Statybos inžinerija

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Tarpukario architektūra apima pastatus, statytus 1918 – 1940 metais, pasižyminčius įdomiais architektūros sprendimais, įtraukiančiais modernizmo laikotarpio elementais ir tautinės tapatybės bruožais. Nors dauguma šio laikotarpio pastatų yra saugomi, tačiau tuo pačiu metu ne visi pastatai sulaukia pakankamo dėmesio ir gresia pastatų būklės pablogėjimas, svarbių kultūrinių savybių praradimas. Tarpukario paveldo pastatų renovacija yra svarbi ne tik išsaugant kultūrinį paveldą, bet ir atskleidžiant iššūkius susijusius su šių pastatų pritaikymu šiuolaikiniams energinio efektyvumo, patalpų mikroklimato ir tvarumo standartams. Šio darbo tikslas yra sukurti inovatyvias koncepcijas tarpukario paveldo pastatų renovacijai, paremtas pramonės 4.0 technologijomis, gyvavimo ciklo analizės ir tvarumo principais. Siekiama sukurti modelį, kuris būtų naudingas efektyviai paveldo pastato renovacijai, atitinkančiai šiuolaikinius ir ateities iššūkius.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Šio mokslinių tyrimų projekto tikslas - sukurti integruotus metodus, kurie padidintų pastatų konstrukcijų saugą, modernizavimą ir atsparumą įvairiems gamtiniams pavojams, įskaitant žemės drebėjimus, potvynius ir gaisrus. Didėjant stichinių nelaimių dažniui, bus tiriamos tarpkryptinės strategijos, užtikrinančios, kad pastatai atlaikytų kylančius pavojus ir greitai atsistatytų su minimalia žala. Atliekant tyrimus pabrėžiami tiek fiziniai, tiek kiti atsparumo aspektai, siekiant pagerinti pastatų saugą, sumažinti ekonominius nuostolius ir apsaugoti gyvybes pažeidžiamuose regionuose.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Mediena statybinėse konstrukcijose vis dažniau naudojama kaip atsinaujinanti statybinė medžiaga, turinti labai mažą CO2 emisiją lyginant su kitomis konstrukcinėmis medžiagomis – betonu, metalu ar mūru. Konstrukcijų iš medienos šiluminėms savybėms pagerinti jos apšiltinamos įvairiomis termoizoliacinėmis medžiagomis, vis dažniau šiam tikslui naudojamas poliuretaninis putplastis kaip labai efektyvi termoizoliacinė medžiaga. Mediena kartu su poliuretaniniu putplasčiu naudojama statybvietėje įrengiamose ir gamyklinėse konstrukcijose, jas tik suglaudžiant, prispaudžiant arba suklijuojant. Medienos – poliuretano jungtis atitvarose patenka į įvairias temperatūrines ir drėgmines, dažniausiai kintamas sąlygas, todėl ir poliuretaninio putplasčio, ir su juo kontaktuojančios medienos mechaninių, šiluminių ir drėgminių charakteristikų prognozavimui reikalingi atlikti išsamūs moksliniai tyrimai, kurių rezultatai bus naudojami kuriant efektyvius ir ilgaamžius poliutretaniniu putplasčiu apšiltintų medinių atitvarų sprendinius energiškai efektyviems mažos CO2 emisijos pastatams.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Medinių konstrukcijų populiarumą lemia jų sąlyginai nesudėtingas apdirbimas, geros fizikinės ir mechaninės savybės. Siekiant pakeisti šių konstrukcijų savybes norima linkme, mediena jose yra įvairiai komponuojama su kitomis medžiagomis – metalais, stiklu, tekstile ir kt. Kaip neigiamas medinių konstrukcijų savybes galima būtų įvardinti didelę medienos savybių sklaidą, mažą atsparumą aplinkos poveikiui jų papildomai neapdorojus. Konstrukcijų savybes lemia ir įvairios kiaurymės, reikalingos tvirtinimui ar komunikacijoms. Be to, daugelis šių konstrukcijų yra masyvios, o tai susiję su didelėmis medžiagų, energijos sąnaudomis. Konstrukcijoje kiekvienas elementas lemia tam tikrą jos savybę. Taikant unikalią metodiką, galima nustatyti atskirų konstrukcijos elementų mechanines savybes. Vėliau, parenkant atitinkamų savybių medieną (žinoma, kad ir tos pačios medienos mechaninės savybės ta pačia pluošto kryptimi gali skirtis iki 2 kartų ir daugiau), ją komponuojant atitinkamai ar su kitomis medžiagomis, keičiant jungimo