Door de dramatische deïndustrialisatie van een groot deel van Pennsylvania in de jaren tachtig en negentig waren veel delen van de staat dringend aan revitalisering toe. Ooit zijn levendige en bruisende gemeenschappen in wanorde achtergelaten. verslechterende straten, verlaten fabrieken en gebouwen en lege winkelpuien zijn te vinden in steden als New Kensington, Pennsylvania, een stad op 18 mijl ten noordoosten van Pittsburgh.

Esther Obonyo, universitair hoofddocent technisch ontwerp en bouwkunde, werd beloond met $ 25, 000 subsidie ​​van Penn State's Institutes of Energy and the Environment voor het ontwerpen en testen van een nieuwe dakbedekkingscomposiet. Het project maakt deel uit van een doorlopend economisch ontwikkelingsinitiatief in de stad New Kensington. Het initiatief werd gestimuleerd door een Invent Penn State seed-subsidie ​​die de oprichting van Penn State New Kensington's Corner LaunchBox-ondernemerscentrum en coworking-ruimte financierde, een hoeksteen voor de revitaliserings- en ontwikkelingsinspanningen van de stad.

Via Corner Launchbox, De campuskanselier van Penn State New Kensington, Kevin Snider, probeert nieuwe bedrijven naar de gemeenschap te lokken door de betaalbare vastgoedmarkt van New Kensington te benadrukken. Een doel van het programma is om kosteneffectieve manieren te vinden om bouwelementen in verval te verbeteren en aan te passen om de bedrijfsgroei in het gebied te stimuleren.

Om gegevens over de bouwelementen te verzamelen, vertegenwoordigers van Penn State New Kensington hebben samengewerkt met stadsfunctionarissen om leden van de gemeenschap te betrekken bij het verbetergesprek. Een paneel bestaande uit Obonyo; snider; Clive Randall, directeur van het Materials Research Institute (MRI) en hoogleraar materiaalwetenschap en -techniek aan Penn State; en Steve Leonard, een branchegerichte innovatiemanager, besteedde ook tijd aan het bespreken van het probleem en mogelijke oplossingen tijdens de Materials Research Day 2017 van MRI in oktober.

De verzamelde gegevens en informatie wijzen erop dat problemen met lekkende daken een topprioriteit zijn om lokale gebouwen in de omgeving van New Kensington te verbeteren.

Met de hulp van mede-onderzoekers Randall, snider, en Ali Memari, Bernard en Henrietta Hankin leerstoel woningbouw, directeur van het Pennsylvania Housing Research Center en hoogleraar bouwkunde en civiele techniek, Obonyo hoopt dit probleem op te lossen.

Volgens het Center for Environmental Innovation in Roofing, elk jaar wordt alleen al in de Verenigde Staten bijna 4 miljard vierkante meter aan dakbedekking geïnstalleerd. Re-dakwerkzaamheden aan bestaande gebouwen zijn goed voor bijna 3 miljard vierkante voet.

Omdat bouwmaterialen een derde van de totale bouwkosten kunnen bedragen, Obonyo en haar team werken aan een concept dat gebruik maakt van innovatieve materialen, verlaagt de kosten, verlaagt de energiekosten en optimaliseert het gebruik van hulpbronnen.

Het eerste conceptuele model van het team, een rubberachtig membraan zoals ethyleenpropyleendieenterpolymeer (EPDM) zal bovenop de oude worden geïnstalleerd, lekkende daken. Aluminium panelen zullen een rol spelen die vergelijkbaar is met ballast om beweging te voorkomen. Om energie te produceren, op de panelen wordt een dunne-film fotovoltaïsche zonnecellaag aangebracht.

"Wij zijn van mening dat onze voorgestelde multifunctionele oplossing kosteneffectiever is omdat het de bestaande vochtgerelateerde duurzaamheidsproblemen aanpakt, terwijl ook de energie-efficiëntie en ecologische duurzaamheid van de gebouwschil worden verbeterd, ' zei Obonyo.

Zowel simulaties als laboratoriumtests zullen worden gebruikt om de bruikbaarheid van het model met betrekking tot waterdichting, isolatie en condensatie minimalisatie. Het onderzoeksteam zal de verzamelde gegevens gebruiken om het eerste prototype te verfijnen om een ​​gedetailleerd, duurzaam en energieproducerend dakbedekkingssysteem.

Obonyo kijkt ook naar aanvullende uitdagingen waarmee New Kensington momenteel in de toekomst wordt geconfronteerd. Afbrokkelende funderingen; problemen met riolering, water en stroom; ruimtes voor de vergrijzing; en personeelsdemografie en zinvolle educatieve ervaringen in het K-12-schoolsysteem staan ​​​​bovenaan haar projectenlijst.

"Transformationeel gebruik van duurzame bouwmaterialen zou aanzienlijke financiële voordelen opleveren, bouwkosten verlagen en tegelijkertijd het gebruik van schaarse materialen [in het gebied] verbeteren, ' zei Obonyo.