Исследователи Гарвардского университета разработали биокомпозит из переработанной овечьей шерсти, который может использоваться одновременно для теплоизоляции и наружной облицовки зданий. Прототип фасадной системы представили на Архитектурной триеннале в Осло.
Исследовательская группа при Гарвардской школе дизайна разработала технологию переработки шерстяных отходов в жесткие строительные панели. Проект Upcycling Wool Ecologies ориентирован прежде всего на модернизацию существующих зданий: устройство теплоизоляции снаружи позволяет улучшать характеристики ограждающих конструкций без масштабного вмешательства во внутренние помещения.
В основе разработки – два типа панелей из одного сырья, но с различными свойствами. Низкоплотные панели выполняют теплоизоляционную функцию, а более плотные и жесткие предназначены для наружной облицовки. Изменять характеристики материала позволяет регулирование состава и условий обработки шерстяных волокон.
При производстве шерсть подвергают щелочной и механической обработке, частично разрушая структуру содержащегося в ней кератина. Полученную кератиновую дисперсию смешивают с лимонной кислотой. При нагревании формируется полимерная матрица, связывающая сохранившиеся волокна в жесткий биокомпозит. Таким образом, материал обходится без связующих на основе нефтехимических смол.
По данным исследователей, теплопроводность низкоплотного варианта материала достигает 0,045 Вт/(м·К), а модуль упругости при изгибе плотных панелей – около 1900 МПа. При этом технология пока находится на исследовательской стадии: долговременная атмосферостойкость облицовки и ее пожарные характеристики требуют дальнейших испытаний.
На Архитектурной триеннале в Осло разработку представили в виде пространственной инсталляции Upcycling Wool Ecologies, установленной в церкви Софийенберг. На деревянном каркасе смонтировали 90 теплоизоляционных и 90 облицовочных панелей. Внешние элементы получили рифленую поверхность; по словам разработчиков, технология прессования допускает изготовление панелей и другой геометрии. Различия в окраске обусловлены использованием натуральных и окрашенных шерстяных волокон.
Сырьем послужили отходы текстильного производства американской компании American Woolen Company из Коннектикута. Для перехода от лабораторных образцов к более крупным партиям исследователи адаптировали оборудование целлюлозно-бумажной промышленности, переработав более 200 кг материала на пилотной установке Университета штата Северная Каролина.
Помимо повторного использования невостребованного сырья, технология предполагает сохранение биогенного углерода в составе строительного материала на протяжении срока его службы. Однако экологические показатели панелей зависят от происхождения шерсти и способа учета выбросов, связанных с ее производством.