Архитектура будущего: построить новое, не уничтожая старое
К 2060 году общая площадь зданий в мире удвоится — так считают в некоммерческой организации Architecture 2030, ориентированной на климат. Это тревожная тенденция, ведь застроенная среда ответственна за 40% ежегодных глобальных выбросов СО2. Одно из решений по их сокращению — реконструкция старых зданий или максимальное использование их материалов при новом строительстве. Расскажем, что в мире уже делают для этого крупные корпорации и небольшие фирмы.
Всемирный архитектурный фестиваль в Лиссабоне признал Всемирным зданием 2022 года башню Quay Quarter Tower в Сиднее. Примечательно, что одну из самых престижных международных профессиональных премий получило не вновь построенное, а реконструированное здание.
45-этажный небоскреб был построен в 1976 году и назывался AMP Center. Некоторое время он являлся самым высоким зданием Сиднея. Спустя 40 лет стало очевидно, что оно устарело, и владельцы башни решили заменить его на что-то более современное. Однако снос небоскребов сопряжен со значительными экологическими издержками — начиная от огромного количества строительных отходов и заканчивая выбросами СО2 и тяжелой техникой. Поэтому был объявлен конкурс с беспрецедентными требованиями: построить новый небоскреб, не снося старый. В 2018 году началась реконструкция, в результате которой башня сохранила более 65% старой конструкции, включая балки и колонны, а также 95% ядра старого здания.
Фред Холт, партнер архитектурной компании 3XN — разработчика проекта реконструкции: «С точки зрения жизнеспособности башня подходила к концу своей жизни, но структура и „кости“ на самом деле могут прослужить намного дольше. Вы не можете всегда сохранять все. Но если вы можете сохранить структуру — а именно там находится большая часть углекислого газа — тогда вы уменьшаете свой след».
Архитекторы считают, что их подход сэкономил 12 тыс. тонн СО2 по сравнению со сносом башни и новым строительством. Убрав не подлежащие восстановлению части старого здания, рядом возвели новую конструкцию, «свили» обе части и окружили их современным стеклянным фасадом. Высота здания увеличилась со 188 до 216 метров — теперь в ней 54 этажа. Площадь здания удвоилась, как и количество людей, которое может теперь в ней работать.
Конечно, идея реконструкции не нова. Тысячелетиями архитекторы восстанавливали старые здания и спасали дорогие материалы, такие как камень или мрамор. Но теперь, в условиях климатического кризиса, эти усилия приобрели новый смысл — внедрить принцип повторного использования на каждом этапе строительства.
Застроенная среда генерирует около 40% выбросов углекислого газа. 27% образуются в результате отопления, охлаждения и освещения зданий. Остальные — за счет добычи, производства и транспортировки строительных материалов. Поэтому продление срока службы существующих сооружений, повышение их эффективности и повторное использование материалов после сноса — один из путей снижения выбросов парниковых газов.
В Японии специальная ассоциация занимается реставрацией и перемещением в новые места строений, которые в стране называют «минка». Это традиционные дома с характерными скатными крышами, в которых селились крестьяне, торговцы или ремесленники. Основатель проекта Такуми Осава сам живет в таком доме, построенном 140 лет назад. Минка, как правило, спроектированы как взаимосвязанная головоломка — из долговечного дерева без гвоздей, клея и шурупов. Это позволило Осаве и его команде разобрать дом, переместить его на 90 км ближе к Токио и собрать заново.
В Японии вообще растет количество пустующих домов в сельской местности, поскольку население сокращается, а молодое поколение предпочитает жить в городах. Сейчас до 8 миллионов строений стоят без хозяев. Это и те, что были возведены во время строительного бума после Второй мировой войны, и более старые, среди которых немало минка. Чтобы их выявить и спасти, переместив в более оживленные места, Такуми Осава и создал в 1997 году свою Ассоциацию.
Такуми Осава, основатель Японской ассоциации возрождения минка: «Самое замечательное в японских деревянных постройках — это то, что их можно разобрать. Если мы аккуратно разберем здание, мы сможем построить то же самое, производя мало отходов».
