Новые технологии и строительные материалы

Бионические QS-материалы

Эти материалы призваны копировать свойства различных живых организмов и растений. Сама по себе бионика – это наука, которая изучаем живые организмы, а если быть точнее, то непосредственно их строение и функционирование. Полученные результаты используются при разработке новых технических систем, а также материалов.

Бионические QS-материалы

Если объяснить более простым языком, то, например, ученые изучают то, как летают птицы, а потом используют эти знания при совершенствовании самолетов. Некоторые архитекторы используют знания о строении тел разных растительных организмов, благодаря чему делают уникальные концепты зданий.

Таким вот образом, с 2000 годов компания Sto начала применять бионику для производства фасадных покрытий. Благодаря этому, и появились на свет строительные материалы, которые очень напоминают то, что мы можем наблюдать в живой природе.

В 2019 году компания представила новый класс материалов – QS. На таких материалах можно работать в любое время года, независимо от погоды. «QS» расшифровывается как «QuickSet», что в переводе с английского обозначает «быстрое сцепление». То есть, пленка на продукте формируется быстрее и не смывается из-за дождя.

Если обычно такие строительные работы возможно при температуре до +5 и влажности воздуха +70%, то сейчас тот показатель увеличился до +1 градуса и влажности воздуха 95%.

Инновационная штукатурка

На сегодняшний день продукция компании Sto представлена на рынке грунтовками, штукатуркой, фасадной краской, а также герметиком.

Алмазные нанонити

Насколько нам известно, алмазы — самый прочный минерал, который встречается в природе на Земле. Это делает алмазы прекрасным строительным материалом при должном подходе.

Ученые Пенсильванского университета создали инновационные алмазные нанонити, которые в 20 000 раз тоньше человеческого волоса. При этом алмазные нанонити считаются самым прочным материалом на Земле (и, возможно, в целой Вселенной). Помимо тонкости и прочности, они также невероятно легкие.

Исследователи смогли создать эти нити ультратонких алмазов, применяя чередующиеся циклы давления к изолированным молекулам бензона в жидком состоянии. В результате этого рождались кольца атомов углерода, которые были упорядочены в цепи.

Такие нанонити, возможно, вряд ли будут использовать в повседневном строительстве, но в амбициозные проектах, например, при создании троса космического лифта, вполне.

Технология полигональной кладки

Фото из открытых источников

Технология древности, вызывающая вопросы у современных людей

Полигональная кладка — это строительная технология, известная довольно давно распространенным применением и встречающаяся во многих точках планеты, которые знамениты следами древних цивилизаций. Она представляет собой использование многоугольных камней различного размера, которые притёсывались один к другому и состыковывались под произвольными углами. Главным достоинством такой технологии считается экономия сил и времени, ведь во время ее использования не требовалось подгонять каждый камень под одинаковые параметры.Фото из открытых источников

Впечатляющая строительная технология древности

Так, например, ярким свидетельством широкого применения такого типа кладки на территории Европы являются многочисленные сооружения эпохи Древней Греции и Рима. Среди прочих можно выделить подпорную стену террасы знаменитого храма Аполлона , расположенного на территории древнегреческого города Дельфы. Ее длина составляет около пятисот метров, а датируется она примерно 500 годом до нашей эры.

Фото из открытых источников

Подпорная стена, Дельфы. Современный вид.

Использовалась эта технология и в эпоху Средневековья, хотя на тот момент уже были известны более совершенные методы возведения стен. Так, полигональную кладку можно увидеть в некоторых замках и оборонительных укреплениях, среди них — строения в городе Кронштадт на острове Котлин. Однако больше всего примеров полигональной кладки можно найти на территории расселения древних инков и майя, то есть, в современном Перу, Боливии, а также на территории острова Пасхи. По мнению историков, именно инки овладели этой технологией лучше всех. Яркими примерами использования технологии можно найти в перуанских городах Куско, Мачу-Пикчу и Пуно.

Фото из открытых источников

Полигональная кладка города Куско, Перу

Справедливости ради, следует отметить, что общий механизм применения данной технологии известны исследователям. Однако те же инки настолько точно подгоняли камни друг к другу, причем без использования в большинстве случаев закрепляющего состава, регулярно вызывают споры в научной среде, а также способствуют появлению различного рода теорий и даже легенд, которыми объясняют, как древние люди были способны возводить столь крепкие сооружения из огромных монолитов, используя при этом довольно примитивную технологию.

