+371 22841890

INOVĀCIJAS BŪVNIECĪBĀ – APSKATS

Virtuālā realitāte – būvniecības tuvā nākotne

Jaunākie inženierzinātniskie un tehnoloģiskie  izgudrojumi redzami ne tikai dažādu gadžetu veidā, bet ir ciešā saiknē ar būvniecības nozari un tās konstruktīvajiem risinājumiem. Ja arī šobrīd jauninājumi nav ļoti manāmi, tad viennozīmīgi nākotnē tiem būs ievērojama vieta arī koka karkasa māju un saliekamo māju būvniecībā. Tehnoloģijām ir tendence pastāvīgi mainīties, augt, meklējot ātrāko, ērtāko, kvalitatīvāko risinājumu. Turklāt pēdējos gados tas notiek visai šokējošā ātrumā. Tāpēc jaunākās tehnoloģijas un konstruktīvie risinājumi būvniecības nozarē var parādīties tikai ar laiku. Ražojot saliekamās mājas un gatavās mājas, lielākais process un liela daļa darba, kas tiek ieguldīts jaunas koka privātmājas būvniecībā, bieži vien paliek apslēpts rūpnīcas vidē. Tomēr līdzās pastāv arī risinājumi, kurus var vērot darbībā arī mājas ekspluatācijas laikā. Tālāk rakstā aplūkosim vairāk par dažādām inovācijām būvniecībā.

Virtuālā realitāte – VR 
Šis termins no datorspēļu vides ir nokļuvis arī būvniecības pasaulē. 4D virtuālās realitātes modeļi spēj burtiski ievest pasūtītāju un projektētāju būvniecības vidē dažādos projekta izstrādes posmos. Lai arī iesākumā virtuālā realitātē iesaistītas lielizmēra būves un ēku kompleksi, nav šaubu, ka nākotnē tā varētu būt arī ikvienas privātmājas būvniecības projekta sastāvdaļa.  Interaktīvā pieredze ļauj iesaistīties arī pasūtītājam un citām ieinteresētām personām jau projekta tapšanas laikā, tādējādi pielāgojot topošos plānus gaidāmajam un vēlamajam rezultātam. Tehnoloģija neaprobežojas ar dizainu un arhitektūru, tā spēj būt par rīku darba drošības apmācībā. Ar noteiktu mašinēriju darbinieki tiek apmācīti izmantojot simulācijas metodi, kas atzīta par ļoti efektīvu apmācības veidu. Unikāli apstākļi, būvniecības process, drošība, efektivitāte, konsekvents un kvalitatīvs galaprodukts – tas ir tas, ko būvniecības nozarē sniedz virtuālā realitāte. Ja līdz tam pasūtītājs ar projektu tika iepazīstināts caur attēliem un ekskursijām uz vietas, tad ar virtuālās realitātes palīdzību projekts var tikt testēts vēl izstrādes stadijā.
Daqri Helmet,

Paplašinātā realitāte – vairāk iespēju!

Paplašinātā realitāte – AG
Lai arī virtuālā realitāte ļauj “staigāt” pa 3D un 4D vidi, paplašinātā realitāte ļauj staigāt pa īstam, pārvietojoties ar kājām, izstaigājot projektu reāllaikā, saņemot pilnu informāciju par plānoto vidi.  Objektu mērīšana, līmeņošana un izvietošana reālajā vidē, iespējama ar dažādām aplikācijām caur dažādām viedierīcēm. Tas uzlabo to, ko redzam ar aci, izmantojot iegūtos datus un informāciju. Tiek nodrošināti precīzi mērījumi, materiālu detaļas un samazināts kļūdas risks. Būvniecība un konstrukcijas izveide vairāk un vairāk tiecas būt precīzāka, ar vispusīgu datu krājumu, lai pilnvērtīgi izmantotu paplašinātās realitātes iespējas. Ja salīdzina ar ierastu būvniecības projektu, kur 95% datu tiek vai nu izmesti vai nemaz neievākti, paplašinātās realitātes iespējas privātmāju būvniecībā var sniegt neizmērojamu ieguldījumu.
Redzamākie paplašinātās realitātes pārstāvji – iOS aplikācija “MeasureKit”

Valkājamas tehnoloģijas –
Šīs tehnoloģijas nodrošina darba drošību būvlaukumā – ziņojot par iespējamiem un notikušajiem negadījumiem vai paaugstinātu bīstamību. Piemēram, iebūvētas tehnoloģijas darbinieku apģērbos var brīdināt par potenciālu apdraudējumu un norādīt pēc tūlītējas palīdzības nepieciešamības. Tā kā darba drošības jautājums kļūst arvien būtiskāks un  darba kvalitāti noteicošāks, tas var tikt potenciāli iekļauts būvniecības izmaksās.
Populārākās tehnoloģijas – Triax

