Сучасні матеріали та обґрунтування нових технологічних рішень при зведенні багатоповерхового будинку у м. Полтава

Кулик, Богдан Васильович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6114
Title:	Сучасні матеріали та обґрунтування нових технологічних рішень при зведенні багатоповерхового будинку у м. Полтава
Authors:	Коновал , Володимир Миколайович Кулик, Богдан Васильович
Keywords:	сучасні будівельні матеріали;нові технології будівництва;багатоповерхові будинки;енергоефективні рішення;технологія зведення;монолітні конструкції
Issue Date:	Dec-2025
Abstract:	Будівельна галузь, яка протягом багатьох років базувалася здебільшого на традиційних технологіях, нещодавно пережила технологічну революцію. Завдяки новим технологіям будівництво стало більш ефективним, точним та стійким. Такі технології, як автоматизація, робототехніка, 3D-друк та передові системи управління даними, не лише полегшують будівельні процеси, а й змінюють способи реалізації проектів. Все це пов'язано зі зростаючим попитом на фахівців, здатних експлуатувати та впроваджувати ці сучасні рішення. Однією з найважливіших технологічних тенденцій, які набувають дедалі більшого значення у будівництві, є автоматизація. Роботи та машини, здатні виконувати складні завдання на будівельному майданчику, дозволяють прискорити роботу, підвищити якість та знизити витрати. На будівельних майданчиках все частіше використовуються роботи, які можуть автоматично укладати цеглу, збирати сталеві елементи та виконувати точне свердління. Ще одним проривним рішенням є дрони, які дозволяють швидко та точно відстежувати хід будівельних робіт. Вони надають докладні дані про сайт та хід робіт у режимі реального часу, що спрощує управління проектом. Крім того, технологія 3D-друку відкриває нові можливості для швидкого виробництва будівельних елементів, що суттєво скорочує терміни реалізації проекту. Важливим аспектом сучасного будівництва є інтелектуальні матеріали та екологічні технології, що сприяють сталому розвитку. Збірні конструкції, енергозберігаючі матеріали та системи енергоменеджменту стають незамінними елементами сучасних будівель. Розвиток сучасних технологій означає, що в майбутньому працівникам будівельної галузі доведеться мати набагато ширший спектр навичок, ніж раніше. Традиційні ремісничі навички будуть, як і раніше, важливими, але технічні компетенції стануть все більш важливими. ІТ-фахівці, які вміють програмувати, керувати даними та інтегрувати різні технології, стануть ключовими співробітниками будівельної галузі.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6114
Appears in Collections:	192 Будівництво та цивільна інженерія (Промислове і цивільне будівництво)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
Magisterska robota Kyluk.pdf Restricted Access		2 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
Міністерство освіти і науки України 
Черкаський державний технологічний університет 
Факультет технологій, будівництва та раціонального природокористування 
Кафедра промислового та цивільного будівництва 
 
 
                                                                     «ДО ЗАХИСТУ ДОПУСТИТИ» 
                                                                         Завідувач  кафедри ПЦБ 
                                                                         Доцент, к.т.н. Пряник С.П. 
                                                                      
                                                                     «______» ________________ 2024 р. 
 
 
                                                                                                                                                   УДК__________ 
Пояснювальна записка 
до магістерської випускної роботи 
 
магістр 
(освітній ступінь) 
на тему  "Сучасні матеріали та обгрунтування нових технологічних рішень при 
зведенні багатоповерхового будинку у м. Полтава"  
(найменування  теми) 
 
 
 
Виконав: студент  2 курсу,  групи    МГБ-304 
спеціальності 192-«Будівництво та цивільна інженерія» 
(шифр, назва) 
 
 
               _____________                                          Кулик Б.В. 
                                                             (підпис)                                                                                          (прізвище, ініціали) 
 
                              Керівник магістерської роботи 
                               к.т.н., доцент Коновал В.М. 
                                                           (науковий ступінь, вчене звання,, прізвище, ініціали)                                                             (підпис) 
 
                           Рецензент магістерської роботи 
 
                                                                                                                  ________ 
                                             (посада , науковий ступінь, вчене звання, прізвище, ініціали)                                                               (підпис) 
 
 
Черкаси – 2024 року 
1 
 
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
 
Факультет   технологій, будівництва та раціонального природокористування  
Кафедра   промислового та цивільного будівництва 
Освітній рівень    магістерський 
Спеціальність  192-«Будівництво та цивільна інженерія» 
                                                                                      
                                                                                    «ЗАТВЕРДЖУЮ» 
                                                      Зав. кафедри, доцент Пряник С.П.           
___________________________________ 
                                                                                             "_____"   ________________  2024 р. 
 
 
ЗАВДАННЯ 
НА   КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ МАГІСТРА ЗДОБУВАЧУ ВИЩОЇ ОСВІТИ 
 Кулик Богдан Васильович 
                                                                                             (прізвище, ім’я, по батькові ) 
 
1. Тема          " Сучасні матеріали та обгрунтування нових технологічних 
рішень при зведенні багатоповерхового будинку у м. Полтава " 
(назва теми) 
Керівник                                            к.т.н., доцент Коновал. В.М. 
                                                                  (прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) 
  затверджена наказом по університету   від  " 27  "              09                2024  р.   № 291/04 
  2. Строк подання студентом  роботи            "  10  "           12              20 24  р. 
  3. Вихідні дані до роботи 
_____________________________________________________________________________ 
 4. Зміст і календарний план 
                                        Розділи   Строк виконання 
Вступ 07.10.2024 
Розділ 1. АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ, ЦІЛЬ І ЗАДАЧІ 16.10.2024 
ВИРІШЕННЯ ПОСТАВЛЕНОЇ ПРОБЛЕМИ(ЗАДАЧІ) 
Розділ 2. ДОСЛІДЖЕННЯ ЯКІ РОБИЛИСЯ ВІТЧИЗНЯНИМИ 24.10.2024 
ТА ЗАРУБІЖНИМИ ВЧЕНИМИ ПО ВИВЧЕННЮ І 
ВПРОВАДЖЕННЮ НАНО-ТЕХНОЛОГІЙ І МАТЕРІАЛІВ 
Розділ 3. РОЗРОБКА ТА ВПРОВАДЖЕННЯ НОВИХ 11.11.2024 
ТЕХНОЛОГІЙ З УНІКАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ ТА 
ПЕРСПЕКТИВНИМ ЗАСТОСУВАННЯМ У РІЗНИХ 
ОБЛАСТЯХ 
Розділ 4. ДОСЛІДЖЕННЯ МІЦНІСТНИХ ХАРАТЕРИСТИК 15.11.2024 
БЕТОНІВ 
Розділ 5. ЕКОНОМІЧНА ДОЦІЛЬНІСТЬ ВПРОВАДЖЕННЯ В 01.12.2024 
БУДІВНИЦТВО НОВИХ МАТЕРІАЛІВ ТА НОВИХ 
ТЕХНОЛОГІЙ 
Висновки 05.12.2024 
Виготовлення ілюстративного матеріалу 07.12.2024 
Оформлення роботи 09.12.2024 
Попередній захист роботи  
2 
 
 
Дата видачі завдання     "  01   "        10           2024 р. 
 
Студент                         ___________                                      Кулик Б.В. 
                                                                    (підпис)                                                                (прізвище та ініціали )  
 
Керівник                     ___________                                     Коновал В.М. 
                                                                     (підпис)                                                               (прізвище та ініціали ) 
 
Рішення комісії 
з попереднього  захисту  від  «____» ____________ 20   __р. 
 
Кваліфікаційна робота магістра здобувача вищої освіти               
                                                                 
                                                                                                                                          до захисту 
                                            (прізвище, ініціали)                                                                                                                
 
 
                    (рекомендується / не рекомендується)                                                                                                                  
                                                    
 
                              Голова комісії: 
     ________________________________________                      _____________ 
     (науковий ступінь, вчене звання , посада, ,прізвище, ініціали)                                                                         (підпис)                                                                                      
  
                               Члени комісії: 
1. __________________________________                                   _____________ 
      (науковий ступінь, вчене звання , посада, ,прізвище, ініціали)                                                                      (підпис)                                                                                      
                                                                                   
2. ______________________________________                           _____________ 
      (науковий ступінь, вчене звання , посада, ,прізвище, ініціали)                                                                        (підпис)                                                                                      
    
3. ______________________________________                            ____________ 
     (науковий ступінь, вчене звання , посада, ,прізвище, ініціали)                                                                         (підпис)                                                                                      
                                                                                 
4. ______________________________________                             ____________ 
    (науковий ступінь, вчене звання , посада, ,прізвище, ініціали)                                                                         (підпис)                                                                                      
                                                                                                                                                                            
                                                            
 Примітки:  
1.Перша сторінка індивідуального завдання на кваліфікаційну  роботу магістра здобувача вищої освіти заповнюється 
студентом під керівництвом наукового керівника, друга — науковим керівником                           
2. Порушення студентом термінів подання заяви на затвердження теми магістерської роботи, погодження з 
керівником індивідуального завдання, несвоєчасне завершення розділів та роботи в цілому є підставою для його 
відрахування з університету як такого, що не виконує навчальний план. 
 
  
3 
 
ЗМІСТ 
ВСТУП ………………………………………………………………………………6 
1 РОЗДІЛ Актуальність теми, ціль і задачі вирішення поставленої 
проблеми(задачі) …………………………………………………………………...10 
1.1Архітектурно-містобудівні особливості формування інноваційних будівель у 
міському середовищі ………………………………………………………………10 
1.2 Історичні закономірності формування міського середовища з 
інноваційними будинками ………………………………………………………...20 
1.3 Специфіка формування будівель з урахуванням сталого розвитку 
міського середовища …………................................................................................34 
2 РОЗДІЛ Дослідження, які робилися вітчизняними та зарубіжними вченими 
по вивченню і впровадженню нано-технологій і матеріалів…………………….40 
2.1 Типологічна структура будівель із інноваційними прийомами 
формування у міському середовищі……..…………………………......................40 
2.2 Диференціація функціональних комплексів …………………………………48 
2.3 Модульне формування інноваційних будівель ................................................56 
3 РОЗДІЛ Розробка та впровадження нових технологій з унікальними 
властивостями та перспективним застосуванням у різних областях…………...66 
3.1 Наносилікати та наноалюміній, та їх вплив на підвищення довговічності і 
міцності бетонних конструкцій……………………………………………………72 
3.2 Вуглецеві нано-трубки, їх вплив на міцність бетонів………………………..75 
3.3 Нано-глина та її вплив на механічні властивості бетону…………………….76 
4 РОЗДІЛ Дослідження міцнісних характеристик бетонів……………………..78 
4.1.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків (дослід 1)………………80 
4.1.2 Випробування на стиск бетонних кубиків………………………………….81 
4.2.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків (дослід 2)………………83 
4.2.2 Випробування на стиск бетонних кубиків………………………………….85 
4.3.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків (дослід 3)………………87 
4.3.2 Випробування на стиск бетонних кубиків………………………………….88 
4.4.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків (дослід 4)………………90 
4 
 
4.4.2 Випробування на стиск бетонних кубиків………………………………….92 
4.5.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків (дослід 5)………………94 
4.5.2 Випробування на стиск бетонних кубиків………………………………….95 
4.6.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків (дослід 6)………………97 
4.6.2 Випробування на стиск бетонних кубиків………………………………….99 
4.7.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків (дослід 7)……………..101 
4.7.2 Випробування на стиск бетонних кубиків………………………………...102 
5 РОЗДІЛ Економічна доцільність впровадження в будівництво нових 
матеріалів та нових технологій…………………………………………………..105 
Висновки…………………………………………………………………………..108 
Список використаної літератури ………………………………………………...110  
5 
 
ВСТУП 
Будівельна галузь, яка протягом багатьох років базувалася здебільшого на 
традиційних технологіях, нещодавно пережила технологічну революцію. 
Завдяки новим технологіям будівництво стало більш ефективним, точним 
та стійким. Такі технології, як автоматизація, робототехніка, 3D-друк та 
передові системи управління даними, не лише полегшують будівельні процеси, 
а й змінюють способи реалізації проектів. Все це пов'язано зі зростаючим 
попитом на фахівців, здатних експлуатувати та впроваджувати ці сучасні 
рішення. 
Однією з найважливіших технологічних тенденцій, які набувають дедалі 
більшого значення у будівництві, є автоматизація. Роботи та машини, здатні 
виконувати складні завдання на будівельному майданчику, дозволяють 
прискорити роботу, підвищити якість та знизити витрати. На будівельних 
майданчиках все частіше використовуються роботи, які можуть автоматично 
укладати цеглу, збирати сталеві елементи та виконувати точне свердління. 
Ще одним проривним рішенням є дрони, які дозволяють швидко та точно 
відстежувати хід будівельних робіт. Вони надають докладні дані про сайт та хід 
робіт у режимі реального часу, що спрощує управління проектом. Крім того, 
технологія 3D-друку відкриває нові можливості для швидкого виробництва 
будівельних елементів, що суттєво скорочує терміни реалізації проекту. 
Важливим аспектом сучасного будівництва є інтелектуальні матеріали та 
екологічні технології, що сприяють сталому розвитку. Збірні конструкції, 
енергозберігаючі матеріали та системи енергоменеджменту стають 
незамінними елементами сучасних будівель. 
Розвиток сучасних технологій означає, що в майбутньому працівникам 
будівельної галузі доведеться мати набагато ширший спектр навичок, ніж 
раніше. Традиційні ремісничі навички будуть, як і раніше, важливими, але 
технічні компетенції стануть все більш важливими. ІТ-фахівці, які вміють 
6 
 
програмувати, керувати даними та інтегрувати різні технології, стануть 
ключовими співробітниками будівельної галузі. 
Інженерам та менеджерам проектів необхідно бути знайомими із 
сучасними системами управління проектами, а також такими інструментами, як 
інформаційне моделювання будинків (BIM), які дозволяють краще планувати та 
здійснювати інвестиції. Стійке будівництво також потребує фахівців, які мають 
знання в галузі енергозберігаючих рішень та екологічних технологій, що стає 
все більш важливим в умовах глобальної зміни клімату. 
Один із найважливіших напрямів, що визначають розвиток усіх галузей 
будівництва – це нові матеріали. Зміни способів життя людства пов'язані з 
відкриттям та освоєнням виробництва нових матеріалів. Матеріали – це щаблі 
нашої цивілізації, а нові матеріали – це трамплін для стрибка в майбутнє, що 
змінює вигляд нашого буття. 
Коли ми говоримо про критерії, що визначають пріоритетні, критичні 
технології (якість життя, безпека, конкурентоспроможність тощо), одним із 
найважливіших критеріїв є така характеристика технології – як здатність 
докорінно змінити, “перевернути” всю структуру виробництва, а можливо, та 
соціальних умов життя людства. До таких технологій, ймовірно, належать 
інформаційні технології, біотехнології, генна інженерія. До цих технологій 
належать і технології отримання нових матеріалів. За експертними оцінками 
протягом найближчих 20 років 90% матеріалів будуть замінені принципово 
новими, що призведе до революції в різних галузях техніки, не виключаючи і 
будівельного виробництва. 
Про перспективність робіт з нових матеріалів свідчить і той факт, що 
майже 22% світових патентів видаються на винаходи в цій галузі. Про це 
говорить і динаміка зростання світових ринків основних видів нових 
будівельних матеріалів. 
Сучасне будівництво стрімко змінюється, впроваджуючи нові технології та 
матеріали, які роблять будівлі більш енергоефективними, довговічними та 
7 
 
екологічно чистими. Одна з найцікавіших новинок - бетон, що 
самовідновлюється. Цей матеріал містить спеціальні бактерії, які активуються 
при контакті з водою і починають виділяти вапно, що заповнює тріщини, 
продовжуючи тим самим термін служби конструкції. 
Ще одним революційним матеріалом є графен - надзвичайно міцний шар 
атомів вуглецю, що відрізняється високою міцністю, тепло-і 
електропровідністю. Використання графена у будівництві дозволяє значно 
покращити механічні властивості таких матеріалів, як сталь чи бетон. Більш 
того, графен може стати основою для створення тонких та легких, але дуже 
міцних конструкцій. 
Аерогелі - ще один цікавий матеріал, який широко використовується для 
утеплення будівель. Це один з найлегших і водночас найкращих утеплювачів, 
що забезпечує високий рівень ізоляції при мінімальній вазі. Це робить аерогелі 
незамінними в енергозберігаючому будівництві. 
Технологія 3D-друку також набирає популярності у будівельній галузі. 
Завдяки спеціальним будівельним принтерам можна створювати не лише 
окремі елементи, а й цілі будинки. Використання спеціальних сумішей для 3D-
друку допомагає скоротити час та вартість будівництва, а також мінімізувати 
відходи. 
Розумне скло, також зване електрохромним склом, дозволяє змінювати 
прозорість вікон залежно від зовнішніх умов чи потреб користувача. Це 
допомагає знизити витрати на охолодження та обігрів приміщень та забезпечує 
комфортне освітлення всередині. 
Нарешті, біорозкладний пластик стає екологічно чистою альтернативою 
традиційним пластикам. Використання біорозкладного пластику в будівництві 
дозволяє знизити негативний вплив на довкілля. 
Сучасні матеріали відкривають нові можливості у будівництві: від 
підвищення енергоефективності до зниження впливу на довкілля. Інноваційні 
8 
 
рішення, такі як бетон, графен і 3D-друк, що відновлюється, змінюють підхід 
до створення архітектурних об'єктів і формують майбутнє будівельної галузі. 
Солідний науковий доробок українських вчених та їхня самовіддана праця 
в умовах важкої фінансової ситуації дозволяє вітчизняному виробництву досі 
зберігати досить високий науково-технічний потенціал у цій галузі розробок. 
Порівняльні оцінки незалежних експертів показують, що в галузі нових 
матеріалів наша країна має загальний високий рівень та пріоритетні досягнення 
в окремих галузях. 
За жодним напрямом Україна не має значного відставання від світового 
рівня, і по кожному з напрямків має розробки, які не поступаються світовим. 
Таким чином, в Україні збережено базу розробки та виробництва нових 
матеріалів. Оскільки неможливо охопити весь спектр проблем в одній роботі, 
буде наведено лише кілька прикладів перспективних напрямків розробок у 
галузі нових матеріалів та технологій будівництва, що знаходяться на світовому 
рівні. 
Актуальність теми полягає в розвитку сучасних нанотехнологій та 
відкритті нових перспектив у створенні матеріалів із покращеними фізико-
хімічними та механічними властивостями. Вуглецеві нанотрубки, наноглини, 
наносилікати та наноалюмінії є одними з найперспективніших наноматеріалів, 
завдяки своїм унікальним характеристикам, таким як висока міцність, термічна 
і хімічна стійкість, електропровідність та реактивність. 
Таким чином, проведення досліджень у цій сфері спрямоване на вирішення 
актуальних наукових і практичних завдань, пов’язаних зі створенням матеріалів 
нового покоління, що забезпечують екологічну безпеку, енергоефективність і 
високу продуктивність. 
  
9 
 
1 РОЗДІЛ. Актуальність теми, ціль і задачі вирішення поставленої 
проблеми(задачі) 
1.1Архітектурно-містобудівні особливості формування інноваційних 
будівель у міському середовищі 
За останні 10-20 років будівельна галузь зазнала значних трансформацій 
завдяки впровадженню безлічі технологій і рішень, які зараз широко 
використовуються забудовниками. Розглянемо кілька інноваційних змін, які 
активно використовують українські розробники, і які десять років тому в 
Україні були практично невідомими. 
Міське середовище являє собою складну багаторівневу систему, що 
включає в себе різну типологію будівель і споруд, призначених для 
життєдіяльності людини. Рушійною силою еволюції типології архітектурних 
споруд є безперервне зростання рівня науково-технічного розвитку суспільства. 
З одного боку, вона приносить в життя нові потреби, а з іншого - дає 
можливість їх задоволення. Задоволення життєво важливих "вічних" потреб - 
житла, відпочинку, праці (можливості і якості) також багато в чому залежить 
від рівня розвитку суспільства. Типологія будівель і споруд послідовно 
змінювалася в процесі цивілізаційного розвитку завдяки таким 
закономірностям в її поступальному формуванні: – спільність основних 
типологічних характеристик споруд для кожного з видів людської діяльності 
(робота, побут, відпочинок) в планетарному масштабі, обумовлена 
об'єктивними причинами, а саме спільністю прогресивного розвитку людської 
цивілізації; – своєрідність конкретних об'ємних і просторових побудов 
архітектурних об'єктів, зумовлена різноманіттям причин і ґрунтується на 
природних, кліматичних, національних, ідеологічних, релігійних та інших 
особливостях, які, в свою чергу, перебувають у найбільш складних 
взаємовідносинах між собою. Своєрідність конкретних об'ємних і просторових 
об'єктів архітектури сприяла виникненню в міському середовищі інноваційних 
будівель і споруд (рис. 1.1). Інноваційні будівлі та споруди - це об'єкти 
10 
 
навколишнього середовища з певною функцією, призначені для поліпшення 
життєвого середовища. Від звичайних будівель вони відрізняються особливими 
вимогами до їх конструкції . Інновації в проектуванні та будівництві об'єктів 
архітектурного та містобудування є кінцевим результатом створення (проекту) і 
розробки (реалізації) принципово нового або модифікованого об'єкта, що 
відповідає конкретним потребам людини. 
 
Рисунок 1.1 – Інноваційні будівлі як об'єкти архітектурного проектування 
та еволюційного розвитку міського середовища. 
Інноваційні архітектурно-містобудівні об'єкти обов'язково повинні 
включати такі рівні формування: – матеріальний і функціональний (наявність 
певного функціонального призначення об'єкта і його матеріального втілення); – 
художньо-образотворчий (створення індивідуального художнього образу); – 
конструктивно-технологічний (застосування нових технологій та раціональне 
конструкторське рішення); У процесі розвитку цивілізації здійснювалося 
поступове формування інноваційних будівель з урахуванням технічних 
можливостей і естетичних ідеалів певної епохи. В даний час їх диференціюють 
на два типи. Це історичні інноваційні споруди, створені до ХХ століття(рис. 
1.2). [1] , і сучасні інноваційні споруди, створені в ХХ і ХХІ століттях (рис. 1.3). 
особливості формування міського середовища та його потреб на кожному етапі 
історичного розвитку. [2] 
11 
 
 
Рисунок 1.2- Історична стилістика. Собор  Нотер-Дам, Париж.  
 
