WSTĘP DO INŻYNIERII LĄDOWEJ
Prof. Dr hab. Inż. Kazimierz Furtak
Technika (z gr. technē, sztuka, umiejętność) - w znaczeniu ogólnym - całokształt środków i czynności wchodzących w zakres działalności ludzkiej związanej z wytwarzaniem dóbr materialnych, a także reguły posługiwania się nimi.
Podziału techniki można dokonać biorąc pod uwagę dziedzinę zastosowania - na przykład budownictwo, technika budowy maszyn, górnicza, medyczna, rolnicza.
Technika jest ściśle związana z produkcją. Wraz z rozwojem techniki oraz postępem nauki nastąpiło rozszerzenie pojęcia techniki na nauki techniczne (między innymi maszynoznawstwo, materiałoznawstwo). Wiedza o sposobach przetwarzania surowców i wytwarzania wyrobów jest nazywana technologią.
Działalnością badawczą w dziedzinie techniki zajmują się nauki techniczne i inżynieria. Tak zdefiniowana technika stanowi zasadniczy składnik cywilizacji i kultury. Wiedza, której przedmiotem badań jest technika, to inżynieria.
W drugim znaczeniu technika to umiejętność bądź sposób wykonywania określonych czynności pozwalających na opanowanie kunsztu w danej dziedzinie np. ars amandi, sport, sztuka lub rzemiosło (sztuka uwodzenia, technika walki zapaśniczej, technika gry na skrzypcach, malowania obrazów itp.).
Dyscypliny związane z techniką:
akustyka
architektura i urbanistyka
atomistyka
automatyka i robotyka
biocybernetyka i inżynieria biomedyczna
maszynoznawstwo
b u d o w n i c t w o
elektronika
elektrotechnika
radiolokacja
energetyka
geodezja i kartografia
górnictwo
informatyka
inżynieria chemiczna
inżynieria materiałowa
inżynieria środowiska
maszynoznawstwo
materiałoznawstwo
mechanika
motoryzacja
metalurgia
poligrafia
pożarnictwo
telekomunikacja
radiotechnika
transport
drogownictwo
kolejnictwo
lotnictwo
włókiennictwo
Inżynieria - działalność polegająca na projektowaniu, konstrukcji, modyfikacji i utrzymaniu efektywnych kosztowo rozwiązań dla praktycznych problemów, z wykorzystaniem wiedzy naukowej oraz technicznej. Działalność ta wymaga rozwiązywania problemów różnej natury oraz skali. Bardziej ogólnie, inżynieria zajmuje się też rozwojem technologii.
W ściślejszym (systemowym) sensie, inżynieria to używanie właściwości materii, energii oraz obiektów abstrakcyjnych dla tworzenia konstrukcji, maszyn i produktów, przeznaczonych do wykonywania określonych funkcji lub rozwiązania określonego problemu.
Inżynier wykorzystuje wyobraźnię i doświadczenie, umiejętność oceny i rozumowanie, stosując świadomie własną wiedzę do projektowania, tworzenia, eksploatacji i usprawnienia użytecznych maszyn oraz procesów (np. inżynieria procesów produkcji, inżynieria środowiska, bioinżynieria).
Początki techniki
Najstarsze świadectwa działalności technicznej człowieka pochodzą z czasów prehistorycznych. Z tych najdawniejszych czasów mamy relatywnie dużo śladów owej działalności. Pierwszymi jej przejawami są najprostsze narzędzia kamienne pochodzące sprzed 2,5 mln lat.
Około 600 tys. lat temu upowszechniły się pięściaki - uniwersalne narzędzia kamienne, oraz drewniane oszczepy służące do polowania. W tym czasie zaczęto też używać ognia co było rewolucyjną zmianą w dziejach. Dzięki wykorzystaniu ognia można było przekształcać różne materiały, wzrosły możliwości przetrwania.
Około 30 tys. lat temu, wraz z rozwojem gatunku Homo sapiens pojawiły się istotne ulepszenia i wynalazki - udoskonalone narzędzia krzemienne, łuk i strzały, użycie kości, rogu i ścięgien zwierzęcych. Zaczęto budować pierwsze bardziej złożone schronienia z dostępnych materiałów.
W młodszej epoce kamienia (neolicie), po udomowieniu roślin i zwierząt dokonano wielu kluczowych dla życia ludzi wynalazków. Pojawiło się stałe budownictwo wykorzystujące jako materiał cegłę, kamień i drewno. Zaczęto eksploatować surowce metodą górniczą - ok. 6000 lat p.n.e. powstały pierwsze kopalnie krzemienia. Użyto po raz pierwszy ceramiki i gładzonych narzędzi krzemiennych. Pojawiło się tkactwo i koszykarstwo. Świadectwem technicznych umiejętności ludzi neolitu są wielkie budowle ze z grubsza obciosanych kamieni (megality) budowane w okresie 5000-2000 p.n.e. w Europie, Azji i Afryce Północnej.
