שימוש בחומרים ביו-דהגרדיים במבנה בנייה זמני

מדוע חומרים בעלי ערך ביולוגי מעצבים מחדש את הבנייה

מגזר הבנייה הגלובלי מהווה כמעט 40% מפליטת פחמן דו חמצני ומייצר כמויות עצומות של פסולת. מבנים זמניים - ביצועים, פיגומים, מחסומים ומחסות - לעתים קרובות להשתמש פלסטיקים לשימוש יחיד ומורכבים שאינם ניתנים למחזור אשר בסופו של דבר במזומנים או אוקיינוסים. שינוי גדל לעבר חומרים בעלי ערך ביולוגי מציע דרך מעשית להפחית את טביעת הרגל הסביבתית של אלה קצר כמו ביצועים ושמירה על יעילות האתר.

Defining biodegradable Materials in a Construction Context

חומרים biodegradable הם הנדסה או חומרים טבעיים שניתן לפרק על ידי מיקרואורגניזמים (בקטריה, פטריות, אצות) לתוך תרכובות טבעיות בלתי מזיקות כגון פחמן דו חמצני, מים, מתאן ו biomass. ההבחנה העיקרית של חומרים הניתנים להגדרה היא כי biodegradation עשוי להתרחש בתנאים סביבתיים שונים (נפט, מים מתוקים, ימי) בתוך מסגרת זמן מסוימת, בנייה זמנית, כולל אפשרויות ביו-דנציה רלוונטיות ביותר:

(FLT:0) פוליסלקט Acid (PLA): irFLT:1 תרמופלסט מבוסס צמחי הנגזר מכוכב תירס או סוכרקניה. PLA משמש עבור לוחות צורה קלים, כיסויי מגן, ותבניות מודפסות 3D.
(ב) ⁇ :0) פוליקלוקסלקאנוטס (PHAOVA): 1FLT:1 פוליסטרים המיוצרים על ידי תסיסה מיקרוביאלית. PHAs degrade באדמה ובסביבות ימיות, מה שהופך אותם מתאימים למבנים זמניים בחוף.
(ב) ⁇ :0) Starch Bellsib:FLT:1 Thermoplastic עמיך בשילוב עם פוליסטרים ביו-דידת.
(ב) ⁇ :0) ⁇ : (ב"ה) , ⁇ , ⁇ , ו- coir.אלה משמשים בגיאוטקסטיל, חיציקת שליטה, ועיוות זמני קל משקל.
(ב) ויקרא: ויקרא: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד): "בְּהִיאוּ רָאוּ הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא וּכְתָּעָתִיתוּ" (בראשית כ"ד).
(ב) מדרשים: ⁇ :0) ⁇ (ה') ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כל חומר מציע שינויים נפרדים בין כוח, עמידות לחות, עלות וקצב decomposition. בחירת האפשרות הנכונה תלויה תוחלת החיים המיועדת של המבנה, דרישות העומס והמסלול לסילוק.

יתרונות סביבתיים: Beyond Waste Reduction

הנהג העיקרי לאמץ חומרים ביו-דידיים הוא ההפחתה הדרמטית של פסולת לטווח ארוך. בנייה זמנית מסורתית מייצרת כ 10-15% מכלל הבנייה וההריסות בכלכלות המפותחות.רוב הפסולת הזו אינה מפלסטיק, פלדה, או עץ מטופל שנמשך מאות שנים. הצבת אפילו שבריר עם חלופות ביו-מרוד יכול לקצץ נפחי אדמה ולהפחית את טביעת הרגל של פעולות סילוק פחמן.

פחמן מבוהל

חומרים biodegradable, במיוחד פולימרים המבוססים על ביולוגית וסיבים טבעיים, יש ירידה משמעותית פחמן מגולם בהשוואה לפלסטיקים קונבנציונליים (polyethylene, פוליפרופילן) או חלופות מבוססות מתכת.לדוגמה, ייצור PLA פולט 1.5 ק"ג פחמן CO2 ק"ג של חומר, לעומת 3-5 ק"ג פחמן דו2 עבור פוליפרופילן.

יתרונות איכות מים וסבון

כאשר חומרים biodegradable מתפרקים באופן טבעי, הם יכולים לשפר את מבנה הקרקע ופעילות מיקרוביאלית.לדוגמה, קנבוס וג'ט ג'וטקסטיליים המשמשים בדרכים זמניות וייצוב מדרונות לא רק לבצע את תפקידם אלא גם להוסיף חומר אורגני לקרקע כפי שהם decom נניח. זה ניגודים עם גיאוטקסטלים סינתטיים שיש שנחפרו ויבשו, גרימת שיבוש הקרקע וזיהום מיקרוסקופי פוטנציאלי.

