當(dāng)水泥開裂時，這是一個比人們意識到的更大的問題。美學(xué)是一回事，但最終，水會進(jìn)入裂縫并開始磨損剩余的混凝土和嵌入以增加強度的鋼結(jié)構(gòu)。在寒冷的環(huán)境中，凍融作用使問題更加復(fù)雜：裂縫中的水在凍結(jié)時膨脹，將兩側(cè)推得更遠(yuǎn)一點，然后再次解凍并進(jìn)一步沉入裂縫中。

但是，如果混凝土可以自我修復(fù)呢？還是瀝青，甚至是金屬？僅翻新和維修費用，世界就可能節(jié)省數(shù)不清的數(shù)十億美元，更不用說減少對環(huán)境的危害了。

隨著材料科學(xué)研究和開發(fā)的進(jìn)步，隱含碳成為建筑施工和設(shè)計中更大的考慮因素，建造建筑物的新方法正在出現(xiàn)。有些將不可避免地在小壁龕中找到自己的位置，另一些可能會具有廣泛的適用性，但可以肯定的是，未來十年的建筑將比上一個十年的建筑更堅固、更環(huán)保、更具成本效益。

這里有6種新材料可以更好地改變商業(yè)建筑：

1. 大量木材

自從人類第一次搬出洞穴以來，他們一直在用木頭建造，但在現(xiàn)代，水泥和鋼鐵等材料幾乎已經(jīng)取代了高層建筑。這是有充分理由的：木材通常比其他材料弱，并且容易受到火災(zāi)的影響。

然而，在聯(lián)邦政府對更先進(jìn)的木材建筑技術(shù)進(jìn)行研究之后，建筑行業(yè)的老狗正在獲得一些新技巧。大塊木材 - 其中實木被鑲板和層壓以增加強度和其他有用的性能 - 正在幫助高層木結(jié)構(gòu)建筑再次出現(xiàn)在美國各地的城市中。

大塊木材類別包括幾種類型的層壓木材，最明顯的是交叉層壓木材和膠合層壓木材。膠合層壓木材由幾塊粘在一起的木材組成，可用于創(chuàng)建堅固的橫梁。交叉層壓木材由交替堆疊的木材組成，制成可以支撐大量重量的大型面板。

這兩種木材都出人意料地耐火?！洞笪餮笤驴穲蟮勒f，外層在燃燒時會產(chǎn)生焦炭，有助于絕緣其余的木材。在防火測試中，它們已經(jīng)證明了保持其結(jié)構(gòu)完整性的能力。

隨著樹木的生長，大量木材支持碳的捕獲，并隨后將其封存到建筑物中。根據(jù)《可持續(xù)林業(yè)雜志》上的一項研究，使用可持續(xù)林業(yè)技術(shù)，用木材代替建筑物和橋梁中使用的材料可以避免全球14%至31%的排放。

2. 自愈材料

同樣令人興奮的是自修復(fù)水泥的最新發(fā)展。正如我們上面提到的，即使是混凝土結(jié)構(gòu)中的一個小裂縫也會發(fā)展成一個更大、更昂貴的問題。據(jù)CityLab稱，材料科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)了一種使用活孢子在出現(xiàn)裂縫時幫助混凝土自我修復(fù)的新方法！

該解決方案涉及小型透水膠囊，可以混合到濕混凝土中。一旦混凝土凝固并干燥，孢子就會以假死狀態(tài)存在——就像一包干酵母一樣。然而，當(dāng)混凝土中的裂縫打開并充滿水時，它們開始生長并產(chǎn)生方解石，這是一種在大理石和石灰石中發(fā)現(xiàn)的碳酸鈣結(jié)晶形式。方解石填充混凝土中的裂縫并硬化，防止裂縫變寬。

自愈混凝土可以幫助建筑物、隧道、橋梁和其他結(jié)構(gòu)持續(xù)更長時間，而無需進(jìn)行重大維修或更換。從長遠(yuǎn)來看，節(jié)省的資金很難計算，碳排放量的減少也是如此。也就是說，現(xiàn)在的成本明顯高于普通混凝土，如果它們不下降，這可能只是必須持續(xù)很長時間的項目的一種選擇。

3. 空氣凈化磚

室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ）正成為商業(yè)房地產(chǎn)的一個更重要的問題，因為我們更好地了解了建筑環(huán)境如何影響在其中生活和工作的人的健康。改善IAQ的方法并不缺乏，但其中大多數(shù)都需要使用主動能量來過濾空氣。從長遠(yuǎn)來看，這種方法會向空氣中排放更多的碳和其他污染物。

