Изобретения в строительстве: Архитектурные инновации: 5 важных изобретений в строительстве
Архитектурные инновации: 5 важных изобретений в строительстве
Архитектура
AD сделал подборку некоторых изобретений, позволивших стать архитектуре такой, какая она есть сегодня.
Василий Лужбин
На протяжении веков люди искали и совершенствовали свое жилье. При помощи новых строительных технологий и материалов кров становился красивым и удобным. Некоторые нововведения в архитектуре были результатом череды постоянных исследований, а какие-то появлялись совершенно случайно.
AD сделал подборку изобретений, позволивших стать архитектуре такой, какая она есть сегодня.
1. Кирпич
Этот строительный материал настолько прост, что его появление может показаться ничем не примечательным событием. Но это совершенно не так. До него люди возводили свое жилье из камня или дерева, которое было подвержено гниению и пожарам.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Первые кирпичи долгое время отличались от современных тем, что сушились на солнце, а не обжигались в печи. Это отражалось на качестве материала — он менее прочен и уязвим перед водой. Первыми обрабатывать кирпич путем обжига стали древние египтяне. Дело в том, что их поселения были разбросаны вдоль Нила, который часто выходил за берег. Для многих египтян это было катастрофой, поскольку их дома, построенные из сушеного на солнце кирпича, уничтожались.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
С тех давних времен процесс производства практически не менялся до XIX века. Если раньше кирпичи создавались вручную, то после промышленной революции стали массово выпускаться машинами. Но несколько тысяч лет лепки руками не помешали людям строить свои города из кирпича.
А к XIII веку люди обнаружили, что кирпич может быть не просто стройматериалом, но и элементом декора.Готика.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Кирпичная композиция.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
2. Железобетон
Железобетон можно назвать относительно молодым изобретением. Его первые прообразы появились еще в начале XIX века, но официальной датой рождения считается 1867 год, когда француз Жозеф Монье запатентовал новый стройматериал. Любопытно, что Монье никогда не был связан с архитектурой и инженерией. По этой причине существует мнение, что железобетон он изобрел случайно.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Дело в том, что Монье работал садовником. Он постоянно сталкивался с одной и той же проблемой: разрастающиеся корни крупных растений деформировали горшки и пускали по ним трещины. Упрочнить горшки он пытался разными способами: сначала увеличивал их толщину, затем вместо глины использовал просто бетон. Но во всех случаях природа одерживала победу, пока Монье не додумался облепить бетонные горшки железными прутьями. Они оказались прочнее, однако эстетически совсем непривлекательными, ведь железки все еще находились на внешней стороне изделий. Ко всему прочему, рано или поздно они начинали ржаветь. Монье вновь усовершенствовал свое изобретение, спрятав прутья под еще одним слоем бетона.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Вскоре поделки обычного садовника стали применяться в строительном деле при возведении различных сооружений: мостов, бассейнов, памятников — всего, чему нужна крепкая опора. И нет никаких сомнений, что самым главным следствием изобретения Монье стала появившаяся возможность строить небоскребы, которые без железобетона просто обрушивались бы под своим собственным весом.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
3. Лифт
Не менее важным элементом инженерии и архитектуры стал лифт. Без него возведение железобетонных небоскребов было бы бессмысленным, ведь никто не станет подниматься пешком на сотый этаж. Внедрение лифтов началось во второй половине XIX века, однако первые упоминания о них существовали и раньше. Известно, что схожими механизмами обладали древние египтяне. Разумеется, говорить об электрических лифтах тогда не приходилось, поэтому кабины поднимались и опускались лишь благодаря рабскому труду.
Винтовой лифт.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Лифт, который стал одним из прообразов современных, впервые появился в России в 1790-е годы. Он назывался винтовым, и изобрел его русский инженер Иван Кулибин по поручению Екатерины Великой, которой под конец жизни было уже не так легко подниматься на верхние этажи Зимнего дворца. Учитывая статус заказчика, Кулибин установил в кабине кресло. И хотя со времен Древнего Египта прошла не одна тысяча лет, поднимать и опускать устройство без человеческих усилий было невозможно. Однако теперь для этого было достаточно одного человека крепкого телосложения.
Безопасный лифт Элиши Отиса.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Ситуация изменилась с появлением парового двигателя, который дал жизнь лифту. Но до 1852 года он все никак не мог получить всенародную любовь, пока американский изобретатель Элиша Отис не спроектировал безопасный лифт, который в случае обрыва троса прекращал падение. Отис решил взять свое изобретение в оборот и основал компанию, которая производит лифты и по сей день. Через несколько лет он установил первый лифт в столице небоскребов — на Манхэттене. Правда, дом был невысоким — только пять этажей.
Безопасный лифт Элиши Отиса.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Кульминацией изобретений Отиса и его предшественников стало появление электрического лифта в 1880 году.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
4. Гиперболоид и сетчатая оболочка Шухова
В 1896 году в Нижнем Новгороде на Всероссийской промышленной и художественной выставке русский инженер Владимир Шухов презентовал башню с необычным внешним видом. Это было первое в мире сооружение, возведенное в форме гиперболоида. Чтобы реализовать такой смелый для тех лет проект, инженер использовал другое свое изобретение — сетчатую оболочку. Самая известная гиперболоидная башня находится в Москве, на станции метро “Шаболовская”, и построена она все тем же Шуховым.
