Этапы инновационного процесса в строительстве

инновации в строительстве

Развитие-необходимая составляющая процессов, происходящих вокруг нас, без которой становится невозможным повышение качества нашей жизни. В данной статье речь пойдет о инновациях в строительстве, но только тех, которые являются не просто нововведением, а скорее необходимой составляющей, позволяющей вывести процесс и экономику строительства на более высокий уровень, а, проще говоря, являются двигателем развития отрасли. Итак, рассмотрим несколько инноваций, которые, при использовании их в серийном производстве, смогут значительно упростить, ускорить и удешевить метод возведения зданий.

КОНТУРНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО.

Если говорить о способах возведения малоэтажных домов, то наиболее перспективной технологией, с помощью которой становится возможным произвести революцию в строительстве, является 3D печать. Сам метод практически универсален, так как существует 7 технологий 3D-печати с различной точностью.Технология уже используется в самых разных сферах, вплоть до машиностроения и медицины.

Нас интересует контурное строительство по технологии схожей сFDM – послойного создания объекта при помощи наплавления материала – которая позволяет возвести ограждающие и несущие стены. А в потенциале – автоматизировать отделочные работы и прокладку инженерных сетей. На сегодняшний день самое успешное и привлекательное контурное строительство продемонстрировала компания из поднебесной ShanghaiWinsun, которая уже строит дома по этой технологии. Их детище способно напечатать дом примерно 6,4 м высотой и шириной 9,75м. Изначально компания представила лишь несколько одноэтажных жилых домов, возведение которых заняло 24 часа. Сооруженный принтер заправлялся цементом и строительными отходами, а чтобы отказаться от опалубки в смесь добавлялся затвердитель. Вскоре был сооружен принтер, производящий отдельные цельные блоки будущих домов, которые укрепляли арматурой и дополняли теплоизоляционными материалами, затем монтировали на месте. Стены таких домов практически полые, а прочность и устойчивость конструкции придает зигзагообразная подача смеси внутри таких стен.

В рациональности данного метода сомневаться не приходиться.

Но и у него есть недостатки, требующие доработки – это проблема использования технологии в высотном строительстве и, как следствие, проблема армирования стен, невозможность строительства на холмистой местности. Также метод не решает проблему возведения перегородок и кровли.

Но и этим вопросом сейчас занят Андрей Руденко – инженер США, занятый в частном проекте по возведению жилых конструкций. Он уже предлагает свой способ как армирования, так и строительства зданий на не выровненном участке. А то, насколько он продвинулся в своих начинаниях свидетельствует замок в Миннесоте. Материалом для возведения служил обычный бетон, который армировался в ходе возведения замка.

МОДУЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО.

Внедрению в строительную отрасль сильно мешает громоздкость и неудобство эксплуатации машин для 3D-печати зданий. Американские дизайнеры Захари Шох и Юджин Ли предложили свое видение эволюции в строительной отрасли. Захари напечатал на изобретенном им принтереEuclid части дома-модули. Детали собрали на месте. Плюс технологии заключается в том, что материалом для печати служил пластик-легкий, ударопрочный и износостойкий. Модули, напечатанные на таком принтере необычны по форме и полые внутри. Это сделано для возможности заполнения полостей теплозащитным материалом и возможностью прокладки инженерных сетей и коммуникаций. Детали сделаны в форме буквы S, что делает их универсальными. Скорость печати такого дома высока и составляет 18 часов. Сборка дома не потребует специнструментов.

Минусом этого новшества является использование для печати пластика ABS. При его нагревании образуются пары ядовитого акрилонитрила, поэтому рекомендуют воздержаться от использования ABS для 3D-печати прототипов, а использовать более безопасный для человека PLA. Но этот пластик не такой износостойкий и разлагается через несколько лет, поэтому его использование для печати модулей дома Захари невозможно. К минусу можно отнести маленький рабочий объем Euclid, который составляет всего лишь 1,12х1,12х1,12м.

Эту технологию рационально использовать для торговых объектов из-за легкого монтажа и демонтажа всей конструкции. Но опять же, возможно, выгоднее будет использовать элементы, полученные профильной экструзией, а не напечатанные на 3D-принтере.

