1.8. Материалы будущего – прогнозы и перспективы

Высокие темпы развития строительной индустрии, значительный научно-технический прогресс во всех областях современного градостроительства способствуют постоянно возрастающему интересу к долгосрочным прогнозам развития строительства и архитектуры и их материально-технической базы. Какими будут строительные материалы ближайшего и отдаленного будущего, как и в каком количестве их будут изготавливать, в каком направлении изменится материальная палитра строителей и зодчих? Ответы на эти вопросы представляют не праздный, а глубоко профессиональный интерес для специалистов, занятых как непосредственно в области строительства, так и во многих смежных отраслях народного хозяйства [1].

От остальных мировых держав Российская Федерация отличается огромной территорией, которая с учетом климата, национальных строительных традиций, природных ресурсов, менталитета граждан и других аспектов определяет широкую гамму архитектурно-строительных решений. Это, в свою очередь, накладывает определенные требования к применяемым строительным материалам, изделиям и конструкциям. Тем не менее, несмотря на многие трудности в прогнозах, можно предположить, что основными строительными материалами в будущем будут металл, бетон и железобетон, керамика, стекло, древесина, полимеры.

Строительные материалы будут создаваться на той же сырьевой основе, но с применением новых рецептур компонентов и технологических приемов, что позволит получить высокое качество материалов и изделий и, следовательно, обеспечить долговечность и надежность конструкций и сооружений. Прогнозируется максимальное использование отходов различных производств, отработанных изделий, бытового мусора. Строительные материалы будут выбираться по экономическим критериям, а их производство будет основываться на безотходных технологиях [5].

Безусловно, прогнозирование номенклатуры и ассортимента новых строительных материалов должно вестись параллельно с прогнозированием спроса на них. Такие прогнозы могут сопутствовать или предшествовать промышленному производству этих материалов.

До начала разработки нового материала или изделия должна быть определена его технико-экономическая эффективность. Это позволит дать обобщенную оценку преимуществ и недостатков нового материала по сравнению с тем, который предполагается заменить, а также рассмотреть различные варианты новых конструктивных решений с его применением.

Не менее важной задачей прогнозирования в промышленности строительных материалов является предвидение параметров качества будущих материалов и изделий, их надежности и долговечности, технологичности в производстве и применении, экономичности, санитарно-гигиенических и эстетических свойств. Такие прогнозы по оптимальным (требуемым) параметрам качества наряду с прогнозами по номенклатуре и ассортименту должны являться основой для будущего производства.

Таким образом, главные задачи прогнозирования в промышленности строительных материалов – это прогнозирование номенклатуры, объемов производства и параметров качества новых материалов и изделий. В решении этих задач архитекторы и строители должны принимать самое непосредственное и активное участие [1, 2, 4].

Бетонные и железобетонные изделия занимают первое место среди конструкционных материалов, применяемых в строительстве. За рубежом около 60 % общего объема бетонных и железобетонных конструкций выполняются монолитными. Перспективное развитие отрасли бетона и железобетона невозможно без решения следующих важных задач:

• создание гибких технологических линий для заводов сборного железобетона;

• автоматизация производства железобетонных конструкций массового применения;

• создание конкурентоспособного отечественного оборудования;

• расширение номенклатуры модульных опалубок;

• внедрение в строительную практику высокопрочных бетонов.

Мелкоштучные стеновые материалы по-прежнему остаются одними из самых распространенных материалов. Их суммарный объем при строительстве многоэтажного и индивидуального жилья составляет около 50 %. На сегодняшний день к промышленности стеновых материалов относится 517 крупных и средних предприятий, в том числе 460 кирпичных заводов. Перспективное развитие и расширение производства стеновых материалов может осуществляться за счет создания технологических линий по производству ячеистого пено- и газобетона автоклавного и неавтоклавного твердения, лицевых облегченных камней и блоков, пенополистиролбетона, гипсовых пазогребневых перегородочных плит.

В мире современных строительных материалов керамике принадлежит значительное место, обусловленное широким диапазоном ее физико-механических и химических свойств. Помимо строительных материалов различного функционального и специального назначения, керамика применяется в космической технике, электронике, медицине, в двигателях внутреннего сгорания, огнеупорах и других областях. По мнению многих специалистов, керамика способна обеспечить революционные изменения в строительстве, энергетике, машиностроении, электронике, космической технике. Прогнозируется, что керамика в ближайшее время может занять положение третьего промышленного материала после металлов и пластмасс, знаменуя тем самым начало «нового каменного века».

