Научно-технический прогресс в строительстве 1

Научный руководитель – З.Т. Фокина, к.ф.н., доцент кафедры истории и философии

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Строительство, как сфера жизнедеятельности человека, появилось немногим позже самого человека и проделало большой путь в своем развитии. Существует множество примеров грандиозных построек, которые были возведены в глубокой древности. Конечно, почти все строения тех времен уже утрачены, однако некоторые сооружения сохранились до сих пор. Благодаря археологическим исследованиям и другим источникам человечеству известно, как развивалось строительство.

Можно кратко проследить, как менялось строительство во времени. В древности основными строительными материалами являлись дерево, камень и кирпич. Известно, что уже в 4000 г. до н.э. был распространен кирпич, каменные постройки до сих пор являются памятниками древнему строительству. Одно из чудес света, Египетские пирамиды, были возведены примерно в 2000 г. до н.э. Ученые не пришли к единому мнению относительно того, как могли быть возведены столь грандиозные сооружения без современных знаний и техники. Одни склоняются к тому, что блоки, слагающие пирамиды, были привезены, а посредством рычагов удавалось поднимать тяжелые камни. Другие считают, что блоки отливались уже на месте строительства – эта теория напоминает о современном монолитном строительстве.  Говоря о древнем строительстве, невозможно не сказать, что популярнейший сегодня  материал – бетон тоже был известен в глубокой древности. Смесь вяжущего и заполнителей широко применялась в Месопотамии и Древнем Риме. Еще одну знаковую постройку – Великую Китайскую стену – начали возводить в 3 веке до н.э. Она до сих пор является самым длинным сооружением, построенным человеком. Камни, слагающие стену, скреплялись раствором из рисовой муки.

Дальнейшее развитие строительства происходило медленно, в уже известных направлениях, пока в 19 веке не произошла буквально революция в данной отрасли. В 1824 году был открыт состав цемента – именно тот, который сегодня применяется повсеместно. Это послужило огромным толчком к бетонному и, немногим позже, железобетонному строительству.  В конце 19 века начинает развиваться идея строительства из железа, сейчас эта идея нашла отражение в целой отрасли металлоконструкций. В 20 веке был заново открыто стекло – сегодня мы вполне можем увидеть полностью стеклянные сооружения.

Для строительной техники и механизации революционным стал 20 век. До этого строительные инструменты долгое время были довольно примитивными, преобладал ручной труд. Однако сегодня можно говорить о том, что эта проблема на некоторых этапах строительства сведена к минимуму. Так почти полностью механизированы земляные работы, в значительной степени механизировано непосредственное возведение несущих и ограждающих конструкций здания. И, безусловно, значительно упрощен этап проектирования сооружений – всевозможные расчетные комплексы и чертежные программы значительно упрощают труд инженеров и архитекторов.

Сегодня строительство настолько продвинулось вперед, что практически любые проекты можно реализовать. Сверхпрочные материалы, мощнейшая техника, инновационные технологии – все это позволяет претворять в жизнь самые смелые идеи. Но, не смотря на достигнутые высоты, развитие продолжается, и появляются принципиально новые подходы к строительному делу.

Человек физически ограничен в своих возможностях. Человек может уставать, ошибаться, не обладает достаточной силой – человек несовершенен. Поэтому человечество всегда стремилось минимизировать свой труд.  Множество научных разработок и исследований были сделаны с одной лишь целью – упростить какой-либо процесс, найти практическое применение в деятельности людей.

Научно-технический прогресс позволяет производить больше продукции, экономит затраты, открывает новые горизонты. Научно-технический прогресс выгоден. Поэтому он стимулируется государством. Современная рыночная экономика и здоровая конкуренция также способствуют ускорению научно-технического прогресса.

Несомненно, ведущую роль здесь играет состояние науки. Развитие науки, различные изобретения и открытия – все это не только дает человечеству новые знания, но и находит отражение в развитии конкретных прикладных дисциплин, которые напрямую связаны с реальным производством.

Главными направлениями НТП в строительстве, которые обеспечивают увеличение производительности труда и улучшение качества производимой продукции, являются: применение более усовершенствованных и производительных машин и механизмов, повышение уровня частичной, комплексной механизации, а также полной автоматизации строительного производства, создание и применение новых прогрессивных материалов и облегченных конструкций.

Также следует уделить внимание инновационным идеям в области строительства. Благодаря новациям в сфере материалов, техники и строительных технологий, можно менять привычные нам объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений, в результате чего здание становится функциональнее, что является важным аспектом с точки зрения экономической выгодности проекта.