Многие компании разрабатывают модульное производство, исходя не только из экономической целесообразности, а следуя направлениями в архитектуре и заботясь о том, чтобы их продукт причинял меньше вреда экологии. Например, голландская компания BeingDevelopment, которая объявила о запуске производства шести домов.

Дома, выполненные из экологически чистых материалов, будут собираться на месте. Не перерабатываемые отходы от такого строительства не будут превышать 2%. Все дома задуманы одноэтажными, но разные по типу и площади: XS Вилла (62 м2), Патио дом (82 м2) и Бунгало (144 м2),Vide дом (175 м2), Лофт дом (220 м2) и Гранд Патио (288 м2). Первые три уже запущены в производство, остальные будут представлены в ближайшее время.

Другую интересную разработку представила китайская корпорация «Чжода», которая в рамках расселения аварийного жилого фонда ведет строительство домов в нашей стране в республике Саха. Их модульные дома не только имеют привлекательную себестоимость – 15 тыс. руб. за 1 кв.м (без учета затрат на фундамент и инженерную инфраструктуру), но и позволяют объединять блок-модули с возможностью расширения пространства, практически руководствуясь только пределами своей фантазии. Возможна установка системы коммуникаций, функционирующей на принципах “умного дома”. И, конечно, модули выполнены из современных и экологически чистых материалов. Дизайн таких домов интересен и удивляет продуманность внутреннего пространства для максимально комфортного проживания в них.
Такие дома, при необходимости, легко транспортировать, как и все модульные постройки.

Модульное строительство становится все более популярным, но здесь отметить, что такая технология требует под себя разработку нормативной документации. Но стоит отдать должное, что данная технология оправдана во время кризиса, вытесняя капитальное строительство, что касается строительства малоэтажных зданий.

Инновационные материалы в строительстве

Возникновение таких материалов подчинены таким факторам как: скорость возведения здания, его прочность, достаточные тепло- и звуко- изоляционные свойства, экологичность и т.д.
На основе вышеперечисленного заслуживает внимания разработка израильской компании KiteBricks. Их запатентованная в США технология по производству строительных блоков SmartBrick удивительно напоминают детали из конструктораLego. Выполнены блоки из высокопрочного бетона. Форма блоков позволяет легко соединять их между собой. А воздушные полости, образующиеся при соединении, служат как тепло- и звуко- изоляцией, так и могут быть использованы для прокладки элементов инфраструктуры. Самое интересное, что этот метод предлагает полностью отказаться от цементно-песчаного раствора, т.к. соединение их происходит через пазы и дополнительно скрепляются двухсторонней липкой лентой типа 3M VHB, отличающейся супер-стойкостью. При необходимости возможно произвести «армирование» таких блоков путем помещения арматуры в специальные каналы. Необходимость в финишной отделке поверхности стены из таких блоков отпадает.

Заявлено, что блоки можно использовать при устройстве фундамента и перекрытий, т.к. имеют жесткость сравнимую с железобетоном.

В планах у компании создание роботов-строителей, как на фотографии, представленной выше. Они будут собирать здание из этих кирпичиков.

Но самая удивительная технология представлена голландскими учеными Эрик Шлэнджен и Хенк Йонкерс, которые разработали особый вид биобетона. Он способен «самовосстанавливаться», решая проблему попадания влаги внутрь материала и его дальнейшего разрушения. Все дело в спорообразущих бактериях рода Bacillus, которые входят в структуру бетона. Чтобы поддерживать численность бактерий в бетон добавили микрокапсулы с лактатом кальция, которые имеют долгий срок хранения. Но такой бетон нельзя применять с некоторыми видами красок, покрытий и строительных смесей. Бактерии плохо переносят экстремальные погодные условия, поэтому ученые будут наблюдать за состоянием бетона в реальных условиях на протяжении двух лет. За это время планируется решить существующие недостатки бетона.
Другие исследователи из Корнейского университета (Голландия) SabinDesignLab, и JennySabinStudio сделали ставку на печать керамических кирпичей высокого разрешения PolyBricksпри помощи так нам знакомого 3Dпринтера. Кирпичи похожи на шлакобетон и не нуждаются в специальных растворах для соединения между собой. Скрепление соседних деталей происходит через пазы конической формы, получившее название «ласточкин хвост». Кирпичи проходят несколько стадий обжига для уменьшения коробления и деформации.