Рисунок 1.3-Музей Гуггенхейма, Нью-Йорк 
Тенденції формування міського середовища з'явилися в доіндустріальний 
період розвитку. Доіндустріальне суспільство охоплює період з нашої ери до 
12 
 
початку дев'ятнадцятого століття нашої ери, пов'язаний з переходом від 
аграрного до індустріального суспільства. Головною особливістю в цей період 
було створення безпечного середовища з використанням природних факторів. 
Спочатку було створено кілька типів населених пунктів, які в процесі еволюції 
їх планувальної структури сприяли створенню міст. Територія будь-якого міста 
характеризується двома основними показниками: природною основою і 
створеним в процесі містобудування плануванням і забудовою з чіткими 
межами . У доіндустріальний період розвитку природний потенціал міст був 
високим. З використанням природного потенціалу в цей період з'явилися 
унікальні інноваційні об'єкти, до яких відносяться, перш за все, сади Вавилона. 
Сади Семіраміди були побудовані в Ассирії в 600 році до нашої ери. Згідно з 
археологічними матеріалами, споруда являла собою серію високих терас 
загальною площею 2000 м2. Сади Семіраміди інноваційні та сміливі в дизайні. 
Їх відносять до семи чудес світу. Основними структуроутворюючими 
елементами цього об'єкта є тераси з рекреаційною функцією і система різних 
водних об'єктів. 
Це був початковий етап зародження архітектури з високою художньою 
цінністю, в тому числі і елементів природного середовища . Наступним 
часовим проміжком для формування унікальних будівель і споруд є епоха 
античності. Створення новаторських будівель в період античності VII століття 
до нашої ери – V століття нашої ери здійснювалося в Стародавній Греції. 
Афінський Акрополь (VII – VI ст. До н. Е.) [3]. Слід вважати новаторським 
об'єктом цього періоду. Його розвиток був підпорядкований топографічним 
особливостям місцевості з дискретним розташуванням основних об'єктів, що 
формують різні точки сприйняття. Афінський Акрополь - це інноваційний 
архітектурно-урбаністичний ансамбль з системою громадських будівель, 
розташованих на пагорбі і включають в себе систему ордерів, що забезпечує 
високий естетичний ефект. Він являє собою сукупність ряду архітектурних 
споруд, які мають художньо-планувальну єдність і просторово взаємодіють 
один з одним. Слід зазначити, що в Стародавній Греції при створенні будівель і 
13 
 
споруд найбільша увага приділялася морфологічним і естетичним 
особливостям їх формування, а в Стародавньому Римі - функціональним і 
структурно-технологічним. Різноманіття споруд і масштаби будівництва в 
Стародавньому Римі істотно змінилися в порівнянні з Грецією: було зведено 
колосальну кількість величезних будівель. Такою унікальною, новаторською 
спорудою став римський Колізей з використанням підземного простору. У 
плані він мав форму еліпса, а в окружності досягав майже 500 м. Римський 
Колізей являє собою грандіозну видовищну громадську споруду з амфітеатром 
і способами трансформації і театралізації елементів архітектурного середовища. 
Колізей здобув славу новаторської архітектурної споруди, яка значно 
випередила свій час завдяки технічному оснащенню будівлі. Подальший 
розвиток формування інноваційних будівель здійснювалося в середні віки. 
Початок середньовічної епохи пов'язаний з падінням Римської імперії 
приблизно в п'ятому столітті н. е. Період часу, що налічує тисячоліття між 
падінням Риму (кінець четвертого століття н. е.) і епохою Відродження в Італії 
(п'ятнадцяте століття) називається Середньовіччям або Середньовіччям. 
Середньовічне місто мало низькі утилітарні характеристики, складні 
орієнтаційні умови через оборонну функцію та відсутність будь-яких елементів 
озеленення/ По суті, це вже були кам'яні джунглі і було нелюдським міським 
середовищем.  Однак  в  цей  період  були  створені  унікальні  інноваційні 
об'єкти. [4] 
У середні віки інноваційні об'єкти з'явилися і завдяки технічним 
нововведенням. Технічним проривом готичних архітекторів стало відкриття 
нового способу розподілу навантаження за допомогою готичного каркаса. 
Готичний храм Нотр-Дам де Парі слід вважати новаторською спорудою 
середньовічного періоду. Це сакральний об'єкт з динамічним об'ємом і 
використанням нетрадиційної системи кам'яного каркаса з ребристим 
склепінням, літаючими контрфорсами і контрфорсами. Подальший розвиток 
формування інноваційних будівель здійснювався в епоху Відродження. У XV – 
XVI століттях місто було соціально-економічним та архітектурно-
14 
 
містобудівним цілим. Міське середовище мало переважно комфортні 
мікрокліматичні характеристики, але все одно створювалося з урахуванням 
вимог оборони. Епоха Відродження сприяла виникненню нового світогляду в 
безмежних можливостях людини і його потребах в естетичному середовищі. 
Будівлі відрізнялися гармонійною пропорційністю і людським масштабом. 
Перша половина XVIII століття характеризується серйозними змінами в 
«удосконаленому» місті. Епоха Просвітництва і пов'язані з нею процеси 
вимагали оптимальної соціальної структури і середовища, сприятливого для 
розкриття людських здібностей. У великій кількості стали з'являтися 
архітектурні споруди громадського призначення: адміністративні будівлі, 
банки, театри, суди, біржі, навчальні заклади, ботанічні сади. При їх 
становленні використовувалися різні новаторські дизайнерські прийоми, 
обумовлені певним архітектурним стилем (класицизм, ренесанс, бароко, рококо 
і т.д.). Промислова революція почала змінювати структуру міського 
середовища, починаючи з середини XVIII століття спочатку в Англії, потім і в 
усьому світі. Промислові підприємства стали включатися в структуру міського 
середовища, почався процес зростання міст і зростання населення. [1] 
Спостерігаються окремі прояви деградації міського середовища, створюються 
зони для пільгової категорії населення і для бідних. Робочі приміщення 
характеризуються низьким рівнем благоустрою, бідністю, брудністю . Таким 
чином, слід зазначити, що місто нового часу, по суті, місто епохи Відродження, 
було відносно гуманним середовищем, а місто промислових революцій 
(середина 18 – 19 століття) почало проявляти ознаки антилюдського 
середовища, що пов'язано з появою промисловості та більш розвинених 
транспортних засобів у міському середовищі. Індустріальний період розвитку 
(середина 18 – середина 20 ст.) характеризується переходом до промислового 
виробництва. Кришталевий палац і Ейфелеву вежу слід вважати історичними 
новаторськими об'єктами періоду промислових революцій. Кришталевий палац 
– громадська будівля з виставковою функцією, що включає природні 
компоненти (зимовий сад) з використанням модульних елементів з металу та 
15 
 
скла. Будівля не мала прототипу в історії архітектури. Споруда стала одним з 
перших прикладів використання уніфікованих елементів в будівництві. 
Кришталевий палац також був першою у світі великою будівлею з металевим 
каркасом і першою будівлею зі скляними стінами. Ейфелева вежа являє собою 
динамічну споруду з металевих платформ і колон з вертикальною 
композиційною віссю, яка служить домінантою в міському середовищі . Слід 
зазначити, що до 1941 року він був найвищим пам'ятником у світі. Зараз її 
висота становить 324 м. З 1991 року Ейфелева вежа включена до списку 
Всесвітньої спадщини ЮНЕСКО. Ейфелева вежа є другим за відвідуваністю і 
найбільш фотографованим об'єктом у Франції після Нотр-Дама. На початку ХХ 
століття міське середовище продовжувало змінюватися. Відбувається поділ 
ділових районів в центральних зонах міст з високою щільністю і поверховістю. 
У цей період триває проектування та будівництво інноваційних будівель. 
Сучасними інноваційними об'єктами, побудованими на початку ХХ століття, 
слід вважати музей Соломона Р. Гуггенхайма в Нью-Йорку і Сіднейський 
оперний театр. Музей Соломона Р. Гуггенхайма в Нью-Йорку являє собою 
спіралеподібний об'єм, що відображає функціональне призначення ефектної 
громадської будівлі з нетрадиційною системою огляду, виставок і 
різноманітними внутрішніми просторами, поєднаними з атріумом. Зовні музей 
виглядає як перевернута пірамідальна вежа. Ця будівля вважається одним з 
найяскравіших творів архітектури ХХ століття. Сіднейський оперний театр – це 
унікальна просторова форма оболонки, яка відображає характер природного 
середовища та фіксує межі внутрішнього простору з інтеграцією внутрішнього 
та зовнішнього просторів. Форма оболонки створює нетрадиційний художній 
образ предмета. Його художній образ підсилює функцію природного 
середовища у вигляді водних поверхонь. Оперний театр визнаний однією з 
видатних будівель сучасної архітектури. З 2007 року театр знаходиться під 
охороною ЮНЕСКО як об'єкт Всесвітньої спадщини [5]. Науково-технічний 
прогрес і, перш за все, розвиток інформаційних технологій в кінці XX століття 
значно розширили горизонти інтелектуальних можливостей людини і 
16 
 
ознаменували перехід суспільства на новий, більш високий рівень – 
«інформаційне» або «постіндустріальне» суспільство. Її основу складають 
наукомісткі, ресурсозберігаючі та інформаційні, так звані «високі технології». 
Постіндустріальний або інформаційний період розвитку характеризується 
появою інтернет-технологій і тенденціями до субурбанізації, що обумовлено 
появою великої кількості транспортних засобів, особливо в найбільших містах. 
Різкий переломний момент стався на початку XX століття в Західній Європі та 
Америці, коли в трансформації існуючих урбанізованих просторів і формуванні 
нових пріоритет надавався вирішенню транспортних технічних завдань, а 
питання естетичного оформлення міських просторів відсувалися на другий 
план. Забудова відкритих урбанізованих просторів міст у другій половині 20 
століття була продиктована головним чином появою на вулицях численних 
транспортних засобів. Цей фактор визначав їх характеристики (розміри, 
комплектацію і т.д.). У деяких містах з'явилася багаторівнева організація 
пішохідних і транспортних потоків. Урбанізована епоха 20 століття значно 
прискорює зростання міст, які стають гіпертрофованими, техногенними та 
нелюдськими. Часто в містах під знесення потрапляють об'єкти культурної та 
історичної спадщини. У цей період суспільство пристосовує середовище для 
дорожнього руху. Масове виробництво автомобілів і величезний попит на них 
змусили змінити міське середовище, яке дуже скоро стало підпорядкованим 
транспортним засобам. Починаючи з 80-х років ХХ століття, ведеться активний 
пошук ідеальних пропорцій пішохідного і транспортного трафіку в містах, і до 
кінця століття міські райони облагороджуються, роблячи акцент на пріоритеті 
пішохідного руху . У зв'язку з завантаженістю центрів найбільших міст виникає 
потреба в їх перебудові. Для вирішення цієї проблеми створюються 
різноманітні проекти. Таким проектом варто вважати бізнес-центр La Défense в 
Парижі [6]. Бізнес-центр La Défense в Парижі – це інноваційне архітектурне 
середовище, що складається з громадських і житлових будівель, об'єднаних 
багаторівневою пішохідною і транспортною платформою з пішохідною 
експланадою, що включає в свою структуру унікальне об'єктно-просторове 
17 
 
наповнення, що забезпечує високі естетичні показники архітектурного 
середовища. Цей міжнародний проект, розпочатий в кінці 50-х років ХХ 
століття, був покликаний розвантажити центр Парижа від пробок і привести в 
новий бізнес-центр більшу частину установ і офісів. Це завдання було успішно 
виконано. Унікальність La Défense в тому, що він розташований на гігантській 
бетонній плиті - еспланаді. Завдяки такому рішенню відбувається розділення 
транспортних і пішохідних потоків. У розрізі платформа являє собою 
багатошарову залізобетонну конструкцію, яка об'єднує в собі різні комунікації - 
лінію метрополітену, залізницю, автомобільні дороги, автостанції, автостоянки. 
Крім того, частина підземного простору зайнята магазинами і виставковими 
залами. На території пішохідного майданчика розташована Велика Арка - 
акцент бізнес-центру. Інноваційне архітектурне середовище в La Défense 
символізує сучасність і прагнення до майбутнього [6]. Поряд з Оборонним 
бізнес-центром, сучасними інноваційними об'єктами постіндустріального 
періоду розвитку слід вважати культурний центр Metropol Parasol в Севільї 
(Іспанія) [7], готель Marina BaySand в Сінгапурі [8], багатофункціональний 
комплекс Dancing Dragons в Сеулі (Південна Корея) [9] і Бурдж Халіфа в Дубаї 
[10]. Культурний центр «Метрополь-Парасоль» – це багатофункціональний, 
багаторівневий об'єкт з унікальною об'ємно-просторовою структурою з 
стільниковою структурою зі збірних дерев'яних панелей, що створює 
нетрадиційний художній образ [7]. Готель Marina Bay Sand в Сінгапурі - це 
багатофункціональний комплекс з динамічним об'ємом і нетрадиційним 
дизайнерським рішенням, що дозволяє створити рекреаційну обстановку на 
даху (висотою 200 м) з грандіозним басейном і оглядовими майданчиками [8]. 
Володіє високими екологічними характеристиками. Багатофункціональний 
комплекс «Танцюючі дракони» в Сеулі є унікальним об'єктом, художній образ 
якого відображає національний колорит в об'ємному рішенні. Це ресурсно-
екологічний об'єкт з використанням системи різних технологій, що дозволяють 
створити більш комфортне середовище проживання [9]. Багатофункціональний 
комплекс   Бурдж   Халіфа   в   Дубаї   є   найвищою   спорудою   в   світі   
18 
 
(висота 828 м) [10]. Художній образ об'єму будівлі уособлює сталагміт. Об'ємна 
і просторова структура будівлі органічно пов'язана з навколишнім природним 
середовищем, спеціально створена з використанням всіх засобів ландшафтного 
дизайну для огляду експозицій з оглядових майданчиків, розташованих на 
різній висоті. Комплекс обладнаний всім необхідне обладнання для створення 
комфортних умов. Основними закономірностями формування інноваційних 
сучасних будівель є: - інтеграція будівель з природним середовищем, 
включення природних елементів в композиційну структуру будівель і 
поширеність методів формування нелінійної архітектури; – створення 
архітектурного середовища з розслаблюючим і емоційним впливом на людину, 
наявність сучасності в осмисленому характері будівель; – розвиток формування 
багатофункціональних будівель та ускладнення їх функціональної структури. В 
цілому протягом усього розвитку цивілізації риси формування інноваційних 
будівель послідовно змінювалися з урахуванням трьох періодів еволюційного 
розвитку міського середовища: доіндустріального, промислового і 
постіндустріального. У зв'язку з розвитком великих міст і помітним 
погіршенням стану навколишнього середовища, пов'язаним з їх зростанням, 
усвідомлення людиною екологічних пріоритетів стає все більш необхідним. В 
результаті динамічного процесу урбанізації і не завжди раціонального 
використання природних ресурсів багато міст, перш за все найбільші 
промислові центри, підійшли до початку третього тисячоліття в далекому від 
перспективи екології стані. Висока концентрація різних видів людської 
діяльності, створивши ряд безумовних переваг, все ж призвела до порушення 
оптимального балансу між природними і штучними компонентами міського 
середовища. Наближаючись все ближче і ближче до критичної межі, за якою 
процес погіршення стану біосфери стає неконтрольованим, міста відчувають 
гостру потребу в підтримці світу і максимальному використанні природної 
складової навколишнього середовища. Основними проблемами формування 
інноваційних будівель у міському середовищі є екологічна, функціонально-
планувальна та естетична. Всі інноваційні будівлі в третьому тисячолітті 
19 
 
повинні створюватися, перш за все, з урахуванням вимог сталого розвитку 
міського середовища. 
1.2 Історичні закономірності формування міського середовища з 
інноваційними будинками 
Основні принципи сталого розвитку населених пунктів отримали широке 
поширення завдяки роботі Організації Об'єднаних Націй. Розроблені і 
узгоджені світовим співтовариством (Ріо-де-Жанейро, 1992), вони поєднують в 
собі цілі стабільного і динамічного соціально-економічного зростання, з одного 
боку, і надійної природно-ресурсної та екологічної безпеки розвитку, з іншого. 
В даний час вони розглядаються як основний стратегічний напрямок 
життєдіяльності і еволюції країн, регіонів, міст і територіальних громад. Сталий 
розвиток передбачає жорстке і обґрунтоване регулювання господарського 
використання природного середовища і його ресурсного потенціалу, виважену і 
цілеспрямовану соціально-демографічну політику, стійке і динамічне 
економічне зростання, спрямоване на першочергове вирішення соціальних 
проблем і досягнення все більш високої якості життя населення . Згідно з 
визначенням ООН, «стійке місто» – це місто, в якому досягнення соціального, 
економічного та фізичного розвитку є постійними. Стале місто постійно 
забезпечується природними ресурсами, від яких залежить сталий розвиток. 
Стійке місто підтримує довгострокову безпеку мешканців, у тому числі від 
стихійних лих. На думку світової спільноти, сталий розвиток міста забезпечує 
його населенню безпеку та високу якість життя при збереженні природного 
середовища, ресурсів та екологічної рівноваги всієї економічної та соціальної 
діяльності громадян. Сталий розвиток сучасного міста розглядає його як дуже 
складну соціально-природно-економічну систему, оптимальне функціонування 
якої передбачає спряжений аналіз основних пропорцій, взаємодій і 
взаємозв'язків між усіма його елементами і підсистемами, включаючи 
населення, соціальну і виробничу інфраструктуру, міське середовище і штучні 
матеріально-технічні, міське господарство, духовне життя. Тому реалізація 
20 
 
концепції сталого розвитку, поряд з головною метою підвищення якості життя 
громадян, керується низкою секторальних критеріїв. Зокрема, експерти 
виділяють такі критерії сталого розвитку сучасного міста: соціальний, 
екологічний, архітектурний, містобудівний та естетичний. 
Блок соціальних критеріїв сталого розвитку міста включає:  
– послідовне підвищення рівня життя та добробуту населення;  
– повна та ефективна зайнятість населення;  
– соціальний захист інвалідів та малозабезпечених;  
– формування сучасної системи охорони здоров'я;  
– зниження рівня захворюваності і збільшення середньої тривалості життя;      
– розроблення та реалізація ефективної демографічної політики; 
поліпшення демографічної ситуації в місті;  
– вирішення проблеми якісної питної води;  
– розвиток сфери послуг та соціальної інфраструктури до рівня 
європейських стандартів;  
– формування сучасного ринку житла;  
– забезпечення муніципальним житлом малозабезпеченого населення; 
– збереження та розвиток етнокультурної та релігійної толерантності 
населення міста;  
– створення реальних умов для етнокультурного відродження 
національних меншин. Блок екологічних критеріїв розвитку міста: – екологічне 
поліпшення міського середовища та приміської зони міста; – створення 
сучасної системи соціально-екологічного та екологічного маркетингу міського 
середовища;  
– реконструкція та модернізація міських систем водопостачання та 
водовідведення;  
21 
 
– інвентаризація та послідовна ліквідація екологічних «гарячих точок»;  
– значне зниження забруднення атмосферного повітря за рахунок 
посилення природоохоронного контролю;  
– екологічна паспортизація всіх об'єктів господарювання та формування їх 
санітарно-захисних зон;  
– повне санітарне прибирання міста, включаючи несанкціоновані 
сміттєзвалища та захоронення небезпечних відходів; впровадження сучасних 
технологій збирання, накопичення та переробки твердих побутових відходів; 
модернізація міських полігонів і полігонів твердих побутових і промислових 
відходів та сховищ пестицидів і радіоактивних відходів на дачній ділянці;  
– формування окремих каналізаційних систем для промислових та 
побутових стічних вод, створення системи (систем) зливової каналізації; 
цілеспрямоване формування зеленої зони міста, включаючи лісопаркові 
санітарно-захисні насадження навколо міста;  
– екологічний моніторинг навколишнього природного середовища, а також 
цілий комплекс заходів, що мають природоохоронне значення. Охорона 
міського середовища в аспекті його сталого розвитку здійснюється в процесі 
містобудівної діяльності з урахуванням екологічних пріоритетів (міська 
екологічна організація навколишнього середовища). Блок архітектурних, 
містобудівних та естетичних критеріїв розвитку міста:  
– включення природних ландшафтів (гори, водойми, лісопарки) до 
планувальної структури міста;  
– налагодження балансу між урбанізованими та природними зонами міста; 
– збільшення площі зелених насаджень загального користування за 
рахунок міських лісів та лісопарків;  
– формування зелених санітарно-захисних зон між житловими масивами та 
промисловими підприємствами з урахуванням даних про фактичне забруднення 
22 
 
навколишнього природного середовища; – вивезення підприємств зі 
шкідливими та небезпечними виробництвами з житлових масивів;  
– будівництво кільцевих доріг, автомагістралей для зменшення 
транспортних потоків у межах міста;  
– будівництво набережних, організація рекреаційних зон на берегах 
водойм і водотоків;  
– освоєння підземного простору  
– будівництво метрополітену;  
– промислова перебудова, меліорація;  
– збереження та реконструкція історичного центру міста, його 
архітектурних та ландшафтно-архітектурних пам'яток;  
– здійснення більш чіткого і раціонального зонування (зонування) 
території міста і його дачної зони;  
– досягнення більш раціональної та екологічної планувально-
функціональної організації міста;  
– формування зон відпочинку та зелених насаджень;  
– індивідуалізація архітектурного вигляду міських об'єктів з підвищенням 
їх інформативності. Блок економічних критеріїв розвитку міста включає:  
– обґрунтування пріоритетних напрямів економічного розвитку міста та 
його основних національно-економічних пропорцій;  
– структурно-технологічна перебудова та модернізація основних галузей і 
галузей міської економіки;  
– цілеспрямоване скорочення ресурсо- та енергоємних, а також екологічно 
небезпечних виробництв;  
– випереджаючий розвиток наукоємних і високотехнологічних 
виробництв;  
23 
 
– впровадження сучасних організаційно-економічних форм і механізмів 
управління містом;  
– створення сучасної маркетингової системи в місті на муніципальному, 
регіональному, національному та міжнародному рівнях;  
– модернізація механізмів наповнення міського бюджету;  
– досягнення збалансованого бюджету міста. Сталий розвиток міст також 
спрямований на збереження та модернізацію міського середовища з метою 
поліпшення умов життєдіяльності населення та підвищення якості його життя. 
Формування будівель повинно здійснюватися з урахуванням факторів, що 
визначають сталий розвиток міського середовища (рис. 1.6). До таких факторів 
належать:  
– соціальні;  
– природні, кліматичні та екологічні;  
– архітектурне та містобудування;  
– конструктивні та технологічні;  
– естетичні та інформаційні;  
–Економічний. Соціальні чинники Враховуючи сталий розвиток міського 
середовища, будівлі, що проектуються в ньому, повинні забезпечувати 
розвинену соціальну інфраструктуру, включаючи підсистеми соціально 
значущих об'єктів для забезпечення більш комфортного середовища 
проживання населення та об'єктів виборчих інтересів. Мережа закладів охорони 
здоров'я, освіти, культури, фізичної культури та спорту міського рівня 
обслуговування формується закладами відповідно до соціальних стандартів і 
доповнюється елементами, найбільш затребуваними населенням. У міському 
середовищі необхідно забезпечити: 
– розвиток торгівлі  
– магазинів, торгових центрів, мереж; 
24 
 
– інфраструктура зв'язку 
– телефон, інтернет, мобільний зв'язок; 
–харчування 
– ресторани, кафе, фаст-фуд; 
– регулярність і доступність комунальних послуг. 
Міське середовище визначає соціальний клімат, посилюючи або 
послаблюючи існуючі соціально-економічні протиріччя за рахунок наявності і 
якості суспільних благ. Беручи до уваги соціальний фактор, міське середовище 
має бути насичене об'єктами сфери послуг та будівлями відпочинку та дозвілля. 
Соціальна якість міського простору забезпечується наявністю громадських зон 
та просторів, зручною та людиноорієнтованою міською інфраструктурою, а 
також інтеграцією культурної та історичної спадщини у повсякденне життя 
міста. Збереження історико-культурної спадщини є важливою складовою якості 
міського середовища, що забезпечує його унікальність. Залучення об'єктів 
культурної спадщини в економічне та соціальне життя сучасного міста за умови 
збереження історичних цінностей стає одним із важливих засобів розвитку 
міста, фактором, що підвищує його конкурентоспроможність. Природні, 
кліматичні та екологічні фактори з урахуванням особливостей клімату району 
будівництва істотно впливають на архітектуру будівель, вибір будівельних 
конструкцій і матеріалів, на його функціональну і просторову організацію. До 
них відносяться: освітлення, інсоляція, температура повітря, шумовий режим, 
вологість повітря, вентиляція, режими вітру і аерації. Для формування 
комфортного середовища необхідно враховувати особливості регіонального та 
місцевого мікроклімату. Регіональний напрям пов'язаний з урахуванням 
фонових (найбільш загальних) кліматичних умов, характерних для великих 
територій, районів, міст і їх околиць в цілому. На регіональному рівні до 
проектування будівель пред'являються певні типологічні вимоги, 
регламентовані відповідними нормами . Місцевий мікроклімат обумовлений 
особливостями ландшафту тієї чи іншої місцевості. На цьому рівні 
25 
 