Ассоциация выявляет пустующие минка и через свой сайт ищет покупателя. Затем договаривается с местными плотниками, чтобы разобрать здание, пронумеровав каждый компонент. А затем возводит его на новом месте, часто с современными удобствами.
Появившаяся сейчас тенденция следует принципу минка — построить так, чтобы потом можно было разобрать и собрать в другом месте или использовать для возведения других зданий. На рынке недвижимости появились технологии каталогизации целых зданий вплоть до потолочных плит и раковин.
Здание Circl в Амстердаме воплощает этот принцип. Балки из лиственницы скреплены болтами, поэтому их когда-нибудь можно будет разобрать. Конференц-залы для совещаний разделены рядами оконных рам, взятых из бывшего офиса одной из крупных компаний. Но главное — у Circl есть «паспорт материалов» в 3D, где описаны все компоненты здания и способ его разборки.
В США компания Tri-Lox восстанавливает древесину из старых водонапорных башен, выведенных из эксплуатации. Эти материалы они используют для интерьеров и архитектурных элементов.
Александер Бендер, владелец компании Tri-Lox: «Массовая древесина — это будущее архитектуры: она лучше с точки зрения экономии углерода и быстрее строится. Биофильный дизайн — эстетика, которую хотят люди. Пространство, похожее на естественное, задействует наши врожденные отношения с природой и является действительно мощной вещью».
Во многих странах введены правила, ограничивающие содержание углекислого газа в новых зданиях. Где-то городские власти начинают требовать от девелоперов минимизировать выбросы от строительных работ и в течение жизненного цикла конструкций. Поэтому даже появились консалтинговые компании, которые помогают разработчикам и правительствам определять выбросы. Например, одна из голландских компаний моделирует тип и количество материалов, которые станут доступны по мере того, как старые здания планируют реконструировать или сносить, и прогнозируют, где их лучше использовать в новых проектах.
Материалы: edition.cnn, archinect.com, bustler.net, bloomberg.com, tri-lox.com, good.is, architecture2030.org.
Ученые нашли способ переработки пластиковых бутылок в алмазы
Бриллианты вскоре могут стать лучшими друзьями каждого, ведь ученые нашли способ делать драгоценные камни из пластиковых бутылок.
Технология может помочь сократить количество пластиковых отходов. Такие наноалмазы имеют широкий спектр применений, включая медицинские датчики и производство лекарств.
Исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии хотели воссоздать явление «алмазного дождя», происходящее внутри Нептуна и Урана. Внутри этих ледяных гигантов температура достигает нескольких тысяч градусов по Цельсию, а давление в миллионы раз больше, чем в атмосфере Земли.
Считается, что эти условия способны расщепить углеводородные соединения, а затем сжать углеродный компонент в алмазы, которые погружаются глубже в ядра планет.
Чтобы воссоздать этот процесс, ученые направили мощный лазер на полиэтилентерефталат (ПЭТ) — углеводородный материал, обычно используемый в одноразовой упаковке — и стали свидетелями роста алмазоподобных структур.
«ПЭТ имеет хороший баланс между углеродом, водородом и кислородом для имитации активности ледяных планет», — сказал Доминик Краус, физик профессор Ростокского университета.
Используя метод рентгеновской дифракции, ученые наблюдали, как атомы в ПЭТ перестраиваются в алмазные.
«Но внутри планет все гораздо сложнее», — сказал Зигфрид Гленцер, директор отдела высокой плотности энергии.
«В смеси гораздо больше химикатов. Итак, мы хотели выяснить, какой эффект оказывают эти дополнительные химические вещества».
Считается, что кроме углерода и водорода ледяные гиганты содержат большое количество кислорода. Ученые хотели выяснить, какое влияние оказывает этот элемент на образование наноалмазов внутри Нептуна и Урана.
Для этого они повторили свой более ранний эксперимент с пленкой из ПЭТ-пластика — углеводорода, который также содержит кислород, — который более точно воспроизводит состав планет. Они использовали мощный оптический лазер, чтобы нагреть образец до 6 000 ° C.
Это породило ударную волну, которая на несколько наносекунд сжала материал до давления, в миллион раз превышающего атмосферное.
