Коновалов Максим Сергеевич – студент Иркутского национального исследовательского технического университета
Аннотация: Существует растущая потребность во временных зданиях для различных целей, включая крупные строительные проекты в секторах туризма и мероприятий или в сфере гражданской защиты. Эта статья дает обзор об использовании многоразовых легких материалов во временных зданиях.
Ключевые слова: Легкие материалы, временное жилье, автоматизированное производство, предварительное изготовление.
Древесина является отличным природным возобновляемым. Изделия из дерева имеют ряд экологических преимуществ по сравнению с другими строительными материалами: производство изделий из дерева является довольно простым, чистым и энергоэффективным процессом, а древесина является глобально доступным сырьем. Древесина сочетает в себе относительно высокую механическую прочность с небольшим весом. Эта характеристика основана на клеточной структуре древесины со специализированными клетками с оптимизированным расположением целлюлозных фибрилл в слое клеточной стенки. Ортотропная структура продольно ориентированных уплотнительных ячеек, которые расположены во взаимно усиливающих ростовых кольцах, дает хороший, легкий материал в расчете на вес.
Появление новой облегченной конструкции и новых материалов, таких как пластмасса или алюминий, часто подвергалось маргинализации для применения в конструкционной и машиностроительной промышленности. Кроме того, древесина широко используется в стенах, потолках, полах, крышах, лестницах и т. д. Специально для облегченной конструкции были разработаны новые легкие материалы. Классическая структура сэндвича состоит из двух тонких и жестких лицевых листов и толстого, легкого и жесткого материала между ними. Легкие панели давно используются в авиационной и космической промышленности, где требуется небольшой вес в сочетании с высокой жесткостью. Чтобы извлечь выгоду из свойств внешнего слоя и сердечника, обе части должны быть приклеены к жесткому композиту с хорошей жесткостью на сдвиг и прочностью на разрыв. Типичный сбой нагрузки композита происходит из-за расслоения между сердечником и верхним слоем при сдвиговых или растягивающих нагрузках. Поэтому обсуждалось введение промежуточного слоя между внешними оболочками и структурой ядра.
Легкие материалы были успешно внедрены в деревообрабатывающую и мебельную промышленность. Основными преимуществами легких панелей с сердцевиной для мебели являются высокое соотношение прочности и плотности, они легче и легче в транспортировке и обработке продуктов, а также более дешевые транспортные расходы.
При производстве сэндвич-панелей индустрия производства древесных плит сталкивается с двумя основными проблемами: снижение плотности панели не должно приводить к ухудшению ее механических свойств, и изделия должны оставаться конкурентоспособными, несмотря на растущие затраты на сырье и энергию. Наоборот, клиенты и производители мебели требуют решений для снижения веса.
Помимо классического использования строительных материалов, существенная выгода и ценность материалов, используемых для временных зданий, постоянно растут. Хотя древесина хорошо известна благодаря постоянным конструкциям, таким как каркасы, балки и полы, она играет не менее важную роль для временных конструкций и зданий. Известны два основных класса временных зданий: модульные здания и сборные здания и / или сооружения.
Благоприятное соотношение прочности и веса древесины означает, что деревянные конструкции часто можно возводить, не полагаясь на поддержку других временных конструкций. Бетон и каменная кладка требуют поддержки из деревянных опалубок, что является еще одним преимуществом деревянных конструкций.
Существует растущая потребность во временных зданиях различного назначения, в том числе для крупных строительных проектов в сфере туризма и мероприятий, гражданской защиты или для размещения беженцев. Термин «временный», однако, используется для описания довольно длительного периода времени; часто до десятилетий во многих ситуациях использования. Для более крупных конструкций эти здания часто изготавливаются в виде залов. Материалы не часто используются повторно, что можно считать большой тратой наших общих природных ресурсов. Очень желательно иметь возможность быстро строить временные здания ресурсосберегающим образом, который также отвечает требованиям стандартов и возможности повторного использования. Следовательно, существует большая потребность в новых функциональных материалах для создания приложений для этих конкретных сценариев использования.
Палатки часто используются для размещения после стихийных бедствий, а также для беженцев. Палатки легко и быстро монтируются. Другие системы, такие как палатки для мероприятий (вечеринки, фестивали рок-музыки, выставки и ярмарки), должны быть построены быстро, но будут использоваться только в течение нескольких часов или дней. Для более длительных периодов жилья палатки не подходят. Они относительно неопределенны, их трудно нагревать, и они не обеспечивают надежную защиту. Есть проблемы с конденсацией влаги на брезенте. Другие, более постоянные материалы необходимы для временных зданий, запланированных на более длительный срок службы. Во временных зданиях существует несколько, иногда разных, требований к материалам и строительным свойствам.
Сочетание нескольких материалов в трехмерном многослойном изделии приводит к наилучшим структурным характеристикам, наилучшим теплоизоляционным свойствам в конструкции кровли и самым низким затратам на производство и техническое обслуживание.
Особая комбинация этих различных аспектов обеспечивает надежную основу для подхода проекта. Целью является разработка нового, экономически эффективного, многофункционального, многоразового легкого сэндвич-материала с высоким потенциалом для экономии энергии для устойчивого временного использования; например, во временных зданиях.
Список литературы