Строительство - одна из самых древних и важных отраслей человеческой деятельности, которая обеспечивает создание жилья, инфраструктуры и промышленных объектов. Однако строительство также сталкивается с рядом проблем, таких как высокие затраты, низкая производительность, дефицит квалифицированной рабочей силы, риск ошибок и несчастных случаев, воздействие на окружающую среду и т.д.
В связи с этим строительная отрасль активно ищет и внедряет новые технологии, которые могут повысить ее эффективность, качество и безопасность.
Современные технологии автоматизации в строительстве подразумевают использование различных устройств, программ и алгоритмов, которые способны автоматически или полуавтоматически выполнять различные задачи на стройплощадке или в процессе проектирования, управления, контроля и эксплуатации строительных объектов. Такие технологии включают, например, роботов, дронов, 3D-принтеров, облачных сервисов, искусственного интеллекта, виртуальной и дополненной реальности, цифровых двойников, блокчейна и т.д.
Эти технологии имеют ряд преимуществ, таких как сокращение времени и стоимости строительства, повышение точности и качества, уменьшение ручного труда и рисков, улучшение коммуникации и координации, расширение возможностей дизайна и инноваций, снижение воздействия на окружающую среду и т.д.
Строительные роботы и 3D-печать - это две технологии, которые могут существенно повысить эффективность, качество, безопасность и устойчивость строительства. Они также открывают новые возможности для архитектурного дизайна и инноваций.
Строительные роботы
Строительные роботы - это устройства, которые могут автоматически или полуавтоматически выполнять различные задачи на стройплощадке, такие как перемещение и укладка строительных материалов, сварка и монтаж, крепление и разборка, измерение и контроль, и т.д. Строительные роботы могут быть стационарными или мобильными, одиночными или кооперативными, управляемыми человеком или самостоятельными.
Строительные роботы могут сократить время и стоимость строительства, повысить точность и качество, уменьшить ручной труд и риски, улучшить коммуникацию и координацию, расширить возможности дизайна и инноваций.
Одной из самых перспективных технологий применения роботов в строительстве является - роботизированная кладка. Это процесс, при котором специальный робот-манипулятор автоматически складывает кирпичи по заданному чертежу.
Робот может работать как самостоятельно, так и в сотрудничестве с человеком, который контролирует его действия и подает ему материалы.
Роботизированная кирпичная кладка имеет ряд преимуществ перед традиционным способом:
- Быстрота и точность. Робот может укладывать кирпичи гораздо быстрее и точнее, чем человек, сокращая время и затраты на строительство.
- Безопасность и эргономичность. Робот избавляет человека от тяжелого физического труда и повышает безопасность на стройплощадке, уменьшая риск травм и заболеваний.
- Гибкость и креативность. Робот может выполнять сложные и нестандартные формы кладки, которые трудно или невозможно сделать вручную, расширяя возможности архитектурного дизайна.
Однако роботизированная кирпичная кладка также имеет некоторые недостатки и ограничения:
- Высокая стоимость и сложность обслуживания. Робот - это дорогостоящее и сложное оборудование, которое требует квалифицированного персонала и регулярного технического обслуживания.
- Зависимость от погодных условий и качества материалов. Робот может работать только при определенной температуре и влажности, а также требует высокого качества кирпичей и раствора, чтобы обеспечить надежность и долговечность кладки.
- Необходимость адаптации к местным нормам и стандартам. Робот должен учитывать специфику местного законодательства, культуры и традиций в области строительства, чтобы не нарушать правила и не вызывать недовольство у заказчиков и общественности.
Примеры строительных роботов:
- робот ABB, который может укладывать кирпичи и плитку,
- робот SAM, который может сделать кирпичную стену,
- робот Hadrian X, который может строить дом за два дня,
- робот Tybot, который может связывать арматуру для мостов,
- робот Spot, который может патрулировать и инспектировать стройплощадку.
Смотрите также:
Робототехника в современном строительстве: возможности и перспективы
Робот-каменщик: новый виток развития строительной отрасли
3D-печать
3D-печать - это процесс, при котором специальный принтер по слоям наносит материал на основание, создавая трехмерный объект по цифровой модели. 3D-печать может использоваться для создания различных конструкций, от мебели и декора до домов и мостов.
3D-печать - это процесс, при котором специальный принтер по слоям наносит материал на основание, создавая трехмерный объект по цифровой модели. 3D-печать может использоваться для создания различных конструкций, от мебели и декора до домов и мостов.
3D-печать имеет следующие преимущества перед традиционным способом:
- Экономия и экологичность. 3D-печать позволяет сократить расходы на материалы, транспортировку и отходы, а также использовать вторичные и возобновляемые ресурсы, снижая воздействие на окружающую среду.
- Индивидуализация и оптимизация. 3D-печать позволяет создавать уникальные и адаптивные конструкции, которые учитывают потребности и пожелания заказчика, а также особенности местности и климата, повышая комфорт и эффективность.
- Инновация и эксперимент. 3D-печать позволяет реализовывать новые идеи и формы, которые трудно или невозможно сделать другими способами, способствуя развитию науки и искусства.
Недостатки и ограничения этой технологии:
- Низкая прочность и долговечность. 3D-печать еще не может гарантировать высокого качества и надежности конструкций, особенно при воздействии нагрузок, температурных перепадов и атмосферных явлений.
- Отсутствие регуляции и стандартизации. 3D-печать еще не имеет четких правил и норм в области строительства, что может приводить к конфликтам с властями, экспертами и общественностью, а также к юридическим и этическим проблемам.
- Необходимость квалификации и обучения. 3D-печать требует специальных знаний и навыков в области компьютерного моделирования, материаловедения и робототехники, а также постоянного обучения и обновления технологий.
3D-печать имеет следующие преимущества: экономия и экологичность, индивидуализация и оптимизация, инновация и эксперимент. Однако 3D-печать также имеет некоторые недостатки и ограничения, такие как низкая прочность и долговечность, отсутствие регуляции и стандартизации, необходимость квалификации и обучения.
Примеры 3D-печати в строительстве:
- дом Apis Cor, который был напечатан за 24 часа,
- дом ICON, который был напечатан за 48 часов,
- дом Winsun, который был напечатан из переработанных материалов,
- мост MX3D, который был напечатан из нержавеющей стали.
Заключение
Роботизированная кирпичная кладка и 3D-печать - это две технологии, которые уже сегодня применяются для строительства различных конструкций. Они имеют свои преимущества и недостатки, а также свои перспективы и вызовы. Они могут существенно изменить архитектуру и строительство в будущем, делая их более быстрыми, дешевыми, безопасными, гибкими, креативными, экономными и экологичными. Однако для этого необходимо решить ряд проблем, связанных с качеством, регуляцией, обучением и взаимодействием с человеком и обществом.
Андрей Повный