Инновационные технологии – это средства и методы, предназначенные для последовательного осуществления нововведения. Иными словами, инновации – двигатель прогресса. Без них не обходится ни одна реформа или важное производственное решение, ведь для воплощения новой идеи в жизнь нужны уникальные разработки и модифицированное оборудование. Особенно важно внедрение современных систем в период экономического роста, когда предприятия расширяют производство и нуждаются в качественной технике.
На сегодняшний день внедрение инноваций широко распространено и в сфере тяжелой промышленности, и в сфере товаров и услуг. Последняя пользуется популярностью у всех слоев населения: спрос на общеупотребительные товары стабилен, а на услуги постоянно растет. Таким образом, инновационные технологии в строительстве – области, актуальной во все времена, - играют одну из ведущих ролей на всем экономическом поприще.
Инновации в строительстве
Технологии современного строительства активно развиваются и преследуют определенные цели и задачи. К таким относятся экономия ресурсов, экологичность, внешнее соответствие временному промежутку, долговечность и многие другие. Они определяют качество создаваемого продукта и повышают престиж заказчика. Помимо перечисленных, существует и другой, не менее важный фактор, который помогает внедрять инновационные технологии. В строительстве это увеличение скорости возведения постройки.
Что нужно для строительства?
Ни один вид строительства не может существовать без строительных материалов. Они бывают нескольких видов:
- Вяжущие – гипс, цемент, известь.
- Ограждающие конструкции – панели и блоки различных материалов.
- Материалы отделки.
- Гидроизоляционные и кровельные, которые созданы на основе полимерных или битумных связующих.
- Герметизирующие – мастики, жгуты, прокладки для лучшей изоляции.
- Бетонные заполнители естественного и искусственного происхождения.
- Санитарно-технические изделия из металлов, асбестоцемента, железобетона и др.
Инновационные технологии в строительстве или строительных материалах используются так же широко, как и в других научных областях. Так, например, создан новый материал – фиброцемент, который позволяет сделать фасадные плиты крупноразмерными и самоочищающимися. Помимо этого, стены из данного материала утеплят помещение и создадут рельефную поверхность, обеспечив тем самым современный внешний вид.
Виды строительных работ
Определить строительство как выполнение конкретных типов работ невозможно. Это понятие широко распространено и включает в себя различные виды деятельности - от бурения скважин до сооружения жилых зданий. Каждая область пользуется спросом и повсеместно развивается, что толкает производителей создавать все новые и новые технологии.
Частные дома и малоэтажное строительство
Малоэтажные постройки – это дома высотой 1-2 этажа. Чаще всего такие сооружения воздвигают для собственных нужд – такой дом называется коттеджем, дачей или просто загородной недвижимостью. Популярность подобных строений увеличивается с каждым годом все больше: городские жители устают от постоянного шума и стремятся к тишине и уединению. Однако это не значит, что дом не должен быть комфортным, поэтому инновационные технологии в строительстве частных домов приходятся как раз кстати.
Главной целью возведения частного жилого дома является комфорт и хорошее самочувствие владельцев. Обеспечить его могут инновационные строительные материалы. Выбор в данной области практически не ограничен: существует множество видов уникальных материалов, из которых создаются блоки с совершенно новыми качествами. Многие из них имеют небольшой вес, так что теперь человек может построить дом, не прибегая к посторонней помощи.
Разновидности бетонных блоков
Инновационные технологии в малоэтажном строительстве достигли определенных высот, и старые бетонные плиты отошли на второй план. Существует два вида бетонных блоков:
- Пенобетон изготавливается путем смешивания строительного раствора и пенообразователя. В результате получается легкий и недорогой материал, который обеспечивает хорошую теплоизоляцию и позволяет стенам "дышать".
- Газобетон имеет тот же состав, но с добавлением кварцевого песка. Таким образом, прочность материала значительно превосходит бетонные блоки, произведенные по устаревшей технологии.
Оба качественны и удобны в применении, поэтому играют ведущую роль на рынке строительных услуг.
Инновационные технологии в строительстве домов должны обеспечивать энергосбережение и звукоизоляцию, возможность быстрого возведения постройки, небольшой вес сооружения и комфортный микроклимат внутри. Снижение затрат на строительство и экологическая безопасность играют важную роль во внедрении инноваций, ведь именно эти качества отличают технологии новейшего времени от прежних.
Дорожное строительство
Строительство дорог в любом государстве – это вопрос стратегического значения. По качеству полотна можно судить об обеспеченности и ответственности местной администрации. К тому же сокращение издержек избавляет от дальнейших расходов на содержание и реконструкцию разбитой дороги. Инновационные технологии в дорожном строительстве действительно важны: за их счет повышается качество полотна и уменьшается его себестоимость.
Правительство давно пытается решить хотя бы одну из двух российских проблем. Дороги стали строиться по методикам более развитых в этом плане государств. Однако нестабильные погодные условия и особенности эксплуатации сводят иностранные разработки на нет. Этот факт имеет двоякое значение: с одной стороны, невозможность применения зарубежных принципов влечет за собой напрасные траты на изучение технологий и специалистов. С другой стороны, это толкает российских ученых на создание собственных технологий, следовательно, внедрения инноваций.