Башня Владимира Шухова.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Несомненным достоинством таких конструкций является их прочность. Но одновременно с этим они выглядят легко и аккуратно. Другой немаловажный фактор — их возведение не такое затратное, как в случае с традиционными постройками. Проект московской башни Шухова во многом был одобрен из-за своей дешевизны — ее возводили во время гражданской войны, в условиях дефицита стройматериалов. Считается, что Шухов понял потенциал сетчатых гиперболоидных башен по чистой случайности. Якобы в своем офисе он обнаружил фикус, поставленный на перевернутую вверх дном плетеную корзинку. Разумеется, она была гораздо легче горшка, но все-таки держала его прочно.
Башня Кобе.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Архитектурное сообщество ценит изобретения Шухова, а гиперболоидные башни сегодня встречаются во многих странах. Как правило, они обеспечивают города радио- и телевещанием. А гиперболоид из японского Кобе доказал: такие конструкции уничтожить будет нелегко — в 1995 году он стал одной из немногих построек, которые уцелели после мощного землетрясения. Сетчатые оболочки позволяют создавать не только башни. Их используют при возведении крыш, перекрытий или даже небоскребов вроде лондонского “Огурца”.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
5. Стеклянные фасады зданий
Люди делают стекло с древних времен. Из него создавались украшения, посуда и, конечно же, окна. Но только во второй половине XIX века люди решились на то, чтобы увеличить роль стекла в архитектуре. Вместо простого материала, который проводил границу между оконной рамой и улицей, он превратился в полноценную часть здания — фасад. Поначалу лицевая часть из стекла встречалась только среди рынков и торговых рядов. Но уже тогда можно было оценить одно из преимуществ этой инновации — естественное освещение, которое проникало в помещение без каких-либо препятствий.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Торговцам тоже понравились стеклянные стены, поскольку теперь их товар мог увидеть любой случайный прохожий, у которого в мыслях не было заниматься покупками. Наглядным примером торгового дома из стекла служит парижский центральный рынок Ле-Аль Виктора Бальтара. До него также существовал Хрустальный дворец, возведенный в лондонском Гайд-парке по случаю Всемирной выставки 1851 года. И хотя архитектура тех времен была пышной и яркой, во внешнем виде дворца проскальзывают мотивы, которые характерны для архитектуры XX века.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Своему распространению стеклянные фасады во многом обязаны эпохе авангарда в СССР в 1920–1930-е годы. Авангардисты взяли на вооружение принцип, согласно которому здания должны избавиться от каких-либо буржуазных излишеств, обретя геометричность и строгость. Чтобы дома не выглядели мрачными, их облицовывали стеклом, которое добавляет живости, но не вступает в конфликт с новой архитектурной концепцией. Но полноценными “стекляшками” те проекты не назвать — часть фасадов все же была возведена из других материалов.
Сигрем-билдинг, Нью-Йорк.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Широкое распространение полноценных стеклянных фасадов среди небоскребов началось после возведения нью-йоркского Сигрем-билдинга в 1958 году. До него высотные здания в США облицовывались бетоном, чтобы избежать обрушения в случае пожаров. Несмотря на свою простоту, внешне стеклянные дома бывают совершенно непохожи. Они могут быть разных оттенков, тонов и форм. Нередко это позволяет создавать различные оптические иллюзии, которые меняют представления не только о том, что окружает дом, но и его строение. Стекло несет в себя ряд функциональных преимуществ — от поддержания температуры внутри здания до натурального освещения.
Дом культуры им. Зуева.
Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
Фото: Getty Images, Alamy/ТАСС, Борис Кавашкин/ТАСС, Ирина Афонская/ТАСС, Антон Ваганов/ТАСС
ТегиАрхитектураЖелезобетонКирпичФасады
Мировые события, открытия и новые идеи в строительной отрасли » Вcероссийский отраслевой интернет-журнал «Строительство.
RU»Мы продолжаем ежемесячный рассказ о наиболее заметных зарубежных новинках и мероприятиях в области архитектуры и строительства.
Американский дизайн с китайским ?уклоном
В китайском городе Шэньяне, крупнейшем промышленном центре на северо-востоке страны, калифорнийское архитектурное бюро 5+Design спроектировало многофункциональный комплекс с эффектным названием «Бриллиантовая гора». Он станет транспортно-пересадочным узлом, крупным торговым центром и в то же время включит в себя офисные и жилые секции.
Как утверждают авторы проекта, идея комплекса, состоящего из соединенных между собой трапециевидных зданий неправильной формы, была навеяна силуэтами гор, какими они изображались в произведениях традиционной китайской живописи. По мнению архитекторов, задуманные формы комплекса позволят ему не заслонять окружающим зданиям потоки солнечного света. Цвет и форма отделочных материалов напоминают естественные скалы, а прозрачные крыши зданий комплекса и стеклянные стены ряда помещений имитируют естественные водоемы. В центральной части на площади более 80 тыс. кв. м? расположены многочисленные магазины и рестораны, окруженные остальными зданиями комплекса.
Сложное архитектурное сооружение спроектировано с учетом сурового климата той части Поднебесной, где расположен г. Шэньян, что потребовало серьезного предпроектного анализа. Судя по интересу, который проявляют к будущему центру местные жители, он станет одним из знаковых архитектурно-строительных объектов города.
