В последние годы строительная отрасль меняется благодаря новым технологиям, которые ускоряют возведение зданий и повышают их качество и устойчивость. В статье рассмотрим актуальные инновации: 3D-строительство, самовосстанавливающийся бетон и концепцию летающих домов, а также другие тенденции, формирующие будущее жилых и промышленных объектов. Понимание этих технологий поможет профессионалам адаптироваться к изменениям рынка и повысить эффективность и безопасность проектов.
Цели разработки и внедрения инновационных способов в строительстве
Традиционные методы строительства уже не способны удовлетворить растущий интерес к жилью, а расходы на содержание и энергоснабжение устаревших зданий становятся чрезмерными. Современные постройки требуют более высоких стандартов, определяемых новой эпохой энергоэффективных решений:
- быстрое и экономичное возведение;
- увеличение долговечности и надежности конструкций;
- создание комфортных, энергоэффективных, экологически чистых и легких в обслуживании зданий;
- применение вторичных материалов.
За последние десятилетия в строительной отрасли не произошло значительных изменений. Технологический прогресс движется медленно, основываясь на модернизации устаревших подходов. Тем не менее, уже сейчас существуют инновационные технологии, которые в будущем могут произвести настоящий фурор благодаря своей уникальности.
Обратите внимание! Большинство городов состоит из традиционных зданий, которые не соответствуют современным требованиям. Поэтому вопрос модернизации существующих сооружений остается актуальным, затмевая необходимость глобальных изменений в строительстве.
Эксперты в области строительства отмечают, что применение новых технологий значительно трансформирует отрасль. Внедрение BIM-технологий позволяет создавать трехмерные модели зданий, что улучшает планирование и сокращает затраты на этапе проектирования. Кроме того, использование дронов для мониторинга строительных площадок повышает безопасность и эффективность работ. 3D-печать, по мнению специалистов, открывает новые горизонты в производстве строительных материалов, позволяя сократить время возведения объектов и минимизировать отходы. Также активно развиваются технологии умных зданий, которые обеспечивают автоматизацию систем управления и повышают энергоэффективность. В целом, эксперты уверены, что интеграция новых технологий в строительство не только улучшает качество и скорость выполнения работ, но и способствует устойчивому развитию отрасли в будущем.
Популярные технологии XXI века
Каркасное строительство за последние годы заняло передовую нишу в возведении промышленных и общественных зданий начиная от торговых павильонов и заканчивая производственными постройками. Методика заключается в монтаже несущего каркаса и обшивке его современными облицовочными материалами с применением эффективной тепло- и шумоизоляции.
Аналогичный способ – модульное строительство, когда здание монтируется из готовых модулей, собранных по принципу каркасной конструкции на производственной базе. Обе методики значительно сокращают сроки монтажа, механизируют процесс и уменьшают трудозатраты.
Новые технологии в промышленном строительстве позволили создавать мобильные заводы, которые успешно применяются для производства стройматериалов по месту крупномасштабных проектов.
