Научные разработки в области строительства и их внедрение

1.

НАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ
В ОБЛАСТИ
СТРОИТЕЛЬСТВА И ИХ
ВНЕДРЕНИЕ
Выполнил магистрант группы См-1
Злобин Денис Дмитриевич

2.

научные разработки в строительстве и их роль в развитии
экономики страны
внедрение результатов научных исследований строительства
в практику
информационные технологии в строительстве

3.

Зарождение строительной науки тесно связано с возникновением не только
математики и умения измерять, но и письменности, изменениями и
трансформацией технических приспособлений для калькуляции.
Появление письменности и системы счисления дало возможность первым
философам, математикам и мыслителям делать элементарные
калькуляции, записывать свои мысли и создавать аналитические формулы
зависимости физических, геометрических, химических и других величин.
Прогресс строительной науки зависел от исторических событий,
происходящих в мире, климатических условий территорий, на которых
происходило то или иное открытие. Поэтому в разных частях планеты
открытия не могли осуществляться синхронно, а отсутствие передачи
информации долгое время не давало возможности развиваться науке с
желаемой для ученых скоростью. Для понимания очередного открытия
проходили десятилетия, а иногда и столетия. Только появление быстрой
передачи информации между странами и континентами, между учеными
разных стран сделало возможным анализировать имеющиеся открытия,
совершенствовать их, модифицировать для нужд своей страны, климата,
территории.

4.

Инновационные технологии в строительстве являются
двигателем развития строительной отрасли, позволяющей
вывести процесс и экономику строительства на более высокий
уровень. Важными критериями инновационной технологии
являются: упрощение и ускорение процесса строительства;
снижение себестоимости строительства; увеличение
жизненного цикла здания/сооружения; обеспечение
энергосбережения и звукоизоляции, небольшого веса
сооружения и комфортного микроклимата внутри. Главную
роль во внедрении инноваций играют снижение затрат на
строительство и экологическая безопасность, так как именно
эти качества отличают технологии новейшего времени от
прежних

5.

Повышение уровня инновационности в строительной сфере
экономики приносит экономический и социальный эффекты.
Экономические результаты инновационных преобразований в
строительном комплексе России характеризуются увеличением
объемов капитального строительства, преобразованиями в
производстве высокоэффективных материалов, в технике, в
технологии строительного производства, а также в управлении
строительными процессами. Развитие и использование достижений
научно-технического прогресса в строительной сфере ведет к
социальному прогрессу, внося существенные изменения в
содержание труда, как в материальном, так и нематериальном
производстве.

6.

Большое значение в развитии строительного комплекса на
инновационной основе имеет сотрудничество с иностранными
инвесторами, которое стимулирует российские строительные
компании к изучению новейших разработок в области строительного
производства, строительной техники и технологии, а также
приобретать новейшее строительное оборудование. Желание
сотрудничать с зарубежными инвесторами вынуждает российские
строительные фирмы принимать участие в различных международных
форумах и выставках, самим разрабатывать и представлять
новшества в области строительного производства и технологий. Как
правило, зарубежные инвесторы приходят на Российский рынок с
уникальными идеями, реализовать которые под силу лишь лучшим, не
боящимся риска и ответственности строительным фирмам и
корпорациям.

7.

Треугольник инновационного влияния

8.

Показатели, определяющие уровень инновационности строительства

9.

ВНЕДРЕНИЕ результатов научных исследований в практику проектирования и
строительства — заключительный, наиболее ответственный этап научноисследовательских работ, на котором результаты теоретических исследований (часто
многолетних, связанных с длительными экспериментами) проверяются практикой. В
процессе научно-исследовательских работ уточняется их технико-экономическая
эффективность, выявляются вопросы, требующие дополнит, исследований и доработки.
В строительство внедряются новые виды конструкций, материалов и изделий,
прогрессивная технология их изготовления, методы возведения зданий и сооружений,
способы производства строит, работ с применением новых механизмов и
приспособлений, новые формы организации строительства и т. д. В строительноархитектурное проектирование внедряются новые методы расчета и проектирования
конструкций зданий и сооружений, прогрессивные приемы застройки и планировки
городов и населенных мест, новые типы промышленных, жилых, общественных и с.-х.
зданий и сооружений и т. д.
Научно-исследовательские учреждения, осуществляя внедрение своих работ в
проектирование, оказывают научно-техническую помощь проектным организациям
путем совместной разработки экспериментальных и типовых проектов. Одним из
наиболее распространенных путей В. результатов научных исследований в
проектирование является утверждение и издание нормативных документов,
методических указаний, инструкций, пособий и т. п.

