Развитие технологий строительной индустрии

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Для строительной области давно уже типично невосприимчивость к новым технологиям.

Низкие затраты на научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки, консерватизм проектировщиков, подрядчиков и самих потребителей, непреодолимая тяга к традиционализму контролирующих отраслевую ситуацию госорганов -- вот далеко неполный перечень характерных признаков этой индустрии.

Из всех промышленных сфер инновации в строительство приходят практически в последнюю очередь.

Однако благодаря воздействию ряда факторов ситуация серьезно изменилась буквально в последнее десятилетие. Консервативная строительная отрасль, скорее всего, будет просто вынуждена изменить своим устоявшимся традициям и пойти на целый ряд радикальных изменений.

Так, быстрое внедрение в мэйнстримовскую практику компьютерных методов моделирования всех ключевых стадий строительного цикла и других передовых IT-технологий уже в значительной степени изменили лицо отрасли. Всего через несколько десятилетий может измениться практически до неузнаваемости и сам набор используемых в отрасли материалов и технологий.

Мы еще только задумываемся о последствиях широкого внедрения самовосстанавливающихся материалов, углеродных нанотрубок или «зеленых решений» в домостроении. В свою очередь, эта почти неизбежная массовая замена материально-технической базы должна привести к столь же масштабной организационной революции в стройиндустрии, в т. ч. к быстрому росту системной интеграции и значительному усилению взаимодействия между архитекторами, проектировщиками, инженерами строителями и строительно-эксплуатационными службами. Наконец, темпы и масштабы технологического прогресса в отрасли будут зависеть от степени и скорости перехода на автоматизированные методы строительства и массового внедрения робототехники и технологий с минимальным вмешательством людей.

Так, многие эксперты сегодня сходятся во мнении, что одной из ключевых тенденций ближайших десятилетий в строительной индустрии должен стать ускоренный переход от традиционных технологий возведения домов непосредственно на стройплощадках к сборно-модульному домостроению и, далее, к практически конвейерному производству домов из унифицированных панельных или модульных компонентов, спроектированных при помощи компьютеров.

Впрочем, это касается, прежде всего, развитых в инновационном отношении стран.

1. Оптимистичный взгляд: рост новых разработок

Однако, по мнению некоторых специалистов стройиндустрии, «уже в первой декаде нового века произошел мощный всплеск в сфере разработки и внедрения новых материалов и технологий, причем очень многие из этих инновационных материалов и продуктов обладают весьма интересными и многообещающими для будущего использования в отрасли физическими и химическими характеристиками. Кроме того, дополнительным стимулом для наметившейся наконец радикальной технологической трансформации в секторе стройматериалов в последние годы стали и различные факторы, связанные с рациональным природопользованием (прежде всего -- растущее ужесточение требований со стороны государственных регулирующих органов по экологической безопасности и энергоэффективности для вновь возводимых зданий и инфраструктурных объектов). В итоге, в настоящее время в целом в отрасли наблюдается даже определенный переизбыток перспективных технологических возможностей. Причем центральную роль в этом процессе ускоренного внедрения в строительной индустрии новых технологий и материалов могут и должны сыграть собственники возводимых строительных объектов. Именно последние особенно часто контактируют с архитекторами и проектировщиками и в относительно недавнем прошлом активные лоббистские усилия именно этой группы игроков отрасли способствовали широкому распространению в Соединенных Штатах системы LEED («Лидеры в области энергоэффективного и экологического проектирования» -- сертификационной системы оценки экономии энергии и охраны окружающей среды), разработанной под патронажем Совета экологического строительства США (U. S. Green Building Council, USGBC)».

