Грант Национального научного фонда поддерживает экологически чистую кровлю

Sep 11, 2023

Викрам Ядама уже давно увлечен созданием устойчивых и возобновляемых строительных материалов для доступного жилья, но профессор гражданской и экологической инженерии Университета штата Вашингтон всегда был озадачен одним: кажется, что только богатые люди могут себе это позволить.

Надеясь стать частью усилий по изменению этой ситуации, Ядама, профессор кафедры гражданского и экологического строительства, и его коллеги объединяются со стартапом из Такомы для разработки экологически чистых, климатически устойчивых и доступных кровельных материалов, изготовленных из бамбук.

Исследователи из Центра композитных материалов и инженерии WSU (CMEC) вместе с Eco-Shelter Inc. получили награду Национального научного фонда за передачу технологий малого бизнеса в размере 1 миллиона долларов США за разработку низкоуглеродных, конкурентоспособных по стоимости бамбуковых композитных кровельных листов. Цель состоит в том, чтобы разработать кровельные материалы, которые были бы более прочными, более экологически чистыми и поглощали бы меньше тепла, чем гофрированная жесть или асбестофиброцементные листы, обычно используемые в сообществах с низкими доходами по всему миру.

«Поддержка со стороны NSF в коммерциализации технологии, которая может оказать существенное влияние на здоровье, благополучие и нашу планету, — это невероятная возможность», — сказала Алекса Беднарц, генеральный директор Eco-Shelter.

Не имея никакого инженерного образования, Беднарц занялась разработкой кровельных материалов после работы в сфере глобального здравоохранения в Фонде Билла и Мелинды Гейтс. В 2015 году она начала работать в Фонде Гейтса в Дели, Индия, и узнала больше о жилищных проблемах в неформальных поселениях и городских трущобах.

«Меня заинтересовала идея социального предпринимательства и то, как можно разрабатывать продукты и услуги с использованием устойчивых бизнес-моделей, которые могли бы удовлетворить потребности многих людей в мире, живущих менее чем на 5 долларов в день», — сказала она.

Она начала изучать строительные материалы и поняла, что существует рыночный спрос, но мало инноваций в разработке более качественных продуктов.

«Жилье во многом напрямую влияет на здоровье и благополучие людей», - сказала она.

По возвращении она разработала идею для своей компании, выиграв приз в конкурсе Fast Pitch от Social Venture Partners. Свою компанию она открыла в 2017 году.

«Я перешла от филантропии и глобального здравоохранения к пересечению того, как жилье и здоровье связаны друг с другом», - сказала она. «Я понял, что крыша — это действительно важная проблема».

Основным недостатком плохих кровельных материалов в жарком климате является то, что они делают дома более жаркими: до 20% тепла, которое они поглощают, проходит через крышу и излучается в дом. Исследователи обнаружили, что бамбуковая кровельная система примерно на семь градусов холоднее.

Производство и производство жестяных или волокнистых листов также требует больше энергии и создает больше вредных выбросов углекислого газа, чем выращивание бамбука, что еще больше способствует усугублению климатического кризиса. Бамбук также может быть более прочным и его труднее повредить, чем материалы на основе олова или волокон.

По словам Беднарца, бамбуковые кровельные материалы уже существуют, но они дороги и чаще всего используются в сообществах с более высокими доходами.

Грант продолжает работу исследователей по улучшению бамбуковых композитов. В частности, вместо тканых матов, изготовление которых является трудоемким, исследователи работают над разработкой трехмерных композитных панелей из бамбуковой пряжи. Как и ориентированно-стружечная плита на основе древесины, распространенный строительный материал в США, композиты могут использовать бамбуковые отходы, но при этом их проще производить.

«Трехмерные композитные панели на основе прядей действительно открывают потенциал в производстве кровельных панелей различной конфигурации, а также других строительных изделий», — сказал Ядама.

Родом из Индии, Ядама сказал, что он воодушевлен реализацией проекта с использованием местного оптоволокна, и сказал, что особенно важно помогать другим на его родине.

«Таким исследователям, как мы, не часто удается увидеть влияние нашей работы напрямую или так быстро», — сказал он. «В этом проекте мы можем это увидеть, и это действительно очень приятно».