Технология строительства при применении

АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ / СТРОИТЕЛЬНЫЙ 3D-ПРИНТЕР / 3D-ПЕЧАТЬ / ТЕХНОЛОГИИ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ / СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО / АDDITIVЕ TЕСHNОLОGIЕS / BUILDING А 3D-РRINTЕR / 3D-РRINTING / TЕСHNОLОGY ОF ЕRЕСTIОN ОF BUILDINGS АND STRUСTURЕS / СОNSTRUСTIОN АND РRОDUСTIОN

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Мухаметрахимов Р.Х., Вахитов И.М.

Постановка задачи. Инновационные технологии внедряются практически в каждую отрасль жизнедеятельности человечества, однако одна из таких крупных отраслей как строительное производство , на сегодняшний день отличается высокими трудозатратами и является наименее автоматизированной.

Переход от классических технологий возведения зданий к аддитивным при помощи строительной 3D-пeчaти может стать решением данной проблемы. В настоящий момент времени строительные 3D-принтeры внедряются в строительное производство в Китае, США, Нидерландах.

Ha фоне стремительно рaзвивaющихcя в этой сфере стран, Россия не является аутсайдером и на сегодняшний день имеет в своем числе ряд организаций разрабатывающих и выпускающих свою продукцию 3D-принтeрoв (ООО «СпецАвта», г. Ярocлaвль; ООО «АписКор», г. Мocквa). Результаты. В статье приводится анализ аддитивной технология возведения зданий и сооружений.

Дом в стиле ФАХВЕРК — ЧТО ЭТО? КАК ВЫГЛЯДИТ? / Технология строительства фахверкового дома

Рассмотрены история развития, способы 3D-пeчaти и виды строительных 3D-принтеров . Дано краткое описание напечатанных ограждающих конструкций и используемых материалов. Выводы. Значимость для строительной отрасли заключается в анализе достоинств и недостатков аддитивной технологии возведения зданий и сооружений, a также выявление перспектив и направлений ее развития.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Мухаметрахимов Р.Х., Вахитов И.М.

Системный подход к проблеме проектирования и строительства быстровозводимых сооружений в районах Арктики

Additive technology of erection of buildings and structures using building 3D-printer

Рrоblеm stаtеmеnt. Innоvаtivе tесhnоlоgiеs аrе bеing intrоduсеd аlmоst in еvеry sесtоr оf humаn асtivity, hоwеvеr, оnе suсh mаjоr industriеs аs соnstruсtiоn аnd mаnufасturing, tоdаy is сhаrасtеrizеd by high lаbоr соsts аnd is thе lеаst аutоmаtеd. Thе trаnsitiоn frоm сlаssiсаl tесhnоlоgiеs оf еrесtiоn оf buildings tо аdditivе соnstruсtiоn using 3D-рrinting mаy bе thе sоlutiоn tо this рrоblеm. In rеаl timе соnstruсtiоn 3D-рrintеrs аrе bеing асtivеly imрlеmеntеd in thе соnstruсtiоn mаnufасturе in Сhinа, USА аnd thе Nеthеrlаnds.

Аgаinst thе bасkgrоund оf rарidly dеvеlорing in this аrеа соuntriеs, Russiа is nоt аn оutsidеr аnd tоdаy it hаs in its numbеr а numbеr оf оrgаnizаtiоns аrе dеvеlорing аnd рrоduсing thеir рrоduсts 3D-рrintеrs («Sреtsаviа», Yаrоslаvl, «АрisСоr», Mоsсоw). Rеsults. In this аrtiсlе thе аnаlysis оf аdditivе tесhnоlоgy еrесtiоn оf buildings аnd struсturеs, аs thе рrоblеm оf lоw аutоmаtiоn оf соnstruсtiоn industry. Thе histоry оf dеvеlорmеnt, mеthоds оf 3D-рrinting аnd building 3D-рrintеrs.

Технология BIM — экономия 30% при строительстве!

This briеf dеsсriрtiоn оf thе dеsign аnd mаtеriаls usеd whеn рrinting еnvеlореs. Соnсlusiоns. Thе mаin rеsults оf thе study аrе tо аnаlyzе thе shоrtсоmings аnd аdvаntаgеs оf аdditivе tесhnоlоgy оf соnstruсtiоn оf buildings аnd struсturеs, аnd idеntifying its рrоsресts. Thе signifiсаnсе оf thе rеsults fоr thе соnstruсtiоn industry is tо inсrеаsе thе аutоmаtеd рrосеssеs оn thе соnstruсtiоn sitе, rеduсing humаn lаbоr аnd rеduсing ассidеnts.

Текст научной работы на тему «Аддитивная технология возведения зданий и сооружений с применением строительного 3D-принтера»

Мухаметрахимов Р.Х. — кандидат технических наук, доцент

Вахитов И.М. — инженер

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Адрес организации: 420043, Россия, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1

Аддитивная технология возведения зданий и сооружений с применением строительного ЭБ-принтера

Постановка задачи. Инновационные технологии внедряются практически в каждую отрасль жизнедеятельности человечества, однако одна из таких крупных отраслей как строительное производство, на сегодняшний день отличается высокими трудозатратами и является наименее автоматизированной. Переход от классических технологий возведения зданий к аддитивным при помощи строительной 3Б-печати может стать решением данной проблемы. В настоящий момент времени строительные 3Б-принтеры активно внедряются в строительное производство в Китае, США, Нидерландах. На фоне стремительно развивающихся в этой сфере стран, Россия не является аутсайдером и на сегодняшний день имеет в своем числе ряд организаций разрабатывающих и выпускающих свою продукцию 3Б-принтеров (ООО «СпецАвиа», г. Ярославль; ООО «АписКор», г. Москва).

Результаты. В статье приводится анализ аддитивной технология возведения зданий и сооружений. Рассмотрены история развития, способы 3Б-печати и виды строительных 3Б-принтеров. Дано краткое описание напечатанных ограждающих конструкций и используемых материалов.

Выводы. Значимость для строительной отрасли заключается в анализе достоинств и недостатков аддитивной технологии возведения зданий и сооружений, а также выявление перспектив и направлений ее развития.

Ключевые слова: аддитивные технологии, строительный 3Б-принтер, 3Б-печать, технологии возведения зданий и сооружений, строительное производство.

На сегодняшний день, строительство — одна из важнейших отраслей, обеспечивающая как развитие экономики, так и повседневный комфорт населения. Эта отрасль является одним из лидеров по числу рабочих мест, как в стране, так и во всем мире. В то же время современные требования к строительству подразумевают дальнейшее совершенствование технологий строительного производства, ее значительную трансформацию. Изменения в этой сфере происходят медленно, но, тем не менее, и в типовом, и в индивидуальном строительстве постепенно начинают применяться новые материалы, обеспечивающие повышенный комфорт, экологичность и экономичность при эксплуатации, внедряются новые технологии, позволяющие существенно автоматизировать процесс воплощения проектов в реальность, которые значительно сокращают количество необходимой рабочей силы, а также минимизировать риск производственных травм. Одной из таких перспективных технологий является применение аддитивной технологии возведения зданий при помощи строительной 3D-печати на строительных площадках [1].

