V súčasnosti je Betón druhým najčastejšie používaným materiálom na Zemi. Ak sa kvalitne spracuje, má totižto vynikajúce vlastnosti, medzi ktoré patria predovšetkým trvanlivosť, odolnosť a pevnosť. Pri porovnaní s inými konštrukčnými materiálmi (ako napríklad s oceľou, drevom, či keramikou) nepotrebuje žiadnu ochranu, je možné ho v plastickom tvare ľubovoľne tvarovať, je nehorlivý, ekonomický a je možné vyrábať ho priamo na mieste spotreby.

Aj napriek svojim mnohým výhodám však disponuje aj jedným zásadným negatívom. V prípade betónu sa totižto dá hovoriť ako o zároveň najväčšom producentovi oxidu uhličitého spomedzi stavebných materiálov, nakoľko výroba jeho základnej zložky zodpovedá za 5-7% ročne vyprodukovaných celosvetových emisií. Neutíchajúca obľúbenosť betónu ako materiálu nielen v dizajnérskej, ale aj stavebnej oblasti, znásobená neustále rastúcim znepokojením z jeho dopadov na životné prostredie, tak postavili tento materiál do popredia záujmu inovácií a experimentov. V konečnom dôsledku tak dizajnéri, architekti a výskumníci na celom svete vytvárajú početné a rozmanité vízie toho, ako by budúcnosť tohto materiálu vo sfére architektúry mohla vyzerať.

Betón je materiálom, ktorý používali architekti a stavitelia už pred tisíckami rokov. Jeho najstaršie využitie sa datuje do roku 6000 pnl., kedy sa objavil v Sýrii a v Jordánsku. Túto prostú verziu betónu využívali ale aj Peržania, Kartáginci a najmä starí Rimania, o čom svedčia dodnes zachované stavby ako napríklad akvadukty a cesty. Po páde Rímskej ríše sa však na dlhé obdobie prestal využívať a vo väčšom meradle sa rozšíril až v 20. storočí.

Práve vďaka jeho nízkej cene, univerzálnosti a rýchlej aplikácii sa začal ročne využívať v neuveriteľnom množstve, ktorá dosahuje až 22 miliárd ton. Podľa informácií nedávnej štúdie britskej televíznej a rozhlasovej spoločnosti BBC sa produkcia cementu od roku 1950 zvýšila až tridsaťnásobne a opätovne štvornásobne od roku 1990. Navýšenie tohto percenta pritom jednoznačne spôsobilo ako povojnové budovanie Európy, tak aj stavebný boom v Ázii, ktorý na kontinente prebiehal od 90. rokov minulého storočia. Predpokladá sa tak, že v snahe udržať krok s požiadavkami južnej Ázie a subsaharskej Afriky sa produkcia cementu bude musieť opätovne navýšiť a to až o 25% do roku 2030.

Z obnoveného skúmania dopadu stavebného priemyslu na svetové klimatické zmeny sa betón, ako najčastejšie využívaný stavebný materiál, dostáva pod obrovskú mieru tlaku. Ako uviedla Lucy Rodgersová, ktorá je televíznou redaktorkou britskej spoločnosti BBC: „Pokiaľ by cementový priemysel bol štátom, stal by sa tretím najväčším producentom oxidu uhličitého na svete. Predbehla by ho tak už len Čína a Spojené štáty americké. K produkcii CO2 totižto prispieva v omnoho väčšej miere, ako používanie leteckého paliva (2,5%), pričom zároveň príliš nezaostáva ani za globálnym poľnohospodárstvom (12%).“

Na Konferencii OSN o klimatických zmenách, ktorá sa v priebehu minulého roka odohrala v Poľsku, bolo zdôraznené, že v snahe dosiahnuť ciele vytýčené Parížskou dohodou z roku 2015, je potrebné, aby ročné emisie cementového priemyslu klesli na 16% a to do roku 2030. Na základe týchto skutočností tak architekti a výskumníci vytvorili hneď niekoľko možností toho, do akej podoby by sa betón mohol vyvinúť, aby tak prispel k „zelenšiemu svetu“.

Mnohé z týchto inovácií sa pritom primárne sústredia na zníženie obsahu cementu v betónových zmesiach. Len nedávno tak Massachusettský technologický inštitút predstavil experimentálnu metódu produkcie cementu, ktorá zároveň úspešne eliminovala emisie oxidu uhličitého. Prostredníctvom využitia elektrochemickej metódy, ktorá oxid uhličitý zachytáva ešte pred tým, ako sa uvoľní – tento tím výskumníkov navrhuje využívanie oddeleného uhlíka v priemysle pohonných látok a zmesí.

