10 невероятных строительных технологий, которые могут изменить мир

Основные материалы для строительства дома

Если говорить о камне, то речь идет не о диком камне, а о созданном искусственно. Такой камень был создан со всеми необходимыми свойствами, которые необходимы при постройке дома. Хотя разновидностей такого камня действительно очень много, все же их можно классифицировать в три типа:

Кирпич.
Блоки,  где связывающим компонентом выступает цемент.
Блоки, изготовленные на основе глины или извести.

Самое большое разнообразие материалов существует в группе строительных блоков, связывающим компонентом, которых является цемент. Зачастую в строительстве применяют легкие бетоны, отличием которых служит марка цемента, теплоизолирующие компоненты и состав наполнителя.

Современные научные технологии

Основная задача современных научных технологий – это внедрение новаторских, эффективных решений в развитие всех сфер человеческой деятельности, начиная с обыденной жизни каждого и заканчивая внедрением разработок в промышленном производстве, аграрном секторе и продвижении бизнеса.

В развитии современных технологий особая роль отводится в создании и усовершенствовании так называемых возобновляемых источников энергии. Кроме того, к основным направлениям современных научных технологий относится создание разнообразных биотехнологий, развитие медицины и фармацевтики.

Важная роль в современных научных технологиях также отводится информационно-телекоммуникационным системам, созданию новых материалов, которые впоследствии можно было бы применить в хозяйственной деятельности человека – легкой и тяжелой промышленности, аграрном секторе.

Тесонит (tethonite)

Распечатанные на 3D-принтере предметы всегда смотрятся хуже, чем вещи, изготовленные традиционными методами. С тесонитом все обстоит иначе: это сложное керамическое вещество, полученное с помощью 3D-печати. После обжига и отвердевания оно выглядит точно так же, как и обычная керамика, изготовленная вручную или на промышленном оборудовании. Тесонит не только раздвигает границы искусства керамики, но и может использоваться в других отраслях.

Керамика легко ломается, поэтому ее редко можно найти в каких-либо гаджетах (хотя недавно была представлена керамическая модель часов Apple Watch). Тесонит сочетает в себе лучшие качества металла и керамики и поэтому может пригодиться компаниям вроде Apple в создании новых устройств.

Красивые примеры

Привычные для всех деревянные панели позволяют получить необычные дизайнерские решения. Достаточно сочетать разные по цвету материалы, меняя их направление в пределах одного фасада.

Наиболее популярными вариантами обшивки деревом или под дерево являются евровагонка и блок-хаус (имитация бревна). Оформленные таким образом загородные дома и дачи смотрятся уютно и благородно, а под обшивкой может скрываться множество строительных материалов (сруб, кирпич, блоки или быстровозводимый каркас).

Для зданий в стиле кантри и прованс можно использовать в качестве отделочного материала крашеную доску или ее сайдинговую имитацию.

Не менее красиво и даже внешне долговечно смотрятся дома, отделанные искусственным камнем или панелями и сайдингом с имитацией каменной поверхности. Классикой является кирпичная облицовка. Для ее создания можно использовать не только кирпич, но и клинкерную плитку или сайдинг с имитацией кладки.

Цветные сайдинговые панели смотрятся оригинально и позволяют создать неповторимый экстерьер. Дизайнеры рекомендуют сочетать 2-3 вида панелей, близких по тону, или использовать контрастные решения. Направление профиля также может быть различным.

Вертикальный сайдинг способен визуально «вытянуть помещение», а использование уложенных под углом панелей придаст объем и выразительность. Не рекомендуется применять горизонтальные одноцветные панели для обшивки длинных, простых по конструкции зданий. Смотрится это однообразно и непривлекательно.

Использование одной и той же декоративной штукатурки при разном способе нанесения позволяет получить совершенно различные внешне фасады. Привычными являются оштукатуренные в светлые оттенки поверхности, это отличное решение для экстерьеров в классическом стиле, например, традиционном английском или современном.

Не менее интересно смотрятся и цветные штукатурки.

Следует отметить, что наибольшей органичности обычно удается достичь, сочетая различные фактуры. Гармонично «уживаются» в пределах одного фасада дерево и камень, кирпич и камень, камень и штукатурка.

О том, как выбрать дизайн для отделки дома, смотрите в следующем видео.

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.

Ковры и ковролин

В загородном доме хочется особого тепла и уюта. Именно поэтому большинство владельцев таких домов стремятся покрыть полы ковролином, или хотя бы постелить дорожки и циновки. Так что же выбрать из того многообразия, которое предлагают современные производители?

