АЛЧЕВСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» УНИКАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА Выполнила: студентка группы №46 Бондаренко Анастасия Руководитель: преподаватель Шишкина Л.Н.
Применение новейших технологий в строительстве обусловлено, в первую очередь, стремлением к оптимизации процессов возведения зданий и сооружений. Любая стройка – это достаточно длительный, затратный и сложный процесс. А чем легче, быстрее и дешевле будут требуемые работы, тем выше будет эффективность всей отрасли. И здесь на помощь приходят новые технологии, меняющие взгляд на традиционное строительство. За последние несколько лет исследователи этого направления разработали самовосстанавливающиеся материалы, революционные системы охлаждения и отопления зданий, а также технологии, которые позволяют зданиям, как живым растениям, очищать воздух от скопившегося смога. Самовосстанавливающийся бетон, 3D-печать структур из мицелия и плиты из картофельных очистков — эти и другие разработки открывают новые возможности для экологичного строительства.
Фасадная система из микроводорослей Адаптированная фасадная система из микроводорослей улучшает качество воздуха и производит возобновляемую энергию с помощью встроенных фотобиореакторов. Адаптируемые Х-образные модули соединяются между собой, образуя решетчатую конструкцию, которая затем размещается внутри металлического каркаса.
Древесно-стружечная плита из картофельных очистков Это экологичная альтернатива одноразовым материалам, таким как МДФ и ДСП. Chip[s] Board изготовлен из картофельных очистков без использования формальдегида или других токсичных смол. Авторы проекта стремились решить проблему пищевых отходов и более ответственного использования строительных материалов. Для экологичной замены привычным панелям используются картофельные очистки, образующиеся в результате промышленной переработки пищевых продуктов. С помощью получившегося связующего вещества и термического прессования композита дизайнеры формируют прочный лист картона, который может быть использован для создания мебели и строительства.
Бетон — материал, без которого не обходится, наверное, ни одна стройка. Он обладает огромной прочностью и способностью выдерживать колоссальные нагрузки. Но под воздействием влаги, ветра и других внешних факторов монолит постепенно разрушается. Казалось бы, решить эту проблему невозможно. Но специалисты из Голландии разработали удивительную технологию, благодаря которой бетон восстанавливаться без участия человека. Он в буквальном смысле реставрирует сам себя. В состав бетона вводят молочнокислый кальций, а потом заселяют его живыми бактериями, которые питаются этой добавкой. Перерабатывая ее в известняк, эти микроорганизмы заделывают трещины и каверны. Пока эта разработка еще не получила широкого распространения, но возможно, в будущем она совершит революцию в строительстве, позволив отказаться от ремонтных работ. Самовосстанавливающийся бетон
3D-печать с использованием живого мицелия Метод 3D-печати с использованием живого мицелия можно применять для формирования колонны из грибов, которая в дальнейшем станет структурным строительным элементом. Двухметровая Tree Column имеет ребристую структуру, напоминающую ствол дерева — такая форма помогает создавать оптимальные условия для роста мицелия. Проект создан с помощью корневой структуры грибов и выброшенных стаканчиков из-под кофе. После печати на 3D-принтере мицелий, поглощая бумажные отходы, производит больше грибов. Затем материал высушивается для создания несущего архитектурного элемента с естественными изоляционными и огнезащитными свойствами.
Прозрачная алюминиевая керамика Оксинитрид алюминия, представляющий собой керамический материал на алюминиевой основе. Этот концепт объединяет в себе сразу несколько на первый взгляд несовместимых особенностей: Во-первых, он почти так же прозрачен, как и обычное стекло – его светопропускание составляет 80%. Во-вторых, он очень крепок – его прочность в 4 раза выше, чем у закаленного кварцевого стекла. В-третьих, при равных прочностных характеристиках он в разы тоньше и легче традиционных видов защитного остекления. Разработка этого материала открыла новые перспективы для производителей бронестекол, защитных перегородок и огромного перечня других изделий.