3D-печать архитектурных сооружений вызывает большой интерес специалистов уже несколько лет. Следует отметить, что в настоящее время одной из немногих полностью не автоматизированных отраслей производства является строительство. С применением строительного 3D-принтера появилась возможность не только создания небольших конструкций (строительных блоков, малых элементов ландшафтного дизайна и интерьера помещений), но и возведения ограждающих конструкций зданий. Эта технология позволяет возводить более сложные объекты с пониженными временными, материальными и трудозатратами.

В настоящее время концепция строительства при помощи 3Б-принтеров уже заинтересовала несколько крупных строительных компаний, порядка 35 организаций занимаются разработкой прототипов данного оборудования. Игроки на этом рынке преследуют разные задачи — вторичную переработку строительных отходов; создание технологий «безфундаментной» печати; строительство домов в местностях, пострадавших от стихийных бедствий и требующих возведение большой площади жилья за короткий период времени; производство и совершенствование оборудования и т.д. [2].

Не смотря на существующие примеры выполненных малых архитектурных форм, объектов индивидуального жилищного строительства по данной технологии, как в России, так и за рубежом, требуется ее исследование и развитие, что в перспективе расширит область ее применения, повысит качество получаемой строительной продукции и вызовет необходимость в разработке нормативных документов регламентирующих данное направление.

История развития ЭБ-печати

Работа человечества в сфере цифровых технологий, на протяжении многих лет, привела к идеи послойного создания объектов с помощью 3Б-принтера по заранее разработанной математической модели. Данная технология нанесения материала на основу называется аддитивной. В случае традиционного производства подобных объектов, мы изначально имеем заготовку, от которой, например, отсекаем все лишнее, либо деформируем ее, то в случае с аддитивной технологией из аморфного расходного материала выстраивается новое изделие [3].

3Б-печать ведёт свою историю с 1948 года, когда американец Чарльз Халл разработал технологию послойного выращивания физических трёхмерных объектов из фотополимеризующейся композиции (ФПК). Технология получила название «стереолитографии» (STL).

Патент [4] на своё изобретение автор получил только в 1986 году, тогда же он основал компанию 3D Systеm и приступил к разработке первого промышленного устройства для трёхмерной печати, которое было представлено общественности год спустя, в 1987 году. Так как термин «3D-принтер» ещё не был введён в оборот, аппарат Чарльза Хала получил название «установка для стереолитографии». Устройство выращивало смоделированный на компьютере трёхмерный объект из жидкой фотополимеризующейся композиции, нанося её слой за слоем на подвижную платформу, погружаемую в ванну с ФПК. Толщина каждого слоя составляла примерно 0,1-0,2 мм [5].

В 1988 году Скотт Крамп (США) запатентовал технологию трехмерной печати с помощью послойной заливки расплавленной нити полимера (FDM) [6]. В печатающей головке материал (расплав из пластика) предварительно разогревается до температуры плавления и поступает в рабочую камеру. Головка выпускает расплавленный материал в виде нити, которая укладывается на рабочую поверхность. После этого платформа опускается ниже на толщину одного слоя, для повторного воспроизведения процесса. Первое коммерческое устройство на основе технологии FDM появилось в 1991 году под торговой маркой Strаtаsys [7].

В начале XXI века сразу несколько независимых групп ученых, из разных стран, начали исследования в области технологии 3D-печати в сфере строительства. В 2012 году были представлены первые потребительские строительные 3D-принтеры, а уже через два года был возведен первый экспонат одноэтажного жилья компанией Shanghai WinSun (Китай) [8].

Способы ЭБ-печати в строительстве

На данный момент для создания объектов промышленности, машиностроения, пищевого производства и других отраслей, существует множество способов 3D-печати: лазерная стереолитография, селективное лазерное спекание, моделирование методом наплавления, ламинирование, склеивание порошков.

Для создания малых форм и целых объектов строительства используются три основных метода: спекание; лазерная стереолитография; послойное экструдирование.

Суть способа спекания (селективное спекание) заключается в том, что рабочие чернила, к примеру, кварцевый песок, расплавляются за счет действия точечного лазерного луча, направление траектории которого приводится в действие с помощью кулачкового механизма. Механизм перемещения обрабатываемого материала приводится в движение небольшим двигателем, запускающим движение зубчатого ремня привода распределительного вала. Одновременно сфокусированная шаровая линза насквозь прожигает материал, находящийся под ней. Производством такого вида оборудования занимается его изобретатель, инженер Маркус Кайзер [9].

Для реализации способа напыления (лазерная стереолитография) используют лазерную установку с ванной, оборудованной’ специальным столом. Эту ванну заполняют жидкой’ фотополимеризующейся под воздействием лазерного луча композицией.. Спекание материала выполняется послойно, путем перемещения лазерного луча по намеченной траектории. При завершении обработки первого слоя стол ванны опускается на шаг, и выполняется формирование следующего слоя. На сегодняшний’день известны рабочие образцы группы Каталонского института передовой’ архитектуры (1ААС) (группа Петра Новикова), полученные способом компонентной’ склейки, под названием Sto^ 8ргау ЯоЬо^ а также система D-Shаре, разработанная Энрико Дини для строительства зданий (МопоШе UK) [10].

Способы напыления и селективного спекания являются экологически безвредными, поскольку их реализация подразумевает использование солнечной’ энергии, а рабочей’ смесью является песок.

Способ послойного экструдирования на сегодня является основным способом 3D-печати большинства строительных принтеров. Суть заключается в том, что рабочее сопло, или экструдер, 3D-машины выдавливает быстротвердеющую бетонную смесь, в которую включены различные добавки, улучшающие характеристики будущей конструкции [11].

Каждый очередной слой выдавливается 3D-принтером поверх предыдущего, благодаря чему формируется определенная конструкция [12] (рис. 1). Впервые о подобной технологии в строительстве было упомянуто в работах профессора Бехроха Хошневиса из Южно-Калифорнийского университета в августе 2012 г. [13, 14]. Его научная группа выдвинула идею конструкции гигантского, собираемого на строительной площадке 3D-принтера по типу козлового крана [15].

Рис. 1. Изготовление ограждающих конструкций способом послойного экструдирования при помощи 3Б-принтера:

1 — сопло (экструдер); 2 — изготавливаемая ограждающая конструкция; 3 — основание

Выполненный обзор методов 3Б-печати показывает, что на сегодняшний день в области строительного производства одним из наиболее эффективных является способ послойного экструдирования.

Виды строительных 3Б-принтеров, работающих способом послойного экструдирования

Строительные принтеры, принципиально не отличаются от производственных 3Б-принтеров и представляют собой их конструктивные аналоги, но больших размеров.

