Технология строительства
Тендеры    ||    Маркетинговые исследования    ||    Типовые проекты домов
Организация научных исследований, связанных со строительством и природообустройством

Организация научных исследований, связанных со строительством и природообустройством

Повышение эффективности и качества строительства требует постоянного совершенствования методов проектирования, применения новых эффективных материалов, конструкций, технологических приемов, новых высокопроизводительных машин и механизмов. Создание таких новшеств представляет большую, сложную работу, для выполнения которой требуется специально подготовленные кадры, специфическое оборудование, большие материальные затраты. Эти работы проводятся специальными организациями - научно-исследовательскими институтами (НИИ), и частично кафедрами вузов со своими научно-исследовательскими секторами (НИС). НИИ обычно специализированы по направлениям своей деятельности. В строительной отрасли, например, имеются институты, занимающиеся вопросами гидротехники и мелиорации, вопросами инженерных изысканий, оснований и подземных сооружений, железобетона и других строительных конструкций, технологии, организации и механизации строительства и т.д. Если НИИ охватывает несколько направлений, то все равно его научная деятельность ограничена определенным кругом вопросов. Эта специализация характерна и для самих специалистов НИИ, которые должны иметь глубокие знания по ограниченному кругу вопросов и хорошо владеть навыками решения специфических задач, возникающих при исследованиях.

Структура НИИ обычно включает научную часть и опытное производство. Некоторые НИИ имеют отдельную проектную часть. Научная часть состоит из подразделений численностью чаще всего 10...20 человек, именуемых ''лабораториями" (иногда объединяемых в "отделы" по две-три лаборатории). Опытное производство может состоять из мелких мастерских или групп испытателей, но в больших НИИ может включать и крупные цеха, способные, например, изготовлять опытные образцы машин (экскаваторов, сваебойных агрегатов и проч.), вести экспериментальное строительство и т. д.

При НИИ всегда функционирует совещательный орган - Ученый совет, включающий наиболее компетентных специалистов института. Все результаты, получаемые научными лабораториями, заслушиваются на Ученом совете, без одобрения которого обычно ни один научный отчет не утверждается.

В дореформенный период в нашей стране существовала развитая сеть научных учреждений союзного, республиканского, зонального значения. В процессе перехода на рыночные отношения существовавшая система была децентрализована, а отраслевые министерства, финансировавшие значительную часть НИИ, упразднены.

Экономический кризис крайне отрицательно отразился на состоянии науки в стране. Научные учреждения в сфере строительства и природообустройства оказались почти полностью лишенными бюджетных ассигнований. В 90-е годы они были вынуждены перейти в основном на практическую деятельность в форме оказания инженерных услуг производственным организациям. Численность сотрудником НИИ уменьшилась в 2...3 раза, резко сократился приток молодых кадров, ПОЧТЕ прекратилось обновление оборудования для исследований. Положительные изменения произошли лишь в области компьютеризации работ, однако оснащенность НИИ компьютерной техники все равно остается ниже, чем в таких сферах как банковская, крупный бизнес и т. д. Все сказанное относится и к научным секторам вузов.

В развитых странах в этот период наука развивалась прежними темпами, в связи с чем роль российской науки резко снизилась. В настоящее время для России одной из важнейших задач является восстановление своего научного потенциала.

Организация и методы научных исследований как и любого другого вида деятельности имеет свою специфику, для понимания которой целесообразно рассмотреть некоторые общие понятия.

Наукой называют сферу человеческой деятельности, целью которой является описание, объяснение и предсказание процессов и явлений окружающей действительности. Термин "наука" употребляется также для обозначения отдельных отраслей научного знания (физика, химия и т. д.).

По своей направленности, по непосредственному отношению к практике отрасли науки разделяют на три категории:

  • фундаментальные
  • прикладные
  • разработки

Фундаментальные науки (физика, биология, химия, математика и т.д.) изучают законы природы и развития общества в "чистом виде" безотносительно к их возможному использованию. В России, как и в других странах, фундаментальные науки развиваются в основном институтами системы академий наук, т.е. Российской или республиканских академий, а также соответствующими кафедрами вузов.