Ученые и инженеры всего мира стремятся к совершенствованию организации и технологии строительного производства, тем самым создавая автоматизированные системы управления, улучшающие и упрощающие методы планирования и проектирования.

Направления научно-технического прогресса призваны обеспечить дальнейшую индустриализацию строительства, т.е следует стремится к максимальному снижению затрат труда. Высокий уровень индустриализации может быть достигнут при снабжении сооружаемых объектов строительными материалами в нужном количестве и надлежащего качества, наличия современных строительных машин и при условии обеспечения строительства квалифицированными кадрами.

Однако, научно-технический прогресс в строительстве должен развиваться также и с точки зрения экономической эффективности. Экономическая эффективность оценивается прежде всего уменьшением затрат труда и повышением его производительности.

Современное строительство основано на применении широкого комплекса средств механизации, что обеспечивает экономию трудовых ресурсов, сокращает сроки строительства, улучшает условия труда.

Исторически доказано, что научно-технический прогресс способствует уменьшению затрат и повышению производительности труда.

В настоящее время ведется разработка новых совершенных материалов для строительства, различные добавки в материалы, позволяющие регулировать процесс строительства и свойства полученной конструкции, такие как теплопроводность шумо- и звукоизоляция, коррозионная устойчивость,  огнеупорность, водонепроницаемость и морозостойкость.

Научно-технический прогресс и развитие общества приводят к появлению новых зданий и сооружений, не имевших аналогий ранее и с завораживающей архитектурой. Примером могут служить здания театров, музеев, аэропортов, вокзалов, выставок, торговых центров, больших мостов и т.д., порожденные новыми требованиями, предъявляемыми к застройке в большом городе.

Быстрое развитие производительных сил приводит к увеличению не только гражданских общественных, но и производственных зданий в общем объеме строительства. Сейчас инженеры и проектировщики стараются уделять всё больше внимания модернизации и усовершенствованию промышленных сооружений. Цеха проектируются более рационально, нежели раньше, получают продуманную планировку и внедряется новое автоматизированное оборудование.

Исходя из развития основных направлений научно-технического прогресса следует предположить, что главными перспективами будут являться полная автоматизация процесса строительства, применение инновационных материалов, сокращающих сроки строительства.

Например, следующим этапом развития в строительстве является внедрение компьютеров и роботов в проектирование и  производство. Радикально может измениться положение в области производительности труда широкое применение роботов, особенно на тех участках производства, где сейчас используется ручной, тяжелый физический, малоквалифицированный и монотонный труд.

Следует помнить, что необходимым условием для ускорения научно-техни­ческого прогресса на производстве  является бесперебой­ное обеспечение планируемых мероприятий финансовы­ми и материальными ресурсами. В годовых планах всех предприятий должно предусматриваться выделение матери­ально-технических ресурсов на эти цели. Источниками финансирования мероприятий в сфере науки и техники могут служить средства,  предусмотренные как в государственном  плане инвестиций в развитие науки и техники, так и привлечение частных инвестиций в развитие проектных организаций.

Кроме автоматизации строительного производства необходимо помнить про использование и развитие инновационных строительных материалов. Совсем недавно в строительной терминологии появилось такое понятие как нанобетон. Данный материал изготавливается по нанотехнологии с применением наноматериалов. Главным нововведением являются нанодобавки (наноинициаторы) или способ измельчения наполнителей бетона, благодаря чему он становится более однородным и обретает положительные свойства. Под термином «нанобетон» не следует понимать какую-то определенную марку привычного строительного материала. Это целая группа бетонов, которых объединяет технология изготовления наноматериалов, использованных в различных комбинациях. Определенное сочетание наноматериалов в таком бетоне отвечает за требуемые качества и характеристики будущего изделия или строительного состава. Использование наноматериалов позволяет управлять структурой, плотностью и другими параметрами бетонов. Специальные добавки – наноинициаторы – сильно увеличивают физические качества бетона. Механическая прочность увеличивается до 150% по сравнению с обычным бетоном, его морозостойкость выше на 50%, а вероятность образования трещин в разы ниже. Вес конструкции из нанобетона уменьшается в 6 раз.

