Бамбук, звичайна трава, яку важче розірвати, ніж сталь, може потенційно революціонувати будівництво будівель у всьому світі. Але це ще не все. Як сировина, що знаходиться переважно в світі, що розвивається, без існуючої індустріальної інфраструктури, побудованої для того, щоб схилити речі до світу багатих, бамбук має потенціал до повного зміщення міжнародних економічних відносин.
Минуле століття відбулося безпрецедентний перехід продуктів та заздалегідь визначених рішень - замість програм нарощування потенціалу - із багатих країн у бідні, під рубрикою "допомоги розвитку". Економічні стимули для перших очевидні: коли розвинені країни впроваджують, наприклад, свою залізобетонну технологію для країн, що розвиваються, ці країни також повинні придбати належну техніку, технічний досвід для їх обслуговування та будівельні матеріали, придатні для цих машин, і вони повинні купувати всі ці речі у розвинених країн.
Це розділяє нашу планету між тими, хто виробляє товари та послуги, і тими, хто призначений лише для споживання. Якщо нові матеріали, розроблені з ресурсів, наявних на територіях, що розвиваються, не надійдуть на ринок, система залишиться такою ж. Бамбук може бути тим матеріалом, який перетворює ці відносини на голову.
Для прикладу існуючої в даний час експлуататорської системи торгівлі шукайте не далі, ніж сталь. Сталевий залізобетон є найпоширенішим будівельним матеріалом у світі, а країни, що розвиваються, використовують близько 90% світового цементу і 80% його сталі. Однак, мало хто з цих країн має здатність або ресурси виробляти власну сталь або цемент, змушуючи їх в експлуатаційних відносинах щодо імпорту з розвиненим світом. Наприклад, з африканських країн 54, наприклад, тільки два є серйозними виробниками сталі. Інші країни 52 змагаються на світовому ринку за цей все дорожчий, здавалося б, незамінний матеріал.
Але сталь не незамінна. Бамбук забезпечує матеріальну альтернативу, і він росте в тропіках, місцевості, яка тісно співпадає зі світом, що розвивається. Бамбук є одним з найбільш універсальних продуктів природи, що належить до сімейства ботанічних трав і його надзвичайно важко розірвати.
Його сила походить від того, як розвивалася трава, пристосовуючись до природних сил. На відміну від деревини, бамбуковий кульмінатор або баштан - ботанічний термін для стебла трави - тонкий і порожнистий. Це дозволяє йому рухатися з вітром, на відміну від дерева, яке намагається просто протистояти будь-яким природним силам, яким воно піддається. Це пристосування для гнучких рухів вимагало від природи дуже легкого, але стійкого до натягу волокна в бамбуковій кульмінації, яке здатне згинатись надзвичайно, не руйнуючись. Бамбук важче відірвати, ніж деревину або навіть армовану сталь.
Бамбук - це також дуже поновлюваний та екологічно чистий матеріал. Він росте набагато швидше, ніж деревина, і його легко отримати у великій кількості. Він також відомий своєю неперевершеною здатністю захоплювати вуглець, і тому може зіграти важливу роль у зменшенні викидів вуглецю в усьому світі - ще одна перевага для країн, що розвиваються, зважаючи на торгівлю сертифікатами викидів вуглецю.
Просто з економічної точки зору більшість країн, що розвиваються, повинні бути зацікавлені у матеріалі. Це може посилити місцеву економіку та зменшити залежність від міжнародних ринків.
Екстракти волокна
Однак великі соціальні, економічні та матеріальні переваги бамбука та його широка доступність не відбиваються на попиті на матеріал. Незважаючи на свої сильні сторони, бамбук має ряд недоліків як будівельний матеріал. Поглинання води, набряки та зменшення поведінки, обмежена довговічність та вразливість до грибкових нападів обмежили більшість застосувань бамбука досі.
Сьогодні використання бамбука, як правило, обмежується тим, що є структурним компонентом у регіонах, де він відображає місцеві архітектурні традиції; ранні спроби використовувати його як необроблений, не композитний армуючий матеріал у бетоні не мали успіху.
Але бамбукове волокно можна було б витягти та комбінувати з іншими матеріалами, щоб створити композит, використовуючи його природні сили як частину життєздатного будівельного матеріалу, альтернативи сталі та деревині. Дійсно, це саме те, що дослідники ETH Singapore's Майбутнє місто-лабораторія працюють над.
Існує приблизно 1,400 відомих видів бамбука, який буває різного роду, розмірів і сильних сторін. Використовуючи нові технології, ми вивчаємо, які види бамбука найбільше підходять для використання в будівництві, і як ми можемо подолати деякі його обмеження, поєднуючи бамбук з клейкою речовиною.
Бамбуковий композитний матеріал може бути виготовлений у будь-якій із звичних форм і форм, в яких виготовляють сталь і деревину. Як і вони, матеріал можна використовувати для зведення стінових конструкцій для будинків або будь-яких інших будівель. Що ще цікавіше, він може бути використаний для конкретних застосувань, які найкраще використовують переваги міцності на розрив матеріалу, наприклад, системи армування в бетоні або балки для стель і конструкцій даху.
Дешево і просто
Сьогодні бамбук коштує менше ніж чверть на вагу, як арматура зі сталі. А оскільки сталь у 15 в рази щільніше природного бамбука, цифри за обсягом ще більш екстремальні. Тільки в Південно-Східній Азії достатньо бамбука, який вже виробляється, щоб задовольнити еквівалентний попит на будівельну сталь 25 в рази.
Бамбук значно зростає в країнах, що розвиваються, які за допомогою цієї нової технології можуть потенційно розвивати значні ланцюги цінності. Фермери, колекторські центри, дистриб'ютори та, нарешті, виробничі потужності могли формувати сильну економічну силу - до тих пір, поки бамбук не просто експортується як сировина.
Країни, що розвиваються, повинні розвивати та підтримувати знання та промислові ноу-хау для посилення своїх економічних можливостей. Виробництво високоміцного будівельного матеріалу може встановити нові міцні зв'язки між селом та містом та створити альтернативне джерело доходу для фермерів. Розширення вирощування також допоможе фермерам і іншими способами; завдяки своєму швидкому зростанню бамбук може забезпечити відкритий грунт і захистити його від ерозії. Будучи травою, бамбук також підтримує високий рівень води і тому покращує продуктивність суміжних полів, засаджених харчовими культурами.
Бамбук може зіграти важливу роль не тільки як традиційний будівельний ресурс, але і як головний компонент індустріалізованого продукту, що дозволить створити галузь, що не димить, у країнах, що розвиваються.
Дірк Хебель отримав стипендію SMART на інновації та стипендію Sawiris. REHAU допоміг з хімічними частинами його досліджень.
Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда
Читати оригінал статті.
про автора
На даний момент Дірк Хебель займає посаду асистента професора архітектури та будівництва в лабораторії майбутніх міст у Сінгапурі. До цього він був засновником наукового директора Ефіопського інституту архітектури, будівництва будівель та розвитку міста в Аддіс-Абебі, Ефіопія. Між 2002 та 2009 він викладав на кафедрі архітектури, ETHZ як координатор програми архітектурного дизайну першого курсу та директор програми «Майстер перспективних досліджень» у галузі містобудування з професором доктором Марком Анжелілом.
