Инновационная деятельность в строительстве: состояние и перспективы развития

Отопление и кондиционирование  дома – самые «затратные» части семейного бюджета, поскольку используют большую часть электроэнергии дома. Для решения этих проблем, инженеры из Национальной лаборатории Oak Ridge (ORNL) от Министерства энергетики разработали новый тип крышно-чердачной системы, которая увеличивает эффективность системы обогрева зимой и системы вентиляции летом. Важно заметить, что такая система может установливаться на большинстве существующих двухскатных крыш.

Новый дизайн кровельной системы включает пассивную систему кондиционирования, которая вытягивает потоки воздуха, попадающие в нижнюю часть чердака, в наклонное воздушное отверстие над крышей, таким образом, воздух выходит вверх и наружу. Кроме того, система снабжена средствами управления излучением, конвекцией и изоляцией с покрытием из пенополистирола. Эта изоляция является самым главным элементом системы и может быть установлена между стропилами при строительстве нового дома, либо прикреплена на верхнюю часть существующей кровельной системы, при этом старую черепицы можно не удалять. По словам инженеров из ORNL, компьютерные разработки показали, что плохо уплотненные каналы для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), через которые поступает воздух на чердак, обычно обходятся хозяину от ста до трехсот долларов США в год. Закупоривание чердака монтажной пеной может сэкономить более четырехсот шестидесяти долларов США в год, при этом начальная стоимость HVAC-системы составляет около восьми тысяч долларов США.

В качестве сравнения, инженеры из ORNL утверждают, что модернизация крыши в существующем доме с новой  крыщно-чердачной системой поможет экономить хозяину около ста долларов США в год, но начальная стоимость системы составляет около двух тысяч долларов США. Хотя годовая экономия не столь велика, но благодаря значительно более низкой начальной стоимости системы показатели окупаемости примерно такие же, что и в первом варианте герметизации чердака. В настоящее время команда инженеров под руководством Билла Миллера из с Building Envelope Group от лаборатории, работает над тем, чтобы уменьшить первоначальные затраты на установку новой системы еще больше, но при этом обеспечить максимальную общую эффективность затрат.

Исследователи из британского  Центра по инновационным строительным материалам, в сотрудничестве с командой инженеров из университетов Ковентри и Кембриджа, в настоящее время  работают над улучшением характеристик бамбука для широкого использования в строительстве. Бамбук имеет ряд выигрышных позиций по сравнению с другими строительными материалами – он растет очень быстро, достигая зрелости в три раза быстрее, чем деревья твердых пород, и славится прочностью, которая сравнима со сталью. Но так же бамбук имеет ряд недостатков, которые мешают широкому использованию этого материала в строительной индустрии. Среди этих недостатков можно отметить невысокую стойкость к воздействию ультрафиолетовых лучей и влажности, а из-за тонких стенок и пустых внутренних перегородок бамбук имеет низкую огнестойкость.

Изучая структурные  особенности бамбука, британские ученые ищут способы устранения этих недостатков, при этом стараясь сохранить положительные свойства. В пределах этого проекта исследователи изучили разнообразные способы получения высококачественных материалов, в том числе соединений волокон бамбука с биополимерным раствором и армирование бамбука другими композитными волокнами. По мнению ученых, такие материалы могут применяться в качестве строительных ферм и несущих элементов зданий. Следующим шагом в изучении станет оценка эффективности модифицированного бамбука и доказательство удобства и простоты использования этого материала в архитектурно-строительных проектах.

В  США построен типовой  загородный дом, который будет представлять собой объект для исследования и тестирования различных высокоэффективных и альтернативных энергетических систем, материалов и конструкций. В течение года дом будет «генерировать» и «потреблять» столько энергии, сколько потребляет обычная семья из четырех человек за такое же время.

Дом построен в соответствии со стандартами зеленого строительства LEED и с использованием материалов и оборудования американского производства. Он имеет два этажа, четыре спальни, три ванных комнаты. При строительстве объекта были использованы разнообразные энергосберегающие технологии и системы, включая солнечную систему нагрева воды и солнечную фотоэлектрическую систему для выработки энергии. В течение всего эксперимента дом не будет доступен для посетителей, тем не менее, свет в нем будет включаться и выключаться в определенное время, все инженерные системы будут работать, а специальные устройства будут излучать тепло и влажность. Таким образом, в доме буден в полной мере ощущаться присутствие семьи. Солнечная фотоэлектрическая система будет применяться для освещения дома и питания бытовых электроприборов, а избыток энергии будет поставляться в местную электросеть с помощью интеллектуального электросчетчика. В периоды, когда энергии от солнечных фотоэлектрических систем мало для потребления дома, электричество будет поступать от центральной электросети автоматически. Однако, как ожидают исследователи, нтернете получаемой электроэнергии будет с лихвой компенсировано энергией, подаваемой домом в электросеть в солнечные дни.

Для того, чтобы ученые и широкая общественность могли наблюдать за ходом эксперимента, вся информация о функционировании дома будет доступна в нтернете. Как считает заместитель министра торговли и директор NIST Патрик Галлахер, результаты этого эксперимента покажут жизнеспособность дизайна дома с нулевым балансом энергии. Кроме того, дом будет обеспечивать  не только разработку и испытание новых энергоэффективных технологий, но и скорейшее их внедрению в строительную индустрию.