Ковролин — отличное напольное покрытие

Ковры из натуральной шерсти – это признанный атрибут роскоши. Однако у них, как и у других видов покрытий, есть преимущества и недостатки:

— шерстяные ковры теплые и экологически чистые;

— это отличный звукоизолятор;

— они долговечны и хорошо держат форму;

— за шерстью легко ухаживать;

Недостатки:

— высокая цена;

— натуральные ковры сильнее пачкаются;

— они подвержены влиянию плесени и моли;

— ограниченный выбор расцветок (это связано с тем, что натуральная шерсть плохо поддается окраске).

Искусственный ковролин намного дешевле натуральных покрытий, а многие характеристики делают его даже более удобным и практичным покрытием, чем шерстяное. Различают три основных типа ковролина: иглопробивной, прошивной и тканый. Самый прочный – тканый, так как в нем волокна вплетены в основу. А в иглопробивном и прошивном ковролине ворс просто соединен с основой.

— ковролин прочен и долговечен;

— он хорошо поглощает звуки;

— может быть любого цвета;

— отлично сохраняет тепло;

— доступная цена;

Недостатки:

— быстро накапливает пыль;

— разрушается от влаги, не подходит для ванных комнат;

— плохо чистится, многие пятна удалить невозможно.

Натуральные циновки – это очень стильный, экологичный и привлекательный материал. Многие выбирают такое покрытие именно из-за природного происхождения. Неоспоримый плюс циновок – их необычный внешний вид, который не портят даже переходы цвета и мелкие дефекты текстуры поверхности, которые появляются в процессе производства циновок.

На такой поверхности практически не заметна пыль, а для ухода за циновками их необходимо регулярно пылесосить и обрабатывать специальным составом против пятен. Если этого не делать, потом будет достаточно сложно бороться с загрязнениями – циновки трудно чистятся.

Кроме того, к минусам этого покрытия можно отнести довольно трудоемкую укладку. Циновки нужно приклеивать непосредственно к полу, но так как они изготовлены из природных материалов, необходимо дать такому ковровому покрытию 48 часов на «усадку» при обычной комнатной температуре и влажности.

Тростниковые циновки можно слегка смачивать, а вот если речь идет о кокосовом волокне или сизали – влага тут противопоказана! От прямых солнечных лучей натуральные циновки выгорают. Ковры и дорожки. Ковры отличаются от ковролина тем, что они покрывают не всю поверхность пола.

Кроме того, на них изображен завершенный, не повторяющийся в виде мотивов рисунок. Дорожки – это узкие ковровые изделия, которые часто стелят в коридорах. На полу ковры можно закреплять при помощи специального двустороннего скотча.

Существуют как натуральные, так и синтетические ковры и ковровые дорожки. Главная их отличительная особенность – края, которые находятся на виду, а значит – они должны быть обработаны безупречным образом. Несомненный плюс ковров – их относительно небольшие размеры. Изделия такого рода можно при необходимости отдавать в чистку, что значительно продлевает срок их службы.

Мокрая и легкая штукатурка

Декоративная штукатурка позволяет создать внешне дорогой, эстетически привлекательный и оригинальный фасад, который при желании можно окрасить. Она является экологичным материалом, позволяющим стенам «дышать». Подходит для вентилируемых фасадов, однако здание нуждается в качественной внутренней звуко- и теплоизоляции, поскольку штукатурка не обеспечивает утепления и защиты от шумов. Все виды штукатурок хорошо переносят перепады температур, не боятся влаги и прямых солнечных лучей.

Недостатками материала является сложность нанесения, необходимость тщательной подготовки стен (выравнивание, предварительная антисептическая обработка, нанесение грунтовочных составов). При несоблюдении технологии монтажа возможно растрескивание и отслоение оштукатуренного слоя.

Выделяют следующие разновидности штукатурки.

Минеральная. Вид штукатурки, которым дешевле всего можно отделать стены, что обуславливает его широкое распространение.

Подходит для всех типов поверхности, но обладает низкой эластичностью. Это становится причиной появления трещин при усадке строения, вот почему она не подходит для недавно построенных зданий. Срок службы в среднем составляет 12-15 лет.

Новые стройматериалы для индустрии

Тенденции рынка новых стройматериалов и технологий: цемент, древесина, а также возобновляемые источники энергии. Всё это окажет существенное влияние на сферы проектирования и строительства для года наступающего (2018) и в ближайшей перспективе. Посмотрим, что есть уже сейчас в багажнике строительных инноваций.

Программируемый цемент

Будучи веществом, потребляющим значительное количество воды, бетон продолжает оставаться ведущим направлением для исследований и разработок новых строительных материалов.