Технологии

По технологии выполнения утепления можно разделить на 4 способа. Одни способы предусматриваются проектом при строительстве, другие ‒ используются в качестве модернизации уже жилого дома.

Мокрая изоляция

Наиболее распространенный вид утепления частных и многоэтажных домов, предлагаемый многими строительными компаниями. Методика заключается в закреплении теплоизоляционных плит на стену с помощью дюбелей или анкеров и в дальнейшем покрытии клеящим составом с оштукатуриванием. Благодаря легковесности материалов, способ применим для любых стен и не требует просчета несущих способностей конструкции.

Вентилируемая изоляция

Обычно применяется для частных домов как модернизация или планируется при строительстве. На стену монтируется плиточный или рулонный теплоизолирующий материал и закрывается ветрозащитной тканью. Затем устанавливается обрешетка и на нее производится монтаж облицовочного материала, например, сайдинга. Пространство между изоляцией и облицовкой должно вентилироваться, чтобы исключить конденсат.

Колодезная изоляция

Этот способ изначально необходимо предусматривать проектом. Он подходит для домов с облицовкой клинкерным кирпичом. Метод заключается в лицевой кладке с промежутком от несущей стены. Именно в этот образовавшийся колодец вкладывается утеплитель.

Главное условие ‒ выбор утеплителя, который должен «дышать». Лучшим выбором станут плиты из минеральной ваты.

Панельная изоляция

Это утепление теплоизоляционными облицовочными панелями. Способ часто используется при строительстве или для реконструкции зданий, но также подходит для любых домов. При этом облицовка таким способом стен одной квартиры в многоэтажном доме вызовет архитектурный дисбаланс, поэтому её лучше применять сразу для всего дома в целом. С помощью композитных панелей можно создать респектабельный вид здания и обычно такое утепление закладывают в проект.

Вертикальные города

Один из способов решить эту проблему — строить вертикальные города. Уже есть несколько предложений по вертикальным городам, которые можно построить в Сахаре, Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) и Китае.

Эти вертикальные города будут с гигантскими зданиями, которые будут обеспечивать людей жилыми домами, рабочими местами и магазинами. К примеру, итальянская фирма Luca Curci Architects собирается строить 189-этажное здание в ОАЭ. Оно сможет вместить 25 000 человек с магазинами и офисами. Поскольку людям не нужно будет покидать здание, это позволит решить проблему пространства и снизить уровень выброса углерода.

Такие мегаздания будут самоподдерживающимися и зелеными. Поскольку они большие, по всей площади стен можно разместить солнечные батареи. Также они будут использовать геотермальную энергию и собирать дождевую воду.

Современные технологии и материалы в строительстве

Развитие современных технологий не обошло стороной и строительный рынок. Сегодня появилось множество технологий, а также строительных материалов, которые существенно облегчают весь процесс выполнения строительных работ

Благодаря использованию современных технологий и материалов в строительстве становится возможным возводить постройки за более короткий период, с меньшим вложением денежных, а также трудозатрат и что особенно важно сегодня – это добиться максимального теплосберегающего эффекта возводимого здания.

Сегодня существует несколько современных технологий, применяемых во время строительства:

использование несъемной опалубки;
применение во время возведения зданий 3D-панелей;
использование переставной модульной опалубки.

Все большую популярность в сфере строительства сегодня набирает так называемое каркасное домостроение.

На строительном рынке можно встретить такие современные строительные материалы, как 3D-напечатанные кирпичи, которые обладают повышенной энергоэффективностью и имеют собственную систему охлаждения. Еще одно новшество – это самовосстанавливающийся бетон, который способен сделать любую конструкцию надежней и долговечнее.

Аугментация людей

Может, мы сможем «слышать» цвета или «чувствовать» электрические поля или даже загружать новую информацию в наш мозг, как в фильме «Матрица».

Бионика меняет лицо человечества. В буквальном смысле. Чем больше мы становимся зависимыми от машин, тем быстрее мы приближаемся ко времени, когда наши возможности станут на порядок выше и шире, чем те, которыми мы обладаем сегодня.

Имплантация видеокамер в глаза, улучшение способности выше прыгать и быстрее бегать, или же даже контролирование электронных устройств силами нашего разума — граница между машиной и человеком медленно, но верно становится все более размытой. Благодаря новым способностям мы, вероятнее всего, сможем даже почувствовать и получить совершенно незнакомый для нас до этого опыт.