Роботы-термиты Эти роботы могут объединяться в команду и создавать сложные трёхмерные конструкции без чертежей и планов, опираясь при этом лишь на данные о рельефе местности и близлежащих строительных «блоках». Особенность этих роботов заключается в стратегии, которую они используют — это так называемая «стигмергия», которая представляет собой скрытую форму коммуникации, позволяющую передавать информацию и координировать работу опосредованно, через особенности рельефа, рукотворные структуры и химические сигналы. По мнению разработчиков, «роботы-термиты» смогут помочь в строительстве дамб при разливах рек и морей, а также временных убежищ, необходимых, например, после землетрясений.
Стеклянная черепица Стеклянная черепица полная противоположность тому, что мы привыкли видеть на наших крышах. Кроме своего потрясающего внешнего вида, черепица обладает рядом неоспоримых преимуществ: экологически чистый материал, сделана из обычного стекла; долговечна, устойчива к коррозии и ультрафиолетовым лучам; пригодна для всех климатических зон; переносимость больших нагрузок; комбинируется с керамической черепицей, т.к. полностью совпадает с ней по размерам и даже по весу; использует солнечную энергию для обогрева. Благодаря воздушным карманам, которые служат теплообменником, в течении долгого времени сохраняет тепло. Зимой кровля самоочищается от снега, он тает от тепла. При укладке под черепицу подстилают полотно из черного нейлона. Когда солнце нагревает стеклянную поверхность, нагревается и воздух под ней. И эту энергию можно использовать не только для обогрева крыши, но и для других нужд. Так, если проложить под кровлей трубы и пустить по ним воду, система станет дополнительным источником тепла для мансарды.
Напечатанные на 3D-принтере дома Строительство домов—это дорого, долго и неэкологично. Дешевое и красивое жилье можно создать всего за сутки с помощью 3D-принтера. Технология быстро набирает популярность и, вполне возможно, скоро будет использоваться не в единичных случаях, а при строительстве целых кварталов. Первый жилой дом на 3D-принтере по проекту «АМТ-Спецавиа» напечатали еще 2017 году , тоже в Ярославской области. Площадь здания составила 300 кв. м. Сообщалось, что дом печатали по частям и собирали на стройплощадке, как конструктор. Недалеко от Ярославля (около поселка Туношна) началось строительство поселка с помощью 3D-принтера. Сейчас завершается строительство первого дома, всего в поселке будет 12 домов, напечатанных с помощью полевого строительного принтера S-300.
Кирпичи из губки для ванны Это материал на 100% природного происхождения. В его составе люфа (растение, из которого делают губки для ванны), древесный уголь, грунт, и цемент. Все материалы смешиваются, спрессовываются. Благодаря губке, они имеют больше воздушных полостей, а потому весят меньше чем газоблоки или пеноблоки и хорошо сохраняют тепло внутри здания. Использовать этот материал для строительства домов предлагают ученые из Мумбаи.
Дома из переработанного мусора В эпоху потребления проблема отходов стала как никогда актуальна. огромное количество производимых благ и несовершенные технологии производства порождают экологические катастрофы. Одно из возможных решение этой проблемы- превращение отходов в полезный, востребованный материал. Еще один перспективный метод строительства и одновременно избавления планеты от накопленного хлама — использование бутылок, бумаги, окурков, пластика, алюминиевых банок дерева, стекла и других подобных материалов при постройке различных сооружений. «Использование отходов стройки в качестве вторичного сырья в строительной сфере позволит сократить расходы на первичные ресурсы, которые добывают, причиняя вред окружающей среде», — заявила эксперт научно-технического совета Росприроднадзора Наталья Беляева.
Светящийся в темноте цемент Эта технология может сэкономить много энергии и выглядит весьма эстетично. Такой материал с высокой энергоэффективностью, как ожидается, будет использоваться в ванных комнатах, бассейнах, фасадах, парковках и кухнях. Светящийся элемент может давать свет вечером около 8-12 часов. Сила излучаемого света может регулироваться, чтобы не доставлять дискомфорта жильцам.