Несмотря на повсеместное и традиционное применение, бетон по-прежнему выглядит своего рода загадочным стройматериалом. Поэтому здесь ожидаются открытия, подобные недавним, сделанным в 2017 году, когда были обнаружены интересные факты.

Исследования стройматериалов дают новую информацию о связывающем, что используется в строительстве. Частицами цемента можно манипулировать — формировать различные формы, например, куб

Выяснилось, что цемент, как часть содержимого структуры бетона, с течением времени карбонизирует углекислый газ. Это свойство материала в конечном итоге способствует переопределению экологически чистой площади бетона.

Подобные результаты исследований лишний раз подчеркивают необходимость более чёткого понимания формирования структуры новых строительных материалов на молекулярном уровне.

Ещё одним недавним примером отметилась многопрофильная лаборатория стройматериалов университета Райса. Тамошние ученые обнаружили ранее неизвестные свойства частиц цемента, подвергшегося гидратации (CSH: кальций-силикат-гидратный цемент).

Альтернативные связующие звенья для повышения устойчивости используются в составе цементов нового вида, предназначенных для специалистов строй-индустрии

Согласно утверждениям исследователей, полученные сведения планируется использовать для «программирования» частиц материала строго контролируемым способом. По сути, речь идёт о новом стройматериале — программируемом цементе.

Значимый прогресс этой работы отмечен первым шагом в управлении кинетикой цемента для получения желаемых строительных форм. По сути, учёные университета Райса открыли технологию контроля морфологии и размера основных строительных блоков CSH.

Такие блоки самостоятельно могли бы организовываться в микроструктуры с большей плотностью упаковки по сравнению с обычными аморфными микроструктурами CSH.

Эта повышенная плотность должна привести к увеличению прочности материала и долговечности, улучшению химической стойкости и защите арматурной стали внутри бетона.

Кросс-клеенная древесина 

Помимо бетона, не менее популярным строительным материалом выступает древесина. В настоящее время строительная отрасль делает ставку на массивную древесину, основанную на разработке новых методов.

Массивная древесина применяется для строительства высотных зданий, с использованием быстро возобновляемых, окаймлённых карбоном стройматериалов, которые превосходят бетон и сталь в экологическом отношении.

Так называемая кросс-ламинированная древесина быстро набирает популярность на строительных площадках. Массивные панели на основе модифицированного стройматериала из лиственных пород

В рамках растущей области производства пиломатериалов, основанных на хвойной древесной структуре, появился неожиданный конкурент: пиломатериалы CLT (Cross Laminated Timber – Перекрёстно Ламинированная Древесина), сделанные на основе дерева лиственных пород.

Лондонская международная студия архитекторов и дизайнеров (dRMM Architects) в сотрудничестве с глобальной инженерной фирмой ARUP и американским Советом по экспорту лиственных пород, разработали CLT-панель на основе быстрорастущего североамериканского дерева «Харпуллия висячая» (Tulipwood).

Так выглядит на срезе tulipwood. Изделия, получаемые из этой породы дерева отличаются очень оригинальным внешним видом. Теперь tulipwood — новый стройматериал текущего века

Свойства Tulipwood перекрывают свойств дерева хвойных пород. Древесина «Харпуллии» (Tulipwood) прочнее и даже сильнее бетона по нагрузочным способностям. К тому же этот новый вид стройматериала обладает превосходными декоративными качествами.

Новый строительный материал на основе «Харпуллии» (Tulipwood) уже производится для строительного рынка (в Германии).

Именуется как «Leno CLT». Готовится «Leno CLT» из быстро возобновляемого сырья, а технология изготовления поддерживает производство панелей значительных размеров (например, 14х4,5 м).

Микроэлектронные технологии

Большое влияние на индустриальный мир оказывают микроэлектронные технологии. Самым широко известным примером продукции, создаваемой на основе микроэлектронной технологии, является микропроцессор. Микропроцессор – это устройство, предназначенное для обработки информации. Это устройство выполнено в виде одной или нескольких интегральных схем. Эта цепь построена на пластине, имеющей небольшие размеры. Такая пластина называется чипом. Часть современных микропроцессоров содержит миллионы транзисторов и других электронных компонентов, которые располагаются на кремниевой пластине, имеющей площадь в несколько квадратных сантиметров.

Рисунок 1. Чип. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Чипы изготавливаются из высокочистого кремния. В чипы специально имплантируются разного вида добавки для формирования элементов отдельных устройств. Эти элементы предназначены для выполнения разных функций, таких как усиление, переключение, выпрямление сигналов, а также запоминание, воспроизведение информации.