| Технология | Описание | Преимущества |
|---|---|---|
| 3D-печать зданий | Создание строительных конструкций и целых зданий слой за слоем с использованием специализированных 3D-принтеров и строительных смесей. | Сокращение сроков строительства, снижение затрат на рабочую силу, уменьшение отходов, возможность создания сложных архитектурных форм. |
| BIM (Building Information Modeling) | Интеллектуальное 3D-моделирование, объединяющее все данные о проекте (архитектура, инженерия, конструкции, стоимость) в единую информационную модель. | Улучшенное планирование и координация, снижение ошибок и переделок, оптимизация затрат, упрощение эксплуатации здания. |
| Дроны и робототехника | Использование беспилотных летательных аппаратов для мониторинга стройплощадки, инспекции, картографирования, а также роботов для выполнения рутинных или опасных задач (сварка, кладка, демонтаж). | Повышение безопасности, ускорение процессов, улучшение качества контроля, доступ к труднодоступным местам. |
| Модульное строительство | Изготовление отдельных модулей или секций здания на заводе с последующей доставкой на стройплощадку и сборкой. | Сокращение сроков строительства, улучшенный контроль качества в заводских условиях, снижение воздействия погодных условий, уменьшение отходов. |
| “Умные” материалы | Использование материалов с изменяемыми свойствами (самовосстанавливающийся бетон, термохромные покрытия, материалы, генерирующие энергию). | Повышение долговечности конструкций, снижение затрат на обслуживание, улучшение энергоэффективности зданий, создание новых функциональных возможностей. |
| Виртуальная и дополненная реальность (VR/AR) | Применение VR для визуализации проектов и обучения, AR для наложения цифровой информации на реальный мир (например, для проверки соответствия чертежам на стройплощадке). | Улучшенное понимание проекта, снижение ошибок проектирования, повышение эффективности обучения, более точный контроль на месте. |
| Интернет вещей (IoT) в строительстве | Интеграция датчиков и устройств в строительные объекты и оборудование для сбора данных, мониторинга состояния, оптимизации процессов и предиктивного обслуживания. | Повышение эффективности эксплуатации зданий, оптимизация использования ресурсов, предиктивное обслуживание оборудования, улучшение безопасности. |
| Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение | Применение ИИ для анализа больших объемов данных (планирование, управление рисками, оптимизация ресурсов), прогнозирования, автоматизации проектирования. | Оптимизация планирования и графиков, снижение рисков, улучшение принятия решений, автоматизация рутинных задач. |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о применении новых технологий в строительстве:
-
3D-печать зданий: В последние годы 3D-печать стала революционным методом в строительстве. С помощью этой технологии можно быстро и экономично создавать целые дома. Например, в некоторых странах уже построены дома, которые были напечатаны за считанные дни, что значительно снижает затраты на строительство и время, необходимое для завершения проекта.
-
Использование дронов: Дроны активно применяются для мониторинга строительных площадок, проведения инспекций и создания 3D-моделей местности. Они позволяют быстро собирать данные и обеспечивают более точное планирование и управление проектами, а также помогают в оценке состояния объектов на разных этапах строительства.
-
Умные материалы: В строительстве все чаще используются “умные” материалы, которые могут изменять свои свойства в зависимости от внешних условий. Например, существуют бетоны, которые могут самовосстанавливаться при появлении трещин, а также термохромные и фотохромные материалы, которые меняют цвет в зависимости от температуры или освещения, что может улучшить энергоэффективность зданий.
Новые способы в гражданском строительстве
Современные технологии в строительстве промышленных объектов каркасным методом быстро нашли свое место и в гражданском строительстве. Одним из значительных достижений в этой сфере стали дома, построенные из сэндвич-панелей. Эти панели представляют собой комбинацию внешнего и внутреннего облицовочного материала с теплоизоляционным слоем между ними. Установка СИП-панелей производится на каркас, а благодаря пазовой конструкции торцов, процесс сборки напоминает игру в конструктор. Помимо высокой скорости возведения, важным преимуществом является легкость конструкции. Это позволяет экономить на упрощении фундамента и добавлять мансардные этажи к существующим зданиям без необходимости укрепления основания.
Читайте также:
Еще одним направлением в области новых строительных технологий являются монолитные конструкции, метод их возведения за последние годы претерпел значительные изменения. Использование современных опалубочных систем значительно снижает трудозатраты, а достижения в области строительной химии позволяют сократить время застывания монолитных элементов.
Экспериментальные методики
Большинство экспериментальных технологий находятся в стадии разработки, но уже множество инновационных сооружений вполне успешно возводятся, а многие введены в эксплуатацию.
Строительные 3D-принтеры
3D-строительство может показаться чем-то из области фантастики, но на самом деле такие дома создаются с помощью огромных 3D-принтеров. Лидерами в этой области стали архитекторы из Китая и голландская компания Dus Architects. В Китае для создания строительных материалов используются промышленные отходы, в то время как голландцы применяют биопластик, изготовленный из растительного масла и микрофибры.
Эти инновационные технологии в строительстве предлагают не только быстрое и экономичное возведение зданий, но и эффективное решение проблемы утилизации производственных отходов. Биопластик можно перерабатывать, что позволяет в будущем «перепечатать» здания, отслужившие свой срок.