Существуют различные компоновки приводов данного устройства — портальные, с дельта-приводом, работающие в угловых координатах, на базе промышленных манипуляторов.

3Б-принтеры с портальной компоновкой привода — это машины, напоминающие по виду козловые краны, движущиеся по рельсам, с длинной рамой, расположенной над рабочей зоной (рис. 2). По раме движется сопло или экструдер — устройство для подачи строительных чернил.

За счет синхронизации движения рамы по рельсам, печатающей головки по ширине и высоте, подаче строительного материала, экструдер послойно выдавливает смесь, повторяя цифровой шаблон, заложенный в программном комплексе операционистом. Таким образом, осуществляется движение в трех взаимно-перпендикулярных направлениях — по осям х, у, х. Преимуществом портального привода является простота, надежность и относительно невысокая стоимость установки. В качестве недостатков можно отметить повышенные объемы работ, связанные с установкой оборудования в проектное положение, а также большие габариты устройства данного типа [15].

Рис. 2. Система для печати зданий с помощью принтера с портальной компоновкой привода: 1 — рама; 2 — печатающий оголовок (экструдер); 3 — рельсы, направляющие вдоль здания;

4 — механизм передвижения экструдера поперек рабочей поверхности;

5 — устройство для поднятия конструкции принтера по оси х;

6 — автобетоносмеситель для подачи строительных чернил

3Б-принтеры с дельта-приводом (трех осевые) представляют собой перевернутую треногу, состоящую из трех тросов или штанг, на которых держится печатающая головка, и высокой рамы, на которой закреплены машины управляющие подачей тросов или штанг [16] (рис. 3). Печатающая головка движется за счет синхронного изменения длинны тросов, повторяющих заложенный в программном комплексе шаблон. Недостатком устройства является ограниченное пространство рабочей зоны, а также трудоемкий процесс сборки каркаса данной установки.

Рис. 3. Строительный 3Б-принтер с дельтовидным приводом: 1 — каркас установки; 2 — тросы; 3 — печатающий оголовок

Строительные 3Б-принтеры работающие в угловых координатах (в виде башенного крана) представляют собой автоматизированное устройство для строительства зданий и сооружений методом трехмерной печати [17] (рис. 4).

Вес установки составляет всего 2 т, исходя из этого ее легко разместить с помощью автокрана как внутри здания, так и снаружи, в зависимости от проекта воздвигаемой постройки. Принтер имеет небольшие габариты, поэтому легко транспортируется и не требует долгой подготовки до начала работ. Недостатком устройства является ограниченная зона действия, в следствие чего в процессе возведения сооружения необходимо прибегать к помощи вспомогательной техники для перемещения принтера по рабочей зоне. Другим недостатком принтера Ар18 Сог является его стоимость, которая значительно превышает цену портального устройства. Производством данного продукта занимается одноименная российская компания ООО «АПИС-КОР», которая на сегодняшний момент привлекла интерес к своему проекту от крупных инвесторов и в перспективе планирует распространять свое изобретение как в России, так и в странах Европы [18].

Рис. 4. Мобильный строительный 3Б-принтер Ар1$Сог, работающий в угловых координатах: 1 — стрела установки: 2 — экструдер; 3 — изготавливаемая ограждающая конструкция

Принтер на базе промышленного манипулятора представляет собой конструктивные аналоги механических рук — манипуляторов, состоящих из нескольких гибких сочленений, придающих им большую подвижность [16] (рис. 5). Преимуществом так же являются небольшие габариты и вес установки. Недостатком является сложность и высокая технологичность принтеров, следовательно, и их дороговизна.

Рис. 5. Строительный 3Б-принтер на базе промышленного манипулятора: 1 — печатающий оголовок; 2 — механическая рука; 3 — изготавливаемая ограждающая конструкция

Выполненный обзор видов строительных 3Б-принтеров работающих методом послойного экструдирования свидетельствует, что на сегодняшний день наиболее подходящим по своим характеристикам для возведения малоэтажных зданий является принтер с портальным приводом. В перспективе реализации проектов, с количеством этажей более двух, наиболее подходящим выглядит принтер Ар18 Сог, работающий в угловых координатах.

Конструкции стен, возведенных методом послойного экструдирования

Как и любая другая стена возведенная традиционным способом, ограждающая конструкция, напечатанная с помощью 3Б-принтера, должна иметь хорошие прочностные и теплоизоляционные качества. Главным преимуществом зданий и сооружений, возведенных методом послойного экструдирования, являются сложные геометрические формы стен.

Конструктив стен в плане чаще всего напоминает пространственную ферму, состоящую из напечатанных внутреннего (несущего), наружного слоев, далее между ними возводится внутренняя часть конструкции в виде треугольников, выполняющая роль ребер жесткости (рис. 6). Для армирования в состав «строительных чернил» можно вводить дисперсную арматуру (фибры), либо укладывать арматурные стержни или кладочную сетку между слоями. Вопрос вертикального армирования решается установкой стержневой арматуры в пустоты, с их дальнейшим заполнением материалом, с низким коэффициентом теплопроводности. Кроме того пустоты стен можно использовать для прокладки различных коммуникаций, либо проектировать форму стен таким образом, что бы на выходе иметь каналы или полости во внутреннем слое для дальнейшего их заполнения элементами водопровода, канализации, электричества и др.

Значительно сократив сроки и затраты труда при возведении стен, 3Б-принтер способен изготовить качественную ограждающую конструкцию с высокими прочностными и теплоизоляционными качествами [19].

Рис. 6. Конструкция стены, выполненная с помощью 3Б-принтера

Требования к материалам, используемым в качестве «чернил» для строительной ЭБ-печати методом послойного экструдирования

Немаловажную роль в технологии строительной 3Б-печати играет состав строительных «чернил» (сырьевой смеси). Ее основой могут быть такие материалы как портландцемент, гипс, смешанные вяжущие модифицированные активными минеральными и химическими добавками — цементно-волокнистые (фиброцементные), гипсоволокнистые, гипсоцементно-волокнистые и др. [20-26]. Для возможности бездефектной послойной укладки «чернил», сырьевая смесь должна обладать относительно быстрым набором прочности при замедленной кинетике начального структурообразования. Кроме того, сырьевая смесь должна обладать тиксотропными и адгезионными свойствами, быть удобоукладываемой принтером и в то же время не растекаться под воздействием последующих слоев и иметь невысокие усадочные деформации при твердении [27-29]. Известно применение пескобетона марки М300 в качестве «чернил» при изготовлении малых архитектурных форм методом послойного экструдирования [2].

Дисперсное армирование сырьевых смесей «строительных чернил» позволяет повысить физико-механические характеристики затвердевшего композита, снизить величину усадочных деформаций, повысить трещиностойкость и др. Ведение активных минеральных и химических добавок позволяет регулировать реологические свойства смесей используемых в качестве «строительных чернил», эксплуатационные характеристики готовых изделий.

