Ciljevi učenja
Do kraja ove lekcije trebali biste moći;
- Definirajte niskogradnju
- Opišite povijest građevinarstva
- Objasniti poddiscipline građevinarstva
- Objasnite funkcije niskogradnje
- Objasnite prednosti niskogradnje
- Najnoviji razvoj u građevinarstvu
Niskogradnja se odnosi na vrstu inženjerstva koja se bavi projektiranjem, izgradnjom i održavanjem fizičkog i prirodno izgrađenog okoliša. To uključuje javne radove poput mostova, cesta, kanala, zračnih luka, brana, željeznica i kanalizacijskih sustava.
Građevinarstvo je druga najstarija inženjerska disciplina nakon vojnog inženjerstva. Tradicionalno se dijeli na nekoliko poddisciplina. Niskogradnja se može odvijati u javnom i privatnom sektoru.
Povijest građevinarstva
Povijest građevinarstva povezana je sa znanjima u područjima kao što su konstrukcije, geografija, znanost o materijalima, geologija, hidrologija, tla, mehanika, znanost o okolišu i upravljanje projektima.
Tijekom stare povijesti i srednjeg vijeka većinu građevinskih i arhitektonskih projekata vodili su zanatlije poput tesara i klesara. Infrastruktura koja je postojala bila je ograničena i repetitivna u dizajnu.
Rani primjer znanstvenog pristupa fizičkim i matematičkim problemima koji se može primijeniti na građevinarstvo je Arhimedov rad iz 3. stoljeća pr. Njegovi su radovi donijeli razumijevanje pojmova poput uzgona i praktičnih rješenja poput Arhimedova vijka.
Najstarija praksa građevinarstva započela je u dolini Inda u Egiptu i Mezopotamiji u drevnom Iraku. To se dogodilo između 4000. i 2000. pr. Na razvoj građevinarstva u tom razdoblju uglavnom je utjecalo napuštanje nomadskog života ljudi. To je stvorilo potrebu za izgradnjom više skloništa. Potreba za prijevozom također je porasla u tom razdoblju što je dovelo do izuma kotača, kao i jedrenja.
Drugi povijesni primjeri građevinskih građevina uključuju;
- Piramide u Egiptu (2700-2500 pr. Kr.)
- Sustav upravljanja vodom Qanat
- Partenon u staroj Grčkoj (447.- 438. pr. Kr.)
- Apijevim putem rimskih inženjera (312. pr. Kr.), i
- Kineski zid (220. pr. Kr.).
Poddiscipline građevinarstva
Poddiscipline građevinarstva uključuju;
- Građevinsko inženjerstvo. Bavi se projektiranjem i analizom struktura poput mostova, zgrada i kanala. Uključuje identifikaciju opterećenja koja djeluju na konstrukciju i rezultirajućih sila i naprezanja iz opterećenja. Nakon ove analize, inženjeri dizajniraju strukturu koja može uspješno podnijeti i odoljeti tim opterećenjima. Ova opterećenja uključuju; vlastita težina konstrukcije, opterećenje pokretnog kotača, opterećenje potresom i opterećenje uslijed promjena temperature. Građevinski inženjeri moraju dizajnirati strukture koje su učinkovite i sigurne za upotrebu. Razmatranja dizajna za inženjere uključuju; stabilnost, čvrstoća i krutost.
- Građevinsko inženjerstvo. Uključuje planiranje i izvođenje građevinskih projekata. Bavi se aktivnostima kao što su prijevoz svih građevinskih materijala i razvoj gradilišta na temelju projekta utvrđenog drugim oblicima niskogradnje kao što je visokogradnja. Neki od zadataka građevinskih inženjera uključuju; ocjenjivanje logističkih operacija, praćenje cijena zaliha te izrada i pregled ugovora.
- Inženjerstvo zaštite okoliša. Uključuje aktivnosti kao što su obrada otpada (termički, biološki i kemijski otpad), pročišćavanje zraka i vode te sanacija onečišćenih lokacija. Inženjeri zaštite okoliša također imaju ulogu prikupljanja informacija o ekološkim posljedicama ljudskih postupaka.
- Forenzičko inženjerstvo. Uključuje istraživanje komponenti, materijala, proizvoda i struktura kako bi se utvrdilo rade li ili funkcioniraju kako je predviđeno. To se radi kako bi se izbjegla materijalna šteta ili gubitak života. Njihova glavna svrha je istražiti uzrok neuspjeha i poboljšati se.