На сегодняшний день компания Emerging Objects уже начала использовать 3D-печать для производства керамических кирпичей. Уникальность этого материала заключается в его многопористой структуре.
Использование 3D-кирпича для возведения стен в регионах с жарким климатом позволяет значительно сократить расходы на кондиционирование. В ночное время кирпич поглощает влагу, которая затем испаряется в течение дня, обеспечивая естественное охлаждение здания.
Самовосстанавливающийся бетон
Еще одно перспективное направление – это разработка инновационных видов бетона. Традиционный материал на основе цемента, песка и заполнителя достигает максимальной прочности через год, а впоследствии теряет прочность под воздействием климатических циклов и динамических нагрузок. Чтобы увеличить ресурс бетонных конструкций ведутся активные работы по поиску улучшенных видов бетона и уже есть результаты.
-
Читайте также:
Ученые из Голландии создали бетон на основе белого цемента, в который были добавлен определенный вид микроорганизмов и молочнокислый кальций. Бактерии, поглощая кальций, вырабатывают известняк, который заполняет микротрещины и восстанавливает целостность структуры монолита.
Второй вариант восстановления – эластичный бетон. В его состав введен комплекс минералов, увеличивающий эластичность и устойчивость к динамическим нагрузкам. Этот вид стройматериала также имеет способность к восстановлению. Попавшая на материал дождевая вода вызывает реакцию бетона с двуокисью углерода, содержащегося в атмосфере. В результате образуется карбонат кальция, который и «лечит» монолит от микротрещин.
Подобные разработки не оставили без внимания специалисты канадской компании CarbonCure Technologies. При этом канадцы пошли другим путем, преследуя цели экономичности, эффективности и сохранения окружающей среды. Экобетон повышенной прочности был получен путем связывания углекислоты, выбрасываемой крупными предприятиями. Для производства 1000 таких бетонных блоков абсорбируется столько углекислоты, сколько за год поглощается одним крупным деревом.
Летающие дома
Удивительное достижение в области современных технологий строительства — сейсмически устойчивые летающие дома в Японии. Эти уникальные здания могут подниматься на высоту до 4 см и оставаться в воздухе во время землетрясений. Левитация достигается благодаря воздушной подушке, которая формируется с помощью компрессора, автоматически активирующегося при обнаружении подземных толчков.
Соломенные дома
Нередко новые технологии в строительной отрасли оказываются давно забытыми старыми и, возрождаясь, удивляют простотой конструктивного решения. Дома из соломы не новинка, но это касается одноэтажных строений, а вот построенная из соломы пятиэтажка достойна восхищения.
Строительство из блоков прессованной соломы с последующим оштукатуриванием уже внедрена и широко используется в Европе, США и Китае. При этом методика совершенствуется и в США проектируют 40-этажный соломенный дом. Солома – дешевый и практически нескончаемый материал. К тому же экологичный, обладающий отличными тепло- и звукоизоляционными свойствами. Единственный недостаток ‒ малая несущая способность, поэтому соломенные высотки дополняются металлическими каркасами.
Развитие и освоение инновационных технологий
Разработчики инновационных решений в строительстве представляют собой крупные компании, обладающие собственными научно-исследовательскими центрами. Чтобы продемонстрировать свои новшества, они активно участвуют в известных выставках и конференциях. На таких мероприятиях компании представляют свою продукцию, предлагают возможности для взаимовыгодного сотрудничества, обучают новым строительным технологиям и обмениваются опытом.
-
Читайте также:
Ежегодно подобные выставки проходят по всему миру. Одной из самых известных является международная специализированная выставка, проводимая в Москве (ЦВК «Экспоцентр»). В январе 2018 года на московской выставке будут представлены современные отечественные строительные материалы, инструменты и машины. Все желающие смогут посетить это мероприятие и наглядно ознакомиться с последними достижениями в сфере строительства.
Экологические аспекты и устойчивое строительство
С учетом глобальных изменений климата и растущего внимания к вопросам экологии, устойчивое строительство становится важным направлением в строительной отрасли. Новые технологии играют ключевую роль в минимизации негативного воздействия на окружающую среду и обеспечении эффективного использования ресурсов.