Наконец, еще одной важнейшей тенденцией, которая, по мнению многих экспертов, оказала в последнее десятилетие особенно заметное влияние на технологическое развитие стройиндустрии, является ускоренное внедрение и интеграция комплексного компьютерного моделирования на всех стадиях строительства . И если на самом раннем этапе применение этих моделей проектировщиками скорее выглядело чем-то вроде эффектного рекламного/маркетингового трюка, рассчитанного на привлечение наиболее перспективных клиентов, то сегодня комплексное компьютерное моделирование уже уверенно перешло в разряд мэйнстримовской практики, игнорирование которой в реальном бизнес-процессе чревато значительным риском оказаться в хвосте конкурентной гонки: по некоторым оценкам, эффективное применение этого ПО позволяет экономить в среднем 20-30% от общей себестоимости строительства. При этом подлинный бум в последние несколько лет наблюдается в использовании в стройиндустрии новейшей разновидности автоматизированного компьютерного моделирования -- т. н. BIM-модели (Building Information Modeling) -- системы информационного моделирования здания/строительных объектов на базе трехмерной визуализации физических объектов, а также параметрического (взаимосвязанного) учета всех архитектурно-конструкторских, технологических, финансово-экономических данных и информации о зданиях и прочих строительных объектах, которая фактически пришла на смену более упрощенной системе автоматизированного (компьютерного) проектирования CAD (computer-aided design). Следует особо подчеркнуть, что хотя сама BIM-система была первоначально разработана еще в середине 1990-х гг., архитекторы, инженеры-проектировщики и стройподрядчики стали активно использовать предоставляемые ею универсальные возможности лишь в последние годы.

Наиболее современные BIM-модели базируются на т. н. 5D-подходе, который включает в себя не только всесторонний учет трехмерных геометрических данных возводимых объектов и различных материальных ресурсов, необходимых для реализации строительных проектов, но и детальную информацию о временном (календарном) графике выполнения работ и всех взаимосвязанных подпроцессах, в т. ч. и о последующей эксплуатации и ремонте построенных объектов (т. е. иными словами, в рамках этого подхода также используются элементы долгосрочного финансово-экономического прогнозирования).

2. Перспективные новые строительные материалы и технологии

Далее будут выборочно рассмотрены наиболее многообещающие и интересные инновационные материалы, которые либо за последние годы уже успели себя хорошо зарекомендовать в строительной отрасли, либо имеют хорошие шансы на то, чтобы получить в ней в ближайшем будущем широкое практическое применение.

Бетон -- вторая по общим объемам потребления человеческой цивилизацией (после воды) субстанция, иными словами, он является самым активно используемым из искусственно созданных людьми материалов. Так, в середине прошлого десятилетия в мире ежегодно производилось в общей сложности порядка 7 куб. километров бетона, т. е. на каждого жителя Земли приходилось более 1 кубометра этого продукта. Столь колоссальные объемы производимого человечеством бетона и его массовое распространение в строительной индустрии, помимо всего прочего, делают этот материал важнейшим элементом четко обозначившегося в последние годы процесса ускоренной «экологизации» стройматериалов. И хотя бетон, в принципе, нельзя считать суперзагрязняющим материалом, благодаря столь большим масштабам его выработки на долю бетона (точнее, его ключевой химической составляющей -- портландцемента) ежегодно приходится от 5 до 10% совокупных выбросов углекислоты в атмосферу. Вторым ключевым направлением исследований, нацеленных на увеличение эффективности и полезных свойств бетона являются поиски механизмов и способов снижения удельных энергозатрат в процессе его производства и последующей эксплуатации. В том, что касается экологической стороны вопроса, многие из современных подходов к созданию «более зеленых» разновидностей бетона основываются на попытках тем или иным образом уменьшить (и даже полностью устранить!) присутствие в нем портландцемента, -- либо разбавляя его различными природными и/или искусственными добавками (например, зольной пылью), либо вообще заменяя традиционный портландцемент на другие виды цемента, для производства которых требуется значительно меньше тепловой энергии. Одним из наиболее крупных исследовательских центров, который на протяжении многих лет занимается разработкой более «дружелюбных» по отношению к окружающей среде новых типов бетона, а также созданием инженерно-модифицированных его разновидностей со специфическими свойствами является Concrete Sustainability Hub, CSH (что можно условно перевести как «Центр по экологически рациональному бетону») при Массачусетском технологическом институте в Бостоне (MIT). Специалисты этого центра впервые в мире смогли точно искусственно смоделировать структуру бетона на молекулярном уровне (а в ближайшей перспективе рассчитывают выйти и на атомарный уровень), что позволило им найти ряд эффективных методов создания более прочных, долговечных и экологичных бетонов, и выявить ключевые механизмы последующего целенаправленного изменения его различных свойств и практического назначения. Таким образом, в скором будущем с бетоном можно будет проделывать те же произвольные модификации, которые уже давно стали возможными по отношению к той же стали или стеклу. Достигнутый специалистами исследовательского центра MIT глубокий уровень теоретического понимания физико-химических свойств бетона теперь должен быть «подхвачен» ведущими игроками строительной индустрии для осуществления дальнейших масштабных практических экспериментов: по оптимистическим расчетам руководителей центра CSH, первые коммерческие образцы «нового бетона» могут появиться на свет уже в течение ближайших нескольких лет. Впрочем, даже если временно оставить в стороне это, безусловно, магистральное направление научных исследований, нельзя не отметить, что и инкрементный прогресс в области совершенствования качества обычного бетона за последние несколько десятилетий был весьма значительным. Так, лучшие образцы модифицированного бетона сегодня примерно втрое превосходят по компрессионной прочности стандартный бетон образца начала 70-х гг. прошлого века, что в т. ч. позволяет в промышленных масштабах создавать куда более тонкие, легкие и протяженные железобетонные конструкции.

