Внедрение новых методов строительства

10 невероятных строительных технологий, которые могут изменить мир

Последствия пребывания людей на Земле усугубляются с каждым днем. Наше потребление энергии растет и становится только хуже. Население также растет, что создает серьезную нехватку пространства, воды и еды. Наконец, стремительно меняется окружающая среда, и природа оказывает серьезное влияние на города по всему миру. Для решения ряда таких проблем необходимы инновационные изменения в сфере старых строительных технологий, которые сделают будущее красивым, чистым и, самое главное, пригодным для жизни.

Бамбуковые города

Большинство современных людей считают бамбук декоративным материалом. Но на самом деле это невероятный строительный ресурс. Бамбук растет быстро, он прочнее стали и устойчивее цемента. Поэтому Penda, архитектурная студия в Пекине, Китай, хочет использовать бамбук в качестве основного ресурса для строительства целого города.

Этот город будет устойчивым, экологически чистым и недорогим. Здания будут строить, связывая бамбуковые пучки вместе, перевязывая их веревкой. Используя такую технику, Penda думает, что сможет построить город, который вместит 200 000 человек к 2023 году.

Как только общая структура будет завершена, можно будет с легкостью добавлять горизонтальные и вертикальные блоки. Кроме того, комнату или даже целое здание из бамбука можно будет разобрать без особых усилий, а бамбуковые прутья всегда можно использовать повторно.

Алмазные нанонити

Насколько нам известно, алмазы — самый прочный минерал, который встречается в природе на Земле. Это делает алмазы прекрасным строительным материалом при должном подходе.

Ученые Пенсильванского университета создали инновационные алмазные нанонити, которые в 20 000 раз тоньше человеческого волоса. При этом алмазные нанонити считаются самым прочным материалом на Земле (и, возможно, в целой Вселенной). Помимо тонкости и прочности, они также невероятно легкие.

Исследователи смогли создать эти нити ультратонких алмазов, применяя чередующиеся циклы давления к изолированным молекулам бензона в жидком состоянии. В результате этого рождались кольца атомов углерода, которые были упорядочены в цепи.

Такие нанонити, возможно, вряд ли будут использовать в повседневном строительстве, но в амбициозные проектах, например, при создании троса космического лифта, вполне.

Аэрогелевая изоляция

Аэрогель — не новый материал. Его обнаружили еще в 1920-х годах. Он создается в процессе удаления жидкости из геля и замещения жидкости газом. В процессе этого, вещество становится сверхлегким, поскольку на 90% состоит из воздуха. Для изоляции оно подходит идеально. Аэрогель использовали для изоляции трубопровода в промышленных зонах и даже на марсоходе.

Aspen Aerogels хочет использовать аэрогели для домашней изоляции. Компания создала продукт под названием одеяла Spaceloft, с которыми довольно просто работать из-за их веса и тонкости. Несмотря на свою легкость, эти одеяла в два-четыре раза превосходят по изоляционным свойствам традиционные изоляции из стекловолокна или пены.

Одеяла Spaceloft также позволяют парам воды проходить через них, а также являются огнестойкими, как ни странно. Хотя дома, обернутые аэрогелем, не будут такими же огнестойкими, как дома в «451 градус по Фаренгейту», этот тип изоляции должен уменьшить количество домашних пожаров.

Проблема в том, что аэрогель намного дороже традиционной изоляции, хотя и сэкономит деньги на счетах за энергию на длинной дистанции. Кроме того, не все дома можно с легкостью модернизировать этим материалом. Такие одеяла лучше всего подойдут для старых домов, либо новых, которые будут специально устроены для изолирования аэрогелем.

Дорожный принтер

Прокладка дороги занимает много времени. В среднем один работник может проложить 100 квадратных метров в день, используя традиционные методы. Дорожные принтеры вроде Tiger Stone могут сократить этот процесс, «распечатывая» до 300 квадратных метров булыжной мостовой в день.

Другой RoadPrinter RPS может укладывать до 500 квадратных метров в день. От одного до трех операторов кормят кирпичами машину. Затем толкатель сортирует кирпичи в узор, словно ковер. В этот момент гравитация берет свое и машина укладывает кирпичную дорогу. Затем похожий на каток валик придавливает кирпичи к месту.