конкретизуються типологічні вимоги до конкретного об'єкта. Будівлі можуть 
набувати певного напрямку в зв'язку з місцевим напрямком вітрів (корисних 
або шкідливих), при специфічних умовах інсоляції, орієнтації схилів, 
перспективі виду і т.д. Він повинен створюватися в системі внутрішніх і 
зовнішніх приміщень. Освітлення повинно забезпечувати повноцінне 
освітлення середовища в кімнатах. Обмежена прозорість скління світлових 
прорізів, їх затінення, а часто і невідповідність розмірів площі вікон глибині 
кімнат викликають підвищений дефіцит природного освітлення в кімнатах, що 
сприяє погіршенню умов проживання людини. Інсоляція повинна 
забезпечувати достатню кількість прямих сонячних променів для попадання в 
приміщення будівель. Можливий перегрів приміщення в спекотні літні дні 
усувається за допомогою навісів, жалюзі, штор, ландшафтного дизайну. 
Тривалість інсоляції приміщень регулюється в залежності від географічної 
широти місцевості, умов забудови та особливостей житлового будинку. 
Розташування і орієнтація будівель повинні забезпечувати тривалість інсоляції 
його приміщень не менше 3 годин на добу  
Природно-кліматичний фактор також має значний вплив на формування 
об'ємно-планувального рішення будівель. Найбільший вплив природно-
кліматичного фактора формують такі параметри зовнішнього середовища, як 
інсоляційний режим території (кількість сонячних днів), вітровий режим, 
кількість опадів, а також температурно-вологісний режим. Залежно від 
перерахованих вище параметрів навколишнього середовища необхідно 
забезпечити оптимальні умови експлуатації будівлі за допомогою 
конструктивного рішення. Слід зазначити, що природно-кліматичні умови є 
досить цікавим завданням з архітектурної та художньої точки зору, оскільки 
вони безпосередньо впливають на форму будівлі, кількість, розміщення та 
розмір світлових прорізів, а також на вибір та формування інших архітектурних 
елементів. Наприклад, в умовах жаркого сонячного клімату виникає 
необхідність забезпечення охолодження повітря і захисту від сонця, що 
позначається на конструктивному рішенні за рахунок включення в 
26 
 
просторопланувальну структуру сонцезахисних пристроїв . При розміщенні 
будівлі в помірному теплому кліматі можливе використання вертикального 
озеленення для зниження перегріву стін, що також запобігає перегріву 
прилеглої території, що характерно для великих міст з щільною 
багатоповерхівкою. Крім того, природний і кліматичний фактор визначає вибір 
систем генерації енергії, їх розташування в конструкції будівлі. Наприклад, 
вітряний клімат дає можливість включати вітрогенератори в обсяг будівлі, 
облік рози вітрів території дозволяє визначити їх оптимальне розташування в 
об'ємно-планувальній структурі з точки зору підвищення ефективності. В 
умовах жаркого клімату з великою кількістю сонячних днів доцільно 
використовувати сонячні батареї. Досить часто актуальним є поєднання 
декількох систем генерації енергії і їх оптимальне розміщення. У разі великої 
кількості опадів на території доцільно використовувати системи збору дощової 
води, що дозволяє знизити енерговитрати на водопостачання. З огляду на 
вищесказане, можна констатувати значний вплив природно-кліматичного 
чинника на формування об'ємно-планувальної структури, а також на 
архітектурно-художній образ житлових, виробничих і громадських будівель. 
Вплив екологічного фактора тісно пов'язаний з природно-кліматичним, але має 
свою очевидну специфіку. Якщо при розгляді природно-кліматичного фактора 
стоїть завдання врахувати особливості клімату, то екологічний фактор вимагає 
враховувати навантаження, яку надає будівля на існуючий екологічний баланс 
території. Сюди входять такі основні складові: скорочення викидів парникових 
газів, взаємозв'язок між природним і штучним середовищем, антропогенний 
вплив на навколишнє середовище та екологічна безпека людини. Звідси 
випливає, що врахування екологічного фактора має на увазі розробку 
архітекторами проектного рішення енергоефективної будівлі, що мінімізує 
негативний вплив на всі перераховані вище складові. Врахування екологічного 
фактора при проектуванні будівель є досить складним завданням, так як 
забезпечення енергоефективності не має прямого відношення до вирішення 
екологічних проблем, що виникають при будівництві таких об'єктів, 
27 
 
оптимізацію енергетичного балансу будівлі можна вважати прямим завданням. 
Для того щоб врахувати екологічний фактор, необхідно включити в проектне 
рішення екологічні матеріали і технології, врахувати особливості природного 
середовища (ландшафт, флора, фауна). Неприпустимо знищувати середовище 
проживання рідкісних видів тварин, птахів і рослин, вирубувати зелені 
насадження без заміни. Таким чином, проектувальники зобов'язані вживати 
всіх можливих заходів для забезпечення збереження існуючого природного 
середовища. Слід зазначити, що при забезпеченні енергетичної ефективності 
будівель повинні враховуватися екологічні навантаження, які може чинити 
будівля, а забезпечення енергетичної ефективності не повинно суперечити 
цілям екологічного підходу до проектування таких об'єктів. В даний час 
широкого поширення набуває екологічний функціоналізм. В її основі лежить 
ідея наукового аналізу особливостей функціонування будівлі (споруди, 
комплексу тощо) з урахуванням екологічних потреб людини. Художньо-
практичні завдання в даному випадку спрямовані не тільки на задоволення 
процесів, що відбуваються на об'єкті, а й на їх енергоефективність, гармонійне 
включення споруди в міське і природне середовище, її відповідність вимогам 
відеоекології.  
«Зелений білдінг» – це інноваційний підхід у будівництві та проектуванні, 
заснований на економному використанні ресурсів при організації 
водопостачання, опалення, електропостачання, застосуванні технології 
рекуперації, раціональному використанні будівельних та оздоблювальних 
матеріалів. Зелена архітектура використовує найсучасніші наукові та 
технологічні розробки для дослідження та розробки ефективних джерел 
споживання енергії та відновлюваних джерел енергії. Він пристосований до 
місцевих кліматичних умов, ландшафту і специфічним особливостям своїх 
мешканців найбільш оптимальним чином. Сертифікати DGNB, LEED, 
BREEAM, Green Star і т.д. - це хороший спосіб продемонструвати прихильність 
до корпоративної відповідальності і, в той же час, корпоративної турботи про 
навколишнє середовище. Таким чином, будівлі, інтегровані в природу, будуть 
28 
 
особливо затребувані в майбутньому. З урахуванням факторів навколишнього 
середовища спостерігається ще одна світова тенденція - ресайклінг, тобто 
прагнення до повторного використання матеріалів, фрагментів будівель, а 
також адаптації існуючого простору до нових функцій. Світова архітектура 
відмовляється руйнувати і серйозно впливати на ландшафт: реставруються і 
забудовуються існуючі об'єкти, ведеться їх відновлення. Прагнення до 
вторинної переробки знаходить своє відображення на різних промислових 
об'єктах. Архітектурні та містобудівні чинники. Основними складовими 
архітектурно-містобудівного фактора є: вплив транспортного навантаження, 
інженерних мереж, територіальне розташування передбачуваного будівельного 
майданчика в структурі міста. При виборі місця розташування бажано 
передбачити вплив будівлі на існуючу територію і передбачити можливості для 
руху транспорту, паркування, розвороту транспортних засобів, так як 
розміщення великого об'єкта в міській місцевості з інтенсивним трафіком може 
привести до транспортного колапсу. Також необхідно враховувати, що на 
будівлі, особливо багатоповерхові, припадають значні навантаження на 
інженерні мережі. У зв'язку з цим необхідно використовувати в 
конструктивному рішенні прийоми, що знижують це навантаження . В цілому 
зростання міст і ущільнення будівель зобов'язують до раціонального 
використання міських територій. Збільшення кількості транспортних засобів, 
протяжності маршрутів, нестача паркувальних місць вимагають від 
проектувальників переосмислення принципів розміщення висотних будівель, 
особливо в міському середовищі, та формування просторово-планувальних 
рішень з урахуванням оптимізації трафіку та людей, які відвідують будівлю. 
Відсутність зелених насаджень і громадських просторів у великих містах 
сприяють включенню в об'ємно-планувальну структуру будівель зимових садів, 
атріумів та інших громадських зон. В результаті ряд багатоповерхівок 
використовують в своїй структурі зелені громадські зони, які, крім функції 
очищення повітря і природної вентиляції, розвантажують міське середовище і 
використовуються для зустрічей, спілкування, відпочинку співробітників і 
29 
 
відвідувачів. Таким чином, можна сказати, що розташування в міському 
середовищі має значний вплив на формування тривимірної композиції будівлі і, 
як наслідок, на вибір інструментів енергоефективності, які передбачається 
використовувати в проекті. Беручи до уваги архітектурно-містобудівний 
фактор, зараз необхідно створювати особливу архітектуру будівель шляхом: – 
використання енергії вітру, яка перенаправляється на турбіни в два «проміжки» 
і перетворюється в енергію для опалення, вентиляції та кондиціонування 
(замість створення вітрового навантаження на саму будівлю); – орієнтація 
будівлі щодо сонця, що дозволяє максимально використовувати сонячну 
енергію;  
– у будівництві використовуються сучасні матеріали. Зокрема, на 
південному фасаді використання теплоізоляційного скла та двошарової навісної 
стіни зменшує обігрів та зменшує потребу у використанні кліматичного 
обладнання;  
– рекуперується теплова енергія  
– використане повітря спрямовується в щілину між подвійними стінами на 
південній стороні будівлі, а потім використовується як теплоносій в системах 
кондиціонування/опалення. Конструктивні та технологічні чинники [11]. У 
зв'язку зі специфікою створення енергоефективних будівель, одним з 
найважливіших факторів, що впливають на формування таких об'єктів, можна 
вважати проектно-технологічний фактор. Вплив проектного і технологічного 
фактора грунтується в основному на необхідності розміщення в конструкції 
будівлі різних інженерних систем, що зумовлює необхідність включення в 
проект додаткових груп приміщень для розміщення інженерно-технічного 
обладнання, аналізу взаємозв'язку цих приміщень з приміщеннями, властивими 
висотним офісним будівлям традиційно. Про вплив інженерно-технічних 
рішень на формування висотних будівель В. Шуллер пише: «Системи 
електропостачання можуть бути зосереджені в спеціальних валах, які органічно 
пов'язані з валами жорсткості. Іноді для системи інженерного обладнання 
30 
 
передбачаються спеціальні простори біля зовнішніх стін або технічних 
перекриттів для розміщення складних комунікаційних систем. Всі ці рішення 
мають значний вплив на загальний вигляд будівлі та вибір економічної 
структурно-планувальної схеми». Особливе значення має і енергозабезпечення 
будівель. До енергозабезпечення будівель пред'являються більш високі вимоги, 
ніж до електропостачання звичайних будівель. В першу чергу це стосується 
надійності енергопостачання. Забезпечення тепловою та електричною енергією 
повинно здійснюватися не менше ніж з двох незалежних джерел енергії. Таким 
чином, можна зробити висновок, що використання альтернативних джерел 
енергозабезпечення в процесі експлуатації будівель є доцільним, як в якості 
додаткового джерела в традиційному енергопостачанні, так і (в разі поєднання 
декількох видів альтернативних джерел енергії) в якості основного . В 
результаті аналізу впливу конструктивно-технологічного фактора необхідно 
виділити три типи інженерних систем, які впливають на формування об'ємно-
планувального рішення енергоефективних будівель. До них відносяться 
інженерні системи відкритого типу, інженерні системи закритого типу, а також 
інженерні системи комбінованого типу. До інженерних систем відкритого типу 
відносяться ті системи, які розташовуються із зовнішнього боку будівлі, на 
дахах, фасадах, карнизах та інших елементах огороджувальних конструкцій, це 
можуть бути сонячні батареї, вітрогенератори, системи збору дощової води та 
інші подібні системи. До інженерних систем закритого типу відносяться 
системи вентиляційних каналів, різні системи накопичення енергії, 
геліотермальні лабіринтові системи, а також всі інженерні системи, які 
традиційно присутні в сучасних будівлях (опалення, вентиляція і т.д.). 
Комбіновані інженерні системи - це системи, які одночасно мають властивості 
як відкритої, так і закритої системи. Інженерні системи першого типу можуть 
істотно впливати на зовнішній вигляд будівлі, ставати його формоутворюючим 
елементом. Наприклад, вітрогенератори або сонячні колектори, розміщені в 
конструкції будівлі, можуть служити ключовими елементами об'ємної 
просторової композиції будівлі, що робить їх помітними для оточуючих і 
31 
 
дозволяє будівлі служити символом енергоефективного будівництва в цілому. 
Наявність інженерних систем закритого типу, навпаки, менш помітно, але це не 
зменшує впливу таких систем на формування просторопланувальної структури. 
Естетичні та інформаційні чинники. До матеріальних, тобто візуально 
відчутних носіїв інформаційного та естетичного потенціалу будівлі, відносяться 
його загальна форма, масштаб (фізичні розміри – висота, довжина, ширина), 
силует, поділ вертикальних і горизонтальних поверхонь, колір, фактура 
поверхонь і т.д. В даний час будівлі демонструють деталі унікальності, 
сучасності, інноваційності та зручності. Будівельні матеріали відіграють велику 
роль у формуванні архітектурно-художнього образу будівлі. Використання 
алюмінію, нержавіючої сталі, мідних сплавів, емалей, скла, пластмас та інших 
нових матеріалів для стінових панелей і віконних заповнень надає зовнішньому 
вигляду будівлі індивідуальний характер, особливу архітектурну виразність. 
При введенні кольору слід віддавати перевагу натуральним кольорам різних 
матеріалів. Знаходження художнього образу будівлі - одна з найважливіших 
завдань архітектора-проектувальника. Архітектурний вигляд повинен 
відображати кліматичні особливості регіону (легкий клімат, напрямки 
переважаючих вітрів в різні пори року, низькі температури повітря і снігові 
замети в північних районах, високі температури на півдні). Архітектурне 
рішення фасадів повинно враховувати їх спрямованість. На північній стороні 
доцільно використовувати більше скління, ніж на південній, горизонтальні 
сонцезахисні екрани та інші виступаючі елементи з південного боку, 
вертикальні або гратчасті сонцезахисні пристрої на східній і західній сторонах. 
Різноманіття форм і матеріалів також сприяє унікальності зовнішнього вигляду 
будівель і споруд. Об'ємно-планувальні рішення в переважній більшості 
випадків взаємопов'язані з конструктивними, технологічними та 
експлуатаційними характеристиками проектованих будівель. Тому визначення 
економічної ефективності об'ємно-планувальних рішень без зв'язку з іншими 
характеристиками проектних рішень не практикується. З урахуванням 
перерахованих вище факторів необхідно пред'явити вимоги до формування 
32 
 
будівель з урахуванням сталого розвитку міського середовища: соціальне, 
ландшафтно-екологічне, архітектурно-містобудівне та естетичне (рис. 1.4). 
Соціальні вимоги повинні забезпечувати відповідність інфраструктури будівель 
європейським стандартам і правилам формування інтерактивних об'єктів. [12] 
 
Рисунок 1.4 – Приклад формування природоінтегрованої 
інноваційної будівлі. 
Ландшафтні та екологічні вимоги повинні стимулювати створення 
ефективної фіто-середовища будівель та забезпечувати позитивний вплив 
будівель на навколишнє середовище за рахунок використання рециклінгу. 
Архітектурні, містобудівні та естетичні вимоги повинні забезпечувати 
формування комфортних і гармонійних внутрішніх і зовнішніх просторів. 
 
 
 
 
33 
 
 
1.3 Специфіка формування будівель з урахуванням сталого розвитку 
міського середовища 
Сучасне місто являє собою складну систему, в якій людині все важче 
орієнтуватися. Місто сприймається як частини, фрагменти або окремі об'єкти 
архітектури. Більшою мірою архітектурні об'єкти є своєрідними орієнтирами, 
екологічними детермінантами. Міста являють собою інформаційне поле, яке 
почало формуватися за своїми правилами. І як архітектурні, так і 
неархітектурні об'єкти виступають орієнтирами в цьому складному просторі. В 
даний час сучасні міста розвиваються інтенсивними темпами, з'являються нові 
райони, функціональні зони, нові типи будівель. Міста ростуть як по 
горизонталі, так і по вертикалі, їх структура ускладнюється, що ускладнює 
навігацію в міському просторі. Ускладнюється інформативне наповнення 
середовища, організація якого ґрунтується на принципі формування об'єктів 
дизайну. У той же час зорове сприйняття викликає певні асоціації і може бути 
сприйнято або відкинуто. Інформаційний контент у місті відіграє активну роль, 
його якість залежить від цифрових технологій. З кожним роком вона 
ускладнюється і в даний час в міському середовищі сформувалася система 
візуальних кодів. Містобудування активно формує інформаційну систему 
будівель. Візуальна комунікація з'являється в міських просторах. Обсяг будівлі 
стає своєрідною конструкцією для розміщення елементів візуального 
оформлення. Інтеграція візуальних комунікацій з інтер'єрами відбувається 
швидкими темпами. Поряд з традиційними фасадами з'являється медіа-
архітектура. Фасади будівель заповнюються світяться екранами із 
зображеннями, які періодично замінюються, перетворюючи будівлю і міське 
середовище . 
Візуальні комунікації - це система наочних і графічних знаків і рішень 
(інформаційних пристроїв, графічних символів і т. д.), Призначених для 
вирішення завдань забезпечення орієнтації, регулювання поведінки людини в 
34 
 
конкретних об'єктно-просторових ситуаціях, забезпечення навколишнього 
середовища необхідним світлоколірним комфортом і емоційним настроєм. З 
кожним роком змінюється набір і якість візуальних комунікацій . Візуальні 
комунікації, які дозволяють легко орієнтуватися в просторі і тим самим роблять 
його комфортним, активно використовуються в інтер'єрах великих громадських 
центрів - аеропортів, метрополітенів, спортивних арен, торгових центрів. У 
міському середовищі візуальні комунікації актуальні в районі транспортних і 
розподільчих вузлів, в ландшафтній організації території. У цих місцях 
використовується графічна мова піктограм. В умовах складних функціональних 
і просторових організацій навігатори є чи не єдиним засобом орієнтації 
людини. Виготовлені за певними правилами, вони мають універсальну мову, 
знак, що відображає впізнавані ознаки предмета, предмета або дії. Сучасні 
міста стали центрами інформаційного виробництва, головним ресурсом 
економіки та головним ресурсом для розвитку міста. Інформаційні потоки та їх 
графічна фіксація починають активно формувати нове середовище сучасного 
міста. Місто перетворюється на складну інформаційну систему, в 
стенографічній формі якої відображена вся його життєдіяльність. Міське 
середовище стає інформаційно-діяльнісною системою, що включає в себе 
різноманітну інфраструктуру архітектурних об'єктів. Інформативність цієї 
системи, перш за все, залежить від ієрархічної системи розміщення будівель у 
міському середовищі з урахуванням основних видів діяльності (трудової, 
побутової, соціальної) . Вся система має інформаційне поле і комунікаційне 
ядро, яке залежить від чисельності населення, адміністративної та економічної 
значущості міста. Інформаційні потоки слід диференціювати на: – зовнішні 
(переважно звукові); – внутрішні (візуальні, звукові, тактильні). Внутрішні 
потоки досить різноманітні за своїм впливом. 
Найбільший вплив мають підсистема візуальних властивостей будівель і 
підсистема типологічних властивостей будівель. Підсистема візуальних 
властивостей будівель має такі характеристики. Геометричний вигляд - основна 
властивість форми архітектурної споруди, він визначається співвідношенням 
35 
 
розмірів форми за трьома координатами простору (ширина, висота, глибина). 
Якщо всі три виміри відносно рівні, то форма має тривимірний характер. Якщо 
один вимір набагато менше двох інших, форма виходить плоскою. Якщо один 
вимір набагато більший за два інших, форма є лінійною. Розміри архітектурної 
форми - це властивість її довжини по висоті, ширині, глибині по відношенню до 
розмірів людини і в порівнянні з іншими суміжними формами. Положення 
форми в просторі по відношенню до глядача: фронтальне, профільне, 
горизонтальне; ближче, далі, вище, нижче, ніж глядач або лінія горизонту. Маса 
будівлі в візуальному сприйнятті залежить від візуальної оцінки кількості 
матеріалу архітектурної форми. Найбільшу масу мають кубічні або кулясті 
щільні форми, а найменшу — порожнисті, плоскі та гладкі форми . Фактура 
матеріалу є важливою властивістю архітектурної форми, що відображає 
об'ємний характер поверхні, в той час як текстура (малюнок) відображає 
лінійну структуру матеріалу на поверхні (наприклад, текстуру дерева). Колір в 
архітектурних композиціях - це властивість поверхні відбивати або 
випромінювати світло з різними спектральними властивостями. Для нього 
характерний колірний тон (відтінки), насиченість (ступінь яскравості кольору), 
легкість (відбивна здатність поверхні). Світлотінь - це властивість, що виявляє 
розподіл світлих і темних ділянок на поверхні форми. Світлотінь підсилює і 
полегшує візуальне сприйняття архітектурної форми. Підсистема типологічних 
характеристик будівель визначає їх функціональне призначення та рівні 
організації об'єктів. Для неї характерні:  
– функціональна умовність об'ємної та просторової структури будівель; – 
визнання функціонального призначення будівель;  
– функціональна логічна структура планування; – конструктивна 
відповідність функціональному призначенню об'єкта;  
– композиційна структура будівель (закрита, відкрита, змішана). 
Необхідність врахування умов візуального сприйняття в архітектурі 
споруд добре відома. Його визнали ще в давнину. Враховувати умови зорового 
36 
 
сприйняття - значить надавати архітектурі будівлі такі якості, які виражають 
його приналежність до даного місця будівництва, до навколишнього 
просторового середовища.  деталі, колір, фактура поверхонь і т.д. Вони 
утворюють своєрідні інформаційні «шари», кожен з яких має свій зміст. 
Залежно від конкретних умов сприйняття і ролі будівлі в тій чи іншій ситуації 
необхідно коригувати зміст кожного «шару» (наприклад, в загальному вигляді – 
силует, поверховість; у великих членуваннях фасаду – пластичність загальної 
форми, основної композиційної теми і т. д.), А також надавати йому необхідну 
активність або пріоритет. Щоб вирішити цю проблему, необхідно враховувати 
фізіологію зору. Відомо, що зона ясного сприйняття обмежена на 27° у 
вертикальній площині і на 42° в горизонтальній площині. Звідси випливають 
важливі наслідки. По-перше, чим далі об'єкт сприйняття, тим більше його 
потрапляє в поле зору. Окрема будівля починає сприйматися разом з 
навколишнім середовищем і оцінюватися в порівнянні з сусідніми будівлями. 
По-друге, у міру віддалення від об'єкта сприйняття змінюється зміст цілого і 
частини. Якщо на близькій відстані «ціле» було фрагментом фасаду, а 
«деталлю» - вікно, двері, балкон, то при збільшенні відстані панорама будівлі 
виходить «цілим», а будівля - лише його деталлю. По-третє, змінюються 
просторові відчуття. Швидкість руху глядача є необхідною умовою. Пішоходу 
доступне детальне сприйняття (огляд) об'єкта. Перехожому вдається вловити 
лише загальні риси конструкцій. Тому розробка будівель повинна бути досить 
інформативною, щоб сприйматися з різною швидкістю. Різноманіття 
візуального сприйняття будівель актуалізує всі їх характеристики: від загальної 
форми до малюнка балконних перил і віконних рам. Нехтування будь-якими 
інформаційними «шарами» призводить до зубожіння архітектурних якостей 
будівель . Велике значення має морфологія навколишніх будівель. Для 
проектування будівель мають важливе значення такі властивості навколишньої 
будівлі, як геометрія її планів, розміри будівель і утворених ними просторів. 
Відомо, що в будь-якому місті з багатовіковою історією існує ряд зон, які 
відрізняються один від одного за цими ознаками. Для кожного з них потрібне 
37 
 
спеціальне розчин. Таким чином, склад будівель і комплексів, розташованих в 
історичних центрах, як правило, орієнтований на збереження і навіть 
повторення геометричних конфігурацій і розмірів, властивих навколишньому 
середовищу. У районах, що виникли в 60-70-х роках ХХ століття, навпаки, 
може бути кращим не асиміляція, а контраст, досягнутий за рахунок зменшення 
дворових просторів (ущільнення) і ускладнення геометричних характеристик 
планів. Проектні пошуки по створенню будівель з інноваційними методами 
формування повинні проводитися за такими напрямками: - архітектурне та 
містобудування; – ландшафтні та екологічні; – планувальні та просторово-
просторові; – конструктивні та технологічні; – художньо-образотворчий; – 
інформаційно-типологічні. Пошук за проектом повинен здійснюватися також за 
допомогою комп'ютерного моделювання об'єктів. Будівлі з інноваційними 
техніками - це також об'єкти, в об'ємному і просторовому рішенні яких 
відбувається динамічний процес постійного оновлення і розширення 
виконуваних функцій. Багато будівель стали включати в свою структуру 
систему «дизайнерських просторів», компактних і пропорційних людині. Це 
технічно оснащені та висококомфортні номери з інтерактивністю.  спрямований 
на максимальне врахування людського фактора. Будівлі з інноваційними 
методами формування є об'єктами техніки, де реалізуються новітні досягнення 
в різних областях науки і техніки. По суті, вони є стимуляторами науково-
технічного процесу. У цьому аспекті особливий інтерес представляють будівлі 
з різними варіантами трансформації (рис. 1.5) [13]. 
 