Burj Khalifa в Дубае (ОАЭ).

Самым ярким примером того, насколько более надежными и прочными стали современные бетоносодержащие строительные структуры, можно считать недавно возведенную знаменитую башню-небоскреб Burj Khalifa в Дубае (ОАЭ), самое высокое 828-метровое здание в мире (что более чем на 300 метров выше, чем у предыдущего рекордсмена, небоскреба Taipei 101 на Тайване). Так, специально для Burj Khalifa была разработана особая марка бетона, способная долгое время выдерживать температуру до +50 °C, и, что особенно показательно, основной несущий каркас этой башни был полностью выполнен из железобетона, тогда как у Taipei 101 он был стальным.

По мнению многих экспертов, главным и весьма емким потенциальным направлением практического использования для пористого бетона будут в ближайшем будущем различные дорожные покрытия (прежде всего, -- городские пешеходные тротуары). Благодаря наличию множества пор в этом бетонокомпозитном материале, сохраняющих относительную прохладу даже при очень жаркой, сухой погоде, он станет выгодной альтернативой стандартным дорожным покрытиям, в состав которых входят различные битумные материалы, асфальт или тот же обычный портланд-цемент.

Комбинированные теплоизоляционные материалы. Массовое распространение в стройиндустрии специализированных теплоизоляционных материалов и продуктов, наблюдаемое в последние годы, создало очень серьезные потенциальные возможности по части оптимизации базовых показателей энергоэффективности. Достаточно лишь бегло перечислить наиболее перспективные инновационные материалы и технологические методы, активно внедряющиеся в данной сфере, такие как пенополистирол, акустические мембраны, паровоздушные защитные слои, разнообразные стекловолоконные изоляционные системы и т. д., для того, чтобы прийти к очевидному выводу о том, что при помощи умелого комбинирования этих изоляционных материалов и технологий строительные компании теперь располагают куда более обширным арсеналом для гибкого управления своими удельными издержками и контроля над энергоемкостью. Так, одним из относительно недавних и очень многообещающих трендов в данном сегменте стало массовое внедрение т. н. конструктивных теплозащитных панелей (Structural Insulated Panels, SIPs). Эти новые системы утепления стен состоят из жестких пеноизоляционных листов, прокладываемых вперемешку со слоями из т. н. ориентированно-стружечных плит, ОСП. В результате этой комбинации двух разных материалов достигается высокая конструкционная прочность стенной изоляции и, кроме того, поскольку практические разновидности SIPs обладают различной толщиной, это позволяет достаточно широко варьировать меру теплосопротивления изоляционного покрытия .

Наконец, конструктивные теплозащитные панели могут также использоваться в качестве важного элемента кровельных покрытий зданий, в т. ч. позволяя конструировать высокие потолки без обшивки, состоящие из балок перекрытия. Еще один, также набравший в последнее время значительную популярность в отрасли комбинированный тип теплоизоляции, -- т. н. несъемная опалубка из гранулированного пенополистирола (англ. название -- Insulated Concrete Forms, ICF). Эта технология была впервые запатентована в США еще в конце 60-х годов XX века, однако ее массовое внедрение в стройиндустрии произошло значительно позже. ICF обладает прекрасными энергосберегающими характеристиками, небольшим весом, высокой конструкционной прочностью и обеспечивает относительную простоту отделочных работ.

В отличие от обычной съемной опалубки, несъемная ICF-опалубка не только используется в качестве эффективного утеплителя, но и не несет никакой конструкционной нагрузки.

Гипсокартон.