Zelenina by sa mohla stať kľúčovým faktorom pre vybudovanie zdravšej alternatívy betónu

Podobný nával inovácií prichádza prostredníctvom integrácie materiálov a prvkov vytvorených na biologickej báze, práve do betónových zmesí. Len nedávno totižto výskumníci z Lancasterskej univerzity v Spojenom kráľovstve odhalili nový prístup využívania nano-trombocytov odvodených z vlákien mrkvy a inej koreňovej zeleniny na vylepšenie a posilnenie betónových zmesí. Ďalším trendom podobného biologického prístupu, ktorý bol vyvinutý doktorkou Sandrou Manso-Blancovou, je spôsob, ktorý sa o ekologickú zmenu usiluje pokrytím vrstvy betónu inými materiálmi, ktoré budú podporovať rast machov a lišajníkov absorbujúcich škodlivý oxid uhličitý.

Alternatívna zmes, ktorá už v súčasnosti vstupuje do kruhov mainstreamovej architektúry je tzv. GFRC. Ide o betón, ktorý je vystužený sklenenými vláknami, pričom pozostáva z malty vyrobenej z betónu, piesku, sklenených vlákien odolných voči lúhom a vody. Tvárnosť a poddajnosť sú tak jednými z hlavných kvalít tejto zmesi, nakoľko umožňujú formovanie tenších a tým pádom ľahších kusov fasády.

Tento materiál je tak napríklad využitý v obložení kultúrneho centra v Azerbajdžane s názvom Heydar Aliyev Centre, ktoré bolo navrhnuté skupinou architektov spoločnosti Zaha Hadid Architects. Rovnako bol však tento materiál využitý aj pre doplnenie zložitých tvarov masívnej rímskokatolíckej baziliky v Barcelone s názvom Sagrada Familia.

Tak ako si architekti spoločnosti Zaha Hadid tento materiál pochvaľujú a vo veľkej miere využívajú, rovnako si aj osvojili nový prístup k betónu, ktorý predstavili prostredníctvom 3D-pletenej ulity v Múzeu umenia v Mexiku, ktoré nesie názov Museo Universitario Arte Contemporáneo. Pôvodná súčasť prvej výstavy tejto spoločnosti v Latinskej Amerike s názvom KnitCandela „vzdávala hold španielsko-mexickému architektovi a inžinierovi Felixovi Candelovi“ a to prostredníctvom pozmenenia predstavy jeho vynaliezavých betónových štruktúr, pripomínajúcich ulity. Spoločnosť tak učinila vďaka inovatívnej technológii debnenia s označením KnitCrete.

S celkovým časom pletenia, ktorý zabral až 36 hodín, tento systém debnenia látky s káblovou sieťou tak v konečnom dôsledku umožňuje vytváranie výrazných betónových povrchov, ktoré je možné skonštruovať bez akejkoľvek dodatočnej potreby modelovania. Pletená látka pre výstavu KnitCandela, ktorá bola vytvorená Univerzitou ETH v Zurichu, bola premiestnená z Mexika do Švajčiarska v dvoch dôkladne kontrolovaných kufríkoch, ktoré obsahovali celkovo 350 kilometrov priadze s hmotnosťou 25 kilogramov. Tenké betónové oblúky pavilónu s dvojitým zakrivením preto vážia spolu iba 5 ton, aj napriek celkovej ploche povrchu, ktorá zaberá 50 metrov štvorcových.

Zatiaľ čo práve táto inovatívna metóda zohráva v KnitCrete veľmi dôležitú rolu, ETH Zurich je lídrom v oblasti betónových inovácií. S cieľom maximalizácie dostupného priestoru a vyvarovania sa príliš vysokým stavebným cenám, výskumníci z univerzitného ETH Oddelenia architektúry v Zurichu vymysleli dosky betónovej podlahy, ktoré s hrúbkou len necelých dvoch centimetrov ostávajú nosnou a zároveň aj udržateľnou alternatívou využívania spomínaného materiálu.

