Строим будущее

02.10.201704.12.2017
Современные технологии стремительно интегрируются в нашу жизнь, открывая новые возможности в различных сферах. Активное применение они находят и в области строительства. Мы предлагаем вам попробовать свои силы в роли самых настоящих архитекторов и попытаться найти решение актуальных задач современного проектирования и возведения зданий с помощью технологий будущего! Что вам стоит дом построить?)

На протяжении практически всего существования человечества, архитектура помогала создавать организованную и комфортную среду его обитания. Сочетая в себе как эстетические, так и прикладные основы, она отвечает на самые важные вызовы времени.

Говоря об архитектуре мы подразумеваем в первую очередь внешние особенности зданий — то насколько красиво (или порой отталкивающе) смотрятся сооружения. Но за эстетической стороной кроются серьезные конструктивные и технические решения, которые с первого взгляда не видны. Их продумывание позволяет обеспечить функциональность и долговечность возводимых построек.

Как и эстетическая сторона, технологическая развивается в ногу со временем вбирая в себя новые технологии, предлагаемые в том числе наукой. Зачастую именно научные разработки дают возможность преодолеть серьезные трудности проектирования и возведения зданий.

Я не могу переделывать старые идеи. Единственный способ достичь нового – это идти вперёд и не смотреть назад. Вы можете учиться у прошлого, но при этом вы не должны жить прошлым.

— Френк Оуэн Гери, архитектор

Далее представлены несколько реальных проблем, с которыми сталкиваются современные архитекторы и строители в работе с проектами. Это мини-кейсы, в которых вам предлагается найти решение с использованием современных достижений науки и технологий. Впрочем, это лишь малая часть трудностей строительства, поэтому если вы обнаружите другие задачи — смело решайте их. Любознательность очень полезное качество для исследователя! Дерзайте!

Монолитные конструкции имеют широкое применение в современном строительстве. Они позволяют создавать формы любой сложности и обеспечивают высокую надёжность стыков различных элементов здания. Как правило монолитные конструкции возводятся непосредственно на строительной площадке, путем заливания арматуры в опалубке строительной смесью. Любая строительная смесь, используемая для создания монолитов, имеет следующий состав:

50-70% — песок в сухом состоянии;

25-30% — цемент или гипс;

5-10% — химические добавки улучшающие свойства состава.

В холодное время года монолитные конструкции зачастую сильно страдают от понижения температуры, особенно в тех местах, где монолит не закрыт облицовочными материалами или утеплителем. Промерзание влечет за собой локальную деформацию, что в конечно счете может сказаться на прочности и безопасности эксплуатации конструкции.

Каким образом можно модернизировать состав строительной смеси или технологию создания монолитных конструкций, чтобы повысить их сопротивляемость промерзанию?

Теплоизоляция фасада — один из важных этапов в строительстве здания. В данных целях используются материалы, препятствующие быстрому теплообмену между внутренней и внешней средой. Активное применение имеют утеплители на основе минеральной ваты (к примеру продукция фирмы Rockwool или Технониколь). Негорючая вата является дешевым и эффективным материалом, обладает низкой теплопроводностью и низким влагопоглощением.

Исходя из состава волокн, минвата делится на группы:

  • стекловата
  • каменная вата
  • шлаковата

Преимущества минваты определили ее высокую популярность и востребованность на рынке теплоизоляционных материалов, не смотря на это, ее использование сопряжено с рядом проблем:

  • Выделение паров фенолформальдегидных смол. Хотя производители минеральной ваты  и утверждают, что фенолформальдегидное связующее, используемое в технологическом процессе, находится в минеральной вате в малом количестве и в связанном, полимеризованном состоянии, не представляет угрозы для человека (при соблюдении установленных правил монтажа),  существуют данные доказывающее обратное.
  • Ломкость волокн. При монтаже происходит осыпание материала, что качественно сказывается на эффективности теплоизоляции.
  • Потеря качеств при намокании. Впитывая в себя воду, минеральная вата в значительной мере теряет свои теплоизоляционные свойства. При увлажнении всего на 2% у материала повышается теплопроводность на 10%.
  • Высокий уровень пыления. Этот недостаток особенно заметен при работе со стекло- и шлаковатой. Волокна у этих утеплителей ломкие, а их осколки — острые и тонкие. Проникая под одежду, они вызывают сильный зуд и повреждения кожи.

