ТОП инновационных строительных технологий

Строительство – одна из сфер человеческой жизнедеятельности, где новые технологии и материалы особенно быстро находят свое применение. Не претендуя на объективность, мы собрали в одной статье несколько продуктов, а также построенных или строящихся зданий, которые показались нам заслуживающими внимания больше других.

Япония: дома, парящие в воздухе

Ладно, пусть не парящие, но способные на несколько сантиметров приподниматься над поверхностью земли в случае начала землетрясения и находиться в таком положении вплоть до окончания подземных толчков. Как нетрудно догадаться, эта технология была разработана в Японии, причем еще в прошлом десятилетии, однако обратили на нее внимание в Стране восходящего солнца только после разрушительного землетрясения 2011 года.

Система, разработанная конструкторами компании Air Danshin Systems Inc., предполагает наличие мощной воздушной подушки, позволяющей дому в случае необходимости зависать над землей на нужное время. Чувствительный датчик способен заблаговременно зафиксировать начало сейсмической активности. Он подает сигнал, активирующий воздушный компрессор. Последнему требуются считанные секунды, чтобы наполнить воздухом специальную подушку между самим домом и его фундаментом. Толщина такой подушки всего несколько сантиметров, но этого вполне достаточно, чтобы во много раз снизить ущерб от землетрясения.

После окончания толчков дом садится на специальную раму по периметру фундамента. По новой технологии в Японии построено уже около сотни домов. Часть из них – это не очень большие здания, разрушенные землетрясением семь лет назад и затем восстановленные согласно новой технологии, без жесткой сцепки с фундаментом. Идеей «летающих домов» уже заинтересовались в других странах Азии, также, подобно Японии, находящихся в районах с повышенной сейсмической активностью.

США: эластичный самовосстанавливающийся бетон

Идею нового продукта его создатели позаимствовали, как это часто бывает, в природе. А именно – у морской ракушки, содержащей комплекс минералов, влияющих на ее рост. Ученые из университета Мичигана Виктор Ли и Инцзы Ян задались целью создать бетон, способный самостоятельно «залечивать» трещины, образовавшиеся, например, в результате землетрясения.

После того как они окончательно определились с составом для бетонной смеси, новый продукт продемонстрировал поистине удивительные свойства. Покрывшись вследствие нагрузки на растяжение на 5% сетью трещин, он не только скрепил их, но и восстановил свою первоначальную форму. Обычный бетон при таких испытаниях просто разломился бы на куски.

Восстановить свою форму и качества инновационному бетону помогает вода. Взаимодействуя с ним в течение нескольких дней, она вступает в реакцию с минеральными добавками и другими соединениями, содержащимися в бетоне, а также с углекислым газом из атмосферы – и шрамы на бетонной плите зарубцовываются карбонатом кальция. При этом восстановившаяся таким образом плита практически ничего не потеряет в прочности.

Инноваторы из США видят применение своему бетону в строительстве, включая дорожное полотно, и особенно – в возведении мостов. Они напоминают, что более ранняя версия эластичного бетона уже была использована для строительства моста в их родном штате: его дорожное полотно абсолютно лишено стыков, и автомобили проезжают по нему практически бесшумно. Похожий по своим свойствам продукт был применен и при строительстве шестидесятиэтажного небоскреба в японском городе Осака.

Канада: 18-этажное деревянное общежитие

На момент своего заселения в сентябре прошлого года общежитие Канадского университета Британской Колумбии было самым высоким деревянным зданием в мире. Построено оно было из поперечно-клееного бруса, который по прочности превосходит сталь и весьма устойчив к огню.

Здание высотой 53 метра, получившее название Brock Commons, спроектировала и построила канадская архитектурная фирма Acton Ostry. Как подчеркивают ее представители, вся древесина, которая пошла на производство бруса, была добыта в лесах Британской Колумбии. Процесс строительства, если не считать внутренней отделки, уложился в рекордные 70 дней. Рассчитано общежитие на 400 студентов, которые в настоящее время в нем и проживают.

Справедливости ради нужно отметить, что поперечно-клееный брус CLT (cross-laminated timber) новинкой на рынке стройматериалов не является: на рынке он появился еще в 90-х годах прошлого века. Многочисленные слои этого материала склеены таким образом, что волокна предыдущего слоя всегда располагаются перпендикулярно волокнам следующего. Такая технология придает материалу высокую прочность, при этом его производство практически безотходное. Инновацией является возведение из CLT и других современных продуктов переработки древесины высотных зданий во всем мире – для их обозначения даже появилось специальное слово plyscraper, по аналогии с известным skyscraper – «небоскреб».

Нидерланды: строительные блоки из морской соли

Строительство из соли, которое в пословицах и поговорках разных народов является синонимом бесполезных усилий, архитектор из Голландии Эрик Джоберс сумел превратить в реальность, разработав экологичную технологию производства блоков на основе морской воды.