W IV tys. p.n.e. ludzkość przeżyła przełom technologiczny, który był najprawdopodobniej jedną z głównych przyczyn powstania cywilizacji. Wynaleziono wtedy pismo - pierwszy system utrwalania i gromadzenia oraz przekazywania informacji w trwałej formie, koło, statek żaglowy, radło. Po raz pierwszy zastosowano sztuczną irygację (sztuczne nawadnianie) do nawadniania pól budując kanały, tamy, groble i upusty. Zaczęto wytapiać z rud metale - miedź i cynę, wydobywane w kopalniach. Używano wozów z pełnymi kołami. Powstały pierwsze zawody związane z techniką - garncarz, kowal, brązownik, żeglarz i inne. W pierwszych państwach powstałych u schyłku IV tys. p.n.e. w Egipcie i Mezopotamii rozwijała się inżynieria - budowano monumentalne konstrukcje w rodzaju piramid i świątyń. Pierwszym znanym z imienia inżynierem i architektem jest żyjący w III tys. p.n.e. Imhotep - budowniczy piramidy faraona Dżesera. Zdobycze techniki były przedmiotem wymiany, więc dość szybko rozpowszechniły się na znacznych obszarach. Pod koniec IV tysiąclecia p.n.e. zaczęto w Mezopotamii wytwarzać narzędzia z brązu.
Ok. 2300 p.n.e. w cywilizacji Indusu wprowadzono w miastach system kanalizacji. Około 1500 r. p.n.e. w Egipcie wytworzono pierwsze naczynie szklane. Już około 1300 roku p.n.e. na terenach Azji Mniejszej zaczęto wytwarzać narzędzia z żelaza, choć technologia obróbki tego metalu była tajemnicą państwową. Około 1000 roku p.n.e. w Fenicji wprowadzono alfabet. W tym czasie technologia obróbki żelaza zaczęła się upowszechniać na obszarach Starego Świata. Około 700 roku p.n.e. z inicjatywy króla Sanheriba wybudowano w Asyrii pierwsze akwedukty dla zaopatrzenia miast w wodę. Sto lat później budowano już pierwsze stałe mosty na wielkich rzekach (most na Eufracie w Babilonie, Most Subliciusa w Rzymie na Tybrze). W 518 roku p.n.e. wykopano kanał żeglowny łączący Nil z Morzem Czerwonym. Do użytku na obszarze śródziemnomorskim wszedł nowy typ statku - galera wiosłowa.
Do rozwoju techniki przyczynili się Grecy lubujący się w budowaniu skomplikowanych mechanizmów, których przykładem może być maszyna z Antikhitery, będąca najprawdopodobniej maszyną do obliczeń astronomicznych (III w. p.n.e.). Ok. 399 roku p.n.e. w Syrakuzach wynaleziono machiny do miotania pocisków - katapulty i balisty. W 312 roku wybudowano pierwszą stałą drogę o twardej nawierzchni - rzymską Via Appia łącząca Rzym z Kapuą. Greccy uczeni z Muzejonu Aleksandryjskiego skonstruowali pompę tłokową, zegar wodny i pierwowzór silnika parowego. Rzymianie przyczynili się do rozwoju techniki na rozległym obszarze swego państwa wprowadzając miasta planowo budowane i skanalizowane, akwedukty, forty wojskowe i inne ulepszenia. Na przełomie er wynaleziono młyn wodny, technologię produkcji wydmuchiwanych naczyń szklanych, broń z hartowanego żelaza. Rzymska armia, najlepiej wyposażona w ówczesnym świecie używała kolczug, żelaznych hełmów i zbroi z płyt metalowych. Jednakże w czasach cesarstwa wynalazczość w Rzymie zanikła, ośrodek innowacji technicznych przeniósł się do Chin, gdzie między 105 a 700 rokiem n.e. wynaleziono papier, chomąto i porcelanę. Ten zastój technologiczny był ważną przyczyną upadku Cesarstwa Rzymskiego.
We wczesnośredniowiecznej Europie nie dokonano zbyt wielu innowacji technologicznych. W 700 roku wynaleziono we Frankonii udoskonalony pług. W awangardzie postępu technicznego pozostawała cywilizacja chińska, w jej kręgu wynaleziono pomiędzy VIII a XIV wiekiem zegar mechaniczny, soczewkę szklaną, druk, proch strzelniczy, kompas i okulary. Od XIII wieku osiągnięcia te za pośrednictwem Arabów zaczęły docierać do Europy. Wynalazczość starego kontynentu zaczęła się odradzać - w XIV wieku skonstruowano tu pierwszą armatę, mechaniczny zegar wieżowy, a jeszcze wcześniej, około 1240 r. ster zawiasowy.