Ускоренное развитие химической индустрии и успехи в области технологии полимеров сулят большое будущее конструкционным, изоляционным и отделочным материалам из пластмасс.

По прогнозам будет увеличиваться объем производства теплоизоляционных материалов. Основным видом утеплителя останутся материалы на основе минеральных волокон. На сегодняшний день их доля в общем объеме производства составляет более 73 % (в том числе 32 % из минеральной ваты и 41 % их стеклянного волокна). Около 22 % рынка приходится на теплоизоляционные пенопласты.

Структура объемов выпуска теплоизоляционных материалов в России близка к структуре, сложившейся в передовых странах мира, где на долю утеплителей приходится 60…80 % от общего выпуска теплоизоляционных материалов.

Уже сейчас имеется большое количество фирменных названий отделочных, теплоизоляционных и других материалов, которые в принципе отличаются друг от друга только составом и технологией. Этот поток новых материалов будет увеличиваться, а их эксплуатационные свойства совершенствоваться с учетом суровых климатических условий и экономии энергетических ресурсов.

В общей структуре применяемых в строительстве кровельных материалов на долю шифера приходится около 55 %, а в малоэтажном и сельском строительстве – до 80 %. Асбестоцементная кровля в 4…6 раз дешевле черепичной, металлической, полимерной и из других альтернативных материалов, она применима во всех климатических зонах. Прирост выпуска продукции асбестоцементных предприятий будет обеспечен новыми видами изделий: окрашенными волнистыми крупноразмерными и мелкоразмерными листами, плоскими прессованными плитками различного профиля, плитами для навесных вентилируемых фасадов, а также труб, различных сегментов и др.

В последние годы наблюдается значительный рост применения металлочерепицы и различных видов металлических кровель, особенно в индивидуальном и коттеджном домостроении. По прогнозам, объем этих кровельных материалов будет возрастать.

Таким образом, по мнению большинства ученых и специалистов в области строительства, перспективными материалами будущего будут пластмассы, цветные металлы, сталь, бетон и железобетон, керамика, стекло, искусственные деревянные конструкции. В табл. 1.3 представлены данные по удельным объемам применения строительных материалов в мировой практике строительства.

Таблица 1.3

Применение строительных материалов в мировой практике

Основные виды строительных материалов	Объемы применения по местам в зависимости от времени
	до XVIIIв.	XVIII в.	XIX в.	начало XX в.	конец ХХ в.	начало XXI в.	XXI в. (прогноз)
Природный камень	1	2	3	6	10	10	10
Дерево	2	1	1	1	5	9	9
Керамика	3	3	2	2	4	4	6
Сталь (до XIX в. железо и чугун)	4	4	4	5	3	3	2
Стекло	5	5	5	7	9	8	8
Бетон и железобетон (монолитный)	-	6	6	3	1…2	1…2	3…4
Железобетон (сборный)	-	-	-	4	1…2	1…2	3…4
Цветные металлы	-	-	7	9	8	7	5
Искусственные деревянные конструкции	-	-	-	8	6	6	7
Полимерные материалы	-	-	-	10	7	5	1

Будущее строительства и архитектуры неразрывно связано с будущим их материальной основы – новыми и усовершенствованными традиционными строительными материалами и изделиями. Но если в прошлом материалы во многом определяли возникновение и развитие новых конструкций и новых архитектурных форм, то в будущем, вероятно, сама архитектура и ее творцы – зодчие, станут определять, какой должна быть их палитра, какие материалы (в каком количестве и какого качества) должны быть разработаны и изготовлены промышленностью для наиболее точного воплощения в жизнь любых творческих проектов.

Для осуществления и реализации вышесказанного должны быть решены

следующие задачи:

• переход на новые стандарты производства и методов испытаний материалов, увязанные с европейскими и мировыми стандартами;

• стимулирование развития отечественного машиностроения;

• экономическая поддержка создания новых эффективных видов строительных материалов и экспериментальных производств;

• выделение средств на проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по приоритетным направлениям развития отрасли.

Аттестационные вопросы

1. Охарактеризуйте связь строительства и архитектуры с материальной базой.

2. Раскройте понятия «строительный материал», «изделие», «конструкция».

3. Представьте классификацию строительных материалов и изделий по назначению.

4. Раскройте комплексную связь строительства и архитектуры с их материальной базой и научно-техническим прогрессом.

5. Опишите основные архитектурно-строительные требования к строительным материалам.

6. Что такое физический и моральный износ строительных материалов?

7. Представьте общую схему формирования качества строительных материалов.

8. Какие материалы будут использоваться в архитектурно-строительной практике в будущем?