Следует отметить актуальность исследований направленных на разработку составов строительных «чернил» для 3Б-принтеров обеспечивающих высокие технологические, эксплуатационные свойства и долговечность.

По результатам анализа отечественного и зарубежного опыта аддитивной технологии возведения зданий и сооружений с применением строительного ЗБ-принтера следует отметить основной недостаток — возможность возведения только вертикальных конструкций в ограниченной рабочей зоне. Кроме того, установка строительного 3D-принтера в рабочее положение и его калибровка требует определенных затрат на подготовительный период.

Несомненными преимуществами аддитивной технологии является снижение трудоемкости работ, риска производственного травматизма, повышение автоматизации и скорости строительства, снижение отходов производства.

Отсутствие нормативной базы для проектирования и строительства зданий с помощью данной технологии не является на данный момент существенным препятствием на пути реализации сложных проектов в связи с необходимостью повышения качества получаемой строительной продукции по данной технологии и расширением ее возможностей.

Успешное развитие аддитивной технологии возведения зданий и сооружений с применением строительного ЗБ-принтера требует комплексных исследований направленных на разработку эффективных «строительных чернил» на различной основе, изучение их структуры и свойств.

Список библиографических ссылок

1. Атлас новых профессий. URL: Ьйр://айа8100.ги/са1а^/81хойе181;уо/ (дата обращения: 15.10.2017). » «

2. Доклад генерального директора ООО «СПЕЦАВИА» (Ярославль) Маслова А. В. на Дне открытых дверей Центра трансфера технологий в капитальном строительстве объектов использования атомной энергии Госкорпорации «Росатом» от 04.10.2017 г. в Технопарке «Сколково» (Москва).

3. Аддитивные технологии и аддитивное производство. URL: Ьйр://3й^1оЬа1ек.ги/ wQr1d3d/а(Мй е_:есЬ/ (дата обращения: 10.10.2017).

4. СЬаг1е8 W. Hull — РаЬей US4575330 А. «Аррага^ for рго(исйоп оf 1Ьгее-(1теп8юпа1 оЬуес^ by stеrео1ithоgrарhy» 11 МагсЬ, 1986.

5. История 3Б-печати. URL: httр://www.оrgрrint.соm/wiki/3d-ресhаt/istоrijа-3d-ресhаti (дата обращения: 15.10.2017).

6. S^tt S. Сттр — РаЬей US5121329 А — «Аррага^ аnd mеthоd for сгеай^ Шгее-dimеnsiоnа1 о^есз». 30 ОсоЬе^ 1989.

7. История 3Б-принтеров. URL: Ьйр://ка^оЬоЕ.ru/аrtiс1е/istоriyа_3D_рrintеrоv/ (дата обращения: 16.10.2017).

8. Shаnghаi WinSun. URL: httр://www.сhinаwinsun.соm/еn/ (дата обращения: 20.10.2017).

9. Обзорная статья по 3Б-строительным технологиям // URL: httр://gееktimеs.ru/роst/ 224299 (дата обращения: 21.10.2017).

10. Малышева В. Л., Красимирова С. С. Лазерная стереолитография — новый подход к строительству сооружений // Журнал магистров ПНИПУ. 2013. № 2. С. 202-208.

11. Энциклопедия 3Б-печати. Аддитивные технологии. URL: httр://3dtоdаy.ru/wiki/3D _рrint_tесhnо1оg (дата обращения: 16.10.2017).

12. Компания Winsun. 3Б-проектирование домов. URL: httр://www.yhbm.соm/indеx. рhр?а=1istsсаtid=67гта1пое-оЬоги^уаше-Ргак1;юЬе8к1е-гекотеМаси/ (дата обращения: 22.10.2017).

16. Обзор известных проектов 3Б-принтеров. URL: Ьйр://8расеехрап8юп.исо2.ги/ ^ех/0-24 (дата обращения: 15.10.2017).

17. Журнал Ар18 Сог tесhnо1оgy dеsсriрtiоn — Wе рйй buildings. URL: httр://арis-соr.соm/3d-рrintеr (дата обращения: 10.10.2017).

18. Мобильный строительный 3Б-принтер Арis Сог. URL: httр://арis-сог.соm/3d-ргintег (дата обращения: 19.10.2017).

19. Белов А. О., Гилязидинов Н. В. Технология возведения малоэтажных зданий с помощью 3Б-принтера: сб. ст. VII Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых с международным участием / КузГТУ ИМ. Т.Ф. Горбачева. г. Кемерово, 2015. С. 703.

20. Торшин А. О., Потапова Е. Н. Перспективы использования 3Б-принтера в строительстве // Успехи химии и химической технологии. ТОМ XXX. 2016. № 7. С. 118.

21. Изотов В. С., Мухаметрахимов Р. Х., Галаутдинов А. Р. Влияние полипропиленовых волокон на основные свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 1. С.135-137.

22. Изотов В. С., Мухаметрахимов Р. Х., Сабитов Л. С Цементно-волокнистый композиционный материал для фиброцементных плит // Строительные материалы. 2011. № 5. С. 20-21.

23. Мухаметрахимов Р. Х., Изотов В. С. Повышение физико-механических свойств и долговечности фиброцементных плит на основе целлюлозных волокон // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2012. № 9 (645). С. 101-107.

24. Мухаметрахимов Р. Х., Изотов В. С., Гревцев В. А. Фиброцементные плиты на основе модифицированного смешанного вяжущего // Известия КГАСУ 2010. № 2 (14). С. 250-254.

25. Мухаметрахимов Р. Х., Изотов В. С. Влияние активных минеральных добавок на гидратацию вяжущего и физико-механические свойства фиброцементных плит // Известия КГАСУ. 2011. № 2 (16). С. 213-217.

26. Халиуллин М. И., Алтыкис М. Г., Рахимов Р. З. Эффективные сухие гипсовые смеси с добавками полимерных волокон // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2004. № 3. С. 33-37.

27. Удодов С. А., Белов Ф. А., Золотухина А. Е. 3Б-печать в строительстве: новое направление в технологии бетона и сухих строительных смесей : сб. ст. VI Международной научно-практической конференции МЦНС — Наука и просвещение». Пенза, 2017. С. 58-62.

28. Ашйп S. А., Lim S., Buswе11 R. А., Gibb А. G. F., ТЬогре T. // Mix dеsign аnd fresh ргорегtiеs for high-реrfогmаnсе ргтй^ соnсrеtе / Mаtеriа1s ^d Structures. 2012. Р.1221-1232.

29. Wаng Уо., Wu H. С., Li V. С. Соnсrеtе rеinfоrсеmеnt with гесус^ АЬеге // 1оита1 оf Ма1ейак in Ст1 Е^теег^. 2000. № 4-12. Р. 314-319.