Как полагают многие специалисты, в самом скором времени может произойти подлинный ренессанс такого давно известного в стройиндустрии материала как гипсокартон. На протяжении многих десятилетий с момента его изобретения в конце XIX века базовый процесс производства гипсокартона был практически неизменным: измельченный гипсовый камень помещался в обжиговую печь и нагревался до 500C. Причем одним из негативных побочных эффектов этой традиционной технологии являлось то, что благодаря процессу обжига в атмосферу ежегодно выбрасывались миллиарды тонн парниковых газов. И вот совсем недавно одной из калифорнийских компаний (Serious Materials) наконец удалось разработать принципиально новую разновидность гипсокартона, получившую название EcoRock, для производства которого не требуется использование обжиговых печей и, более того, эта новая технология позволила снизить удельное энергопотребление в 5 раз по сравнению с традиционным производственным процессом. По предварительным оценкам специалистов, дальнейший массовый переход на новую безобжиговую технологию производства гипсокартона (точнее, ее модернизированной разновидности EcoRock, в состав которой входят зольная пыль, шлак и ряд других наполнителей, получаемых из отходов промышленного производства) позволит достичь колоссального снижения средних энергозатрат в строительной отрасли (так, только в Северной Америке ежегодно производится порядка 85 млрд куб. фунтов традиционного гипсокартона18), а также существенно улучшит ее общий экологический имидж.

Экологически чистые материалы.

Одной из основных тенденций на сегодняшний день --является повсеместный рост спроса на экологически чистые материалы. В развитых странах достигнут своеобразный общественный консенсус: производство и использование материалов не должны оказывать воздействие на окружающую среду, и конечный потребитель готов в случае выполнения этого условия платить больше.

Другая тенденция общего характера как бы продолжает экологическую линию в развитии материалов. Материалы, из которых возводятся здания, должны быть энергоэффективными, это приводит к снижению потребления энергоносителей для обогрева или, наоборот, охлаждения помещений. Бонусная сторона повышения энергоэффективности зданий -- значительное снижение расходов на оплату коммунальных услуг частными и коммерческими потребителями.

Трансформируемые фасады.

Все чаще в мировой архитектуре встречаются примеры зданий с фасадами-трансформерами.

Здания с изменяемыми фасадами, безусловно, можно назвать новой эрой в архитектуре. Это своеобразная философия, меняющая взгляды людей на жизнь в современных городах. На место рутины в архитектурном облике городов приходит движение.

К тому же, подобные технологии не только придают зданию необычный футуристический вид, но позволяют сократить энергозатраты.

Одна из самых известных примеров динамической архитектуры - башни Аль Бахра в Абу-Даби (Дубаи), построенные по проекту архитекторов Aedis. Их фасад позволяет на 50% снизить затраты на охлаждение здания. Если посмотреть на высотки издалека, то они напоминают два игрушечных ананаса. Если подойти к зданиям поближе, то будет отчетливо видна их сотовидная конструкция, которая прикреплена к остекленному фасаду. Многочисленные “соты» открываются и закрываются в ответ на движение солнца.Здание также оснащено экраном Mashrabiya, который сворачивается ночью и полностью приспосабливается под погодные условия. На создание таких необычных элементов фасада архитекторов вдохновила традиционная исламская решетка.

гипсокартон кровельный безобжиговый теплозащитный

Рис. 1

Наверное, все помнят огромный кинетический фасад небольшого здания, построенного для Олимпиады в Сочи. Известный архитектор из Лондона Асиф Хан создал фасад павильона компании “Мегафон”, состоящий из 11 тыс. телескопических поршней, которые превращают поверхность здания в трехмерный портрет. Во время Олимпийских игр на стене могли отображаться три лица болельщиков размером 6Ч8 м каждый. Внутри здания установлены несколько камер, которые сканируют лица людей. Причем их выражение лица может меняться каждую минуту.

Рис. 2

Руководитель Ernst Giselbrecht + Partner Эрнст Гизельбрехт создал энергоэффективный фасад для компании Kiefer Technic. Архитектор решил сделать свет фильтрованным и механически управляемым, чтобы он работал на создание хорошо освещенного и вентилированного пространства. Компания Kiefer Technic попросила создать воздушный шоурум с видом на парк, где можно показывать продукцию фирмы. Гизельбрехт закрыл весь южный фасад демонстрационного зала стеной из белых алюминиевых жалюзей, которые могут открываться и закрываться с использованием множества управляемых с помощью электроники горизонтальных стержней. В результате получился фасад, способный меняться в зависимости от требований к свету и теплу внутри.