Но не только за рубежом  развиваются нововведения в строительстве, Россия тоже занимается такими проектами. В России в 2013 году начнется выпуск инновационных строительных материалов – энергосберегающих фасадных строительных плит. Компания «ОРИОН» развивает новую инсерную технологию в строительстве малоэтажных частных и административных сооружений. Название «ИНСЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ» произошло от латинского слова «Insero» – что в переводе на русский язык означает: Вдевать, вставлять, внедрять, соединять. «Соединительная» технология строительства – это действительно уникальная технология в возведении сооружений. При соединении плит здание строится быстро, а сам процесс строительства уникален тем, что не требует никаких вяжущих смесей. Плиты соединяются между собой специальными автоматическими замками и уплотняют внутреннее пространство. Сами плиты полностью готовый продукт, и здание, построенное из таких плит, не требует внешней отделки, так как плиты обработаны и имеют готовый вид. А к 2015 году компания планирует разместить производственные площадки ещё в пяти регионах Российской Федерации, в которые войдут такие региональные центры как город УФА, Екатеринбург, Казань, Ижевск и Ханты-Мансийск.

Таким образом ученые и исследователи всего мира стремятся улучшить качество жизни людей стараясь при этом не навредить природе.

Заключение

Государству, региональным властям и участникам рынка хотелось бы, чтобы инновации в строительстве  появлялись быстрее, и сразу же давали эффект, который отражался бы на доступности и комфортности жилья для населения. Но в строительстве, как и на многих рынках, подобно автомобилестроению, фармацевтике или рынку средств мобильной связи, по-настоящему инновационные вещи сначала появляются в высоком ценовом сегменте с пометкой «не для всех». И лишь спустя время, когда технология доказывает свою практичность, она получает дальнейшее распространение и становится доступной для самых широких слоев. Только в России, при отсутствии собственных изобретений, процесс выглядит несколько иначе: сначала импорт, затем совместное производство и уже потом – копирование и собственный выпуск.

В целом инновации  присутствуют во всех ценовых сегментах  рынка, только носят они различный  характер.

* Экономсегмент –  используются инновации в производстве строительных материалов и технологиях возведения массового жилья быстро и не слишком дорого

* Средний сегмент –  инновации в применении не  просто новых строительных материалов, но и экологически чистых, со  стремлением в отдельных случаях вернуться к старому и проверенному (деревянные окна вместо пластиковых), а также с учетом энергосбережения

* Высокий ценовой сегмент  – инновации в эстетике и  комфорте, качестве жизни и защите  окружающей среды.

В каждом из этих сегментов  и для инноваторов и для самих инноваций имеются риски, способные затормозить применение технологии или даже вовсе дискредитировать ее. В первом сегменте – риск спешки и использование дешевых материалов; во втором – возможные сюрпризы от технологий, не проверенных временем; в третьем – осознание потребителем переплаты за бесполезные дорогие игрушки.

 Чтобы инновационные  методы распространялись, нужно  создавать комплексные решения  – союзы разработчиков со строителями и производителями строительных материалов. Это создаст эффект масштаба и позволит наладить конвейерное производство, чтобы внедрять инновации сразу в среднем ценовом сегменте, и сразу с прицелом на качество, энергосбережение и экологичность.

Список литературы

1. Валентей, С. Г. Формирование национальной инновационной системы в России: проблемы и условия / С. Г. Валентей // Человек и труд. – 2008. - № 2. – С. 52 – 57.
2. Клавдиенко, В. В. Стимулирование инновационной активности: мировые тенденции и Россия / В. В. Клавдиенко // Общество и экономика. – 2006. - №7/8 – С. 130 – 147.
3. Русс,  В. Г. Правовое регулирование инновационной деятельности / В. Г. Русс // Национальные проекты. – 2008. - № 5. – С. 9 – 13.
4. Семенова, В. А. Проблемы инновационной системы России / В. А. Семенова // Вопросы экономики. – 2008. - № 11. – С. 145 – 149.
5. Ткачук, К. С. Механизмы регулирования инновационной деятельности на региональном уровне / К. С. Ткачук // Интеллектуальная собственность. – 2009. - № 10. – С. 47 – 53.
6. Сергеев, А. Проблемы и перспективы инновационного развития и повышения конкурентоспособности предприятий России / А. Сергеев // РИСК (Ресурсы. Информация. Снабжение. Конкуренция). - 2012. - № 4. - С. 118-122.
7. Бжилянская Л. Инновационная деятельность: тенденция развития и меры государственного регулирования// Экономист.-1996.-№3.-С.23-33.
8. Епифанов, В. А. Оценка инвестиционной деятельности в современных условиях инновационного развития стройкомплекса России / В. А. Епифанов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. – 2010. - №1. – С. 17 – 18.
9. Гусев, Б. В. Возможные пути создания идеальной комфортности жилья / Б. В. Гусев // Промышленное и гражданское строительство. – 2010. - №1. – С. 6-8.
10. Примак, Л. В. Усиление конкурентоспособности строительных организаций через повышения качества работ и услуг / Л. В. Примак // Механизация строительства. – 2010. - № 3. – С. 2-5.