Одним из основных аспектов устойчивого строительства является использование экологически чистых материалов. Современные технологии позволяют создавать строительные материалы из переработанных и возобновляемых ресурсов. Например, бетон с добавлением переработанного стекла или пластиковых отходов не только снижает объем мусора, но и обладает высокими прочностными характеристиками. Также активно развиваются технологии производства древесины, которая используется в строительстве, с учетом принципов устойчивого лесопользования.
Энергетическая эффективность зданий — еще один важный аспект. Новые технологии, такие как системы солнечных панелей, геотермальные системы отопления и вентиляции, а также умные системы управления энергией, позволяют значительно снизить потребление энергии. Например, здания, оснащенные солнечными панелями, могут полностью обеспечивать свои энергетические потребности, а системы автоматизации помогают оптимизировать использование ресурсов в зависимости от времени суток и погодных условий.
Кроме того, современные технологии позволяют внедрять системы сбора и переработки дождевой воды, что способствует снижению нагрузки на городские водоснабжающие системы и уменьшению потребления пресной воды. Такие системы могут использоваться для полива зеленых насаждений или технических нужд, что также способствует устойчивому развитию городской инфраструктуры.
Не менее важным является применение технологий, направленных на снижение выбросов углекислого газа в процессе строительства. Использование модульного строительства и 3D-печати позволяет сократить количество отходов и снизить потребность в транспортировке материалов, что, в свою очередь, уменьшает углеродный след. Эти методы также способствуют более быстрому возведению зданий, что снижает временные затраты и затраты на ресурсы.
Важным аспектом устойчивого строительства является также создание комфортной и здоровой среды для проживания. Новые технологии позволяют разрабатывать системы вентиляции и очистки воздуха, которые обеспечивают высокое качество воздуха внутри зданий. Использование натуральных материалов и продуманных архитектурных решений способствует созданию комфортного микроклимата, что положительно сказывается на здоровье и благополучии жителей.
Таким образом, применение новых технологий в строительстве не только способствует повышению эффективности и снижению затрат, но и играет ключевую роль в обеспечении устойчивого развития и охраны окружающей среды. Устойчивое строительство становится неотъемлемой частью современного общества, и его развитие будет продолжаться в будущем, учитывая все более строгие экологические требования и ожидания общества.
-
Читайте также:
Вопрос-ответ
Как новые технологии помогают строительству?
Главными драйверами внедрения инноваций в строительстве являются: повышение качества труда, снижение себестоимости строительства. Современные технологии упрощают и ускоряют многие процессы, экономя время и усилия. Обеспечение более высокого качества строительства.
Каковы новейшие технологии в строительстве?
XR, AR, VR и Метавселенная. Сегодня технологии виртуальной реальности всё чаще используются для обследования строительных площадок и визуализации проектов, экономя время и улучшая взаимодействие на ранних этапах проекта. Кроме того, дополненная и виртуальная реальность всё чаще используются для удалённых осмотров объектов.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите возможности применения BIM-технологий (Building Information Modeling) для оптимизации проектирования и управления строительством. Эти технологии позволяют создавать цифровые модели зданий, что значительно упрощает процесс планирования и уменьшает количество ошибок на этапе строительства.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на использование 3D-печати в строительстве. Эта технология позволяет быстро и экономично создавать строительные элементы, а также уменьшает количество отходов. Исследуйте примеры успешного применения 3D-печати в вашем регионе.
СОВЕТ №3
Инвестируйте в умные строительные технологии, такие как IoT (Интернет вещей) и автоматизация. Умные датчики и системы мониторинга помогут отслеживать состояние строительных объектов в реальном времени, что способствует повышению безопасности и эффективности работы.
СОВЕТ №4
Не забывайте о устойчивом строительстве и применении экологически чистых материалов. Новые технологии позволяют создавать более энергоэффективные и экологически безопасные здания, что не только снижает воздействие на окружающую среду, но и может сократить эксплуатационные расходы.