Рис. 3

Еще один узнаваемый проект - это энергосберегающий бизнес-центра Media-ICT в Барселоне. Автором необычного проекта выступил Энрик Руис Гели из испанской компании Cloud 9 Architecture. Он создал на месте заброшенного склада необычное футуристическое здание. Его основная особенность - это специальная оболочка ETFE, которой обернуты все внешние конструкции. Она может надуваться и сдуваться, регулируя микроклимат внутри здания. Такая необычная облицовка фасада экономит до 20% энергии. Летом эти мембраны выполняют роль солнцезащитного экрана, который блокирует до 85% тепла, а также ультрафиолетовых лучей, тем самым создавая в помещениях прохладу.

Рис. 4

Ярким примером высокотехнологичных решений может также стать средиземноморский дом Travessa de Patrocinio в Лиссабоне. Само здание в стиле минимализма выглядело бы незаметным, если бы не толстая “шуба” из растительности, развивающейся вертикально. Вертикальный сад на фасаде сформирован из 4,5 тыс. единиц средиземноморских растений. Общая площадь “шубы” - около 100 кв.м. Растения превратили здание в живой, дышащий организм, который меняется в зависимости от сезона.

Рис. 5

Здание с динамичным фасадом есть и в Австралии. Студия Urban Art Projects разработала концепт Vertical Lake (“Вертикальное озеро”). Он представляет собой конструкцию из 250 тыс. алюминиевых элементов, зависимых от ветра. Vertical Lake украшает фасад паркинга в аэропорту Брисбена. В основу проекта заложена идея естественной кинетики. Потоки воздуха меняют угол наклона каждого элемента и формируют постоянно меняющийся рельеф фасада, который напоминает рябь воды. Фасад обеспечивает затенение здания и позволяет регулировать температуру.

Рис. 6

Бен ван Беркель из голландской архитектурной компании UN Studio решил превратить торговый центр Galleria Centercity в городе Чеонан (Южная Корея) в музей под открытым небом. Настоящим украшением сооружения стал экстерьер с уникальным двухслойным иллюзорным фасадом, на котором установлены 22 тыс. светодиодов. Цвет светодиодов постоянно меняется, в результате на фасаде образуются разные картинки и надписи. В результате получился медиафасад с эффектом оптических иллюзий. Он также играет важную роль в освещении внутренних помещений. В светлое время суток фасад представляет собой монохромную зеркальную поверхность, пропускающую максимум дневного света в белоснежный интерьер. Потребность искусственного освещения в торговом центре сведена к минимуму. Конструкция фасада пропускает свет и обеспечивает комфортную атмосферу с оптимальным температурным режимом.

Рис. 7

Волнообразный павильон для EXPO 2012 в южнокорейском городе Есу разработан австралийской компанией Soma. Форма здания позволяет ему идеально вписываться в ландшафт береговой линии. Здание не только очень красиво, но и экологично. Для экономии электроэнергии на крыше разместили солнечные батареи, а для комфорта посетителей предусмотрена сложная система естественной вентиляции, ориентирующая воздухозаборники по ветру. Передовая система фасадов, формирующая микроклимат внутреннего пространства, была разработана авторами проекта совместно с компанией Knippers Helbig Advanced Engineering.

Рис. 8

Примеры.

Дальше хотелось бы рассмотреть некоторые проекты, которые были построены в городах России, где использовались инновационные тезнологии.

Энергоэффективные дома.

Green Balance -- пример достаточно простого энергоэффективного здания. Сам дом был возведен в конце 2010 года частным заказчиком в подмосковном Назарьеве при участии компании Rockwool, производящей утеплители. Задачей заказчика было построить здание, потребляющее как минимум в два раза меньше тепловой энергии, чем положено по российским нормативам. Если не брать особенности архитектуры, то энергоэффективность была достигнута с помощью двух простых мер. Главное -- серьезное утепление внешних стен, фундамента и крыши. Толщина искусственного утеплителя в стене -- 30 см (для сравнения: в панельных домах не более 10 см). Кроме того, был установлен рекуператор -- устройство, которое ставится в систему вентиляции и позволяет зимой «отбирать» тепло у воздуха, выходящего из дома. Коттедж постарались построить недорого: при площади 200 кв. м его себестоимость составила 4,5 млн рублей. Расчетное энергопотребление здания -- 63 кВт·ч на квадратный метр в год, что на 60% меньше российских норм. Дополнительные затраты на энергоэффективность добавили в стоимость дома 14,5%, а окупиться они должны за девять лет.

Второй дом, построенный с участием Rockwool в Набережных Челнах.