Исследователи считают, что алмазы внутри Нептуна и Урана на самом деле станут намного больше, чем алмазы, полученные в этих экспериментах, — потенциально они весят миллионы каратов.
Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, могут повлиять на наше понимание ледяных гигантов за пределами нашей Солнечной системы, которые могут испытывать те же явления.
Исследование также открыло способ производства наноалмазов путем создания лазерных ударных волн в дешевом ПЭТ-пластике.
Наноалмазы уже используются в абразивах и полирующих средствах, но в будущем их также можно будет использовать для квантовых датчиков или для ускорения реакций в возобновляемых источниках энергии, таких как расщепление углекислого газа.
«Способ производства наноалмазов в настоящее время заключается в том, чтобы взять сгусток углерода или алмаза и взорвать его», — сказал ученый и сотрудник SLAC Бенджамин Офори-Окаи.
«Это создает наноалмазы различных размеров и форм, и их трудно контролировать.
«То, что мы наблюдаем в этом эксперименте, — это различная реактивность одних и тех же видов при высокой температуре и давлении. В некоторых случаях кажется, что алмазы формируются быстрее, чем другие, что говорит о том, что присутствие в них других химических веществ может ускорить этот процесс.
Лазер может предложить более чистый и легко контролируемый метод производства наноалмазов».
Китайские ученые изобрели пластик из спермы лосося
Исследователи из Тяньцзиньского университета в Китае изобрели пластик на основе ДНК, который поддается биологическому разложению и легко перерабатывается. Производится такой материал с добавлением спермы лосося и растительного масла, сообщает Euronews.
По словам ученых, созданный ими пластик — наиболее экологически чистый.
"Насколько нам известно, представленный нами ДНК-пластик — самый экологически устойчивый из всех существующих пластмасс", — заявил ведущий автор исследования Дайонг Ян.
Такой материал можно перерабатывать сколько угодно раз, он легкий, прост в изготовлении и производит на 97% меньше выбросов углерода по сравнению с традиционным пластиком.
Новинку производят, соединяя короткие нити ДНК спермы с химическим веществом,
полученным из растительного масла — в итоге появляется гелеобразный материал, которому можно придать любую форму. Далее материал подвергается сублимационной сушке, в результате которой из него удаляется вода и он застывает.
Когда вещь больше не нужна, ее можно переработать, погрузив в воду. Пластик снова станет гидрогелем, пригодным для повторного использования. Например, из такого материала можно производить упаковку для техники и прочих вещей, которые рекомендуют хранить в сухом месте.
В качестве сырья может использоваться не только сперма лосося, но также отходы сельскохозяйственных культур, водоросли и бактерии.
Источник: baigenews.kz: https://baigenews.kz/news/kitayskie_uchenye_izobreli_plastik...
Сперме лосося нашли новое применение
Из неё будут делать экологичный пластик. Китайские учёные не перестают нас удивлять.
Сушеная молока (сперма) лосося стала объектом научного внимания много лет назад. Ещё в 1869 году из неё была выделена нуклеиновая кислота, и учёные принялись искать её практическое применение.
Важное открытие совершила группа японских исследователей в 2015 году: изучая процесс адсорбции частиц металла, они обратили внимание на важную роль фосфатных групп. А поскольку ДНК спермы лосося насыщена фосфатами – оказалось, что материалы на её основе отлично справляются с извлечением из руд редкоземельных металлов.
Американские ученые предложили делать из лососевой спермы солнцезащитный крем.
А недавно учёные из Китая изобрели новый экологически чистый и биоразлагаемый пластик, взяв из лососевых молок две короткие нити ДНК. Их объединили с химическим веществом на основе растительного масла, и в результате получился мягкий гидрогель. Ему можно придать любую форму, а твёрдым предмет станет благодаря сублимационной сушке. Исследователи уже создали таким образом чашку, кусочки пазла и молекулу ДНК.
Когда вещь больше не нужна, её можно переработать: для этого нужно будет погрузить предмет в воду и снова превратить в гидрогель, пригодный для повторного использования. Пластик нового типа лёгкий, прост в изготовлении и производит на 97% меньше выбросов углерода по сравнению с аналогом.