Этапы строительства автомобильных дорог
Все дороги состоят из дорожной одежды и земляного полотна. Последнее является основой для новых слоев, которые накладываются сверху. Дорожная одежда – это многослойная конструкция, состоящая из покрытия – прочного верхнего слоя, и основания – несущей части дороги, которую составляют слои каменного материала или обработанного грунта.
Земляное полотно
Одной из главных причин низкого качества дороги является ненадежность ее основания – земляного полотна. Для того чтобы обеспечить долгосрочную службу трассы, оно должно обладать высокой несущей способностью. В противном случае ям и других серьезных повреждений не избежать. Инновационные технологии в строительстве земляного полотна нацелены на повышение скорости процесса и долговечности результата, а также на устранение факторов, оказывающих негативное влияние на качество строительства.
Существует множество инновационных материалов, которые обеспечивают земляное полотно всеми качествами идеальной базы для будущей дороги. Примером модификации является разработка уникальной геооболочки. Она изготавливается из почвогрунтов, которые обладают химической стойкостью и экологической безопасностью. Помимо этого, почвогрунт не подвержен воздействиям биологического фактора, а значит, разрушительное влияние микроорганизмов не него не действует.
Геооболочка – яркий пример того, как сильно могут поменять инновационные материалы качество конечного продукта. Гибкое основание предотвращает проседание грунта. Трехмерная геометрическая форма обеспечивает оптимальную влажность. Способности дренажа, равномерного распределения больших нагрузок и сопротивления сдвигам почвы отбрасывают сомнения в надежности модификации, и ее использование больше не вызывает вопросов.
Особенности строительства автомобильных дорог
Земляное полотно универсально: его используют и при строительстве железных путей, и при прокладывании обычной сельской дороги. Специализированные дорожные комплексы воздвигаются по особому алгоритму. Инновационные технологии в строительстве автомобильных дорог играют важную роль: они уменьшают издержки как на процесс воздвижения постройки, так и на будущую ее эксплуатацию.
Нововведения в строительстве автомобильных дорог
Разработкой инноваций занимаются ученые-инженеры. На сегодняшний день существует множество новых технологий, которые уже нашли широкое применение в строительстве дорог на территории всей страны. К таковым относится технология вспенивания битумов во время изготовления асфальтобетонных смесей. Специально для этих целей в привычный набор оборудования введены гудронаторы или автогудронаторы со встроенной внутрь корпуса мешалкой.
Устройства слоев износа по новым технологиям и катионные битумные эмульсии позволяют продлить срок качественной эксплуатации автомобильных дорог в полтора раза. Техническое оборудование вроде усовершенствованных асфальтоукладчиков, автогудронаторов и катков упрощает процесс укладки асфальта, позволяя сэкономить на выплатах рабочим, неэффективных материалах и издержках, связанных с быстро наступившей непригодностью дорожного комплекса.
Инновационные технологии проектирования и строительства дорог значительно повышают качество дорожных работ и толкают ученых на создание модифицированных строительных материалов. Движение к идеалам западного производства дает надежду на то, что когда-нибудь и Россия сможет похвастаться качественными автомобильными дорогами.
Инновационные технологии в строительстве: польза или вред?
Мнения знающих людей на этот счет расходятся. Одни утверждают, что затраты на разработку, введение в эксплуатацию и обучение рабочих новым принципам строительства не оправдывают конечный результат. К тому же инновационные технологии требуют долгой и тщательной проверки на качество, удобство использования и тонкости эксплуатации. Это занимает время. Доля правды в словах скептиков есть: затраты на проектирование модификаций и всестороннее их изучение действительно существуют, но они ничтожны по сравнению с выгодой, которую получает государство, экономя на ежемесячном ремонте разбитой дороги.
Значение внедрения инновационных технологий в строительстве велико. Они значительно сокращают затраты и время на возведение постройки, увеличивают срок службы сооружения, обеспечивают внешнее соответствие времени. Модифицированные материалы, предназначенные для строительства домов, улучшают качество жизни владельцев. Все инновационные технологии разрабатываются с учетом негативного влияния внешних факторов; они становятся экологичными и безопасными.
Инновации – двигатель прогресса?
Широкое распространение инновационные технологии в строительстве получили благодаря растущему спросу на недвижимость. И частные, и государственные предприятия стремятся улучшить качество объектов с целью повысить свой престиж в глазах общества. На государственном уровне он должен подняться в глазах других стран – это необходимо для грамотных отношений с представителями зарубежья. Для обычного человека обществом могут являться друзья, знакомые или просто прохожие, которые остановились, чтобы как следует рассмотреть архитектурный шедевр.
Инновационные технологии в строительстве или строительных материалах нужны не только для того, чтобы двигать науку вперед и улучшать качество построек, но и для увеличения темпа общественного развития, ведь важной характеристикой прогресса является современное техническое оснащение.
Развитие-необходимая составляющая процессов, происходящих вокруг нас, без которой становится невозможным повышение качества нашей жизни. В данной статье речь пойдет о инновациях в строительстве, но только тех, которые являются не просто нововведением, а скорее необходимой составляющей, позволяющей вывести процесс и экономику строительства на более высокий уровень, а, проще говоря, являются двигателем развития отрасли. Итак, рассмотрим несколько инноваций, которые, при использовании их в серийном производстве, смогут значительно упростить, ускорить и удешевить метод возведения зданий.
КОНТУРНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО.