В «Мире асфальта» побывали дорожники?из 50 стран
Крупнейшая международная выставка-конференция «Мир асфальта» прошла 17—19 марта в г. Балтимо-?ре (США). Ее девизом стал слоган «Асфальт — основа для инноваций». Главные организаторы и спонсоры этого ежегодного мероприятия — Американская ассоциация производителей оборудования (AEM) и Национальная ассоциация асфальтового покрытия (NAPA). «Мир асфальта» традиционно включает в себя обширную экспозицию оборудования, техники и материалов для дорожного строительства. Одновременно с выставкой в рамках конференции проходят выступления, круглые столы и семинары ведущих специалистов отрасли.
Общее число посетителей «Мира асфальта» в этом году превысило 6 тыс. человек. Около 85% из них — профессионалы, занимающие в своих компаниях руководящие должности, более трети — президенты, вице-президенты или генеральные директора корпораций и организаций, связанных со строительным бизнесом, из всех штатов страны, а также представители более 50 государств мира.
Экспонаты выставки, в которой участвовали почти 400 производителей, заняли площадь в 12 тыс. кв. м. В зале были представлены новейшие образцы оборудования, инновационные технологии для асфальтовой индустрии. Среди них — средства производства и утилизации асфальта, техника для ремонта тротуаров, контрольное и испытательное оборудование для строительства дорог. Площадь перед выставочным павильоном также стала частью выставки: там демонстрировались в действии новинки дорожной техники и возможности ее оптимального использования при снятии старого и укладки нового покрытия.
В будущем году «Мир асфальта» пройдет на юге США, в столице штата Теннесси — г. Нэшвилле.
«Музей будущего» откроется в Дубае
В ОАЭ началась подготовка к проведению Всемирной выставки World Expo 2020. Лозунг будущей выставки звучит так: «Соединяя умы, мы создаем будущее». Предполагается, что за полгода ее проведения выставку посетят около 25 млн человек. В рамках подготовки к World Expo 2020 власти эмирата Дубай оповестили мир о завершении разработки проекта «Музей будущего», который откроется к 2017 году. Премьер-министр и вице-президент ОАЭ шейх Мухаммед бен Рашид Аль Мактум назвал его «инновационной лабораторией по тестированию идей для грядущего развития страны».
По замыслу инициаторов создания музея, необычное учреждение станет международным центром изобретателей, местом зарождения будущих смелых идей. Здесь предполагают экспонировать новинки информационных технологий, проводить исследования в области здравоохранения, образования, государственного управления, транспорта и энергетики. Новейшие изобретения будут не только демонстрироваться, но и зарождаться, формироваться и даже проходить испытания прямо в стенах музея. Власти ОАЭ надеются, что возможности «Музея будущего» привлекут изобретателей и ученых из многих стран мира.
Здание в форме гигантского вытянутого полого кольца расположится в деловом центре города, по соседству со знаменитым «Бурдж-Халифа» — самым высоким в мире небоскребом. Его блестящее серебристое покрытие будет сверкать и переливаться на солнце. Осуществление проекта предположительно обойдется в сумму свыше $500 млн. Несколько крупных международных корпораций уже выразили свой интерес к участию в финансировании строительства здания.
Шведам зимой тепло, а летом — весело
Уппсала, четвертый по величине город Швеции, расположенный к северу от Стокгольма, скоро обзаведется необычной электростанцией. Построить ее городские власти задумали давно, поскольку в зимнее время года у города появляется потребность в дополнительной электроэнергии. Решить эту проблему они хотят наиболее экономичным путем: с использованием биомассы, то есть сельскохозяйственных и древесных отходов, для когенерации — производства тепла и электричества.
Датское архитектурное бюро BIG, приглашенное для работы над проектом, предложило неожиданный ход: «накрыть» будущую электростанцию геодезическим куполом. Форма такого купола создается в результате особого соединения балок. В каждом узле сходятся ребра несколько различной длины, образующие таким образом многогранник. Конструкция, которую планируется создать с использованием разноцветных светопрозрачных панелей, зимой будет работать как обычная электростанция, а в теплое время года превратится в огромный «дворец культуры». В этом необычном центре отдыха для местных жителей будут проходить выставки, ярмарки, фестивали и концерты. Здесь же разместится оранжерея. Помимо всего прочего, вмонтированные в купол солнечные фотоэлектрические панели будут летом накапливать энергию на будущее.
Интересно, что для компании BIG это уже не первый подобный опыт: пару лет назад она спроектировала в районе Копенгагена электростанцию-гибрид, которая не только вырабатывает энергию путем сжигания мусора, но и служит лыжным спуском, который уже весьма популярен у горожан и гостей датской столицы.
На работу — на коньках
Уже следующей зимой жители канадского Эдмонтона, столицы провинции Альберта, возможно, сделают коньки одним из основных средств передвижения по городу. Долгие месяцы минусовой температуры, характерные для этой части страны, подсказали молодому ландшафтному архитектору Мэтью Гиббсу простой, как все гениальное, план: соединить две проходящие по городу ветки скоростного трамвая ледяной дорогой длиной 11 км. Таким образом — вместо пересадки с одного вида транспорта на другой — большинство жителей смогут частично или полностью добираться до офисов, школ, кинотеатров и всех прочих мест труда и отдыха, скользя… по льду на коньках.