Рисунок 1.5-Фасади будіведь з різними варіантами трансформації. 
38 
 
Таким чином, зміна якісних і кількісних показників архітектурного 
середовища інноваційних будівель може бути реалізована за рахунок 
використання наступних прийомів трансформації. Об'ємний і просторовий 
способи перетворення передбачають якісну зміну архітектурного об'єкта 
шляхом перетворення об'ємних елементів будівлі. Для них характерна 
можливість адаптації обсягу будівлі до мінливих умов і факторів, зміни 
просторових характеристик об'єкта: ступеня відкритості/закритості по 
відношенню до навколишнього середовища, забезпечення шумозахисту, 
регулювання показників природного освітлення, інсоляції і т.д. Основною 
метою такого перетворення будівлі є необхідність створення і підтримки 
оптимальних мікрокліматичних характеристик всередині будівлі, а також для 
економії енергії. Крім екологічного аспекту, перетворення об'ємного і 
просторового середовища будівель (складні концептуальні конструкції рухомої 
форми, можливість зміни обсягу, що змінюється в залежності від конкретних 
умов простору) сприяє естетичній виразності їх архітектурного рішення. 
Функціональний і планувальний методи перетворення забезпечують реалізацію 
процесів внутрішньої адаптації архітектурного об'єкта, яка відбувається в 
межах його зовнішньої оболонки при збереженні загальних постійних розмірів 
будівлі. Тип динаміки будівлі визначає його структуру, в якій проявляється 
характер побудови планувальної композиції, що виражає складність і гнучкість 
простору, а також функціональне наповнення. 
  
39 
 
2 РОЗДІЛ. Дослідження, які робилися вітчизняними та зарубіжними 
вченими по вивченню і впровадженню нано-технологій і матеріалів 
2.1 Типологічна структура будівель із інноваційними прийомами 
формування у міському середовищі 
За останні десятиліття змінилася парадигма формування будівель з 
житловими, виробничими та громадськими функціями. Це пов'язано з 
переходом від індустріального суспільства до інформаційного, зміною 
політичної системи, необхідністю розвитку в умовах ринкової економіки. 
Зростаючий темп життя, розвиток комунікацій, посилення урбанізації і 
підвищення мобільності формують нові вимоги і критерії оцінки житлових, 
промислових і громадських будівель. Зміни потреб суспільства в середовищі 
життєдіяльності в цілому кожного споживача окремо, з одного боку, і умови, 
продиктовані ринком, з іншого, вимагають пошуку вдосконалення просторових 
характеристик архітектурного середовища всіх типів будівель, підвищення 
вимог до його якостей з позицій «людяності» в умовах агресивних зовнішніх 
факторів обмежень і створення ефективної системи інформаційної активності 
архітектурних об'єктів. Інформаційно-діяльнісна система об'єктів архітектури 
включає житлові, промислові та громадські будівлі. В даний час вони 
створюються як традиційними методами формування їх об'ємної просторової 
структури, так і методами новаторства. Типологічні характеристики житлових, 
виробничих і громадських будівель постійно удосконалюються за рахунок 
розвитку побутової діяльності з житловою функцією, трудової діяльності з 
виробничою функцією і соціальної діяльності з громадською функцією. Слід 
зазначити, що громадська функція є найбільш ємною, з урахуванням 
функціонального призначення будівель. Вона має відповідну диференціацію. 
Критерії розвитку і формування будівель з інноваціями як об'єктів системи 
інформаційної діяльності включають в себе різні аспекти. Основним завданням 
формування або реконструкції будівель є визначення інноваційних методів 
40 
 
формування відповідно до контексту конкретної забудови та відповідно до 
вимог сталого розвитку міського середовища. 
Пошук інноваційних методів формування всіх типів будівель повинен 
здійснюватися, перш за все, з урахуванням соціальних вимог. Особливо 
важливо враховувати ці вимоги при формуванні житлових будівель. Їх 
інфраструктура потребує постійного вдосконалення відповідно до гендерної та 
вікової структури населення. Типологія житлових будинків і квартир 
безпосередньо пов'язана з його показниками. Істотне значення має факт 
старіння населення, що призводить до збільшення абсолютної кількості груп 
пенсійного віку. Особливо чітко цей процес простежується у великих 
культурних і промислових центрах. З віком спосіб життя людей змінюється. 
Житлова система повинна реагувати на ці зміни. Прикладом може служити 
створення спеціалізованого житла, яке утворює особливу типологічну групу 
житлових будівель. Однак в більшості випадків люди похилого віку вважають 
за краще залишатися в сім'ї, разом з родичами. Тому з'явився тип квартир, 
розрахованих на спільне проживання сімей з двох-трьох поколінь. Певний 
вплив на конструкцію житла має рівень освіченості населення. З підвищенням 
рівня освіти зростає потреба в квартирах з можливістю створення робочого 
місця для навчання, наукової та творчої роботи. Проектування житла не може 
здійснюватися без урахування сімейного складу населення. Це важливо для 
формування типології квартир. Демографічні дані, отримані з різних місць, 
дозволяють звести воєдино структуру новозбудованого житлового фонду і 
попит населення. 
Чисельний склад не вичерпує характеристик сімейства. Ще однією 
важливою особливістю є його будова. Розрізняють п'ять типів сімей: 1 – сім'ї з 
сімейним ядром і без нього; 2 – сім'ї з дітьми та без них; 3 – повні і неповні 
сім'ї; 4 – ядерні та комплексні; 5 – сім'ї з однією або декількома подружніми 
парами. Важливою обставиною є зміна вимог до житла в зв'язку з життєвим 
циклом сім'ї. Вважається, що сім'я в процесі свого розвитку проходить п'ять 
стадій: 1 – життя несімейної молоді; 2 – формування сім'ї; 3 – період 
41 
 
«стабільності»; 4 – період «зрілості» або розпаду; 5 – період «згасання». 
Відповідно до цих стадіями життєвого циклу змінюються форми і зміст 
життєдіяльності як всієї сім'ї, так і її членів, в тому числі розширення або 
звуження домашнього господарства, розвиток або згасання активності в 
домашній роботі, дозвіллі, спілкуванні і т. Д. 
Форми житла виникають і розвиваються в безпосередньому зв'язку зі 
способом життя індивідів і соціальних груп. Всі види житла мають деякі 
загальні соціальні функції: - збереження здоров'я людей, що проживають в 
ньому; - зміцнення сім'ї та створення здорового психологічного клімату в ній; - 
сприяння розвитку сім'ї; – організація неробочого часу; – підвищення 
кваліфікації; – виховання дітей; – створення умов для відпочинку; – виконання 
ролі психологічного «притулку». Кожна з цих функцій повинна отримати певне 
матеріальне і просторове втілення як в структурі всього будинку, так і в 
окремій квартирі. Соціальна модель житла - це система вимог, що 
пред'являються сім'єю до її функціональної програми і просторової структури. 
Житлові будинки і споруди призначені для тривалого і тимчасового 
проживання людей; До них відносяться будинки з квартирами, гуртожитки, 
готелі та окремі житлові будинки. За своїм призначенням вони поділяються: - 
багатоквартирні будинки для постійного проживання; – гуртожитки для 
довгострокового перебування; – готелі для короткострокового проживання; – 
індивідуальні житлові будинки для постійного або тимчасового проживання. 
За кількістю поверхів вони можуть бути: – малоповерхові – 1-2 поверхи; – 
середньоповерховий – 3–5 поверхів; – багатоповерхові – 6 і більше поверхів; – 
багатоповерхові будинки – 11–16 поверхів; - висотні - більше 16 поверхів. За 
кількістю квартир житлові будинки можуть бути: – односімейні 
(індивідуальні); – напіввідокремлені (спарені); –Квартира. З урахуванням 
формування об'ємної і просторової структури в даний час житлові будинки слід 
диференціювати на кілька типів: місцевий житловий будинок, 
монофункціональний житловий комплекс, багатофункціональний житловий 
комплекс, мансарда, індивідуальний житловий будинок (рис. 2.1). 
42 
 
  
Малюнок 2.1 - Багатофункціональний житловий комплекс 
Місцеві житлові будинки являють собою окремий обсяг з вертикальною 
забудовою квартирного будівництва. Монофункціональний житловий комплекс 
включає в себе кілька обсягів будівель з розвитком створення квартир по 
горизонталі і вертикалі. Багатофункціональний житловий комплекс також 
включає в себе кілька обсягів будівель з визначенням квартир по горизонталі і 
вертикалі і з включенням різних громадських функцій - торгової, бізнесової, 
виставкової і т.д. Слід зазначити, що інноваційні методи формування всіх типів 
житлових об'єктів повинні здійснюватися і з урахуванням екологічних вимог 
сталого розвитку міського середовища. Потрібно створювати екологічні 
житлові комплекси. Вони є енергоефективними екологічно чистими об'єктами 
міського середовища, максимально природоорієнтованими, ергономічними та 
самодостатніми. В даний час необхідним є застосування екологічних інновацій: 
– використання природних компонентів в структурі об'єктів; – раціональне 
використання енергетичних ресурсів; – використання нових технологій для 
поліпшення теплоізоляції об'єктів; Беручи до уваги архітектурно-містобудівні 
вимоги до формування житлового середовища, необхідно, перш за все, 
створити лофти (рис. 2.2) 
43 
 
 
Рисунок 2.2 – Лофт як інноваційний об'єкт формування 
житлових будинків 
Лофт – це промисловий об'єкт, переобладнаний для житлової функції. 
Крім житлової функції, вона може включати в себе різні громадські функції - 
торгівлю, виставку, розваги і т. Д., Але зі збереженням елементів промислового 
дизайну. Лофт – це, як правило, амбітна архітектура, оскільки існуючі 
приміщення реконструюються та проектуються провідними архітекторами-
дизайнерами. Житло в стилі лофт можна розділити на елітне і соціальне. Елітне 
житло в стилі лофт розташовується в основному в історичному центрі міста або 
в його прикордонних районах. Він може бути представлений у вигляді 
квартири лофт або квартири лофт. Квартири лофт займають центральне 
положення між квартирою і офісом, і дозволяють поєднувати громадські та 
індивідуальні функції. Їх площа становить близько 1000 м2. Площа квартир 
лофт від 120 м2. 
Соціальне житло в стилі лофт розташоване в середніх або периферійних 
районах міста і має невелику площу (до 65 м2). Планування може передбачати 
поділ на кімнати, але при цьому зберігається і демонструється відкритий 
конструктивний каркас і промислові елементи будівлі (балки, труби, ферми, 
металеві колони, вентиляційні труби, неоштукатурені цегляні стіни). 
44 
 
Раціональне зонування простору забезпечується, перш за все, наявністю 
значних площ колишнього заводу або фабрики, пристосованих під житло. 
Формування соціального житлового лофту вирішує проблему його доступності 
при створенні сприятливих умов проживання для малозабезпеченої категорії 
населення (людей з інвалідністю, багатодітних та молодих сімей). Такі завдання 
в ряді країн ближнього і далекого зарубіжжя виконуються в рамках державних 
соціальних програм. Цікавими прикладами є також пристосування 
промислових об'єктів під молодіжні гуртожитки. Вони досить різноманітні за 
своєю об'ємною і просторовою структурою. До основних особливостей 
формування житлових об'єктів лофт можна віднести: значну площу і висоту 
приміщень (як правило, без міжкімнатних перегородок), просту конфігурацію в 
плані, високі віконні прорізи, мінімалізм в інтер'єрі, збереження елементів і 
матеріалів промислового об'єкта, високий запас міцності несучих конструкцій, 
зручне розміщення в структурі міста. 
Слід зазначити, що найбільш комфортними умовами проживання в даний 
час є індивідуальні житлові будинки. Їх типологічні характеристики досить 
різноманітні. Це інтегровані в природу об'єкти з органічним поєднанням 
внутрішнього і зовнішнього просторів. Як правило, вони включають в свою 
структуру невеликий сад з басейном, спортивні та дитячі майданчики. 
Релаксаційний ефект від такої рекреаційної обстановки досить високий. 
Інноваційні пошуки формування таких об'єктів не обмежуються організацією 
просторів для виконання житлових і рекреаційних функцій. В даний час 
прогресивні уявлення суспільства про просторові рішення, орієнтація на 
максимальний комфорт і підвищену функціональність призвели до 
необхідності організації індивідуальних будинків особливого типу. Це можуть 
бути будинки з переважаючими поряд з житловими, соціальними, трудовими, 
спортивними, творчими та іншими функціями (будинки-музеї, будинки-галереї, 
будинки-студії, будинки-офіси, будинки-спортзали, домашні ательє). 
Перевагами планувальних рішень цих житлових утворень є можливість їх 
поетапного розширення за рахунок використання трансформованого або 
45 
 
резервного простору, надбудови або розширення додаткових приміщень. Слід 
зазначити, що їх формування повинно здійснюватися з урахуванням методів 
вільного планування та організації комфортного мікроклімату. Особливості 
планувальної структури будинків з урахуванням розвитку житлової функції 
досить різноманітні. Всі індивідуальні житлові будівлі, як правило, мають 
високі екологічні характеристики, до яких відносяться: – використання 
місцевих будівельних матеріалів; – використання енергії вітру (вітрогенератор); 
– використання сонячної енергії (сонячні панелі); – використання енергії землі 
(теплові насоси); – використання води від атмосферних опадів через дах тераси; 
– використання підземних вод (свердловини); – використання бака з підігрівом 
води від сонячного тепла (система термос); – екологічно чисті поновлювані 
матеріали; – дбайливе ставлення до існуючого ландшафту. Система внутрішніх 
приміщень в окремих житлових будинках має особливості зонування, 
обумовлені характером повсякденної діяльності людей. В умовах підвищеного 
комфорту таке архітектурне середовище включає в себе кілька зон і спеціальну 
кімнату відпочинку. Поряд з житловими будівлями в даний час ведуться 
пошуки по створенню нової структури образу і художнього образу 
промислових будівель. 
Промислові будівлі призначені для розміщення промислового 
виробництва, забезпечення необхідних умов експлуатації і нормальної 
життєдіяльності людини, зайнятого виробничим процесом. З цією ж метою 
виробничі будівлі обладнуються підйомно-транспортними засобами та 
обладнанням, системами зв'язку, пристроями для обслуговування та 
закріплення технологічного обладнання, машин тощо Поряд з конструктивною 
схемою, конфігурацією, розмірами і поверховістю вона визначає конструкцію, 
рішення промислової будівлі, характер якої безпосередньо пов'язаний з 
особливостями і типом промислового виробництва, розташованого в будівлях. 
Велика різниця в галузях і видах виробництва обумовлює різноманіття 
будівельних рішень. Будівлі, призначені для потреб промисловості, транспорту, 
енергетики; забезпечувати нормальні умови праці людей і роботу 
46 
 
встановленого обладнання. За своїм призначенням вони поділяються на 
виробничі (основні цехи підприємства), допоміжні виробництва (для 
допоміжного виробництва), енергетичні (забезпечення стисненим повітрям, 
паром, електроенергією), акумулюючі. Розрізняють одноповерхові, 
багатоповерхові і багатоповерхові промислові будівлі (наприклад, будівля 
теплової електростанції), з одним або декількома прольотами. Промислові 
будівлі можуть оснащуватися підйомно-транспортним обладнанням (мостові, 
портальні, підвісні та інші крани, елеваторні споруди), опалювальними і 
неопалюваними (гарячі цехи, склади і т. Д.), Іноді герметичним для 
забезпечення стерильності повітря. Розрізняють одноповерхові промислові 
будівлі: окремо стоять (будівлі павільйонного типу) або суцільні будівлі 
(зблоковані багатопролітні будівлі), ліхтарні і безліхтарні. Конструктивна схема 
покрівлі може бути плоскою (балки, ферми, арки, рами) і просторовою 
(раковини, фальци, склепіння, куполи, висячі конструкції) . 
Основними рисами промислового розвитку в даний час є розвиток 
екологічно чистих виробництв, зростаюча роль високих технологій, збільшення 
частки малих і середніх підприємств в загальному обсязі виробництва, 
децентралізація промисловості, включення в структуру виробництва наукових 
досліджень, розподілу, а також різних суспільних функцій. Зміна в бік 
поліпшення екологічних характеристик виробництва істотно вплинула на 
архітектурне формування сучасних підприємств, принципи їх розміщення в 
містах і просторової взаємодії з міським середовищем, а також визначила 
актуальність нових, якісно відмінних від попереднього етапу, екологічних 
завдань, в основі яких лежить гармонійна інтеграція виробництва з 
навколишнім природним або міським середовищем, відновлення порушеного 
екологічна рівновага та її підтримання, створення екологічно позитивного 
промислового розвитку, з активним використанням ресурсозберігаючих 
технологій та альтернативних джерел енергії [14]. 
 
47 
 
2.2 Диференціація функціональних комплексів 
Багатофункціональні комплекси (МФЦ) є об'єктами громадських будівель. 
Їх диференціація обумовлена постійним розвитком соціальних процесів. 
Соціальний прогрес і розвиток суспільного життя ставлять нові завдання щодо 
розробки функціональних проблем і пошуку оптимальних рішень для 
організації різних процесів, що відбуваються в громадських будівлях. В основі 
освоєння нових типів будівель лежить вивчення соціальних потреб і пошук 
форм і організації середовища, що задовольняють ці потреби на кожному етапі 
розвитку суспільства. Особливо це стосується історично сформованого 
розвитку великих міст, де відбудова вимагає різних умов для проживання та 
обслуговування населення. Нові соціальні програми і технічні рішення 
призводять до появи нових типів громадських будівель. Прогресивні методи і 
тенденції все більше характерні для формування нових типів громадських 
будівель і комплексів: укрупнення, багатофункціональність, блокування і 
кооперація, гнучке універсальне використання будівель для різних функцій. 
Багатофункціональні комплекси в сучасному розумінні являють собою будівлю 
або систему будівель, що відрізняються поверховістю і функціональним 
призначенням, але об'єднані однією композиційно-планувальною структурою. 
Функціональні процеси в них протікають незалежно один від одного. Розмір і 
функціональне наповнення визначаються в залежності від конкретних умов 
розташування комплексу і безпосередньо пов'язані з соціальними вимогами до 
сталого розвитку міського середовища. 
Проектування багатофункціонального архітектурно-містобудівного об'єкта 
є складним процесом, який передбачає необхідність інтеграції та посилення 
комунікативних та соціокультурних функцій, створення органічного 
середовища для об'єкта із забезпеченням широкого спектру програм діяльності 
для всіх груп населення. За відсутності повністю організованих 
багатофункціональних комплексів, інтегрованих у навколишнє середовище, у 
містах стихійно утворюються потенційні «осередки» соціальної активності. 
Часто вони створюються за застарілими типовими рішеннями, які не 
48 
 
враховують сучасні інноваційні дизайнерські можливості, і сприяють 
подальшій деградації міського середовища. Основна увага архітекторів 
зосереджена на формуванні основних конструкцій комплексу, безпеці їх 
конструктивних систем тощо [15]. 
Водночас, без методологічних новацій у проектній практиці неможливо 
повноцінно розвивати інфраструктуру міста. Ефективне вирішення 
вищезазначених проблем забезпечить більш досконалий підхід до розвитку 
міського середовища, активного використання його внутрішніх ресурсів, 
органічного включення нового об'єкта в існуючу міську забудову та створення 
умов для його подальшого типологічного вдосконалення. Тому 
багатофункціональні комплекси слід розглядати як об'єкти довкілля з 
індивідуальними умовами багатофункціональності та стабільності їх розвитку. 
При такому розумінні відкриваються нові можливості для вивчення і 
проектування цих об'єктів. Як зазначалося в розділі 2.1, характерними рисами 
їх композиційної структури є значні фізичні розміри, збільшена поверховість, 
інтеграція типологічних структур, мобільна планувальна структура, 
раціональна тектоніка з використанням енергозберігаючих технологій. Аналіз 
формування багатофункціональних комплексів дозволив виділити три типи їх 
планувальної та об'ємно-просторової структури: І тип – з незначною 
інтеграцією функцій. Це найпростіший вид, який забезпечує виникнення МФЦ. 
II тип – із середньою інтеграцією функцій, що передбачає наявність невеликої 
кількості функціональних блоків для використання різними установами. Він 
володіє високим ресурсогенеруючим імпульсом для розширення початкового 
функціонального потенціалу в процесі експлуатації об'єкта. 
Тип III – з високою інтеграцією функцій, що досягається за рахунок 
надання можливості об'єднання ряду функціональних процесів в існуючих 
блоках об'єкта або за рахунок приєднання нових елементів. Можливість 
комбінування програм для відвідування основного і додаткового блоків не 
суперечить їх одночасній роботі і підвищує комфорт обслуговування в 
комплексі. Кожен тип багатофункціонального комплексу має певну 
49 
 
планувальну структуру і особливості просторової організації. Побудова 
аналітичної моделі кожного типу комплексу змішаного використання 
починається з визначення «основного ядра», в якому відображаються основні 
функції та особливості їх інтеграції з урахуванням типу комплексу. 
Інфраструктура транспортних і пішохідних зв'язків комплексу змішаного 
використання є важливою складовою проектованого «ядра», з якого 
розвивається вся матеріальна і просторова структура комплексу. В цілому таке 
«ядро» може існувати і як самостійний об'єкт. 
Автором розроблені аналітичні моделі просторової організації всіх трьох 
типів поліфункціональних комплексів:  
Тип I - об'єкт навколишнього середовища з просторовим об'єднанням 2-3 
функціональних блоків з домінуванням певної функції (60% і більше), що 
визначає структуру багатофункціонального комплексу і відображає 
максимальну повноту і якість послуг, що надаються. Приміщення блоків мають 
яскраво виражену функціональну спрямованість. Найбільш поширеними є 
структура житлового господарства і структура соціальної служби, що 
відображено в моделях 1 і 2. Для організації додаткових функцій в структурі 
багатофункціонального комплексу виділяються невеликі приміщення, не 
призначені для реалізації масштабних функціональних процесів. Маючи 
невеликі фізичні розміри і компактну об'ємно-просторову структуру, цей тип 
характеризується низькою здатністю до територіального освоєння, відсутністю 
необхідності створення нових великих об'єктів і додаткових транспортних і 
пішохідних комунікацій. У таких об'єктах, як правило, домінують житлові або 
ділові функції, а супутніми - торговельні, виставкові, рекреаційні. Житлово-
експлуатаційна структура (модель 1) двоструктурна і може являти собою 
сукупність житлової та комерційної функцій з відповідним об'єктно-
просторовим наповненням (рис. 2.3). Структура соціальних послуг МФК є 
триструктурною та більш гнучкою. 
 
