Инновации в строительстве

Большую часть нашей жизни мы находимся в помещении. Огромная часть заселенных людьми территорий занята зданиями и сооружениями. Хотя мы не всегда осознаем, какую большую роль играет в нашей жизни строительство, без него наша жизнь была бы невозможна. В данной работе мы рассмотрим то, как развивалось строительство и какие инновации ожидают нас в будущем.

Потребностям человеческого общества в формировании и развитии его социальной организации было вызвано появление городов и их развитие. В начинающем зарождаться, поселении было необходимо решить ряд задач: формирование уличной сети, постройка сооружений для защиты от возможных нашествий врагов, прокладка систем водоснабжения и отведения стоков. Именно в то время появились кирпич и кирпичная кладка, пиление и обработка дерева и камня при устройстве крепостных сооружений, жилых и общественных зданий.

2 этап развития градостроительства связан с увеличением численности городов, появление больших городов центров торговли, транспортных узлов и в связи с этим дорожной сети. В это время в строительстве начинают использовать бетон и металлы.

3 этап, в котором мы живем до сих пор, связан с процессом переселения, сосредоточения в крупных городах большей части населения. Плотность заселения и застройки возрастает с каждым годом. 

Основные инновации этого этапа:

• · развитие коммунального хозяйства;
• · развитие системы водоснабжения;
• · развитие системы стокового отведения, удаления отходов;
• · развитие системы теплоснабжения.

Постоянный рост численности населения приводит к увеличению объемов строительства.

Рис. 1 – график изменения численности населения 1750-2015 гг.

Объем строительства с 2000 года до 2014 года вырос с 503.8 млрд.руб. до 6148,4 млрд.руб., то есть в 12.2 раза. Наиболее активными периодами за эти 15 лет являются 2005-2007, 2011-2013. Вследствие кризисов в 2009 и 2015 годах наблюдается спад. Наиболее крупный в 2009- рынок упал почти на 20%.

Табл. 1 –Объем строительства в млрд. руб. за 2000-2015 гг.

Не смотря на это, строительная сфера продолжает развиваться, здания становятся все более и более высокими, на их постройку требуется все больше материалов. Из-за этого возникают проблемы с ресурсами, которые ограниченны на Земле. Нарастают проблемы, связанные с экологической обстановкой в мире.

Научный прогресс не стоит на месте и не обошел область строительства. Потребности людей в более дешевом, надежном и экологичном материале являются толчком для создания инноваций или усовершенствования старых технологий.

Одна из серьезных современных экологических проблем – это глобальное потепление. Причина его возникновения - увеличение углекислого газа и разрушение озонового слоя. Ученые из Австралии нашли решения, они преобразовывают данный газ в кирпичи.

На лабораторных испытаниях была подтверждена действенность данного метода. В результате чего в Ньюкалском высшем учебном заведении запустили строительство завода. Производство по инновационной технологии этого завода сильно снизит концентрацию СО 2 в атмосфере Земли.

По данной технологии: диоксидированный углерод извлекают из атмосферного газа, добавляют к нему низкосортные минералы (силикат кальция или магния). В результате чего СО 2 превращается в твёрдое вещество, из которого и делают кирпичи.

Благодаря использованию данной технологии может не только снизить количество используемых природных ресурсов, но еще и содержание углекислого газа в атмосфере.

Еще один способ изготовления кирпичей представил промышленный дизайнер - выращивание их из песка и бактерий.

За основу берется песок, в который добавляется цементирующий раствор с бактериями. Для того чтобы получить твердый материал, песок смешивают с раствором, состоящим из бактерий и питательных веществ для бактерий (кальций, азот и вода). Чтобы кристаллы сформировались, им необходима определенная среда - бактерии. Когда кристаллы сформируются, бактерии погибают.

Данная технология позволяет экологично переработать остатки раствора, а отходы жизнедеятельности бактерий применять как удобрения.

Вопрос утилизации остатков водорослей подтолкнул ученных из Аликанты разработать новую смесь для строительных блоков на основе цемента и золы из водорослей.

Данная бетонная смесь обладает высокими амортизирующими свойствами и может использоваться так же для изготовления защитного ограждения дороги, сводя риск получения травм при аварии к минимуму.

Проблема утилизации большого количества водорослей давно стояла перед прибрежными государствами, теперь она может быть решена на основе данной технологии. Прочность и устойчивость получившегося материала является преимуществом перед обычными бетонными смесями в условиях сейсмически активных районах, что не является редкостью на побережьях.

Любой материал со временем изнашивается, теряет свои свойства. Бетон, использующийся при постройке зданий, подвергается активному воздействию факторов внешних среды и при длительной эксплуатации разрушается, особенно под воздействием влаги и температуры. Чтобы продлить срок его службы британские ученые разрабатывают бетон со свойствами самовосстановления при помощи бактерий.

Капсулы с сульфатредуцирующими бактериями будут располагаться в железобетонных конструкциях. При попадании влаги в пустоты, бактерии начнут активно размножаться. А известняк, производимый бактериями, будет заполнять трещины, герметизирую их.

Данная технология находится пока только на стадии идеи, существует рад задач, которые ученным предстоит еще решить: вывод бактерий нейтральных к цементу и щелочной среде.

Заключение

В условиях современного рынка, строительство это одна из тех отраслей, которая нуждается в новом подходе и инновациях. На сегодняшний день мы уже можем наблюдать прогресс в сфере производства строительных материалов.

Тенденция, возникшая в крупных институтах, в направлении экологичного производства, приводит к снижению себестоимости, за счет переработки сырья и отходов. Нужно продолжать двигаться в этом направлении, развивать новые технологии и вводить их в эксплуатацию, как например самовосстанавливающийся бетон.

Автор: Шапкина М.