Если говорить о способах возведения малоэтажных домов, то наиболее перспективной технологией, с помощью которой становится возможным произвести революцию в строительстве, является 3D печать. Сам метод практически универсален, так как существует 7 технологий 3D-печати с различной точностью.Технология уже используется в самых разных сферах, вплоть до машиностроения и медицины.
Нас интересует контурное строительство по технологии схожей сFDM – послойного создания объекта при помощи наплавления материала – которая позволяет возвести ограждающие и несущие стены. А в потенциале – автоматизировать отделочные работы и прокладку инженерных сетей. На сегодняшний день самое успешное и привлекательное контурное строительство продемонстрировала компания из поднебесной ShanghaiWinsun, которая уже строит дома по этой технологии. Их детище способно напечатать дом примерно 6,4 м высотой и шириной 9,75м. Изначально компания представила лишь несколько одноэтажных жилых домов, возведение которых заняло 24 часа. Сооруженный принтер заправлялся цементом и строительными отходами, а чтобы отказаться от опалубки в смесь добавлялся затвердитель. Вскоре был сооружен принтер, производящий отдельные цельные блоки будущих домов, которые укрепляли арматурой и дополняли теплоизоляционными материалами, затем монтировали на месте. Стены таких домов практически полые, а прочность и устойчивость конструкции придает зигзагообразная подача смеси внутри таких стен.
Стоит отметить, что наиболее интересными объектами, построенными компаниейWinsun, являются пятиэтажный дом и вилла площадью 1100 м2 и стоимостью $161 тыс. Несмотря на дорогостоящее строительство у компании есть заказы. Это объясняется экономической составляющей: метод позволяет экономить 30-60% строительных материалов, благодаря использованию переработанных строительных материала и мусора. Последний проходит очистку и становится безопасен для использования человеком. Применение такой смеси материалов значительно снижает выброс углекислого газа в атмосферу. Также удивляет скорость возведения таких домов – время на строительные работы снижается до 70%.
В рациональности данного метода сомневаться не приходиться.
Но и у него есть недостатки, требующие доработки – это проблема использования технологии в высотном строительстве и, как следствие, проблема армирования стен, невозможность строительства на холмистой местности. Также метод не решает проблему возведения перегородок и кровли.
Но и этим вопросом сейчас занят Андрей Руденко – инженер США, занятый в частном проекте по возведению жилых конструкций. Он уже предлагает свой способ как армирования, так и строительства зданий на не выровненном участке. А то, насколько он продвинулся в своих начинаниях свидетельствует замок в Миннесоте. Материалом для возведения служил обычный бетон, который армировался в ходе возведения замка.
МОДУЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО.
Внедрению в строительную отрасль сильно мешает громоздкость и неудобство эксплуатации машин для 3D-печати зданий. Американские дизайнеры Захари Шох и Юджин Ли предложили свое видение эволюции в строительной отрасли. Захари напечатал на изобретенном им принтереEuclid части дома-модули. Детали собрали на месте. Плюс технологии заключается в том, что материалом для печати служил пластик-легкий, ударопрочный и износостойкий. Модули, напечатанные на таком принтере необычны по форме и полые внутри. Это сделано для возможности заполнения полостей теплозащитным материалом и возможностью прокладки инженерных сетей и коммуникаций. Детали сделаны в форме буквы S, что делает их универсальными. Скорость печати такого дома высока и составляет 18 часов. Сборка дома не потребует специнструментов.
Минусом этого новшества является использование для печати пластика ABS. При его нагревании образуются пары ядовитого акрилонитрила, поэтому рекомендуют воздержаться от использования ABS для 3D-печати прототипов, а использовать более безопасный для человека PLA. Но этот пластик не такой износостойкий и разлагается через несколько лет, поэтому его использование для печати модулей дома Захари невозможно. К минусу можно отнести маленький рабочий объем Euclid, который составляет всего лишь 1,12х1,12х1,12м.
Эту технологию рационально использовать для торговых объектов из-за легкого монтажа и демонтажа всей конструкции. Но опять же, возможно, выгоднее будет использовать элементы, полученные профильной экструзией, а не напечатанные на 3D-принтере.
Многие компании разрабатывают модульное производство, исходя не только из экономической целесообразности, а следуя направлениями в архитектуре и заботясь о том, чтобы их продукт причинял меньше вреда экологии. Например, голландская компания BeingDevelopment, которая объявила о запуске производства шести домов.
Дома, выполненные из экологически чистых материалов, будут собираться на месте. Не перерабатываемые отходы от такого строительства не будут превышать 2%. Все дома задуманы одноэтажными, но разные по типу и площади: XS Вилла (62 м2), Патио дом (82 м2) и Бунгало (144 м2),Vide дом (175 м2), Лофт дом (220 м2) и Гранд Патио (288 м2). Первые три уже запущены в производство, остальные будут представлены в ближайшее время.
Другую интересную разработку представила китайская корпорация «Чжода», которая в рамках расселения аварийного жилого фонда ведет строительство домов в нашей стране в республике Саха. Их модульные дома не только имеют привлекательную себестоимость – 15 тыс. руб. за 1 кв.м (без учета затрат на фундамент и инженерную инфраструктуру), но и позволяют объединять блок-модули с возможностью расширения пространства, практически руководствуясь только пределами своей фантазии. Возможна установка системы коммуникаций, функционирующей на принципах “умного дома”. И, конечно, модули выполнены из современных и экологически чистых материалов. Дизайн таких домов интересен и удивляет продуманность внутреннего пространства для максимально комфортного проживания в них.