Tehnoloģiju – iekārtu zināšanas 
Lai pārvaldītu darbus būvniecības objektos, nepieciešamas dažādas iekārtas – mašīnas, kas spēj nodrošināt informāciju par notikumiem, konkrētā būvlaukuma drošības, kvalitātes, mārketinga un progresa rādītājiem. Vizuālie dati – videoklipi, fotoattēli u.c. vizuālie dati tiek apkopoti un analizēti, atbilstoši mērķiem. Iekārtas meklē drošības pārkāpumus. Tās spēj sadalīt un piesaistīt preces vai lietas atbilstoši telpu plānojumam, kas savukārt ļauj darbiniekiem pārskatāmi iegūt vizuālus datus, neizmantojot milzīgu datu plūsmu. Lielākoties šāda veida tehnoloģijas izmantotas mārketinga nolūkos.
Drons – viena no ierīcēm, kas nodrošina būvlaukuma kartēšanu, ziņo par izmaiņām un progresu pasūtītājam, uzrauga un pārbauda darba vidi. Līdz ar ieguldījumu un pieprasījuma paaugstināšanos drons iegūst vērā ņemamu vietu būvniecībā.

Rūpnieciskā ražošana –
Lai arī rūpnieciskā ražošana nav ļoti jauna būvniecības nozare (pasaulē tā tiek pielietota jau vairākus desmitus gadu), tā tomēr iet līdzi laikam, ietverot jaunākos tehnoloģiskos izgudrojumus. Rūpnieciskās ražošanas priekšrocības kļūst arvien pieejamākas, mainot to, kā būvniecības nozarē tiek iekļauti rūpnīcā ražotas vienības. Mobilās tehnoloģijas nodrošina pārskatāmu sagatavošanas procesu, kurā ikviens darbinieks var sekot līdzi projekta virzībai. Projekts pārraugāms no paša sākuma līdz pat būvniecības procesa beigām. Saprotams, šādu metožu izmantošana nodrošina uzņēmuma konkurences priekšrocības, jo tehnoloģijas racionalizē un paaugstina galaprodukta kvalitāti.

Saliekamās konstrukcijas 
Saliekamās būvkonstrukcijas (moduļi, paneļi) ir ārpus būvlaukuma esošās ēkas konstrukcijas izveide un transportēšana uz vēlamo vietu, nekaitējot kvalitātei. Ražošanas procesā būvmateriāli un materiāli netiek mainīti, tādēļ darbs tiek veikts īsākā laika sprīdī.  Saliekamās konstrukcijas ražošanu vienmēr ir iespējams uzlabot, bet tā joprojām tiek uzskatīta par ļoti efektīvu un jaunu celtniecības metodi. Tā kā ēka iziet kvalitātes pārbaudi, tas ir rādītājs, kas nosaka ēkas galējo kvalitāti. Tā kā paneļu, moduļu konstrukcija tiek veidota rūpnīcā, tur veicot līdz pat 80% no celtniecības darbiem, tas samazina troksni, vibrāciju un citus traucējumus būvniecības objektā. Darbs tiek uzraudzīts, palielinot kopējo drošību un drošību pie iekārtām. Saliekamās konstrukcijas pieprasa precīzus datus un mērījumus, tādēļ iet roku rokā ar paplašinātās realitātes prasībām, kas var nākotnē veicināt tieši moduļu un paneļu māju pieprasījumu.

Prognozējamā analītika
Šādas, prognozējamās analītikas mērķis ir padarīt vienkāršāku riska pārvaldību – analizējot datus no apakšuzņēmējiem, materiālu piegādātājiem, projektēšanas plāniem un pašu uzņēmumu, lai analizētu risku faktorus, pamatojoties uz vēsturiskiem datiem. Pārvaldot risku, tiek atklāti, kuri projekta elementi tiek pakļauti vislielākajam riskam, prasa lielāku uzmanību, atklājot arī riska iemeslus. Sistēma strādā ar uzkrāto informāciju un arī caurskata, kā tā ietekmē notiekošos procesus.

