Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Ноябрь » 30 » Передовые тенденции развития строительной индустрии
20:24
Передовые тенденции развития строительной индустрии

   Мы живем в век экономической целесообразности и экологической безопасности. В отличие от средневековья и нового времени, сегодня при проектировании жилых и промышленных комплексов следует экономить занимаемую площадь поверхности, расход электроэнергии и теплоносителей, более полно учитывать экологические и эстетические составляющие проекта.

   В ходе все эволюции человечества, строительство непрерывно видоизменялось, что является следствием как научных открытии в области конструкционных материалов, так и социально-экономическими тенденциями развития общества.

   Многие архитекторы, конструкторы, научные сотрудники, и даже социологи и экономисты, предполагают картины мегаполисов будущего. Специфика урбанизации накладывает свой отпечаток на особенности архитектуры, дизайна и технических особенностей застройки в целом и каждого здания в отдельности. Попробуем и мы внести свою лепту в общий поток конструктивных решений данного направления. Кроме того, пробежимся по наиболее интересным из имеющихся проектов.

   Итак, увеличение плотности населения планеты неизменно приводит к стремлению увеличить вместительность зданий и сооружений при максимальном сохранении их стоимость и занимаемой площади земли. В данном направлении можно отметить небоскребы США и Западной Европы. Но, если говорить о качественных достижениях, я бы обратил пристальное внимание на многолетний опыт Японии и Южной Кореи, которые уже более полувека возводят высотные здания в самом сейсмически активном регионе планеты. Затраты при этом относительно скромные (по сравнению с США и Европой).

   К примеру, обращает на себя внимание идея шарнирного подвесного размещения здания на двух опорах из металлоконструкций (как на качели). При землетрясении колебания здания поглощаются металлоконструкцией в шарнирных соединениях, что позволяет выдерживать удары, которые не пережили бы стандартные высотки. При этом, возведение опор обходится недешево, что ограничивает массовое применение данного решения лишь регионами, где сейсмическая активность крайне высока.

   Если говорить о вместительности, то не стоит увлекаться особенно высокими зданиями. Как показала практика, возведение таких зданий обходится дороже, чем нескольких зданий средней высоты при той же вместительности. Это связано со сложностями расчета на прочность, так как, опоры из металлопроката имеют значительный коэффициент теплового расширения, а ж/б конструкции отличаются ограничениями по вибрационной стойкости и заметной хрупкостью. Отдельно следует отметить, что чем выше и больше здание, тем больше проблем оно создает при падении (например, в связи с ударом самолета, терактом, землетрясением, естественным износом или прочими мало прогнозируемыми проблемами). Поэтому высотные здания строят со значительно большим запасом прочности, чем здания средней высоты.

   Кроме того, в случае сноса высоток или их капитального ремонта, возникают проблемы с повреждениями соседних зданий (в условиях плотной застройки современного мегаполиса). Это дополнительно ограничивает области их применения.

   Таким образом, оптимальная высота зданий для современной застройки ближайшего будущего составляет 9-15 этажей. Здания более 20 этажей целесообразны лишь как памятники и достопримечательности, когда затраты на возведение и занимаемая площадь имеют второстепенное значение.

   Более-менее разобравшись с высотой зданий, обратим взор на материалы. Основными строительными материалами сегодня являются: железобетонные блоки, стальной прокат, кирпич, утеплительные материалы и алюминиевый прокат, а так же, стекло. Бетонные панели являются основной опорной частью любого здания, работающей на сжатие, поэтому от них требуется максимальное качество при минимальной экономии на цене. Стальной прокат целесообразно производить с максимальной долговечностью и возможностью работы в тяжелых условиях. Использование низкоуглеродистых сталей посредственного качества (таких как ст.2 или ст.3) в ближайшую сотню лет сойдет на нет. Для высотных зданий очень удобно использовать сплавы с добавлением большого количества марганца при небольшом содержании углерода, такие сплавы отличаются практически нулевым коэффициентом теплового расширения при высокой ударной вязкости и достаточной прочности. Сборку каркаса из подобного проката можно быстро осуществлять методом сварки.

   Небольшая добавка алюминия или меди (0,4-1,5%) значительно повышает стойкость сталей к коррозии, для работы в условиях высокой влажности стоит применять стали, дополнительно легированные небольшой добавкой хрома (2-11%). Эти добавки недороги и в разы повышают долговечность конструкций, работающих при высокой влажности (например, мосты или плотины, водоочистные сооружения и мн. другое).

   Кирпичи редко используют для сборки несущего каркаса, чаще их применяют для отделочных работ, установки внутренних перегородок или дополнительной теплоизоляции, поэтому, особенно высокая прочность ля кирпичей не требуется. Как уже говорилось ранее, кирпичи и другие вспомогательные строительные материалы стоит производить со значительной добавкой отходов переработки вторичного сырья (шлак, зола, пеки, силикатные остатки, пустая порода, переработка мусора и мн. другое). Так же, можно использовать вторичное сырье для производства многих утеплителей, например, стекловаты в матах или керамзита.

   Среди материалов для утепления наилучшим является только что упомянутая стеклянная вата. Для повышения механической прочности и повышения стойкости к воздействию воды, а так же, облегчения монтажа, стоит покрывать маты 1-3 слоями стеклоткани и прошивать в нескольких местах полимерной нитью (стеклянный жгут не обладает достаточной динамической прочностью).

   Широкое внедрение полимеров в строительную индустрию за последние несколько десятилетий, не получит дальнейшего распространения. Полимеры имеют, как минимум, два огромных недостатка, с которыми вплотную знакомы владельцы пластиковых окон. Во-первых, релаксация приводит к постепенному изменению формы и размеров изделия при положительных температурах, и отличает полимеры излишней хрупкостью при низких температурах. Во-вторых, полимеры подвержены активному старению под воздействием света, тепла, химических реагентов, кислорода, воды и пр. воздействий, что в итоге приводит к изменению цвета поверхности и образованию трещин (что наглядно хорошо видно на примере резиновых шлангов). Конечно, можно производить полимеры высокого качества (тефлоны, силиконы, боропластики, углепластики и пр.), для которых такие недостатки ничтожны, но, данные полимеры дороги, что на фоне ограниченности запасов нефти и природного газа, будет приводить к постепенному удорожанию полимерных конструкций в строительстве и других областях.

   Стекло следует отметить отдельно. Несмотря на высокую хрупкость и некоторое наличие негативных релаксационных свойств, стекло отличается высочайшей долговечность (нет химической или фотохимической деструкции как для полимеров), огромной сырьевой базой и простотой переработки (обычное плавление). Кроме того, стекло обладает значительными теплоизолирующими свойствами и пропускает свет, что немаловажно для теплиц, аллей, производственных, академических и пр. зданий и сооружений.

   Алюминиевый прокат отличается хорошей стойкостью к коррозии, легкостью переработки и малым весом. Он прекрасно подходит для монтажа любых прозрачных стеклянных конструкций, особенно большой высоты. Так же, алюминиевые конструкции отличаются высочайшей экологической безопасностью эксплуатации (в отличие от большинства полимеров).

   В целом, технология возведения зданий и сооружений, вряд ли заметно изменится за ближайшие 50-100 лет. Об особенностях проектирования и о ряде интересных архитектурных решений в области строительства, мы поговорим в ближайшее время.

Категория: Пища для размышлений | Просмотров: 785 | Добавил: Chemadm | Теги: конструкционные материалы, Технологии строительства, экология | Рейтинг: 5.0/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]