U progu czasów nowożytnych powstały kluczowe innowacje, które umożliwiły Europie osiągnięcie technicznej dominacji w świecie. Około 1400 roku wybudowano pierwszy wielki piec hutniczy, w 1450 roku Jan Gutenberg zastosował prasę drukarską z metalowymi czcionkami. W powszechne użycie weszły statki pełnomorskie przystosowane do dalekich podróży - karawele. Około 1510 roku w Niemczech skonstruowano przenośny zegarek sprężynowy, a w 1569 we Francji wynaleziono tokarkę z prototypem wrzeciennika i suportu. Przełamana została dominacja istniejących od średniowiecza cechów rzemieślniczych, powstały pierwsze przedsiębiorstwa transportowe. Poziom wytwórczości i standard życia uległ ogólnemu podwyższeniu w stosunku do poprzedniej epoki.
Rewolucji naukowej XVII wieku towarzyszyły wynalazki, które przyspieszyły jej przebieg: mikroskop, luneta, arytmometr, barometr, zegar wahadłowy. Nauka stała się głównym czynnikiem rozwoju techniki. Na wyposażeniu europejskich armii znalazła się broń palna - muszkiety i działa. Powstanie manufaktur i obecność wielkich rezerw siły roboczej w Zachodniej Europie było jedną z przyczyn rewolucji przemysłowej. W 1698 roku w Wielkiej Brytanii wynaleziono pompę parową, która umożliwiła skuteczne odwadnianie, a w efekcie eksploatację niższych pokładów węgla kamiennego. W 1735 r. Abraham Darby zastosował po raz pierwszy koks w hutnictwie. Richard Arkwright, John Kay i Samuel Crompton przyczynili się swymi wynalazkami do mechanizacji przemysłu włókienniczego - wynaleźli w XVIII wieku mechaniczne czółenko tkackie, przędzarki mechaniczne i maszyny przędzalnicze oraz mechaniczne krosna.
Ważnym zjawiskiem dla rewolucji przemysłowej było, oprócz mechanizacji produkcji pozyskanie nowych źródeł energii w postaci węgla kamiennego, który służył do napędzania maszyn parowych. Pierwszy silnik parowy skonstruował w 1735 roku Thomas Newcomen, a pierwszą maszynę parową James Watt w 1782 r. Ważnymi wynalazkami XVIII wieku były: kondensator elektryczny, piorunochron, balon i prasa hydrauliczna, które miały odegrać swą rolę w następnym etapie rewolucji przemysłowej. W Anglii, a następnie w całej Europie i Ameryce Północnej zaczęły powstawać nowoczesne zakłady przemysłowe oparte na pracy maszyn i robotników: huty, fabryki włókiennicze, kopalnie. Podjęto budowę dróg i kanałów na wielką skalę, gdyż rozwijający się przemysł potrzebował sprawnego transportu. Transport kanałami usprawniło wynalezienie śluzy komorowej. Te usprawnienia jednak nie wystarczały i w latach 1801-1808 pojawił się nowy środek transportu wynaleziony przez Richarda Threvithicka - lokomotywa parowa poruszająca się po szynach, o napędzie opartym na parowym silniku wysokoprężnym. Przy pomocy George'a Stephensona nowy wynalazek upowszechnił się w Anglii- zaczęto budować linie kolejowe, zrazu na potrzeby przemysłu. W następnych latach sieć torów kolejowych zaczęła pokrywać obszary Europy i Ameryki. Po raz pierwszy w dziejach ludzkości pojawił się środek transportu niezależny od siły ludzkich czy zwierzęcych mięśni, osiągający na początku prędkość48 km/h. Już w 1807 roku Amerykanin Robert Fulton skonstruował statek o napędzie parowym. W 1825 roku wybudowano w Anglii pierwszą kolej publiczną na linii Stockton-Darlington.
Na początku XIX wieku rozwijający się przemysł wprowadził wiele nowości do życia ludzi - wielokondygnacyjne budownictwo, przemysłowa produkcja kwasu siarkowego i sody, uzyskiwanie barwników syntetycznych, oświetlenie gazowe. Do rozwoju budownictwa przyczyniło się wynalezienie cementu portlandzkiego przez J. Aspdina w 1824 roku. Badania naukowe nad elektrycznością przyniosły skonstruowanie ogniwa galwanicznego (1800) i prądnicy prądu zmiennego (1832). W 1834 roku Amerykanin McCormick skonstruował mechaniczną żniwiarkę, która podniosła wydajność rolnictwa, a 5 lat później Francuz Louis Dagurre wynalazł fotografię. Na początku lat 40. XIX wieku Samuel Morse wynalazł telegraf, który szybko upowszechnił się na całym świecie. Każdej linii kolejowej zaczęły towarzyszyć linie telegraficzne. W 1846 roku w Wielkiej Brytanii wynaleziono drukarską maszynę rotacyjną, która przyczyniła się do powstania światowej prasy i obiegu informacji. W 