Конечно эта технология экономически эффективна, ведь используются бюджетные материалы и приложение физического труда здесь минимально, но, как и все новинки, она требует доработки.

Что касается российских разработок, то здесь их много. Например, в ХТТМ СО РАН предложили заменить основу в цементных связующих на силикатную.Она повысит качества используемого материала: нагрев при более низкой температуре во время изготовлении, более высокая прочность на сжатие, отсутствие вспучивания при разогреве.Другая технология – революция в армировании бетона путем замены обычной арматуры на базальтопластиковую. В цементную матрицу вводят базальтовую фибру с защитным покрытием. Такая арматура по сравнению с обычной более легкая, радиопрозрачная и устойчива к коррозии. Ударопрочные характеристики у такой арматуры возрастают в 4,5 раза, а долговечность в 5 раз. Она прекрасно подойдет для строительства объектов особого назначения.

Ученые из Института химического материаловедения и углехимиии Сибирского отделения Российской академии наук представила наноструктурированный материал Kemerit. Он добавляется к бетону. Лишь 0,1 % в общей цементной массе такой добавки позволит увеличить прочность сооружений на 25%. Использовать ее можно будет как в жилищном строительстве, так и в строительстве дорог, мостов и даже водоканалов. А первые реализованные проекты с применением этой добавки можно будет увидеть через пару лет.

Несомненно, почти каждый день придумывается новый материал, способы возведения зданий, но здесь были рассмотрены наиболее интересные новинки в строительстве. Стоит помнить, что прогресс не стоит на месте. Сменяются технологии производства и способы строительства.Все это происходит благодаря таким инновациям, какие описаны в статье. Так что не стоит ими пренебрегать. Ведь любое массовое производство таких материалов приведет к повсеместному использованию их в строительстве, и они быстро перейдут в ранг традиционных.

Источник

Инновационные процессы в строительстве Текст научной статьи по специальности « Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Романенко Елена Юрьевна, Рябиченко Сергей Анатольевич

В статье рассматривается роль инновационных процессов в строительстве. Поднимаются такие вопросы, как проблемы массового внедрения инноваций в строительстве, даётся оценка строительства как многоступенчатого и поступательного процесса. Приводятся примеры результатов внедрения инновационных методов в строительный процесс и производство материалов и изделий. Проанализирован ряд факторов, создающих проблемы массового внедрения инновационных технологий в строительство в целом. Авторы приходят к выводу, что в результате внедрения инновационных процессов в строительство усовершенствуется производство материалов и изделий.

INNOVATIVE PROCESSES IN CONSTRUCTION

The article considers the role of innovative processes in construction. He authors tackle such problem as mass implementation of innovations in construction, and evaluate the construction as a multi-stage and progressive process. The examples are provided of the results of the introduction of innovative methods in construction and the production of materials and products. A number of factors that create the problems of mass introduction of innovative technologies in construction as a whole are analyzed. The authors come to the conclusion that as a result of the introduction of innovative construction processes the production of materials and products will be improved.

Текст научной работы на тему «Инновационные процессы в строительстве»

инновационные процессы в строительстве

Романенко ЕЮ.1, Рябиченко СА.2

1Донской государственный технический университет

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1, Российская Федерация

2Московский государственный областной университет

105005, г. Москва, ул. Радио, д. 10А, Российская Федерация

Аннотация. В статье рассматривается роль инновационных процессов в строительстве. Поднимаются такие вопросы, как проблемы массового внедрения инноваций в строительстве, даётся оценка строительства как многоступенчатого и поступательного процесса. Приводятся примеры результатов внедрения инновационных методов в строительный процесс и производство материалов и изделий. Проанализирован ряд факторов, создающих проблемы массового внедрения инновационных технологий в строительство в целом. Авторы приходят к выводу, что в результате внедрения инновационных процессов в строительство усовершенствуется производство материалов и изделий.