Такие дома, при необходимости, легко транспортировать, как и все модульные постройки.
Модульное строительство становится все более популярным, но здесь отметить, что такая технология требует под себя разработку нормативной документации. Но стоит отдать должное, что данная технология оправдана во время кризиса, вытесняя капитальное строительство, что касается строительства малоэтажных зданий.
Инновационные материалы в строительстве
Возникновение таких материалов подчинены таким факторам как: скорость возведения здания, его прочность, достаточные тепло- и звуко- изоляционные свойства, экологичность и т.д.
На основе вышеперечисленного заслуживает внимания разработка израильской компании KiteBricks. Их запатентованная в США технология по производству строительных блоков SmartBrick удивительно напоминают детали из конструктораLego. Выполнены блоки из высокопрочного бетона. Форма блоков позволяет легко соединять их между собой. А воздушные полости, образующиеся при соединении, служат как тепло- и звуко- изоляцией, так и могут быть использованы для прокладки элементов инфраструктуры. Самое интересное, что этот метод предлагает полностью отказаться от цементно-песчаного раствора, т.к. соединение их происходит через пазы и дополнительно скрепляются двухсторонней липкой лентой типа 3M VHB, отличающейся супер-стойкостью. При необходимости возможно произвести «армирование» таких блоков путем помещения арматуры в специальные каналы. Необходимость в финишной отделке поверхности стены из таких блоков отпадает.
Заявлено, что блоки можно использовать при устройстве фундамента и перекрытий, т.к. имеют жесткость сравнимую с железобетоном.
В планах у компании создание роботов-строителей, как на фотографии, представленной выше. Они будут собирать здание из этих кирпичиков.
Но самая удивительная технология представлена голландскими учеными Эрик Шлэнджен и Хенк Йонкерс, которые разработали особый вид биобетона. Он способен «самовосстанавливаться», решая проблему попадания влаги внутрь материала и его дальнейшего разрушения.
Все дело в спорообразущих бактериях рода Bacillus, которые входят в структуру бетона. Чтобы поддерживать численность бактерий в бетон добавили микрокапсулы с лактатом кальция, которые имеют долгий срок хранения. Но такой бетон нельзя применять с некоторыми видами красок, покрытий и строительных смесей. Бактерии плохо переносят экстремальные погодные условия, поэтому ученые будут наблюдать за состоянием бетона в реальных условиях на протяжении двух лет. За это время планируется решить существующие недостатки бетона.
Другие исследователи из Корнейского университета (Голландия) SabinDesignLab, и JennySabinStudio сделали ставку на печать керамических кирпичей высокого разрешения PolyBricksпри помощи так нам знакомого 3Dпринтера. Кирпичи похожи на шлакобетон и не нуждаются в специальных растворах для соединения между собой. Скрепление соседних деталей происходит через пазы конической формы, получившее название «ласточкин хвост». Кирпичи проходят несколько стадий обжига для уменьшения коробления и деформации.
Конечно эта технология экономически эффективна, ведь используются бюджетные материалы и приложение физического труда здесь минимально, но, как и все новинки, она требует доработки.
Что касается российских разработок, то здесь их много. Например, в ХТТМ СО РАН предложили заменить основу в цементных связующих на силикатную.Она повысит качества используемого материала: нагрев при более низкой температуре во время изготовлении, более высокая прочность на сжатие, отсутствие вспучивания при разогреве.Другая технология – революция в армировании бетона путем замены обычной арматуры на базальтопластиковую. В цементную матрицу вводят базальтовую фибру с защитным покрытием. Такая арматура по сравнению с обычной более легкая, радиопрозрачная и устойчива к коррозии. Ударопрочные характеристики у такой арматуры возрастают в 4,5 раза, а долговечность в 5 раз. Она прекрасно подойдет для строительства объектов особого назначения.
Ученые из Института химического материаловедения и углехимиии Сибирского отделения Российской академии наук представила наноструктурированный материал Kemerit. Он добавляется к бетону. Лишь 0,1 % в общей цементной массе такой добавки позволит увеличить прочность сооружений на 25%. Использовать ее можно будет как в жилищном строительстве, так и в строительстве дорог, мостов и даже водоканалов. А первые реализованные проекты с применением этой добавки можно будет увидеть через пару лет.
Несомненно, почти каждый день придумывается новый материал, способы возведения зданий, но здесь были рассмотрены наиболее интересные новинки в строительстве. Стоит помнить, что прогресс не стоит на месте. Сменяются технологии производства и способы строительства.Все это происходит благодаря таким инновациям, какие описаны в статье. Так что не стоит ими пренебрегать. Ведь любое массовое производство таких материалов приведет к повсеместному использованию их в строительстве, и они быстро перейдут в ранг традиционных.
В последнее время инновационные системы отопления дома считаются все более популярными и востребованными в домах частного плана. Это можно объяснить тем, что любой хозяин хотел бы как можно более рационально рассчитать все тепловые расходы. Если экономить на носителе энергии, то сокращение расходов на отопление дома приведет и к более некомфортным условиям проживания, а это никак неприемлемо.