Изогнутые камни и монолиты храма «Хефрена»

Фото из открытых источников

Один из самых загадочных храмов Древнего Египта

В египетской долине Khafre’s Valley Temple, на плато Гиза расположен храм, особенности строительства которого до конца не разгаданы на сегодняшний день. Одним из моментов, который вызывает вопросы у исследователей, является механизм транспортировки и поднятия на высоту каменных блоков, при том, что каждый из них весом в несколько десятков тонн. Все они изготавливались из красного гранита, пол же составлялся посредством укладки известняковых плит.

Фото из открытых источников

Кроме того, огромные камни составлялись в стены с помощью технологии полигональной кладки. Вот только они подгонялись друг к другу с такой поразительной точностью, что, по информации Novate.ru, между отдельными блоками даже лезвие ножа невозможно втиснуть. Особенно удивительно видеть качество подобной кладки в сооружении, которое считается одним из наиболее древних египетских зданий, дошедших до наших дней, причем стиль и характер технологий можно сравнить только с нынешним храмом сфинкса, который расположен рядом и храмом Осириса в Абидосе.

Фото из открытых источников

Однако наибольшую загадку, которая не одну сотню лет будоражит умы исследователей и любопытных обывателей, хранят, в буквальном смысле слова, углы храма: там можно увидеть ничто иное, как изогнутые камни. Именно к алгоритму изготовления блоков такого типа до сих пор не удалось даже приблизится ученым-египтологам и современным архитекторам. Камни выглядят как монолиты и идеально подходят один к другому, словно части паззла. Более того, на них отсутствуют следы обработки зубилом или молотком — блоки как будто вылиты в цельных формах.

ТИСЭ

Эта аббревиатура более привычна для нас под названием «народная», также известная как «переставная опалубка», а полностью она звучит: Технология Индивидуального Строительства и Экология. Это изобретение полностью принадлежит нашим соотечественникам, что приятно вдвойне. Основным преимуществом такого новаторского подхода является то, что построить дом можно своими руками, без помощи специалистов.

Применение технологии переставной опалубки

Принцип технологии

Современное строительство частных домов, основанное на данном методе, характеризуется заливкой свайных или столбчатых фундаментов, зачастую доукомплектованных ростверком. Главным вашим инструментом на данном этапе будет бур, который был специально разработан для ТИСЭ.

Стены таких домов собираются из пустотелых облегченных блоков, формирующихся непосредственно на стройплощадке при помощи модульной опалубки, которую нужно периодически перемещать. Вся суть метода строительства состоит в том, что вы фиксируете модули (формы) на том месте, где будет стена дома, и заливаете в них бетон. Когда раствор затвердеет, модули демонтируются и переносятся на новое место.

Возведение стен по ТИСЭ

Плюсы

Если вы все решитесь построить такое сооружение, то вас непременно порадует отсутствие так называемых мостиков холода, с которыми с переменным успехом борются современные застройщики. Также вам не нужна целая бригада строителей, потому что такого рода строительство не требует более 2 – 3 человек, включая хозяина дома, да и то лишь на отдельные процессы (перемещение опалубки, бурение грунта).

Размеры опалубки

В данном случае вам не придется арендовать или покупать спецтехнику, что существенно снижает смету строительства. Более того, вы сможете самостоятельно выбирать состав наполнителя для стен таких домов и комбинировать материалы (как вариант – кирпич с бетоном).

«Умный» бетон

Чтобы снизить риск наводнений в городах, английская компания Tarmac разработала бетон Topmix Permeable. Его главная отличительная характеристика – высокая способность пропускать воду. Если традиционные виды бетона впитывают до 300 мм/ч, то его новая версия – 36000 мм/ч (около 3300 л/мин.). Новая технология производства строительного материала подразумевает использование вместо песка кусочков гранитного щебня, через которые вода будет просачиваться, а затем поглощаться почвой. Это особенно актуально в крупных городах, где с каждым годом остается все меньше открытой почвы для поглощения воды. Кроме снижения риска затопления использование проницаемого бетона позволит поддерживать сухость и безопасность улиц.

К недостаткам Topmix относится относительно высокая цена по сравнению с обычным бетоном и возможность использования только в местах с не слишком холодным климатом, поскольку низкие температуры будут вызывать расширение бетона и, соответственно, разрушение покрытия.

Технология полигональной кладки

Фото из открытых источников

Технология древности, вызывающая вопросы у современных людей

Впечатляющая строительная технология древности

Фото из открытых источников

Подпорная стена, Дельфы. Современный вид.