Первые успехи наших ученых по созданию нанобетона появились еще в 1993.Одним из главных разработчиков являлся Андрей Пономарев из Санкт-Петербурга, затем к нему присоединилась целая группа ученых из других городов. Они смогли разработать нанобетон, который превосходит свои зарубежные аналоги по всем параметрам, так как он сверхлегкий, чрезвычайно прочный и очень стойкий к перепадам температур. Такой бетон позволяет облегчать конструкцию и делает строительство новых объектов в несколько раз дешевле. Также существуют другие виды его применения. Например, при реконструкции и капитальном ремонте зданий и сооружений, когда обычные методы не работают. Только наши материалы при производстве восстановительных работ способны при нанесении на конструкцию заполнять все микропоры и микротрещины, затем происходит процесс полимеризации и увеличении прочности. Если же арматура проржавела, новое вещество вступает в реакцию с коррозионным слоем, замещает его и восстанавливает сцепление бетона с арматурой.

При проектировании здания и подготовке к строительству, выбор марки бетона имеет одно из ключевых значений, так как от применения определенных марок зависит прочность и надежность конструктивных элементов и всего строения в целом. А с появлением нанобетона, с его уникальными физико-техническими характеристиками, открылись весьма перспективные идеи в строительной отрасли.

Существуют и другие инновационные технологии. На данный момент строительство домов с помощью технологии 3D-печати является одной из самых перспективных тенденций в строительной отрасли. Появилось много моделей строительных 3D-принтеров различных конструкций и размеров. Усовершенствованная цементная формула укладывается методом экструдирования, что позволяет значительно упростить строительные работы, так как исчезает необходимость в опалубке. Готовые бетонные фигуры могут быть различной формы, они легко поддаются корректировке и отделочным работам.

Однако, кроме материалов и технологий в строительной отрасли развиваются еще и методы строительства. Примером может служить модульное строительство социальных объектов. В 2017 году в России начнется строительство новых модульных школ. Методика заключается в том, что здание строится как конструктор — из отдельных блоков. Учебные, административные и досуговые модули смогут комбинироваться и дополняться другими. По поручению образовательного ведомства, разработкой проекта займется МГСУ.

НТП предполагает появление и широкое использование BIM-технологий, а также массовое строительство «Умных домов» и частных домов на энергетическом самообеспечении, которые могут быть изготовлены из экологически-чистых материалов, не наносящих вреда здоровью жителям такого дома, что является важной задачей современного мира. Под «Умным домом» следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность, комфорт и, прежде всего, ресурсосбережение для всех пользователей. В состав такого дома входит совокупность следующих систем, образующих единичную систему: системы управления и связи; системы отопления, вентиляции и кондиционирования; система освещения; система электропитания здания; системы безопасности и мониторинга.

Строительство домов на энергетическом самообеспечении в последнее время активно применяются по всему миру. Такие дома строятся на основе энергосберегающих материалов. На кровле и стенах устанавливаются солнечные батареи, что выгодно для районов с теплым и мягким климатом. Кроме того, в доме используется множество систем. Например, система многократной очистки отработанной воды, что позволяет применять использованную воду многократно. Единственный, но большой и важный минус такого дома — дороговизна возведения систем. Но наука не стоит на месте, и с каждым днем разрабатываются новые способы для упрощения задач строительства и их финансовой доступности.

Существует еще множество перспективных проектов, перечислить их все невозможно. Но можно выделить общие закономерности. Строительство сегодня – высокотехнологичная отрасль, которая призвана обеспечить максимальный комфорт проживания, безопасность для людей и окружающей среды, а также легкость и экономичность непосредственного процесса возведения сооружения. В строительстве, как и во многих других отраслях, сегодня все меньше конкретных задач и все больше возможности для самореализации. То есть ученые должны буквально предугадывать желания людей, чувствовать, что окажется востребованным и в будущем придет в каждый дом. Такая возможность и порождает самые смелые идеи, которые меняют принципы строительства. Несомненно, инновационные технологии – роскошь, потому что любые нововведения требуют значительных материальных затрат, но благодаря своей эффективности, производительности и функциональности их все чаще применяют в современном строительстве, что является большим стимулом к дальнейшему развитию. Остановить прогресс невозможно, а значит и новые технологии будут и впредь лишь улучшать существующие методы и материалы, а также находить им совершенно неизвестные альтернативы.

Список литературы:

1. Биджиева Ф. К. Научно-технический прогресс в строительной отрасли [Текст] // Технические науки в России и за рубежом: материалы IV междунар. науч. конф. (г. Москва, январь 2015 г.).  — М.: Буки-Веди, 2015.
2. Анчишкин А.И. Научно-технический прогресс и интенсификация производства. М., 1981
3. Новиков И.Т. Научно-технический прогресс в строительстве [Текст]/И.Т.Новиков М.: Стройиздат,1990.

Автор публикации

1

не в сети 7 лет

Ляпин Артём

Комментарии: 0Публикации: 1Регистрация: 08-09-2016