50 
 
 
 
Примечание [u1]: уно 
 
Рисунок 2.3- Багатофункціональний комплекс ТИП1 
Архітектори обіграли природні перепади рельєфу, що дозволило створити 
неповторний художній образ багатофункціонального комплексу. Його об'ємна і 
просторова структура представлена у вигляді декількох блоків, з'єднаних між 
собою «крилами» змінної поверховості (від 9 до 24 поверхів). Переважаючою 
функцією комплексу є житлова. Комплекс включає в себе 542 квартири, 
включаючи квартири-студії, апартаменти, двоповерхові пентхауси з 
панорамним склінням, що забезпечує велику кількість природного світла і вид 
на навколишнє середовище. У комплексі також розвинена ділова (офісна) 
функція - близько 6 тисяч м2 комерційних площ на нижніх поверхах будівлі. 
Проектом також передбачена організація необхідних побутових послуг, велика 
прибудинкова територія з наявністю підземного паркінгу на 461 машиномісць. 
Рекреаційна функція створюється на експлуатованому даху паркінгу з 
зонами відпочинку та дитячими майданчиками. При формуванні комплексу 
були використані оригінальні архітектурні та дизайнерські рішення в поєднанні 
з використанням натуральних матеріалів та інноваційних технологій в 
будівництві. II тип - це об'єкт природокористування з більш розгалуженим 
блокуванням, яке передбачає об'єднання чотирьох або п'яти функціонально-
просторових блоків. Основною об'єктивною причиною забезпечення переходу 
51 
 
до проектування багатофункціональних комплексів з інтеграцією 4-5 функцій є 
створення умов для реалізації потреб сучасного суспільства - комунікації. У 
процесі формування таких об'єктів необхідно враховувати та активізувати вже 
встановлені види культурної та соціальної діяльності. Освоєні інновації краще 
вводити як закономірне продовження і збагачення функціональних блоків, 
закладених в першому типі, за допомогою розвитку в структурі об'єкта 
оздоровчої, культурної, освітньої та інших функцій. Найбільш поширеними є 
структура дозвілля і розваг і культурно-розважальна структура (моделі 3, 4). 
Провідні блоки можуть бути розташовані у великих обсягах і є вертикальними 
домінантами, композиційними акцентами всього багатофункціонального 
комплексу у вигляді універмагів, готелів, адміністративних будівель. Вільний 
простір навколо компактно розташованих блоків комплексу, двори, криті 
переходи тощо – все це створює єдину комунікаційну зону, яка виконує 
транзитну функцію та забезпечує взаємозв'язок об'єктів обслуговування з 
під'їздами транспорту та навколишнім середовищем, покращуючи візуальну 
орієнтацію відвідувачів з урахуванням основних показників (відвідуваність, 
складність послуг, режим роботи закладів, місткість залів, кількість програм 
тощо). В даний час в міському середовищі найбільш поширена дозвілля і 
розважальна структура багатофункціонального комплексу (модель 3). У таких 
закладах домінуюча розважальна функція, а супутніми функціями можуть бути 
торгівля, виставка, громадське харчування (рис. 2.4).  
52 
 
 
Рисунок 2.4-Багатофункціональний комплекс (модель 4) 
Культурно-розважальна структура багатофункціонального комплексу 
(модель 4) набуває все більшого поширення. Цікавим прикладом такої споруди 
є багатофункціональний комплекс «Емпайр-Тауер», розташований в межах 
території ділового центру міста. Це 60-поверхова будівля. Об'ємна і просторова 
структура комплексу представлена у вигляді основного домінуючого 
еліптичного об'єму і прилеглих до нього додаткових блоків. Висота основного 
об'єму (247 м) визначається оптимальним співвідношенням пропорцій висоти 
навколишніх будівель. Структура вежі комплексу трохи нахилена на північ, що 
дозволяє використовувати сонячне світло з південного боку протягом усього 
дня. Комплекс включає в себе чотири функціональні зони: житлові - 5* de-luxe 
2 2
готель на 250 номерів (25 707 м ), апартаменти (37 741 м ) і пентхауси, бізнес - 
2
багаторівневі офісні приміщення вільного планування (150 000 м ), 
розважальна зона з аквапарком площею 78 тис м2, сервісна - паркінг (підземна 
2 2
частина 4-го рівня - 16 122 м ) і технічні приміщення (9 688 м ),  зали зв'язку 
2
(43 823 м ). Територія комплексу, розташованого на першій лінії від головної 
водної артерії міста, становить 1,74 га і включає в себе ділянку річкової 
набережної з розвиненою прибережною інфраструктурою - зручним під'їздом 
до основних транспортних артерій міста, причалу, власним виходом на воду з 
можливістю річкового виходу на територію комплексу прогулянкових катерів, 
53 
 
видових споруд, ресторанів і кафе. Таким чином, комплекс є частиною єдиної 
системи транспортних доріг і пішохідних переходів, що включають набережну, 
транспортне кільце, лінію метрополітену. Крім розвиненої інфраструктури, з 
комплексу відкриваються чудові краєвиди. З вікон відкривається неповторний 
панорамний вид на річку, історичний центр та паркові зони міста. Потужна 
інфраструктура комплексу забезпечує комфортні умови для перебування в 
ньому людини. А футуристичне архітектурне рішення, форми, що 
запам'ятовуються, динамічні, дзеркальні, спрямовані вгору і органічно вписані 
в навколишнє середовище обсяги комплексу роблять його одним з найбільш 
вражаючих об'єктів міста, побудованих з урахуванням новітніх будівельних та 
інженерних розробок. Тип III - це об'єкт навколишнього середовища з 
просторовим об'єднанням п'яти або шести функцій. Це великий комплекс з 
розвиненою системою обслуговування і зв'язку, що представляє собою 
автономну багатошарову структуру, для якої характерна наявність великої 
кількості блоків - основних (ведучих) і додаткових (розміщуючих). 
Найбільшого поширення набули спортивно-оздоровчі та еколого-
рекреаційні споруди (моделі 5, 6). Підбір провідного блоку, наприклад, 
спортивного, в якості основного «магніту» визначає побудову ієрархічних 
зв'язків в комплексі. При збереженні провідної функції кожного 
спеціалізованого блоку розширення комплексу відбувається за рахунок 
розвитку додаткових супутніх функцій (підприємства громадського 
харчування, спеціалізована торгівля, спеціальні інформаційно-рекламні зали, 
готельні, виставкові та кінозали, клуби, підсобні приміщення та ін.), Які 
відносяться до нижчих рангів обслуговування. Інноваційним методом 
формування багатофункціонального комплексу є спортивно-оздоровча 
структура (модель 5). Вона включає в себе об'єктно-просторове наповнення з 
високою інтеграцією з природним середовищем і використанням рельєфу для 
розкриття особливої виразності будівлі. Сталість функціонування, повноцінний 
розвиток і економічна стабільність об'єкта може бути забезпечена як за рахунок 
багатофункціонального використання універсальних просторів, так і включення 
54 
 
нових спеціалізованих приміщень або об'єктів у вигляді суміжних будівель, 
впровадження елементів дизайну, а також за рахунок можливості розробки і 
закладання в інфраструктуру багатофункціонального комплексу будь-яких 
перспективних інноваційних програм діяльності, розрахованих на поетапний 
процес розвитку: - формування основні функціональні блоки на основі наявних 
у місті ресурсів; – розвиток сформованих на першому етапі функцій, що 
відповідають певним видам діяльності; – формування нових функціональних 
блоків з метою впровадження нових видів діяльності. Слід зазначити, що 
збільшення додаткових функцій в МФК є загальною тенденцією, яка 
призводить до типологічних змін у двох основних напрямках: до 
багатоцільового використання просторів та до збільшення обсягу споруди. Чим 
вище ранг комплексу, тим ефективніше його багатофункціональна організація і 
тим вище потенційна ступінь складності послуг. 
При інтеграції різних блоків визначаються елементи, що підлягають 
комбінуванню, а громадські простори (холи, вестибюлі, зимовий сад, фуршети, 
фойє, виставкові та атракціонні зали, торгові ряди, криті та відкриті галереї 
тощо), які виконують транзитну функцію, утворюють цілісний комунікаційний 
каркас багатофункціонального об'єкта. Вони можуть служити сполучними 
елементами всіх груп. Використовуючи той чи інший прийом планування, 
необхідно формувати не тільки середовище багатофункціонального комплексу і 
його оточення з органічною інтеграцією внутрішніх і зовнішніх просторів. 
Таким цікавим прикладом є багатофункціональний комплекс «Сплеск», що 
представляє собою багатопрофільний об'єкт об'ємом в чотири поверхи і 
2
площею понад 112 000 м  (рис. 2.5) [16, 17].  
55 
 
 
Рисунок 2.5- Багатофункціональний комплекс «Бризк» 
 
2.3 Модульне формування інноваційних будівель 
Питання модульного формоутворення в архітектурі порушуються в 
теоретичних працях багатьох вітчизняних і зарубіжних авторів. Питанням 
типового за стилем становлення присвячені публікації Г. Вельфліна, А. Ф. 
Лосева; відмінності між каноном і модулем – роботи Т. К. Вагнера, Ю. М. 
Лотмана; співвідношення понять стандарту і модуля – Ле Корбюзьє 
(раціональна естетика). Суміжні галузі науки також містять дослідження на цю 
тему. Однак практично відсутні роботи, що розкривають особливості 
модульного формування інноваційних будівель в міському середовищі XXI 
століття. Модульний метод формування в архітектурі є одним з найбільш 
поширених в зарубіжній практиці, часто визначаючи зовнішній вигляд і 
конструктивне рішення будівель. Основною причиною зростання інтересу до 
модульних архітектурних форм є поширення екологічних ідей, прагнення до 
економічно обґрунтованого будівництва, витрати та шкода навколишньому 
середовищу. Ці якості (екологічність і економічність) повинні простежуватися 
не тільки в зовнішній формі будівлі, але, головним чином, в конструктивних, 
56 
 
функціональних зв'язках, що сприяють інтеграції окремих модулів 
архітектурного об'єкта в систему [18]. 
Модуль (від латинського modulus – міра) - початкова величина, взята за 
основу для розрахунку розмірів будівель або споруд, їх частин, вузлів і 
елементів і служить для вираження кратних співвідношень розмірів 
архітектурного об'єкта і його частин. За модуль береться міра довжини одного з 
елементів об'єкта: елемента споруди (визначається незалежно від абсолютних 
розмірів); розмір, пов'язаний з розміром тіла людини. Модуль може виступати 
як повноцінний елемент або бути невід'ємною частиною будівлі Модульна 
конструкція повинна використовуватися у всіх типах будівель - промислових, 
житлових, громадських. В даний час їх особливо доцільно використовувати в 
багатофункціональних комплексах і інноваційних науково-виробничих 
об'єктах. Модульні будівлі – це сучасні архітектурні рішення, які мають низку 
переваг. Такі конструкції комфортні для всіх основних функціональних 
процесів. Будівництво модульних будівель є досить економічним проектом, 
який характеризується не тільки простотою монтажу, але і залученням 
мінімальних технічних засобів. При цьому як дизайнерське рішення, так і 
внутрішнє і зовнішнє оздоблення таких споруд можуть бути 
найрізноманітнішими. Конструкція модульної будівлі визначається її 
майбутнім призначенням і необхідною корисною площею. Від цього буде 
залежати вибір розміру блок-контейнерів і поверховості споруди. Один модуль 
являє собою універсальну конструкцію з міцного металевого каркаса з 
огороджувальними елементами і сендвіч-панелями. Все разом створює 
замкнутий внутрішній простір певної площі, достатнє для використання різних 
функцій (промислових, житлових, громадських). Каркас найчастіше 
виготовляється з оцинкованої сталі, пофарбованої безпосередньо на заводі, 
вона має підвищену стійкість до корозії, що захистить об'єкт від іржі несучих 
елементів. Підлога спирається на цементно-стружкову плиту по металевих 
прогонах. Його можна облицювати плиткою, лінолеумом або іншим 
матеріалом, в залежності від побажань замовника і призначення приміщення. 
57 
 
Розташування і кількість дверних і віконних прорізів узгоджуються на етапі 
індивідуального проектування. Серед основних переваг зведення блочно-
модульних будівель фахівці відзначають швидкість зведення - вона 
відрізняється від капітальної в кілька разів. Модульна будівля площею 1000 м2 
може бути введена в експлуатацію вже через 4-5 місяців, після підписання 
договору на його поставку, так як виробничі процеси здійснюються паралельно. 
Паралельно розробляються інші інженерні розділи проекту. А до моменту 
доставки до місця установки готових, готових блоків доставляється вся 
необхідна інженерна робота. На виробничому майданчику може бути 
встановлена частина інженерних комунікацій - освітлення, розетки, електричні 
конвектори, сантехнічне обладнання. Модуль повністю виготовляється в 
заводських умовах, тому фактор погодних умов на будівельному майданчику 
можна вважати відносним. Важливо, що модулі можуть накопичуватися на 
виробничих майданчиках і, при необхідності, випускатися досить значну 
кількість готової до монтажу продукції - як правило, час на виготовлення 
модулів не вкладається в інвестиційний цикл будівництва будівель. 
Промислово вироблені окремі модулі, цілісні і цілісні самі по собі, в зібраному 
вигляді утворюють відносно закінчену композицію, здатну до варіативності і 
динамічних змін. Тому модульність є найсучаснішим і інноваційним методом 
формування. Крім того, важливо відзначити, що цілісність забезпечує гармонію 
форми, її естетичність. В даний час створено досить велику кількість 
модульних житлових будівель, так як реалізувати житлову функцію в 
модульному елементі не складає труднощів. Прикладом рішення для такого 
об'єкта може служити житловий комплекс (Coral i Reef) на Гаїті (архітектор В. 
Коллебот) (рис. 2.6).  
58 
 
 
Малюнок 2.6 - Житловий комплекс (Кораловий риф) на Гаїті (архітектор В. 
Коллебот) 
Це інноваційна, інтегрована в природу архітектура, покликана надати 
альтернативну можливість розвитку частині Гаїті, яка постраждала від 
землетрусів магнітудою 7 балів за шкалою Ріхтера в 2010 році. Архітектори 
представили тривимірну модель матриці самодостатнього житлового 
комплексу, побудованого зі збірних модулів, який міг би стати місцем 
поселення біженців, які постраждали від стихійних лих. Проект являє собою 
базовий модуль, що складається з двох житлових будинків хвилеподібної 
форми з металевим каркасом і обробкою фасаду з деревини тропічних порід 
дерева. Створюючи візуальну концепцію, автори проекту надихнулися 
природною красою коралових рифів. Структура будівлі, з органічним 
включенням численних рослинних угруповань, має цілісний зв'язок з 
навколишньою природою. Хвилясті будинки розташовані на штучно створеній 
марині, встановленій на палях у Карибському морі. Між двома зеленими 
архітектурними об'ємами, зібраними з модулів у вигляді «хвиль», утворюється 
мальовничий «каньйон» з терасами і каскадами фруктових дерев. Встановлені в 
59 
 
шаховому порядку, паралельні модулі включають в свою структуру житловий 
простір і землю [19]. 
Ця архітектурна екосистема може стати притулком не тільки для людей, 
але і для представників місцевої флори і фауни. Споруда має підвищену 
сейсмостійкість і оснащена потужними очисними і біокліматичними 
системами, а також відновлюваними джерелами енергії - гідро- і 
вітрогенераторами і фотоелектричними панелями. Наявність жорсткого 
вертикального каркаса і модульної конструктивної системи будівлі дає 
можливість синергізму розвитку його конструктивної системи і саморозвитку в 
процесі життєвого циклу будівлі, зберігаючи при цьому загальну структуру 
його архітектурного об'єму за рахунок розширення житлового простору зі 
збільшенням складу сім'ї за рахунок наявності відкритих терас і мікропросторів 
будівлі. Пластичний зсув модульних елементів у структурі об'єму житлового 
будинку дає можливість візуально ідентифікувати житлові блоки та формувати 
зелені рекреаційні простори на вільних поверхнях даху, які також можуть бути 
окремими просторами вищезазначених блоків. Пластичний зсув може 
здійснюватися також за рахунок обертання і зміщення, збільшуючи число точок 
зору сприйняття об'єкта. Крім того, житлові блоки набувають нової візуальної 
та світлової орієнтації. Таким чином, при порівнянні житлових конструкцій, 
сформованих за допомогою комірчастого модульного методу формування з 
можливістю візуального огляду на 360°, кількість точок фіксації у 
вертикальному діапазоні значно збільшується, зберігаючи при цьому загальну 
площу та поверховість будівлі. Таким чином, пластичні зрушення дозволяють 
інсолювати внутрішній простір житлового будинку, а також зменшують 
можливість взаємної видимості внутрішніх просторів. У разі тиражування 
житлових модулів шляхом спирання одного житлового модуля на інший, 
незважаючи на високу щільність архітектурної забудови, зберігається 
пішохідна і візуальна проникність на рівні землі, поява нових оглядових 
майданчиків і збагачення візуального силуету. Модульна структура об'єму 
будівлі гнучка і варіативна, адже наявність невеликих вертикальних членувань 
60 
 
дозволяє органічно інтегрувати існуючу житлову формацію в будь-яке міське 
середовище. Яскраво виражена модульність у формуванні архітектурного 
об'єму будівлі дозволяє коригувати його показники висоти вже на етапі 
проектування. Передбачається наявність відкритих зелених насаджень, які 
формують додаткову функціональну зону, сприяючи можливості розширення 
житлового будинку або його окремих блоків. Наявність незалежних 
індивідуальних просторів на кожному житловому кварталі, сукупність 
вертикальних зелених насаджень створюють відчуття 
близькість до природи, соціальна спільність з високою щільністю 
забудови, незалежно від її висотного розташування. Таким чином, унікальне 
середовище в житловому комплексі формується за рахунок використання 
модулів з зеленими терасами і за рахунок впливу природного середовища з 
боку Карибського моря (наявність чистого морського повітря). Досить цікавим 
рішенням для модульної будівлі є житловий комплекс Habitat 67. Він був 
побудований до Всесвітньої виставки 1967 року за проектом архітектора. Моше 
Сафді. Будівля розташована на березі річки Святого Лаврентія в Монреалі, 
найбільшому місті провінції Квебек в Канаді (рис. 2.27). Habitat 67 став 
експериментом: архітектор вивчив можливість будівництва якісного житла в 
щільній міській забудові і вирішив використовувати модульні блоки для 
здешевлення будівництва. Назва будинку перекладається як «природне 
середовище проживання». Розташування модулів зі зміщенням дозволило 
влаштувати тераси на даху квартир знизу, інтегрувавши природні елементи в 
міську забудову, а також забезпечивши відмінне освітлення і вентиляцію 
приміщень. Будівля має 3 ліфтові шахти та розвинену мережу мостів. Hebitat 67 
був побудований з 354 однакових модулів, збірних і з'єднаних між собою за 
допомогою сталевих тросів. Квартири різняться за формою та площею, 
оскільки кожна складається з 1–4 модулів площею 56 м², зібраних у різних 
комбінаціях. Модулі, кожен з яких важив 90 тонн, збирали на місці. Каркасом 
модулів служили клітки розміром 11,6×5,2 м, виплавлені з арматурної сталі. 
Готові модулі транспортувалися на складальну лінію для монтажу електричних 
61 
 
і механічних систем, вікон і утеплювача. На завершальному етапі були 
вбудовані модульні кухні та санвузли, після чого кран встановив готовий 
модуль в потрібному місці. Комплекс Hebitat 67 характеризується 
функціональністю, урбаністичністю, складністю складного складу, відсутністю 
декору і включенням натуральних компонентів. Habitat 67 вважається одним з 
найкрасивіших будинків в Монреалі. Аналіз процесів формування будівель з 
використанням модульного проектування дозволяє виділити основні, найбільш 
перевірені методи їх формування, до яких відносяться: – систематичне 
накладення модулів у вертикальному і горизонтальному напрямках; – 
багаторівнева накладка модулів з виявленням своєрідного силуету будівлі; 
– багаторівневе перекриття модулів з їх зміщенням; 
– Симетричне розміщення модулів для створення додаткового простору; 
– просторове накладення модулів з трансформованою системою для 
створення комплексного світлового фронту (рис. 2.7). Система накладення 
модулів дозволяє створити цілісний, компактний будівельний об'єм. 
Багаторівневе перекриття модулів дозволяє створити ступінчастий терасований 
об'єм будівлі зі своєрідним силуетом. Багаторівневе перекриття модулів з їх 
зміщенням дозволяє створювати додаткові простори для рекреаційних цілей.  
62 
 
 
 
Малюнок 2.7 - Житловий комплекс Hebitat 67 
Симетричне розташування модулів дозволяє побудувати 
далекомагістральне лінійне розширення і просторовий образ майбутнього. 
Широке накладення модулів з трансформованою системою дозволяє 
63 
 
встановити унікальний блок зі складним світловим фасадом. Всі перероблені 
методи модульного формування особливо підходять для того, щоб здешевити їх 
будівництво.  паралеленостичність, призми. Їх фізична розірі леі відіві віліві 
віліві структура функціоналу. У процесі формування поля може формуватися 
ряд різних моделей з точки зору геометричних характеристик і функціональної 
значущості. Такі рішення особливо помітні в багатьохфункціональних 
середовищах та інноваційних центрах. При їх формуванні можлива розробка 
різних типів функціональних модулів. Можливі модулі з функцією життя і 
виробництва, а також різні модулі з соціальною функцією. Формування 
композиційної структури таких модулів відповідає за формування об'єктно-
просторового простору. По застосуванню модулів з важливими і виставковими 
функціями мати має право на реалізацію специфіки функціональних процесів. 
У сучасній маркетинговій літературі часто акцентується увага на понятті 
«розвага», так як воно є міжнародним, що представляє собою годинний, 
об'ємний і відповідний спосіб проведення години. Реалізація цього принципу є 
незамінним частковим завданням у створенні комфортної обстановки, 
спеціально орієнтованої на розваги, інфраструктури багатофункціональних 
комплексів. Тому в структуру багатофункціональних комплексів повинні 
входити модулі різного функціонального призначення з урахуванням об'ємних і 
просторових композицій будівлі. До таких комплексів, згідно з сучасними 
уявленнями, можна віднести: – модулі з кінотеатрами (як правило, 
розташовуються на останніх поверхах будівлі) будівель); – модулі з кафе, міні-
ресторанами (найчастіше розташовуються на 3-4 поверхах); – модулі з 
виставковою функцією – демонстрація робіт фотографів, художників, 
скульпторів, покази мод, театральні вистави; - модулі з міні-аквапарками, 
включаючи зони для дітей і дорослих; – модулі з рекреаційною функцією і 
трансформується стелею влітку з відкритими терасами і закритими взимку; При 
створенні об'ємної і просторової композиції враховуються принципи симетрії і 
асиметрії, нюанс і контраст в композиції елементів, їх різні ритмічні 
співвідношення і т. Д. Особливе значення у всіх предметах мають 
64 
 
пропорційність частин і цілого один до одного (система пропорцій) і 
пропорційність структури і її окремих форм людині (масштаб). Елементи 
світлового і колірного оформлення повинні входити в число художніх засобів. 
Основним завданням формування багатофункціональних будівель з 
модульними елементами є активізація соціальної діяльності, підвищення 
комфорту відвідувачів, економія вільного часу, збереження території тощо. Для 
вирішення цих проблем слід використовувати засоби, що впливають на 
інтенсивність розвитку навколишнього середовища, а саме: - розподіл функцій 
за просторовими зонами; – співвідношення розрахункової і загальної площі; – 
розподіл маршрутів відвідувачів; – кількість мікрозон у просторі; – 
різноманіття просторового середовища. Основою для вирішення питання 
організації внутрішньої структури багатофункціональних комплексів є 
розробка технологічної схеми пішохідних і транспортних комунікацій. Він 
формує системи вертикальних комунікацій, розташування рекреаційних зон 
комплексу. Слід зазначити, що модульне формування передбачає формування 
гнучкої просторово-планувальної структури архітектурного об'єкта на основі 
заданої кількості блоків-модулів (n = 1, n = 2...), з подальшою їх варіативною 
комбінаторикою та тиражуванням (ортогональним, діагональним, змішаним) у 
межах об'єму будівлі. Функціональними блоками-модулями можуть бути: 
монолітний об'єм з простором будинку, напівпериметральний об'єм, 
периметральний об'єм з патіо. Серед основних особливостей модульного 
формування інноваційних будівель необхідно виділити: ідентичність та 
впізнаваність об'єкта, типологічне різноманіття, архітектурну гнучкість, 
можливість трансформації, швидкого відновлення та розвитку будівлі в 
майбутньому, інтегровану взаємодію з навколишнім середовищем, економічну 
доцільність та простоту будівництва об'єкта [20]. 
 