Это является главной причиной того, что довольно много хозяев частных домов хотят отказаться от обычного воздушного или водяного типа отопительной системы и перейти на современные системы отопления. Все больше в последнее время начинает обретать популярность отопление, для которого можно использовать другие альтернативные источники тепловой энергии – это современное отопление частного дома.
Принцип действия инфракрасных обогревателей
Изучая новые технологии в отоплении, сразу можно обратить внимание на такое устройство, как инфракрасный обогреватель. Такой источник теплоэнергии можно применять как для местного, так и для повсеместного обогрева. Такой вид оборудования являет собой устройство, которое способно излучать инфракрасные волны в определенном диапазоне. Такие волны легко проходят через любую воздушную преграду и способны обогреть любой предмет, который находится от них в непосредственной близости.
Для домашнего пользования лучше всего подойдут такие модели, которые работают от сети в 220В. Главным компонентом устройства, которое излучает тепло, является ТЭН или открытая спираль. Световые волны исходят от рефлектора, а это позволяет обогревать именно то пространство или тот предмет, на который направлено устройство.
Потолочные ИК-отопители нередко применяют для того чтобы повысить температуру в таких помещениях, как гараж, подсобка, небольшой склад и других.
Для того чтобы обогреть стены помещения, потолок или пол, можно использовать инфракрасные инновационные системы отопления пленочного типа. Такие системы можно легко спрятать под отделку.
Недостатки и преимущества обогрева посредством ИК-приборов
Такое современное отопление считается наиболее подходящим и выгодным с точки зрения экономии энергетических ресурсов. КПД такой системы отопления может подняться до отметки в 95%, плюс помещение довольно быстро нагревается. Это позволяет максимально эффективно оптимизировать все затраты. Один важный момент, который нужно запомнить, состоит в том, что подобные современные системы отопления частных домов должны быть дополнительно укомплектованы автоматическими регуляторами, работающими на базе термостатов.
Инфракрасный прибор для обогрева является полностью безопасным как для человека, так и для окружающей среды. Он не выделяет токсинов или других вредных веществ.
Самым главным его недостатком считается довольно высокая стоимость. Если нужно устроить отопительную систему для всего здания, то потребуется существенно потратиться. Конечно, эти новые технологии отопления частного дома со временем полностью себя окупят, но не каждый согласится ждать такой долгий период времени.
Геотермальные системы
Новые системы отопления частных домов, позволяют получить энергию, которую можно пустить не только для обогрева, но и на другие цели. Наиболее популярным способом получения энергии считается использование установок геотермального характера. Такие установки работают по тому же принципу, что и тепловой насос. Забор тепла обеспечивается из грунта, который находится в непосредственной близости от дома.
Геотермальная установка, как инновации в отоплении дома, имеет следующую конструкцию: в доме производят установку теплового насоса, который будет полностью отвечать за перекачку теплоносителя. В шахту, расположенную возле дома, необходимо опустить теплообменник. По этому теплообменнику будут передаваться грунтовые воды в тепловой насос. Проходя через насос, они будут утрачивать некоторую часть своего тепла. Это объясняется тем, что насос будет забирать тепло и использовать его для обогрева дома.
Если необходимо геотермальное инновационное отопление загородного дома, то в качестве теплоносителя должны быть не грунтовые воды, а антифриз. Для этого потребуется обустроить резервуар, предназначенный для данного типа теплоносителя.
Гидротермальные установки
Для того чтобы получить необходимую энергию для обогрева здания, можно и не бурить скважины и шахты, используя новые виды отопления. Такой вариант возможен в том случае, если рядом с домом расположен пусть и не большой водоем. Такой водоем не должен замерзать до самого дна в холодные зимние месяца. На таком водоеме можно сделать современное отопление дома – установку гидротермального типа, посредством которой из воды будет извлекаться необходимая теплоэнергия. По своей конструкции такая установка во многом схожа с геотермальной установкой.
Для того чтобы оборудовать такие новые системы отопления, потребуется для начала монтировать в лом тепловой насос. Он будет отвечать за перемещение по трубам теплоносителя. Затем укладываем на дно водоема зонд-теплообменик. Он будет отвечать главным образом за сбор тепла. Рабочая эффективность такой станции напрямую зависит от размера зонда.
Солнечные батареи. Принцип работы солнечной отопительной системы
Солнечное отопление также можно включить в список, где присутствуют все новые технологии для отопления дома.В таком случае для обогрева могут использоваться не только фотоэлектрические панели, но и солнечные коллекторы. Фотоэлектрические панели практически вышли из использования, так как у батарей коллекторного типа показатель КПД намного выше.
Отопительные новейшие системы отопления частного дома, которые работают от солнечной энергии, включают в себя такие компоненты, как коллектор – устройство, состоящее из ряда трубок, эти трубки присоединены к резервуару, который заполнен теплоносителем.
По своим конструкционным особенностям солнечные коллекторы могут быть таких разновидностей: вакуумные, плоские или воздушные. Иногда в подобные современные системы отопления загородного дома может быть включен и такой компонент, как насос. Он будет предназначен для того чтобы обеспечивать обязательную циркуляцию по контуру теплоносителя. Это будет способствовать более эффективному теплообмену.
Для того чтобы технология солнечной отопительной системы была наиболее эффективной, нужно соблюдать некоторые правила. Во-первых, подобные новые технологии отопления загородного дома могут быть использованы только в таких регионах, где солнечно хотя бы 15-20 дней в году. Если данный показатель более низкий, то должны быть установлены дополнительные новые виды отопления частного дома. Второе правило диктует, чтобы коллекторы были размешены как можно на большей высоте. Ориентировать их нужно так, чтобы они поглощали как можно больше солнечного тепла.