Эти принтеры работают на электричестве и не содержат множества движущихся частей, что делает их простыми в использовании и обслуживании. Кроме того, они не создают много шума, особенно по сравнению с традиционными методами мощения дорог.

Конечно, основное различие между большинством дорог и теми, что укладывают эти печатные машины, в том, что они кладут кирпичи, булыжник или плитку вместо асфальта. Тем не менее блочные дорогие даже лучше, чем асфальт, поскольку они фильтруют воду, расширяются при замерзании и служат дольше.

Бестросовые многонаправленные лифты

Большая проблема с крупной инфраструктурой в том, что нет эффективного способа в ней перемещаться. Люди ходят всегда с одной скоростью и на определенное расстояние. И в каждом лифте зачастую лишь одна движущаяся кабинка. Если вам приходилось использовать лифт в большом здании, вы знаете, что иногда ожидание смерти подобно.

Немецкий производитель лифтов ThyssenKrupp планирует избавиться от этих проблем. Вместо использования кабелей он предлагает пустить лифты на основе магнитной левитации (маглевы). Тогда они смогут передвигаться как вертикально, так и горизонтально. Это также позволит использовать больше одной кабинки на шахту, что сэкономит время ожидания.

Наконец, магнитные лифты будут потреблять меньше энергии, что тоже хорошо для окружения. В 2016 году ThyssenKrupp планирует испытать новую лифтовую систему в здании в своем исследовательском кампусе.

Солнечная краска

Если каждый домовладелец распишет свою крышу такой солнечной краской, то сможет вырабатывать более чем достаточно энергии для дома, уменьшив таким образом зависимость от ископаемого топлива. Кроме того, солнечная краска дешевле в производстве, чем традиционные солнечные батареи. Солнечные батареи, используемые в этой краске, пока не очень эффективны, но ученые работают над этой проблемой.

Вертикальные города

Один из способов решить эту проблему — строить вертикальные города. Уже есть несколько предложений по вертикальным городам, которые можно построить в Сахаре, Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) и Китае.

Эти вертикальные города будут с гигантскими зданиями, которые будут обеспечивать людей жилыми домами, рабочими местами и магазинами. К примеру, итальянская фирма Luca Curci Architects собирается строить 189-этажное здание в ОАЭ. Оно сможет вместить 25 000 человек с магазинами и офисами. Поскольку людям не нужно будет покидать здание, это позволит решить проблему пространства и снизить уровень выброса углерода.

Такие мегаздания будут самоподдерживающимися и зелеными. Поскольку они большие, по всей площади стен можно разместить солнечные батареи. Также они будут использовать геотермальную энергию и собирать дождевую воду.

Умный бетон

Большинство типов бетона позволяет воде впитываться в землю, но лишь 300 миллиметров в час. Topmix позволяет пропускать 36 000 миллиметров воды в час, а это порядка 3300 литров в минуту.

Вместо того чтобы использовать песок для бетона, Topmix включает кусочки гранитного щебня, упакованные вместе. Вода просачивается через эти кусочки гранита, а после поглощается почвой, утекает в канализацию или собирается в водный резерв. Помимо уменьшения шанса затопления, Topmix сможет поддерживать улицы сухими и безопасными. Кроме того, воду можно направить в резервуары и использовать для нужд.

Проблема проницаемого бетона в том, что его можно использовать лишь в местах, где не слишком холодно. Холодная погода приведет к расширению бетона, что его уничтожит. Он также будет дороже обычного бетона, но на длинной дистанции города могут сэкономить деньги за счет снижения затоплений.

Умные кирпичи

Взглянув на Smart Bricks разработки Kite Bricks, несложно заметить их сходство с кубиками Lego. Эти строительные кирпичи имеют ручки сверху и могут соединяться подобно кусочкам Lego. Умные кирпичи удерживаются на месте при помощи арматуры и бывают самых разных форм.

Вместо использования цемента, такие кирпичи скрепляются вместе сильным двусторонним адгезивом. Изнутри здания к кирпичам можно прикрепить съемные сменные панели. Эти панели можно убрать при необходимости. Имеются также кубики для выстраивания полов и потолков. В центре блоки пустые, их можно заполнить при необходимости изоляцией, трубами и электропроводкой.

Такие кирпичи могут привести к улучшенному контролю тепла, гибкости в производстве и снижению стоимости производства на 50%.

