Био-стройматериалы: что это такое и какое у них будущее?

Строительство и само производство строительных материалов загрязняет окружающую среду, требует затрат энергии и истощает планету. Для того, чтобы делать это с учетом климатической нейтральности и циркулярности, необходимо перейти на так называемые «строительные материалы на биооснове». Это может быть любое натуральное, возобновляемое сырье из тростника, водяного кресса, морских водорослей, мицелия и так далее. Древесина, особенно необработанная, тоже входит в их число.

Существует несколько причин для использования строительных материалов на биооснове. Прежде всего, это выбор в пользу здоровья и комфорта и уменьшения воздействия на климат. Важно понимать, что для производства популярных бетона и стали требуется много энергии, а биосырье делает строительство более экологичным еще и потому, что в результате выделяется меньше CO2 и азота. Кроме того, некоторые материалы становятся дефицитными: песка, который используется в том же бетоне, становится все меньше.

Для создания климатически устойчивой и пригодной для жизни среды, в ее дизайн необходимо включить больше натуральных материалов. Но как это сделать? Вот несколько последних разработок из Нидерландов.

Биорецептивный бетон

В Делфтском технологическом университете был разработан специальный бетон с высокой влагопоглощающей и влагоудерживающей способностью. Цель проекта Respyre, основанного на тесном сотрудничестве инноваторов и ученых, состоит в том, чтобы наносить его в виде слоя на существующие бетонные поверхности и… выращивать на них мох!

Почему именно мох? Он отличается от других видов растительности тем, что поглощает большую часть питательных веществ, поддерживающих рост, через листья, а не через корневую систему. Это дает им возможность очищать воздух и воду от загрязняющих веществ, обеспечивать поглощение и удержание воды в случае обильных осадков, испарительное охлаждение в жаркие дни и оказывать звукоизолирующее действие.

В Нидерландах произрастает более 500 видов мхов, а около 40 из них растут на каменистых материалах, включая бетон. Его некоторые пористые виды способствуют обильному росту мха, но разработанный в Делфте — особенно. Поэтому поверхности, на которых пока в качестве эксперимента нанесен этот биорецептивный материал и высажен мох, со временем превратятся в «живые».

Экологичный асфальт

Важный шаг к созданию пригодных для жизни городов — это экологизация дорожного строительства. В Нидерландах уже давно ведутся разработки и поиски прочных материалов, способных заменить битум, вяжущий компонент обычного асфальта. Именно здесь впервые в мире была введена в эксплуатацию биоасфальтовая дорога на основе лигнина — органического полимера, который естественным образом присутствует в клеточной структуре большинства растений, включая деревья. Отличие этой дороги от предыдущих подобных проектов в том, что на этот раз биоасфальт использовался в различных слоях и частично смешивался с переработанным асфальтом. Никогда раньше полноценное дорожное строительство не состояло из такой комбинации и даже в Нидерландах до этого укладывались тестовые полосы, в которых только верхний слой содержал лигнин.

Главное преимущество лигнина как альтернативы битуму заключается в том, что он имеет гораздо более благоприятный экологический профиль: замена им половины битума, содержащегося в асфальте, приведет к сокращению от 30 до 50 процентов выбросов CO2. Это означает сокращение использования 300 000 тонн битума в год только в одних Нидерландах.

Всего здесь уже было проведено более 20 испытаний биоасфальта. Они необходимы для того, чтобы технология была опробована и подготовлена к использованию на рынке. Как показывают эти исследования, по функциональности он не уступает обычному, поэтому ученые прогнозируют, что в течение пяти лет экологичная версия асфальта станет широко применяемым продуктом.

Строительный мицелий

Грибница — еще одна субстанция, все чаще попадающая в руки новаторов и способная заменить в недалеком будущем сразу несколько популярных материалов. Она представляет собой корневую сеть грибов, состоящую из тонких нитей — гифов. Произрастая на субстрате (щепе, тростнике или соломе), грибы частично переваривают остатки растений и связывают их вместе другими гифами, создавая сеть. Если этот процесс вовремя остановить, образуется прочная смесь, которая идеально подходит, например, для изготовления различных аксессуаров, полов, звуковых панелей и даже кирпичей.

Самые известные мицелиальные проекты Нидерландов — это, пожалуй, «Растущий павильон» (The Growing Pavilion) и «Живой кокон» (Living Cocoon), представленные на Неделе дизайна в 2019 и 2020 годах соответственно. Первый представлял собой временное пространство для мероприятий, полностью построенное из биоматериалов: панелей из грибного мицелия, пола из рогоза (разновидности тростника) и деревянного каркаса. И хотя структура такого строения все еще находится на экспериментальной стадии, команда работает над созданием панелей, которые прослужат на открытом воздухе несколько лет.

Второй проект взялся не только сократить негативное влияние жизнедеятельности человека на окружающую среду, но и сделать более экологичным ее завершение. «Живой кокон» представляет собой гроб, стенки которого построены из мицелия и потому вызывают более быстрое разложение тел: сам он полностью поглощается почвой за 45 дней, а организм, в нем находящийся, — за 3 года. При этом система работает циклично: питательные вещества, подобно компосту, обогащают землю, а токсичные — нейтрализуются. Продукт стоимостью почти 1500 евро оказался востребованным на рынке: более 50 человек уже были похоронены в «живых» гробах, а компания, их придумавшая, обзавелась собственным производным цехом.

Источник: ШЭР