加州理工圣路易斯奧比斯波建筑學(xué)院助理教授、景觀與建筑創(chuàng)始人卡門·特魯?shù)聽枺–armen Trudell）發(fā)明了一種被動系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用建筑物外部的磚塊過濾掉空氣中進(jìn)入空間時的較重顆粒?；炷链u將空氣輸送到內(nèi)部旋風(fēng)過濾部分，該過濾部分分離重元素并將它們放入墻底部的料斗中。然后以機械或被動方式將清潔空氣吸入建筑物，維護人員可以定期簡單地拆卸和清空料斗。

在測試中，該系統(tǒng)去除了大約三分之一的細(xì)顆粒物和100%的粗顆粒。更好的是，Trudell的系統(tǒng)相對于替代選擇來說很便宜，她設(shè)想在發(fā)展中國家使用它們。

4. 絞線桿

在日本，地震是生活中不幸的事實，小松精藤織物實驗室用一種熱塑性碳纖維復(fù)合材料覆蓋了其總部，稱為CABKOMA Strand Rod。該復(fù)合材料覆蓋有無機和合成纖維以及熱塑性樹脂飾面，利用拉伸強度創(chuàng)造出世界上最輕的抗震加固系統(tǒng)。

這些桿比相同強度的金屬線輕五倍，具有令人驚訝的吸引力。它們也非常有效 - 該建筑的額定值遠(yuǎn)高于抗震加固的傳統(tǒng)性能要求。

絞線棒會進(jìn)入（或真的進(jìn)入）世界各地的建筑物嗎？這還有待觀察。該公司的網(wǎng)站沒有提供有關(guān)成本的詳細(xì)信息，而成本通常是決定性因素。

5. 被動冷卻陶瓷

空調(diào)是一個能源密集型過程，占全球碳排放量的很大一部分。被動冷卻方法已經(jīng)使用了幾個世紀(jì)，但是當(dāng)外面非常熱并且許多與人工冷卻沖突而不是支持時，大多數(shù)方法都是無效的。然而，最近，加泰羅尼亞高級建筑研究所數(shù)字物質(zhì)智能建筑工作室的學(xué)生提出了一種由粘土復(fù)合材料和水凝膠制成的立面，它可以像我們的皮膚冷卻身體一樣冷卻建筑物。

我們的身體出汗來降溫。當(dāng)我們的皮膚濕潤時，熱量會傳遞到水中，最熱的水顆粒會蒸發(fā)，帶走熱量。這種材料以相同的方式發(fā)揮作用。水聚集在嵌入粘土復(fù)合材料中的水凝膠液滴中。隨著建筑物升溫，熱量會傳遞到水中，然后蒸發(fā)。當(dāng)溫度較高時，這種效應(yīng)發(fā)生得更快，這意味著系統(tǒng)也對溫度條件做出響應(yīng)。

負(fù)責(zé)該項目的學(xué)生發(fā)現(xiàn)，它可以在6分鐘內(nèi)將溫度降低4.20攝氏度。在理想條件下，這可以減少28%的空調(diào)使用，從而顯著節(jié)省和減少碳排放。

?

6. 垃圾桶

是的，垃圾。處于環(huán)保運動前沿的建筑師和建筑商正在使用廢金屬、紙板甚至塑料瓶等回收材料來建造碳足跡更小的新建筑。

例如，回收紙板正被用于制造高質(zhì)量的纖維素絕緣材料，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)工藝制成的絕緣材料。UltraCell絕緣材料使用濕法工藝，而不是導(dǎo)致污染和多塵產(chǎn)品的舊干法工藝。

塑料汽水和水瓶一直被回收利用，但一般來說，它們在需要處理之前只能用于制造幾次新瓶子。在過去的幾十年里，塑料瓶越來越多地以PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）地毯的形式發(fā)現(xiàn)新的、更長的壽命。瓶裝PET是制造柔軟纖維地毯的理想選擇，當(dāng)它作為地毯的使用壽命結(jié)束時，它可以再次用于汽車零件，填充物和絕緣材料。

在紐約市的總督島，最近舉行了一場競賽，探討如何利用設(shè)計來解決環(huán)境問題。結(jié)果是藝術(shù)和可持續(xù)設(shè)計的迷人結(jié)合。由五名成員組成的伊索團隊鋪設(shè)了五噸粘土進(jìn)行干燥，產(chǎn)生了大的有機裂縫。然后用當(dāng)?shù)鼗厥罩行牡娜刍X罐填充這些罐，以制造堅固、輕便且自然吸引力的展館面板。

隨著聯(lián)邦政府在環(huán)境問題上的領(lǐng)導(dǎo)地位逐漸消失，各州、私營企業(yè)和消費者正在介入填補這一空白。隨著新材料在財務(wù)上變得可持續(xù)，預(yù)計會看到更多的新材料進(jìn)入建筑業(yè)。