 
 
65 
 
3 РОЗДІЛ. Розробка та впровадження нових технологій з унікальними 
властивостями та перспективним застосуванням у різних областях. 
Для оптимізації інноваційного процесу необхідно, щоб існував розвиток, у 
якому беруть участь різні суб’єкти. Окрім дослідників і дизайнерів, важливу 
роль також відіграють користувачі, конкуренти та всі, хто залучений до 
маркетингу, продажів та аспектів, що стосуються інновацій та продуктів 
(рис.3.1.). 
 
Рисунок 3.1- Технологічний коридор, Люк Георгіу (1986) 
Тому, аналізуючи інноваційний процес, необхідно враховувати, що його 
розвиток і успіх визначаються внеском різних учасників, які мають різні 
функції та навички. Розглянувши тільки інженерів і дизайнерів, які, як ми 
бачили, мають справу відповідно з науково-технічними та продуктовими 
інноваціями, численні відмінності очевидні як з точки зору знань, необхідних 
для розробки інновації, так і конкретних навичок, процесів і використана 
технічна мова. Визначення ролей різних учасників часто може визначати успіх 
чи неуспіх інноваційного процесу: встановлення завдань інженера та дизайнера 
в процесі розробки нової технології не є тривіальним, наприклад, повне 
виключення Дизайнера в багатьох випадках відповідає розробці продуктів, які 
не мають характеристик, щоб бути конкурентоспроможними на ринку, і які, з 
66 
 
образної точки зору, не зможуть подолати «технологічний коридор». У деяких 
випадках це відбувається через неправильне поєднання технології та продуктів, 
але часто, коли обидва етапи виконуються інженерами, результатом є продукт, 
який може бути неповним або в якому потенціал, запропонований новою 
програмою, не використовується повністю. Ось чому аналізуючи розвиток 
полімерних матеріалів і виробів, визначає важливість двох професійних 
постатей інженера та дизайнера в розробці нового матеріалу та описує їхні 
навички наступним чином: Інженери поступово спеціалізувалися у своїй галузі. 
інтересів, прийняття систем цінностей, внутрішніх для сфери їхньої діяльності, 
вдосконалення проекту на техніко-економічному рівні, порівняння з його 
конкретними труднощами; Дизайнери, з іншого боку, продовжували працювати 
з усім спектром технічних можливостей, посилаючись на систему цінностей, 
яка включає соціальні наміри, мовні вираження та поетичні цінності. Тому 
поєднання навичок двох ролей є основоположним у розвитку процесу, який 
лише через об’єднання двох може створювати рішення, здатні пропонувати та 
утверджуватися в різних контекстах. Не менш важливими у визначенні успіху 
розробки інновації є користувачі, як показано також у наведених раніше 
прикладах, електричного освітлення та велосипеда, у яких вибір користувачів 
завжди виявлявся вирішальним у визначенні успіху. інноваційного рішення або 
застосування технології до конкретного продукту. Але термін користувачі 
стосується не лише кінцевих користувачів продукту. Потенційними 
користувачами технологічної інновації також можуть бути дизайнери, які 
повинні будуть визначити її застосовність. Тому вкрай важливо визначити 
учасників, які використовуватимуть конкретний процес, і спілкуватися з ними, 
щоб визначити їхні потреби, переваги та недоліки представлених 
продуктів[21,22]. 
Різні типи інновацій Будь-який інноваційний процес, техніко-науковий чи 
пов’язаний із продуктом, проходить після фаз розвитку, які завжди 
відрізняються одна від одної. Хоча можна визначити більш-менш 
стандартизовані процедури, слід уточнити, що змінні, які необхідно брати до 
67 
 
уваги для аналізу процесу цього типу, є змінними і означають, що ніколи не 
існує єдиної процедури, але що розвиток завжди є результат шляху, 
визначеного акторами, конкуренцією, подіями та навіть історичними 
періодами. Зважаючи на це, однак можна класифікувати інноваційні процеси 
відповідно до трьох макротипологій: інкрементальний, радикальний та винахід. 
Поступовий розвиток — це те, про що ми зазвичай думаємо, коли чуємо слово 
«процес», тобто безперервний прогрес, який, фаза за фазою, визначає поступове 
вдосконалення, розвиток. У процесі радикальних інновацій, з іншого боку, 
відбувається непостійне зростання, в якому за дуже короткий проміжок часу 
відбувається швидкий розвиток інновації, як правило, це явище дається 
введенням нового елемента або відкриття. У вищезгаданому випадку розробки 
велосипеда, як було зазначено раніше, відкриття Данлопа ознаменувало етап, 
на якому відбулося радикальне збільшення його функцій і потенціалу. Таким 
чином, в той час як на інших етапах відбувалися невеликі інновації (фази 
інкрементальних інновацій), на цьому етапі нове відкриття ввело момент 
швидкого та швидкого оновлення продукту, що вплинуло як на його зручність 
використання, так і на його функціональність. Часто на це збільшення 
впливають фактори, які можуть бути зумовлені введенням нових елементів, в 
інших випадках, проте, це також може бути визначено конкретними потребами 
через новий запит, у цих випадках є спроба зосередити швидкий розвиток у 
короткий проміжок часу, часто через певні фактори чи історичні моменти. 
Наприклад, спалах війни або поширення хвороби неминуче запускає процеси, 
які в першому випадку перетворюються на розвиток військових технологій і 
продуктів, тоді як у другому випадку вони призводять до розвитку досліджень, 
спрямованих на пошук ліків або рішень щоб вирішити проблему. Розвиток 
космічних технологій і продуктів, наприклад, пережив період особливого 
розквіту з 1970-х по 1990-ті роки, в період холодної війни, коли було багато 
випадків радикальних інновацій; тоді як у наступний період розробки 
продовжувалися повільнішими методами та часом, тобто ми перейшли до 
поступового розвитку. Якщо в цих двох типах інновацій (поступових і 
68 
 
радикальних) завжди є розвиток, який, з більш-менш раптовими 
модальностями, має безперервний тип, у випадку винаходів існує «відрив» від 
усього, що є процесом розвитку. .Раніше термін «винахід» фактично означав 
нове рішення. Саме через свою оригінальність це явище, як правило, 
трапляється рідше, оскільки воно не є результатом процесу, а часто 
відбувається випадковим чином або після процедур, які ми можемо визначити 
як нетипові, нетрадиційні. Одним із способів розробки винаходу є, наприклад, 
технологічний перехід, тобто використання технології, процесу або продукту в 
абсолютно іншому контексті, щоб це виявилося вирішенням конкретної 
проблеми. У цих випадках нове рішення не має нічого спільного зі шляхом 
розробки, який йому передував, але допускає нові. Згідно з визначенням 
дизайнера Манзіні, технологічний перехід — це процедура, яка зазвичай 
використовується дизайнерами; Чи означає це, що лише ці люди здатні 
створювати винаходи? Відповідь, очевидно, ні, але зрозуміло, що цей тип 
процесів відбувається в основному в секторі продуктів, тоді як поступові або 
радикальні процеси розвиваються без розбору в усіх процесах, будь то 
технологічні чи пов’язані з продуктом. 
Як ми бачили, кожен фактор, учасник і процес можуть впливати на 
розвиток інновацій. Порядок розвитку традиційно є технічно-науковими 
інноваціями, продуктами та користувачами, цікаво зрозуміти, як і яким чином 
цей процес може або може бути звернений. Очевидно, щоб мати новий 
продукт, який використовує нову технологію, остання повинна бути спочатку 
розроблена; але чи можливо, що відбувається протилежний процес, точніше, 
що розробка продукту впливає на техніко-науковий інноваційний процес? За 
допомогою аналізу, який буде представлено пізніше, ми спочатку спробуємо 
визначити, чи і як ці два процеси впливають один на одного, а потім 
зрозуміємо, чи можливо, що технологічний розвиток зумовлений розвитком 
продуктів. Якби це було правдою, було б важливо зрозуміти, як і коли це 
відбувається, щоб ми могли розпочати процеси розробки, щоб нові продукти 
могли збільшити техніко-наукові інновації. Для цього два процеси спочатку 
69 
 
були проаналізовані, який потребує часу та досягнутого рівня інновацій як 
еталону, щоб потім порівняти їх, визначити зв’язки та зрозуміти, чи і як 
технологічний розвиток може базуватися на продуктах. Таким чином, розвиток 
досліджень має на меті змусити людей зрозуміти важливість нових продуктів у 
повному інноваційному процесі та, згодом, визначити інструменти, здатні 
пов’язати ці два процеси, таким чином покращуючи інноваційний розвиток[23].  
Щоб проаналізувати процеси та характеристики різних типів інновацій, їх 
можна представити на декартовому графіку, враховуючи час на ординаті 
абсцис, а рівень інновацій, досягнутий у той історичний момент, на ординаті осі 
абсцис. абсциса. Ці процеси будемо аналізувати на основі декартової схеми. 
Завдяки цьому типу представлення можна окреслити розвиток інновацій і, 
залежно від форми, яку набуде представлення, визначити процес розвитку 
інновацій. 
Процеси техніко-наукових та продуктових інновацій відбуваються за 
механізмами, за яких одночасний розвиток обох секторів призводить до 
швидшого зростання загального процесу[24]. Одним із найважливіших 
елементів є «діалог» між різними галузями, який дозволяє пов’язувати нові 
знання з можливістю отримання рішень, які можна використовувати як ідеї в 
постійно зростаючому процесі. Тільки таким чином розвиток інновацій може 
знайти нові сфери та проблеми дослідження, таким чином сприяючи 
постійному зростанню як технічних знань, так і продуктів. Якщо в попередніх 
розділах ми проаналізували деякі приклади, у яких рівень розробки та 
продуктів на даний момент просунутий, то тепер цікаво зрозуміти, як ці теорії 
можуть впливати на технологію на стадії розробки, для якої ще не так багато 
застосувань або продуктів. Для цього було вирішено дослідити сферу 
нанотехнологій, щоб зрозуміти, як вони працюють, і визначити інструменти, які 
можуть порівняти технологічну та продуктову галузі, що дозволить швидшому 
та повнішому розвитку інновацій (рис 3.1). Нанотехнологічні продукти Варто 
зазначити, що у 2011 році на ринку було понад 1300 продуктів, які 
використовували нанотехнології, і що, за деякими оцінками, у 2015 році вони 
70 
 
становитимуть 15% продуктів на ринку[25]. Незважаючи на таку велику 
кількість, ці додатки використовуються здебільшого у вже існуючих 
артефактах, де нанотехнології підвищують ефективність однієї з властивостей 
продукту, або в таких продуктах, як косметика чи креми, де немає розробки 
дизайну, а лише матеріальної природи. За винятком цього останнього типу 
об’єктів, панорама артефактів, у яких використовуються нанотехнології, 
широка і варіюється від продуктів, у яких нанопокриття забезпечує нові 
характеристики, до тих, у яких воно покращує деякі вже наявні. 
Сфера можливих застосувань наноматеріалів та нанотехнологій в галузі 
будівництва та виробництві будівельних матеріалів дуже різноманітна, 
найбільш перспективні напрями їх використання з точки зору комерційної 
привабливості зображено на рис. 3.2[26,27,28]. 
 
Рисунок 3.2.- Перспективні напрями використання наноматеріалів та 
нанотехнологій у галузі будівництва та виробництві будівельних матеріалів. 
 
71 
 
3.1 Наносилікати та наноалюміній, та їх вплив на підвищення 
довговічності і міцності бетонних конструкцій. 
Поява наноматеріалів у будівельній промисловості сягає середини 1980-х 
років із розробкою вуглецевих структур. Однак після відкриття фулеренів у 
1985 році та вуглецевих нанотрубок у 1991 році їхня ефективна інтеграція в 
будівельні процеси набула дедалі більшого значення, заклавши міцну основу 
для більш масштабних застосувань. З 2000-х років постійний прогрес у 
дослідженнях, інноваціях і розробках почав прискорювати практичне 
застосування цих матеріалів. 
Сьогодні дослідження нанотехнологій досягли значного прогресу, 
сприяючи створенню все більш складних, селективних і ефективних 
наноматеріалів. Впровадження інноваційних матеріалів, таких як діоксид 
титану, кремнезем, наноглина тощо, розширює їхні можливості в будівельній 
галузі, дозволяючи їм змінити тенденцію екологічних будівельних проектів з 
використанням цих передових наноматеріалів[27]. 
Паносиліка або нанодіоксид кремнію – це порошковий матеріал, що 
складається на 50% і більше зерен з розміром частинок <100 нм. Він легкий і 
пухнастий за обсягом і дуже реактивний. Оскільки нанокремнезем має ОН-
зв'язок на своїй поверхні, він є кислотним оксидом, що належить до радикалів 
силікатної кислоти та гідрофільний, поглинання води більш ніж у 5 разів 
перевищує його самого. 
Серія продуктів на основі нанокремнію: 
.SiO2  ≥ 96% кремнієвий нанопорошок: 
- CK-NS96: Високогідрофільний, підходить для систем на водній 
основі. 
- CK-NS96MO: Гідрофобний поверхнево-активний продукт, 
модифікований для систем на водній та масляній основі. 
 
 
72 
 
SiO2  ≥ 98% нанокремнеземний порошок високої чистоти:  
Почат Темпер
Фор ковий атура 
 Волога Об'єм пір Р
ма розмір розм'якшенн
Вміст SiO2 (%) (англ) н 
частинок частинок я 
(нм) (°C) 
98- Сфе 6
≤1% 15-30 7 1350 
99.99 ричні -8 
Нас
Пи
ипна Повер Середні
тома Водопогли
щільніст Поверх хневі й розмір 
площа нання 
ь невий заряд властивост частинок 
поверхн ( разів ) 
(г/с і (нм) 
і 
3
м  ) 
  
Негати
вно Гідро
> 0,08 /Позит фільні 
5-6 20-40 
500 3 ивний /гідро
резус- фобні 
фактор 
  
 Застосування 
- Нанокремнезем використовується для зміни дисперсності та пластичності 
цементбетону з метою надання йому антипротікання, підвищеної 
непроникності, антиморозних властивостей, зниження теплоти гідратації та 
продовження терміну служби. 
- Використовується як зміцнюючий, склоутворюючий і сполучний агент 
для кераміки, емалі і глазурі. Він також є високотемпературним з'єднувальним 
агентом для інженерної кераміки та вогнетривких матеріалів. 
73 
 
- Модифікатор нанокомпозитних матеріалів, що використовується в якості 
неорганічного клею при високих температурах; Використовується як добавка 
до неорганічних композиційних матеріалів для зміцнення, формування та 
наповнення гумових/полімерних матеріалів. Крім того, його можна 
використовувати в якості конструкційного матеріалу для різних смол; 
Високоякісний корозійно-стійкий наповнювач FRP. 
- Служить армуючою сировиною для цементної герметизації нафтових 
свердловин, підводної герметизації і підземних робіт; такі властивості: 
інженерний захист, радіаційна профілактика, невидимість, провідність і 
запобігання росту бактерій; сприяє хімічному поглинанню, каталізу та 
вдосконаленню. 
- Спеціальні програми, такі як лампова аерозольна фарба, мастило, 
загущувач, дегідратуючий агент для сталі та світлочутливий матеріал для 
внутрішніх фарб. Наповнювач для зберігання енергії для сонячних елементів та 
акумуляторів.[29] 
 Наноалюміній 
Наночастинки алюмінію або оксиду алюмінію - це тип оксиду алюмінію, 
який демонструє чудові властивості завдяки своєму нанометровому масштабу 
(1-100 нм). Синтез цих наночастинок здійснюється різними методами, 
призначеними для отримання певних структурних властивостей. За площею 
поверхні він визначається як пористий матеріал (50-300 м²/г). Згідно з деякими 
повідомленнями, цей наноматеріал співіснує в кількох кристалічних фазах (α-
Al₂O₃, γ-Al₂O3, δ-Al₂O₃, θ-Al₂O3, κ-Al₂O₃), кожна з яких має різну структуру та 
кристалічні властивості. α-Al₂O₃ був найбільш стабільним. Альфа-оксид 
алюмінію має щільність приблизно 4 г/см³ і теплопровідність приблизно 30 
Вт/(м·К). Це також важливий електроізолятор із високою діелектричною 
міцністю, що дозволяє ефективно використовувати його як покриття для 
будівельних матеріалів, захищаючи поверхні від стирання та корозії. 
 
 
74 
 
3.2 Вуглецеві нанотрубки, їх вплив на міцність бетонів 
Одним з актуальних напрямів, в якому останнім часом інтенсивно 
проводяться дослідження та є перспективи впровадження в виробництво – це 
створення довговічного і високоміцного бетону з використанням 
композиційних нанопорош2 кових добавок, який згідно з розрахунками, без 
руйнування може функціонувати від 300 до 500 років. Для створення такого 
високоміцного бетону як пластифікатори застосовуються наноініціатори, що 
представляють собою мікроскопічні порожнисті трубки в кілька атомарних 
шарів вуглецевих полімерів. Діаметр цих нанотрубок всього кілька мікрон, але 
їх міцність більше 100 ГПа. Коли наноініціатори взаємодіють з цементом, вони 
активізують ріст кристалів у мінеральній речовині, переплітаючись між собою 
їх гольчаті відгалуження надають матеріалу більшу міцність, на молекулярному 
рівні змінюючи його структуру (процес дисперсного самоармування) . Також 
наноініціатори підвищують зчеплення бетону з металом, при цьому вони на 
молекулярному рівні взаємодіють навіть з верхніми шарами металу, що зазнали 
корозії. Внутрішнє молекулярне армування знижує потребу в армуванні 
бетонної конструкції металевою арматурою без втрати міцності[31,32]. 
Зміна фізичної структури "нанобетону" різко знижує потребу в'яжучого в 
воді, що дозволяє в шість разів зменшити вагу бетонних конструкцій і 
ймовірність появи тріщин[30]. Завдяки щільній легкій однорідній структурі, 
"нанобетон" не потребує гідроізоляції, а висока міцність матеріалу дозволяє 
зменшити витрати матеріалів до 30%. Внаслідок того, що споруди з 
"нанобетону" мають меншу вагу порівняно з аналогічними зі звичайного 
бетону, для них не потрібно закладати потужний фундамент, а це дозволить 
скоротити вартість будівництва, матеріаломісткість конструкцій[45]. Окрім 
підвищеної міцності (до 150%), морозостійкості (до 50%), стійкості до високих 
температур (матеріал зберігає свої характеристики при температурі до 800°С), 
такий бетон демонструє також підвищену стійкість до лугів і кислот, 
біологічного забруднення (бактерій, грибів). Перспективними напрямами 
використання високоміцного бетону є будівництво залізобетонних конструкцій 
75 
 
довжиною понад 74 м, об'єктів з підвищеними вимогами до пожежної безпеки 
та сейсмостійкості, зокрема, хмарочосів, великопрольотних мостів, захисних 
оболонок атомних реакторів, дамб магістралей, шлюзів морських та річкових 
портів, аеродромів, тощох[44,45]. 
 