Рис. 9

Рис. 10

Natural Balance, -- более сложный. Кроме утепления и рекуператора здесь установлен еще и тепловой насос. Потребление энергии в этом коттедже должно быть на 78% меньше нормативного: расчетное энергопотребление -- 37,3 кВт·ч на квадратный метр в год. Себестоимость дома площадью 200 кв. м составила примерно 5,3 млн рублей. Дополнительные затраты на энергоэффективность должны окупиться за 14 лет. Здание было возведено в 2012 году.

Эко Коттедж Freedom -- проект предпринимателя Алексея Мороховца. Проект Freedom интересен, прежде всего, необычной организационной схемой проекта. Свой дом, возведенный в 40 км по Новорижскому шоссе, Мороховец хочет использовать как шоурум современных технологий и место для семинаров. Мороховец смог привлечь в свой проект более дюжины партнеров, которые на льготных условиях предоставили свои материалы или инженерные системы. Среди партнеров, как российские производители, так и крупные западные концерны -- BASF и REHAU. Freedom должен стать и ареной для реалити-шоу. Установленные на первом этаже вебкамеры должны по замыслу круглосуточно транслировать изображение на сайт. В доме установлен целый ряд датчиков (температура, влажность, расход топлива и т. д.), показания которых будут транслироваться в интернете в режиме онлайн. Дом с отделкой и инженерией площадью 320 кв. м обошелся застройщику в 4,7 млн рублей (оборудование и материалы от партнеров учтены по розничным ценам). Это составляет 15,6 тыс. рублей за квадратный метр. То есть Freedom не только должен дать экономию на коммунальных платежах в будущем, но и оказался весьма недорогим в стройке. Это нетипичный случай: обычно строительство «зеленых» домов дороже, но они экономичнее в эксплуатации. Сэкономить удалось за счет ряда моментов. В качестве утеплителя и стенового материала были использованы прессованные соломенные блоки «Экотэп». Были применены некоторые недорогие решения: так, вместо подключения к центральной канализации используется многокамерный сложный септик. Вместо скважины -- колодец. Кроме того, застройщик лично принимал активное участие в строительстве. Предприниматель Алексей Мороховец рассматривает свой коттедж Freedom как первый этап реализации большого проекта. Уже в этом году он хочет начать выпускать недорогие домокомплекты DIY -- Do It Yourself, «сделай сам». Из них покупатель самостоятельно сможет собрать коттедж. Сборку можно будет провести индивидуально или наняв бригаду. Причем проекты будут модульного типа, то есть допускающие расширение готового дома через пристройку новых элементов. Человек сможет построить домик площадью 80 квадратных метров и потом наращивать его. При массовом выпуске ожидается, что цена базового домокомплекта составит менее 350 долларов за квадратный метр.

Первый российский пассивный дом («Мосстрой-31») В 2011 году было достроено и заселено первое в России здание по технологии «пассивный дом». Эта технология переживает настоящий бум в Европе: за последние десять лет только в Германии и Австрии возведено более 15 тыс. зданий, в некоторых регионах она уже стала строительным стандартом. Первый российский пассивный дом находится в Бутове, застройщиком выступила компания «Мосстрой-31». Пассивные дома -- это дома-термосы с ультранизким потреблением энергии. Они герметично изолируют внутреннее пространство дома от окружающей среды и не требуют привычных систем отопления. Расчетное потребление на отопление таких домов не более 15 кВт·ч на квадратный метр в год, что примерно в 10 раз меньше российских строительных нормативов. Коттедж в Бутове был спроектирован немецким архитектором Томасом Кнехтом. Он соответствует всем принципам пассивного дома (хорошая теплоизоляция всех частей дома, трехкамерные стеклопакеты, рекуперация тепла и т. д.). Коттедж прошел необычный для России тест на герметичность: из здания-термоса откачивают воздух или закачивают дополнительный, измеряя, как оболочка дома держит давление. Здание построено по технологии несъемной опалубки. Несущей конструкцией является 15сантиметровый слой армированного бетона, который заливался в опалубку из пенополистирола толщиной 5 см (внутренний слой) и 10 см (внешний). В качестве дополнительного утепления использовался неопор -- утеплитель на основе пенополистирола нового поколения. В пассивном доме установлен также тепловой насос. Себестоимость квадратного метра пассивного дома без отделки составила 24 тыс. рублей. Опыт прошлой зимы показал, что дом обладает высокими теплоизоляционными свойствами: удельный расход тепловой энергии на отопление составляет 24 кВт·ч на квадратный метр в год. То есть до немецкого стандарта (15 кВт·ч на метр) дом не дотянул совсем немного.

