Beton, Çelik ve Plastik Kullanımına Son Verebilecek Malzemeler

MoMA küratörü Paola Antonelli’nin 1995’teki ” Çağdaş Tasarımda Mutant Malzemeler ” sergisinde incelediği “mutant malzeme” devrimi, ekolojik bir boyut kazandı. Mutant malzemeler, metal gibi davranan seramikler veya taş kadar sert plastikler gibi geleneksel paradigmaları ve beklentileri alt üst eden malzemelerdir. Antonelli’nin seçimleri öncelikle normdan teknik ve estetik sapmaları temsil ederken, günümüzün mutantları giderek artan bir şekilde beklenmedik ve çoğu zaman önemli çevresel performans iyileştirmeleri sergiliyor.

Aşağıda yer alan yeni nesil malzemeler, günlük yapı ürünleri ve montajları için biyolojik ve abiyotik alternatifler içermekte olup, ekolojik inşaatta umut vadeden bir geleceğe işaret etmektedir. Bu örnekler ya yakın zamanda ticarileştirilmiş ya da kısa süre içinde piyasaya sürülecektir ve toplu olarak, yeni nesil yapı ürünlerinin 2026 yılında yapı çevresini nasıl şekillendirebileceğine dair çarpıcı bir gösterge sunmaktadır.

Süperwood

Ahşapta yaşanan ve malzemenin düşük karbon ayak izi ile hızla büyüyen ahşap kütle hareketinin tetiklediği yeniden doğuş, ilgi çekici gelişmelere yol açtı. Bunun önemli bir örneği , Frederick, MD merkezli InventWood şirketi tarafından geliştirilen Superwood’dur . Adından da anlaşılacağı gibi, Superwood’un kapasitesi alışılmadık derecede yüksektir. Üreticiye göre, bu malzeme ahşabın mekanik dayanımının dört ila yirmi katını sunarken, çelikten altı kat daha hafiftir ve mukavemet-ağırlık oranı çeliğin on katına kadar çıkmaktadır.

Ürün ayrıca ahşabın ezilme direncine göre 10 kata kadar daha yüksek performans sergiliyor ve A sınıfı yangın dayanımına sahip. Bu yüksek performans, doğal ahşaptaki lignin maddesinin uzaklaştırılması ve selüloz liflerinin yoğunlaştırılıp yeniden yönlendirilmesiyle sağlanıyor. Ticari hale getirilmesi başarılı olursa, Superwood, özellikle yüksek performanslı cephe kaplamalarında, prefabrik montajlarda ve tipik olarak çelik için düşünülen ürünlerde olmak üzere, yapısal ve yarı yapısal uygulamalarda ahşap ürünlerinin kullanımını ölçülebilir şekilde genişletebilir. InventWood şu anda Superwood’u döşeme ve cephe kaplaması gibi uygulamalar için üretiyor ve bu yıl yeni siparişler bekleniyor.

EcoCocon

Yüksek performanslı, karbon tutucu bir diğer ürün ise EcoCocon’dur . Bu yenilikçi duvar sistemi, beklenmedik bir ana malzeme olan samanı içeriyor. Saman, tarih boyunca binalarda, saman balyası yapımında, ahşap çerçeve dolgu malzemesinde kullanılmış ve hem yapısal hem de yalıtım rolleri üstlenmiştir.

EcoCocon’un farkı, her iki işlevi de yerine getiren önceden üretilmiş bir sistem olmasıdır. Sıkıştırılmış saman, nemin geçmesine izin veren buhar geçirgen bir membranla kaplanmış temel yalıtım malzemesi olarak görev yaparken, ahşap dikme çerçeve yük taşıma kapasitesi sağlar. Dış yüzey ahşap elyaf kaplama ile kaplanırken, iç yüzey kil sıva ile tamamlanır. Mühendislik ürünü montaj, saman gibi bir malzemenin hassasiyetini diğer yüksek teknoloji ürünü dış cephe sistemlerinin seviyesine yükseltir.

Özellikle, Ecococon’un %98’i yenilenebilir malzemelerden oluşmaktadır; bu da önemli miktarda karbonu hapseder ve enerji verimsizliğine ve istenmeyen nem birikimine yol açabilen ısı köprülerinden yoksundur. Bu şekilde, sistem biyolojik tabanlı, yenilenebilir prefabrik inşaat için bir model görevi görmektedir. Avrupa’da piyasaya sürülen EcoCocon, sıfır emisyonlu inşaat ve modüler konutlarda artan kullanım oranıyla ABD pazarına da yayılmıştır.

MycoWood

Bir zamanlar yapı malzemelerinde yeni bir malzeme olan miselyum, tasarım ve inşaatta kullanılan çeşitli malzemelerde daha yaygın bir doğal bağlayıcı madde haline gelmiştir. Miselyum bazlı biyokompozitler genellikle kalın, hafif ve yapısal olarak zayıftır; ambalaj malzemeleri veya akustik yalıtım için oldukça uygundur.