Ключевые слова: инновация, инновационный процесс, направление строительного производства, проектирование, изготовление материалов и изделий, экономическая целесообразность, нормативные документы.

innovative processes iN construction

E. Romanenko1, S. Ryabichenko2

1Donskoy State Technical University

1, Gagarin sq, Rostov-on-Don, 344000, Russian Federation

2Moscow Region State University

10А, Radio st., Moscow, 105005, Russian Federation

Abstract. The article considers the role of innovative processes in construction. He authors tackle such problem as mass implementation of innovations in construction, and evaluate the construction as a multi-stage and progressive process. The examples are provided of the results of the introduction of innovative methods in construction and the production of materials and products. A number of factors that create the problems of mass introduction of innovative technologies in construction as a whole are analyzed. The authors come to the conclusion that as a result of the introduction of innovative construction processes the production of materials and products will be improved.

Key words: innovation, innovative process, direction of construction production, design, production of materials and products, economic feasibility, legal statutes.

© CC BY Романенко Е.Ю., Рябиченко С.А., 2018.

Термины «инновация» и «инновационный процесс» близки, но не равнозначны. Инновационный процесс связан с созданием, освоением и распространением инноваций.

Для инновационного процесса характерны: системность, цикличность, вероятность, социальная значимость.

Инновационный процесс имеет социальную значимость, т. к. процесс происходит в социальной среде, вызывает к жизни социальные потребности и сопровождается процессом социальных изменений. Поэтому при исследовании, планировании и управлении инновационными процессами необходимо учитывать их социальные последствия [3].

Инновации в строительстве направляются на повышение эффективности производства, улучшение качества строительства, они способствуют экономии ресурсов, снижению затрат на эксплуатацию зданий и решению социальных проблем населения, прежде всего за счёт обеспечения жильём.

Широкому внедрению инноваций препятствует отсутствие единой системы оценки, позволяющей учесть все преимущества, получаемые за счёт инновационных проектов, и тем самым стимулировать участников инвестиционно-строительной деятельности [5].

— производство строительных материалов, изделий и конструкций;

— методы соединения конструкций (монтажные приспособления);

— технологии строительства (способ возведения здания, сооружения);

— методы внутренней и внешней отделки, методы ремонта, восстановления и реставрации, в том числе и зданий, составляющих историческое наследие;

— эксплуатацию готовой постройки;

— проектирование, организационную работу, системы управления строительными проектами.

В России наиболее развиваемыми в плане инноваций направлениями являются первые четыре из вышеперечисленных.

Остальные пока находятся в более «недоступных сферах», однако нельзя сказать, что инноваций в них вообще нет, просто они встречаются гораздо реже и значительно более финансовоёмки.

В проектировании инновации имеют отношение к высоким технологиям, о которых говорилось ранее. Усовершенствование методов проектирования напрямую зависит от внедрения нового программного обеспечения. Так, например, программы 3Б-проектирования, такие как Allplan, Revit и т. д., позволяют создать цифровую модель здания (сквозное проектирование) от архитектурных проработок до проекта производства работ.

При этом новые, более продвинутые программные продукты позволяют внимательнее оценить возможность применения новшеств, т. к. обладают не только улучшенной графикой, но и более точным пространственным воспроизведением.

Инновациям в области технологии строительного производства целесообразно признать технологию сухого строительства и возведение зданий с использованием несъёмной опалубки.

Технология сухого строительства отличается «чистотой» выполнения процесса возведения здания и представляет собой конструктивную сборку из штучных материалов, изготовленных экструзионным методом из композитных материалов, обладающих высокой точностью геометрических размеров.

Изготовленная же из торкретбетона опалубка будет не только служить несущим элементом для перекрытий здания, но и надёжно защищать внутренний

слой конструкции от внешних воздействий, тем самым обеспечивая его энергетическую эффективность. А учитывая то, что названные материалы в основном относятся к местным, это приведёт к экономичности строительства за счёт снижения количества и стоимости материалов.

И всё-таки наибольшее присутствие инноваций в строительной отрасли можно ощутить в направлении производства строительных материалов и изделий.

Так, анализируя основные технические свойства традиционных строительных материалов, например кирпича керамического, зная его положительные и проблемные стороны, а также учитывая недостаточность качественных исходных сырьевых материалов, был разработан кирпич керамический с глазурованным покрытием лицевых поверхностей. При этом были сохранены его теплотехнические качества как эффективного материала ограждающих конструкций, что придало ему красивый внешний вид и долговечное покрытие лицевых поверхностей.