1853 roku Polak Ignacy Łukasiewicz wynalazł lampę naftową. Dwa lata wcześniej, w 1851 roku w Londynie odbyła się pierwsza wystawa światowa - Wystawa Wytworów Przemysłu Wszystkich Narodów, popularyzująca techniczne i naukowe osiągnięcia ludzkości. W 1855 roku wyprodukowano pierwsze tworzywo sztuczne - parkesinę. Rewolucja w transporcie spowodowana upowszechnieniem się parostatków, kolei i parowozów była przyczyną większej integracji wszystkich części świata i "zmniejszania się odległości." W 1856 roku Henry Bessemer wynalazł masową konwertorową metodę produkcji stali, która pozwalała przetworzyć 5 ton surówki w 20 minut. Stal potaniała i znalazła szerokie zastosowanie w przemyśle, transporcie i budownictwie. W 1860 roku wynaleziono we Francji przemysłowy silnik spalinowy. W 1863 roku wybudowano londyńskie metro. Wydajniejsze stało się wydobywanie surowców dzięki wynalezieniu wież i otworów wiertniczych do uzyskiwania ropy naftowej (1859), bezpiecznej lampy górniczej skonstruowanej przez brytyjskiego chemika Davy'ego (1815), mechanicznej wiertarki do wykonywania otworów strzałowych (1863). W 1860 roku światowe wydobycie węgla kamiennego wynosiło 132 mln ton, a w 1900 700 mln ton. W 1866 roku poprowadzono na dnie Atlantyku kabel telegraficzny z Wielkiej Brytanii do USA. Brytyjski inżynier Isambard Kingdom Brunel wynalazł kesonową technikę posadowiania filarów mostowych i wybudował dwa wielkie parowce oceaniczne- Great Britain i Grat Eastern, mogące pomieścić do 6 tys. pasażerów. W 1866 roku Alfred Nobel wynalazł wydajny materiał wybuchowy - dynamit, a Niemiec Werner Siemens prądnicę samowzbudną. Francuz L. Monier wynalazł w 1867 roku żelbet, co w połączeniu z kratownicowymi konstrukcjami stalowymi i dźwigami otworzyło przed budownictwem nieznane wcześniej perspektywy. W 1869 roku przekopano Kanał Sueski łączący Nil z Morzem Czerwonym.
W II połowie XIX wieku technika powoli przestawała być domeną wynalazców-amatorów. Powstawały szkoły techniczne i pierwsze przemysłowe laboratoria badawcze. Środowisko uczonych zaczęło współpracować z przemysłem. Chemicy syntetyzowali sztuczne barwniki i leki, szybko wprowadzane do produkcji przemysłowej, tak samo jak nawozy sztuczne. Wynalazki te przyczyniły się do polepszenia bytu ludzi podnosząc wydajność rolnictwa i umożliwiając dostęp do tanich leków i ubrań. Druga połowa XIX wieku przyniosła nowe rewolucyjne wynalazki: maszynę do pisania (1867), telefon wynaleziony przez Aleksandra G. Bella (1876), czterosuwowy silnik spalinowy (1876) i fonograf Thomasa A. Edisona (1877). W 1879 roku amerykański wynalazca Thomas Alva Edison skonstruował pierwszą żarówkę elektryczną, a w 1882 zbudował pierwszą elektrownię miejską oświetlającą Nowy Jork. Ten elektryczny system oświetlenia znalazł szerokie zastosowanie na całym świecie. W 1881 roku Werner von Siemens opatentował tramwaj elektryczny, a w 1884 roku wynaleziono linotyp. Pod koniec XIX wieku wynaleziono samochód 1885), oponę pneumatyczną (1888) i kinematograf (1895).
I wojna światowa przyczyniła się do wprowadzenia wielu innowacji w technice militarnej: czołgu, gazów bojowych, samolotów, bomb lotniczych, artylerii wielkokalibrowej wojskowych systemów łączności telefoniczno-radiowej. Zwróciło to uwagę na negatywne aspekty postępu technicznego, możliwość wykorzystywania przedmiotów technologii przeciw ludziom. W rok po zakończeniu wojny (1919) brytyjscy lotnicy J. Alcock i A. Brown dokonali pierwszego przelotu samolotem przez Atlantyk. W 1920 roku uruchomiono pierwszą rozgłośnię radiową w Pittsburghu w Stanach Zjednoczonych. W 1924 roku we Włoszech wybudowano pierwszą autostradę Łączącą Mediolan i Varese. W tym samym roku brytyjski wynalazca John Loige Baird skonstruował telewizyjny odbiornik mechaniczno-optyczny. V. Zworykin zapoczątkował telewizję elektroniczną w USA konstruując kineskop. W 1929 roku w Wielkiej Brytanii skonstruowano zegar kwarcowy, a w 1931 roku w USA wybudowano pierwszy cyklotron. W 1933 roku w Niemczech skonstruowano mikroskop elektronowy, a w 1935 magnetofon. Już w 1936 roku w Wielkiej Brytanii emitowano stały program telewizyjny. W 1937 roku w USA wyprodukowano użyteczne tworzywa sztuczne - nylon.