Семенные железы рыбы востребованы в кухне многих народов, и на рыбных фермах давно научились их добывать. Готовому к оплодотворению самцу просто надавливают на брюшко и сцеживают сперму. Для того, чтобы он не чувствовал боли, его предварительно помещают в анестетик. И хотя этот процесс отлажен – полностью заменить весь пластик на планете таким образом вряд ли удастся.
Но в качестве сырья может использоваться не только ДНК спермы лосося. По самым скромным оценкам, в современной экосистеме присутствует около 50 миллиардов тонн ДНК. Это означает, что производить экологически чистый пластик можно из любых источников.
Топ-5 альтернатив пластику
Мир тонет в пластике, который часто не биоразлагаем и не пригоден для вторичной переработки. Однако новые компостируемые материалы, созданные из семян и даже рыбьей чешуи, могут решить эту проблему.
1,3 миллиарда пластиковых бутылок продаются ежедневно по всему миру. И это только верхушка айсберга. Пластик сохраняет нашу еду. Он в нейлоне и полиэстере, который мы носим, защищает медицинский персонал от коронавируса.
Пластмассы доминируют на рынке, потому что они долговечны, легки и дешевы, но большинство из них не могут быть переработаны или использованы повторно.
Тем не менее, появляется множество новых биопластичных инноваций из возобновляемых источников. Вот пять ингредиентов, которые могут сделать биопластик конкурентоспособным наравне с традиционными пластмассами.
1. Оливковые косточки
Страны, которые производят много оливкового масла, имеют побочный продукт, который можно использовать: оливковые косточки. Турецкий стартап под названием Biolive начал создавать биопластичные гранулы из косточек оливок. Активный ингредиент олеуропеин, содержащийся в семенах оливы, является антиоксидантом, который продлевает срок службы биопластика, а также ускоряет компостирование материала в удобрениях.
Гранулы Biolive работают как и пластик на основе ископаемого топлива, производители могут просто заменить их обычными гранулами, не нарушая производственный цикл для промышленной продукции и упаковки пищевых продуктов.
Biolive утверждает, что благодаря использованию отходов оливкового масла производственные затраты снижаются на 90% по сравнению с некоторыми существующими пластмассами.
Это важно, говорит основатель Дуйгу Йылмаз, поскольку биопластики на основе крахмала, изготовленные из кукурузы, часто более дороги, чем пластмассы на основе нефти, поэтому не являются жизнеспособной альтернативой.
2. Подсолнечник
Как и семена оливы, шелуха семян подсолнечника, используемая для производства масла, является отходом производства.
Немецкий стартап Golden Compound создал уникальный биопластик Sustainable Sunflower Plastic Compound - S²PC. Он усилен оболочками подсолнечника, которые, по их утверждению, на 100% пригодны для переработки.
Биопластик S²PC может быть использован при производстве офисной мебели, коробок и ящиков для транспортировки, хранения и переработки.
Golden Compound также производит «зеленый» биопластик, который на 100% биоразлагаем и может быть полностью компостирован в домашних условиях.
3. Рыбные отходы и водоросли
Британская компания под названием MarinaTex использует рыбью чешую - 500 000 тонн из которых производится ежегодно только в одной Великобритании - в сочетании с красными водорослями, для создания компостируемой пластиковой альтернативы, которая может заменить одноразовые пакеты.
MarinaTex утверждает, что биополимер создает более прочную упаковку, чем обычный пластиковый пакет, что противоречит представлениям о том, что биопластикам не хватает прочности и долговечности.
Люси Хьюз, которая создала продукт в свой последний год в университете Сассекса, говорит, что гибкость, прочность и гибкость MarinaTex были вдохновлены рыбьей кожей и чешуей.
Компания, получившая премию имени Джеймса Дайсона в 2019 году на сумму 35 000 евро, описывает свой продукт как пригодный для домашнего использования и заявляет, что пленка может разлагаться в течение четырех-шести недель.
4. Растительный сахар
Хотя ПЭТ является одним из наиболее пригодных для переработки ископаемых пластиков, его разложение занимает сотни лет. В ответ на это компания Avantium из Амстердама создала революционную технологию, которая превращает растительные сахара в новый биоразлагаемый упаковочный материал, полиэтиленфураноат или PEF.