מחקר שנערך על ידי סוכנות הסביבה האירופית מצא כי מעבר לצורות ביו-דידות עבור שפך קונקרטי יכול להפחית זיהום מיקרופלסט באתרי בנייה עד 80% בהשוואה לצורות פלסטיק קונבנציונליות.

דרישות מפתח באתרי בנייה זמניים

חומרים בעלי ערך ביולוגי אינם מוגבלים לניסויים נישה – הם יותר ויותר מוצבים על פני מגוון של תפקידים זמניים:

מערכות הפעלה ומיזוג

באופן מסורתי plywood או פלדה צורה הוא כבד, דורש שימושים מרובים להיות יעיל עלות, ולעתים קרובות בסופו של דבר כמו פסולת. חלופות biodegradable כוללות:

(ב) לוחות במבוק:0 (מבוק) המעמיקים: 1FLT:1 חזק מאוד למשקל שלהם, ניתן לחזר 10-15 פעמים, וניתן לייחס באופן מלא בסוף החיים.
(ב) ,0) לוחות דבש: ⁇ 1:1 [3D מודפס או שואב אבק לצורות מתאימות לפרטים אדריכליים מורכבים.
(FLT:0) נסגרה מבוססת Mycelium:031) ונבדקה במספר פרויקטים של טייס אירופי.

גדרות הגנה ומזג אוויר

חיפוי פלסטיק הוא ubiquitous להגנה על רוח, אבק המכיל, וריפוי בטון. חלופות biodegradable עכשיו כוללים:

(FLT:0) סרטי מבוסס PHA:FLT:1חזק יותר וגמיש יותר מ- PLA, עם התנגדות UV מטופלים באמצעות תוספים טבעיים.הם מתפרקים באדמה בתוך 90 עד 180 ימים.
(ב) ,0) ,Starch-blend חיזקה את הרשתות: ibph:1 בשימוש עבור פסולת המכילה ומחסני בטיחות.

דרכים זמניות וייצוב קרקע

מסלולים כבדים של גישה ציוד ופלטפורמות אתר דורשים לעתים קרובות גיאוטקסטיליות כדי למנוע שחיקה הקרקעית.אפשרויות ביודגרד כמו coir mats ו-Jte mesh לספק ייצוב מיידי ולאחר מכן להיפטר להעשיר את הקרקע ברגע שהפרויקט מסתיים.זה מבטל את הצעד היקר להסרת הנדרש עבור מוטציות גיאומטריות סינתטיות.

חבילות ו- Wrapping Materials

Bundles של ריבר, מסגרת החלון, וציוד HVAC נשלחים בפסוט פלסטיק וקצף. ushionable biodegradable עשוי פטריות Mycelium או pulp מעוצבים זמין כעת. חברות כמו Ecovative ולאpla מציעים פתרונות כי בבטחה degrade אם להשאיר בטעות באתר.

זמניים מתחזים ומכשולים

פלסטיק סטנדרטי או מתכת-משט משמש לעתים קרובות במשך כמה שבועות ולאחר מכן מפסל. Bamboo fencing, bioplastic נטוting, ואפילו חבלי קויר יכול לשרת את אותה מטרה תוך הדבקה לאחר הסרת מספר רשויות מקומיות בהולנד וסקנדינביה עכשיו המנדטים זמניים biodegradable עבור פרויקטים ציבוריים.

עלויות ושיקולי ביצועים

למרות הניצחונות הסביבתיים ברורים, חומרים ביו-דידידים עומדים בפני מכשולים כלכליים וטכניים.העלות החומרית הגולמית עבור ביופלסטיקה היא עדיין גבוהה פי 1.5-3 מאשר מפלסטיקים קונבנציונליים.עם זאת, העלות הכוללת של הבעלות יכולה להיות נמוכה יותר כאשר לוקחים בחשבון את דמי הבזבוז מופחתים, להימנע מעבודה עבור מיון ומחזור, ותמריצים פוטנציאליים של הסמכה ירוקה.

ביצועים-wise, המגבלות העיקריות הן רגישות לחות וכוח רבילי נמוך בהשוואה לפלסטיקים המבוססים על נפט.PLA, למשל, רכך בסביבות 60 מעלות צלזיוס, מה שהופך אותו ללא מתאים לאקלים חם אלא אם הוא מעורב עם פולימרים קשוחים יותר. סיבים טבעיים סופגים מים ויכולים לנפח או לאבד כוח - זה חייב להיות מופחת באמצעות טיפול או עיצוב.