II wojna światowa przyspieszyła rozwój techniki, gdyż rządy i sztaby wojskowe pragnąc uzyskać przewagę techniczną nad nieprzyjacielem inwestowały w programy technologii militarnej. Niemcy rozwijały technikę lotnicza i rakietową. Hitlerowska Rzesza prowadziła badania nad napędem rakietowym w ośrodku Pennemünde pod przewodem inżyniera Wernera von Brauna. Ich plonem była seria bojowych rakiet typu V. Już w 1939 roku skonstruowano w Niemczech samolot z silnikiem turboodrzutowym. W USA od 1942 roku prowadzono ściśle tajny projekt pod kryptonimem "Manhattan", który zakończył się w 1945 roku zbudowaniem bomby atomowej. W 1942 roku skonstruowano reaktor jądrowy, a w 1944 roku komputer - wszystko to na fali programu budowy broni jądrowej, którą skonstruował zespół Roberta Oppenheimera. Po wojnie zaczęto zbierać owoce tych programów militarnych w postaci zupełnie niewojskowych technologii. W 1947 roku w USA zbudowano samolot przekraczający w locie prędkość dźwięku, w 1949 zegar atomowy, a w 1954 roku w ZSRR uruchomiono pierwszą elektrownię jądrową. W 1948 roku opracowano podstawy kserografii, a w 1956 roku skonstruowano magnetowid. W 1957 roku Związek Radziecki wypuścił na orbitę pierwszego sztucznego satelitę Ziemi - sputnika. W 1948 roku w USA wynaleziono tranzystor, a w 1958 roku układy scalone, co przyczyniło się do rozwoju komputeryzacji. W 1960 roku T. Maiman skonstruował laser.
Od II połowy XX wieku zaczęto wprowadzać najpierw w nauce i przemyśle, komputeryzację i robotyzację, a od 1962 roku satelity usprawniły komunikację. W 1961 roku ZSRR wypuścił pierwszy załogowy statek kosmiczny. W 1967 roku we Francji została wybudowana elektrownia wykorzystująca energię pływów morskich. W 1969 roku Stany Zjednoczone umieściły na Księżycu i sprowadziły z powrotem na Ziemię załogowy statek kosmiczny Apollo 11. W 1971 roku w USA skonstruowano mikroprocesor, co stało się początkiem miniaturyzacji w dziedzinie informatyki. W 1972 roku w Wielkiej Brytanii wynaleziono tomografię komputerową, a w 1973 roku w USA kalkulator elektroniczny. W 1975 wysłano w przestrzeń kosmiczną sondy Voyager 1i dwa służące do badania dalekich planet. W 1975 roku w USA firma IBM wyprodukowała komputer osobisty. W 1980 zapoczątkowano satelitarne przesyłanie faksów. W 1981 roku NASA użyła w badań kosmicznych wahadłowca kosmicznego. W 1982 roku w Holandii opatentowano płytę kompaktową. Rok później w Japonii otwarto podwodny tunel Seikan, liczący 54 km długości, łączący wyspy Hokkaido i Honsiu. W 1984 roku w ZSRR dokonano najgłębszego, bo liczącego 12 000 metrów odwiertu geologicznego. W 1987 roku w Japonii oddano do użytku most o rozpiętości przęsła 1760 m, łączący wyspy Honsiu i Sikkoku. Obecnie najdłuższe przęsło mostu ma długość 1990,80 m. W 1990 roku na orbitę okołoziemską wyniesiono teleskop kosmiczny Hubble'a, a rok później obserwatorium Gamma Ray Observatory. W 1994 roku otwarto tunel podmorski łączący Dover z Calais o długości 50 km. W 1996 roku sklonowano pierwszego ssaka - owcę Dolly, zapoczątkowując tym samym rozwój współczesnej inżynierii genetycznej.
Koniec XX i początek XXI wieku zaznaczył się upowszechnieniem telefonii komórkowej i satelitarnej, rozwojem internetu - światowej sieci informacyjnej, początkowo utworzonej dla potrzeb nauki, badaniem Marsa za pomocą sond i pojazdów, rozwojem robotyki i poszukiwaniem nowych źródeł energii.
Rozwój inżynierii
Historia pojęcia "inżynieria" sięga starożytności, kiedy ludzkość dokonała takich wynalazków jak: koło, dźwignia czy bloczek. W tym kontekście "inżynier" oznacza osobę dokonującą praktycznych i użytecznych odkryć. Przykładami dokonań starożytnej inżynierii są takie dzieła jak: Akropol i Partenon w Grecji, Via Appia i Koloseum w Rzymie, Wiszące Ogrody czy Piramidy w Gizie.
Etymologia
Słowa "inżynieria" i "inżynier" pochodzą od francuskich słów ingénieur oraz ingénierie. Określenia te pochodzą z kolei od starofrancuskiego terminu engigneor, które oznaczało konstruktora machin wojennych. Angielskie słowa engineering oraz engineer, choć podobne w brzmieniu, mają zupełnie inny rodowód. Co więcej, nie pochodzą one, jak można by przypuszczać, od słowa engine (maszyna) lecz od łacińskiego ingeniosus oznaczającego osobę wyszkoloną.