Смелый проект в прошлом году завоевал первое место на международном конкурсе и вызвал живой интерес со стороны членов городского совета Эдмонтона как удобный, экономичный и полезный для здоровья местного населения. По замыслу автора проекта, на остановках общественного транспорта откроются пункты проката коньков, а вдоль ледяной трассы к услугам конькобежцев будут созданы зоны отдыха. В теплое время года жители города смогут тем же путем передвигаться на роликовых коньках.
Сейчас обсуждается вопрос о возможной стоимости и путях финансирования «ледяного пути», ведется поиск спонсоров. Как все хорошее, проект, похоже, обойдется в копеечку: уже ясно, что цена строительства одного метра необычной трассы составит не менее $400.
Новинки ученых ко Дню воды
Всемирный день воды отметили 22 марта жители нашей планеты. Он был объявлен Генеральной Ассамблеей ООН в 1993 году с целью привлечь внимание мировой общественности к проблемам нехватки питьевой воды и ее качества. В настоящее время, по данным Всемирной организации здравоохранения, около 1,8 млн человек на Земле вынуждены пить воду, зараженную различного рода органическими отходами.
В ознаменование Всемирного дня воды американский Университет Пердью (штат Индиана), входящий в число наиболее престижных вузов страны, объявил о ряде инновационных разработок местных ученых по улучшению качества питьевой воды. В прошлом году Геологическая служба США выделила грант в $1 млн на поиск путей очищения и доставки питьевой воды, в числе получателей которого был и исследовательский центр Университета Пердью.
Среди предлагаемых учеными новинок — недорогой и надежный способ изготовления пластиковых волоконно-оптических датчиков для мониторинга систем с целью определения содержания аммиака в воде. Эти датчики более гибкие и прочные, чем стеклянные, традиционно используемые для контроля аммиака. Еще одно предложение ученых — способ очистки мембран в системах фильтрации воды с помощью очищающего отложения фермента, который заменит дорогие химические очистители.
Шедевр Гауди будет завершен
Самое знаменитое творение гениального Антонио Гауди, собор Святого семейства в Барселоне, будет достроен к 2026 году. Легендарное здание начали возводить в 1882 году, но 44 года спустя архитектор погиб, попав под трамвай, и монументальное сооружение так и не было закончено. Гауди оставил подробный архитектурный план предстоящих работ, но он был уничтожен во время Гражданской войны в Испании. С тех пор несколько именитых градостроителей брались закончить всемирно известное здание, но ни одному из них не удалось довести проект до практической стадии.
Полтора года назад 55-летний барселонский архитектор Хорди Фаули обнародовал видеомультфильм, демонстрирующий процесс и конечный результат планируемых работ по воссозданию проекта Гауди. Фаули и его команда взяли на себя ответственность за достройку знаменитого храма и получили одобрение всех необходимых инстанций.
Строительные работы уже начались и продлятся около 11 лет. Окончательная высота главной башни собора составит более 172 м, что сделает собор Святого семейства самым высоким христианским религиозным сооружением в мире. В 2005 году храм был включен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Подготовила Ирина ТОЛСТИКОВА
По материалам зарубежной печати
Фото bdcnetwork.com, kinja-img.com, unwater.org, rrcdn.com, wikimedia.org, bbci.co.uk
лучших строительных изобретений, которые сформировали наш современный мир
Эволюция строительных инноваций на протяжении всей историиИзобретения были частью человеческой жизни на протяжении всей истории. В строительстве эволюция инноваций со времен Каменного века сформировала наши города и сообщества, какими мы их знаем.
Сегодня, 11 февраля, отмечается Национальный день изобретателя. Этот день был впервые установлен президентом Рональдом Рейганом Прокламацией 5013 от 11 февраля 19 года.83, в честь одного из самых плодовитых изобретателей в истории человечества Томаса Эдисона. В своей речи Рейган заявил, что провозглашение было:
«В знак признания огромного вклада изобретателей в нацию и мир».
Чтобы отпраздновать Национальный день изобретателя и отметить большой вклад строителей на протяжении всей истории, давайте посмотрим на эволюцию отрасли и лучшие строительные изобретения, которые изменили наш современный мир.
Этапы изобретения в строительной отрасли
Строительство в той или иной форме всегда было важной частью жизни человеческого общества. Даже в наши ранние дни люди нуждались в убежище, и им приходилось использовать инструменты, чтобы выжить. По мере развития люди разрабатывали новые инструменты и навыки и использовали знания предыдущих поколений для совершенствования.
В ранней истории строительство, скорее всего, было связано не столько с построением цивилизации, сколько с поиском пищи и жилья. Но люди быстро эволюционировали, чтобы приспособиться к своему окружению, и строительство стало центральным элементом улучшения жизни коллективных сообществ.
Давайте взглянем на типы строительных изобретений, которые разрабатывались в разные эпохи:
- Каменный век: В течение этого времени первобытного человека инструменты чаще всего изготавливались из камня – как следует из названия. В доисторические времена люди жили кочевыми группами, хотя есть свидетельства того, что они строили постоянные жилища и развивали общины к концу ледникового периода.
- Эпоха неолита: Этот период также известен как новый каменный век. Эпоха получила свое название, потому что есть свидетельства того, что люди все еще использовали каменные орудия труда, но в некоторых формах также использовали металл. В это время были достигнуты значительные успехи в сельском хозяйстве и сельском хозяйстве. Люди изобретали новые инструменты, помогающие выращивать урожай, переходя от охотников-собирателей к земледельцам.