Наиболее оптимальный угол расположения коллектора к горизонту считается 30-45 0 .
Чтобы предотвратить ненужные тепловые потери, необходимо изолировать все трубы, которые соединяют теплообменник с солнечными коллекторами.
Таким образом, мы видим, что развитие технологий не стоит на месте, и новинки в отоплении домов – это такая же необходимость, как модернизация техники, которой мы пользуемся каждый день.
Инновации в системе отопления используют совсем новое и непривычное для нас – тепловую энергию разных источников.
Современные виды отопления частного дома порой поражают воображение, однако в современности каждый из нас уже может приобрести или сделать такое современное отопление загородного дома или частного своими руками. Новое в отоплении частного дома – это эффективные системы, которые продолжают развивать сферу отопительного оборудования, и надеемся, что все самые эффективные варианты – еще впереди.
Продолжительный временной период строительная площадка (в общем смысле слова) пребывала в застое. Инновационные технологии ограничились в строительстве защитными касками и костюмами. Люди как прежде продолжают бегать по строительным лесам, вяжут арматуру, заливают бетон.
Между тем глобальная автоматизация практически повсюду изменила мир производства. Лишь строительная сфера остается пока что относительно нетронутым хозяйством. Однако текущая ситуация обещает перемены совсем скоро.
Инновационные технологии в строительстве:
- Искусственный интеллект.
- 3D-печать.
- Робототехника.
Они готовы внести свой вклад автоматизации и практически полностью устранить ручной труд. На подходе шесть технологий, которые могут появиться на стройплощадке уже завтрашним днём.
Ближайшим временем в строительстве предполагается внедрить как минимум шесть инновационных , автоматизированных на 70-90%.
Какие из них лучшим образом подойдут для частного строительства? На этот вопрос поможет ответить небольшой обзор шестёрки технологий будущего.
Создание ячеек под бетонную заливку
Шесть инновационных технологий в строительстве первым представляет автономный строительный робот «In situ Fabricator», созданный на базе технологического университета Цюриха (Швейцария). Этот цифровой строитель в одиночку способен построить полноценную арматурную сеточную ячейку под заливку бетоном.
«Фабрикатор» работает по лекалам предварительно созданной цифровой структуры. Поэтому без рук человеческих процесс всё равно не обходится. Устройство представляет собой некий модуль – «руку» на гусеничных платформах. Этой рукой и выстраивается запрограммированная арматурная сетка, которую останется только залить бетоном.
Примечательный момент: свободно действующий строительный робот, использующий технологию сеточного формования, способен создавать основу для стен не только прямоугольных форм, но также овальных.
Ускоренная кирпичная кладка
Вторая инновационная технология современного строительства – роботизированный каменщик. Традиционная стройка, где кирпичная кладка ведётся руками человека, предполагает по нормативу кладку примерно 500 кирпичей в течение рабочего дня.
Робот полуавтомат от Robotics, названный «Мейсон» (SAM), обеспечивает в течение одного рабочего дня укладку 6000 кирпичей. Единственное, что требуется этой машине от людей – для кладки. Подъём готовой смеси и работу с ней машина выполняет самостоятельно.
3D печать в стиле кран-балки
В качестве инструмента применяется портальный принтер, способный наносить (печатать) бетонными слоями толщиной 50-70 мм. При этом скорость печати составляет около 2,5 м/мин. Принтер заправляется бетоном, смесь которого содержит речной песок и перемолотую строительную плитку.
Строительство с помощью дронов
Инновационные технологии 3D печати всё-таки ограничивают строительство в полноценном виде. Механика портальных кранов для трёхмерной печати или роботизированных рук, характерна исполнением одноразовых действий в единицу времени.
Поэтому вместо одного гигантского автономного строителя боле разумно использовать сотни или тысячи крошечных. Рой мелких роботов способен более продуктивно работать совместно над строительством здания неограниченного размера и одновременно выполнять несколько однообразных действий за единицу времени.
Такую инновационную технологию роботизированного строительства предложили учёные Гарварда. По их мнению, беспилотные летательные аппараты могут успешно выполнять функции термитов- .
Опять же ранее упомянутые исследователи технологического университета Цюриха (Швейцария), на практике применили для строительства канатного моста группу квадрокоптеров. Дроны способны транспортировать любой материал в любую точку строительства. Нужно лишь чётко управлять этими аппаратами.
Искусственный интеллект на стройке
Будь то 3D-принтер, беспилотный летающий строитель или роботизированная «рука» — все эти инструменты бесполезны без качественного программного обеспечения. Чтобы роботы могли успешно осваивать стройку, им нужен качественный искусственный интеллект.
Наделив роботов искусственным интеллектом, конструкторы ботов легко определяют их местонахождение и перемещение.
Искусственный интеллект для робота строителя отрабатывается на практике. Руководить ходом строительных работ в ближайшей перспективе, похоже, будут эти парни с пустыми глазами Углублённое изучение инновационных технологий в строительстве в плане использования искусственного интеллекта уже внедряется на строительных площадках.
Используются миллионы фотографий и видеороликов, сделанных на строительных площадках, чтобы с их помощью выстроить программную картину — как выглядят небезопасные условия.