החוקרים פותרים באופן פעיל את האתגרים האלה: ציפוי סיבים טבעיים עם חזרות מבוססות ביולוגית (למשל, לין, טננין) להאריך את חיי השירות, שילוב PLA עם תאולקלליין microcrystalline כדי לשפר יציבות תרמית, ופיתוח לוחות מורכבים חכמים המבוססים על ביומדן שמשנים צבע כאשר הם מתחילים דהרדינג, נותן צוותים רמז חזותי להחלפה.

הרשאה והדרכה

אימוץ נרחב תלוי בסטנדרטים ברורים ותכניות הסמכה.התמויות מפתח עבור חומרי בנייה ביו-דידיים כוללות:

1343203: 1 (ב) תקן האירופי לאריזות חד-משמעיות. מוצרים ביו-פלסטיק רבים נושאים זאת, אך אין זה מכסה חומרים מבניים.
(FLT:0)ASTM D6400 / D68:03:03:03:03: תקנים אמריקאיים למוצרים מפלסטיקיים בעלי ערך ביולוגי המיועדים לייצוג.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) Biodegradable Construction Products Certification: bouph:1) מסגרות מתפתחות ביפן וסינגפור, אשר במיוחד בודקות ביצועים מבניים זמניים וזמני השפלה.

קודים בנייה מתחילים להתייחס לחומרים ביו-דידתיים.קוד הבניין הבינלאומי (IBC) מאפשר כיום בידוד ביו-דידנטי וחסומי אדפור בתנאים מסוימים, אך אלמנטים מבניים חייבים לעמוד בדרישות להבה מתפשטות ועומס רבים עדיין אינם מספקים.מכונים מחקר לאומי (NIST in the U.S., BRE בבריטניה) מפתחים שיטות בדיקה כדי לאמת חומרים אלה עבור יישומים זמניים.

פרויקטים אמיתיים ומקריות

כמה פרויקטים חלוצים מפגינים את יכולת הבנייה הזמנית הביו-דידית:

בית הקברות של עיןדובן (Netherlands)

נבנה עבור שבוע עיצוב הולנדי, העקרונית השתמש לוחות מיסליום עבור קירות ומסגרת עץ במבוק.למרות שנועדה כמרחב תצוגה למחצה, המבנה הזמני תוכנן להיות מוסגר לחלוטין לאחר חמישה חודשים, לוחות Mycelium היו קרקע וחזרו לחווה שסיפקה את תת-קרקעית.

אוניברסיטת קיימברידג 'ביופלסט ברידג'

צוות של מהנדסים אזרחיים בנה גשר הולכי רגל תלת-מטר באמצעות PLA ו flax-composite filament.הגשר תמך בעומס של 2 טון - מספיק עבור עובדים מרובים.לאחר בדיקות מעבדה, החלקים היו מוצבים במתקן תעשייתי.המחקר ציין כי גשרים זמניים דומים יכולים להחליף רמפות פלדה באתרי בנייה במשך כמה חודשים, תוך חיסול הצורך בפסולת פלדה.

מערכות התמיכה הזמניות של סינגפור

פרויקט חפירות גדול במסוף המזרח צ'אנג-אי המתקרב השתמש בגידורות גיאוטקסטיליים וחומות מכוסות במבוק, כדי לייצב את הקרקע.חומרים נותרו יעילים במשך 18 חודשים של מזג אוויר מונסון.עם השלמת החפירה, הממבוק ננקט לשימוש משני, והקוהר נותר לדעוך במקום, ולרחיק את האזור.

אתגרים לאימוץ הזרם המרכזי

למרות ההצלחות, תעשיית הבנייה נותרה שמרנית.כמה מכשולים מאטים את עקומת האימוץ:

(FLT:0) של נתוני ביצועים סטנדרטיים: FIRLT:1 כל חומר ביו-דידה מתנהג אחרת תחת עומס, לחות וטמפרטורה. מהנדסים הם חובה לציין חומרים שחסרים הערכה טכנית מקיפה אירופית (ETAs) או שווה ערך.
(FLT:0) פיזור שרשרת של ספוג: FLT:1 רוב הפלסטיק הביו-degradable מיוצרים על ידי ארגונים קטנים או בינוניים, המוביל לזמינות בלתי עקבית ומחירים גבוהים יותר בהשוואה לפולימרים נרדפים.
(FLT:0) לוגיסטיקה של החיים: FLT:1 מתקני ההגשה תעשייתיים הם דלים מחוץ לאירופה וחלקים של אסיה.ללא כל זכות, פלסטיקים ביו-דרדיים עשויים בסופו של דבר לקרקעות שבו תנאים אנאירוביים גורמים להם לשחרר מתאן - גז חממה חזק - ולא מנקה.
(FLT:0Misuse ו-Greenwashing:FreaLT:1) המונח "מבולבל" משמש לעתים קרובות באופן רופף חומרים שרק מתפתלים בסביבות מיוחדות לא יכולים להיות מועדפים לפלסטיקים הניתנים למחזור שניתן להשתמש בהם מחדש מספר פעמים.