Kаzаn Stаtе Univеrsity оf Аrсhitесturе аnd Еnginееring

Thе о^амЕа!:^ аddгеss: 420043, Russiа, Kаzаn, 2е1ешуа st., 1

Аdditivе tесhnоlоgy of еrесtiоn оf buildings аnd str^tu^s using building 3D-рrintеr Аbstrасt

Problem statement. Innоvаtivе tесhnо1оgiеs аге Ье^ intгоduсеd а1mоst in еvеry sесtоr оf humаn асtivity, hоwеvег, ом suсh mаjог industгiеs аs СОш^СйОп аnd mаnufасturing, tоdаy

is сhаrасtеrizеd by high lаbоr costs and is the lеаst аutоmаtеd. Thе trаnsitiоn frоm сlаssiсаl tесhnоlоgiеs of erection of buildings to additive construction using 3D-printing may be the solution to this problem. In real time construction 3D-printers are being actively implemented in the construction manufacture in China, USA and the Netherlands. Against the background of rapidly developing in this area countries, Russia is not an outsider and today it has in its number a number of organizations are developing and producing their products 3D-printers («Spetsavia», Yaroslavl, «ApisCor», Moscow).

Results. In this article the analysis of additive technology erection of buildings and structures, as the problem of low automation of construction industry. The history of development, methods of 3D-printing and building 3D-printers. This brief description of the design and materials used when printing envelopes.

Conclusions. The main results of the study are to analyze the shortcomings and advantages of additive technology of construction of buildings and structures, and identifying its prospects. The significance of the results for the construction industry is to increase the automated processes on the construction site, reducing human labor and reducing accidents.

Kеywоrds: additive technologies, building a 3D-printer, 3D-printing, technology of erection of buildings and structures, construction and production.

1. The Atlas of new professions. URL: http://atlas100.ru/catalog/stroitelstvo/ (reference date: 15.10.2017).

2. Report of the General Director of «SPETSAVIA» (Yaroslavl) Maslov A. V. at the open Day of the Centre for technology transfer in capital construction objects of use of atomic energy «Rosatom» from 04.10.2017 in Technopark «SKOLKOVO» (Moscow).

3. Additive technology and additive manufacturing. URL: http://3d.globatek.ru/world3d/ additive_tech/ (reference date : 10.10.2017).

4. The Charles W. US4575330 a Paten — Apparatus for production of threedimensional objects by stereolithography, March 11, 1986.

5. The story of 3D-printing. URL: http://www.orgprint.com/wiki/3d-pechat/istorija-3d-pechati (reference date: 15.10.2017).

6. Scott S. Crump. patent US5121329 a — apparatus and method for creating three-dimensional objects, October 30, 1989.

7. The story of 3D-printers. URL: http://kanzoboz.ru/article/istoriya_3D_printerov/ (reference date: 16.10.2017).

8. Shanghai winsun. URL: http://www.chinawinsun.com/en/ (reference date: 20.10.2017).

9. Review of the 3D construction technologies. URL: http://geektimes.ru/post/224299 (reference date: 21.10.2017).

10. Malysheva V. L., Krasimirova S. S. Laser stereolithography — a new approach to the construction of buildings // Zhurnal magistrov PNIPU. 2013. № 2. P. 202-208.

11. Encyclopedia 3D-printing. Additive technologies. URL: http://3dtoday.ru/wiki/3D_ print_technolog (reference date: 16.10.2017).

12. The Company Winsun. 3D-design of houses. URL: http://www.yhbm.com/index.php?a= listscatid=67https://cyberleninka.ru/article/n/additivnaya-tehnologiya-vozvedeniya-zdaniy-i-sooruzheniy-s-primeneniem-stroitelnogo-3d-printera» target=»_blank»]cyberleninka.ru[/mask_link]

Технология строительства при применении

Развитие строительных технологий, разработка и применение новых строительных материалов ведётся в направлениях:

• сокращения сроков и повышения рентабельности строительства,
• снижения материалоемкости и затрат при строительстве, эксплуатации и ремонте,
• повышения долговечности строительных конструкций и, в целом, зданий (строений и сооружений),
• улучшения и разнообразия архитектурных форм, объемно-планировочных и функциональных решений, улучшения физических параметров существующих и возводимых объектов.
• Для выполнения этих задач все субъекты хозяйства, связанные со строительством (научные учреждения и проектные институты, лаборатории, предприятия по производству стройматериалов и строительные организации) ведут поиск решений в части разработки, производства и применения новых строительных материалов, конструкций и технологий. В конечном итоге, это ведет к улучшению технических характеристик объектов недвижимости, снижает эксплуатационные расходы при их использовании, повышает экономическую эффективность в течение всего периода службы объектов.

Новаторство в развитии строительных материалов и конструкций идет по пути:

• повышения прочности и долговечности,
• повышения устойчивости к агрессивным средам,
• повышения влагостойкости, водостойкости и водонепроницаемости,
• повышения морозостойкости,
• повышения устойчивости к коррозии металлов,
• снижения теплопроводности,
• широкого использования местных и наиболее распространенных полезных ископаемых при строительном производстве.

Новые материалы и конструкции находят применение в строительстве всех составных частях зданий, строений и сооружений:

• фундаментов (например, сборные железобетонные, монолитные железобетонные, свайные, столбчатые и ленточные фундаменты, фундаментные плиты и т.д.),
• каркасов зданий (из монолитного и сборного железобетона, из металлопроката, с применением новых технологий крепления),
• ограждающих конструкций (стен и перегородок),
• конструкций межэтажных перекрытий и покрытий (крыша, кровля),
• широкого спектра отделочных материалов,
• инженерных систем, оборудования и коммуникаций.

В качестве примеров можно привести:

1. Т еплоэффективные блоки . Они изготовлены из двух слоев твердого, несущего нагрузку, материала с прослойкой между ними из утеплителя. Твердые слои блока соединены между собой стержнями. Лицевая часть такого блока декорирована текстурой, цветом, орнаментом.

Размер лицевой части таких блоков составляет обычно 400х200 и толщина (ширина стены) в зависимости от климатических условий местности 250 — 400 мм. В результате: стена из таких блоков обладает высокой теплозащитой, снижаются сроки возведения здания, при выполнении кладки не требуется высокая квалификация каменщика.

2. Газосиликатные блоки. Их стандартные размеры: 600х300х200, 600х300х100. Блоки изготовлены в условиях завода и имеют пористую структуру. Их формуют из смеси кварцевого песка с известью.

При высокой температуре в автоклаве в структуре газосиликатного камня образуются пустоты — поры, что обеспечивает в дальнейшем, при эксплуатации такого материала, отличные теплоизоляционные свойства наряду с их высокой прочностью. Газосиликатные блоки применяют для возведения наружных и внутренних несущих стен и перегородок. Для обеспечения необходимой теплозащиты здания наружные стены утепляют слоем теплоизоляционного материала, защитным и отделочным слоем.

