Префабрикация
Дома дешевле не строить, а производить: недаром самый известный в мире инновационный гигант – компания Tesla – в последнее время строит все свои заводы из произведенных заранее бетонных элементов.
Это называется префабрикацией – здание собирают из элементов, изготовленных заранее с высокой точностью для идеальной стыковки на строительной площадке. Строительство при этом организовано по технологии «Just in time» (Точно в срок), благодаря чему удается уйти от большого объема складирования материалов на участке – все компоненты прибывают на стройку ровно тогда, когда их нужно монтировать. Материалы при этом можно использовать любые: сталь, бетон, дерево или их различные сочетания. В итоге эффективность строительства многократно возрастает. Так, отходы при сборке здания уменьшаются до 90% по сравнению со строительством на месте. Также при производстве сборных элементов расходуется на 67% меньше энергии, чем при процессе традиционного монолитного строительства.
Недавно компания «Ферро-Строй» презентовала в Москве технологию гибридного строительства, при которой каркас здания сооружается за 4-5 месяцев из предварительно изготовленных стальных и железобетонных элементов и модулей. Персонала на стройке при этом требуется в два раза меньше, а сроки сокращаются в 1,5 раза.
Новые материалы
Второй путь удешевления стройки – применение новых строительных материалов с более продвинутыми свойствами, чем у традиционных. Так, исследователи из Политехнического института Ренсселера в США изобрели альтернативу стальной арматуре – пеньковую арматуру.
Для этого используется промышленная конопля – сорт растения cannabis sativa, которое известно одним из самых прочных в растительном мире волокном. Пеньковая арматура изготавливается методом пултрузии, при котором волокна вытягиваются вместе с термопластом и расплавляются с образованием цельного бруска. Затем из этих волокон вьется веревка, включающая натуральные и синтетические волокна. Мотки этого каната подаются в специальный станок размером с небольшой автомобиль, который устанавливается на стройплощадке и штампует пеньковую арматуру.
Пеньковая арматура может использоваться для поддержки бетонных конструкций так же, как стальная и другая арматура, но с уменьшенным воздействием на окружающую среду благодаря составу материала. Основной плюс – отсутствие коррозии, которая уменьшает срок службы обычных ЖБИ-конструкций. В будущем создатели пеньковой арматуры планируют ее сделать даже более дешевой, чем стальная.
Планирование и управление
Сокращать издержки поможет более грамотное планирование и управление строительства. Сама по себе «тонкая настройка» процессов уже сейчас снижает себестоимость крупных сооружений на 10%. В основном этого удастся достигнуть благодаря цифровизации.
Так, израильский стартап Constru создал программное обеспечение для управления проектами в режиме реального времени. Это ПО соединяет дроны и различные датчики, «наблюдающие» за происходящим на площадке. Платформа стартапа использует виртуальных инженеров для мониторинга каждого рабочего и корректировки его действий путем различных рекомендаций в режиме реального времени. ПО сравнивает показатели завершения процессов с ожидаемым результатом. На основе этого платформа предоставляет обзор графиков реализации проекта, перерасхода бюджета и других возможных рисков.
Другое направление для оптимизации управления – информационное моделирование. Помимо хорошо известной технологии BIM, proptech-стартапы экспериментируют с созданием иммерсивных моделей, то есть моделей с эффектом погружения наблюдателя в виртуальный мир стройки. К примеру, американский стартап Visualive разрабатывает иммерсивные BIM-визуализации для строительных площадок. Стартап научился импортироввать крупные BIM-файлы в устройства HoloLens (киберочки) и мобильные гаджеты с сохранением всех форм, текстур и материалов строящегося здания. Инженеру или строителю достаточно сканировать код в мобильном приложении, надеть киберочки или направить камеру смартфона на реальную строительную площадку, и он увидит в ней виртуальные, то есть предусмотренные BIM-моделью, коммуникации, узлы, материалы. Используя это решение, специалисты по планированию строительства обнаружат ошибки, что позволяет экономить затраты и время.
Роботизация
Сэкономить на строительстве поможет и замена ручного труда машинным. Роботы и дроны будут все чаще встречаться на площадках среди людей. Так, стартап из США Advanced Construction Robotics разрабатывает роботов для автоматизации монтажа арматуры. TyBot и IronBot используют искусственный интеллект и компьютерное зрение, чтобы выполнять повторяющиеся и трудоемкие задачи с арматурой. Вместе роботы устраняют необходимость в ручном размещении и калибровке арматуры, что позволяет им обвязывать до 110 пересечений арматуры в час. IronBot работает еще и грузчиком, так как способен поднимать связки арматуры весом до 2,2 тонн. Работа этих роботов экономит время и снижает риск травм, повышая производительность труда строителей.
Следить за роботами-арматурщиками сможет беспилотник Holobot израильского стартапа Holoarchy. Это автономный беспилотник, который сканирует строительные площадки и сообщает об ошибках специалистам по контролю качества. На Holobot установлены лидары (как радары, только для отклика от отражаемого объекта используется не радиоволна, а лазеры), которые покрывают стройплощадку облаком точек высокого разрешения. Создается онлайн-модель всего происходящего на площадке, которая снижает затраты на мониторинг и ускоряет процессы проверки качества строительных работ.
Вторичное использование
Сэкономить на строительстве можно путем переработки старых зданий в новые. С годами это будет становиться только более актуальным. Сейчас отходы со стройплощадки в основном идут в дорожное строительство, но в будущем из переработанного бетона можно будет строить новые дома.
Так, шотландский стартап Kenoteq выпустил K-Briq – экологичный строительный кирпич, который не подвергается обжигу и на 90% состоит из строительных отходов. Изобретенный профессором инженерного дела Габриэлой Медеро из Эдинбургского университета Хериот-Уотт, K-Briq при производстве выделяет менее десятой части выбросов углекислого газа, чем обычный кирпич. При этом K-Briq выглядит как обычный кирпич, весит столько же и обладает теми же свойствами, что и глиняный кирпич.
«Строительство все больше будет похоже на производство зданий, то есть большая часть работ развернется за пределами стройплощадки, – говорит Григорий Ваулин, управляющий партнер ГК «Ферро-Строй». – Сам процесс возведения станет очень коротким и технологичным. Доля ручного труда снизится, а материалы для строительства будут весьма разнообразными – на смену бетону и кирпичу, которые служили нам тысячелетия, придут различные сочетания металлических, композиционных, органических, волоконных элементов. Дома станут легче, но прочнее и долговечнее. В совокупности это поможет заметно сократить себестоимость строительства и решит много социальных задач».