Например, краски, изготовленные с использованием нанотехнологий, обладают ярко-выраженными антисептическими свойствами, бактерицидным, фунгицидным и спороцидным эффектом при использовании. Так, если использовать их для внутренней отделки помещений, можно не только остановить распространение заболеваний, вызванных бактериями и вирусами, но и создать долговечное декоративное покрытие, обладающее отличными эксплуатационными характеристиками (укрывистость, белизна, стойкость к мытью и т. д.).

Эта краска предназначена для использования в медицинских (в том числе туберкулёзных диспансерах и роддомах), детских дошкольных, учебных учреждениях, помещениях Минобороны (казармы) и Управления исполнения наказаний, а так же для иных мест, где находится большое количество людей (вокзалы, магазины, стадионы и т. п.), животных (птицефабрики, зверофермы), помещениях, где изготавливаются и реализуются пищевые продукты, применима также для квартир, особенно детских комнат.

Эти краски используются в качестве декоративно-отделочных фасадных материалов, материалов для покрытия поручней лестничных маршей и прочих погонажных изделий, т. к. получаемые покрытия характеризуются устойчивостью к атмосферным, механическим и прочим внешним воздействиям.

При использовании нанопокрытий обычного листового стекла и нанотехно-логий при изготовлении стекла со специальными свойствами (противоударное, в т. ч. бронированное, термозащитное, светоотражающее и пр.), получается эффективный материал для устройства светопрозрачных ограждающих конструкций зданий и сооружений. Витражи и стеклопакеты, изготовленные с использованием такого стекла, в том числе позволяющие получать светопропускающие ограждающие конструкции, не препятствующие проникновению света, солнечных лучей и прочих излучений, при этом являются непрозрачными.

Современный инновационный подход в технологии строительного производства направлен на максимальное удовлетворение запросов потребителей. Это привело к возможности сдачи нового жилья свободной планировки, при которой каждый новосёл вправе планировать собственное жилье по своему усмотрению в рамках приобретённых квадратных метров.

Стандартным материалом, при этом используемым для устройства межкомнатных перегородок, являются кирпичная кладка, распиленные газо- или пенобетонные блоки, конструкции, изготовленные из гипсокартонных листов. Устраиваемые на их основе перегородки являются стационарными, непрозрачными и во многом не удовлетворяющими частным требованиям, таким как гвоздимость, влагостойкость, прочность и пр. При этом существует забытый, но эффективный листовой материал, обладающий массой положительных свойств. Это стекломагниевый листовой материал [6; 7].

Отличием от множества других листовых материалов СМЛ является то, что он изготавливается без использования достаточно дорогого и дефицитного (если говорить о стабильности параметров качества готовой продукции) портландцемента, производится из экологически чистых материалов и является абсолютно безвредным для здоровья человека.

А если учесть, что освоено производство окрашенного стекломагниевого листа (СМЛО) и различных отделочных панелей (как для чистовой внутренней, так и для наружной отделки), то меняется однотонность и появляется цветовая гамма готовой продукции. Для листа «Премиум+» могут применяться любые виды окраски и нанесения покрытий: вальцевое нанесение красок (RAL); окраска в камерах (RAL); пигментация при производстве листа (такие листы заказываются к изготовлению в нужных оттенках).

Стекломагниевый лист экологически безопасен, т. к. не содержит вредных и токсичных веществ и не выделяет их под воздействием тепла. Кроме того, само его производство не предполагает наличия опасных, токсичных, едких и тому подобных отходов.

Кроме того, стекломагниевый лист обладает также несомненным достоинством гибкости: если, например, требуется выполнить неровную (овальную, округлую, эллипсовидную и другую криволинейную) поверхность из гипсокар-тонного листа, его сначала немного размачивают в воде и далее ждут застывания гипса (что вообще-то технически неверно, т. к. не предусмотрено регламентом

Все это в комплексе позволяет на основе стекломагниевых листов изготавливать мобильные перегородки, из которых легко можно монтировать внутренние межкомнатные перегородки свободной конфигурации, без ущерба для эксплуатационной надёжности помещений, трансформировать отдельные помещения квартиры по размерам и принадлежности. Кроме того, учитывая, что стекло-магниевые листы обладают достаточной светопропускающей способностью, одновременно не являясь прозрачными, то помещения с такими перегородками в большей степени обеспечены дневным светом, даже при отсутствии светопро-пускающих элементов ограждающих конструкций в данном помещении.

