2030年我們用什么蓋樓

  讓我們設(shè)想一下30年后的事情。到2030年我們的城市會不會像RidleyScott導演的高科技電影《銀翼殺手》中的洛杉磯——一個世界末日的善惡決戰(zhàn)場,富人住在400層高的摩天大廈頂層,窮人住在簡陋、骯臟、犯罪率高的底層?;蛘?,人們將生活在既能夠自給自足又能免費供油的理想社區(qū)? 

  建筑業(yè)內(nèi)分析師和有頭腦的人物都堅信一點,我們不可能準確地預測10年之后的事情。不過,未來的建材格局已經(jīng)在今天浮現(xiàn)出來。當前的建筑非常大膽地顯示出未來的趨勢。 

  二十世紀的現(xiàn)代主義稱,所有的建筑都是用三種材料組成的——混凝土、鋼材、玻璃。玻璃工業(yè)一直在改革創(chuàng)新,從而產(chǎn)生了立面工程學這樣的專業(yè)。玻璃的開發(fā)研究已經(jīng)超越了傳統(tǒng)的熔化工藝,進入涂層技術(shù)、太陽能控制技術(shù)、微電子線路綜合技術(shù)。 

  但30年后這種所謂的煙囪工業(yè)將扮演什么角色?30年后的鋼鐵產(chǎn)業(yè)又將如何?新材料能否超越混凝土和鋼鐵?

  有些專家指出,30年后的建筑材料還是鋼材,300年以內(nèi)的建筑材料都將是鋼材。除非有人指出一種可以建100層樓房的材料,而這種材料和鋼材一樣既堅固又經(jīng)濟,否則,鋼材將永遠無法取代。很明顯,他們對鋼材在本世紀的主導地位非常有信心。 

  鋼鐵產(chǎn)業(yè)的改革處于停頓狀態(tài),因為它的發(fā)展依賴于諸多供應(yīng)渠道以及廉價能源。本世紀,鋼鐵產(chǎn)業(yè)預言了幾項重大趨勢,大部分與綜合產(chǎn)業(yè)改革有關(guān)。建筑師們將更加關(guān)心環(huán)境與鋼鐵、混凝土以及建筑垃圾處理的問題。 

  提高鋼材的質(zhì)量需要大幅度減少炭元素,但假設(shè)可以完全消除炭元素的話,至少還需要幾十年時間。短時期內(nèi),循環(huán)使用鋼材是一個有效的方法。有些專家斷言,鋼材是唯一一種幾乎全部回收使用的材料。事實上,從廢墟上回收的廢鋼有95%可以按原等級重復使用。當被3000度高溫熔化時,鋼材就失去了從前的記憶,可以被制造成另一種完全不同的東西。事實上,從世界貿(mào)易中心廢墟回收上來的20萬噸鋼材已經(jīng)用來生產(chǎn)一艘新潛水艇甲板。鋼鐵產(chǎn)業(yè)預言,到2030年,樓房、汽車和許多產(chǎn)品制造都將使用回收鋼材。 

  混凝土是無可非議的最古老的建筑材料,它的建筑歷史已經(jīng)上千年。雖然它本身較為堅硬、輕巧,更易于加固,但混凝土的成份一直沒有變化——水泥、沙子、水以及聚合劑?;炷脸杀镜?,耐用,在有創(chuàng)造性的人手中,它是一種能夠創(chuàng)造美的材料。更重要的事實是,美國的整個基礎(chǔ)建筑都依賴于混凝土。據(jù)業(yè)內(nèi)統(tǒng)計,混凝土是世界上使用最廣泛的人造材料,作為被人類使用最多的物質(zhì),混凝土的地位僅次于水。全世界混凝土的年產(chǎn)量達到60億噸,地球人平均每人一噸多。美國的混凝土年產(chǎn)量達到美國人均2.5噸。 

  人們有理由設(shè)想,混凝土產(chǎn)業(yè)的明天將像混凝土產(chǎn)品本身一樣堅固和保險。為了保證混凝土無所不在的地位,美國混凝土產(chǎn)業(yè)設(shè)計了一項雄心勃勃的未來計劃,稱為《2030遠景》,該計劃明確了研究領(lǐng)域,包括哪些領(lǐng)域的研究需要和兄弟產(chǎn)業(yè)、政府、學術(shù)界共同來完成。 

  為了實現(xiàn)這一遠景,美國混凝土協(xié)會與美國能源署工業(yè)技術(shù)辦公室以及其他獨立組織合作制定了一項大綱,稱為《2030路標》:美國混凝土工業(yè)技術(shù)路標。路標承認混凝土工業(yè)對未來社會所造成的負擔,許多與能源和環(huán)境有關(guān),混凝土工業(yè)將通過不懈的努力和新產(chǎn)品研發(fā)來減輕對社會造成的負擔。例如,水泥和混凝土產(chǎn)品制造業(yè)須消耗大量能源,2000年的燃料和電力消耗費用大約在15億美元。 

  改進的高性能混凝土(HPC)將提高生產(chǎn)、交貨和建筑工地的效率。纖維強化HPC結(jié)構(gòu)將成為建低成本住宅倍受歡迎的材料。另外,他們提出優(yōu)先研發(fā)防火、防爆、抗震住宅和商業(yè)建筑材料。 

  混凝土工業(yè)正在尋找新材料,這是他們從事研究的動力。強化混凝土的非金屬選擇排在優(yōu)先地位。在2003年,全球市場對防腐纖維強化塑料(FRP)和炭纖維的興趣不斷增長。為了節(jié)省運輸能源,他們同時還在當?shù)貙ふ乙恍┵Y源。當前他們正通過重復使用高堿性廢水、回收利用各種材料以及混凝土廢品把混凝土變成一種環(huán)保材料。到2030年,各種混凝土的優(yōu)秀系列產(chǎn)品將滿足環(huán)保的需求。由于這些材料的問世,預埋工藝和新材料的應(yīng)用將更加需要專家的指導,包括建筑師和工程師。 

  鑒于材料研發(fā)的興起以及建筑本身的復雜性,工程師的角色已經(jīng)拓寬,尤其是在建筑領(lǐng)域和立面工程學中。上個世紀,工程師基本扮演沉默的顧問角色,他們默默無聞地幫助建筑師用混凝土、鋼鐵和玻璃完成一座座建筑。那時他們是合作關(guān)系。現(xiàn)在工程師和建筑師變成了真正的協(xié)作關(guān)系。 

  2030年工程學將是一門新興建筑學,因為先進的技術(shù)技能使得工程師越來越深入地研究設(shè)計程序。

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2024-12-23 09:51:04