Inżynieria - działalność polegająca na projektowaniu konstrukcji, modyfikacji i utrzymaniu efektywnych kosztowo rozwiązań dla praktycznych problemów, z wykorzystaniem wiedzy naukowej oraz technicznej. Działalność ta wymaga rozwiązywania problemów różnej natury oraz skali. Bardziej ogólnie, inżynieria zajmuje się też rozwojem technologii. W ściślejszym (systemowym) sensie, inżynieria to używanie właściwości materii, energii oraz obiektów abstrakcyjnych dla tworzenia konstrukcji, maszyn i produktów, przeznaczonych do wykonywania określonych funkcji lub rozwiązania określonego problemu.
Inżynier wykorzystuje wyobraźnię i doświadczenie, umiejętność oceny i rozumowanie, stosując świadomie własną wiedzę do projektowania, tworzenia, eksploatacji i usprawnienia użytecznych maszyn oraz procesów (np. inżynieria procesów produkcji, inżynieria środowiska, bioinżynieria).
Inżynieria Lądowa jest odmianą nauk inżynierskich oraz dyscypliną, która łączy w sobie takie umiejętności jak: projektowanie, wznoszenie oraz utrzymanie wszelkich obiektów budowlanych w jego środowisku naturalnym, a w szczególności takich jak: mosty, drogi, kanały, zapory oraz przede wszystkim budynki. Inżynieria Lądowa jest jedną z najstarszych nauk inżynierskich zaraz po inżynierii wojskowej. W większości przypadków, jest narzędziem służącym do realizacji wizji architektów, którzy są pierwszym ogniwem procesu budowlanego. Wiedza, która zawiera się w pojęciu Inżynieria Lądowa jest tradycyjnie powiązana z wieloma specjalnościami inżynierskimi takimi jak: inżynieria środowiska, geotechnika, mechanika konstrukcji, inżynieria transportowa, hydrologia, inżynieria materiałowa, budownictwo wodne, geodezja, oraz inżynieria produkcji budowlanej i zarządzania. Inżynieria Lądowa znajduje zastosowanie na wszystkich poziomach życia: w sektorze publicznym od najmniejszych gmin aż do zakresu ogólnokrajowego, a w sektorze prywatnym od pojedynczych właścicieli mieszkań do międzynarodowych firm budowlanych
Budownictwo - dziedzina działalności człowieka związana ze wznoszeniem obiektów budowlanych, podległa dziedzinie nauki jaką jest Inżynieria lądowa. Jest to również gałąź wiedzy praktycznej, techniki stosowanej przy budowaniu. Jego głównym zadaniem jest wznoszenie nowych obiektów budowlanych. Zajmuje się również przebudową, odbudową, modernizacją i konserwacją obiektów już istniejących. Ze względu na umiejscowienie tych obiektów wyróżnia się: budownictwo wodne (morskie), budownictwo lądowe. W przypadkach koniecznych budownictwo zajmuje się także rozbiórką obiektów, które nie spełniają wymagań technicznych (np. bezpieczeństwa) albo z innych powodów muszą zostać usunięte z zajmowanej działki (np. wznoszenie innego obiektu na tym samym terenie).
Budownictwo jest:
gałęzią gospodarki
dyscypliną naukową
kierunkiem studiów
Na studiach zajmujemy się przede wszystkim budownictwem jako kierunkiem studiów, ale korzystamy z osiągnięć naukowych i gospodarczych innych działów nauki i gospodarki. Budownictwo jest usytuowane głównie w inżynierii lądowej. Dlatego konieczne jest również omówienie pojęcia inżynierii w ogóle, a inżynierii lądowej w szczególności. Pojęcie „Inżynieria” przechodziło w czasie przeobrażenia oraz rozszerzenie zakresu tematycznego. Początkowo podział był bardzo prosty:
Inżynieria cywilna,
Inżynieria wojskowa.
Podział ten był bardzo prosty i jednoznaczny, a zakres bardzo ograniczony. Budownictwo było usytuowane przede wszystkim w Inżynierii cywilnej, ale także wojskowej. Z czasem - wraz z rozwojem cywilizacyjnym oraz kolejnymi odkryciami - podział taki był niewystarczający. Konieczne było rozszerzanie. Obecnie można stosować inny, rozszerzony, podział (chociaż jest to - co zrozumiałe - podział umowny).12. Most Cezara przez Ren - 55 r. p.n.e. Tradycyjnie gałęzie inżynierii wydzielane były biorąc za punkt odniesienia dziedzinę nauki. Obecnie także zależą od aktywności ludzkiej i dziedziny w której są stosowane, w ten sposób mamy coraz to więcej rodzajów inżynierii interdyscyplinarnych, np.:
Akustyka,
Automatyka i Robotyka,
Inżynieria biomedyczna,
Inżynieria bezpieczeństwa,
Inżynieria chemiczna,
Inżynieria elektryczna,
Inżynieria elektroniczna lub (potocznie) elektronika,
Inżynieria energetyczna,
Inżynieria genetyczna,
Inżynieria górnicza,
Inżynieria kwantowa,
Inżynieria lądowa,
Inżynieria materiałowa,
Inżynieria mechaniczna,
Inżynieria meteorologiczna,
Inżynieria ochrony środowiska,
Inżynieria oprogramowania,
Inżynieria ortopedyczna,
Inżynieria przemysłowa,
Inżynieria społeczna,
Inżynieria rolnicza,
Inżynieria systemów lub inżynieria systemowa,
Inżynieria środowiska,
Inżynieria transportowa,
Inżynieria wirtualna projektowania,
Inżynieria wodna
Inżynieria wojskowa,
Inżynieria komputerowa,
Inżynieria wiedzy,
Inżynieria socjokognitywistyczna,
Kognitywistyka - dziedzina nauki zajmująca się zjawiskami dotyczącymi działania
umysłu, w szczególności ich modelowaniem. Na jej określenie używane są też pojęcia nauki kognitywne (ang. Cognitive Science), bądź nauki o poznaniu. Kognitywistyka jest nauką multidyscyplinarną, znajduje się na pograniczu dziedzin psychologii poznawczej, neurologii, filozofii umysłu, sztucznej inteligencji oraz lingwistyki (lingwistyka kognitywna). Główne obszary badawcze w obrębie tej dziedziny to reprezentacja wiedzy, język, uczenie się, myślenie, percepcja, świadomość, podejmowanie decyzji oraz inteligencja (tzw. inteligencja kognitywna).