«Активный дом» («Загородный проект» и Velux) Самый инновационный и в то же время неоднозначный «зеленый» коттедж, построенный в России за последние годы, -- это «Активный дом». В доме, построенном в 20 км по Киевскому шоссе, организаторы проекта (компании «Загородный проект» и Velux) постарались совместить сразу несколько концептов. Во-первых, здание частично выполнено по технологии «пассивный дом». Во-вторых, использован концепт «умного дома». Все инженерные системы здания интегрированы в единую автоматизированную систему управления. Датчики, установленные внутри и снаружи дома, измеряют температуру, силу ветра «за бортом», контролируют освещенность, уровень CO2 и влажность. Исходя из полученных данных в помещениях, например, открываются те или иные окна или жалюзи. В летний период максимально используется естественная вентиляция, в зимнее -- механическая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла до 90%. В-третьих, одна из идей «Активного дома» -- высокая степень светового комфорта. Коэффициент естественной освещенности в 10 раз выше нормы. Авторы «Активного дома» постарались максимально напичкать коттедж современными инженерными системами. На крыше размещены солнечные коллекторы, аккумулирующие тепло Солнца и даже зимой производящие горячую воду. Коллекторы покрывают до 60% потребности в горячей воде и 8% -- в отоплении. Установлен тепловой насос, за счет которого зимой отапливается дом и покрывается оставшаяся потребность в горячей воде. Есть рекуператоры тепла и четыре солнечные батареи, вырабатывающие электричество. В чем же неоднозначность проекта? Его организаторы попытались совместить две трудносочетаемые вещи -- высокую энергоэффективность и значительные площади остекления. Последнее было требованием одного из соорганизаторов проекта -- производителя мансардных окон Velux. В итоге, чтобы компенсировать тепловые потери, пришлось укладывать в стену избыточный утеплитель толщиной 60 см. Кроме

того, к проекту были подключены серьезные архитекторы, российские и западные инженеры, но при этом отдельные элементы здания далеки от оптимальных. Например, очевиден перерасход материалов и слишком сложные формы здания, что впоследствии отразится на эксплуатации. В результате цена «Активного дома» получилась чрезмерно высокой. Строительная себестоимость 230-метрового дома -- порядка 28 млн рублей, то есть свыше 4 тыс. долларов за квадратный метр. А вместе с внутренней отделкой, мебелью и ландшафтными работами стоимость составила 37,5 млн рублей. Естественно, при такой стоимости говорить об экономической целесообразности проекта нет смысла: энергоэффективные и «умные» дополнительные опции не окупятся и за сотню лет. «Высокая себестоимость объясняется несколькими факторами. Во-первых, дом строили в крайне сжатые сроки. На проектирование и стройку ушло всего девять месяцев. Цейтнот был связан с политическими моментами. Идея проекта возникла во время поездки президента Дмитрия Медведева в Данию в апреле 2010 года. Ему показали инновационный дом, и он одобрил идею построить такой же в России. Осенью 2010-го в присутствии европейских чиновников дом был заложен. Включившись в политические игры, застройщик был вынужден следовать чрезмерно жесткому таймингу, -- объясняет один из консультантов проекта. -- Во-вторых, застройщик особо не экономил и покупал весьма дорогие системы и материалы, чтобы проверить, как это работает. В-третьих, скажем честно, в России нет опыта проектирования и строительства таких сложных домов. Заметим еще, что часть оборудования и материалов представили на различных условиях партнеры проекта, что несколько снизило издержки застройщика».

«Гиперкуб» (Фонд «Сколково») «Гиперкуб» -- первое офисное здание, построенное на территории иннограда «Сколково». Заказчиком проекта выступил Фонд «Сколково». Архитектор -- Борис Бернаскони. «Гиперкуб» -- это 7-этажное здание формы куба площадью 6630 кв. м. «Гиперкуб» является испытательным стендом Сколкова, на котором отрабатываются информационные, экономические, инженерные, градостроительные и организационные модели управления инноградом.

