KONSTRUKCJE ALUMINIOWE W ZRÓWNOWAŻONYM BUDOWNICTWIE I INFRASTRUKTURZE

Ślad ekologiczny

Aluminium to pierwiastek dający się doskonale zastosować w budownictwie, gdyż zapewnia bardzo szerokie spektrum możliwości konstrukcyjnych. Z jego stopów powstają m.in. rusztowania, hale (budowlane, namiotowe), ściany kurtynowe, mosty, a coraz częściej także profile okienne, które powoli zajmują miejsce tańszych i do niedawna bardziej popularnych okien PVC. Rosnąca rola tego metalu wynika z faktu, iż dzięki swoim zaletom technicznym jest w stanie spełnić nawet bardzo wysokie wymagania, również te dotyczące ochrony środowiska naturalnego. Materiał można poddawać recyclingowi prawie bez końca i to z niewielkim uszczerbkiem, bo jego właściwości praktycznie nie ulegają uszczupleniu. Wydobycie aluminium jest trudne i kosztowne oraz wymaga dużych nakładów energetycznych lecz w dłuższej perspektywie okazuje się być bardziej ekonomiczne. Aż 75% wytworzonych do tej pory zasobów wciąż jest w użyciu. Wtórna obróbka aluminium pochłania zaledwie 5% pierwotnego wkładu energii, a dzięki właściwemu sortowaniu możliwe jest wytworzenie dokładnie takich samych produktów. To niezwykle istotne w kontekście podnoszącego się standardu życia, co z kolei generuje wysokie zapotrzebowanie na energię, przez co w obliczu negatywnych zmian klimatycznych coraz bardziej oczywista i nagląca staje się konieczność wprowadzania ekologicznych rozwiązań w przemyśle. Zastosowanie aluminium w budownictwie poprzez chociażby energooszczędne domy czy konstrukcje wsporcze dla paneli fotowoltaicznych to wyraz odpowiedzialności współczesnego człowieka wobec społeczeństwa.

Elastyczność 

Aluminium jest metalem trzykrotnie lżejszym od stali, dzięki czemu jego obróbka staje się łatwiejsza, podobnie jak transport do dystrybutorów i użytkowników końcowych.  Aluminium może być na wiele sposobów kształtowane – poprzez cięcie, wykrawanie, frezowanie, gięcie – oraz łączone za pomocą spawania, sklejania, spajania czy zgrzewania. Dzięki temu jego funkcje są naprawdę bardzo różnorodne, a też zwiększa się możliwość użycia w trudnodostępnych miejscach. Niewielki ciężar i duża plastyczność, sprawiają że aluminium staje się popularnym materiałem wykorzystywanym w konstrukcjach mebli (np. stelaże), ram, prowadnic do drzwi przesuwnych czy nawet szklarni i fasad budynków.  Montaż i demontaż elementów aluminiowych jest łatwy i pozwala zaoszczędzić na pracy maszyn. Jest to wyjątkowo istotne na przykład przy projektowaniu wielkogabarytowych szklarni przemysłowych. 

– W przypadku szklarni, gdy mamy do czynienia z aluminium, rozbiórka nie przysparza tak wielu problemów jak przy zastosowaniu innych materiałów. Kłopotów nie generuje również utylizacja profili. Jest to też dobre rozwiązanie przy konstrukcjach tymczasowych (często modułowych) takich jak hale namiotowe, które w przypadku konstrukcji aluminiowych, można bezpiecznie umiejscowić bez fundamentów – na twardej i odpowiednio wypoziomowanej powierzchni. Dzięki aluminium powiększanie czy reorganizacja hali względem potrzeb użytkowników nie generuje problemów – wyjaśnia Piotr Janowicz, Doradca Techniczny w firmie Hydro Extrusion Poland.

Użycie tego pierwiastka umożliwia produkcję konstrukcji o niestandardowych rozmiarach i kształcie, co prowadzi do powstawania obiektów o unikatowym wyglądzie. Firma Hydro dysponuje zaawansowaną technologią wyciskania profili, które mogą powstawać na specjalne zamówienie i są dedykowane konkretnym projektom. Optymalizacja kształtu już na tak wczesnym etapie skraca okres produkcji i realizacji zamówień oraz minimalizuje późniejsze przetwarzanie znacząco włączając się w proces ograniczania degradacji środowiska. Konieczna obróbka jest względnie niedroga, na co wpływ ma m.in. dobra kowalność aluminium, która przekłada się na niewielką cenę wykorzystywanych narzędzi. Podatność na różne metody obróbki pozwala zwiększyć tempo pracy doprowadzając do wysokiej wydajności przy niskim koszcie (w porównaniu do stali).

Lekkie = trwałe

Masa własna elementów konstrukcyjnych z aluminium nie przekreśla ich wytrzymałości. Odporność stopów tego metalu na rozciąganie zaczyna się od 70MPa, a w niektórych przypadkach sięga nawet 700 MPa. Systemy budowane z tego surowca mogą być z powodzeniem wykorzystywane wtedy, gdy niemożliwe jest użycie systemów ciężkich. Aluminium jest materiałem bardzo trwałym, a jego wytrzymałość rośnie w niskich temperaturach, co znacząco wyróżnia go na tle większości stali. Dodatkowo mimo niewielkiej grubości, metal ten cechuje gęsta struktura. 

– Podczas reakcji z tlenem aluminium wytwarza ochronną warstwę tlenku, co udanie chroni przed korozją w warunkach normalnych, przy umiarkowanym występowaniu siarki w powietrzu – tłumaczy Piotr Janowicz, pracownik firmy Hydro. – Niewielka korozja wżerowa może pojawić się jedynie w środowisku, w którym zawartość siarki jest większa – nie ma to jednak wpływu na wytrzymałość, a jedynie na wygląd obiektu, czemu zresztą można przeciwdziałać pokrywając komponenty ochronną warstwą podczas anodowania lub malowania proszkowego, by w ten sposób wydłużyć życie produktu.

Dzięki swoim właściwościom aluminium śmiało może być stosowane w konstrukcjach zewnętrznych, narażonych na działanie zjawisk atmosferycznych. Zaletą konstrukcji aluminiowych jest podwyższona izolacyjność termiczna i akustyczna oraz wyższa od stali zdolność pochłaniania energii (dlatego używa się aluminium też w zakresie odporności przeciwogniowej). Aluminium od dawna stosuje się również do konstrukcji mostów – obiektów, które muszą cechować się ponadprzeciętną wytrzymałością. Wykonuje się z niego elementy wyposażenia, pomosty czy też konstrukcje nośne. Niższe koszty konserwacji aluminium mają wpływ na obniżenie kosztów eksploatacji. Ponadto niższy ciężar własny sprawia, że można poszerzać stare mosty nie wymieniając podstruktury, co jest dużą oszczędnością zarówno pieniędzy jak i czasu oraz nakładu pracy. 

Z kolei dla indywidualnych użytkowników, którzy zaczynają wyposażać domy w aluminium, głównie okna, nie bez znaczenia pozostają jego walory estetyczne, chociażby możliwość dobrego doświetlenia wnętrza dzięki zastosowaniu większych powierzchni przeszklonych. Nie jest to możliwe w przypadku okien PVC i drewnianych.

Tak szerokie zastosowanie elementów aluminiowych w budownictwie sprawia, iż uważa się go obecnie za materiał przyszłości. Wciąż można znaleźć kolejne zastosowania oraz technologie pozwalające wykorzystywać aluminium w sposób wydajny i bardziej ekonomiczny z ograniczeniem negatywnego wpływu na środowisko.