Прикладные науки

занимаются более конкретными проблемами, включающими применение результатов фундаментальных наук для решения прикладных проблем. Прикладные науки развиваются в основном в НИИ прикладного направления, которые функционируют во всех сферах деятельности (технике, сельском хозяйстве, гуманитарной сфере и т. д.). В сфере природообустройства к прикладным наукам могут быть отнесены, например, такие дисциплины, как инженерная геодезия, механика грунтов, основания и фундаменты, строительная механика, инженерная гидравлика, гидромелиоративные, гидротехнические сооружения, инженерные конструкции и т. д.

Разработки представляют новые решения конкретных практических вопросов, связанные с применением, результатов прикладных наук к различным частным задачам. Это может быть создание новых инженерных конструкции машин механизмов, методов расчета, конкретных технологий, компьютерных программ и т. д. Некоторые специалисты по науковедению относят разработка не к научной, а к инженерной деятельности.

Соотношения затрат на научные исследования упомянутых трех категорий зависят от конкретных условий, и в разных государствах они различаются В среднем, по данным экспертов ЮНЕСКО, в развитых странах соотношение фундаментальных (Ф), прикладных (П) исследований и разработок (Р) составляет Ф: П: Р примерно 1:1,5:25. Иными словами, основные затраты идут на разработки, так как их обычно очень много, и они связаны с изготовлением дорогостоящих опытных образцов продукции, проведением натурных испытания, экспериментальным проектированием и строительством и т. д.

Существует много классификации наук по предмету их изучения. Специалисты ЮНЕСКО предлагают, например, науки разделять на 5 разделов:

  • естественные (физика, химия, биология и т. д.)
  • технические (сферы машиностроения, строительства, металлургии и т. д.)
  • медицинские
  • сельскохозяйственные
  • гуманитарные

В России используется классификация наук, принятая ЦСУ СССР. Она включает 19 разделов, в том числе физико-математические, технические, биологические, геолого-минералогические, сельскохозяйственные, исторические и т. д.

В своей деятельности научный работник обычно пользуется теоретическими и экспериментальными методами исследования. Экспериментальные исследования - это измерения и наблюдения, на основе которых выявляются конкретные факты, подтверждающие или опровергающие теоретические представления или служащие основой для выявления новых зависимостей.

В теоретических исследованиях изучение реального явления заменяется изучением его математической (логико-математической) модели. Математической моделью называют приближенное описание изучаемого объекта (явления), выраженное с помощью математической символики. Например, при решении задач в сферах строительства, природообустройства реальные материалы (грунт, бетон, металл, вода и. т. д.) могут рассматриваться как идеализированные среды (упругая, сыпучая, упруго-пластичная среды, несжимаемая жидкость или жидкость с "нулевой" вязкостью и т. д.). При этом один и тот же материал в разных задачах может моделироваться по разному.

Установление соответствия ("адекватности") принятой математической модели реальному объекту (явлению) - это задача экспериментальных исследований, на основе которых модель может отвергаться, приниматься полностью или с поправками. Экспериментальные исследования технических науках - это обычно испытания различных конструкций, натурных сооружений, их элементов, их уменьшенных "предметных" моделей в лабораторных условиях и т.д. Наиболее достоверные данные получаются при испытании натурных конструкций или элементов сооружений. Однако они очень дороги, трудоемки и поэтому делаются, как правило, параллельно с решением чисто практических вопросов, связанных со строительством конкретных зданий или сооружений.