Так роботы смогут обнаруживать потенциально опасные . Подобная технология рассчитана на то, чтобы заставить роботов исправить допущенные людьми ошибки или, по крайней мере, предупредить человека об опасности.
Износостойкая рука – пенообразователь
Это шестая инновационная технология и пока что завершающая ряд инноваций в строительстве. Технология предполагает внедрение в строительный процесс пенообразующего робота.
Так, представители лаборатории Массачусетского технологического института (MIT) использовали существующую промышленную роботизированную руку для создания цифровой строительной платформы.
Обвязанная портальной механикой «рука» имеет возможность перемещаться в любое место на определенном участке стройки. Для управления роботом используется медиа принцип (DCP – Digital Cinema Package – коллекция цифровых файлов).
Подобным способом удалось на основе изоляционной пены создать купол диаметром 3 м, высотой 15 м.
Пенообразующий робот строитель выстраивает опалубку для последующей заливки бетоном. Эта инновационная технология в строительстве пока ещё требует существенных доработок, но процесс пошёл Процедура строительства купола заняла всего четырнадцать часов. Пена, использованная для создания любой строительной конструкции, может быть легко оснащена арматурой и заполнена бетоном.
Метки:
Одна из бед российского рынка недвижимости - его антиинновационность. Современные технологии с огромным трудом пробивают себе дорогу. Предложений со смелыми инновационными решениями практически нет. На этом фоне проект «Активный дом», реализованный девелоперской компанией «Загородный проект» в кооперации с датской фирмой Velux, кажется лучом света в темном царстве.
Акцент делается на трех принципах: энергоэффективности, здоровом микроклимате в здании и бережном отношении к природе. Чтобы соответствовать формату, применен целый спектр современных технологий - от солнечных коллекторов и тепловых насосов до рекуператоров тепла и системы «умный дом».
По последнему слову техники
«Активный дом» построен на территории пригорода Западная Долина, в 20 км от МКАД про Киевскому шоссе. По архитектуре этот коттедж весьма необычен для России. Более привычно он смотрелся бы где-нибудь в Северной Европе. Отсутствие свесов крыши, консоли и выступы, множество окон, фасад из модной термодревесины, солнечные батареи. Внутри - также скорее скандинавский стиль со стерильно белыми стенами. Здесь можно увидеть несколько архитектурных «аттракционов». Второй этаж напоминает дом, спрятанный под крышей другого здания. На части галереи - стеклянный пол.
На главное не в фасадах и интерьерах, а в инженерной начинке. Концептуальных идей две. Первая: здание частично выполнено по технологии «пассивный дом». Это значит, что оно хорошо утеплено и представляет собой герметичный дом-термос, изолирующий внутреннее пространство от окружающей среды. Кроме того, здесь установлен рекуператор, отбирающий у выходящего из дома воздуха тепло зимой.
«Чтобы проверить герметичность здания, мы несколько раз подвергли его проверкам на разных этапах готовности: после монтажа окон и пароизоляционной оболочки, далее перед чистовой отделкой и после окончания чистовой отделки. Мы откачивали воздух, понижая давление на 50 паскалей или, наоборот, закачивали избыточный воздух (плюс 50 Па) по методике BlowerDoor - эта процедура обязательна для пассивного дома. В России, если она и применялась к коттеджам, то в редчайших случаях. Во всех шести “активных домах” Европы были проведены измерения на воздухопроницаемость по этой методике. В российском “Активном доме” самые лучшие показатели», - говорит Александр Елохов , директор компании «Институт пассивного дома».
«Дом построен по каркасной технологии. Толщина утеплителя ISOVER в стене составляет порядка 60 сантиметров. В итоге удельное потребление тепловой энергии на отопление здесь снижено в пять раз по отношению к СНИПам и составляет всего 30 киловатт-часов на квадратный метр в год», - рассказывает Станислав Щеглов , руководитель направления «Энергоэффективность в строительстве» компании «Сен-Гобен Строительная Продукция».
Вторая идея - концепт «умного дома». Все инженерные системы здания интегрированы в единую автоматизированную систему управления домом. Датчики, установленные внутри и снаружи, измеряют температуру, силу ветра на улице, контролируют освещенность, уровень углекислого газа и влажность. На основании полученных данных в помещениях открываются те или иные окна, интегрированные в единую систему управления домом. Максимальное использование естественной вентиляции позволяет обеспечить комфортный микроклимат в неотапливаемый период. В отопительный период для снижения энергопотребления используется механическая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла до 90% и возвратом влаги до 70%.
У дома много окон, причем выходит большинство из них на юг, чтобы зимой использовать солнечное тепло. Но что делать летом, чтобы не было слишком жарко? На окнах с внешней стороны установлены маркизеты на электричестве; изнутри окон - жалюзи. И маркизеты, и жалюзи могут управляться как хозяином с коробочек - командных пунктов, развешанных на стенах, так и автоматически.
В доме использован и целый спектр пока еще редко применяемых в России технологий. На крыше размещены коллекторы, аккумулирующие солнечное тепло и даже зимой производящие горячую воду. Солнечные коллекторы покрывают до 60% потребности в горячей воде и 8% - в отоплении. Установлен тепловой насос, за счет которого дом отапливается зимой и покрывается оставшаяся потребность в горячей воде. Есть четыре солнечные батареи, вырабатывающие электричество.