С использованием солнечной энергии соль извлекается из океана и затем смешивается с крахмалом, который получают из морских водорослей. На выходе получаются похожие на кирпичи блоки, которые имеют высокую прочность при сжатии. Построенные из таких блоков здания покрывают материалом, основанным на эпоксидной смоле, после чего никакая влажность уже не способна их повредить. Блоки из соли вполне подходят и для создания гибких арочных конструкций.

Для засушливых стран, подчеркивает Эрик Джоберс, такая строительная технология является оптимальной. Первый небольшой город, полностью построенный из соляных блоков, будет возведен в Катаре.

Китай: горизонтальный небоскреб Conservatory

Поднебесная не раз поражала весь мир масштабами своих строительных проектов, будь то Великая стена или самый длинный в мире подвесной мост. На этот раз в китайском городе Чунцин взялись за постройку горизонтального небоскреба Conservatory, который будет полагаться на крыши четырех высоток 250-метровой высоты. Автором проекта стал архитектор Моше Сафди, подрядчиком выступила компания CapitaLand. В комплекс зданий войдут еще два высотных здания, строительство которых ведется одновременно с возведением горизонтального небоскреба. Все семь зданий будут соединены друг с другом надземными переходами и составят единый архитектурный ансамбль.

Внутри Conservatory расположатся квартиры, гостиницы, офисы, торговый центр и просторная зона для отдыха с бассейном, садами и смотровыми площадками. Вес слегка изогнутой горизонтальной башни – 12 000 тонн. Для ее возведения потребуется 3 200 стекол и 4 800 алюминиевых панелей. Конструкция состоит из девяти сегментов, четыре из которых соберут на месте, по одной на каждой из высоток. Три промежуточных сегмента сварят на земле и поднимут на место монтажа гидравлическими домкратами. Наконец, два крайних сегмента соберут из коротких секций в последнюю очередь. Монтаж конструкции планируют завершить уже в этом году.

Горизонтальный небоскреб Conservatory, как и весь комплекс зданий Raffles City Chongqing, возводится в соответствии с зеленым стандартом LEED Gold. Здесь предусмотрены меры снижения поглощаемого тепла и эффективная оросительная система, что позволит уменьшить затраты на кондиционирование здания. Вопросы вторичного использования строительных отходов и их утилизация также досконально проработаны.

Как уверяет ответственная за безопасность комплекса зданий инженерная фирма Arup, сейсмо-, и ветроустойчивость постройки будут на самом высоком уровне. Завершить строительство и торжественно открыть Raffles City Chongqing, в состав которого входит и горизонтальный небоскреб Conservatory, строители рассчитывают уже в будущем году.

Ученые Дальневосточного федерального университета создают современные деревянные дома-куполы. При этом, как в добрые старые времена русских зодчих, – без единого гвоздя. Их уникальность заключается в применении новых конструкций замков между отдельными частями деревянного сферического каркаса.

Россия: конструктор-лего

Купольный дом из деревянных деталей создается в рекордно короткие сроки. Буквально за считанные часы вырастает каркас необычного дома. Сегодня эту технологию хотят опробовать уже в нескольких городах России. Между собой звенья стыкуются с помощью специального замка, который воспринимает все нагрузки – вертикальные, боковые и так далее. Детали изготавливаются с такой точностью, что получается своеобразный конструктор LEGO. Любой человек, имея такой набор с небольшой инструкцией по сборке, может смонтировать эту конструкцию самостоятельно.

На одной из баз отдыха Приморского края уже работает купольное экспресс-кафе «Снежок», построенное учуными, которое пользуется большой популярностью, привлекая посетителей необычной формой. Второй купольный дом гораздо больше – это двухэтажная двенадцатиметровая конструкция площадью 195 кв. м.

Огнестойкие дома из соломы

Соломенные дома с использованием современных технологий строят во всем мире – надежные, теплые, уютные – они прекрасно выдержали испытание и нашим климатом. Однако до сих пор современная технология строительства из прессованной соломы (на Западе ее называют strawbale-house) у нас известна немногим. Она основана на лучших свойствах этого уникального естественного материала. В прессованном виде он становится отличным стройматериалом. Прессованную солому считают лучшим утеплителем. Соломенные стебли растений – трубчатые, полые. В них и между ними содержится воздух, который, как известно, отличается низкой теплопроводностью. В силу своей пористости солома обладает хорошими звукоизоляционными свойствами.

Кажется, что фраза «огнестойкий соломенный дом» звучит парадоксально. Но заштукатуренной стене из соломы огонь не страшен. Блоки, покрытые штукатуркой, выдерживают два часа воздействия открытого пламени. Соломенный блок, открытый только с одной стороны, не поддерживает горения. Плотность прессования тюка в 200–300 кг/куб. м. также препятствует горению.

Дома из соломы строят в Америке, Европе, Китае. В США есть даже проект строительства соломенного небоскреба в 40 этажей. Самые же высокие дома из соломы сегодня – это пятиэтажные здания, которые скомбинированы с железобетонным и металлическим каркасом.