- Бронзовый век: Бронзовый век назван так потому, что бронза впервые стала использоваться для замены каменных инструментов и оружия. Эти временные рамки также впечатляют, потому что они изобрели колесо, которое произвело революцию в способности строить и перемещать вещи.
- Египтяне: Ранний Египет широко известен благодаря мобилизации наших первых строителей. Хотя в других обществах были структуры, до сих пор ошеломляет попытка понять, как египтяне смогли построить огромные и точные структуры с ограниченными инструментами. Что касается строительных изобретений, тяжелые машины и инструменты часто были простыми. Большие камни перемещались с помощью рычагов, веревок, колес и команд людей. Физический подвиг в сочетании с абсолютной точностью построения конструкции до сих пор остается чудом.
- Греческий и римский: Греческие и римские инновации в строительстве все еще используются сегодня. Римское строительство черпало вдохновение у греков, когда дело касалось устоявшихся методов строительства. В своих конструкциях они используют колонны и идентичные дизайнерские приемы. Римляне также начали использовать бетон, а не только мрамор или камень. Они также изобрели первую в цивилизации канализационную систему, положив начало карьере всех будущих сантехников.
- Промышленная революция: Этот век прежде всего известен распространением фабрик и массовым производством. Промышленная революция также изменила форму сообществ, городов и строительства в целом. С появлением массового производства и новых технологий методы строительства усовершенствовались для строительства новых дорог, видов транспорта и строительных процессов с помощью более совершенных инструментов.
При взгляде на историю архитектуры очевидно, что строительные изобретения сыграли большую роль в развитии этой области. Давайте посмотрим, как изобретения повлияли на три основные области строительства:
- Конструкции: На протяжении веков было много инноваций в строительстве и инженерии. Современная математика и инженерные науки были более полно развиты в 17 и 18 веках, что делает точность конструкций, таких как в Древнем Египте, такой удивительной. Самое раннее известное научное и математическое изложение было сделано Аристотелем в 350 г. до н.э. Несущий каркас стал стандартом в конце 18 века, а использование масштабных моделей в качестве средства проектирования стало обычным явлением в 19 веке.30-х годов (хотя в древности масштабные модели использовались реже).
- Фундаменты: Римский инженер Витрувий (80 г. до н.э. — 15 г. до н.э.) разработал руководство по строительству, в котором несколько страниц посвящено устройству фундаментов для храмов. Фундамент необходим для строительных конструкций, и в ранних моделях для этого использовались песок, почва и земля. Большинство фундаментов домов закладываются бетоном, хотя архитекторы и инженеры придумали инновационные способы строительства в своей среде. Например, первые небоскребы Чикаго были инженерным достижением, основанным на их фундаменте. В Чикаго болотистый природный ландшафт, а глинистая почва не выдерживает тяжелых построек. Первые архитекторы разработали новаторские способы строительства фундаментов, которые работали с окружающей средой и выдержали испытание временем.
- Строительные службы: Строительные службы были минимальными в ранней истории. Отопление состояло в основном из каминов, которые со временем были заменены котлами и печами. Это также означало добавление воздуховодов для отвода тепла в разные комнаты. Солнечная энергия была впервые использована в Древней Греции, и многие сооружения, такие как мельницы, использовали энергию воды. Добавление электричества к строительным конструкциям стало обычным явлением в 1800-х годах. К середине 20 века охлаждение и кондиционирование воздуха также были обычным явлением в большинстве зданий. Сегодня строительные услуги составляют большую часть строительной картины. Квалифицированные профессии включают электрику, ОВКВ и сантехнику, и большинству структур потребуются все эти услуги, чтобы адекватно функционировать в современном обществе.
Эволюция инструментов
Строительные материалы, такие как бетон, фанера и сталь, эволюционировали на протяжении всей истории. Но более драматичным было развитие инструментов, используемых для воплощения структур в жизнь. Как упоминалось выше, ранние инструменты часто изготавливались из камня, а затем из металла. Сегодня современные строительные инструменты невероятно продвинуты и привносят в отрасль новую эффективность и точность.
Здесь мы рассмотрим некоторые из лучших строительных изобретений для инструментов, которые оказали наиболее значительное влияние на строительные инновации.
- Кирпич: Вы можете не думать об этом как об инструменте, но это один из первых известных строительных материалов. Первый кирпич датируется 7000 г. до н.э. В Древнем Египте изготавливали кирпичи из глины и соломы. В 3500 г. до н.э. римляне использовали обожженный кирпич и изобрели печи, которые можно было перемещать с места на место для производства кирпичей для различных построек в их империи. Китай также использовал обожженный кирпич для полов в 4400 году до нашей эры. Обжиг кирпичей сделал материал более прочным.
- Молоток: Вероятно, одним из самых известных строительных инструментов является молоток. Этот инструмент также является одним из самых старых и полезных. Самые ранние молотки были замечены более 3 миллионов лет назад, и они использовались для разрушения вещей и придания формы другим камням. Молоток в том виде, в каком мы его знаем, был разработан в 16 веке, хотя его ранний предшественник восходит к Римской империи. Их версия молотка с когтями была разработана для экономии гвоздей, которые стоили дорого. Сегодняшний молот в основном такой же по конструкции, как и его предшественники.
