Η ανάγκη μείωσης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των οικοδομικών δραστηριοτήτων αυξάνεται στον σύγχρονο κόσμο, όπου η βιωσιμότητα είναι υψίστης σημασίας.
Ηδημιουργία και η χρήση καινοτόμων δομικών υλικών με μικρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις είναι ένας από τους πιο σημαντικούς τρόπους για την επίτευξη αυτού του στόχου και αποτελεί έναν άξονα της ολιστικής αντιμετώπισης του προβλήματος. Με την ικανότητά τους να περιορίζουν δραστικά τη χρήση πόρων, τις εκπομπές και τα απόβλητα κατά τη διαδικασία κατασκευής αλλά και την πρόβλεψη της επανάχρησης ή της διάθεσής τους μετά το πέρας του χρόνου ζωής της κατασκευής, αυτά τα υλικά έχουν τη δυνατότητα να μεταμορφώσουν πλήρως τον τρόπο που κατασκευάζουμε σήμερα.
Η σημασία της δημιουργίας και της διάδοσης των συγκεκριμένων υλικών αναπτύσσεται μέσα στα πανεπιστήμια και στα ερευνητικά κέντρα της χώρας, με σκοπό οι μελλοντικοί μηχανικοί να εκπαιδευτούν στις αρχές βιωσιμότητας, αλλά να ενημερωθούν και σήμερα οι τεχνικοί για τις αρχές αυτές, ώστε να τις εφαρμόζουν στα κατασκευαστικά έργα. Τα συμβατικά δομικά υλικά, όπως το σκυρόδεμα και ο χάλυβας, έχουν συνδεθεί εδώ και καιρό με σημαντικά περιβαλλοντικά μειονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένων των υψηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, της εξάντλησης των πόρων και της παραγωγής απορριμμάτων κατά το στάδιο παραγωγής και χρήσης τους.
Η συναρπαστική εναλλακτική των καινοτόμων δομικών υλικών
Τα καινοτόμα δομικά υλικά και τεχνικές προσφέρουν μια συναρπαστική εναλλακτική, αξιοποιώντας βιώσιμους πόρους, προηγμένες τεχνικές κατασκευής και σχέδια εμπνευσμένα από βιολογικά υλικά για την ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.
Σχεδιάζοντας υλικά που απαιτούν λιγότερους πόρους για την παραγωγή, εκπέμπουν λιγότερα αέρια θερμοκηπίου κατά την κατασκευή, έχουν χαμηλότερη ενσωματωμένη ενέργεια και δύνανται εύκολα να επαναχρησιμοποιηθούν, μειώνουμε σημαντικά το αποτύπωμα άνθρακα των κτιρίων, διατηρώντας την ποιότητα των κατασκευών. Επιπλέον, η χρήση ανανεώσιμων ή ανακυκλωμένων υλικών συνεισφέρει στην εκτροπή των απορριμμάτων από τους χώρους υγειονομικής ταφής, διατηρώντας ,παράλληλα, τους φυσικούς πόρους για τις μελλοντικές γενιές.
Παράδειγμα καινοτόμων δομικών υλικών είναι η σταυρωτή επικολλητή ξυλεία – Cross-Laminated Timber (CLT). Το CLT είναι ένα επεξεργασμένο προϊόν ξύλου που αποτελείται από στρώματα ξυλείας αποξηραμένης σε κλίβανο (συνήθως τρία, πέντε, επτά ή εννέα) προσανατολισμένα σε ορθή γωνία μεταξύ τους και, στη συνέχεια, κολλημένα για να σχηματίσουν δομικά πάνελ.
Κολλώντας στρώσεις ξύλου σε ορθή γωνία, το πάνελ προσφέρει εξαιρετική δομική ακαμψία και προς τις δύο κατευθύνσεις Αυτό το υλικό διαθέτει πολλά περιβαλλοντικά οφέλη, όπως τη δέσμευση άνθρακα, την προστασίατων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και τους ταχύτερους χρόνους κατασκευής, σε σύγκριση με τα συμβατικά υλικά (π.χ. το σκυρόδεμα και ο χάλυβας), και έχει χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή υψηλών κτιρίων. Το Hempcrete είναι ένα βιο-σύνθετο υλικό που κατασκευάζεται από κάνναβη, ασβέστη και νερό. Είναι ελαφρύ, αναπνέει και έχει εξαιρετικές θερμικές ιδιότητες, γεγονός που το καθιστά κατάλληλο για μόνωση και κατασκευή, ενώ δεσμεύει το διοξείδιο του άνθρακα κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής του, καθιστώντας το ένα δομικό υλικό αρνητικό σε αποτύπωμα άνθρακα.
Το μπαμπού αποτελεί έναν ταχέως ανανεώσιμο πόρο που προσφέρει δύναμη, ευελιξία και βιωσιμότητα, κερδίζοντας έδαφος σε σύγχρονες εφαρμογές. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί με διάφορες μορφές, σε δάπεδα, σκαλωσιές και δομικά στοιχεία. Ο γρήγορος ρυθμός ανάπτυξης και οι χαμηλές περιβαλλοντικές επιπτώσεις του μπαμπού, το καθιερώνουν ως μια ελκυστική εναλλακτική λύση στα παραδοσιακά σκληρά ξύλα. Η έρευνα σήμερα επίσης στρέφεται στην αντικατάσταση πλαστικών ινών με βιο-ίνες όπως αυτές της κάνναβης, των φυκιών και λοιπών καταλοίπων της αγροτικής καλλιέργειας, στην αξιοποίηση στερεών βιομηχανικών παραπροϊόντων (όπως γυαλιού, ελαστικών, πλαστικών κλπ) και των υλικών κατεδάφισης σε σύνθετα υλικά (σκυρόδεμα, κονιάματα, πλίνθους).