Budownictwo cechuje między innymi:
szeroki wachlarz zagadnień
korzystanie z osiągnięć różnych dziedzin gospodarki
korzystanie z osiągnięć różnych dziedzin nauki
konieczność łączenia wiedzy z różnych obszarów edukacyjnych i naukowych
szerokie oddziaływanie społeczne
Są to powody, dla których wiedza budowlana musi być szeroka, a dobry budowlaniec cieszy się poważaniem i szacunkiem.
Absolwent kierunku Budownictwo musi między innymi:
wiedzieć nie tylko „jak jest”, ale także „dlaczego tak jest”,
umieć nie tylko rozpoznawać i opisywać zjawiska, ale także je rozumieć i wyjaśniać,
być kompetentny i wiarygodny.
Spełnienie podanych kryteriów wymaga wiedzy i umiejętności. Przyswajaniu wiedzy i umiejętności sprzyja realizacja programu nauczania przyjęta na uczelni i zaakceptowana przez Radę Główną Szkolnictwa Wyższego oraz Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Program ten jest przedmiotem omówienia.
Rodzaje zajęć
Kształcenie (nauczanie) studentów jest znacząco różne od edukacji w szkole średniej. Różni się między innymi:
Rozliczaniem semestralnym, a nie rocznym (zmiana rozkładu zajęć co semestr, a nie co rok)
Kładzie się zdecydowanie większy nacisk na pracę własną studenta niż na pracę ucznia w szkole
Obecność jest sprawdzana tylko na wybranych zajęciach; warunek ten podaje prowadzący przedmiot lub prowadzący zajęcia
Nie ma wywiadówek, ani innych spotkań z rodzicami (studenci są pełnoletni - chociaż nie zawsze dojrzale postępują); w związku z tym konieczna jest zdecydowanie większa samodyscyplina
Inna jest forma zaliczania przedmiotów (egzamin - ustny lub pisemny względnie obydwie te formy, test - zawsze pisemny, zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych lub projektów).
Proces dydaktyczny na uczelni jest też inny niż w szkole średniej. Różni się między innymi rodzajami zajęć. Są nimi:
Wykłady
Ćwiczenia audytoryjne
Projekty
Laboratoria
Prowadzący zajęcia na początku semestru podaje warunki zaliczania przedmiotu; jeżeli tego nie zrobi należy mu o tym przypomnieć. Na ogół:
Wykłady są nieobowiązkowe
Ćwiczenia audytoryjne zazwyczaj są obowiązkowe
Projekty trzeba zaliczyć; ważne są korekty w trakcie wykonywania projektu
Laboratoria są obowiązkowe, gdyż poszczególne ćwiczenia są specjalnie przygotowywane i praktycznie nie ma możliwości odrobienia danego ćwiczenia
Przedmioty realizowane w ramach programu nauczania można podzielić według różnych kryteriów. Dla potrzeb wykładu zostanie podany podział przedmiotów ze względu na ich charakter oraz zakres merytoryczny (treści programowe).
Ze względu na charakter przedmioty można podzielić na:
ogólne
podstawowe
kierunkowe
specjalistyczne
Podział merytoryczny przedmiotów wynika z treści i rozróżnia różne formy i rodzaje budownictwa, jego fazy oraz czynności procesu inwestycyjnego i budowlanego.
Przedmioty ogólne to takie, które są niezależne od kierunku studiów. Należą do nich:
Język obcy
Technologie informatyczne
WF
Ekologia
Przedmiot humanistyczny (filozofia, logika, socjologia)
Każdy z tych przedmiotów jest potrzebny dla ogólnego rozwoju intelektualnego i fizycznego człowieka; także dla inżyniera budownictwa. Bez tych przedmiotów budownictwa też można nauczyć.
