelle Weise 100 Quadratmeter pro Tag befestigen. Um diesen Prozess zu verkürzen, suchen Straßendrucker wie die Tiger Stone-Pflastermaschine, die 300 Quadratmeter Kopfsteinpflasterstraße pro Tag „bedrucken“ kann.

Ein weiterer ist der RoadPrinter von RPS, der 500 Quadratmeter pro Tag verarbeiten kann. Ein bis drei Bediener führen lose Steine ​​in die Maschine ein. Dann sortiert der Schieber die Ziegelsteine ​​in ein Muster wie ein Teppich. An diesem Punkt übernimmt die Schwerkraft und die Maschine legt die Ziegelsteinstraße ab. Danach drückt eine Dampfwalze die Ziegelsteine ​​in Position.

Die Drucker werden elektrisch betrieben und verfügen nicht über viele bewegliche Teile, wodurch sie einfach zu bedienen und zu warten sind. Sie machen auch nicht viel Lärm, besonders im Vergleich zu herkömmlichen Straßenbelagsverfahren.

Natürlich besteht der Hauptunterschied zwischen den meisten Straßen und den maschinell bedruckten Straßen darin, dass die Maschinen Ziegel anstelle von Asphalt ablegen. Ziegelstraßen sind jedoch auch besser als Asphalt, weil sie Wasser filtern, sich ausdehnen, wenn sie gefroren sind, und länger halten.

6 Kabellose Multidirektionalaufzüge

Ein großes Problem bei riesigen Infrastrukturen ist, wie man sich effizient in ihnen bewegen kann. Menschen können nur so schnell und so weit gehen. Jeder Aufzugsschacht hat auch nur eine Aufzugskabine. Wenn Sie in einem großen Gebäude jemals einen Aufzug benutzen mussten, wissen Sie, dass es oft lange dauern kann, bis Sie ein Auto bekommen.

Das deutsche Aufzugsunternehmen ThyssenKrupp möchte diese Probleme beheben. Anstelle der Verwendung von Kabeln würde der vorgeschlagene Aufzug die Magnetschwebetechnik verwenden. Dies würde es ihren Autos ermöglichen, sowohl vertikal als auch horizontal zu fahren. Es würde auch mehr als ein Auto pro Schacht zulassen, was die Wartezeiten verkürzen würde. Es besteht also weniger Bedarf für mehrere Aufzugstüren.

Schließlich würden die Magnetaufzüge viel weniger Energie verbrauchen und sie für die Umwelt verbessern. 2016 plant ThyssenKrupp, die neue Aufzugsanlage in einem Gebäude auf ihrem Forschungscampus zu testen.

5 Sonnenfarbe

Eine der größten Beschwerden über Sonnenkollektoren ist, dass es sich um große, unebene Stellen handelt, die nicht stark genug sind. Um das zu ändern, produzieren einige Forscher Solarzellen, die so klein und flexibel sind, dass sie auf Oberflächen gestrichen werden können. Tatsächlich hat ein Forscherteam der University of Alberta eine Sprüh-Solarzelle mit Nanopartikeln aus Zink und Phosphor geschaffen.

Wenn jeder Hausbesitzer sein Dach mit dieser Art von Solarfarbe streichen würde, könnte er mehr als genug Energie für das Haus erzeugen und unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern. Ein Nachrüsten wäre nicht erforderlich, was den Bauaufwand minimieren würde. Außerdem ist die Herstellung von Solarfarbe wesentlich kostengünstiger als bei herkömmlichen Solarmodulen. Die im Lack verwendeten Solarzellen sind noch nicht effizient, aber die Forscher arbeiten daran, das Problem zu lösen.

4 vertikale Städte

Nach Prognosen der Vereinten Nationen wird es auf der Erde bis 2050 über 9,6 Milliarden Menschen geben. Das sind 2,3 Milliarden Menschen mehr als wir heute haben. Es wird geschätzt, dass 75 Prozent der Weltbevölkerung in Städten leben werden, was unsere Probleme mit dem Platzmangel in unseren Städten verstärkt.

Eine Möglichkeit, dieses Problem zu überwinden, ist der Bau vertikaler Städte. In der Sahara, den Vereinigten Arabischen Emiraten (VAE) und China gibt es bereits einige geplante vertikale Städte, die gebaut werden sollen.