Рой строительных роботов

В поиске инновационных методов строительства, Гарвардские исследователи обратились к природе за вдохновением, в частности, к термитам. Термиты могут строить большие структуры в отсутствие центрального управления. С этой целью они просто несут кусок грязи на место первой строительной площадки. Если она занята, несут к следующему месту.

Проект TERMES использует ту же идею роевого строительства, но использует маленьких роботов. Эти простые недорогие дроны строят структуры, следуя первоначальному дизайну и выкладывая блоки в первое же доступное место, пока структура не будет завершена. Рой совсем не требует вмешательства человека после постановки первоначальной задачи.

Такой род идеально подошел бы для строительства конструкций в опасных местах, в космосе или под водой. Он также мог бы делать черную работу, экономя время людей.

Источник

Технологии будущего в строительстве

Рынок строительных материалов и услуг предлагает частному застройщику новые технологии строительства, позволяющие возводить дома быстрее, с максимальным теплосберегающим эффектом.

Среди многообразия предлагаемых решений можно выделить четыре группы технологий строительства

: строительство из 3D панелей

: переставная модульная опалубка

Несъемная опалубка

Строительство из 3D панелей

Как же описывая новые технологии строительства не упомянуть актуальное и современное обозначение 3D. Данная технология является развитием уже упомянутого метода сборки каркасно-щитовых домов, но со своими существенными особенностями.
Здесь каркас дома заменяют панели, скрепленные жесткой сцепкой и формирующие несущие стены. Затем обе стороны панелей закрываются бетоном.

Панели производятся промышленным способом, и являются монолитными пенополистирольными плитами, которые армируются также сетками с обеих сторон. Панели скреплены с помощью металлической арматуры, диагонально пронизывающую каждую панель и выходящую за ее пределы. Собирать 3D панели несложно, они имеют достаточно легкий вес, а собранная конструкция крепкая и надежная.

Переставная модульная опалубка

Каркасное домостроение

После заливки фундамента, начинается сборка каркаса. Его конструкция составляется из горизонтальных, вертикальных и диагональных балочных элементов, соединенных между собой. Чаще всего используют каркасные элементы из дерева либо металлические детали. Каждый материал имеет свои преимущества
Технология строительства ЛСТК (легкие стальные тонкостенные конструкции) — это каркасная технология, в которой каркас изготавливается с помощью оцинкованных профилей из стали. ЛСТК — это достаточно высокопрочная и негорючая конструкция. Но также это конструкции повышенной сложности, которые требуют от работников специальных навыков и знаний, иначе добиться качественного возведения такой конструкции чрезвычайно сложно. Для соединения его элементов каркаса необходимо просверлить технологические отверстия, или использовать сварочные работы. В связи с вышесказанным, строительство дома своими руками с использованием металлических конструкций видится очень затруднительным.

Следует помнить, что металлические профили в материале стен есть «мостиками холода». Исходя из всего вышесказанного, ясно отчего цена строительства по этой технологии довольно высокая, а сама технология редко используется.

Поэтому дома, построенные с помощью деревянных каркасов на сегодня более популярны. Обычно используют брус, имеющий правильную геометрию, что облегчает процесс строительства.

Источник

Выгодны ли инновационные технологии в строительстве?

В последние годы слово «инновация» у всех на слуху. Обычно оно упоминается, когда речь заходит о сфере высоких технологий. Наукоёмкие отрасли – программирование, электроника, производство автомобилей, тяжёлое машиностроение – давно стали постоянными потребителями инновационных продуктов. Но когда речь заходит об одной из самых консервативных отраслей – строительстве, то инновации начинают «пробуксовывать». Почему это происходит, и какая может быть выгода от применения инновационных технологий? Рассказывают эксперты FORUMHOUSE.

В этой статье мы ответим на следующие вопросы:

• Что такое строительные инновации и технологии.
• Какие материалы и строительные технологии можно считать инновационными.
• В чём заключается выгода от использования инновационных материалов и технологий в малоэтажном строительстве.

Для чего нужны инновации в строительстве?

Многие застройщики привыкли строить по старинке, из материалов и по технологиям, имеющим вековую историю. Конечно, самые распространённые строительные материалы – камень, кирпич и дерево – прошли проверку временем. Их свойства хорошо изучены. Дом, возведенный из этих материалов, имеет хорошо рассчитываемые и прогнозируемые характеристики. Но зачастую именно такой подход становится тем «подводным рифом», о который разбивается множество эффективных инноваций, значительно ускоряющих и удешевляющих процесс строительства дома.