3.3 Наноглина та її вплив на механічні властивості бетону. 
Наноглини — це силікатні мінеральні матеріали, які існують як у 
природній, так і в синтетичній формах. Вони привернули науковий і 
технологічний інтерес завдяки своїм унікальним властивостям і можливому 
застосуванню в різних галузях промисловості. Найпомітнішою особливістю 
наноглин є їх шарувата або листоподібна структура з товщиною в 
нанометровому діапазоні (1–10 нм), яка на структурному рівні складається з 
тетраедрично координованих атомів кремнію та октаедрично координованих 
алюмінію або утворюється зв’язуванням атомів магнію[44]. Їх висока 
термостабільність і гідрофільність важливі для поліпшення механічних, 
термічних і бар'єрних властивостей полімерів при їх використанні в якості 
наповнювачів. Крім того, наноглини мають високу питому поверхню (50-750 
м²/г), що, як було показано, сприяє їх реакційній здатності та взаємодії з 
іншими матеріалами. Так само відбувається їх набухання внаслідок обміну 
молекулами між шарами в присутності полярних розчинників[33]. 
Синтез наноглини включає кілька методів, включаючи процеси хімічної 
модифікації та ексфоліації. Наприклад, функціоналізація монтморилоніту 
натрію аміносиланами з подальшим щепленням амінокислотних мономерів 
являє собою новий підхід до отримання наноглин із збільшеним міжшаровим 
інтервалом і термічною стабільністю, які необхідні для виробництва глиняно-
полімерних нанокомпозитів[42]. Крім того, органічно модифіковані наноглини 
можна синтезувати шляхом введення метакрилатів четвертинного амонію в 
міжшаровий простір наноглин за допомогою реакцій катіонного обміну, що 
може бути придатним для застосування в промислових матеріалах[40,43]. 
76 
 
Властивості наноглини, такі як її дисперсія та розподіл всередині основної 
матриці, є важливими параметрами, які впливають на кінцеві властивості 
нанокомпозитів. Наприклад, збільшення дисперсності наноглини може значно 
покращити механічні та термічні властивості композитів[34]. Розміщення 
наноглини на межі розділу полімерних сумішей може інкапсулювати краплі та 
зменшити розмір малої фази, таким чином запобігаючи агрегації. 
Крім того, наноглини можна включати в різні полімери для створення 
нанокомпозитів з покращеними властивостями, які знайдуть застосування в 
аерокосмічній, автомобільній, будівельній, нафтовій, біомедичній, очисній 
промисловості та інших галузях. У харчовій та пакувальній промисловості 
наноглини досліджуються на предмет їх потенціалу як антимікробних агентів і 
як частини колориметричних індикаторних систем[41]. 
У будівельній промисловості наноглини досліджуються на предмет таких 
властивостей, як біосумісність із цементними продуктами, унікальна форма, 
високе співвідношення площі поверхні до об’єму та здатність до 
навантаження[35,46]. Дослідження полімерних наноглинистих композитів є 
багатообіцяючою сферою, яка спрямована на використання унікальних 
властивостей наноглини для інновацій та вдосконалення існуючих застосувань 
у житловому будівництві та розробки нових матеріалів із кращими 
властивостями[36,37,38]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
77 
 
4 РОЗДІЛ. Дослідження міцністних характеристик бетонів 
 Проаналізувавши вплив армування наноматеріалами на цементно-піщані 
розчини виявилося що йог додавання позитивно впливає на експлуатаційно-
технологічні показники. У зв’язку з цим було проведено п’ять дослідів з 
різними компонентами. В кожному досліді було виготовлено по два кубики 
розмірами 10х10х10 см. з різною кількістю компонентів армування та 
перевірено міцність на стиск дисперсно-армованого цементно-піщаного 
розчину. 
 Випробування кубиків здійснювалися після проходження терміну в сім 
діб, міцність на стиск яку набирає затверділий розчин складає приблизно 70% 
від марочної, виходячи з цього можна зробити висновок, що для марки бетону 
яка використовувалася (М400) міцність на стиск без наповнювачів повинна 
складати приблизно 280 кН. 
 Для випробування на стискування використовується гідравлічний прес 
типу 2ПГ-125, схема якого зображена на рисунку 2.1. Цей прес складається з 
двох частин – робочої та блоку управління. 
Робоча частина складається з основи 1, двох колон 4 і верхньої поперечини 
6, які жорстко з’єднані між собою та утворюють станину рамної конструкції. 
У центральній частині основи 1 розміщено робочий циліндр 2 з плунжером 
3, на верхньому торці якого встановлено стіл 9. 
 
 
 
78 
 
 
Рисунок 4.1 Схема преса 2ПГ-125 
Рухома поперечина 5 може рухатися по різьбі колон 4, забезпечуючи 
постановку верхньої опорної плити 8 у потрібне положення, залежно від висоти 
зразка. Рух поперечини 5 відбувається за рахунок електродвигуна 7, який 
управляється кнопковою станцією 10. Рух від електродвигуна 7 через черв’ячну 
передачу передається гайкам, що, обертаючись, переміщують поперечину 5 по 
колонах 4. 
Робочий хід преса відбувається за рахунок переміщення плунжера 3 зі 
столом 9 вгору під дією тиску мастила в циліндрі 2. Рухома частина машини 
опускається вниз від власної ваги.  
У блоці управління 12 розміщені мастильний бак, гідронасос, пристрій 
управління гідравлікою та силовимірювальна голівка . 
Управління електродвигуном насоса відбувається кнопковою станцією 11  
79 
 
Пристрій управління гідравлікою використовується для розподілу і 
регулювання подачі мастила від гідронасоса до робочих органів преса. Ручки 
управління цим пристроєм розміщені зовні пульта й позначені табличками 
„Скид мастила” – 13, „Регулятор швидкості” – 14, і „Режим роботи” – 15. 
Робочий хід преса відбувається при закритому вентилі 13 і відкритому 
вентилі 14. Щоб повернути плунжер 3 у вихідне положення, закривають 
вентиль 14 й відкривають вентиль 13. Ручкою 15 встановлюється режим роботи 
преса – до 400кН чи до 1250кН. 
 
4.1. 1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків 
Дослід 1 
В першому досліді було відтворено зразок товарного бетону, який буде 
взято за еталон. Було виготовлено два кубики, їх склад наведено у таблиці 
нижче, дивись таблицю 1. 
Таблиця 1 Склади сумішей для виготовлення кубиків 
1 1 28
1025 3,28 580 
2 700 00 
 
Послідовність виготовлення кубиків для досліду №1: 
1. Підготовити форму для виготовлення кубика; 
2. Змішати пісок та цемент до однорідності; 
3. Поступово додати щебінь і ретельно змішувати з цементно-піщаною 
сумішшю; 
4. Додати добавку БХД у воду, змішати та добавити до суміші, змішати до 
однорідності; 
5. Закласти готовий розчин у форму для виготовлення кубика; 
6. Втрамбувати суміш вручну а потім на вібромайданчику. 
80 
 
№ 
зразка 
Пісо
к, г 
Порт
ландцеме
нт М400, 
г 
Щеб
інь фр.5-
20, г 
БХД 
(хімічна 
добавка), 
г 
Вода
, мл 
 Для початку було підготовлено форми для виготовлення кубиків 
розміром 10х10х10 см та змащено їх для того, щоб розчин який буде закладено 
в них не приставав до стінок форми. 
 Наступним етапом було зважено пісок, цемент та щебінь, тобто 1700 г 
піску, 1025 г цементу та 2800 г щебеню, саме скільки знадобилося для 
виготовлення двох кубиків досліду №1. 
Після того, як необхідна кількість цементу, піску та щебеню була відібрана 
відміряємо 580 г води та 3,28 г добавки, саме стільки води знадобилося щоб 
отримати показник осідання конуса в П-4 (16-20) см. 
Далі розпочинаємо приготування розчину, спочатку в ємність додаємо 
щебінь, пісок та цемент і ретельно переміщуємо до однорідності, поступово 
додаємо води, спочатку 500г, перемішуємо та додаємо ще 80 грам води для 
отримання осідання конуса в П-4. 
Після приготування суміші розпочинаємо закладання її у підготовлені 
металеві форми. 
Під час закладання суміші періодично трамбуємо вручну, а після повного 
заповнення форми сумішшю, розміщаємо форми на вібростіл. 
На наступну добу виготовлені кубики досліду №1 були розпалублені, та 
впродовж 7 діб періодично змочувалися водою. 
 
4.1.2 Випробовування на стиск бетонних кубиків  
В першому досліді було перевірено міцність на стиск бетонних кубиків 
розміром 10/10/10 см. 
В досліді №1 кількість добавки становила 3,28г. Два зразки досліду №1 
розміщуються на ваги та зважуються та фіксуються результати зважування 
(фото 1, 2) 
81 
 
 
 
Фото 1 Фото 2 
Зважування зразка №1 з Зважування зразка №2 з 
досліду №1 досліду №1 
 
Після зважувань кубики розміщуються між плитами преса та 
фотографуються (фото 3, 4) 
 
 
 
Фото 3 Фото 4 
Розміщення між плитами Розміщення між плитами 
преса зразка №1 з досліду №1 преса зразка №2 з досліду №1 
 
Далі вмикаємо прес та розпочинаємо завантаження зразків бетону до тих 
пір, доки не розпочнеться руйнування зразків бетону (фото 5, 6). 
82 
 
Після того як кубики розпочинали руйнуватися прес вимикався та 
фіксувалася міцність зразків на стиск (фото 7, 8), як висновок можемо сказати, 
що по властивостям даний зразок відповідає товарному бетону 
 
 
Фото 5 Фото 6 
Руйнація зразка №1 з досліду Руйнація зразка №2 з досліду 
№1 №1 
 
 
Фото 7 Фото 8 
Показники преса №1 з Показники преса №2 з 
досліду №1 досліду №1 
 
4.2.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків 
Дослід 2 
В другому досліді було використано в якості добавки хімічну добавку 
Stahement 257218 в кількості 8,2 г.. Було виготовлено два кубики, їх склад 
наведено у таблиці нижче, дивись таблицю 2. 
Таблиця 2 Склади сумішей для виготовлення кубиків 
83 
 
1 1 28
1025 8,2 530 
2 700 00 
 
Послідовність виготовлення кубиків для досліду №2: 
1. Підготовити форму для виготовлення кубика; 
2. Змішати пісок та цемент до однорідності; 
3. Поступово додати щебінь і ретельно змішувати з цементно-піщаною 
сумішшю; 
4. Додати добавку Stahement у воду, змішати та добавити до суміші, 
змішати до однорідності; 
5. Закласти готовий розчин у форму для виготовлення кубика; 
6. Втрамбувати суміш вручну а потім на вібромайданчику. 
 Для початку було підготовлено форми для виготовлення кубиків 
розміром 10х10х10 см та змащено їх для того, щоб розчин який буде закладено 
в них не приставав до стінок форми. 
 Наступним етапом було зважено пісок, цемент та щебінь, тобто 1700 г 
піску, 1025 г цементу та 2800 г щебеню, саме скільки знадобилося для 
виготовлення двох кубиків досліду №2. 
Після того, як необхідна кількість цементу, піску та щебеню була відібрана 
відміряємо 530 г води та 8,2 г добавки, саме стільки води знадобилося щоб 
отримати показник осідання конуса в П-4 (16-20) см. 
Далі розпочинаємо приготування розчину, спочатку в ємність додаємо 
щебінь, пісок та цемент і ретельно переміщуємо до однорідності, поступово 
додаємо води, спочатку 500г, перемішуємо та додаємо ще 30 грам води для 
отримання осідання конуса в П-4. 
Після приготування суміші розпочинаємо закладання її у підготовлені 
металеві форми. 
84 
 
№ 
зразка 
Пісо
к, г 
Порт
ландцеме
нт М400, 
г 
Щеб
інь фр.5-
20, г 
Stah
ement 
257218 
(добавка)
, г 
Вода
, мл 
Під час закладання суміші періодично трамбуємо вручну, а після повного 
заповнення форми сумішшю, розміщаємо форми на вібростіл. 
На наступну добу виготовлені кубики досліду №2 були розпалублені, та 
впродовж 7 діб періодично змочувалися водою. 
 
4.2.2 Випробовування на стиск бетонних кубиків  
В другому досліді було перевірено міцність на стиск бетонних кубиків 
розміром 10/10/10 см. 
В досліді №2 кількість хімічної добавки становила 8,2 г. Два зразки 
досліду №2 розміщуються на ваги та зважуються та фіксуються результати 
зважування (фото 9, 10) 
 
Фото 9 Фото 10 
Зважування зразка №1 з Зважування зразка №2 з 
досліду №2 досліду №2 
  
Після зважувань кубики розміщуються між плитами преса та 
фотографуються (фото 11, 12) 
 
85 
 
 
Фото 11 Фото 12 
Розміщення між плитами Розміщення між плитами 
преса зразка №1 з досліду №2 преса зразка №2 з досліду №2 
 
Далі вмикаємо прес та розпочинаємо завантаження зразків бетону до тих 
пір, доки не розпочнеться руйнування зразків бетону (фото 13, 14). 
Після того як кубики розпочинали руйнуватися прес вимикався та 
фіксувалася міцність зразків на стиск (фото 15, 16), як висновок можемо 
сказати, що в порівнянні з товарним бетоном даний зразок бетону має кращі 
показники, але вартість виготовлення вище. 
 
Фото 13 Фото 14 
Руйнація зразка №1 з досліду Руйнація зразка №2 з досліду 
№2 №2 
 
86 
 
 
Фото 15 Фото 16 
Показники преса №1 з Показники преса №2 з 
досліду №1 досліду №1 
 
4.3.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків 
Дослід 3 
В третьому досліді було використано в якості добавки хімічну добавку 
MASTER SILK в кількості 10,3 г.. Було виготовлено два кубики, їх склад 
наведено у таблиці нижче, дивись таблицю 3. 
Таблиця 3 Склади сумішей для виготовлення кубиків 
1 1 28
1025 10,3 530 
2 700 00 
 
Послідовність виготовлення кубиків для досліду №3: 
1. Підготовити форму для виготовлення кубика; 
2. Змішати пісок та цемент до однорідності; 
3. Поступово додати щебінь і ретельно змішувати з цементно-піщаною 
сумішшю; 
4. Додати добавку MASTER SILK у воду, змішати та добавити до суміші, 
змішати до однорідності; 
5. Закласти готовий розчин у форму для виготовлення кубика; 
6. Втрамбувати суміш вручну а потім на вібромайданчику. 
87 
 
№ 
зразка 
Пісо
к, г 
Порт
ландцеме
нт М400, 
г 
Щеб
інь фр.5-
20, г 
MAS
TER 
SILK 
(добавка)
, г 
Вода
, мл 
 Для початку було підготовлено форми для виготовлення кубиків 
розміром 10х10х10 см та змащено їх для того, щоб розчин який буде закладено 
в них не приставав до стінок форми. 
 Наступним етапом було зважено пісок, цемент та щебінь, тобто 1700 г 
піску, 1025 г цементу та 2800 г щебеню, саме скільки знадобилося для 
виготовлення двох кубиків досліду №3. 
Після того, як необхідна кількість цементу, піску та щебеню була відібрана 
відміряємо 530 г води та 10,3 г добавки, саме стільки води знадобилося щоб 
отримати показник осідання конуса в П-4 (16-20) см. 
Далі розпочинаємо приготування розчину, спочатку в ємність додаємо 
щебінь, пісок та цемент і ретельно переміщуємо до однорідності, поступово 
додаємо води, спочатку 500г, перемішуємо та додаємо ще 30 грам води для 
отримання осідання конуса в П-4. 
Після приготування суміші розпочинаємо закладання її у підготовлені 
металеві форми. 
Під час закладання суміші періодично трамбуємо вручну, а після повного 
заповнення форми сумішшю, розміщаємо форми на вібростіл. 
На наступну добу виготовлені кубики досліду №3 були розпалублені, та 
впродовж 7 діб періодично змочувалися водою. 
 
4.3.2 Випробовування на стиск бетонних кубиків  
В третьому досліді було перевірено міцність на стиск бетонних кубиків 
розміром 10/10/10 см. 
В досліді №3 кількість хімічної добавки становила 10,3 г. Два зразки 
досліду №3 розміщуються на ваги та зважуються та фіксуються результати 
зважування (фото 17, 18) 
88 
 
 
Фото 17 Фото 18 
Зважування зразка №1 з Зважування зразка №2 з 
досліду №3 досліду №3 
  
Після зважувань кубики розміщуються між плитами преса та 
фотографуються (фото 19, 20) 
 
Фото 19 Фото 20 
Розміщення між плитами Розміщення між плитами 
преса зразка №1 з досліду №3 преса зразка №2 з досліду №3 
 
Далі вмикаємо прес та розпочинаємо завантаження зразків бетону до тих 
пір, доки не розпочнеться руйнування зразків бетону (фото 21, 22). 
Після того як кубики розпочинали руйнуватися прес вимикався та 
фіксувалася міцність зразків на стиск (фото 23, 24), як висновок можемо 
89 
 
сказати, що в порівнянні з двома попередніми зразками, зразок бетону має 
кращі як міцністні, так і цінові показники. Вартість зразка бетону із 
3
застосуванням добавки MASTER SILK дешевша на 89 грн. за 1 м . 
 
Фото 21 Фото 22 
Руйнація зразка №1 з досліду Руйнація зразка №2 з досліду 
№3 №3 
 
 
Фото 23 Фото 24 
Показники преса №1 з Показники преса №2 з 
досліду №3 досліду №3 
 
4.4.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків 
Дослід 4 
В четвертому досліді було використано в якості добавки хімічну добавку 
BAZE в кількості 15,4 г.. Було виготовлено два кубики, їх склад наведено у 
таблиці нижче, дивись таблицю 4. 
Таблиця 4 Склади сумішей для виготовлення кубиків 
90 
 
1 1 28
1025 15,4 510 
2 700 00 
 
Послідовність виготовлення кубиків для досліду №4: 
1. Підготовити форму для виготовлення кубика; 
2. Змішати пісок та цемент до однорідності; 
3. Поступово додати щебінь і ретельно змішувати з цементно-піщаною 
сумішшю; 
4. Додати добавку BAZE у воду, змішати та добавити до суміші, змішати 
до однорідності; 
5. Закласти готовий розчин у форму для виготовлення кубика; 
6. Втрамбувати суміш вручну а потім на вібромайданчику. 
 Для початку було підготовлено форми для виготовлення кубиків 
розміром 10х10х10 см та змащено їх для того, щоб розчин який буде закладено 
в них не приставав до стінок форми. 
 Наступним етапом було зважено пісок, цемент та щебінь, тобто 1700 г 
піску, 1025 г цементу та 2800 г щебеню, саме скільки знадобилося для 
виготовлення двох кубиків досліду №4. 
Після того, як необхідна кількість цементу, піску та щебеню була відібрана 
відміряємо 510 г води та 15,4 г добавки, саме стільки води знадобилося щоб 
отримати показник осідання конуса в П-4 (16-20) см. 
Далі розпочинаємо приготування розчину, спочатку в ємність додаємо 
щебінь, пісок та цемент і ретельно переміщуємо до однорідності, поступово 
додаємо води, спочатку 500г, перемішуємо та додаємо ще 10 грам води для 
отримання осідання конуса в П-4. 
Після приготування суміші розпочинаємо закладання її у підготовлені 
металеві форми. 
91 
 
№ 
зразка 
Пісо
к, г 
Порт
ландцеме
нт М400, 
г 
Щеб
інь фр.5-
20, г 
BAZ
E 
(добавка)
, г 
Вода
, мл 
Під час закладання суміші періодично трамбуємо вручну, а після повного 
заповнення форми сумішшю, розміщаємо форми на вібростіл. 
На наступну добу виготовлені кубики досліду №4 були розпалублені, та 
впродовж 7 діб періодично змочувалися водою. 
 
4.4.2 Випробовування на стиск бетонних кубиків  
В четвертому досліді було перевірено міцність на стиск бетонних кубиків 
розміром 10/10/10 см. 
В досліді №4 кількість хімічної добавки становила 15,4 г. Два зразки 
досліду №4 розміщуються на ваги та зважуються та фіксуються результати 
зважування (фото 25, 26) 
 
Фото 25 Фото 26 
Зважування зразка №1 з Зважування зразка №2 з 
досліду №4 досліду №4 
  
Після зважувань кубики розміщуються між плитами преса та 
фотографуються (фото 27, 28) 
 
92 
 
 
Фото 27 Фото 28 
Розміщення між плитами Розміщення між плитами 
преса зразка №1 з досліду №4 преса зразка №2 з досліду №4 
 
Далі вмикаємо прес та розпочинаємо завантаження зразків бетону до тих 
пір, доки не розпочнеться руйнування зразків бетону (фото 29, 30). 
Після того як кубики розпочинали руйнуватися прес вимикався та 
фіксувалася міцність зразків на стиск (фото 31, 32), як висновок можемо 
сказати, що в порівнянні з товарним бетоном, даний зразок має приблизно такі 
ж міцністні показники, а вартість в порівнянні з товарним бетоном дешевша на 
3
23 грн. за 1 м . 
 
Фото 29 Фото 30 
Руйнація зразка №1 з досліду Руйнація зразка №2 з досліду 
№4 №4 
 
93 
 
 
Фото 31 Фото 32 
Показники преса №1 з Показники преса №2 з 
досліду №4 досліду №4 
 
4.5.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків 
Дослід 5 
В п’ятому досліді було використано в якості добавки хімічну добавку 
Stahement 257218 та гідрофобна добавка в кількості 8,2 г. та 10,2 г. відповідно. 
Було виготовлено два кубики, їх склад наведено у таблиці нижче, дивись 
таблицю 5. 
Таблиця 5 Склади сумішей для виготовлення кубиків 
1 1 28 8,2/1
1025 510 
2 700 00 0,2 
 
Послідовність виготовлення кубиків для досліду №5: 
1. Підготовити форму для виготовлення кубика; 
2. Змішати пісок та цемент до однорідності; 
3. Поступово додати щебінь і ретельно змішувати з цементно-піщаною 
сумішшю; 
4. Додати добавку Stahement 257218 та гідрофобну добавку у воду, 
змішати та добавити до суміші, змішати до однорідності; 
5. Закласти готовий розчин у форму для виготовлення кубика; 
94 
 
№ 
зразка 
Пісо
к, г 
Порт
ландцеме
нт М400, 
г 
Щеб
інь фр.5-
20, г 
Stah
ement 
257218 та 
гідроф. 
Вода
, мл 
6. Втрамбувати суміш вручну а потім на вібромайданчику. 
 Для початку було підготовлено форми для виготовлення кубиків 
розміром 10х10х10 см та змащено їх для того, щоб розчин який буде закладено 
в них не приставав до стінок форми. 
 Наступним етапом було зважено пісок, цемент та щебінь, тобто 1700 г 
піску, 1025 г цементу та 2800 г щебеню, саме скільки знадобилося для 
виготовлення двох кубиків досліду №5. 
Після того, як необхідна кількість цементу, піску та щебеню була відібрана 
відміряємо 500 г води, Stahement 257218 8,2 г. та гідрофобну добавку 10,2 г., 
саме стільки води знадобилося щоб отримати показник осідання конуса в П-4 
(16-20) см. 
Далі розпочинаємо приготування розчину, спочатку в ємність додаємо 
щебінь, пісок та цемент і ретельно переміщуємо до однорідності, поступово 
додаємо 500г води. 
Після приготування суміші розпочинаємо закладання її у підготовлені 
металеві форми. 
Під час закладання суміші періодично трамбуємо вручну, а після повного 
заповнення форми сумішшю, розміщаємо форми на вібростіл. 
На наступну добу виготовлені кубики досліду №5 були розпалублені, та 
впродовж 7 діб періодично змочувалися водою. 
 
4.5.2 Випробовування на стиск бетонних кубиків  
В п’ятому досліді було перевірено міцність на стиск бетонних кубиків 
розміром 10/10/10 см. 
В досліді №5 кількість хімічної добавки Stahement 257218 8,2 г., 
гідрофобної добавки 10,2 г.. Два зразки досліду №5 розміщуються на ваги та 
зважуються та фіксуються результати зважування (фото 31, 32) 
95 
 
 
Фото 31 Фото 32 
Зважування зразка №1 з Зважування зразка №2 з 
досліду №5 досліду №5 
  
Після зважувань кубики розміщуються між плитами преса та 
фотографуються (фото 33, 34) 
 
 
Фото 33 Фото 34 
Розміщення між плитами Розміщення між плитами 
преса зразка №1 з досліду №5 преса зразка №2 з досліду №5 
 
Далі вмикаємо прес та розпочинаємо завантаження зразків бетону до тих 
пір, доки не розпочнеться руйнування зразків бетону (фото 35, 36). 
96 
 
Після того як кубики розпочинали руйнуватися прес вимикався та 
фіксувалася міцність зразків на стиск (фото 37, 38), як висновок можемо 
сказати, що за характеристиками схожа на дослід номер 2, але по вартості 
3
дорожча на 507 грн за 1м . 
 