Испытание биоразлагаемости PEF в естественной среде оказалось успешным.
Его применение может стать основным в упаковке безалкогольных напитков, воды, алкогольных напитков и фруктовых соков. Голландцы уже сотрудничают с Carlsberg, для создания пивной био-бутылки.
5. Грибы
Одним из новых брендов, использующих грибы, является Reishi, устойчивый, тонкий заменитель кожи.
Создатель Reishi MycoWorks поднял водостойкий биоматериал на новый уровень, обещая производительность, качество и эстетику кожи, но с отрицательным углеродным следом.
Его уже использовали несколько европейских брендов люксовой одежды и обуви. С точки зрения ограничения потребления пластика, биоматериал может превзойти существующие "веганские кожи".
Съедобные чашки вместо пластика
Кофе в чашках, которые потом можно съесть как обычное печенье, подают в залах авиакомпании в Окленде и на некоторых рейсах через Тасман (регион Новой Зеландии).
В рецепте: пшеничная мука, сахар, яйца, ванильная эссенция и натуральный ванильный экстракт. Тем не менее аллергики должны знать, что чашки содержат глютен и могут также содержать следы молочных продуктов, сои, лесных орехов, арахиса и семян кунжута.
Авиакомпания Air New Zealand за год использовала до 8 млн чашек во время рейсов. И даже несмотря на то, что их можно было переработать, решила сократить количество отходов.
Каждая съедобная чашка ручной работы и не нужно переживать, что она развалится у вас на глазах и зальет колени горячим кофе — говорится в объявлении компании. «Она прослужит как минимум до тех пор, пока вы выпьете кофе (а затем еще немного), так что потом вы получите хрустящую закуску». Крышечек из печенья не предусмотрено.
В Twiice заверяют, что стаканчики герметичны и не раскиснут до тех пор, пока кофе не будет допит. Крышечек из печенья не предусмотрено. При желании съедобные чашки можно приобрести для личного пользования. Набор из шести предметов обойдется вам в 23 доллара, пара – в десять.
«Да, они компостируемые, но наша конечная цель — полностью „убрать“ свои чашки со свалок», — сказала Ники Чейв, старший менеджер по работе с клиентами Air New Zealand. — Поэтому мы продолжим тестировать съедобные чашки Twiice и работать с другими партнерами, чтобы изучить возможности масштабирования таких проектов».
Это не первый шаг авиакомпании на пути к полностью экологичному бизнесу. В этом году она отказалась от одноразовых пакетов с соусом и отменила одноразовые бутылки с водой на некоторых региональных рейсах, что пойдет на пользу экологии — предотвратит попадание на свалку 200 тыс. пакетиков и 460 тыс. бутылок ежегодно. Плюс ко всему, это уменьшило вес самолета, что, в свою очередь, должно снизить выбросы углерода более чем на 300 т в год.
Биоразлагаемые бутылки из водорослей
Исландский дизайнер Ари Йонссон (Ari Jónsson) уже много лет искал достойную замену вредному пластику и, наконец, изобрел инновационное решение — проект необычной бутылки. Материалом для ее создания служат обычные морские водоросли, а именно агар (порошок, из них изготовленный). Особенность такой тары в том, что она может сохранять свою форму, лишь пока она заполнена жидкостью. Опустев, бутылка начинает разрушаться.
Ари Йонссон представил свой проект на фестивале дизайна DesignMarch, состоявшемся недавно в Рейкьявике. Здесь Ари открыл секрет своей технологии. Чтобы создать бутылку из водорослей, Ari Jónsson смешал порошкообразный агар с водой. Полученная смесь приобрела желеобразную консистенцию, которую впоследствии он нагрел перед заливкой в холодную форму. Форма со смесью вращалась внутри контейнера с ледяной водой до тех пор, пока в ней не образовалась бутылка. Еще несколько минут охлаждения, и бутылка готова к использованию.
Материал полностью безопасен для хранения потребляемых человеком напитков. Кстати, как утверждает Йонссон, ее даже можно пожевать, если вам приятен вкус водорослей.