«Строительство и архитектура» — так называется Государственная программа ориентированных фундаментальных исследований, над выполнением которой работают ученые республики. Рассказать о достижениях в этой области обозреватель «Р» попросил научного руководителя программы, ректора Белорусского национального технического университета члена-корреспондента НАНБ Бориса Хрусталева и ученого секретаря программы, заведующего кафедрой «технология строительного производства» БНТУ доктора технических наук Сергея Леоновича.
— Борис Михайлович, Сергей Николаевич, архитектурно-строительная тематика исследований у нас в стране традиционно имела преимущественно прикладной характер. Фундаментальные же исследования в этой сфере говорят о том, что наука вышла на новый уровень. Но достаточно ли у нее сил, чтобы охватить весь спектр задач и с должным качеством решать проблемы отрасли?
Б.Х.: В программу «Строительство и архитектура», утвержденную постановлением президиума НАН Беларуси в феврале прошлого года и рассчитанную до 2010 года, включено 43 проекта, и это говорит само за себя. К основным целям программы относится, во-первых, создание строительных материалов с заданными характеристиками на базе многоуровневого структурно-механического моделирования композитных систем при различных видах воздействий. Во-вторых, это разработка машин и механизмов для производства строительных изделий и возведения зданий и сооружений новых архитектурно-конструктивных систем. И в-третьих, предусматривается разработка методов расчетов строительных конструкций, позволяющих повысить эксплуатационную надежность строительных объектов.
Государственные заказчики программы – НАН Беларуси и Министерство образования. Головная организация-исполнитель – БНТУ. В ней участвуют все технические университеты страны и пять академических институтов.
С.Л.: В последние годы в республике сделан значительный шаг в решении задач, стоящих перед строительным комплексом. Ведутся работы над новым поколением жилых зданий, отвечающих современным требованиям, определены направления преобразования и тепловой модернизации существующего жилого фонда.
— Тема жилища всегда была в центре внимания общества, жилья всегда не хватало, а потому перед наукой ставились задачи минимизировать затраты, чтобы суметь построить больше. На эту цель наука работает и сегодня?
Б.Х.: Массовое индустриальное домостроение минимально комфортного, доступного жилья 1960–1980-х годов составляет 80 процентов современного жилого фонда. Главный урок советского периода, завершившегося утопическим лозунгом «Каждой семье – отдельную квартиру до 2000 года», должен состоять в том, чтобы решение проблемы жилища ни в коем случае опять не было переложено на следующее поколение. А опасность ориентации строительного комплекса при реализации национального проекта жилищного строительства на этот пройденный этап все еще существует.
— А можно ли вообще построить жилье дешевым и комфортным?
Б.Х.: Чтобы избежать повторения печального опыта «хрущевок», необходимо, прежде всего, разработать всесторонне продуманное задание на реализацию проекта. В него должны войти: модель доступного жилья; градостроительное обеспечение; структура жилищного строительства, включая малоэтажное, многоэтажное, доходные дома, жилье различных форм собственности, а также социальная и инженерная инфраструктура.
Одним из путей осуществления проектов может стать открытая архитектурно-конструктивно-технологическая система, способная создавать многообразные жилые здания. При этом необходима ориентация не только на железобетонные, но и легкие металлические, деревянные конструктивные схемы.
С.Л.: Хотя сегодня, говоря о реализации национального проекта, особенно оживленно обсуждаются проблемы нового строительства, приоритет необходимо отдать все же существующему жилому фонду, его поддержанию, ремонту и модернизации.
Признавая полезность мер по повышению теплозащиты ограждающих конструкций, превращая дом в «дом-термос», проектировщик должен принять решение, гарантирующее, что у будущего жильца не потекут стены и не наступит кислородного голодания в герметично закупоренных помещениях.
— Направления в программе делятся по степени важности?
Б.Х.: Они все важны, поэтому назовем их по порядку. Первое – это модернизация типовых серий зданий крупнопанельного домостроения, обеспечивающая гибкость объемно-планировочных решений для массового жилищного строительства с использованием существующего оборудования предприятий сборного домостроения. Этому направлению посвящен целый комплекс исследований программы «Строительство и архитектура» в разделе «Нормативно-технические основы проектирования». Разрабатывается методика расчета комбинированных стержневых систем с учетом физической нелинейности, метод вычисления грузоподъемности пролетных строений с учетом фактора времени. Создаются деформационные методы расчета железобетонных конструкций при сложном напряженном состоянии, предложения по созданию нелинейно-деформируемых каркасных систем зданий и сооружений. Идет работа над другими теориями и методами.