Фото 35 Фото 36 
Руйнація зразка №1 з досліду Руйнація зразка №2 з досліду 
№5 №5 
 
 
Фото 37 Фото 38 
Показники преса №1 з Показники преса №2 з 
досліду №5 досліду №5 
 
4.6.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків 
Дослід 6 
В шостому досліді було використано в якості добавки хімічну добавку 
Stahement 257218 та поліпропіленову фібру в кількості 8,2г. Та 22,5 
97 
 
г.відповідно. Було виготовлено два кубики, їх склад наведено у таблиці нижче, 
дивись таблицю 6. 
Таблиця 6 Склади сумішей для виготовлення кубиків 
1 1 28
1025 8,2/22,5 510 
2 700 00 
 
Послідовність виготовлення кубиків для досліду №6: 
1. Підготовити форму для виготовлення кубика; 
2. Змішати пісок та цемент до однорідності; 
3. Поступово додати щебінь та фыбру і ретельно змішувати з цементно-
піщаною сумішшю; 
4. Додати добавку Stahement у воду, змішати та добавити до суміші, 
змішати до однорідності; 
5. Закласти готовий розчин у форму для виготовлення кубика; 
6. Втрамбувати суміш вручну а потім на вібромайданчику. 
 Для початку було підготовлено форми для виготовлення кубиків 
розміром 10х10х10 см та змащено їх для того, щоб розчин який буде закладено 
в них не приставав до стінок форми. 
 Наступним етапом було зважено пісок, цемент та щебінь, тобто 1700 г 
піску, 1025 г цементу, 2800 г щебеню та фібри 22,5 г, саме скільки знадобилося 
для виготовлення двох кубиків досліду №6. 
Після того, як необхідна кількість цементу, піску та щебеню була відібрана 
відміряємо 580 г води та 8,2 г добавки, саме стільки води знадобилося щоб 
отримати показник осідання конуса в П-4 (16-20) см. 
Далі розпочинаємо приготування розчину, спочатку в ємність додаємо 
щебінь, пісок та цемент і ретельно переміщуємо до однорідності, поступово 
додаємо води, спочатку 500г, перемішуємо та додаємо ще 80 грам води для 
отримання осідання конуса в П-4. 
98 
 
№ 
зразка 
Пісо
к, г 
Порт
ландцеме
нт М400, 
г 
Щеб
інь фр.5-
20, г 
Stah
ement 
257218 та 
поліпропі
ленову 
фібру 
Вода
, мл 
Після приготування суміші розпочинаємо закладання її у підготовлені 
металеві форми. 
Під час закладання суміші періодично трамбуємо вручну, а після повного 
заповнення форми сумішшю, розміщаємо форми на вібростіл. 
На наступну добу виготовлені кубики досліду №6 були розпалублені, та 
впродовж 7 діб періодично змочувалися водою. 
 
4.6.2 Випробовування на стиск бетонних кубиків  
В шостому досліді було перевірено міцність на стиск бетонних кубиків 
розміром 10/10/10 см. 
В досліді №6 кількість хімічної добавки становила 8,2 г та фібри 22,5 г. 
Два зразки досліду №6 розміщуються на ваги та зважуються та фіксуються 
результати зважування (фото 39, 40) 
  
Фото 39 Фото 40 
Зважування зразка №1 з Зважування зразка №2 з 
досліду №6 досліду №6 
  
Після зважувань кубики розміщуються між плитами преса та 
фотографуються (фото 41, 42) 
 
99 
 
  
Фото 41 Фото 42 
Розміщення між плитами Розміщення між плитами 
преса зразка №1 з досліду №6 преса зразка №2 з досліду №6 
 
Далі вмикаємо прес та розпочинаємо завантаження зразків бетону до тих 
пір, доки не розпочнеться руйнування зразків бетону (фото 43, 44). 
Після того як кубики розпочинали руйнуватися прес вимикався та 
фіксувалася міцність зразків на стиск (фото 45, 46), як висновок можемо 
сказати, що в порівнянні з товарним бетоном, даний зразок має гірші міцністні 
показники, а вартість в порівнянні з товарним бетоном дешевша на 3635 грн. за 
3
1 м . Це може бути обумовлено неправильним підбором пропорцій фібри до 
бетону, на отриманому результаті не зупиняємось та продовшуємо шукати 
шляхи вирішення даної проблеми. 
  
Фото 43 Фото 44 
Руйнація зразка №1 з досліду Руйнація зразка №2 з досліду 
№6 №6 
 
100 
 
  
Фото 45 Фото 46 
Показники преса №1 з Показники преса №2 з 
досліду №6 досліду №6 
 
4.7.1 Технологія виготовлення досліджуваних зразків 
Дослід 7 
В сьомому досліді було використано в якості добавки хімічну добавку 
Stahement в кількості 8,2 г. та наноалюміній в кількості 2г.. Було виготовлено 
два кубики, їх склад наведено у таблиці нижче, дивись таблицю 7. 
Таблиця 7 Склади сумішей для виготовлення кубиків 
1 1 28
1025 8,2/2 510 
2 700 00 
 
Послідовність виготовлення кубиків для досліду №7: 
1. Підготовити форму для виготовлення кубика; 
2. Змішати пісок та цемент до однорідності; 
3. Поступово додати щебінь і ретельно змішувати з цементно-піщаною 
сумішшю; 
4. Додати добавку Stahement та наноалюміній у воду, змішати та добавити 
до суміші, змішати до однорідності; 
5. Закласти готовий розчин у форму для виготовлення кубика; 
6. Втрамбувати суміш вручну а потім на вібромайданчику. 
101 
 
№ 
зразка 
Пісо
к, г 
Порт
ландцеме
нт М400, 
г 
Щеб
інь фр.5-
20, г 
Stah
ement 
(добавка)
наноалю
міній, г 
Вода
, мл 
 Для початку було підготовлено форми для виготовлення кубиків 
розміром 10х10х10 см та змащено їх для того, щоб розчин який буде закладено 
в них не приставав до стінок форми. 
 Наступним етапом було зважено пісок, цемент та щебінь, тобто 1700 г 
піску, 1025 г цементу та 2800 г щебеню, саме скільки знадобилося для 
виготовлення двох кубиків досліду №7. 
Після того, як необхідна кількість цементу, піску та щебеню була відібрана 
відміряємо 500 г води, 8,2 г добавки та 2 г наноалюмінію, саме стільки води 
знадобилося щоб отримати показник осідання конуса в П-4 (16-20) см. 
Далі розпочинаємо приготування розчину, спочатку в ємність додаємо 
щебінь, пісок та цемент і ретельно переміщуємо до однорідності, поступово 
додаємо води, спочатку 500г. 
Після приготування суміші розпочинаємо закладання її у підготовлені 
металеві форми. 
Під час закладання суміші періодично трамбуємо вручну, а після повного 
заповнення форми сумішшю, розміщаємо форми на вібростіл. 
На наступну добу виготовлені кубики досліду №7 були розпалублені, та 
впродовж 7 діб періодично змочувалися водою. 
 
4.7.2 Випробовування на стиск бетонних кубиків  
В сьомому досліді було перевірено міцність на стиск бетонних кубиків 
розміром 10/10/10 см. 
В досліді №7 кількість хімічної добавки Stahement 257218 становила 8,2 г. 
та додаємо 2 г. наноалюмінію. Два зразки досліду №7 розміщуються на ваги та 
зважуються та фіксуються результати зважування (фото 47, 48) 
102 
 
  
Фото 47 Фото 48 
Зважування зразка №1 з Зважування зразка №2 з 
досліду №7 досліду №7 
  
Після зважувань кубики розміщуються між плитами преса та 
фотографуються (фото 49, 50) 
 
  
Фото 49 Фото 50 
Розміщення між плитами Розміщення між плитами 
преса зразка №1 з досліду №7 преса зразка №2 з досліду №7 
 
Далі вмикаємо прес та розпочинаємо завантаження зразків бетону до тих 
пір, доки не розпочнеться руйнування зразків бетону (фото 51, 52). 
103 
 
Після того як кубики розпочинали руйнуватися прес вимикався та 
фіксувалася міцність зразків на стиск (фото 53, 54), як висновок можемо 
сказати, що в порівнянні з товарним бетоном, даний зразок має відмінні 
міцністні показники, а вартість в порівнянні з товарним бетоном більша на 2048 
3
грн. за 1 м . 
 
Фото 51 Фото 52 
Руйнація зразка №1 з досліду Руйнація зразка №2 з досліду 
№7 №7 
  
 
 
Фото 53 Фото 54 
Показники преса №1 з Показники преса №2 з 
досліду №7 досліду №7 
 
  
104 
 
Розділ 5 Економічна доцільність впровадження в будівництво нових 
матеріалів та нових технологій 
В економічному розділі проаналізуємо найбільш вдалі досліди, які 
можливо впровадити в масове будівництво. 
На мою думку одним з найбільш ефективних наноматеріалів є вуглецеві 
нанотрубки з точки зору ефективності та прискорення процесу будівництва в 
цілому. Зразки бетону з вуглецевими нанотрубками показують найкращі 
результати випробувань такі як міцність на стиск та набуття міцності бетоном. 
Застосування бетонів з вуглецевими нанотрубками можуть стати великим 
внеском у світовому будівництві. Даний метод приготування бетонної суміші 
можна використовувати для влаштування фундаментів, колон, плит перекриття, 
виготовлення споруд цивільного захисту та ін.. Застосування вуглецевих 
нанотрубок пришвидшує процес набуття бетонами міцності та становить 90% 
від марочного на 14 добу, цим самим пришвидшує процес будівництва та 
дозволить у монолітному будівництві раніше знімати опалубку для 
застосування її для інших деталей  та подальшого будівництва(див. лист №2). 
Мною було прораховано вартість виготовлення плит перекриття будівлі 
яка знаходиться на стадії будівництва у м. Полтава. Розрахунок витрат 
проводився із урахуванням реалій сьогодення та війни, а саме: було взято за 
основу посилені перекриття першого, другого та перекриття паркінгу з 
урахуванням тиску вибухової хвилі в 100 кПа, та прийнято товщину 
монолітного перекриття в 400мм. Дане рішення було прийнято згідно з 
теперішніми діючими Державними нормами щодо забезпечення цивільного 
населення спорудами цивільного захисту. Як споруду цивільного захисту 
можемо використовувати підземний паркінг та посилені перекриття першого та 
другого поверху (на випадок якщо системи оповіщення не можуть вчасно 
оповістити населення про небезпеку) від 2-16 поверху монолітні перекриття 
мають товщину 300мм.. 
105 
 
3 
Отже вартість 1м бетону із застосуванням вуглецевих нанотрубок 
становить 5090грн. різниця у вартості між існуючим товарним бетоном 
становить 1503грн. різниця є суттєвою, але в більш поглибленому вивченні 
даного напрямку, отримуємо виконання будівельно монтажних робіт 
орієнтовно на 40% дешевше, отже підрядні організації можуть будувати більше 
об’єктів  за майже тіж самі витрати на БМР. 
На другому місці стоїть метод виготовлення бетонів із застосуванням 
наноалюмінію як добавки до бетону. Даний дослід проводився в лабораторних 
3
умовах з додаванням 1 кг наноалюмінію на 1м  бетону, після замішування 
зразків установлюємо їх на вібростіл та вібруємо до повного витіснення 
повітря. Після вібрування відносимо до камери природного сушіння на 7 діб. 
При семи добовому терміні зразків зважуємо їх та випробовуємо на 
міцність (див. дослід №5). Даний дослід показав неочікуваний результат та при 
2 2 
марці цементу М400 дав результат зразків аж у 310 кгс/см  та 357 кгс/см що 
показало орієнтовно 60% від марочної міцності, тобто при набуванні міцності 
2
бетону цей показник може бути 556 кгс/см . 
3 
Отже вартість 1м бетону із застосуванням вуглецевих нанотрубок 
становить 5635грн. різниця у вартості між існуючим товарним бетоном 
становить 2048грн. різниця є суттєвою, але якщо доопрацювати даний дослід 
при більш достатньому фінансуванні, то можна зменшити витрати цементу, а 
марку залишити вищою (див. дослід №5).  
Третє місце займає дослід з використанням добавки SILK, даний дослій є 
найдешевший з усіх перелічених попри це впевнено пройшов випробування на 
міцність. За основу досліду було взято товарний бетон, але замінено добавку на 
SILK та додано на масу бетону всього 10,3 грам. Варто взяти до у ваги, що з 
даною добавкою також набір міцності йде швидше чим у звичайного товарного 
3 
бетону, а вартість 1м бетону всього лиш 3498грн, що на 89 грн дешевше ніж 
вартість базового товарного бетону. Даний дослід можемо вважати найбільш 
вдалим у співвідношені ціни до якості. 
106 
 
Отже, при виборі між різними типами наноматеріалів як добавок у бетон 
важливо зважати як на їх вартість, так і на їхню ефективність у покращенні 
властивостей будівельних матеріалів. Правильне використання новітніх 
технологій та матеріалів може призвести до підвищення якості будівництва та 
зниження витрат на утримання споруд у майбутньому. 
  
107 
 
Висновки. 
Під час виконання роботи було розглянуто перспективні матеріали 
будівництва – наноматеріали. Дослідження цих матеріалів є надзвичайно 
актуальним через широкий спектр їхнього практичного застосування. 
Під час проведення дослідів було розглянуто ряд функціональних 
матеріалів, оцінено їх ефективність в наномодифікуванні цементуючих систем 
ультрадисперсними та комплексними хімічними добавками для 
швидкотверднучих високофункціональних бетонів. Проведено лабораторні 
дослідження цементно-піщаних розчинів з додаванням різних хімічних добавок 
для підвищення їх міцності та довговічності, проведено аналіз їх міцнісних 
показників. 
Було розглянуто удосконалення технологій виробництва і покращенні 
якості продукції. Зокрема, модифікація полімерів і композиційних матеріалів із 
використанням нанодобавок дозволило досягти підвищеної механічної 
міцності, термічної стабільності та зносостійкості. 
Таким чином, проведення досліджень у цій сфері спрямоване на 
вирішення актуальних наукових і практичних завдань, пов’язаних зі 
створенням матеріалів нового покоління, що забезпечують екологічну безпеку, 
енергоефективність і високу продуктивність. 
Отже провівши лабораторні дослідження в лабораторії на території 
заводу «БУДДЕТАЛЬ» зробив висновки: 
-використання вуглецевих нанотрубок як добавки до бетону, сприяє 
пришвидченню схвачування бетонної суміші, та покращує міцнісні 
характеристики, економічна доцільність даного досліду полягає в пришвидчені 
будівельно-монтажних робіт, орієнтовно на 40% та економії фінансових 
ресурсів за рахунок зменшення тривалості будівництва. 
-використання наноалюмінію як добавки, сприяє покращенню міцнісних 
характеристик бетону, та підвищує термостійкість, даний метод виготовлення 
бетонної суміші може сприяти зменшенню витрати цементу при збереженні 
марки бетону (виходячи з результатів досліду-марка марка бетону покращилася 
3
за рахунок використання наноалюмінію в пропорції 1кг на 1м ) 
-використання добавки SILK також покращує міцнісні характеристики 
3
бетонів та знижує вартість бетону на 89грн/м , що в масштабах масового 
будівництва сприяє економії при штатному режимі роботи будівництв. 
108 
 
Було проаналізовано вартість виготовлення плит перекриття для 
будівництва багатоповерхового житлового будинку та складено гістограми 
(див. лист№8). 
Проаналізувавши зразки бетонів можемо зробити висновок, що 
використання наноматеріалів та хімічних добавок значно покращує міцнісні 
характеристики бетонів та сприяє їх пришвидшеному схвачуванню за 
сприятливих умов, цим самим може бути пришвидшено виконання будівельно-
монтажних за умови врахування всих вимог щодо виготовлення бетонних 
сумішей з наноматеріалами, особливу увагу приділяти перемішуванню сіміші, 
щоб добавка рівномірно розподілялася по всьому об’єму бетону. При 
виготовлені суміші обов’язково додавати добавки у воду та ретельно 
перемішувати. 
Розробка сучасних нанотехнологій відкриває нові перспективи у 
будівництві, та за правильного вивчення їх покращують міцнісні 
характеристики бетонів, можуть пришвидшувати терміни виконання БМР 
вцілому.  
Отже, реалізація проектів з використанням нанодобавок до бетону є 
справою державної ваги, що може привернути увагу інвесторів та сприяти 
підвищенню держ. економіки. Дані дослідження мають важливе міжнародне 
значення, сприяють покращенню можливостей при вирішенні поставлених 
проблем та стабілізації процесу будівництва вцілому. 
 
 
 
 
 
 
 
 
109 
 
Список використаної літератури 
1. https://pragmatika.media/notr-dam-de-pari-istoriia-symvolu-frantsuzkoi-
stolytsi/ 
2. https://www.architime.ru/specarch/frank_lloyd_wright_1/guggenheim_museu
m.htm 
3. https://bth.kiev.ua/afinskij-akropol-pamyatniki-proshlyh 
4. https://tse-tsikavo.com.ua/kolizej-tsikavi-fakty-ta-istoriya-budivnytstva/ 
5. https://sights.com.ua/attraction/ejfeleva-vezha/ 
6. https://france-guide.livejournal.com/200831.html 
7. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%BE
%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8C_%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%
B0%D1%81%D0%BE%D0%BB%D1%8C 
8. https://ru.wikipedia.org/wiki/Marina_Bay_Sands 
9. https://architizer.com/projects/dancing-dragons/ 
10. https://ogotour.com.ua/blog/10-cikavih-faktiv-pro-burdzh-halifu-v-dubai-oae/ 
11. https://irbis-nbuv.gov.ua/cgi-
bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?I21DBN=LINK&P21DBN=UJRN&Z21ID=&
S21REF=10&S21CNR=1000&S21FMT=asp_brief&C21COM=S&2_S21P03
=VTYP=&2_S21STR=ASP&S21STN=1146001 
12. https://constructive-
voices.com/uk/%D0%BD%D0%B0%D0%B9%D0%BA%D1%80%D0%B0%
D1%89%D1%96-
%D0%B7%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%96-
%D0%B1%D1%83%D0%B4%D1%96%D0%B2%D0%BB%D1%96-
%D0%A1%D1%96%D0%BD%D0%B3%D0%B0%D0%BF%D1%83%D1%8
0%D1%83/ 
13. https://archi.ru/projects/world/8043/zhiloi-kompleks-tao-chzhu-in-yuan 
14. https://eprints.kname.edu.ua/55794/1/2020_%D0%9F%D0%95%D0%A7_21
%D0%9B_%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0
%BA%D1%82%20%D0%9B%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B
8%20%D0%9F%D0%95%D0%A7%D0%90%D0%A2%D0%AC%20%D0%9
0%D0%BA%D1%82%D1%83%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1
%96%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%B
C%D0%B8.pdf 
15. https://science.lpnu.ua/sites/default/files/journal-
paper/2023/dec/32842/andrusyak.pdf 
16. https://www.academia.edu/RegisterToDownload/RelatedWorks?auto=downloa
d 
17. https://archi.ru/projects/world/8043/zhiloi-kompleks-tao-chzhu-in-yuan 
18. https://dlib.kiev.ua/items/show/319#?c=0&m=0&s=0&cv=0 
19. https://archello.com/project/coral-reef 
110 
 
20. https://pragmatika.media/news/habitat-67-moshe-safdi-daruie-svij-zhitlovij-
prostir-monrealskomu-universitetu/ 
21. Балан О.С. Нанотехнології в будівництві. Український журнал 
будівництва та архітектури.2021.№5 
22. Волчок І.П., Капустян О.Є. Фундаментальні основи нанотехнологій: 
конспект лекцій для студ.вищ.навч.закл. Запоріжжя: НУ «Запорізька 
політехніка»,2021 
23. Дерев’янко В.Н., Кушнєрова Л.О., Мороз Л.В., Мороз В.Ю., Технології 
та використання наносистему виробництві будівельних матеріалів. 
Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі і споруди. Збірник 
наукових праць. м Рівне 2020 вип 38 
24. Дудикевич В.Б., Собчук І.С., Ракобовчук В.О., Пасивний захист 
інформації від лазерного випромінювання. Вісник національного 
університету «Львівська політехніка» м Львів 2013 вип 753 
25. Заячук Д.М. Нанотехнології і наноструктури: навч. Посібник для 
студ.вищ.навч.закл.Львів:вид-во Нац. Ун-ту «Львівська політехніка» 
2009 
26. галат-Лозинська Л.О., Згалат-Лоззинський О.Б., Акктивізація 
використання наноматеріалів та нанотехнологій як напрям інноваційної 
діяльності у будівництві. Будівельне виробництво.2019 №68 
27. Корольов Е.В Нанотехнології в будівельному матеріалознавстві. Аналіз 
стану та досягнень. Шляхи розвитку. Будівельні матеріали.2014т. №11 
28. Поплавко Ю.М., Борисов О.В., Якименко Ю.І., Нанофізика, 
наноматеріали, наноелектроніка: навч.посіб.Київ: Національний 
технічний університет України «КПІ» 2012 
29. Присяжна О.В Основи нанотехнологій функціональних та 
конструкційних матеріалів: навч.посіб для студентів усіх спец. 
КНУБА/О.В.Присяжна; Київ. Нац.ун-т буд-ва і архітектури. Київ КНУБА 
2014 
30. Системи високих технологій: навч.посібник / В.І. Сігова, В.Г.Хижняк, 
І.А.Медведєв, МОНМС України, Сум обл. ін-т пілядиплом. 
Пед.освіти.2013 
31. Мороз Л.В. Модифікація в’яжучих та бетонів шляхом нанотехнологій. 
Огляд досягнень. Металознавство та термічна обробка металів.2020 
№3(90) 
32. Наноматеріали і нанотехнології: навч.посіб./М.О. Азарєнков, І.М 
Неклюдов, В.М Береснєв, Харків: Харківський національний університет 
ім. В.Н. Каразіна 2014 
33. Панов Є.М, Шилович Т.Б., Шилович Я.І., Перспективи розробки та 
дослідження наномодифікованих композиційних будівельних матеріалів. 
Вісник Вінницького політехнічного інституту м Вінниця 2018 вип 3  
111 
 
34. Системи високих технологій: навч. посібник/ В.І Сігова, В.Г Хижняк, 
І.А. Медведєв, МОНМС України 2013 
35. Фесенко О.М., Ковальчук С.В., Ницик Р.А., Проблеми та перспективи 
розвитку нанотехнологійв Україні та світі. Маркетинг і менеджмент 
інновацій.2017 №1 
36. А.К. Орлов, О.М. Савченко, Нанотехнології у будівництві: сучасний стан 
і перспективи розвитку. Київ. Будівельна наука,2018 
37. Базилевич Г.М., перспективи використання наноматеріалів у 
будівництві. Львів: Політехніка,2021 
38. Науковий журнал «Будівельні конструкції» , стаття Нанокомпозити для 
бетонних конструкцій «2,2020.  
39. Воробйова Т.А Сучасні нанотехнології в інженерному будівництві. 
Харків: ХНУБА,2022.  
40. Дослідження НАН України, вплив наночастинок на довговічність 
будівельних матеріалів. Київ: Науковий вісник 2019  
41. Ільченко О.С.,Екологічні аспекти використання нанотехнологій у 
будівництві. Запоріжжя: Інженерія матеріалів 2021  
42. Конференція « Інновації в будівництві», доповідь: Роль наноматеріалів у 
підвищенні тріщиностійкості бутонів.Київ 2020  
43. Мельник Р.П. Нанотехнології у виробництві сталевих конструкцій. 
Дніпро НТУ 2018  
44. Яворський В.О. Високоміцний бетон із нанокомпозиційними добавками. 
Одеса. Будівельна справа,2020 
45. Матеріали конференції «Сучасні матеріали для будівництва» доповідь: 
Використання нанопокриттів для захисту констуркцій. Харків. 2020 
46. Науковий вісник «Будівельна наука України» , стаття Нанотехнології у 
виробництві труб №5,2021 
 
 
 
 
 
112
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