В процессе изготовления таких чрезвычайно сложных систем важную, решающую роль играет тонкопленочная технология, которая включает ряд последовательно выполняемых операций.

При помощи чувствительных к излучению тонкопленочных слоев в кремний вводят легирующие примеси с образованием заданного рисунка электрической цепи.

Процесс легирования осуществляется при высокой температуре, поэтому для того, чтобы защитить поверхность, применяют тонкую пленку диоксида кремния.

Формирование рисунка происходит при помощи фоторезиста, органического материала. Химические изменения в фоторезисте инициируются световым потоком. Эти изменения приводят к образованию или разрыву ковалентных связей в химических группах с высокой чувствительностью. В результате этого происходит локальное увеличение или уменьшение фоторезиста.

При изготовлении элементов схемы, которые имеют размеры, близкие к долине волны света, сказываются дифракционные эффекты. Ослабление этих эффектов возможно при использовании коротковолнового излучения. Это говорит о том, что прогресс в микроэлектронике и трансформация ее в наноэлектронику возможно только в случае применения коротковолнового излучения, рентгеновского или ультрафиолетового. Соответственно, это повлечет за собой техническое переоснащение микроэлектронного технологического процесса.

Самые популярные отделочные методы

Обратите внимание, что большая часть новых материалов и покрытий представляет будущее технологическое развитие стандартных методов отделки. Практически все компании-изготовители придерживаются этого метода разработки новых строительных материалов по 2-м причинам

Во-первых, так будет проще и скорее преодолевать барьер (спихологический) человека при принятии новейших материалов. Кроме того, модифицированные материалы продавать куда проще, нежели в полной мере новый и неизвестный товар

Практически все компании-изготовители придерживаются этого метода разработки новых строительных материалов по 2-м причинам. Во-первых, так будет проще и скорее преодолевать барьер (спихологический) человека при принятии новейших материалов. Кроме того, модифицированные материалы продавать куда проще, нежели в полной мере новый и неизвестный товар.

По традиции развитие новейших материалов будет идти по таким трем направлениям:

1. Получение необычного и нового визуального оформления – к примеру, большая часть новых и современных обоев обладает определенным красочным спектром, цветами и рисунками, которые раньше лишь технически были недоступными для производства.
2. Улучшение старых параметров отделки – с внедрением новейших производственных технологий керамики и керамогранита качество, дизайн и прочность настенных и напольных плиток выросли, и даже сильно.
3. Повышение экологичности и безопасности покрытий, а тем более для детей и людей, которые страдают аллергией и непереносимостью отдельных групп соединений химического типа. Спрос на более безопасные и новые варианты отделки возрастает намного скорее, нежели на покрытия с нестандартным внешним видом.

Главная часть новых строительных отделочных материалов появилась за счет широкого применения акриловых, гипсовых смесей, а также полиуретановых смол, применения обновленных типов соединений и керамики. Самое большое развитие смогли получить технологии, которые производят материалы для домовой отделки снаружи.

Кирпич

Кирпич – один из самых распространенных материалов в строительстве жилого помещения. Таким материалом вы можете строить не только дом с нуля, но и достраивать дополнительные конструкции. Почему кирпич является таким популярным? Потому что такой материал является достаточно прочным, не боится грибка, морозоустойчив. В сравнении с деревянными строительными материалами, кирпич не подвергается гниению. Также он не боится огня, ультрафиолетовых лучей и не дает сильной осадки. Кирпич представляет собой долговечный материал, который соответствует всем экологическим нормам. Прочность дома, построенного из кирпича, объясняется не только качеством материала, но и способом кладки, поскольку на нижний ряд кирпичей вяжется верхний. Таким образом, вы не увидите на стене никаких, сплошных вертикальных швов.

Конечно же, научится делать кладку своими руками совсем несложно. Это по силам даже тем, кто не имеет большого опыта в строительных работах. Однако такую работу легче будет выполнять квалифицированному специалисту, поскольку он знает многие тонкости в выполнении такой работы. Еще одним недостатком в постройке дома из кирпича является то, что кирпич имеет высокую теплоотдачу, что приводит к быстрому остыванию помещения, а на прогрев дома потребуется несколько дней. К тому же вы не сможете закончить все строительные работы достаточно быстро, поскольку кирпич представляет собой тяжелый материал, из-за которого вам придется ждать полной усадки дома, то есть несколько месяцев (хотя у дерева усадка около года). Ну и, пожалуй, один из главных недостатков это то, что цена на кирпич достаточно высока.