Ancak Comulabs , kontrplak ve MDF gibi ahşap ürünlere alternatif olarak miselyum bazlı bir malzeme geliştirdi. Diğer mikolojik ürünler gibi, miselyum ve tarımsal atık biyokompoziti de geleneksel anlamda üretilmek yerine yetiştiriliyor; bu da formaldehit içermeyen, kompostlanabilir ve estetik ve işlenebilirlik açısından ahşaba benzeyen bir ürün ortaya çıkarıyor. Yerel kaynaklı bu malzemenin büyümesi sadece bir hafta sürüyor ve hızla panellere sıkıştırılıyor.

Geleneksel ahşap ürün imalatıyla karşılaştırıldığında, MycoWood’un mikro fabrika modeli, enerji yoğun kereste fabrikalarında ağaç yetiştirme, kesme, taşıma ve işleme süreçlerine kıyasla çok daha hızlı ve çevreye daha az zarar veren bir süreçtir. Comulabs’ın yeniliği, daha kısa tedarik zincirleri kullanan, dağıtılmış üretim ekosistemlerini destekleyen ve ulaşım kaynaklı emisyonları azaltan yeni bir yerinde veya bölgesel üretim modeli sunmaktadır.

ESM

Sürdürülebilirlik odaklı bir diğer mutant malzeme ise, havadan maddeleşen beton benzeri bir madde olan yeni geliştirilen enzimatik yapısal malzemedir (ESM) . Worcester Politeknik Enstitüsü’ndeki (WPI) bilim insanları, enerji yoğun klinker üretimini ve zaman yoğun kürleme süreçlerini önemli ölçüde azaltarak yeni bir beton ikamesi geliştirdiler.

Mühendis Nima Rahbar ve araştırma ekibi, CO2’yi katılaştıran ve gazı mineral parçacıklarına dönüştüren bir enzim kullandı _. Parçacık bağlama ve kürleme işlemi, geleneksel betona kıyasla haftalar yerine saatler içinde nihai haline ulaşabilen kalıplanabilir bir malzeme üretiyor.

ESM’nin mineral temeli atmosferden çıktığı için, bu malzeme karbon yakalama makinesi görevi görüyor. WPI’nin basın bülteninde Rahbar, “Tek bir metreküp ESM üretimi, geleneksel betonun yaydığı 330 kilogram CO2’ye kıyasla 6 kilogramdan fazla CO2’yi hapsediyor _“ dedi. Performans açısından ESM, ortalama 25,8 MPa basınç dayanımı elde ederek yapısal betona benzer özellikler gösteriyor. Hızlı inşa edilebilirliği ve onarılabilirliği, onu uyarlanabilir yeniden kullanım, onarım ve yeni inşaat için cazip bir aday haline getiriyor. Rahbar, ” Küresel inşaatın küçük bir kısmı bile ESM gibi karbon negatif malzemelere doğru kayarsa, etki muazzam olabilir” diye ekledi .

Güzel Plastik Paneller

İkinci ömür malzemeleri söz konusu olduğunda, akla ilk gelen genellikle plastiktir. Tüketici içecek kapları gibi ürünlerde bulunan PET gibi polimerler kolayca geri dönüştürülebilir. Bununla birlikte, inşaat sektöründe kullanılan plastikler, kullanım ömrünün sonunda o kadar kolay yeniden kullanılamaz. İnşaatta en yaygın polimer olan PVC, genellikle çöplüğe atılır veya yakılır ve geri dönüşüm oranı tek haneli düşük rakamlardadır.

Ancak, üretici FRONT (eski adıyla StoneCycling), atılmış pencere çerçeveleri, yağmur olukları ve diğer ürünler gibi PVC yapı bileşenlerini yeni dış cephe kaplama modüllerine dönüştürmek için etkili yöntemler geliştirdi. Şirketin Pretty Plastic Panels ürünleri , inşaat atıklarından geri kazanılan %100 PVC’den üretiliyor. PVC atıkları toplanıyor, pelet haline getiriliyor, renklendiriliyor, ısıtılıyor ve kalıplara presleniyor. Dış cephe kaplaması ve diğer dış mekan uygulamaları için uygun olan bu modüller, homojenlik ve çeşitlilik arasında estetik bir denge kuruyor.

Çok sayıda PPP ünitesinden oluşan bir alan, uzaktan bakıldığında tekdüze görünse de yakından bakıldığında çeşitlilik gösterir, çünkü hiçbir panel birbirine benzemez. Son zamanlarda Hollanda’da ticarileştirilen ürün, Avrupa genelinde birçok bina cephesine zaten monte edildi. Pretty Plastic Panels, PVC’nin geri dönüştürülebilirliğiyle ilgili uzun süredir devam eden bir sorunu çözerek, önemli bir plastik atık kaynağını küresel inşaat için yeni bir kaynağa dönüştürmeyi vaat ediyor.