3. Сэндвич-панели и быстровозводимые здания . Сэндвич-панели – это крупноразмерные трехслойные конструкции для бокового ограждения и покрытия зданий.

Панели изготавливают унифицированных размеров в промышленных условиях из металлических, обычно, оцинкованных профлистов, окрашенных полимерной краской любого желаемого цвета, с теплоизолирующей прослойкой между ними из высокоэффективного теплоизоляционного материала, например, из пенополистирола, пенополиуретана или минеральной ваты. В условиях строительства сэндвич-панели монтируются на металлический каркас, выполненный из унифицированных, изготовленных также в заводских условиях, деталей. Каркас состоит из стальных колонн, жёстко закрепленных в столбчатых железобетонных фундаментах, и шарнирно-опираемых на них металлических ферм покрытия. Для обеспечения жёсткости всего здания, защиты от ветровых и снеговых нагрузок каркас возводят с применением вертикальных и горизонтальных связей. Все элементы такого здания изготавливаются в заводских условиях, что позволяет достичь наилучшего качества материалов и конструкций, наибольшей производительности труда и высокой рентабельности при производстве всех элементов здания.
Применение такой технологии строительного производства позволяет значительно сократить сроки строительства зданий при высоком качестве работ. Это стало настоящим «прорывом» в строительстве современных торговых и выставочных комплексов, промышленных, складских и офисных зданий, спортивных и физкультурно-оздоровительных комплексов и сооружений, авиаангаров, автосалонов, автосервисов и гаражей, то есть всего спектра коммерческих объектов недвижимости.

Строительство быстровозводимых зданий даёт инвестору возможность максимально быстро вводить строительные объекты в эксплуатацию и окупить вложенные средства. В рыночной нише это дает дополнительные конкурентные преимущества. Долговечность быстровозводимого здания обуславливается долговечностью металлоконструкций и зависит прежде всего от степени вероятности коррозии металлических частей. Для защиты от коррозии применяются и разрабатываются новые технологии производства и обработки металлоконструкций. При высоком качестве комплектующих частей, высоком качестве производства и контроля в период строительства, а также при условии соблюдения правил эксплуатации и своевременных текущих ремонтах большинство производителей декларируют эксплуатационный срок службы быстровозводимых зданий не менее 50 лет, а некоторые называют срок до 100 лет.

4. Сухие строительные смеси – это практически готовые для строительства и ремонта смеси, полученные в промышленных условиях путем смешивания сухих компонентов в пропорциях, строго дозированных для обеспечения требуемых свойств. В качестве компонентов используют: цемент, песок, гипс, известь или другие минеральные наполнители с включением специальных добавок. В условиях стройки для подготовки раствора необходимо нужное количество смеси смешать с водой в определенной пропорции и тщательно перемешать. Это снижает сроки выполнения работ, значительно улучшает качество строительных конструкций и элементов, повышает долговечность здания в целом.

5. Проникающая гидроизоляция. В надежной гидроизоляции нуждаются многие здания и их элементы в период строительства и ремонта. Гидроизоляционная защита нужна фундаменту, кровле, стенам из пористых материалов, а также другим элементам, находящимся в условиях агрессивной среды.

Многие гидроизоляционные материалы, применяемые ранее, часто не могли обеспечить надежной защиты из-за некачественно выполненных работ. Рулонные гидроизоляционные материалы сами по себе водонепроницаемы, прочны и долговечны.

Однако в условиях стройки (или ремонта) ошибки исполнителя и нарушения технологии гидроизоляционных работ, особенно в труднодоступных местах, приводят к разгерметизации изоляции. Затем некачественный слой гидроизоляции закрывается последующими слоями материалов (стяжкой, плиткой и пр.).

В результате этого, в случае обнаружения в течение эксплуатации здания течей, чаще всего невозможно выявить место нарушения гидроизоляции. Приходится накладывать новые слои гидроизоляции, что опять же не обеспечивает полной надежности по указанным выше причинам (некачественная работа, нарушения технологии, труднодоступные места).

Для решения этой задачи была создана проникающая гидроизоляция. Этот материал выпускается промышленностью в виде сухой строительной смеси цементного и высокоалюминатного клинкера, полимерных вяжущих, наполнителей и полимерных добавок. Для применения в условиях строительства или ремонта сухую смесь тщательно перемешивают с водой.

При нанесении полученного раствора на твердую влажную и пористую каменную поверхность химические составляющие под воздействием осмотического давления глубоко проникают в капиллярную структуру поверхности. В результате взаимодействия химических составляющих с минеральной поверхностью образуются нерастворимые и труднорастворимые соли, которые блокируют все поры, обеспечивая водонепроницаемость, прочность и стойкость к воздействию агрессивных вод. В зависимости от плотности поверхности глубина проникновения во внутреннюю структуру может достигать 10 сантиметров.

6. Новые оконные технологии уже известны широкому кругу потребителей. Современные окна изготовлены в промышленных условиях из поливинилхлоридного (ПВХ) или алюминиевого профиля с герметичными одно-, двух- или трех-камерными стеклопакетами. Стеклопакеты – это несколько слоёв высококачественного стекла с тонкой прослойкой между ними, заполненной сухим воздухом или инертным газом. Все соединения оконных блоков выполнены настолько качественно, что обеспечивают полную защиту от проникновения влажности и холодного воздуха.

7. Монолитное строительство . Применение современных надежных и многофункциональных строительных машин и оборудования, оснастки (бетононасосов, бетоновозов (миксеров), бетонных заводов, инвентарных опалубок) и современных пластичных бетонов позволило перейти строительной отрасли на новый технологический уровень — возведение монолитных железобетонных зданий. Железобетонный каркас, межэтажные перекрытия и покрытия современного здания буквально «льют» из бетона в форму, которая заранее армирована и ограждена инвентарной опалубкой. Это даёт существенные преимущества по сравнению с ранее применяемыми технологиями:
Стены и перекрытия, построенные по монолитной технологии, равномерно армированы, практически не имеют швов в бетоне, что обеспечивает проектную прочность и жесткость здания, защиту армирующих металлических каркасных элементов от коррозии и агрессивной среды.
Несущие элементы конструкций имеют меньшую толщину, что позволяет снизить нагрузку на фундамент и нижестоящие конструкции. В итоге это снижает общестроительные затраты.
Появилась возможность проектировать и строить здания, уникальные по своей архитектуре и планировке, любой формы и конфигурации.
Несущий каркас из монолитного железобетона имеет существенно лучшие прочностные характеристики, что позволяет возводить высотные здания в 30 – 40 и более этажей.
Исключена по сравнению со сборным железобетонным строительством необходимость герметизации стыков и швов железобетонных элементов в период строительства и их регулярного ремонта в период эксплуатации здания.

