Карта научных проектов: Инженерно-строительный институт

Разметку нарисует робот

Роботизация нанесения напольного рисунка.

В настоящее время нанесение дорожной разметки осуществляется либо автоматически (в случае нанесения простых геометрических линий), либо вручную (если нужно получить сложное изображение). Команда разработчиков под руководством профессора кафедры строительных материалов и технологии строительства Р. Т. Емельянова реализует прикладной проект по разработке технологии и оборудования для автоматизированного нанесения дорожной разметки и сложных рекламно-информационных изображений.

Предлагаемое оборудование предназначено для обустройства автомобильных дорог и других поверхностей, в частности, нанесения разделительных полос и сложных изображений больших размеров на дорожное полотно. Преимущество заявляемого технического решения обусловлено осуществлением непрерывного процесса нанесения дорожной разметки со сложной конфигурацией элементов графического изображения, что в целом свидетельствует об увеличении производительности и эффективности устройства при нанесении сложных графических элементов разметки на дорожное полотно.

Данная технология поможет повысить безопасность дорожного движения; позволит размещать информационную рекламу на напольных поверхностях; сделает удобным разметочное координирование при проведении городских мероприятий.

Итоговый продукт, получаемый в итоге реализации проекта, — автоматизированное оборудование для нанесения напольного рисунка — имеет ряд преимуществ в сравнении с существующими способами нанесения разметки: оно оснащено дистанционным пультом (ДПУ); программное обеспечение совместимо с COREL DRAW, AutoCAD; есть возможность печати на дорожном покрытии буквенных и символьных изображений шириной не менее 1,85 м. Также предлагаемое оборудование даёт возможность печатать цветные изображения.

Геометрическая точность печати равна ±1,0 см. Габаритные размеры оборудования: 2000 мм×800мм×600мм.

Сроки выполнения: 2016–2020.

Арктическое деревянное домостроение

Пространственные фундаментные платформы на основе древесины для строительства в Северных регионах.

Строительство зданий и сооружений на вечномёрзлых грунтах является актуальным, проблемным и в то же время перспективным для стран, расположенных в северных широтах. Недра криолитозоны скрывают множество полезных ископаемых, и это диктует необходимость осваивать Арктику. Если 2/3 территории Российской Федерации составляют мёрзлые грунты, то страны Северной Европы вынуждены проживать в условиях вечной мерзлоты.

В рамках исследовательски-прикладного проекта, выполняющегося учёными института под руководством профессора кафедры строительных конструкций и управляемых систем И. С. Инжутова и профессора кафедры строительных материалов и технологий строительства С. П. Амельчугова, создаются проектные решения постоянных и временных зданий, пригодных для проживания в арктической зоне. Поскольку основной причиной разрушения свайных фундаментов в северных городах (например, в Норильске) являются силы морозного пучения, необходимо, в первую очередь, создать эффективные альтернативные виды фундаментов, предназначенные для строительства в условиях вечной мерзлоты.

В связи с этим учёными разрабатываются пространственные фундаментные платформы на основе древесины, предназначенные для «умного» строительства и освоения Русской Арктики.

Конкурентные преимущества предлагаемого продукта состоят в снижении объемов инженерно-геологических изысканий; разрабатываемые конструкции не требует большого количества земляных работ, которые в случае мёрзлых грунтов являются достаточно трудоёмкими.

Пространственная фундаментная платформа менее чувствительна к деформациям грунта основания за счёт цельной работы конструкции (такие платформы целесообразно возводить в сейсмоактивных районах, на слабых и структурно-неустойчивых грунтах, в том числе на вечномёрзлых грунтах).

Предлагаемая в проекте конструкция пространственной фундаментной платформы может регулироваться, например, при помощи домкратных устройств. Ремонт и усиление конструкции фундамента доступен и несложен; сборность платформы решает вопросы транспортировки и повышает логистику при устройстве фундаментов в северных широтах. Ещё одним важным преимуществом создающегося продукта является всесезонность строительства и уменьшение его сроков. За счёт теплофизических свойств древесины повышается энергоэффективность сооружения; верхний пояс конструктивных элементов может служить конструкцией пола; использование пространственной фундаментной платформы позволяет воплотить принцип замкнутости здания, который повышает энергоэффективность первого этажа. За счёт низкого коэффициента теплопроводности древесины и возможности пространственной фундаментной платформы быть вентилируемой значительно уменьшается риск оттаивания основания, что эффективно при возведении фундамента на деградирующем вечномёрзлом грунте.

Сроки выполнения: 2014–2020.

Строим в Арктике

Нордификация высокоширотного строительства.

Особенностью географических и климатических условий Арктического региона является частое и внезапное усиление ветров и метелей, влекущее растепление грунтов, воздействие каменной сечки с карьеров и т. д. Кроме того, к началу 2000-х годов назрела необходимость переселения жителей заполярных городов из ветхого жилья в связи с невозможностью дальнейшей эксплуатации зданий и сооружений. Основываясь на этих факторах, коллектив под руководством профессора кафедры строительных конструкций и управляемых систем И. С. Инжутова и профессора кафедры строительных материалов и технологий строительства С. П. Амельчугова предлагает новые проектные решения жилых зданий и сооружений в высокоширотных регионах.