Григория Фомина (Пользователь FORUMHOUSE):

– У нас в стране часто начинают строительство, полагая, что коробка дома – это и есть сам дом. В итоге стройка превращается в долгострой либо замораживается на стадии возведения коробки, т.к. на отделку и «инженерку» средств уже нет. Или же, на «последние деньги», дом достраивается из самых дешёвых материалов – лишь бы въехать.

В результате возводятся неоправданно дорогие коробки зданий, в то время как, внедрив современный инновационный подход к строительству, можно удешевить этот этап, а высвободившиеся средства пустить на инженерные сети, отделку дома и т.д.

Как это сделать? Любой пользователь FORUMHOUSE хорошо знает, что строительные технологии не стоят на месте. То, что ещё вчера казалось фантастикой – сегодня уже реальность. Например, набирающая обороты технология печатанья домов на 3D-принтерах, о чём подробно рассказывается в этом материале. Или способ строительства дома «под ключ» за 3 дня. Но вот являются ли эти технологии инновационными? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо понять, что означает термин инновация.

Дмитрий Бодров (Директор по развитию компании ПирроГрупп):

– Инновация в строительстве является внедрённым новшеством, обеспечивающим качественный рост эффективности процессов возведения или эксплуатации зданий и сооружений. Такое новшество также должно быть востребовано рынком, то есть иметь практическое применение.

Причём инновация – это не всякое новшество или нововведение, а только такое, которое серьёзно повышает эффективность действующей системы. Инновационная – строительная технология или материал – должны соответствовать одному или нескольким из критериев:

• упрощать и ускорять процесс строительства;
• снижать себестоимость строительства или эксплуатационные расходы;
• повышать энергоэффективность объекта;
• увеличивать жизненный цикл здания/сооружения.

Елизавета Бровко (Специалист Центра инновационных технологий в строительстве):

– Инновации определяются как конечный результат нововведения, в виде новой или усовершенствованной продукции, или технологии, использованной в процессе архитектурно-строительного проектирования.

Инновация (от англ. innovation) – это не только конкретная современная технология или новый строительный материал, но и достаточно широкое инженерное организационно-правовое внедрение.

Исходя из этих определений, можно сделать вывод, что эффективность инноваций напрямую зависит от степени их выгодности и востребованности среди застройщиков. В истории есть немало примеров, когда инновационный продукт или эффективная технология отодвигались в сторону только из-за того, что люди просто не были к ним готовы.

Это становится одной из главных причин того, что инновационные строительные технологии и материалы у нас в стране с трудом пробивают себе дорогу. На западном рынке главным локомотивом, тянущим за собой инновационные продукты, становятся строительные компании. Их логика проста: строим быстрее, дешевле, качественнее. У нас складывается несколько иная ситуация. Инновационные продукты чаще всего внедряют фирмы-производители строительных материалов . Почему так происходит? Хороший пример – строительство энергоэффективных домов.

В эпоху дешёвого газового отопления мало кто задумывался о возведении хорошо утеплённого дома. Проще говоря, застройщик мог себе позволить отапливать не только дом, но ещё и улицу. Сейчас, из-за постоянного роста цен на энергоносители и дороговизну подключения к трубе с «голубым топливом», ситуация кардинально изменилась. Всё большее количество застройщиков задумывается о строительстве хорошо утеплённых домов, где теплопотери сведены к минимуму. Ведь тепло, утекающее наружу через продуваемые стены, щели в окнах или дверях – это деньги, выброшенные в трубу. Отсюда – всё больший интерес частных застройщиков к рекуператорам, утеплителям, энергоэффективным фундаментам по типу УШП, дополнительному утеплению стен и кровли. То есть – к конечному продукту или инновационной технологии.

О том, как правильно рассчитать экономическую целесообразность дополнительного утепления дома применительно к нашему климату, подробно рассказывается в этой статье.

Сегодня на рынке представлено множество эффективных утеплителей – от каменной и эковаты до пеностекла. То, что ещё вчера интересовало лишь узкий круг потенциальных застройщиков, сегодня получает всё большее распространение. Это неудивительно. Ведь большинство инноваций в строительстве направлено на сбережение энергии, т.к. экономическая целесообразность от их внедрения видна уже в первый год эксплуатации дома.