būdus, medžiagų santykį ar orientaciją tarpusavyje konstrukcijose, galima gauti norimas (kartais ir unikalias) jų savybes. Medienos medžiagų mechaninėms savybėms didelę įtaką turi aplinkos poveikis (temperatūra, drėgnis, statinės ir dinaminės apkrovos). Siekiant šią įtaką sumažinti, mediena specialiai apdorojama – apdengiama ar mirkoma specialiomis medžiagomis, modifikuojama termiškai, chemiškai. Skirtingai apdorota mediena yra skirtingai apsaugota nuo aplinkos poveikio. Be to, toks apdorojimas gali turėti tiek teigiamą, tiek ir neigiamą poveikį konstrukcijos mechaninėms savybėms. Todėl ypač aktualu parinkti tinkamą medžiagos apdorojimo būdą atitinkamiems konstrukcijos elementams. Darbe įvertinus šiuos ir daugelį kitų aspektų būtų galima sukurti konstrukcinius elementus, pasižyminčius geromis mechaninėmis savybėmis, mažomis medžiagų sąnaudomis, atsparius aplinkos poveikiui, „draugiškus“ aplinkai, tinkančius laikančiųjų ar kitų konstrukcijų gamybai.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Skaitmeninės užstatytos aplinkos technologijų tendencijos, ES Žaliasis kursas, žiedinė ekonomika iš esmės keičia reikalavimus pastatų ir inžinerinių statinių projektams. Klimato kaita, pandemijos, nestabili politinė ir ekonominė situacija pasaulyje kelia vis daugiau iššūkių miestams, kuriuose turi būti užtikrintas saugumas, resursai ir būtinosios paslaugos gyventojams. Išmanieji ir atsparieji miestai (Smart and Resilient cities) bei jame vykstantys procesai yra paremti tvarios energijos, išmanaus transporto, sumanių statybinių medžiagų, skaitmeninių dvynių, didžiųjų duomenų valdymo ir kitomis technologinių inovacijų tendencijomis, kurios neabejotinai turi įtakos ir būsimų nekilnojamojo turto projektų koncepcijos kūrimui bei jų įgyvendinimui.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Pastatuose esminė efektyvaus energijos naudojimo sąlyga yra pastato sandarumo ilgalaikis užtikrinimas. Lakštinių statybinių medžiagų sandariam sujungimui, pritvirtinimui prie konstrukcijų, taip pat konstrukcinių jungčių sandarinimui naudojamos juostinės sandarinimo medžiagos. Pastato eksploatacijos eigoje šios juostos patenka į kintamos drėgmės ir temperatūros sąlygas, taip pat kinta ir paviršių, prie kurių priklijuojamos sandarinimo medžiagos, temperatūrinė bei drėgminė būklė, sukelianti jų pokyčius. Juostinių sandarinimo medžiagų savybių ir jų adhezijos su įvairių medžiagų paviršiais kaita pastato naudojimo eigoje gali būti reikšmingo pastato sandarumo sumažėjimo priežastimi. Todėl svarbu ištirti juostinių sandarinimo medžiagų deformatyvumo, atsparumo trūkimui ir plyšimui bei šių medžiagų sukibimo su įvairiais paviršiais stiprio pokyčius pastato eksploatacijos eigoje.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Tyrimas skirtas inovatyvios patalpų mikroklimato vertinimo sistemos kūrimui, pasitelkiant išmaniąsias sistemas ir skaitmeninių dvynių technologijas. Šis darbas orientuotas į ES Level(s) sistemą, akcentuojant tvarų pastatų projektavimą ir eksploatavimą. Tyrimas daugiausia dėmesio skiria šiluminiam komfortui ir oro kokybei, siekiant sukurti vertinimo sistemą, kuri integruotų realaus laiko duomenis, prevencinės priežiūros metodus, energijos efektyvumą ir pastatų valdymo sistemas. Skaitmeniniai dvyniai - virtualios fizinių objektų kopijos, suteikia galingą platformą pastatų veikimui modeliuoti ir stebėti. Derinant realaus laiko mikroklimato duomenis su skaičiavimo modeliais, šis tyrimas padidins galimybę optimizuoti ir prognozuoti patalpų mikroklimatą, siekiant užtikrinti gyventojų gerovę ir energijos efektyvumą. Tyrimas bus vykdomas trimis pagrindiniais etapais: bazinio patalpų aplinkos kokybės (IEQ) vertinimo sistemos kūrimas, skaitmeninių dvynių technologijų integravimas su realaus laiko duomenų analitika ir prognozavimo modeliais, bei sistemos validavimas (taikant atvejų analizę įvairiuose pastatų tipuose).

