气体变成房子？10种未来建筑技术，做房子真的越来越便宜了 - 广州建筑电气展

2023广州国际建筑电气技术展于2023年6月9日至月12日在广州·中国进出口商品交易会展馆举行，邀您关注今日广州建筑电气展新资讯：

泥土是从有了人类开始就有的，所以人类最早的房子是用泥土和稻草在太阳下烘烤而成。古罗马人是第一个尝试使用混凝土的人，他们将石灰和火山岩混合在一起，建造了宏伟的建筑，比如罗马的万神殿，至今它仍然是世界上最大的无钢筋混凝土穹顶。

几个世纪以来，工程师和建筑师利用钢梁、防震地基和玻璃幕墙等具有划时代意义的材料，设计出了越来越高、更强、更漂亮的建筑作品。

但是建筑技术的未来会怎样呢?自主的纳米机器人是否有一天会取代建筑工人?混凝土地基的裂缝会不会奇迹般地自行愈合?加油站会不会被自动充电汽车所取代?

下面一起来看看10个令人耳目一新的建筑创新，有些甚至现在已经在使用了。

自修复混凝土

混凝土是目前世界上使用最广泛的建筑材料，事实上，除了水资源，它是地球上消耗第二多的物质。想想每年建造的混凝土房屋、办公楼、教堂和桥梁。混凝土价格低廉，适应性广，但在极端高温和严寒等压力下，它也容易开裂和变质。

在过去，修补开裂的混凝土的唯一方法是修补、加固，或者推倒重新开始。但现在不是了。2010年，罗德岛大学的一名研究生兼化学工程教授发明了一种新型的“智能”混凝土，可以自行“愈合”裂缝。混凝土混合物中嵌入了微小的硅酸钠胶囊。当裂缝形成时，胶囊破裂并释放出凝胶状的愈合剂，固化后填补空洞。

这并不是混凝土自我修复的唯一方法，还有研究人员已经使用细菌或嵌入玻璃毛细血管或聚合物微胶囊来实现类似的结果。但是罗得岛州的研究人员认为他们的方法是最具成本效益的。延长混凝土的使用寿命可以带来巨大的环境效益。世界范围内的混凝土生产目前占全球二氧化碳排放量的5%，智能混凝土不仅能让我们的建筑更安全，还能减少温室气体排放。

碳纳米管

一纳米是十亿分之一米，一张纸有10万纳米，人的指甲大约每秒长1纳米。甚至人类的DNA链也有2.5纳米宽。那么制造“纳米”级别的材料似乎是不可能的，但科学家和工程师利用尖端技术，如电子束光刻，已经成功地制造出壁厚仅1纳米的碳管。

当一个较大的粒子被分成越来越小的部分时，它的表面积与质量的比例就会增加。这些碳纳米管的强度和重量比是地球上任何一种材料中最高的，可以被拉伸一百万倍于其厚度的时间，而且碳纳米管既轻又强，可以嵌入金属、混凝土、木材和玻璃等其他建筑材料中，以增加密度和抗拉强度。工程师们甚至正在试验纳米级传感器，这种传感器可以监测建筑材料内部的应力，并可以识别出潜在的裂缝。

透明的铝

几十年来，化学工程师一直梦想着发明一种材料，将金属的强度和耐用性与玻璃的透明纯度结合起来。这种“透明金属”可以用来建造需要较少内部支撑的高耸的玻璃幕墙摩天大楼。安全的军事建筑可以安装薄而透明的金属窗户，不受最高口径炮火的影响，还可以用这些东西建造巨大的水族馆。

早在20世纪80年代，科学家们就开始试验一种由铝、氧和氮的粉状混合物制成的新型陶瓷。陶瓷是通过加热和冷却过程制成的坚硬的、通常是结晶的材料。在这种情况下，将铝粉置于巨大的压力下，在2000摄氏度的温度下加热几天，最后抛光，产生一种完全透明的、类似玻璃的材料，具有铝的强度，这种太空时代的材料被称为透明铝，已经被军方用于制造防弹窗和光学镜片。

透水混凝土

在暴风雨中，雨水倾泻在道路、人行道和停车场，冲刷着表面的垃圾或其它污染物，将汽油、油漆等潜在的有毒化学物质直接冲进下水道和溪流，甚至江河海湖，这种雨水径流成为水污染的主要来源。

大自然有自己的方式过滤雨水中的毒素，土壤就是金属和其他无机材料的绝佳过滤器，当雨水通过土壤时，微生物和植物根系会吸收、分解过量的化学物质。了解到这一点，工程师们发明了一种新型的渗透性混凝土，它可以让雨水直接穿过路面，让大自然发挥过滤作用。