- Краны: Сегодняшнее строительство не могло бы функционировать без различных типов кранов, используемых для перемещения тяжелых материалов. Они довольно сильно эволюционировали, но ранние цивилизации также использовали краны для выполнения этих задач. Краны обычно представляют собой машины, оснащенные канатами или цепями, которые можно использовать для подъема и опускания материалов. Они использовали первый подъемный кран в Древней Месопотамии для подъема воды. Строительные краны также использовались в Древней Греции, хотя они приводились в движение животными и людьми, а не машинами. Промышленная революция позволила изобрести краны, которые могли работать с помощью машин, а не людей или животных.
- Чертежи: В наше время и до появления технологических решений для управления документацией чертежи и проектные чертежи были основой строительных планов. До того, как чертежи превратились в их современную форму, рисунки средневековья, по-видимому, были их самыми ранними образованиями. План Святого Галла — один из старейших известных сохранившихся архитектурных планов. До середины 19 века архитекторы полагались на опытных чертежников, которые точно копировали свои чертежи для распространения. Однако наступила эра специализированных архитектурных инструментов, и тогда чертежники могли производить чертежи более точно и продуктивно. Чертежи получили свой фирменный синий цвет в 1842 году, когда Джон Гершель открыл процесс цианотипии. Строители, а также художники и ученые быстро освоили этот новый способ воспроизведения заметок, эффективно и с меньшими затратами, чем доступные ранее методы.
Inventions in Construction Software
В историческом контексте изобретение технологий, помогающих во всех аспектах строительства, имеет большое значение. Программные решения не только заменили потребность в физических чертежах, но и произвели революцию в отрасли, позволив улучшить сотрудничество между командами, повысить производительность и эффективность.
Вот главные изобретения в области разработки программного обеспечения:
- Программное обеспечение Design Collaboration: В 2002 году компания Autodesk, хорошо известная своими инновациями в программном обеспечении AutoCAD, выпустила официальный документ под названием «Информационное моделирование зданий». Этот технический документ положил начало движению BIM и программного обеспечения для совместной работы. Программное обеспечение для совместной работы позволяет лучше держать все заинтересованные стороны проекта в курсе и на одной странице. Сегодня легче следить за последними изменениями в планах и спецификациях, изменениями в результатах и планировать различные сделки, связанные с проектами.
- Программное обеспечение для подготовки к строительству: Это программное обеспечение позволяет планировать проекты до начала строительства, что является методом планирования, обеспечивающим успешное и своевременное завершение. Программное обеспечение упростило работу руководителей проектов и генеральных подрядчиков, например организацию и квалификацию субподрядчиков, управление приглашениями к участию в торгах и предложениями, а также поддержание связи.
- Программное обеспечение для повышения производительности в полевых условиях: До программных инноваций большинство подрядчиков работали с бумажными чертежами, которые были громоздкими. Они также привели к большому количеству недопонимания, потому что было легко пропустить исправления, которые были отмечены датой. С помощью программного обеспечения для повышения производительности в полевых условиях подрядчики и субподрядчики могут управлять каждой редакцией спецификаций и чертежей, сотрудничать, систематизировать документацию и обмениваться такими вещами, как фотографии и заметки. Это программное обеспечение сегодня также используется на мобильных устройствах, что значительно упрощает работу для профессионалов, которые проводят большую часть своего времени на стройплощадке, а не в офисе.
- Программное обеспечение для управления проектами: Это программное обеспечение хорошо интегрируется с другим программным обеспечением, используемым в отрасли. Облачные решения обеспечивают беспрепятственную связь между руководителями проектов на местах и их домашним офисом, поэтому каждый человек, участвующий в процессе, получает обновленную информацию о проекте в режиме реального времени. Это помогает руководителям проектов отслеживать все движущиеся части строительной площадки, своевременно информируя их о необходимости изменения планов или принятия решений.
- Связанные строительные платформы: Связанные строительные платформы были одним из самых последних и передовых строительных изобретений. Такие технологии, как Autodesk Construction Cloud™, предоставляют все инструменты для организации документации и обеспечения связи главного офиса и отделений на местах, от проектирования до эксплуатации.
Какое следующее крупное строительное изобретение?
В современной строительной отрасли инновации в программном обеспечении являются основной силой, обеспечивающей продвижение проектов, повышение производительности, повышение эффективности и использование наиболее оптимальных методов связи между большой и разнообразной командой. Autodesk была в авангарде этой революции с самого начала и продолжала расширять свои предложения с помощью облачных подключений, которые позволяют лучше планировать и коммуницировать, от предварительного строительства до конечных результатов.
10 инноваций, навсегда изменивших строительство
Дата публикации
- Прошло около двух с половиной миллионов лет с каменного века, когда люди жили в пещерах и полагались на орудия труда из различных пород камня.
- На протяжении всей эволюции человечества мы были свидетелями замечательных достижений в области строительных инноваций, и мы утверждаем, что основные моменты строительной революции произошли за последние 40 лет.
- Давайте взглянем на нашу впечатляющую историю технологий, изучив 10 лучших строительных инноваций нашего времени.
1. Механизация
Чтобы полностью осознать радикальное влияние механизации, нам нужно вернуться более чем на 40 лет назад.
Поистине экстраординарным нововведением для нашего вида было появление гидравлических и пневматических устройств в середине-конце 19-го века, что привело к созданию землеройной техники и других устройств, которые сейчас являются обычным явлением для нашей промышленности. Эти 19технологии го века помогли значительно сократить время и трудозатраты, необходимые для крупномасштабных проектов.
Перенесемся в начало 20-го века, когда механизация стала характеризоваться более продвинутой функциональностью и возможностями. Примерно в это же время мы представили сборщики вишни, бетономешалки, краны и электроинструменты. В этот период также появился двигатель внутреннего сгорания, который заменил ручные лопаты, тачки и рабочих животных такими, как вилочные погрузчики, тракторы и бульдозеры.
2. Компьютерное проектирование (САПР)
В разгар Средневековья архитекторы, рисовальщики, мастера-каменщики и строители создали одни из самых великолепных зданий в мире, используя методы проектирования и строительства, их время.
На протяжении нескольких столетий эти методы практически не менялись. Однако во второй половине 20-го века появилось автоматизированное проектирование (САПР), которое безвозвратно изменило конструкцию — впервые стали видны конфликты на этапе проектирования.
Раньше такие проблемы, как отдельные системы, электрические кабелепроводы и высоковольтные кабельные каналы переменного тока, конкурирующие за одно и то же физическое пространство, мучили архитекторов и строителей своими двухмерными планами и чертежами в разрезе.
3. Управление информацией о зданиях (BIM)
В то время как CAD значительно изменил роль проектировщиков, управление информацией о зданиях (BIM) оказалось потрясающе универсальным, позволяя архитекторам, инженерам, подрядчикам и субподрядчикам совместно работать над мелкими деталями проектирование и строительство с использованием одной и той же базы данных и компьютерной модели.
В BIM участвуют все заинтересованные стороны проекта, совместно работающие над подробной 3D-моделью, которая включает все функциональные системы конструкции, такие как тротуар или бордюры, балки и фермы, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и электрические установки, а также эстетику стен, арок, крыши и рельсы.
Поскольку BIM представляет собой совместный процесс от начала и до конца, он позволяет всем участникам подготовки к строительству визуализировать и анализировать проектные решения, а также выявлять помехи и другие ошибки до начала работ на строительной площадке.
Для подрядчиков совместная работа экономит неисчислимые ресурсы, поскольку строительство не начинается, пока каждая сторона не представит свои проекты, гарантируя, что конфликты будут обнаружены и устранены быстро, легко и до того, как земля будет заложена на строительной площадке.
4. Сборка и индустриализация строительства
Сборка крупных сложных компонентов по частям на месте, подвергающихся воздействию элементов, может быть затруднена. Рост производства за пределами площадки значительно повысил эффективность этого процесса.
Например, массивный теплообменник, изготовленный в магазине поставщика, не только прибудет на место готовым к подключению, но и выиграет от лучшего управления запасами деталей и материалов, а также повышения эффективности и производительности. Возврат инвестиций увеличивается, а потери и неэффективность снижаются.
Огромная экономия времени планирования достигается, когда такие компоненты, как бетонные изоляционные панели, панели деревянного каркаса, насосные агрегаты, компрессоры и приборные панели, изготавливаются в цеху, а не на месте, и доставляются к последнему готовыми для соединения.
Сборные и промышленные конструкции с каждым годом все больше внедряются в отрасли. Согласно отчету Dodge Data & Analytics SmartMarket, 90 % подрядчиков говорят, что им удалось повысить производительность, улучшить качество и повысить точность графика по сравнению с традиционными методами строительства. Еще 61% участников заявили, что в ближайшие три года планируют использовать методы заводского изготовления не менее чем в 10% своих проектов, что больше, чем в настоящее время этот метод используют 44%.
5. Мобильные устройства
Мобильные технологии изменили строительную отрасль несколькими способами. Для подрядчиков одним из самых больших является улучшение управления проектами. Используя смартфоны и планшеты, все вовлеченные стороны могут работать вместе, используя одни и те же консолидированные источники информации, гарантируя, что никто не останется в стороне, где бы они ни находились.
Мобильные устройства также позволяют проводить аналитику в режиме реального времени в строительстве. Бригадиры теперь могут отслеживать производительность, условия и затраты в течение дня с помощью инструментов отчетности, а не создавать отчет в конце дня. Руководители проектов могут использовать мобильную бизнес-аналитику для прогнозирования необходимых исправлений, что позволяет им действовать немедленно, чтобы все было в соответствии с графиком и в рамках бюджета. А приложения для создания отчетов означают, что все стороны могут получить доступ к аналитической информации, будь то на месте или в офисе.
6. Роботизированные тахеометры (RTS)
Традиционный способ размещения инженерных сетей на площадке включает в себя бригаду, использующую строительные чертежи и рулетку, спиртовой уровень и теодолит – точный инструмент для измерения углов – для определения точки крепления кабельных лотков и трубопроводов.
Этот метод, однако, плохо работает с более сложными зданиями. Это трудоемкий и трудоемкий процесс, который может привести к серьезным последствиям, таким как конфликты с другими строительными службами и сборные системы, которые не подходят, что приводит к трате времени, денег и материалов.