8. Вентилируемые фасады. 90 % существующих сегодня зданий, построенных 30 – 50 и более лет назад, пришли в неприглядный вид, фасады либо вообще не облицовывались во время строительства, либо штукатурка потрескалась и разрушилась, а фасадная краска испортилась. В таких условиях стены большинства зданий не защищены от дождя и ветра, а в наших климатических условиях, в условиях значительных перепадов температур (нагреваний до +40 — +50°С и заморозков до -30 — -35°С), происходит быстрое разрушение поверхностей ограждающих стен (кирпича, бетона) от сужения и расшире ния структуры камня во время пересушки, переувлажнения, замораживания и оттаивания. В итоге нестарые каменные здания, построенные на хороших фундаментах, с хорошими прочными каркасами, с прочными несущими стенами и перекрытиями, которые могли бы прослужить не одну сотню лет, приходят в аварийное состояние уже через 50 — 70 лет по причине незащищенности ограждающих стен.

Не так давно в России (а в мире используется уже в течение около 50 лет) появилась новая технология защиты стен зданий – «вентилируемые фасады». Эта технология представляют собой навесную облицовочную систему, состоящую из кронштейнов, профилированных направляющих, крепежных и других элементов и может быть применена в любой период существования здания (чем раньше, тем лучше): в период строительства, в период реконструкции, в период ремонта.

Важнейшими достоинствами применения технологии вентилируемых фасадов являются:

защита наружных конструкций зданий от внешних воздействий (влажности и перепадов температуры),
придание зданиям красивого и «ухоженного» внешнего вида,
создание новых архитектурных линий зданий и цветовых решений: различные варианты и расцветки отделки (керамогранитные, композитные, металлические или другие панели),
утепление зданий и улучшение их теплотехнических характеристик,
простота сборки приготовленных в заводских условиях элементов.
Вентилируемые фасады — это отличная современная технология для защиты зданий от внешних воздействий, придания самого современного вида даже внешне весьма устаревшим зданиям и существенного продления срока службы каждого здания!

Кроме того, в условиях необходимой экономии энергоресурсов вентилируемые фасады дают дополнительную воздушную прослойку или предусматривают слой утеплителя, повышая теплотехнические характеристики зданий. В итоге, окупаемость затрат на вентилируемый фасад составляет 5 — 6 лет, а срок безремонтной службы 30 – 40 лет. А главное, затраты на такой фасад несоизмеримо меньше расходов на новое строительство взамен аварийного здания!

Таким образом, наряду с достоинствами технического и эстетического «порядков» вентилируемые фасады принесут несомненную выгоду собственникам зданий:
повысят долговечность зданий и сохранят ценность инвестиционного капитала собственников на многие годы,
повысят эксплуатационные характеристики здания за счет экономии затрат на отопление и на ремонты ограждающих конструкций,
придадут каждому такому зданию великолепный «товарный вид», повысив привлекательность для потенциальных арендаторов и возможных покупателей,
и, в конечном счете, значительно повысят капитализацию и рыночную стоимость таких зданий.

ОПРОСЫ владельцев недвижимости и их доверенных представителей

Источник: statrielt.ru

Cовременные технологические решения в строительстве

В секторе современного строительства инновационные решения сегодня востребованы с особой силой. Современное строительство – дело перспективное и выгодное. Но выгодным оно становится только при использовании правильных технологий. В настоящее время строительная отрасль переживает настоящий бум.

Это связано с постоянным наращиванием объемов жилого и промышленного строительства. Постоянно растущий спрос на высококачественное жилье требует от строителей применения все новых и новых инновационных решений при проведении строительных работ.

Инновационный кластер в строительстве в настоящее время развивается в следующих направлениях:

Совершенствование автоматизированных средств 3D проектирования с применением современного программного обеспечения (например, Tekla, Revit, ArhiCAD и др.) и создание отечественной САПР;

Применение новых материалов и технологий для обеспечения повышенной прочности и эффективности теплоизоляции, гидроизоляции, а также шумопоглощения в несущих и ограждающих конструкциях;

Разработка конструктивных решений, увеличивающих надежность и снижающих материалоемкость и трудоемкость работ.

Конечно это далеко не полный список – современные развивающиеся технологии используются на каждом этапе строительства. Практически не существует строительного объекта, где бы не было введено что-то новое по сравнению с предыдущим.

В области железобетонных конструкций основные разработки ведутся в следующих направлениях:

Эффективное армирование, в том числе поверхностное армирование сетками с применением арматурной стали классов А500С и В500С и высокопрочных бетонов, муфтовое сопряжение арматурных стержней и т.п.

Совершенствование сборно-монолитного строительства.

Применение энергоэффективных многослойных стеновых панелей, в том числе 2-х слойных элементов с использованием полистиролбетона или ячеистого бетона и других бетонов.

Внедрение анкерных устройств в узлах сопряжения элементов: анкерных болтов малой высоты с анкеровкой в тело колонн; петлевых арматурных и тросовых соединений в сборном панелестроении и др..

Совершенствование безбалочных перекрытий с применением дельта- балок «Peikko».

В области стальных конструкций основные разработки ведутся в сфере создания легких конструкций из сталей повышенной прочности, применения новых конструктивных систем (в том числе с использованием шпренгельных усилений); широко внедряются покрытия большепролетных сооружений и несущих систем из термопрофилей и пр.

Ежедневно ведутся работы по совершенствованию строительной техники. В этом направлении приоритет за точностью проведения работ, повышением экологических показателей техники, снижением уровня шума при проведении строительных работ, а также снижением себестоимости работ.

В секторе строительных материалов основными инновационными целями можно назвать повышение прочности материалов, улучшение эргономичности, использование экологически чистых составляющих, повышение теплоизоляции. Использование новых компонентов позволяет сегодня создать совершенно уникальные, красивые и теплые дома, не требующие больших вложений в энергоносители.

И одним из основных направлений конечно является улучшение технологий сборки строительных конструкций – повышение качества скрепления секций, улучшение характеристик фундаментов, повышение качества монтажа электро и санитарно-технического оборудования.

В наше время монолитное строительство — наиболее перспективная и удобная техника возведения жилых зданий (в частности жилых высотных зданий). Основной принцип монолитного строительства невероятно прост и понятен не только строителю, но и проектировщику и даже простому гражданину. Такой же принцип используется во время заливки фундамента.

Только тут «отливается все здание целиком». Это выглядит как цельный блок железобетона, невероятно прочного и долговечного. Особое свойство монолитного здания — прочность и жесткость конструкции. Тут попросту исключены трещины, стыки меж плитами. Дом всей своей конструкцией перераспределяет нагрузки на фундамент, чем нивелирует проблемы с осадкой здания.

Слабых сторон нет! Монолитное жилое здание не имеет никаких швов, что позитивно сказывается на звуконепроницаемости и теплосбережении в холодную пору года. Грамотное использование теплоутеплителей помогает экономить на энергозатратах жильцов. Монолит позволяет снизить массу и объемы используемых конструкций и в результате они на 25% легче кирпичных строений.

Меньше нужно материалов — меньше нужно за них платить. Выгода на лицо!