10.

Как правило, результаты диссертационного исследования
должны иметь не только теоретическое, но и практическое
значение. Эту сторону работы желательно подтвердить
свидетельствами о реализации результатов работы.
Сферы использования результатов исследования могут быть
разными.
Прежде всего члены диссертационного совета, эксперты ВАК
оценят реализацию работы в реальной деятельности
предприятия и организаций отрасли производства, на примере
которой осуществлено исследование. Можно привести
следующие формулировки справок о внедрении результатов
исследования в реальную деятельность предприятия.
СФЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ

11.

Пример I. Результаты диссертационного исследования Баулина А.В. на тему
«Развитие организационных структур управления предприятий строительного
комплекса», представленного на соискание ученой степени кандидата
экономических наук, использованы в практике деятельности областного
Департамента строительства и дорожного хозяйства правительства Пензенской
области в виде:
• практического применения механизма развития организационных структур
управления предприятий строительного комплекса, предложенного в
диссертационной работе для Департамента строительства и дорожного
хозяйства правительства Пензенской области;
• практических рекомендаций по развитию организационных структур
управления предприятий, направленных на максимальное использование
личностных качеств и возможностей специалистов функциональных
подразделений, способствующих более полному раскрытию их управленческих
способностей;
• предложений по рациональному использованию имеющихся
организационных, экономических и социально-психологических резервов
развития организационных структур управления предприятий строительного
комплекса, добиваясь при этом экономии от снижения трудоемкости, от
сокращения потерь рабочего времени.
Использование результатов диссертационной работы позволяет формировать и
развивать организационные структуры управления предприятий строительного
комплекса Пензенской области в условиях трансформации экономической
системы.

12.

Пример 2. Совет директоров ОАО «АК Домостроитель», рассмотрев результаты
научных и практических исследований, полученных Е.В. Дурандиной, в рамках
диссертационного исследования на тему: «Выбор вариантов формирования
кластерной системы на предприятиях строительной сферы», отмечает
актуальность, научную и практическую значимость проведенных исследований для
нашего предприятия.
В итоге внедрения результатов работы в ОАО «АК Домостроитель», с 2002 г.
основные показатели их деятельности улучшились за счет объединения
организационно-экономических переделов в своей деятельности, определения
мотивационного механизма вовлечения предприятий в кластерную систему,
разработки обобщающей модели и практических рекомендаций по
размещению строительного предприятия в кластерной системе.
На настоящий период суммарный годовой фактический экономический эффект
составил 115,12 тыс. руб.
После окончательного внедрения и реализации этих научных разработок годовой
расчетный экономический эффект составил 234,70 тыс. руб.
Другой важной сферой реализации результатов исследования может быть сфера
науки, например, использование научных результатов соискателя при подготовке
научных отчетов к исследованиям, выполненным по заказам федеральных или
региональных органов управления, других грантодержателей и имеющих номера
государственной регистрации. Примерами справок о внедрении результатов
исследования в научную деятельность могут быть следующие.

13.

На сегодняшний день строительный рынок перенасыщен различными
предложениями материалов и инструментов, инновационные идеи в
строительстве продолжают развиваться, и находят свое практическое
применение. Если говорить о способах возведения малоэтажных
домов, то наиболее перспективной технологией, с помощью которой
становится возможным произвести революцию в строительстве, является
3D печать. Применение для строительства несъемной опалубки из
пенополистирольных пустотелых элементов с арматурным каркасом
является новой технологией. При строительстве частных домов в
холодных регионах требуют повышенной теплоизоляции, которую и
обеспечивают пенополистирольные элементы «умного» дома.
Технологическое продвижение в строительстве нельзя представить без
композитных и синтетических материалов. Несмотря на заверения
изготовителей в абсолютной безопасности подобных изделий,
подлинная экологичность дома возможна только при условии
использования натурального сырья.

14.