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Plačiai diegiant atsinaujinančius energijos šaltinius į pastatų inžinerines sistemas iškilo energijos gamybos ir panaudos paskirstymo klausimas. Nesutapimo atveju atsiranda būtinybė energiją sukaupti ir išlaikyti iki reikiamo momento arba pasinaudoti miesto tinklais, kas gali iššaukti netolygų jų darbą ar galimas perkrovas. Atsižvelgiant į tai, kad Lietuvos atveju labai daug energijos sunaudojama pastatų šildymui šaltuoju metų laikotarpiu, moksliniai tyrimai turi būti skirti šiluminės energijos efektyvaus panaudojimo bei jos akumuliavimo klausimams. Sukaupti energiją šiltuoju metų periodu ir ją panaudoti bent jau pereinamuoju, rudens laikotarpiu yra vienas iš svarbių uždavinių. Taip pat yra aktualu gebėti panaudoti ir atliekinę nuotekų ar kitą šilumą vietoje jos paskleidimo atmosferoje. Pastebėtas gruntinių termo-akumuliatorių įkrovos bei iškrovos procesų analizės, o taip pat ir jų valdymo bei kontrolės technologijų trūkumas. Nuotekų atliekinės šilumos panaudos atveju nekreipiamas dėmesys į valymo technologinių įrenginių darbą, atsižvelgiant į tolimesnį nuotekų šilumos praradimą, srautui tekant grunte paklotais vamzdžiais. Laukiami rezultatai ir praktinis taikymas: Tyrimų rezultatai ir siūlomi sprendimai bus orientuoti į praktinį pritaikymą pastatų inžinerinėse sistemose. Šilumos akumuliavimas bei perteklinės šilumos išnaudojimas prisidės prie tvarios energetikos vystymo, o sprendžiami klausimai – prie išmaniųjų miestų plėtros.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Tekstilės atliekų mažinimas yra ekologinė ir ekonominė problema, nes dideli tekstilės atliekų kiekiai iš gamybinių įmonių (gamybinės tekstilės atliekos) ir iš gyventojų (panaudoti tekstilės gaminiai) dažniausiai vežami į sąvartynus. Perdirbti ar kitaip panaudoti tekstilės medžiagų atliekas svarbu įgyvendinant ES atliekų politikos tikslus– vengti atliekų susidarymo ir skatinti jų perdirbimą bei pakartotinį panaudojimą, siekiant sumažinti neigiamą poveikį aplinkai. Nors tekstilinių atliekų problema aktuali visame pasaulyje, jos tyrimų ir sprendimų iki šiol pasigendama. Tyrimų tikslas – ištirti pastatų interjero apdailos medžiagų gamybos iš tekstilės atliekų galimybes.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Pastaruoju metu Lietuvoje vis dažniau pasitaiko smarkių liūčių, trunkančių ilgiau nei viena valandą. Praėjus tokiai liūčiai matome apsemtas gatves, takus, krantines, automobilių stovėjimo aikšteles ir kt. Esama nuotekų sistema tiesiog negeba susidoroti su didžiuliais iškrentančių kritulių srautais. Užsienio šalyse, kaip viena iš galimybių, liūčių vandens srautams reguliuoti, yra taikoma drenavimo sistema, susidedanti iš vandeniui laidžios dangos sluoksnio, žemiau esančio drenuojančio pasluoksnio bei grunto pagrindo. Vandeniui laidžių betoninių dangų panaudojimas pasaulyje pamažu auga dėl jų privalumų: galimybės valdyti lietaus nuotekas, kad jos nesikauptų ant nelaidžių vandeniui paviršių, mažinti automobilių padangų sukeliamą triukšmo lygį dėl sąlyčio su kelio danga. Iš esmės vandeniui laidaus grindinio kaina mažai skiriasi nuo kokybiškų betono trinkelių kainos. Vandeniui laidus grindinys lengvai ir greitai klojamas, gali būti naudojamas lenktiems paviršiams suformuoti. Vienas iš rinkoje žinomų produktų – taip vadinamas „akmens kilimas“ – tai specialus poliuretano rišiklis, kuris suklijuoja natūralų ar dirbtinį akmenį ir gaunamas tvirtas mišinys laidus vandeniui. Dėl pažangios technologijos ši medžiaga užtikrina pakankamą paviršiaus poringumą. Esant gerai vandenį sugeriančiam gruntui, lietaus vanduo lengvai prasismelkia į apatinius žemės sluoksnius. Sprendžiant aplinkosauginius klausimus šio tipo dangoms, įmanoma panaudoti visiškai natūralų organinį rišiklį - gysločio sėklų luobelių miltelius. Šio tipo dangos taip pat yra pralaidžios orui, todėl jas galima įrengti prie pat medžių kamienų. Natūralus rišiklis, sujungiantis skaldos mišinių smulkiąsias dalis į granules, palaiko drėgną dangos konsistenciją, o sausomis sąlygomis lėtai išleidžia drėgmę, taip formuodamas nuolat elastingą paviršių, kuris esant drėgnam orui yra plastiškas, o sausu oru – stabilus. Tokios dangos ypač tinkamos parkų pėsčiųjų ar dviračių takams.