Необходимо найти решение по изменению состава минваты, для устранения проблем, описанных выше. Постарайтесь избегать веществ, способных нанести вред здоровью человека.

Здание — это не только стены, перекрытия и кровля. Это и еще различные конструкции, обеспечивающие удобный подход и эксплуатацию. К ним можно отнести крыльца, пандусы, лестницы. Особую важность они приобретают в гражданском строительстве, где акцент идёт на формирование комфортной для человека среды. Однако природные условия вносят свои коррективы — дождь, снег, наледь делают небезопасными даже самые продуманные решения входных групп. Покрытие быстро становится скользким и устоять на нём уже не так просто. А это большая опасность, особенно когда речь идет о маломобильных группах населения.

Как можно модернизировать покрытие плитки или пандуса, чтобы предотвратить образование наледи?

Наличие световых проемов в виде окон и световых фонарей в зданиях обеспечивает доступ естественного света в помещения, сохраняя для человека контакт с внешней средой, ощущение времени суток, свободу визуализации внутреннего пространства.

Освещенность можно измерить, она определяется отношением светового потока, падающего на элемент поверхности, содержащий данную точку, к площади этого элемента.

Единица освещенности – люкс (лк), т. е. освещенность, создаваемая световым потоком в 1 люмен (лм), равномерно распределенным на поверхности площадью 1 м2.

Можно назвать архитектурным только то пространство, которое имеет свой свет и свою конструкцию

— Луис Кан, архитектор

В отличие от искусственной естественная освещенность изменяется в зависимости от погоды, времени года и дня как по уровню, так и по спектральному составу, поэтому для ее оценки  в помещениях абсолютные величины освещенности (люксы) применять нецелесообразно. Переменное по характеру естественное освещение принято характеризовать относительной величиной – коэффициентом естественной освещенности (КЕО).

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) определяется следующими составляющими:

  • прямым светом неба,
  • отражением света фасадами противостоящих зданий и землей,
  • отражением света от поверхностей внутри помещений,
  • видом светопропускающего материала и его переплетом.

1. Необходимо найти решение для повышения коэффициента отражения фасадной и интерьерной краски с использованием нанотехнологий.

2. Необходимо найти решение для увеличения пропускной способности стекла и переплетов с использованием нанотехнологий.

Для справки:

Таблица 1.  Значения коэффициента отражения некоторых строительных материалов (источник СП 23-102-2003)

В таблице заметна тенденция уменьшения отражающей способности с изменением материалов на более темные.

Таблица 2. Значения коэффициентов τ1 и τ2 (источник СП 23-102-2003)

В таблице заметна тенденция к понижению пропускающей способности с увеличением количества стекол в световых проемах.

Если есть 360 градусов, зачем придерживаться только одного?

— Заха Мохаммад Хадид, архитектор

Реальность такова, что любое технологическое решение, применяемое в современном строительстве неизбежно упирается в вопрос стоимости. Зачастую самые перспективные разработки отклоняются застройщиками в виду их высокой стоимости. Впрочем, понять эту ситуацию просто: например, для многоквартирного дома высокая стоимость строительства неизбежно выльется в высокую стоимость квадратного метра, что сделает его менее привлекательным для потенциальных жильцов. Именно поэтому при поиске решения очень важно, чтобы оно было рентабельным и приближенным к рыночным реалиям.

Что будет полезно почитать

Что будет полезно посмотреть

Задание

Вам необходимо найти решение одной из существующих проблем в сфере современного строительства с использованием современных технологий. Работа должна содержать следующие блоки:

  1. Описание сути проблемы, анализ «подводных камней»…
  2. Обоснование того, почему именно предложенное вами решение целесообразно применить в рассматриваемом случае.
  3. Смета внедрения технологического решения и анализ его экономической эффективности.

Требования к заданию

Работы принимаются в виде pdf-файлов, содержащих обзор решения (допустимым вариантом будет сохраненная в формате pdf презентация созданная в любом из доступных редакторов).

Критерии оценки работ

Приветствуются любые проработанные идеи. Основным критерием выступит рациональное соотношение цены и качества предлагаемого решения. Дополнительным плюсом может стать красиво оформленная работа. Рисунки, схемы, инфографика, хорошо представленные расчеты, да и просто аккуратная верстка могут серьезно повысить ваши шансы на успех 😉