– Одной из самых популярных областей внедрения инноваций в малоэтажном домостроении является повышение энергоэффективности здания или, проще говоря, снижение эксплуатационных затрат на отопление.

Основной фактор, влияющий на энергоэффективность здания – это эффективность и срок службы используемого утеплителя. Поэтому в странах Европы и Северной Америки широко применяется ПИР (PIR) – теплоизоляция, являющаяся популярным утеплителем в частном домостроении и основным компонентом для создания пассивных домов.

Кроме этого, к инновационным продуктам в России относятся следующие материалы.

Также стоит отметить, что ряд материалов, сегодня причисляемых к инновационным, на самом деле являются «хорошо забытым старым» – например, арболит.

Также часто к инновационным материалам причисляют и тёплую керамику – поризованный крупноформатный керамический блок.

Какими могут быть инновационные строительные технологии?

Чтобы построить дом, необходимо пройти через ряд последовательных шагов, включающих в себя:

• заливку фундамента;
• возведение стен;
• монтаж кровли;
• прокладку инженерных коммуникаций;
• финишную отделку.

Для каждого из этапов есть свой инновационный материал или метод, благодаря чему уменьшается время строительства и сокращаются издержки.

Для наглядности некоторые из этих технологий представлены в следующей таблице.

Показателен пример быстровозводимых домов с использованием СИП панелей или металлического каркаса (ЛСТК).

Хотя подобная технология применяется на западе давно, у нас она всё ещё считается инновационной. Из-за чего многие из застройщиков с недоверием относятся к ней, полагая, что подобные дома непрочны, недолговечны или не подходят для нашего климата. Хотя обычный финский дом – это вовсе не сруб, а каркасный дом.

Нет плохих строительных материалов. Проблемы возникают из-за нарушения технологии возведения дома, неправильно использования или сочетания тех или иных материалов.

Зачастую, инерционность мышления, заставляет застройщиков отказываться от использования технологий, которые уже давно применяются в строительстве и хорошо себя зарекомендовали. Это приводит к увеличению сметы на строительство или снижению эксплуатационных характеристик дома. Показательный пример – ленточные фундаменты с продухами. Существенный недостаток такой конструкции – избыточная влажность в подпольном пространстве. Выход – строительство (как это принято в скандинавских странах) полов по грунту или возведение фундамента УШП. Подобный подход решает проблему загнивания деревянных лаг пола первого этажа.

Что дальше?

Безусловно, внедрение инновационных технологий связано с дополнительными расходами. Если взять два одинаковых дома, построенных из одного и того же материала, то в случае дополнительно утепления, смета второго здания может увеличиться на 10-15%. Так выгодно ли применение инноваций в строительстве?

Важно понять, что дом строится в расчёте на годы эксплуатации и не всегда сиюминутная экономия выгодна. Использование инновационных строительных материалов, и методик возведения дома необходимо рассматривать в долгосрочной перспективе.

Затраты на дополнительное утепление могут окупиться через несколько лет. Установка в доме источника бесперебойного питания оправдает себя при первом отключении света. Возведение коттеджа с использованием «скоростных» методов строительства, позволит въехать в свой дом уже через 2-3 месяца, а не через 2-3 года.

Зачастую, главным препятствием на пути внедрения инновационных продуктов становится отсутствие достоверной информации, и практики, подтверждающей, что инновация «работает». Выходом из создавшегося положения может стать «обкатка» инновационных продуктов и технологий на тестовых объектах. Это позволит накопить практический опыт, необходимый для широкого внедрения инновационных продуктов в малоэтажном строительстве.

В этом разделе обсуждаются техника и технологии будущего для дома и дачи. В этом материале рассказывается об энергоэффективных технологиях. О том, как снизить затраты при строительстве дома из газобетона, можно узнать тут . Из чего построить дом? Особенности стеновых материалов разбираются в этой статье .

В этом видео представлен подробный рассказ о доме из ЛСТК. А здесь находится видеосюжет о необычном доме-геосфере.

Обсудить статью и прочитать другие материалы посвященные загородной жизни вы можете на портале FORUMHOUSE.

Подписывайтесь на канал чтобы не пропустить следующую публикацию!

Источник