Хвойные панели Этот материал появился благодаря тенденции к использованию экологически чистых продуктов. Сырьем для него служит спрессованная еловая хвоя. В качестве связующего выступает содержащаяся в иглах клейкая смола. Никакие другие химические вещества в производстве не задействованы. В результате получается листовой материал, который используют в качестве подложки под ламинат и паркетную доску. Размер хвойных панелей — 590 × 850 мм, толщина же может составлять 3-7 мм. На пол их укладывают по диагонали, встык, и фиксируют скотчем, чтобы предотвратить расползание. Хвойный агломерат хорошо сохраняет тепло, но не отличается высокой прочностью. Кроме того, во влажной среде он может покрываться плесенью.
Прозрачное дерево Непросто представить себе доски, которые на ощупь напоминают дерево, а внешнему виду – стекло. Однако это так. Обработка древесного шпона специальными полимерами позволила сделать дерево практически прозрачным. Новый материал в прочности не уступает натуральному дереву. В отличие от стекла он не бьется при ударе, а также не дает бликов. Использовать такой инновационный материал создатели предлагают в отделке стен или крыши зданий. Он позволит максимально сохранить естественное освещение в помещении и снизить затраты на энергопотребление. Этот материал получают из бальзового дерева, которое имеет самую низкую плотность волокон. Его обрабатывают при комнатной температуре в специальной окислительной ванне, что позволяет добиться полного обесцвечивания. После материал пропитывают синтетическим полимером — поливиниловым спиртом (ПВС). Прозрачная древесина обладает следующими преимуществами по сравнению со стеклом: экологичность, энергоэффективность, прочность, лёгкость. Однако пока материал уступает стеклу в прозрачности (примерно на 15–20 %).
Бетон, усиленный карбоном Несущая способность углеродного бетона в шесть раз больше, чем у железобетона, а плотность в четыре раза ниже. Кроме того, карбон не ржавеет. Таким образом, бетонное покрытие может быть уменьшено до 80 %. Это также экономит ценный и ископаемый ресурс песка и снижает выбросы CO 2, которые образуются во время производства. Углеродный бетон, таким образом, намного легче и экологичнее. Эксперты оценивают срок службы этого инновационного строительного материала от 150 до 200 лет. Стены домов из карбобетона получаются тонкими и легкими, поэтому его уже начинают использовать в качестве межкомнатных перегородок. Планируются исследования волокон растительного происхождения, добавление которых в бетонную смесь позволить уйти от углерода, производного нефти.
«Умные» дороги Эта концепция представляет собой вероятное будущее транспортной системы. Она предполагает строительство не просто полотен из асфальта или бетона, а создание сложных инженерных сооружений, в которые будут интегрированы различные датчики и технологии беспроводной связи. Все это поможет сделать движение по дорогам более комфортным, безопасным и экологичным. Водитель сможет в режиме реального времени получать информацию о дорожной ситуации, находить свободные парковочные места, контролировать состояние дорожного покрытия и т.д. Кроме того, предлагается реализовать в таких «умных» дорогах технологии генерации электроэнергии. Если эта идея будет воплощена, то автомобиль, двигаясь по дороге, будет вырабатывать электричество, которое будет идти на подзарядку электромобилей и освещение городского пространства. «Умные» дороги — это не просто проезжая часть, а комплексная система, позволяющая транспорту в автоматическом режиме взаимодействовать с окружающей инфраструктурой, а самой инфраструктуре — получать важную информацию от транспорта и окружающей среды.
«Вертикальный» город «Вертикальный» город — город, в котором большую часть застройки занимают высокоэтажные здания, таким образом увеличивая город ввысь, а не вширь. Это одна из ключевых концепций дальнейшего развития мегаполисов. Она предполагает, что застройка будет расти не вширь, а ввысь: дома будут становиться все выше, а процесс их строительства станет похож на игру в Tetris. Предполагается, что в одном таком сооружении, занимающем относительно небольшую площадь, смогут проживать до нескольких тысяч человек.