מגמות של Outlook וחדשנות עתידיים

מספר מגמות מצביעות על כך שמבנה זמני בעל ערך ביולוגי יעבור מנשישה לנורמה בתוך עשור:

(FLT:0) כוויות מבוססות לביו ודבקים: חברות FLT:1 מחליפות רסיטנים המבוססים על פורמלידהיד בפליווד עם פורמולות לינין וטנין, מה שהופך מבנים זמניים לעץ מלא ביו-מבוגר ולא רעיל.
החוקרים ב-MIT ו-ETH ציריך מפתחים פולימרים המשלבים קשרים פורצים המופעלים על ידי גורמים ספציפיים (pH, לחות, חשיפה לאנזימים עתידיים) ניתן לתכנן כדי להתפורר במועד שנבחר.
(FLT:0) אינטגרציה עם ייצור דיגיטלי: ההרחבה 3D הדפסה עם סדקים ביו-דידנטיים מאפשר על-ידי דרישה, ניתוק מותאם אישית ותבניות, צמצום הפסולת מול ייצור תת-קרקעי.חומר מודפס יכול להיות קרקע ומוצף מחדש לפרויקט הבא.
(FLT:0) תמריצים: FLT:1 , הוראת המסגרת של האיחוד האירופי היא יותר ויותר איסוף נפרד של פסולת בנייה ביו-דידת.מועצת הבנייה הירוקה של בריטניה הציבה מטרות ל-30% מהחומרים הזמניים להיות ברת-ממדיים עד 2030.

כיצד לבחור את החומרים המתאימים לפרוייקט שלך

בחירת חומר ביו-דידה למבנה זמני כוללת איזון של ארבעה פרמטרים מרכזיים:

(FLT:0) חיי השירות הדרושים: ⁇ FLT:1 עבור שלב של 2 שבועות ריפוי, סרטי עמילן עשויים להספיק.עבור גשר זמני של 6 חודשים, במבוק המורכב ציפוי ביופלסטי נדרש.
דרישות בטיחות ובטיחות: FLT:1 Load-bearing אלמנטים חייבים לציית קודים מבניים מקומיים.
תנאי בטיחות: 1.FLT:1 , עמידות לחות וסובלנות טמפרטורה חייב להתאים את האקלים באתר.
(FLT:0) תוכנית סוף-חיים: FLT:1) לקבוע אם על-פני האתר, קידוד תעשייתי, או עיכול אנירובי זמין.חלק מהחומרים דורשים תנאים ספציפיים (למשל, 58 ° C ב -50% לחות) כדי להשפיל לחלוטין.

עידוד יצרנים חומריים מוקדם - ובקש דגימות עבור בדיקות שדה בקנה מידה קטן - יכול למנוע כישלונות יקרים. יצרנים רבים מציעים כעת תמיכה טכנית והערכה מחזור חיים כדי לעזור לציין נכון.

השורה התחתונה: A Practical Path for Sustainable Construction

חומרים בעלי ערך ביולוגי אינם כדור כסף, אך הם מייצגים מנוף משמעותי להפחתת הנטל הסביבתי של בנייה זמנית.כאשר הם פורסים באופן עסיסי - בעבודות צורה, מחסומים מגינים, ייצוב קרקעיים ואריזות - הם יכולים לקצץ את הדור של פסולת על ידי 40–70% בהשוואה לפתרונות קונבנציונליים של EEA הם בעלי ערך נמוך בתוך 2–3 שנים אם הם ממשיכים לייצר החידושים החומריים ופעולות נגד בעלי הון גבוה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, 1 מעלות צלזיוס, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, 1- 10, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 קלפיקודמתפקד, 000, 000 קלפי

כאשר התעשייה נעה לכיוון מעגליות, השאלה אינה עוד FLT:0ifirve 1:0irif1 חומרים ביו-דידה ישמשו בבנייה זמנית – היא כבר FLT:2כמה מהרFLT 3 יכול להתרחש המעבר.עם אימוץ מוקדם מגיע יתרון תחרותי, ניהול סביבתי, והפחתה מוחשית בחובות האקולוגיים של מגזר הבנייה.