Несмотря на то, что экспериментальные данные являются наиболее достоверной информацией в любом исследовании, они также являются приближенными, так как содержат погрешности измерений и отражают влияние многих случайных факторов, которые не удается исключать. Эту неточность можно снизить путем удачно выбранной методики измерений, применения методов "планирования эксперимента", обработки данных статистическими методами. Тем не менее окончательную оценку новых решений дает только практика их применения. По этой причини после выполнения научной работы, как правило, проводится так называемая "производственная проверка", которая может иметь различные формы и выполняться непосредственно производственными организациями. Это может быть, например, экспериментальное строительство инженерного сооружения нового типа, применение на предприятии новой технологии и т.д. На основании результатов такой проверки решается вопрос о массовом применении предложенного новшества. В природоохранной деятельности это относится в первую очередь к внедрению новых малоотходных и природосберегающих технологий, новых видов природоохранных сооружений, методов их проектирования и возведении, ибо в условиях реальной эксплуатации могут проявиться факторы, не замеченные при исследованиях.

Научно-исследовательская работа обычно включает анализ литературных и архивных данных (аналитический обзор), теоретические и экспериментальные, исследования, анализ результатов и общие выводы. В ряде случаев теоретические исследования могут отсутствовать, и новые закономерности выявляться путем формально-математического обобщения полученных экспериментальных данных (без вникания в их физический смысл). Такие исследования и, соответственно, получаемые зависимости называются эмпирическими. Ориентация только на эмпирический подход ("ползучий эмпиризм") снижает глубину исследований, делает их рутинными. Однако такой подход значительно проще и вполне пригоден для решения многих частных вопросов. Например, можно обойтись без теоретических исследований при изучении связи между физическими и механическими свойствами грунтов различного происхождения, при оценке эффективности нового рабочего органа машины, нового технологического приема и т. д. Много полезных эмпирических закономерностей обычно удается выявлять при анализе архивных материалов (в дальнейшем эти закономерности могут получать и теоретическое объяснение). По этим причинам эмпирический подход остается основным средством решения частных практических вопросов во многих прикладных науках.

Независимо от предмета исследования и применяемых методов научная работа должна обладать новизной (иначе это не научная работа!). Высоко ценятся работы, в которых предлагаются устройства, способы или материалы, новизна которых подтверждается (защищена.) патентом на изобретение.

 Этапы научно-исследовательской работы (общий случай)

Результаты научных исследований оформляются в виде научно-технического отчета. Обычно это документ в несколько десятков страниц машинописного текста, в котором подробно излагается содержание проведенной работы со всеми необходимыми схемами, таблицами,, фотографиями. На основании таких отчетов пишутся статьи, монографии, делаются сообщения на научных конференциях. Если тема имеет практическую направленность составляются рекомендательные документы, могут также вноситься изменения и в нормативные документы. Проектировщика или производственника интересуют прежде всего рекомендательные документы, ибо на их основе он будет решать свои практические задачи.

Тематика научных исследований в сфере природообустройства обычно определяется возникающими производственно-экономическими, экологическими или социальными проблемами. Это может быть необходимость освоения новых территорий, реконструкция существующих населенных пунктов, предприятий, гидроузлов и т. д. На выбор темы могут оказывать решающее влияние выдвигаемые новые научные идеи, изобретения. Тема обычно формулируется исполнителем (НИИ или кафедрой вуза), согласовывается с заказчиком, в роли которого могут быть предприятия, государственные органы исполнительной власти, органы экологического надзора и т. д. В случае согласия составляется соответствующий договор.

Если намечаемая работа требует больших затрат, а полный уверенности в эффективности выдвигаемой идеи нет, проводится так называемое "поисковое исследование''. Целью его является оценка целесообразности и методов проведения крупной научно-исследовательской работы. Поисковая работа обычно включает анализ литературных и архивных материалов, иногда упрощенные эксперименты и предварительные решения теоретических задач. Такие работы желательно проводить при возникновении любой интересной научно-технической идеи. Как правило, они не требуют больших материальных затрат, их продолжительность обычно не превышает одного года, но они обеспечивают выбор более правильных направлений работы НИИ. Поисковые темы-очень важнейший элемент деятельности НИИ. Их отсутствие или малое число-показатель слабости научного учреждения, отсутствия у него перспектив получения принципиально новых решений.