Введите роботизированные тахеометры (RTS), электронный теодолит, интегрированный с электронным дальномером, которым можно дистанционно управлять на расстоянии. С помощью планшета, оснащенного соответствующим программным обеспечением, макет может быть выполнен одним человеком, а RTS обеспечивает большую эффективность, повышенную точность, меньшее количество ошибок и меньше бумажной работы, а также снижение трудозатрат.
В этом 2-минутном видеоролике объясняется, как подрядчики обеспечивают точность 3D-моделей на рабочей площадке с помощью роботизированного тахеометра.
7. Экологичные строительные материалы
По мере того, как строительная отрасль ищет способы сокращения выбросов углерода, они обращаются к более экологичным способам строительства. Это включает в себя использование устойчивых строительных материалов, таких как кросс-ламинированная древесина, переработанная древесина, бамбук, переработанная резина и длинный список инновационных материалов. Представьте себе конструкцию, построенную из тюков соломы, утрамбованной земли, конопляного бетона (бетоноподобного материала, сделанного из растения конопли) или феррока (бетонообразного материала, сделанного из стальной пыли). Некоторые из этих материалов фактически поглощают и улавливают углекислый газ, что означает, что они являются углеродно-нейтральными.
Использование устойчивых строительных материалов не только полезно для планеты, но и может снизить стоимость строительства, повысить энергоэффективность конструкций и повысить стоимость недвижимости. При снижении эксплуатационных расходов общие затраты на строительство сокращаются на 5-15 процентов, в зависимости от используемого зеленого материала. В некоторых областях также существуют нормативные стимулы, которые делают устойчивое строительство более привлекательным.
Экологически чистые здания пользуются большим спросом. Они часто имеют более высокую заполняемость и более высокие арендные ставки, чем здания традиционной постройки. Зеленые строительные материалы также могут улучшить здоровье жильцов. Когда дело доходит до зеленого строительства, это беспроигрышный вариант для отрасли, жителей и планеты.
8. Средства индивидуальной защиты (СИЗ)
Хотя средства индивидуальной защиты (СИЗ) гораздо менее технологически продвинуты, чем другие элементы в этом списке, нет сомнений, что они внесли свой вклад в революцию в строительной отрасли за последние 40 лет. лет с точки зрения здоровья и безопасности.
Например, правила, возлагающие на работодателей обязанность в Великобритании обеспечивать сотрудников, подвергающихся риску для здоровья и безопасности, соответствующими СИЗ, были введены в 1992 в соответствии с Законом о здоровье и безопасности на рабочем месте и т. д., который вступил в силу в 1974 году.
Анализ эффективности последнего закона в 2008 году показал, что в период с 1974 по 2007 год количество смертельных травм среди сотрудников в Великобритании снизилось на 73 процента. число зарегистрированных травм без летального исхода сократилось на 70 процентов.
В Америке Закон о безопасности и гигиене труда 1970 года создал OSHA. Примерно в то же время или позже другие страны мира также приняли СИЗ.
Даже при наличии этих правил на строительных площадках существует постоянная потребность в обеспечении безопасности. Хотя строители составляют всего 6% рабочей силы США, на их долю приходится 20% смертей рабочих. Это подчеркивает необходимость инноваций в СИЗ. В будущем средства индивидуальной защиты могут даже включать экзоскелеты и другие усовершенствования конструкции.
9. Облачные вычисления
Облачные вычисления лежат в основе цифровой революции в строительстве. До облачных вычислений данные проекта были ограничены аппаратными ограничениями. Теперь вы можете передать обработку данных и их хранение на мощные машины, доступные из любого места. Результат: почти неограниченное хранилище и действительно подключенная рабочая площадка.
Благодаря использованию возможностей облачных вычислений данные в режиме реального времени доступны для всех заинтересованных сторон, что упрощает обмен данными и совместную работу. Команда больше не полагается на отнимающие много времени личные проверки состояния и возможности хранения данных на устройстве.
Хранение проектных данных в облаке не представляет сложности для подрядчиков. Опрос, проведенный Associated General Contractors of America в сотрудничестве с Sage Construction and Real Estate, показал, что 85% подрядчиков внедрили или планируют внедрить облачные решения. Облачные вычисления не только упрощают хранение данных и доступ к ним, но и защищают вас от потери, повреждения или кражи данных. Безопасное облачное хранилище защищает данные, делая их более доступными для команды.
10. Цифровые двойники и цифровые готовые решения
Хотя этот термин был придуман в 2002 г., концепция цифровых двойников и цифровых готовых решений используется уже несколько десятилетий. НАСА было одним из первых, кто использовал эту технологию в 1960-х годах. В частности, инженеры протестировали решения на цифровой копии «Аполлона-13», чтобы предотвратить дальнейшую катастрофу.
Использование цифровых двойников в строительной отрасли растет, поскольку проектные группы отказываются от ручного документирования, отнимающего много времени. Цифровой двойник или цифровой исполнитель — это виртуальная копия физического актива, которая предоставляет данные в режиме реального времени на всех этапах строительства и обслуживания. Эти цифровые представления можно использовать для прогнозирования углеродного следа, моделирования сценариев и сбора данных в реальном времени с помощью установленных датчиков.
Владельцы используют цифровые двойники и исполнительные материалы для сбора информации о проектах и сборке, которая помогает им быстрее принимать решения об эксплуатационных расходах и затратах на техническое обслуживание.
Добавить комментарий