Tòa nhà bê tông carbon đầu tiên trên thế giới tại Đức

Tòa nhà The Cube rộng 243m2, sẽ cung cấp một phòng thí nghiệm và không gian tổ chức sự kiện trong khuôn viên Đại học Công nghệ, công trình được xây dựng để thử nghiệm vật liệu bê tông carbon mới. Bê tông carbon là một dạng bê tông được gia cố bằng sợi carbon thay thép.

Đặc điểm nổi bật của The Cube là mặt ngoài mảnh, xoắn, vừa gợi liên tưởng đến sợi carbon, đồng thời chứng minh tính chất của vật liệu mới - nhẹ và chắc chắn hơn bêtông truyền thống. Công trình sử dụng bêtông carbon để làm trần nhà và tường nối tiếp liền mạch. Trần nhà có một khe hẹp nằm chéo, cung cấp ánh sáng tự nhiên.

Giáo sư Manfred Curbach và Viện Xây dựng Chất rắn của ông tại Đại học Công nghệ Dresden, hợp tác với nhóm nhà thiết kế, kiến trúc sư, chuyên gia về hiệu suất vật liệu, nhà dựng ảnh và nhà chế tạo mô hình tại Henn để phát triển The Cube. Công trình được xây dựng theo dự án do Bộ Giáo dục và Nghiên cứu Liên bang Đức tài trợ, là một thử nghiệm thành công trong lĩnh vực khoa học vật liệu và kiến trúc đổi mới.

Theo ông Giovanni Betti, người đứng đầu bộ phận phát triển bền vững của Henn, đường nét mảnh mai của mặt tiền Cube có thể thực hiện được nhờ sử dụng cốt sợi carbon, loại vật liệu chống gỉ. Cũng chính vì thế, nó không cần phải phủ nhiều bê tông. Thiết kế tường và trần nhà, theo đó cũng không là các thành phần riêng biệt, mà kết hợp với nhau thành từng mảng.

Sợi carbon nhẹ bằng 1/4 và cứng gấp khoảng 6 lần thép, cũng không bị ăn mòn. Điều này đồng nghĩa phần cốt sợi carbon không cần nhiều bêtông bao bọc để bảo vệ khỏi nước. Một khối bêtông carbon cùng kích thước có thể chịu tải trọng lớn hơn", Giovanni Betti cho biết.

"Các thành phần và cấu trúc của công trình có thể được thiết kế mỏng hơn, với mức tiết kiệm vật liệu từ 50% trở lên. Điều này có thể giúp giảm lượng khí thải CO2 và mức tiêu thụ các tài nguyên quý giá như nước hay cát", Betti bổ sung.

Công nhân phun bê tông lên các tấm sợi carbon bao phủ bên ngoài tòa nhà

Cube cũng tận dụng một đặc tính khác của sợi carbon: tính dẫn điện. Theo đó, các bức tường bê tông của tòa nhà được trang bị các miếng đệm cách nhiệt, các bộ phận làm nóng và bề mặt cảm ứng tương tác.

Được biết, dự án Cube được công bố năm 2021 và được phát triển như một phần của chương trình nghiên cứu Carbon Concrete Composite (CCC) - một dự án nghiên cứu do chính phủ tài trợ và là dự án lớn nhất trong lĩnh vực xây dựng của Đức hiện tại.

Bê tông carbon được phát triển tại TU Dresden và sẽ tiếp tục với một số trường đại học khác trên thế giới. Theo các nhà nghiên cứu, với một thiết kế tương đương, bê tông carbon có khả năng gây nóng lên toàn cầu (GWP) thấp hơn khoảng 30% so với xây dựng thông thường.