Отечественные проектировщики сегодня готовы перенять европейский опыт в определении конструктивной схемы зданий и сооружений. Многие строительные организации активно внедряют инновационные решения.

Домостроительные комбинаты устанавливают современные технологические линии, стремясь развивать рынок своих услуг. Организации все больше обращают внимание на современный зарубежный опыт в создании новых конструкций и опалубочных форм. Инженеры, занимающиеся проектированием несущих конструкций, знают, как важно правильно применить конструктивное решение и увязать его с другими разделами проекта. Известны случаи, когда ошибки в принятии конструктивного решения снижали эксплуатационную надежность и долговечность сооружения, вызывая изменение сроков эксплуатации, увеличение сметной стоимости объекта и повышение трудоемкости.

Уже многие западные конструктивные решения и материалы находят применение на территории Российской Федерации. На проводимых строительных форумах и выставках большая часть представленных инноваций также связана с применением зарубежных технологий.

Успешным примером является повсеместное применение в отечественном строительстве панелей перекрытия безопалубочного формования. Использование этих конструкций уже не вызывает сомнений, несмотря на то, что выполнить инженерный прочностной расчет панелей крайне затруднительно. Подбор марок данных конструкций по несущей способности выполняется по графикам (номограммам), полученным в результате компьютерного анализа 3D моделей и подтверждёнными натурными испытаниями. Другой яркий пример инноваций – активное использование стеновых и кровельных сэндвич-панелей. Без применения этих типов конструкций вообще трудно представить современный строительный рынок.

Активность внедрения зарубежных технологий и решений сдерживается порой недостаточным информированием участников отечественного строительного рынка о достижениях в этой сфере, а также отсутствием нормативно-правовой поддержки с российской стороны. При этом иностранные специалисты со своей стороны также не обладают актуальной информацией о российском рынке услуг и перспективах продвижения, разработки или адаптации своих инновационных решений. Другой причиной ограничения внедрения инноваций является тот факт, что в России до сих пор слабо используется общемировая практика защиты интеллектуальной собственности. Следствием этого является применение значительного числа «заимствованных» технологий, что позволяет предприятиям не платить за использование авторских прав.

Существует мнение, что импортируемые детали и конструкции значительно дороже российских аналогов. Действительно, проведенный анализ показывает, что стоимость ввозимых на территорию России изделий выше аналогичных отечественных на 30…40%. Однако, не стоит забывать, что вместе с этими конструкциями, изделиями, деталями или материалами, заказчик также приобретает и европейское качество.

Во всем мире последнее время все больше внимания уделяется разработке экологически чистых и энергосберегающих технологий, направленных на снижение вредного воздействия на окружающую среду и экономию энергии. Не остались в стороне и строители. Все большую популярность как на западе, так и в нашей стране приобретает так называемое «зеленое строительство».

Один из основных принципов экологического строительства — энергосбережение. Именно поэтому все большее внимание уделяется разработке технологий, которые бы позволили максимально снизить потери энергии в процессе эксплуатации зданий.

Последнее время производители утеплителей и изоляционных материалов предлагают множество современных технологических решений, которые лучше удерживают тепло внутри здания. Среди наиболее распространенных и эффективных материалов, используемых в «зеленом строительстве», отметим следующие:

Плиты из пенополистирола: дают возможность снизить расходы на строительство, увеличить скорость возведения стен здания, сократить объем строительного мусора, и, конечно же, обеспечивает эффективную теплоизоляцию.

Органическая теплоизоляция: создается на основе использования натуральных, экологически чистых материалов (неавтоклавный пенобетон, переработанная древесина и отходы деревообработки (древесноволокнистые или древесностружечные плиты), камышит, соломит, фибролитовые плиты, торфяные плиты и др).

Прочие теплоизоляционные материалы, неорганического происхождения: плиты на основе стекловолокна, плиты из каменной ваты, минеральная вата и др.

Около 25 % тепловой энергии теряется в наших домах через окна и двери. Поэтому экодом, должен иметь качественные стеклопакеты и двери, которые обеспечивают защиту от потерь тепла в холодное время года.

«Зеленое строительство» использует не только передовые энергосберегающие технологии, но и альтернативные источники получения электроэнергии. Как известно, солнце является огромным генератором, вырабатывающим колоссальное количество энергии. Почти половину всего солнечного излучения составляют тепловые (инфракрасные) лучи, именно на аккумулировании данного излучения и основаны все солнечные батареи. Доступность этого вида энергии обусловливает его активное использование в строительстве «зеленых» домов.

Как правило, солнечные батареи устанавливают на крышах зданий, но последнее время стали использоваться и особые фотоэлектрические стекла (SmartEnergyGlass). Такие стекла не только аккумулируют солнечную энергию, но и отлично сохраняют тепло в помещениях зимой.

Одно из центральных мест в «зеленом» строительстве занимают также технологии эффективного и рационального использования водных ресурсов. Даже в стандартах сбору дождевой воды посвящен целый раздел. Каждое «зеленое» здание обязательно имеет систему для сбора и хранения дождевой воды.

Дождевая вода обычно собирается с крыши здания. Конечно, такая вода не может использоваться, как питьевая, так как в процессе сбора в нее могут попасть пыль, грязь и прочий мусор. В зависимости от особенностей системы сбора полученная дождевая вода может использоваться для разных целей, чаще всего, она применяется для бытовых нужд: полива растений, мойки автомобилей, смыва в туалетах и т.д.

Новые современные технологии строительства должны быть бюджетными и помочь как можно большему количеству людей обрести свой дом. Строительство домов может быть недорогим и достаточно простым, и речь здесь идет как о блочных сооружениях, так и об их деревянных собратьях. Зная и применяя новейшие технологии, построить качественное жилище на сегодняшний день не составит особого труда. Сложно выделить или очертить хотя бы примерные направления, которые могут иметь продолжение в будущем. Их довольно много, и тесная взаимосвязь разных подходов при непосредственном строительстве не позволяет разграничить специализации технологий.

Например, вхождение стеклопластиковой арматуры влечет изменения в методах устройства фундамента, а применение композитных панелей предъявляет новые требования к фиксирующим элементам. Из этого следует, что новейшие технологии в строительстве направлены на достижение конкретной задачи с учетом и развития смежных областей. Предсказать, каким будет строительство через 20-50 лет, также невозможно. Сегодня входит в практику использование некоторых космических технологий, появляются пороховые инструменты – возможно, эти области уже скоро положат начало новым концепциям домостроения, оставив позади некогда революционный «теплый» пол, поликарбонатные сплавы и виниловые обои. Но в любом случае новейшие технологии в строительстве будут ориентированы на вполне традиционный набор характеристик современного дома – энергоэффективность, комфорт и эргономичность, надежность и долговечность, безопасность и экономность. Под такие запросы и подводятся технологии разработки строительных смесей, блочных материалов, оборудования и т. д.

Источник: idaten.ru