В целом инновации присутствуют во всех направлениях рынка, только носят они различный характер.

Каждое из этих направлений и для инноваторов, и для самих инноваций имеет риски, способные затормозить применение технологии или даже вовсе дискредитировать её.

Можно сделать вывод, что в результате внедрения инновационных процессов строительства усовершенствуется производство материалов и изделий.

1. Желтенков А.В., Желтенков П.А. Инновационный механизм развития управления промышленной организацией: монография. М.: ИИУ МГОУ 2012. 123 с.

2. Желтенков А.В., Ильяшенко С.Н., Масленникова Н.П., Рябиченко С.А., Ильяшен-ко Н.С. Инновационный менеджмент: учеб. пособие. М.: ИИУ МГОУ 2010. 445 с.

3. Желтенков А.В., Рябиченко С.А., Жураховская И.М. Исследование систем управления:

учеб. пособие. М.: ИИУ МГОУ, 2011. 175 с.

4. Моттаева А.Б. Экономическая безопасность предприятия как фактор его стабильного функционирования // Экономика и предпринимательство. 2016. № 4-1 (69-1). С. 1111-1115.

5. Моттаева А.Б., Моттаева А.Б. Формирование и развитие инновационной среды в Рос-

сии // Экономика и предпринимательство. 2015. № 3-2 (56-2). С. 98-102.

эффективный отделочный материал // Научное обозрение. 2014. № 12 (2). С. 457-460.

материал // Строительство-2014: материалы Международной научно-практической конференции. Строительные технологии, материалы и качество в строительстве: тезисы, доклады. Ростов н/Д: РГСУ, 2014. С. 196-198.

1. Zheltenkov A.V., Zheltenkov P.A. Innovatsionnyi mekhanizm razvitiya upravleniya promyshlennoi organizatsiei [Innovative Mechanism of Development Management of Industrial Organization]. Moscow, MRSU Publ., 2012. 123 p.

2. Zheltenkov A.V., Il’yashenko S.N., Maslennikova N.P., Ryabichenko S.A., Il’yashenko N.S. Innovatsionnyi menedzhment [Innovation Management]. Moscow, MRSU Publ., 2010. 445 p.

3. Zheltenkov A.V., Ryabichenko S.A., Zhurakhovskaya I.M. Issledovanie sistem upravleniya [The Study of Control Systems]. Moscow, MRSU Ed. off. Publ., 2011. 175 p.

4. Mottayeva A.B. [Economic Security of the Enterprise as a Factor of Its Stable Operation]. In: Ekonomika i predprinimatelstvo [Economics and Entrepreneurship], 2016, no. 4-1 (69-1), pp. 1111-1115.

5. Mottayeva A.B., Mottayeva A.B. [The Formation and Development of the Innovative Environment in Russia]. In: Ekonomika i predprinimatelstvo [Economics and Entrepreneurship], 2015, no. 3-2 (56-2), pp. 98-102.

6. Romanenko E.Yu., Lemeshko E.Yu. [Glass-Magnesium Sheets are Efficient Modern Eco-Friendly Decorative Material]. In: Nauchnoe obozrenie [Scientific Review], 2014, no. 12 (2), pp. 457-460.

7. Romanenko E.Yu., Lemeshko E.Yu. [Glass-Magnesium Sheets are Effective Decorative Material]. In: Construction-2014: materials of the International Scientific and Practical Conference. Building technologies, materials and quality in construction: abstracts, reports [Construc-tion-2014: The Proceedings of the International Scientific-Practical Conference. Construction Technology, Materials and Quality in Construction: Theses, Reports]. Rostov-on-Don, RGSU Publ., 2014, pp. 196-198.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

ПРАВИЛЬНАЯ ССЫЛКА НА СТАТЬЮ Романенко Е.Ю., Рябиченко С.А. Инновационные процессы в строительстве // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Экономика. 2018. № 2. С. 172-179 DOI: 10.18384/2310-6646-2018-2-172-179

Источник