Для того чтобы сделать существенный шаг в техническом развитии той или иной области деятельности обычно необходимо решение широкого круга задач, относящихся к разным отраслям науки. Это не может быть охвачено одной темой, и требуется исследования по многим темам, которые объединяются в конкретную научную проблему. Например, проблема может формулироваться как повышение эффективности какого-либо вида строительных работ, а входящие в нее темы будут связаны с созданием новых машин и механизмов, новых проектных, технологических и организационных решений, новых материалов и т.д. Исследования по такой проблеме могут вестись несколькими НИИ, один из которых должен осуществлять общее руководство, направлять и координировать работы остальных, институтов. По проблеме должен быть назначен единый руководитель, из числа наиболее компетентных специалистов в этой области. Обычно по проблеме ire составляется единый научно-технический отчет, но обобщение результатов проводится в форме рекомендательных документов, различных пособий, монографий, поправок к нормативным документам и проч. Работы по решению научной проблемы могут быть составной частью той или иной целевой программы, охватывающей множество мероприятий как научного, так и чисто практического характера.

Основные этапы   решения  научной проблемы

Очень важным и сложным вопросом является система внедрения научных достижений в практику. Проблема состоит в том, что отличить полезное предложение от малоэффективного на первых этапах их применения очень трудно. Никакая система поисковых исследований, никакая тщательность оценки результатов НИР полностью не гарантирует отсутствия ошибочных оценок. Окончательную правильную оценку дает только многолетняя практика использования таких результатов. Примеров тому очень много во всех отраслях деятельности. Так, несмотря на исключительно быстрое развитие электронной техники во второй половине XX века потребовалось примерно два десятилетия использования и совершенствования аналоговых и цифровых электронных машин, чтобы стало очевидным преимущество цифровых машин (компьютеров). Влияние могут оказывать и факторы не технического характера. Например, ориентация всей строительной отрасли на сборный железобетон и крупнопанельное строительство была оправдана в условиях централизованной плановой экономики СССР. В рыночных условиях более существенными стали положительные стороны монолитного бетона и железобетона, и сборный железобетон стал лишь одним из направлений развития строительной отрасли со своей, хотя и довольно широкой, областью применения.

Успешному внедрению научных достижении способствуют следующие условия:

  • широкая реклама, участие в выставках, ярмарках, пропаганда полученных результатов исследований на научно-технических семинарах, конференциях, наличие необходимых сопроводительных документов, высокое их качество
  • совмещение функций разработчика и внедряющего в одной организации (например, наличие е организации научной it проектной части или конструкторских отделов и производственных цехов" и т.д.) или наличие устойчивых деловых связей между организацией-разработчиком и внедряющими предприятиями
  • рациональная государственная политика в сфере нормирования инженерных решений и стимулирования применения новшеств в сфере нерыночных отношений

Последнее условие связано с тем, что обязательные требования нормативных документов должны регламентировать конечный результат, а не сам процесс решения инженерных задач. В противном случае нормы могут препятствовать внедрению новых идей. Ход решения должен регламентироваться только в рекомендательных нормативных документах. Необходимость внимания к новшествам сфере нерыночных отношений связана с тем, что деятельность, результаты которой не могут распределяться по рыночным принципам должна поддерживаться государством. Примером может служить природоохранная деятельность, ибо чистоту атмосферы, водоемов, разнообразие флоры и фауны по рыночным принципам распределять нельзя. Государство должно принимай>> на себя значительную часть финансирования научных исследований и практической деятельности в сфере охраны природы. Оно же должно за счет системы санкций к нарушителям создавать у предприятий материальную заинтересованность в сохранении окружающей природы.



Все виды теплообменников - заказ теплообменника.
 
Ресурсы в помощь: