Инновации на все случаи стройки

Роботы демонтируют здания и заносят тяжести на нужный этаж строящегося дома, беспилотники контролируют безопасность рабочих на площадке и прогресс возведения объекта, а датчики сообщают, что бетон не деформируется в процессе эксплуатации. Это не фантастика, а то, о чем журналисты «Цифрового строительства» писали в 2024 году. Предлагаем вспомнить самые интересные разработки и технологии.

3D-принтер создает опалубку, ускоряющую стройку

3D-принтеры часто используются в возведении стен домов. Но ученые Пермского политеха предлагают использовать 3D-печать для создания опалубки. Для этого исследователи подготовили смесь из тяжелого мелкозернистого бетона на базе цемента, в составе которого — мелкий заполнитель, минеральные добавки, микрофибра из стали, противоусадочные химические добавки и регуляторы сроков схватывания.

Выбрав конкретную точку, инженеры послойно напечатали несколько элементов опалубки, дождались их затвердевания, а затем с помощью башенного крана заполнили «стенки» опалубки бетонной смесью.

И хотя стоимость традиционной и инновационной опалубки одинаковы, но преимущества последней — за сроками строительства. При равных условиях на 10% сокращается время возведения 25-этажного здания, показало моделирование.

Бетон-«губка» удержит вредные вещества от попадания в почву и воздух

Ученые из Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) позаботились об экологии и предлагают на основе отходов производства изготавливать уникальный бетон, впитывающий загрязняющие вещества.

Его можно использовать в строительстве тротуаров и дорог. Специальный состав позволяет 10-сантиметровому слою бетона выдерживать многотонный «КамАЗ» без груза.

За счет сочетания материалов, обладающих максимальной пористостью и высокой прочностью вредные вещества (цинк, мышьяк, тяжелые металлы) задерживаются в бетоне. Состав не позволяет этим химическим веществам испаряться или попадать в почву. Бетон «блокирует» их в себе.

Нейросети присмотрят за сохранностью бетона

В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ за уже готовыми бетонными конструкциями зданий предлагают присматривать при помощи видеокамер, технологий искусственного интеллекта и машинного обучения.

Несвоевременное обнаружение скрытых изменений в бетонных конструкциях постепенно может привести к износу и обрушению конструкций. Проводить мониторинг дешевле, чем восстанавливать объект.

Чтобы обучить технологии детектировать дефекты, пришлось создать дата-сеты с множеством изображений с разных ракурсов и зданий.

Разработанная в НГТУ НЭТИ модель показала точность обнаружения трещин на уровне 95%. Для этого технологию проверили на тестовом объекте с 15 трещинами. Десять из них специалисты при традиционном методе мониторинга пропустили. Нейросеть справилась лучше — выявила 95% дефектов.

В планах разработчика — масштабировать свое решение, доработать и провести перед коммерческим запуском несколько пилотных проектов.

Кассетный пол обеспечит комфортность передвижения

3D-печать можно применять не только для печати зданий, но и для создания экологически чистого пола. Такой вариант предлагают инженеры из университета штата Мэн (США).

Для этого на 3D-принтере создают сверхпрочную кассету, способную заменить собой полы из стали или железобетона. Среди ее преимуществ — экологичность и более комфортное передвижение.

В составе кассеты — биоразлагаемые термопласты: смесь древесной муки из отходов с лесопилок и полимолочной кислоты (PLA), вырабатываемой из остатков кукурузы.

На выпуск одной единицы изделия SM2ART Nfloor у инженеров из США уходит около 30 часов. Производство полностью автоматизировано. Оператору необходимо лишь установить звукоизоляцию и напольное покрытие.

После печати строителям достаточно собрать все элементы и закрепить их на несущих поверхностях.

Роботы проследят за качеством стройки и отмоют небоскребы

Помогают в эксплуатации и обслуживании зданий и роботы. Например, моют окна небоскребов. Так, машина Ozmo ускоряет процесс почти в три раза. Робот оборудован чувствительными сенсорами и двумя роботизированными руками. Управляет действием Ozmo искусственный интеллект. Благодаря лазерному сканеру программное обеспечение машины создает трехмерную модель небоскреба.

Ozmo готов мыть окна при любых погодных условиях, даже в сильный ветер и грозу. Его уже протестировали на одном из небоскребов Манхэттена и планируют задействовать вскоре он появится в Дубаи и Лондоне.

Да и на стройке роботы тоже пригодятся. Так, в Санкт-Петербурге, к примеру, машины могут следить за качеством и скоростью выполнения монолитных работ, стяжки, кладки и предчистовой отделки. Робособаки также пробуют оптимизировать процесс лазерного сканирования. Доставляя лазерный сканер на этаж, одновременно машина анализирует площадь помещений. Процесс сократился в среднем на 10 минут, подсчитал застройщик.

Возможности тяжелого демонтажного робота «РОИН» тоже проверили в Северной столице. Машине поручили снос фундаментов башенных кранов. «РОИН» успешно справился за час, а у человека на это ушло бы порядка два часа. Управлять машиной можно дистанционно с помощью пульта и встроенной системы видеонаблюдения.

***

В качестве бонуса.

Чумовой дом с умными технологиями

Эвенки — коренной народ Восточной Сибири, практически не меняли традиционное обустройство своих жилищ с XIX века. Для эвенков Красноярского края предлагается оснащать чумы спутниковой связью и интернетом, голосовым помощником, который сможет включать свет, управлять освещением, вызывать специалистов экстренных служб.

Благодаря обучению работы с беспилотником, житель чума сможет дистанционно наблюдать за выпасом оленей, пользоваться услугами телемедицины (ведь в некоторые районы Севера можно добраться лишь по зимникам — дорогам по застывшему льду или вертолетом) и порталом Госуслуг.

Доступ к интернету, считают авторы инициативы, позволит

снизить отток молодежи с мест традиционного проживания, предоставит возможности для бизнеса и даже выхода со своей продукцией на маркетплейсы.