Хотелось бы также рассказать о силикатном и керамическом кирпиче. Именно эти два типа кирпичей зачастую применяются в строительных работах. Поэтому такая информация будет для вас полезной.

№9. Нераспространенные и новые материалы для облицовки фасада частных домов

Помимо традиционных облицовочных фасадных материалов, существуют и более передовые и прогрессивные предложения. Самые любопытные из них:

• бетонный сайдинг;
• клинкерные термопанели;
• стеклянные панели.

Бетонный сайдинг – это материал произведенный из цемента, песка и красителей. Обладает отличным внешним видом и имеет приятную шероховатую поверхность. Из плюсов выделяется его долговечность, а из минусов – тяжелый вес, что требует дополнительного усиления фундамента.

Бетонный сайдинг

Клинкерные термопанели – это великолепный утеплитель, состоящий из простой клинкерной плитки и наплавленного пенополистирола. Недостаток – высокая стоимость продукции.

Клинкерные термопанели

Стеклянные панели – самый востребованный вариант для торговых центров и административных зданий, но любители неожиданных решений используют его и в частных домах.

Стеклянные панели для фасада

Требования и нормы

Сегодня на строительном рынке представлено множество фасадных материалов, отличающихся составом, свойствами, внешним видом.

Выбирая материал, следует учитывать следующие критерии его оценки:

прочность, надежность (фасад дома подвержен большим нагрузкам, в том числе механическим повреждениям, поэтому покрытие должно выдерживать их);
влагопрочность (от того, насколько составы для отделки дома способны противостоять влаге, зависят его эксплуатационные характеристики, внешний вид и долговечность);
огнестойкость (идеальный материал для отделки – негорючий, хотя это встречается достаточно редко, поэтому важно хотя бы исключить самовоспламенение и выделение токсинов при горении);
атмосферостойкость (то есть устойчивость к воздействию факторов природы, в первую очередь УФ-лучей);
ветрозащитные свойства материала (важный критерий при выборе навесных панелей и плит, монтируемых на современные здания; эффект достигается путем специального замкового крепления);

• морозостойкость (способность покрытия выдерживать циклы заморозки и разморозки без потери геометрии материала и эксплуатационных качеств);
• биостойкость (способность противостоять воздействию насекомых-вредителей, грызунов, отсутствие на поверхности плесени и грибка);
• экологичность (один из важнейших критериев для отделочных материалов при облицовке загородного дома или любого помещения, предполагающего проживание или длительное нахождение в нем людей);
• длительный срок службы (редкий хозяин мечтает каждые 2-5 лет менять облицовку, поэтому современные фасадные материалы рассчитаны на 20-100 лет службы);
• простота ухода (большинство навесных материалов не требуют постоянного ухода и даже имеют способность к самоочищению, другие, например, дерево, подразумевают регулярную пропитку специальными составами).

Если говорить об эстетических критериях, то это, конечно, привлекательный внешний вид. Сегодняшние облицовочные составы и плиты отличаются многообразием дизайнов и фактур (дальнейший обзор примеров экстерьеров – убедительное тому подтверждение). Отдельно следует выделить панели, имитирующие натуральные поверхности (камень, кирпич, дерево, штукатурка). Современные технологии позволяют выпускать их максимально близкими по своему цвету и фактуре природным материалам.

Оформление экстерьера

Используемый для отделки материал обуславливает способы его монтажа, в связи с чем выделяют следующие варианты облицовки:

• мокрые (применяются строительные смеси);
• сухие (отделочные материалы крепятся посредством болтов, дюбелей и прочих крепежных элементов).

В зависимости от того, остается ли между фасадом и стеной небольшое воздушное пространство, выделяют фасады:

• вентилируемые (предполагают наличие зазора между материалом и стеной или утеплителем, необходимого для циркуляции воздуха и вывода лишней влаги);
• невентилируемые (материал крепится непосредственно к стене).

Материал для наружной обработки, как и тип фасада, определяется особенностями строения. Например, для дома из пеноблоков оптимальными облицовочными материалами станут кирпич, камень или фасадная плитка, иначе говоря, навесные системы, композитный материал и традиционная облицовка.

Для каркасных дачных домов лучше использовать листовые варианты обшивки. Оцинкованный профлист обеспечит дополнительную поддержку строения, но при этом не потребует дополнительного укрепления фундамента.

Немаловажно правильно сочетать изоляционные и облицовочные материалы. Главное правило – одна из составляющих должна быть негорючей

Так, для фиброцементных негорючих плит можно использовать минераловатные утеплители. Применять их же в комбинации с виниловым сайдингом не рекомендовано.