Saistītās darba vietas
Viens no būtiskākajiem tēriņu iemesliem jaunu ēku būvniecībā ir nepietiekama vai kavēta komunikācija. Komunikācija būvniecībā notiek starp projektētājiem, būvniecības vietu, inženieriem un darbu vadītājiem. Līdz ar interneta klātbūtni saziņa kļūst atvieglota. Izmantojot saistītās darba vietas vietni, ikvienam iesaistītajam, ir pieeja vietnei, kurā atrodas jaunākā informācija – zīmējumi, plāni, dokumenti. Komunikācija nav vairs tikai  vienpusēja, bet gan visaptveroša – ir zināms, kāda ir aktuālā situācija būvniecības objektā, projektēšanas birojā, inženierijas lauciņā. Sasaistot darba vietas tiek atvieglota komunikācija sākot no dienām un mēnešiem līdz pat stundām un minūtēm. Tāpat tiek samazinātas potenciālās kļūdas nepietiekamas komunikācijas dēļ, kas palīdz izvairīties no tā, ka projekts būtu jāpārtaisa vai jāveic neplānoti pasūtījumi. Saistītās darba vietas ir pamats uzņēmumu izaugsmei, un viegli ieviešamas saziņā.

Inovācijas “zaļajā” būvniecībā
Pēdējo gadu laikā ir vērojama viena augoša tendence – tiekšanās uz videi draudzīgu būvniecību. Tas noticis, mainoties patērētāju uzskatiem, samazinoties atkritumu un vienreizlietojamo preču iegādei. Līdz ar to kopējais patēriņa pieaugums ir noteicis šo “zaļo” tendenci arī būvniecībā.  “Zaļā” būvniecība samazina atkritumu un resursu izmantošanu, ļaujot cilvēkiem veidot veselīgāku dzīvesvidi un atstājot pēc iespējas mazāku ietekmi uz planētu. Viens no rādītājiem, kas nosaka būvnieka “zaļo domāšanu” ir “zaļais” sertifikāts, kuru iegūst , ja tiek ievēroti un izpildīti dažādi kritēriji. Tādēļ sertifikāts kļūst par kvalitātes rādītāju, pieprasījuma rosinātāju un būvnieku interesēs ir būvēt sertificētas ēkas. Pazīstamākais ir LEED sertifikāts. Zaļā būvniecībā ietilpst tādas tehnoloģijas kā gudrs LED apgaismojums, ventilācijas sistēma, energoefektīva sienu sistēma, saules paneļu risinājumi, sintētisks jumta konstrukcijas risinājums u.c.

Augstvērtīgs darbaspēks 
Līdz ar tehnoloģiju ienākšanu ne tikai būvniecībā, bet arī citās nozarēs, aktuāls šķiet jautājums par darbavietu trūkumu. Tā kā roku darbu aizstāj robotizētas mašīnas, tas paver iespējas cita veida darbavietām. Robotizētās, automatizētās iekārtas prasa zināšanas un prasmes, lai radītu, darbinātu un uzturētu šīs tehnoloģijas, primāri vērtējot darbinieka inteliģenci, prāta spējas attiecīgajā nozarē. Šobrīd būvniecības nozare pasaulē saskaras tieši ar darbaspēka trūkumu, tādēļ robotizēta tehnika spētu aizpildīt šo plaisu, cilvēku rokās nododot robotu vadīšanu.

INOVĀCIJAS BŪVNIECĪBAS MATERIĀLOS 

Pētnieku dabā ir meklēt arvien jaunus risinājumus, materiālu un vielu īpašības un kombinācijas, tādēļ nav pārsteigums, ka līdzās jauninājumiem būvniecības tehnoloģijās pastāv arī inovācijas būvniecības materiālos. Daži no tiem ir tik pārsteidzoši, ka līdzinās dažādiem brīnumiem filmās par nākotni. Tomēr, tā ir tagadne. Atliek tikai nogaidīt, līdz atklājums vai izgudrojums ienāks arī mūsmājās.

Caurspīdīga koksne

Caurspīdīga koksne – celtniecības materiāls
Šāds materiāls tiek iegūts noņemot koka finiera virskārtu un apstrādājot ar nanotehnoloģijām. Rezultātā tiek iegūts caurspīdīgs koks ar dažādām pielietojuma iespējām. Koka-polimēra materiāls vērtējams kā izturīgāks un gaišāks nekā matēts stikls. Par spīti ekskluzīvajam izskatam, materiāls ir lēts un var krietni samazināt potenciālo projektu izmaksas.  Materiāla radītāji ir Stokholmas KTH Karaliskās Tehnoloģiju institūta zinātnieki, kas apgalvo arī to, ka materiāls ir viegli pieejams un atjaunojams resurss.