Все эти технологии нацелены на то, чтобы реализовать принципы «Активного дома» - энергоэффективность, здоровый микроклимат и бережное отношение к природе - на практике. Еще одна из идей «Активного дома» - высокая степень светового комфорта: коэффициент естественной освещенности в десять раз выше нормы.
Об окупаемости речь не идет
Любой пилотный проект должен не только демонстрировать новые возможности, но и давать информацию для анализа ситуации. «Активный дом» может в ближайшее время поставить много пищи для ума. В нем с конца года будет жить семья, выбранная девелопером по итогам конкурса. При этом показания всех датчиков - расход энергии, функционирование отдельных систем, качество воздуха и так далее - будут считываться и размещаться, как обещают организаторы проекта, в интернете.
Эта информация может быть весьма полезной. Применимы ли в Подмосковье солнечные коллекторы и тепловые насосы? Как «Активный дом» переживет русскую зиму? Насколько он будет энергоэффективен не на бумаге, а в реальности? Насколько удачны были примененные инженерные и архитектурные решения? Через полгода-год на эти и многие другие вопросы можно будет получить первые ответы.
Впрочем, не дожидаясь этих данных, о двух, скажем так, спорных моментах уже можно сказать. Первое: организаторы проекта не очень ловко попытались скрестить высокую энергоэффективность и значительные площади остекления. Прямо скажем, в энергоэффективных домах обычно не делают так много окон из соображений экономии тепла. В чем же парадокс данного проекта? С одной стороны, толщина стены доходит до метра при толщине утеплителя в 60 см. Это более чем теплая стена: приведенное сопротивление теплопередаче стены составляет примерно 12 м 2 ×°C/Вт. При этом сопротивление теплопередаче окна порядка единицы. Получается явный дисбаланс.
Чтобы компенсировать большие потери в многочисленных окнах, пришлось делать избыточное утепление стен. Это как часть гоночного болида ради престижности сделать из тяжелого золота, но, чтобы машина поехала и не была очень уж тяжела, часть деталей отлить из супердорогого сверхлегкого пластика. Понятно, что большие площади остекления были требованием одного из соорганизаторов проекта - производителя мансардных окон Velux. Однако решение для нашего климата кажется далеко не оптимальным.
Второе: цена экспериментального дома чрезмерно высока. Строительная себестоимость 230-метрового здания оказалась порядка 28 млн рублей, то есть более 4 тыс. долларов за метр. А вместе с внутренней отделкой, мебелью и ландшафтными работами стоимость составила 37,5 млн рублей. Это очень дорого. Энергоэффективные здания, конечно, стоят больше, но не настолько. К примеру, в Германии пассивные дома дороже обычных процентов на десять. Естественно, при такой высокой стоимости дома говорить об экономической целесообразности проекта нет смысла: энергоэффективные и «умные» навороты не окупятся и за сотню лет.
«Активный дом» получился весьма дорогим по ряду причин. «Первое: дом строили в крайне сжатые сроки. На проектирование и стройку ушло всего девять месяцев. Цейтнот был обусловлен политическими моментами. Идея проекта возникла во время поездки президента Дмитрия Медведева в Данию в апреле 2010 года. Там ему показали “инновационный активный дом”, и он одобрил предложение построить такой же дом в России. Осенью 2010 года в присутствии европейских чиновников дом был заложен. Включившись в эту игру, застройщик был вынужден следовать определенному жесткому графику, - объясняет один из участников проекта. - Вторая причина: застройщик особо не экономил и покупал, чтобы проверить, как это работает, весьма дорогие системы и материалы. И банальное третье: в России нет опыта проектирования и строительства таких сложных домов».
Но когда мы говорим о высокой цене строительства, мы должны учесть еще один момент. В создании «Активного дома» принимали участие несколько партнеров. Так, французская компания «Сен-Гобен Строительная Продукция» предоставила утеплитель ISOVER, датская Velux - мансардные окна, датский же «Данфосс» - тепловой насос и теплые полы, российская «НЛК Домостроение» разработала эффективный деревянный каркас здания и занималась строительством фундаментов, деревянного каркаса, утепления, устройства пароизоляции и наружной отделки из термодревесины. Партнеры сделали большие скидки, а что-то даже предоставили бесплатно. Соответственно, 27 млн - это себестоимость дома, если бы все материалы и услуги покупались на рынке. Застройщику же дом обошелся намного дешевле.
Да и вообще высокая себестоимость его не шокировала. «Это как концепт-кар или болид “Формулы 1”. Это эксперимент. Нам было важно построить такой дом в принципе. Показать, что это возможно», - поделился с «Экспертом» один из представителей застройщика. Его можно понять: основной дивиденд от такого проекта не в сфере экономии энергии, а в области пиара.
В следующем доме-пилоте набравшийся опыта и знаний «Загородный проект» хочет снизить издержки как минимум вдвое. При этом застройщик также объявил архитектурный конкурс на проект энергоэффективного дома, который должен производить не менее 50% потребляемой им энергии. По условиям конкурса строительная себестоимость проектов не должна превышать 50 тыс. рублей.
Подводя итоги, можно сказать, что «Активный дом» - это один из самых ярких пилотных проектов на коттеджном рынке России за последние 20 лет. По степени инновационности ему трудно найти аналоги.