Narozdiel od tradičných betónových podláh, ktoré sú očividne ploché, tieto dosky sú navrhnuté s akousi oblúkovou výstužou, aby boli schopné podprieť aj veľké zaťaženia. Istým spôsobom tak pripomínajú klenuté stropy nachádzajúce sa v gotických katedrálach. Bez akejkoľvek potreby oceľovej výstuže a s menším množstvom betónu tak produkcia oxidu uhličitého je minimalizovaná a vytvorené podlahy s hrúbkou iba dvoch centimetrov sú tak zároveň o 70% ľahšie ako ich typické betónové konkurenčné produkty.

Len nedávno táto inštitúcia taktiež predviedla novú verziu betónu vytvorenú prostredníctvom 3D-tlače. Inštalácia tzv. „betónovej choreografie“ v švajčiarskom meste Riom, predstavila vôbec prvé roboticky a 3D tlačené betónové poschodie. Zložené pritom bolo z jednotlívých betónových stĺpov vytvorených bez akéhokoľvek debnenia. V spolupráci s festivalom Origen v švajčiarskom Riome, zahŕňala daná montáž 2,7 metrov vysoké stĺpy, z ktorých bol každý osobitne navrhnutý so svojim vlastným softvérom (vyrobeným novým robotickým 3-D tlačiarenským procesom vyvinutým Univerzitou ETH Zurich s podporou výskumného inštitútu NCCR DFAB).

Duté betónové konštrukcie sú vytlačené tak, aby povoľovali materiálom byť strategicky využitými a zároveň povoľujú viac udržateľný prístup k betónovej architektúre. Navyše, výpočtovo navrhnutý ornament materiálu a povrch textúry ilustruje univerzálnosť a dôrazný estetický potenciál 3D betónovej tlače.

Betónová choreografia

Okrem týchto alternatív však existuje aj možnosť spojenia dvoch najväčších škodcov planéty: plastu a betónu. Využitie plastového odpadu môže totižto betón skvalitniť až o 15% (v jeho pevnosti), čím budú stavby nielen bezpečnejšie, ale najmä ohľaduplnejšie k životnému prostrediu. Tento nápad vznikol medzi študentami Massachusettskej technickej univerzity, ktorým sa tak touto ideou môže podariť aspoň do istej miery eliminovať obrovské množstvo plastov, ktoré sa každoročne ukladá na skládkach odpadu. Ich technológia totižto dokáže plasty zo skládok odstrániť a následne ich upevniť v betóne, pričom na výrobu takéhoto modifikovaného betónu sa zároveň využíva menej cementu, čo značne znižuje emisie oxidu uhličitého.

Podobným typom výroby ekologickejšieho betónu je aj taká produkcia, počas ktorej sa zmiešavajú vločky grafénu s vodou. V konečnom dôsledku je tak výsledným produktom tzv. grafénový betón, ktorý je nielen že ekologickejší, ale zároveň aj neporovnateľne lepší, ako jeho pôvodná verzia. Vedci totižto zistili, že betón spevnený grafénom, je až o 146% pevnejší v tlaku, o 79,5% pevnejší v ohybe a celková priepustnosť vody je až 4-krát nižšia. Stavby zhotovené použitím tohto materiálu by tak jednoznačne mali byť omnoho viac trvácnejšie. Čo sa týka ekológie, je potrebné zdôrazniť, že pridaním grafénu do betónu sa zníži spotreba iných použitých materiálov až o 50%. Ušetrí sa tak obrovské množstvo emisií oxidu uhličitého.

Na základe vyššie uvedených faktov je tak zrejmé, že existuje hneď niekoľko rôznych verzií budúcnosti tohto materiálu, ktorý je v súčasnosti jasnou voľbou ako dizajnérov, tak aj stavbárov a architektov. Tvarujúc a ovplyvňujúc vzhľad našich miest po stáročia a uľahčujúc rýchle rozširovanie a nové obzory, je tak čas na uváženie, ako materiály (ako betón) môžu aj naďalej fungovať v podpore inovácie tak, aby jej subjektom boli oni sami.

Výzvou pre architektov tak bude zabezpečiť aby sa takéto inovatívne riešenia, s potenciálom zásadne zmeniť ako používame alebo nepoužívame betón, stali akceptovanými v tradičnom konzervatívnom priemysle. Inak je totižto zrejmé, že environmentálny dopad betónu v jeho súčasnej podobe spôsobí jeho vylúčenie z priemyslu a nahradenie vyhovujúcejšími alternatívami.