Hidrokeramikas struktūra

Atvēsinoša sistēma ķieģeļos – hidrokeramika
Materiāls veidots no māla un hidrogēla, un izstrādāts Katalonijas Modernās arhitektūras institūtā, ar mērķi panākt atvēsinošu efektu ēku iekštelpās. Protams, Latvijas apstākļos pasūtītājus vairāk interesē sildošais aspekts materiālos, bet arī šādu izgudrojumu būtu iespējams pielietot atsevišķos gadījumos. Hidrokeramikas īpašība ir spēja pazemināt telpas temperatūru par 6 grādiem. Materiāla dzesēšanas efekts rodas no hidrogēla klātbūtnes tajā, kam ir tieksme absorbēt ūdeni līdz pat 500 reizes vairāk nekā paša hidrogēla svara. Tieši absorbētais ūdens ir tas, kas karstajās dienās pazemina istabas temperatūru. Novatoriskā dzesēšanas sistēma revolucionalizē būvniecības industriju, liekot domāt par atteikšanos no tik ierastajiem privātmāju un sabiedrisku ēku kondicionieriem.

Ķieģeļi no cigarešu izsmēķiem

Cigarešu izsmēķi ķieģeļu ražošanā
Gada griezumā tiek saražoti 6 miljoni cigarešu, no kurām  paliek 1,2 miljoni tonnu atkritumi. Cigarešu sastāvā esošie elementi, piemēram, arsēns, hroms, niķelis un kadmijs, nonāk augsnē un rada neiedomājamu ietekmi uz vidi. Tādēļ, lai samazinātu atkritumu daudzumu un ietekmi uz vidi, RMIT Universitāte nākusi klajā ar savu izgudrojumu – svara ziņā vieglāku un energoefektīvāku ķieģeļu ražošanu no cigarešu izsmēķiem. Rezultātā tiek iegūti divi labumi – samazināts atkritumu daudzums un iegūts jauns būvniecības materiāls. Pārstrādājot kaut 1% no cigarešu izsmēķiem, tiek panākts milzīgs efekts piesārņojuma samazināšanā. Turklāt iegūtais materiāls pārstrādes procesā patērē maz enerģijas.

Piesārņojumu absorbējoši ķieģeļi

Piesārņojumu absorbējoši ķieģeļi
Jaunu materiālu ražošanā tiek domāts ne tikai par materiālu pārstrādi, bet arī par materiālu papildus funkcijām. Inovatīvais materiāls “Breathe Brick” tiek prezentēts kā daļa no jaunu ēku ventilācijas sistēmas, kur katrs ķieģelis spēj sevī iesūkt piesārņoto gaisu un izpūst attīrītu, filtrētu gaisu. Šādā veidā ikviena ēka spētu aktīvi iesaistīties gaisa attīrīšanā un vides sakārtošanā. Ķieģeli veido divas ārējās kārtas un viena siltumizolācijas kārta iekšpusē. Ķieģeļa centrā notiek ciklona filtrācija, līdzīgi kā mūsdienu putekļsūcējiem – atdalot piesārņojumu no gaisa un izmetot to speciālās tvertnēs pie sienas. Svaigo gaisu no ķieģeļiem var novadīt atpakaļ telpās vai ārējā vidē. Vēja tuneļa testos veiktajos eksperimentos pierādīts, ka sistēma spēj filtrēt pat 30% sīko piesārņojuma daļiņu un 100% smago piesārņojuma daļiņu (piem., putekļus).

Marsa betons

Betons uz Marsa
Kurš gan nav iedomājies par dzīvi ārpus Zemes – kā būtu dzīvot, piemēram, uz Marsa? Nav gan zināms, cik drīz pienāks laiks, kad tāda iespēja būs patiešām reāli iespējama, bet zinātnieki nu ir soli priekšā ar Marsa apstākļiem piemērotu būvniecības materiālu. Kā zināms, koki uz Marsa neaug, tāpēc ir jāizgudro kaut kas cits, no tā, kas ir pieejams uz šīs planētas. Rezultātā pētnieki nākuši klajā ar Marsa betonu – Marsa apstākļiem un  būvniecībā piemērotu materiālu, kura izveidē nav nepieciešams ūdens. Jebkuras ēku struktūras iespējams izveidot, izkausējot sēru 240˚C temperatūrā, iegūto šķidrumu sajauc 1:1 ar Marsa augsni un atdzesē. Rezultātā rodas Marsa betons, kurš ir vairākkārt pārstrādājams, viegli ražojams un ļoti lēts, salīdzinot ar materiāliem, kas būtu transportējami no Zemes.