- Znanost o materijalima i inženjerstvo. Uključuje proučavanje temeljnih karakteristika materijala poput betona i jakih metala poput čelika i aluminija. Pomaže nam razumjeti najbolje materijale za različite inženjerske radove.
- Prometno inženjerstvo. Uključuje stvaranje okruženja u kojem je ljudima i robi lako učinkovito premjestiti s jednog mjesta na drugo. To uključuje projektiranje, izgradnju i održavanje infrastrukture za prijevoz kao što su željeznički sustavi, autoceste, zračne luke, kanali i ulice.
- Inženjerstvo vodnih resursa. Uključuje prikupljanje i upravljanje vodom. Također se bavi prijenosom i protokom tekućina, uglavnom vode, površinskih i podzemnih.
- Izmjera. Geodetska izmjera je proces mjerenja određenih dimenzija na ili blizu površine zemlje. Geodeti pomažu u postavljanju trase za druge infrastrukture kao što su željeznice, autoceste i ulice.
Funkcije niskogradnje
Funkcije niskogradnje dijele se u tri kategorije: funkcije koje se obavljaju prije izgradnje, funkcije koje se obavljaju tijekom izgradnje i funkcije koje se obavljaju nakon izgradnje.
1. Poslovi niskogradnje koji se obavljaju prije građenja su:
- Studije izvodljivosti. Ovo je opsežna studija cilja izgradnje i alternativa projektu. Na primjer, studije izvedivosti mogu odrediti hoće li se izgraditi most ili tunel. Tijekom provođenja ove studije moraju se uzeti u obzir i ekonomski i inženjerski problemi.
- Istrage mjesta. Ovo je slično studijama izvedivosti, ali je opsežnije. To uključuje proučavanje mehanike tla kako bi se zajamčila sigurnost konstrukcija.
- Dizajn. Ovo je primjena teorije dizajna iz područja kao što su termodinamika, hidraulika i nuklearna fizika na dizajn sustava. Također uključuje istraživanje tehnologije i strukturnu analizu materijala kako bi se došlo do novih naprednih dizajna.
2. Izgradnja. Nakon studija izvodljivosti, inženjer preuzima dužnost izgradnje. Nakon studija prije izgradnje i projektiranja, inženjer je dužan kupiti materijale i okupiti tim za izvođenje izgradnje.
3. Održavanje je funkcija niskogradnje koja se provodi nakon izgradnje. To uključuje privremeni rad za održavanje strukture u dobroj formi.
Prednosti niskogradnje
- Promiče prijevoz izgradnjom cesta, željeznica, kanala i mostova.
- Promiče razvoj energije podupirući aktivnosti poput rudarenja ugljena i nafte, hidroelektrane i solarne energije.
- Promiče javno zdravlje povećanjem zbrinjavanja otpada.
- Promiče različite sektore gospodarstva kao što je poljoprivreda kroz razvoj sustava navodnjavanja.
Najnoviji razvoj u građevinarstvu
- Informacijsko modeliranje zgrade (BIM): BIM poboljšava projektnu suradnju i vizualizaciju, integrirajući podatke u stvarnom vremenu o materijalima, rokovima i troškovima, čineći izgradnju učinkovitijom i smanjujući pogreške
- Održivi materijali: upotreba ekološki prihvatljivih materijala kao što su samozacjeljujući beton, reciklirani resursi i izolacija na biološkoj osnovi raste, s ciljem smanjenja utjecaja na okoliš i poboljšanja energetske učinkovitosti
- 3D ispis: 3D ispis betona ubrzava gradnju, omogućujući precizne, složene strukture s minimalnim otpadom i smanjenim troškovima rada
- Pametna infrastruktura: IoT tehnologija u infrastrukturi (npr. pametne ceste, mostovi koji se sami nadziru) stvara pametnije gradove s boljim odzivom koji učinkovito upravljaju resursima i poboljšavaju urbani život
- Robotika i automatizacija: Roboti se sve više koriste za zadatke poput zidanja, rukovanja materijalom i nadzora gradilišta, povećavajući produktivnost i sigurnost, a istovremeno rješavajući problem nedostatka radne snage
- Izgradnja izvan gradilišta: Metode montažne i modularne gradnje postaju sve popularnije zbog svoje brzine, kontrole kvalitete i smanjenog utjecaja na okoliš smanjenjem otpada na gradilištu