Фото из открытых источников

Полигональная кладка города Куско, Перу

Индийский комплекс «Шраванабелагола»

Фото из открытых источников

В индийском городе Шраванабелагола, расположенном в штате Карнатака, находится одноименный храмовый комплекс. Исследователи датируют его примерно X веком нашей эры, то есть на период правления династии древнеиндийских царей Западных Гангов, покровительствовавших джайнизму, а они царствовали в Карнатаке с IV по XI век.

Фото из открытых источников

Колонны Шраванабелагола продолжают хранить свои секреты

Оригинальное для уха отечественного обывателя название переводится как «монах, стоящий на вершине холма». Комплекс Шраванабелагола поражает своими масштабами, но главной достопримечательностью, которая приводит туристов в восторг, а историков и археологов — в ступор, являются колонны храмов.Фото из открытых источников

Поразительная в своей детализация работа, нехарактерная для 10 века

Их феномен состоит в том, что они выполнены с настолько идеальной геометрией и точными деталями, что это кажется абсолютно невозможным при том уровне развития инструментов, которыми тогда могли располагать строители. Технологию обработки колонн можно сравнить разве что с работой современных токарных станков, вот только ее аналогов тысячелетней давности официальная наука пока что найти не может.

Прозрачное дерево

Вполне возможно, что при строительстве домов будущего будут использоваться подобные материалы.

Благодаря специальной химической обработке обычного пробкового дерева и его дальнейшего покрытия эпоксидной смолой, ученые создали чистый, биоразлагаемый материал, который получился в 4-6 раз прочнее, чем аналоги без химической обработки.

Есть даже мнение, что данный материал можно будет однажды использовать в качестве возобновляемого источника производства ячеек солнечных панелей, так как прозрачный материал лишь частично блокирует свет, пропуская через себя объем около 85-90 процентов.

Нанотехнологии

Однажды человечество сможет взглянуть на время без наномашин как на каменный век, но пока нам лишь остается догадываться и предвкушать то, что позволит осуществить нам эта технология.

Начиная от очистки воды от загрязняющих веществ и заканчивая созданием биоразлагаемого пластика (ну и наноковриков и наноболтов, куда же без них) — нанотехнологии обещают нам на ближайшее столетие такой мир, о котором раньше мы не могли даже представить.

Обладая размерами всего в несколько нанометров, невероятно крошечные машины вскоре займутся изучением человеческой ДНК и позволят нам фундаментально изменить свойства поведения различных материалов, позволяя наделять их невероятной прочностью или хрупкостью в зависимости от поставленных целей и задач.

Эти машины будут настолько крошечными, что питание для работы будут получать от простого ритма вашего сердца или химической энергии, содержащейся в наших клетках. С помощью нанотехнологий мы сможем вести полное наблюдение и разработку лекарств от таких недугов, как болезнь Альцгеймера, или рака, создавать более эффективные энергоносители, удивительные по своим свойствам материалы, практически вечные или разрушаемые лишь под воздействием определенных световых волн.

3D-печать

Пройдет совсем немного времени до того момента, как люди сами будут способны создавать себе дома, велосипеды и даже автомобили.

Несмотря на то, что эта технология с нами уже несколько лет, 3D-печать продолжает находить для себя новые сферы применения. Так как технология становится дешевле и доступнее для широких масс, устройства для 3D-печати потихоньку становятся неотъемлемой частью современного общества. Медицина, космос, дизайн, транспортные сферы — все так или иначе начинают чаще пользоваться данной технологией и получать от этого существенные преимущества.

Будь то биопечать продуктов для медицинских целей или печать материалов и различных механических частей, используемых, например, в двигателях или же в новых космических разработках — за 3D-печатью будущее.

Здания, «пожирающие» смог

Здания, которые очищают окружающую среду от загрязнений, — звучит фантастично, правда? Однако технология уже создана. Кому-то может показаться, что в угоду технологии такие здания теряют свой эстетический вид, однако я бы не сказал, что здание на картинке выше выглядит уродливо. Футуристично? Да. Но не уродливо. Такой внешний вид зданию придает белый «экзоскелет» из биодинамического бетона, который поглощает частицы смога, превращает их в инертные соли и тем самым очищает окружающий воздух. Это удивительное здание является павильоном Всемирной выставки «Экспо-2015», проходящей в настоящий момент в Милане.