Второе направление – это внедрение технических решений, позволяющих существенно снизить энергоемкость на стадии производства элементов зданий, при их строительстве и энергопотребление в процессе последующей эксплуатации жилья. Усовершенствованные конструктивные решения зданий должны обеспечивать показатель потребления тепловой энергии на отопление более чем в два раза ниже действующих нормативов.
С.Л.: Задача дальнейшего снижения энергопотребления жилых домов на отопление до уровня 40 — 60 кВт-ч/м2 в год, то есть до уровня европейского стандарта, остается актуальной в текущем периоде и в перспективе. Для достижения намеченного в разделе «Строительная физика», например, были созданы теоретические основы теплопереноса через ограждающие конструкции перспективных жилых и общественных зданий. Эти разработки использованы при проведении реконструкции, тепловой реабилитации и строительстве зданий. Их применяют, проектируя ограждающие многослойные конструкции с эффективными теплоизоляционными материалами, которые позволят создавать надежные системы естественной вентиляции зданий. Без разработки термогидроаэродинамических основ создания стыковых сопряжений найти лучшие конструктивные решения было бы очень сложно.
Представляется также необходимым в ближайшей перспективе выполнить комплекс исследований по разработке направлений структурной перестройки промышленности стройматериалов и изделий.
С нетерпением ждут строители и многие разработки, которые относятся к технологическим. Например, проведен целенаправленный синтез химических веществ в виде добавок к бетону, остро необходимых для строительной отрасли страны. Будет разработана рецептура и технология изготовления краски для разметки автомобильных дорог на основе отходов промышленных предприятий. Разрабатываемые стеклокристаллические покрытия будут использованы для производства строительной керамики для изготовления санитарных керамических изделий и плиток для полов. Результаты исследования позволят предложить конструкцию и способ создания трещиностойких покрытий автомобильных дорог.
— В какой мере ведущиеся в рамках программы разработки можно считать пионерскими?
Б.Х.: Прежде всего хотелось бы подчеркнуть, что программа обеспечивает интересной и полезной работой многих исследователей, способствуя не только сохранению и развитию научного потенциала, но и повышению уровня образования в стране. Ведь научные разработки по проектам используются в 58 учебных дисциплинах. Что же касается уровня, то уже сегодня выделяется ряд разработок, претендующих на мировой. Это, например, новые конструктивные решения с использованием системы Брестского государственного технического университета — покрытие Летнего амфитеатра в Витебске (на снимке). Можно отметить также синтез расширяющегося модификатора, безусадочные и напрягающие растворы и бетоны с его использованием у тех же брестчан. Интересны химические добавки полифункционального назначения для бетона и новая технология мониторинга монолитных бетонных работ неразрушающим методом, предложенные нашим университетом, стеклокристаллические покрытия для производства строительной керамики Белорусского государственного технологического университета.
Целенаправленная научно-техническая деятельность в рамках программы будет способствовать переводу отрасли на инновационный путь развития, адаптации ее к условиям рыночной экономики, созданию и внедрению новых и высоких технологий, сохранению и воспроизводству научных кадров, совершенствованию управления строительной наукой.
Сердцевиной современной научно-технической революции являются нанотехнологии, позволяющие выпускать наукоемкую продукцию, добиваться значительного ресурсосбережения, особенно энергетических ресурсов. Поэтому создание новинок в строительстве на базе внедрения нанотехнологий, наноматериалов и наносистемной техники – ближайшая стратегическая задача программы, весомый вклад в которую в этой области вносит Институт тепло- и массообмена НАН Беларуси (директор – академик Сергей Жданок).
Необходимо повысить долю научных разработок, в рамках которых создаются объекты интеллектуальной собственности, а также разработать меры стимулирования по вовлечению результатов интеллектуальной деятельности и объектов интеллектуальной собственности в хозяйственный оборот для повышения конкурентоспособности продукции стройкомплекса.
