Betonski krov kao prekretnica u razvoju solarne energije
Betonska školjka
Švicarski znanstvenici razvili su novu formu krovnog oblikovanja koja može iskoristiti solarnu energiju. Očekuje se da će takav dizajn podržati sisteme uštede energije u stambenim zgradama, koje će tako više proizvoditi nego koristiti energiju.
Koristeći jedinstveni dizajn i metode gradnje, inženjeri sa Švicarskog Saveznog instituta za tehnologiju u Zürichu (ETH Zürich) razvili su izuzetno tanak, zakrivljeni prototip betonskog krova zahvaljujući kojemu će stambene jedinice proizvoditi više energije nego što će je potrošiti.
Planirano je da prototip tzv. „betonske školjke“ bude dio krova koji će pokrivati stambenu jedinicu pod imenom „HiLo“, a koja će biti dio NEST-a, istraživačke i inovacijske zgrade na kampusu u Dübendorfu. Izgradnja se očekuje sljedeće godine.
Samonosivi, dvostruko zakrivljeni krov sastoji se od više slojeva: grijanje, hlađenja i izolacija se postavljaju između dva sloja betona, a to je sve prekriveno fotonaponskim ćelijama koje su napravljene od tankog filma.
Iako rastavljen kako bi se napravio prostor za buduća testiranja, prototip je bio visok 7,5 metara, prostirao se na površini od 160 m2 te je prekrivao površinu od 120 m2. Prosječna debljina betona iznosila je 5 cm varirajući od 3 cm duž rubova krova do 12 cm na nosivim površinama.
Umjesto korištenja jednokratnih materijala za konstrukciju krova poput posebno izrađenih greda i pjena, u projektu se primijenila mreža čeličnih kablova, koja je bila prekrivena polimernim tekstilom kako bi se stvorio pogodan oblik za prianjanje betona. Sve to olakšalo je ovaj neobičan dizajn, a ujedno ga učinilo i jeftinijim u smislu troškova materijala.
Željeni oblik krova kontroliran je algoritmima koji ravnomjerno raspoređuju sile između kablova i određuju koliko se betona treba nanijeti na svaki odjeljak. Ukupno 800 kg materijala, od čega 500 kg čeličnih kablova i 300 kg tekstila, podržalo je 20 tona svježeg betona.
Beton se raspršivao po mreži pomoću tehnike razvijene posebno za ovaj projekt, osiguravajući da tekstil u svakom trenutku podnese pritisak. Određena je i točna mješavina betona, koja je trebala biti dovoljno tekuća da se prska, ali i dovoljno viskozna kako ne bi istjecala s tkanine, čak i u vertikalnom položaju.
Pojedine komponente krovne konstrukcije mogu se ponovno iskoristiti. Tako se kabelska mreža može demontirati u nekoliko dijelova, ponovno koristiti i preoblikovati po potrebi.
„Pokazali smo da je moguće izgraditi tanku betonsku strukturu školjke koristeći laganu, fleksibilnu oplatu, što je pokazalo da se složene betonske konstrukcije mogu formirati i bez gubitka velike količine materijala potrebne za njihovu konstrukciju“, izjavio je Philippe Block, voditelj istraživačkog tima.
K.P. / Ekovjesnik