Η δέσμευση CO2 συνιστά αντικείμενο εκτενούς έρευνας στο δομικό τομέα, όπως και η αξιοποίηση αέριων αποβλήτων της βιομηχανίας στην ωρίμανση υλικών. Σημαντικές προσπάθειες γίνονται επίσης για την παραγωγή και διάθεση «πράσινου τσιμέντου», με στόχο τη μείωση του ανθρακικού αποτυπώματός του σε σχέση με το συμβατικό τσιμέντο και την επίτευξη ουδέτερου αποτυπώματος άνθρακα στον κατασκευαστικό κλάδο.
Σε σχέση με τις τεχνικές δόμησης, αυτή της τρισδιάστατης εκτύπωσης αποτελεί μια καινοτόμα προσέγγιση στο θέμα της βιώσιμης δόμησης. Στα πλεονεκτήματά της αναφέρονται, μεταξύ άλλων, η δυνατότητα κατασκευής σύνθετης γεωμετρίας χωρίς την ανάγκη ξυλοτύπων, η επιτάχυνση του κύκλου κατασκευής έργων πραγματικής κλίμακας, η ελαχιστοποίηση του κόστους παραγωγής και των περιττών αποβλήτων παραγωγής και η μεγιστοποίηση της χρήσης των υλικών.
Γενικά, η τρισδιάστατη εκτύπωση προσφέρει ευελιξία και ελευθερία στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, επιτρέποντας την κατασκευή εξαιρετικά πολύπλοκων γεωμετριών, εισάγει τον αυτοματισμό στην κατασκευή, και εξασφαλίζει υψηλότερη ασφάλεια και ακρίβεια στη διαδικασία κατασκευής.
Στρατηγικές προώθησης των αρχών αειοφορίας και βιώσιμοτητας
Η προώθηση καινοτόμων δομικών υλικών απαιτεί την ενημέρωση των μηχανικών, των εργολάβων και των υπευθύνων χάραξης πολιτικής σχετικά με τα οφέλη και τις εφαρμογές αυτών των υλικών.
Εκπαιδευτικές πρωτοβουλίες, εργαστήρια και προγράμματα πιστοποίησης μπορούν να βοηθήσουν τους επαγγελματίες να ενσωματώσουν βιώσιμα υλικά στα έργα τους. Παράλληλα, η έρευνα και ανάπτυξη στα πανεπιστήμια δύναται να αποφέρει καρπούς. Οι συνεχείς επενδύσεις στην έρευνα είναι ζωτικής σημασίας για την προώθηση του τομέα των αειφόρων δομικών υλικών.
Η συνεργασία μεταξύ ακαδημαϊκού κόσμου, βιομηχανίας και φορέων και η ενσωμάτωση των αρχών βιωσιμότητας σε κανονιστικά πλαίσια μπορεί να διευκολύνει την εφαρμογή των καινοτόμων υλικών, διαδικασιών παραγωγής και τεχνικών. Η ενημέρωση των προτύπων για την ενσωμάτωση κριτηρίων βιωσιμότητας θα ενθαρρύνει τη χρήση καινοτόμων υλικών και κατασκευαστικών πρακτικών.
Οι υποχρεωτικές απαιτήσεις για ενεργειακή απόδοση, μείωση του αποτυπώματος άνθρακα και ανακυκλωμένο περιεχόμενο έχουν τη δυνατότητα να αυξήσουν τη ζήτηση της αγοράς για βιώσιμα δομικά υλικά. Επίσης έργα προβολής που αναδεικνύουν τη χρήση καινοτόμων δομικών υλικών μπορούν να εμπνεύσουν εμπιστοσύνη και να οδηγήσουν στην υιοθέτηση των αρχών από την αγορά. Περιπτώσεις μελέτης μέσα από εκπαιδευτικά και πιλοτικά προγράμματα αποδεικνύουν τη σκοπιμότητα, την απόδοση και τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας των βιώσιμων δομικών υλικών σε πραγματικές εφαρμογές. Συμπερασματικά, προκύπτει ότι ο σχεδιασμός και η προώθηση καινοτόμων δομικών υλικών με περιβαλλοντικά κριτήρια είναι ουσιαστικής σημασίας για τη δημιουργία ενός πιο βιώσιμου δομημένου περιβάλλοντος. Αναπτύσσοντας υλικά που ελαχιστοποιούν την κατανάλωση πόρων, τις εκπομπές και τα απόβλητα, μετριάζουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της κατασκευής, ενώ παράλληλα ενισχύουμε την ανθεκτικότητα, την απόδοση και την άνεση των κτιρίων. Μέσω της εκπαίδευσης, της έρευνας, των κινήτρων και των νέων έργων που κατασκευάζονται προς αυτή την κατεύθυνση, μπορούμε να επιταχύνουμε τη μετάβαση προς μια πιο βιώσιμη κατασκευαστική βιομηχανία, αφήνοντας μια θετική κληρονομιά για τις μελλοντικές
γενιές.