Команда ученых из Томского государственного архитектурно-строительного университета разработала инновационную смесь для 3D-печати, из которой можно строить целые кварталы зданий высотой до 20 метров. Испытания разработки показали, что скорость печати доходит до 100 кв. м за 100 часов, из нее можно создавать сложные архитектурные элементы, включая лестницы или отдельные ниши. К тому же, до 10% смеси состоит из промышленных отходов — зола с угольных электростанций и мраморная крошка, которые придают дополнительную жесткость строящейся конструкции. Для печати целого дома потребуется всего 2 оператора.
А в сегодняшнем дайджесте рассказываем, какие еще разработки предлагает научный мир для строительства надежных и современных городов.
«Черный ящик» котельной
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета разработали «черные ящики» для отопительных систем: приборы, которые сводят влияние человеческого фактора к нулю во время пусконаладочных и ремонтных работ на отопительных системах и котельных — в то время, когда чаще всего могут случиться аварии и сбои.
Разработка включает в себя набор датчиков температуры, вибрации, параметров электричества, видеокамеры для мониторинга, автономный модуль памяти, процессоры для обработки данных в онлайн-режиме. Задача такого комплекса — мониторить и выявлять связь человеческих действий и каких-либо изменений в отопительной системе. В режиме реального времени отслеживаются изменения параметров работы отопительного комплекса, действия рабочих, обслуживающих котельные, а все данные обрабатываются и оцениваются автоматически.
Новая технология, в первую очередь, поможет сервисным организациям, которым требуется установить причины тех или иных сбоев, а также оптимизировать и оценить работу мастеров.
Дома, твердо стоящие на ногах
Ученые Пермского Политеха предложили разработку, которая усилит свайный фундамент и не разрушится от сезонного вспучивания грунта.
Новые сваи имеют форму конуса, благодаря чему обладают хорошей устойчивостью при движении грунта. Кроме того, объем материала, необходимого для изготовления такой сваи, снизился на 40%, по сравнению с аналогичными сваями цилиндрической формы.
Для разработки ученые применили сложное математическое моделирование и метод множителей Лагранжа. Результаты показали, что радиус верхнего основания конической части 0,139 м обеспечивает сопоставимую устойчивость при пучении грунта, по сравнению с традиционными сваями диаметром 0,3-0,4 метра. Высота конуса составила 1,2 метра, что соответствует условиям устойчивости в талом и мерзлом грунте. При этом, несущая способность сваи при таких габаритах сохраняется. А надежность такой конической сваи до 30% выше, по сравнению с цилиндрическими, в зависимости от степени пучения грунта.
Стены, усиливающие связь
Ученые московского Института проблем передачи информации имени Харкевича РАН представили технологию 3D-печати для высококачественных интеллектуальных поверхностей в городской застройке. Такие поверхности могут перенастраивать радиоволны и усиливать сигналы мобильной связи формата 5G и предыдущих поколений.
Стабильное покрытие сети в большей степени зависит от плотности базовых станций. С такими станциями, как правило, нет проблем в густонаселенных городах на равнине, но в малонаселенных пунктах со сложным рельефом их часто не хватает. Эффективность сигнала можно повысить с помощью технологии реконфигурации ретранслирующих поверхностей. Такие поверхности отражают радиоволны, передавая их в нужную сторону и повышая качество связи.
Итак, материалом для печати в качестве основы «умного» радиозеркала ученые выбрали ударопрочный полистирол, почти на 100% проницаемый для радиоволн. Во время печати полистирольной пластине придается ячеистая структура, а матрица покрывается медной фольгой без сложного и дорогостоящего метода химического травления. Ширина частотной полосы зеркал в результате 3D-печати увеличилась на 40%, а ускорение процесса передачи данных стало дешевле в 5 раз. По заявлению ученых, разработка позволит обеспечить покрытие мобильной связи и в крупных городах, и в отдаленных районах России, где возведение новых вышек сложно и нерентабельно.