渗透性或透水混凝土是由较大的岩石和沙子颗粒制成的，在路面上留下了15%到35%的开放空间。渗透性混凝土板铺设在砾石或其他多孔基材之上，让雨水沉淀到下面的土壤基质上。渗透性混凝土是停车场沥青的极佳替代品，它不仅能显著减少径流，而且混凝土的浅色还能反射阳光，在夏天保持凉爽。

气凝胶隔热绝缘材料

气凝胶是地球上密度最小的物质之一，它是一种泡沫状的固体材料，虽然几乎和空气一样轻，但它能够保持形状，有些类型的气凝胶密度仅为空气的3倍，但通常气凝胶的密度是空气的15倍。

气凝胶是通过去除凝胶中的液体剩下二氧化硅而制成的结构，其中90%到99%是空气。所以气凝胶几乎没有重量，它可以纺成薄薄的气凝胶织物。在建筑项目中，气凝胶织物表现出了“超级绝缘”的特性。它的多孔结构使得热量难以通过，而且经过测试，气凝胶织物的绝缘能力是传统玻璃纤维或泡沫绝缘材料的2到4倍，一旦价格下降，它可以广泛应用于建筑。

温度感应瓷砖

一家名为MovingColor的公司生产涂有热变色涂料的玻璃装饰砖，这种涂料可以随着表面温度的变化而“活起来”。在室温下，这些瓷砖是有光泽的黑色，但当你触摸它们，或者用光或温水直接击打它们，这些颜色就会像北极光一样变成彩虹色的蓝色、粉色和绿色。这种具备温度感应的瓷砖可以广泛用于建筑中。

机器建筑工人群

自然界最巧妙的建造者之一是不起眼的白蚁，它的大脑只有一粒沙子大小，它与成千上万的土堆同伴一起建造巨大而复杂的泥结构。这个小生物吸引了哈佛机器人研究人员的注意，受到白蚁的启发，他们建造了小型建筑机器人，对其进行编程，使其能够作为一个群体一起工作。这种四轮机器人可以通过举起每块砖、爬上墙并将砖铺在开阔的地方来建造类似砖的墙。它们有传感器来检测其他机器人的存在，并有规则让彼此让路，就像白蚁一样，不需要人“控制”它们，它们通过编程实现为共同构建一个建筑物进行工作。

想象一下这些应用：成群结队的机器人沿着被洪水淹没的危险海岸线建造堤坝；数以千计的微型机器人在火星上建造空间站；或者由成群游动的机器人组装的深海天然气管道。在国外一个类似的实验中，一群自主飞行的机器人建造了一个巧妙的波浪形砖塔。

3D打印房屋

3d打印在某些领域已成为主流，Makerbot正在销售一种漂亮，而且价格适中的台式机器，这种机器可以打印出成品的3D塑料玩具、珠宝、机器部件和假肢。但如果你想打印相对较大的东西呢?真的能造出一个足够大的3D打印机来打印一个塑料房子吗?

答案是肯定的，近日，荷兰一家建筑公司推出了一项雄心勃勃的公共艺术项目，他们打算建造一座3D打印房屋。但首先，他们必须建造世界上最大的3D打印机之一，称为“房间制造者”，使用与小型3D打印机相同的塑料源材料，“房间制造者”可以打印出大型的类似乐高的塑料组件，这些组件将被用于组装房子。

与此同时，我们国家也有建筑公司正在使用一个巨大的3D打印机建造房屋，它可以喷洒水泥和建筑垃圾来组装房屋。该公司表示，每套房屋的成本不到5000美元，而且一天可以生产10套。

智能道路

谷歌的自动驾驶汽车吸引了很多人的目光，但如果智能汽车还得在“愚蠢”的道路上行驶，它们就很难达到实用的效果。新想法之一可以充电的道路，新西兰一家公司已经建造了一个巨大的“电源板”，可以为停着的电动汽车无线充电。下一步是将无线充电技术嵌入实际的路面，这样电动汽车就可以在移动中充电，不需要加油站了。

其他可能在某一天成为现实的有趣想法包括：道路表面吸收阳光来发电，或者在道路上嵌入压电晶体，捕捉路过车辆的振动、压力，并将其转换成可用的能源。

二氧化碳建筑

从发电厂和汽车排放出来的二氧化碳是人为温室气体的最大来源。每年，我们向大气中排放超过330亿吨的二氧化碳，加速了全球变暖的破坏性影响。当能源部门尝试在地下捕获或“隔离”二氧化碳排放时，麻省理工学院研究出利用转基因的方法将二氧化碳变成一种建筑材料。

据说他们是受到鲍鱼可以把二氧化碳转化为碳酸钙的想法，研究人员分离出鲍鱼用来矿化二氧化碳的酶，并改造了一批酵母来生产这种酶，这样他们可以用0.5公斤的二氧化碳生产出1公斤的固体碳酸盐，想象一下用300亿吨二氧化碳他们能制造多少碳砖。

文章来源：今日头条

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