По мнению участников научно-практического проекта, экстремальные условия Русской Арктики — это отличная экспериментальная площадка для реализации необычных технологических решений. На сегодняшний день учёными института предложено 6 типов зданий: здание линзообразной формы; купольное здание; здание в виде сферы; конус, образованный вращением треугольника Рёло вокруг вертикальной оси симметрии; здания аэростатного и тетраэдного типа. На каждое предлагаемое здание имеется комплект рабочих чертежей.

Конкурентные преимущества этих решений: быстровозводимость и максимальная заводская готовность конструкций и узлов зданий; всесезонность и простота монтажных работ, отсутствие «мокрых» процессов. Немаловажным бонусом является унифицированность основных несущих конструкций, позволяющая заметно уменьшить стоимость строительства. Пространственность и совместность работы элементов и конструкций позволяет обеспечить механическую безопасность при эксплуатации.

Предлагаемые здания инновационной формы могут быть использованы как в качестве постоянного жилья, так и для сезонного пребывания людей (научных экспедиций, туризма, добычи полезных ископаемых).

Сроки выполнения: 2014–2020.

Клееная деревянная ограждающая панель с регулируемой влажностью

Процесс образования конденсата внутри утеплителя мотивирует использовать такие технические решения, которые ведут к общему удорожанию конструкций и снижению их безопасности. Основной проблемой является удаление влаги из утеплителя — на сегодняшний день эта проблема решается путём устройства вентиляционных зазоров между утеплителем и наружным слоём ограждающих конструкций. К сожалению, такое решение снижает пожаробезопасность. Проблема особенно ощутима в регионах с большими перепадами температур внутреннего и наружного воздуха — к таким регионам относятся высокоширотные территории Красноярского края.

Предлагаемая в рамках исследовательски-практического проекта под руководством профессора кафедры строительных материалов и технологий строительства С. П. Амельчугова разработка — клееная деревянная ограждающая панель с регулируемой влажностью — имеет ряд конкурентных преимуществ. За счёт своей высокой пожарной и механической безопасности такая панель может быть использована для покрытия сооружений с повышенными требованиями к безопасности (например, для сооружений арктических регионов с экстремально низкими температурами).

Такая панель может найти применение в покрытиях театров, крытых рынков, павильонов, в покрытиях спортивных сооружений (летние катки, теннисные корты, спортивные площадки, крытые стадионы), в сельскохозяйственных сооружениях различного назначения, складских помещениях и т. д.

Панель обшивается с внутренней стороны гипсокартоном ГВЛ толщиной 6,5 мм, с внешней стороны облицовывается стальными композитными панелями «Краспан» Композит-ST. В ячейки, образованные пересечением ортогональных стержней, укладывается утеплитель.

Для регулирования влажности и смещения положения точки росы (она переносится за пределы несущих конструкций) в толще утеплителя устроена система дренажных трубок, объединённых с компрессором в единую систему.

В настоящее время коллектив проекта работает над получением патентной документации.

Сроки выполнения: 2016–2020.

Опилки в дело

Теплоизоляционный материал на основе кавитационно-модифицированных отходов древесного производства.

Коллективом учёных под руководством доцента кафедры инженерных систем зданий и сооружений О. Г. Дубровской ведётся создание инновационного теплоизоляционного материала на основе кавитационно-модифицированных отходов древообрабатывающей промышленности Красноярского края. Проект реализуется по заказу промышленного партнёра НПК ООО «Северный ветер».

Технология изготовления продукта заключается в обработке водно-опилочной массы в гидротермодинамическом кавитационном миксере с определённой частотой вращения насадки большого сдвига. Изменяемые физико-химические параметры смеси, определяют прогнозное изменение и состояние конечного продукта. Модифицированную «пульпу» брикетируют путём естественного формования или с применением прессов.

Конкурентные преимущества предлагаемого материала — экологичность, высокие теплоизоляционные характеристики, простота технологии производства, возможность модификации модельного ряда плит с заданными свойствами, удобство применения пульпы в 3D-принтенге (создание малых архитектурных форм).

Полученный материал можно применять в строительной сфере, в проектировании жилых зданий и сооружений, где необходим экологически чистый теплоизоляционный материал с высокими показателями теплосбережения (например, на северных территориях края).

При возможном сравнении физико-механических свойств полученных плит с требованиями ГОСТ 4598-86. «Плиты древесноволокнистые. Технические условия» можно отнести данный материал к марке плит М2 (мягкие), но по показателю прочности и показателю разбухания по толщине — к марке Т (твёрдые). Это обуславливается тем, что гидродинамическая диспергация позволяет получить повышенное содержание активных функциональных групп на поверхности опилок и тем самым обеспечить требуемое количество связей между ними при сравнительно малой плотности материала.

В настоящее время учёными института получен строительный теплоизоляционный материал в виде древесных брикетов, имеющих меньшую плотность и ряд конкурентных преимуществ в сравнении с аналогами. Изготовлен ряд лабораторных образцов. Планируется получение патентной документации в первой половине 2019 г.

Сроки выполнения: 2017–2020.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.