Gaismu ģenerējošs cements

Gaismu reģenerējošs cements
Lai arī LED spuldzes tiek vērtētas kā ļoti energoefektīvas, notiek arvien jaunu energoefektīvu apgaismojumu veidu meklēšana. Aktuāli kļūst strukturāli materiālu risinājumi, kas paši spēj ne tikai būt par konstruktīviem elementiem, bet arī savienot funkcionalitāti ar dizainu. Viens no jaunākajiem celtniecības materiāliem ir ar spēju apgaismot virsmu – gaismu ģenerējošs cements, kas absorbē un izstaro gaismu.  Materiāls  uzlādējas, izmantojot gaismu. Šāda materiāla iespējas un pielietojums ir ļoti plašs – māju fasādes, celiņi, peldbaseini, vannas istabas, virtuves, autostāvvietas u.c. Ar šāda tipa materiālu iespējams apgaismot un izgaismot objektus, kas bez elektrības padeves nebūtu iespējams. Materiāls ir ilgmūžīgs (izturību saglabā ilgāk par 100 gadiem) un pārstrādājams, tādēļ pilnībā atbilst videi draudzīga materiāla prasībām. Cements ir gudrs materiāls, izmanto istabas temperatūru un radīts no tādām izejvielām kā upju smiltis, rūpnieciskie atkritumi, silīcija dioksīds, ūdens un sārmi.

Seismiskās stabilitātes troses

CARBCOMA troses
Rūpējoties par dzīvestelpu un sabiedrisko telpu drošību, ir izstrādāts jauns materiāls būvniecībā, kas īpaši nodrošina stabilitāti zemestrīču gadījumos. Jaunā tehnoloģija izgudrota Japānā, vietā ar ievērojamu zemestrīču pieredzi. Carbcoma ir termoplastisks oglekļa šķiedras materiāls, pārklāts gan ar sintētiskām, gan ar neorganiskām šķiedrām, un nostiprināts ar sveķu pārklājumu.  Materiāls nodrošina efektīvu ēku seismisko stiegrojumu, vienlaikus pildot arī estētisku funkciju. Par spīti vizuālajam trauslumam materiāls ir izturīgs un stiprs. 160 metru garš Carbcoma šķiedras rullis sver tikai 12 kg un ir viegli transportējams.

Bioloģiski ražotas mēbeles

Bioloģiski ražotas mēbeles
Būvniecības nozarē, interjera dizainā parādījušās bioplastmasas mēbeles – mēbeles, kuras veidotas nevis ražojot, bet audzējot. Materiāla sastāvā ir Mycoform – micēlija substrāts no koka skaidām, auzu mizām, ģipša – un Ganodrma lucidum sēnīte, kas spēj sagremot substrāta atkritumus un pārvērst tos stingrā, strukturālā materiālā, kura ārējo pārklājumu veido bakteriālā celuloze. Šie divi elementi – Mycoform un Ganoderma lucidum – ir kombinēti, lai izveidotu ne tikai mēbelēs, bet arī arhitektūrā izmantojamu plastmasas kompozītmateriālu. Materiāla radīšanas process ir ar zemu enerģijas patēriņu, zemu piesārņojuma līmeni un zemu tehnoloģiju izmantojumu. Turklāt, ja materiāls ir savu laiku nokalpojis, to var iznīcināt bioloģiskā veidā, kaut vai dārza kompostā.

Pašdziedējošs betons
Betons, kas spēj atgūt sākotnējo izskatu ir Nīderlandes zinātnieku radīts materiāls. Prezentācijā materiāls no diviem atsevišķiem gabaliem ir savienojies vienā veselā. Process tiek veicināts divus atdalītus gabalus sildot mikroviļņu krāsnī līdz tie izkūst. Tad iegūto izkausēto materiālu atdzesē un šajā brīdī tas savienojas kopā vienā veselumā. Protams, lai lielos apjomos salabotu betona klājumu, nepieciešama attiecīga tehnika – karstumu izstarojoša. Priekšrocības šādiem pašdziedējošiem materiāliem būtu neizmērāmas un ietaupītu miljonus ceļu labošanā, būvniecībā un transporta pasaulē. Līdz ar to būtu nepieciešama tikai regulāra objektu apkope ar piemērotām ierīcēm, nevis pilnīgas infrastruktūras būvēšana, labošana un atjaunošana. Tādas svarīgas struktūras kā tilti, maģistrāles būtu primārās šāda veida materiāla pielietojumam, ilgmūžīgai pastāvēšanai. Tādā pašā veidā strādā arī pašdziedējošs metāls, tā kā var teikt, ka tā ir būvniecības nākotne – ne tikai pārstrādāt, bet ražot tādus materiālus un objektus, kuru iespējams salabot, uzlabot, nevis nojaukt un izmest ārā.