Diese vertikalen Städte wären riesige Gebäude, in denen sich Wohnhäuser, Arbeitsplätze und Einkaufsmöglichkeiten befinden würden. Die italienische Firma Luca Curci Architects baut zum Beispiel ein Gebäude in den Vereinigten Arabischen Emiraten mit 189 Ebenen. Es wird 25.000 Menschen beherbergen sowie Geschäfte und Geschäfte. Da die Menschen das Gebäude nicht verlassen müssten, würde dies das Platzproblem lösen und den CO2-Fußabdruck der Bewohner reduzieren.

Die Megastrukturen wären selbsttragend und grün. Da sie so groß sind, könnten Sonnenkollektoren in den Gebäuden aufgestellt werden. Sie würden auch Geothermie nutzen und Regenwasser sammeln.

3 Smart Concrete

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Wenn ein Gebiet zu überfluten beginnt, gibt es nicht genügend Stellen, an denen das Wasser abfließen kann. Dies wird in städtischen Gebieten noch schlimmer, da weniger Wasser aufgenommen werden muss. Das britische Unternehmen Tarmac hat ein Asphaltprodukt namens Topmix Permeable entwickelt, um Überschwemmungen zu reduzieren.

Der größte Teil des Betons lässt etwas Wasser in den Boden eindringen, aber nur etwa 300 Millimeter Wasser pro Stunde durch. Topmix kann pro Stunde 36.000 Millimeter Wasser durchlassen, was etwa 3.300 Liter pro Minute entspricht.

Anstatt Sand wie die meisten Beton zu verwenden, stellt Topmix seine Produkte aus zusammengepressten Granitstücken her. Das Wasser fließt durch diese Granitstücke, wo es in den Boden aufgenommen, in ein Abwassersystem geleitet oder in einem Wasservorrat gesammelt werden kann. Topmix reduziert nicht nur die Überflutungsgefahr, sondern hält die Straßen trockener, was sie sicherer macht. Das Wasser kann außerdem in beliebiger Weise zur Wiederverwendung in ein Reservoir geleitet werden.

Das Problem bei durchlässigem Beton ist, dass es nur in Bereichen eingesetzt werden kann, in denen es nicht zu kalt wird. Kaltes Wetter würde den Beton ausdehnen lassen, was ihn zerstören würde. Die Installation ist auch viel teurer als herkömmlicher Beton, aber Städte können auf lange Sicht Geld sparen, wenn das Produkt die Überschwemmungen verringert.

2 intelligente Ziegel

Ein Blick auf die von Kite Bricks entwickelten Smart Bricks zeigt, dass sie von Lego inspiriert wurden. Diese Bausteine ​​haben oben Knöpfe, und sie verbinden sich genau wie Legostücke. Smart Bricks werden mit einer Bewehrung an Ort und Stelle gehalten, wobei im Design Teile unterschiedlicher Formen angeordnet sind.

Anstatt Zement zu verwenden, werden die Steine ​​mit einem starken doppelseitigen Klebstoff zusammengehalten. An der Innenseite des Gebäudes können austauschbare Paneele mit Mustern an den Steinen angebracht werden. Diese Platten würden Trockenbau und Anstrich überflüssig machen. Es gibt auch Stücke, um Böden und Decken zu bauen. Die Mitten der Blöcke sind leer und lassen Platz für Isolierungen, Rohrleitungen und elektrische Leitungen.

Die Ziegel würden zu einer besseren Steuerung der Wärmeenergie, einer größeren Vielseitigkeit beim Bau und niedrigeren Baukosten von etwa 50 Prozent führen.

1 Roboterschwarmkonstruktion

Um innovative Methoden in der Baubranche zu entwickeln, wandten sich die Harvard-Forscher an die Natur, vor allem an Termiten. Termiten können trotz zentraler Aufsicht große Strukturen aufbauen. Dazu bringen Termiten ein Stück Schmutz auf die erste Baustelle. Wenn diese Stelle besetzt ist, bewegen sie sich einfach zur nächsten Stelle.

Das TERMES-Projekt verwendet dieselbe Idee der Schwarmkonstruktion, verwendet jedoch kleine Roboter. Diese einfachen, kostengünstigen Drohnen bauen Strukturen, indem sie einem anfänglichen Entwurf folgen und einen Block im nächsten verfügbaren Platz platzieren, bis die Struktur fertiggestellt ist. Dies bedeutet, dass der Schwarm nach dem ersten Entwurf nur wenig Eingriffe von Menschen erfordert.

Die Schwärme wären ideal für den Bau von Gebäuden an gefährlichen Orten, beispielsweise im Weltraum oder unter Wasser. Sie könnten auch Kleinarbeit leisten, die menschliche Zeit verschwendet. Da sie sich selbst steuern, können sie Strukturen effizienter und effektiver als Menschen aufbauen.