Вот некоторые изобретения которые были сделаны для улучшения
и упрощения строительства по заявке потребителей:
Буроинъекционно-компенсационная свая для усиления
исторических фундаментов
Геотехнический барьер в вертикальной или наклонной плоскости
методом компенсационного нагнетания
Заполнитель для особо легких бетонов «Пеностеклокерамика»
Комбинированные свайно-плитные фундаменты
Методика испытаний буронабивных свай большого диаметра
Технология уплотнения грунтов с помощью специальных установок

15.

Применение буроинъекционно-компенсационной сваи позволяет
отказаться от таких дорогостоящих мероприятий, как вдавливаемые
сваи усиления, что снижает энерго- и трудозатраты и повышает
безопасность выполнения геотехнических работ в условиях плотной
городской застройки.
Себестоимость буроинъекционно-компенсационных свай в 2,4 раза
ниже, чем их традиционные аналоги, при значительно большей
технической эффективности.
Буроинъекционно-компенсационные сваи успешно применены на
знаковых объектах Москвы, в том числе при реконструкции здания
Московской консерватории им. П.И. Чайковского и комплекса зданий
Высшей школы экономики.
БУРОИНЪЕКЦИОННО-КОМПЕНСАЦИОННАЯ СВАЯ
ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ИСТОРИЧЕСКИХ ФУНДАМЕНТОВ

16.

Для сохранения существующих зданий и сооружений, включая
инженерные коммуникации, в современной практике строительства
применяют традиционные защитные мероприятия (закрепление
грунта основания, усиление фундаментов сваями и т.п.). Такое
проектирование можно описать как «пассивное».
В инновационной разработке НИИОСП предложен принципиально
иной путь – активного воздействия на напряженно-деформированное
состояние (НДС) грунта с целью компенсации его изменения и даже
восстановления до исходного состояния.
Геотехнический барьер представляет собой инъекцию цементного
раствора в грунт через специально внедренные инъекторы
(металлические трубки с отверстиями). Путем многоразовой
инъекции происходит регулирование напряженно-деформированного
состояния грунтового массива.
ГЕОТЕХНИЧЕСКИЙ БАРЬЕР В ВЕРТИКАЛЬНОЙ
ИЛИ НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ МЕТОДОМ
КОМПЕНСАЦИОННОГО НАГНЕТАНИЯ

17.

Строительную
пеностеклокерамику
отличает
простота
и
экономичность одностадийного экологичного производства на основе
широко распространенных в природе кремнистых пород.
Теплоизоляционные свойства и прочностные характеристики такой
пеностеклокерамики существенно превышают характеристики
аналогов - высокосортного импортного пеностекла. При этом
себестоимость конечного продукта в два раза ниже его аналога, что
обеспечивает уменьшение себестоимости материалов и конструкций
с использованием данного материала. Пеностеклокерамика обладает
высокой долговечностью, негорючестью и влагонепроницаемостью.
Материал хорошо адаптирован к портландцементам, стоек к
агрессивным химическим средам, работоспособен в амплитуде
температур от -200 до +700 градусов по Цельсию.
ЗАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ ОСОБО ЛЕГКИХ БЕТОНОВ
«ПЕНОСТЕКЛОКЕРАМИКА»

18.

Использование данных фундаментов позволяет на 25-40% сократить
количество свай в сооружении и таким образом снизить стоимость
строительства объекта и сроки строительства.
Данная технология успешно зарекомендовала себя при возведении
49-этажного офисного здания на участке № 16 ММДЦ Москва-Сити,
экономический эффект при котором составил 42%.
КОМБИНИРОВАННЫЕ СВАЙНО-ПЛИТНЫЕ
ФУНДАМЕНТЫ

19.

Позволяет повысить точность определения несущей способности
сваи. Использование технологии при возведении 86-этажного
здания апартаментов на участке № 16 ММДЦ Москва-Сити
позволило сократить длину свай диаметром 1,5 м на 28% - с 33 до
24 метров. Общий экономический эффект по двум зданиям на
участке N 9 16 ММДЦ Москва-Сити составил более 160 миллионов
рублей.
МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ
БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

20.