Здание спроектировано по принципу «4Э» -- энергоэффективность, экологичность, эргономика и экономичность. «Гиперкуб» спроектирован как трансформируемое здание: объект предусматривает возможность смены функций помещений и их конфигурации, а также способность увеличения общей площади здания в 1,5 раза. Этажи здания сделаны так, чтобы можно было строить временные конструкции внутри и менять планировку. В фасады здания легко монтируются солнечные батареи, экспериментальные материалы и покрытия, арт-инсталляции от известных художников или рекламные модули. Стены «Гиперкуба» должны представлять собой медиафасад. Для наружного освещения здания используются солнечные панели, расположенные по фасаду под крышей. Система транформации и распределения света PARANS сокращает выбросы CO2 и других парниковых газов. До 50% потребности воды удовлетворяется за счет сбора и использования дождевой воды. Для обогрева и охлаждения здания используется система тепловых насосов. В замкнутый контур из 13 скважин поступает вода. Ее температура постоянна круглый год -- около 5 градусов. В зависимости от сезона она либо обогревает, либо охлаждает здание. Обслуживание тепловых насосов, по расчетам, должно оказаться в четыре раза эффективнее традиционных технологий.

Олимпийский Дворец «Большой» в Сочи («Олимпстрой») Большая ледовая арена -- уникальное сооружение, относящееся к первой категории сложности. Его площадь -- более 96 тысяч кв. м. Объект расположен в Олимпийском парке в Сочи, в Адлерском районе. Заказчиком проекта выступила государственная корпорация «Олимпстрой», созданная для строительства олимпийских объектов в рамках программы подготовки к Олимпийским играм в Сочи -- 2014. Ледовый дворец «Большой» -- первый в России спортивный проект, который был сертифицирован по международной системе BREEAM. Необходимость сертификации стадиона является одним из условий Международного олимпийского комитета по проведению Олимпийских игр. Для внутреннего освещения на объекте установлено более 4000 светодиодных светильников 9-ти различных типов российского производителя «Оптоган». Объем инвестиций в покупку светодиодов составил 18 миллионов рублей. Срок окупаемости -- 1,3 года. Экономия средств за 5 лет после выхода в точку окупаемости составит порядка 17 миллионов рублей.

Здание имеет медиафасад, то есть встроенный в кровлю и фасад дисплей, состоящий из 38 тысяч светодиодных модулей, с помощью которых можно транслировать на поверхность объекта графические изображения и видеосигнал.

Заключение

В заключении хотелось бы сказать, что новые технологии меняют лицо отрасли. Благодаря кумулятивному воздействию целого ряда очень мощных факторов (большая часть которых носит «внешний характер») традиционно консервативная строительная отрасль, скорее всего, будет просто вынуждена изменить своим устоявшимся традициям и пойти на целый ряд радикальных изменений.

Так, быстрое внедрение компьютерных методов моделирования всех ключевых стадий строительного цикла и прочих передовых IT-технологий уже в значительной степени изменили базовый modus operandi строительной отрасли в целом.

С достаточно высокой степенью вероятности уже через несколько десятилетий может измениться практически до неузнаваемости и сам набор используемых в отрасли материалов и технологий. В свою очередь, эта почти неизбежная массовая замена традиционных стройматериалов и технологий должна привести к столь же масштабной организационной революции в стройиндустрии, в т. ч. к быстрому росту системной интеграции и значительному усилению взаимодействия между архитекторами, проектировщиками, инженерами-строителями и строительно эксплуатационными службами.

Наконец, средние темпы и масштабы технологического прогресса в отрасли также в значительной степени будут зависеть от степени и скорости перехода на автоматизированные методы строительства и массового внедрения робототехники и технологий с минимальным вмешательством людей.

Так, значительная часть экспертов сегодня сходится во мнении, что одной из ключевых тенденций ближайших десятилетий в строительной индустрии должен стать ускоренный переход от традиционных технологий возведения домов непосредственно на стройплощадках (on-site manufacturing) к сборно-модульному (офсайтному) домостроению. Скажем, по мнению всемирно известного канадского архитектора Ави Фридмена, высказанному еще в середине прошлого десятилетия, «уже спустя десять лет роль и функции жилищно-строительных фирм заметно преобразятся. Жилые дома будут в массовом порядке возводиться по технологиям, напоминающим автомобильный конвейер, из унифицированных панельных или модульных компонентов, спроектированных при помощи компьютеров. Компании будут в основном продавать на рынке “пакетные решения”, стандартные жилкомплекты, собранные в заводских условиях в соответствии с предварительно выбранной заказчиками планировкой и транспортируемые в практически готовом виде непосредственно на место сборки».

Размещено на Allbest.ru