Разработка наиболее актуальна для уплотнения насыпных грунтов,
промышленных отвалов, рыхлых и неоднородных грунтов и
позволяет во многих случаях отказаться от применения свайных
фундаментов. Замена свай на уплотненное основание позволяет
существенно сократить сроки выполнения работ и снизить стоимость
работ в три раза.
ТЕХНОЛОГИЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ С
ПОМОЩЬЮ СПЕЦИАЛЬНЫХ УСТАНОВОК

21.

Современные информационные технологии влияют на многие
отрасли экономики, включая строительную. ИТ в строительстве
принесли множество удобных изменений в рабочую рутину
специалистов. Различное программное обеспечение значительно
ускоряет все бизнес-процессы и используется как на стадии
проектирования, так и для контроля строительного производства.
Правительство РФ, несмотря на внешние обстоятельства, не
отказалось от идеи цифровизации отрасли. Понятие «цифровое
строительство» подразумевает как внедрение информационных
технологий для автоматизации ключевых процессов, так и создание
единой цифровой среды для строительных компаний и регулирующих
органов. По мнению экспертов, в последние годы произошел
значительный прорыв в сфере разработки отечественного ПО для
строительства.

22.

Технологии информационного моделирования BIM – это другой подход к
проектированию в целом. Технология подразумевает не просто виртуальное
моделирование здания, это комплексное представление в цифровом виде
физических и функциональных характеристик объекта. BIM охватывает весь
жизненный цикл объекта в комплексе, включая как возведение, так и оснащение,
управление, эксплуатацию объекта, перспективу ремонта или сноса.
Все составляющие и нюансы в проектировании, которые имеют отношение к
объекту, обязательно учитываются и рассматриваются в едином проекте. При
удалении, замене какого-то элемента или дополнения вся модель может быть
рассчитана с этой корректировкой. Благодаря BIM-технологиям специалисты
могут легко заметить все проблемы и несостыковки и быстро внести
необходимые корректировки. С 1 января 2022 года формирование BIM-модели
стало обязательным на объектах, возводимых за счет средств бюджета.
Планируется, что в 2023 году информационное моделирование станет
обязательным также на объектах долевого строительства.
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

23.

Современные программы помогают также и в составлении сметной
документации, позволяют рассчитывать смету, выбирать форму
сметы, использовать знание нормативных баз, индексов,
коэффициентов. Существует не один десяток приложений,
автоматизирующих это.
Возможность механической проверки расчетов и создания печатных
форм сильно упрощает работу, уменьшает время на производство и
снижает процент ошибок.
СМЕТНЫЕ ПРОГРАММЫ

24.

Существующие системы информационных технологий в строительстве,
предназначенные для комплексного управления строительными проектами,
помогают в составлении календарных планов, предоставляют возможность
производить взаимообмен данными со сметными и финансовыми программами,
вести бухгалтерский, оперативный, управленческий учет. С их помощью можно
контролировать такие важные аспекты строительного производства, как сроки,
объем выполненных и принятых работ (план-фактный анализ), расход средств и
соответствие бюджету.
Самые часто выбираемые покупателями, программы:
• Комплексное решение БИТ.СТРОИТЕЛЬСТВО
• «1С: Управление строительной организацией»
• «1С: Подрядчик строительства. Управление строительным производством»
• «1С: Подрядчик строительства. Управление финансами»
ПРОГРАММЫ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО УПРАВЛЕНИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВОМ

25.

Также в строительную сферу активно внедряется искусственный интеллект. ИИ – это
машина, копирующая когнитивные функции человека для более быстрого и легкого
решения проблем и задач. Машина распознает образы и объекты, также быстро
обучаема. Есть необычная область ИИ – машинное обучение, оно заключается в
сборе и анализе данных, в результате чего машина делает вывод и выполняет задачу.
ИИ анализирует и решает терабайты задач, находя проблемы и несостыковки, тут же
предлагая решения, что значительно упрощает работу и ускоряет время выполнения
проекта.
ИИ используется для предиктивной аналитики, которая включает в себя прогнозы
угроз безопасности, базируясь на анализе данных, которые получила машина,
распознавании важных атрибутов и элементов на стройке, контроль территорий и
людей, соблюдение всех норм и обязанностей, для планирования и
проектирования проекта. Отслеживание и снижение рисков, определение
приоритетов также используется для роботизированных механизмов,
автоматизации процессов, то есть выполнения базовых и рутинных задач.
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В
СТРОИТЕЛЬСТВЕ