Przedmioty podstawowe to takie, które nie uczą zawodu, ale przekazana w nich wiedza jest potrzebna do pełnego zrozumienia przedmiotów zawodowych. W pełnym zakresie są przedmiotami bardzo rozbudowanymi; będą wykładane tylko w takim zakresie, który jest potrzebny dla inżynierów budownictwa. Do przedmiotów podstawowych należą:
Matematyka
Metody numeryczne
Fizyka
Chemia
Geologia
Mechanika ogólna
Metody obliczeniowe
Przedmioty kierunkowe to takie, które są związane z nauką zawodu na określonym kierunku studiów; w naszym przypadku budownictwa. Są one bezpośrednio związane z budownictwem, ale mają charakter ogólny; nie odnoszą się do konkretnych rodzajów budownictwa (jak na przykład: drogi, koleje, mosty, budownictwo miejskie, komunalne, mieszkaniowe, przemysłowe, specjalne). Wiedza i umiejętności zdobyte w ramach tych przedmiotów są wykorzystywane w różnych rodzajach budownictwa i w różnych jego obszarach (projektowanie, wykonawstwo, utrzymanie, remonty, przebudowy, inwestycje), chociaż w różnym zakresie. Przedmioty te są niezbędne i konieczne dla zrozumienia budownictwa na poziomie wyższym. Do przedmiotów kierunkowych zalicza się:
Geometrię wykreślną
Rysunek techniczny i grafikę komputerową
Geodezję
Materiały budowlane
Wytrzymałość materiałów
Mechanikę budowli
Budownictwo ogólne
Mechanikę gruntów
Fundamentowanie
Konstrukcje betonowe (żelbetowe i sprężone)
Konstrukcje metalowe
Konstrukcje zespolone
Konstrukcje drewniane
Konstrukcje murowe
Konstrukcje mostowe
Instalacje budowlane i sieci miejskie
Fizykę budowli
Hydraulikę i hydrologię
Organizację produkcji budowlanej i kierowanie budową
Technologię i mechanizację robót budowlanych
Kierowanie procesem inwestycyjnym
Ekonomikę budownictwa i kosztorysowanie
Nawierzchnie drogowe i technologię robót drogowych
Projektowanie dróg samochodowych
Projektowanie dróg kolejowych
Planowanie układów komunikacyjnych
Budownictwo hydrotechniczne (wodne)
Część tych przedmiotów można zaliczyć do specjalistycznych. Zależy to od profilu kształcenia i sylwetki absolwenta. Oprócz przedmiotów ogólnych, podstawowych i kierunkowych są jeszcze prowadzone przedmioty specjalistyczne.
Przedmioty specjalistyczne to takie, które są ukierunkowane na konkretne rodzaje budownictwa. Część z nich to specjalistyczne rozwinięcie lub uzupełnienie przedmiotów kierunkowych. Ponieważ student może wybrać sobie ścieżkę studiowania, część przedmiotów kierunkowych jest traktowana jako specjalistyczne. Dlatego są wymienione w jednej i drugiej grupie. Aby dobrze rozumieć treści przedmiotów specjalistycznych należy znać podstawy przedmiotów kierunkowych, a także podstawowych. Są to już przedmioty, które przygotowują do samodzielnego napisania pracy dyplomowej, ale przede wszystkim do przyswojenia sobie wiedzy i umiejętności potrzebnych bezpośrednio w pracy zawodowej.
Do przedmiotów specjalistycznych zalicza się:
Technologię betonu
Konstrukcje murowe i drewniane
Budownictwo przemysłowe
Architekturę i urbanistykę
Konstrukcje sprężone i prefabrykowane
Konstrukcje mostowe
Konstrukcje zespolone
Budownictwo wodne
Remonty i modernizacje
Prawo własności intelektualnej i prawo budowlane
Ergonomia i BHP
Zarządzanie firmą budowlaną
Podstawy planowania komunikacyjnego
Drogi szynowe (kolejowe)
Oddzielna grupa to:
Przedmioty do wyboru (w tym związane z dyplomowaniem) - bardzo duży wybór
Seminarium dyplomowe
Przedmioty do wyboru są proponowane praktycznie przez cały okres studiów.
Można je podzielić na dwie grupy:
rozszerzające wiedzę studenta zgodnie z jego osobistymi zainteresowaniami, w tym również luźno związanymi z przyszłą pracą zawodową (ich celem jest również rozwój ogólny przyszłego inżyniera),
przygotowujące do wykonania pracy dyplomowej, poszerzające wiedzę ściśle zawodową.
Przedmioty do wyboru:
Przedmioty grupy I
Przedmioty grupy II
Przedmioty grupy I to takie, które mają nas lepiej przygotować do pracy dyplomowej oraz zawodowej w wybranym przez nas obszarze budownictwa. Może to być kontynuacja (pogłębienie wiedzy) z przedmiotu, który był wcześniej prowadzony lub może to być przedmiot pokrewny.
Przy wyborze przedmiotu z grupy II można przyjąć jedną z dwóch opcji:
a) wybrać przedmiot pokrewny w stosunku do przedmiotu grupy I,
b) wybrać przedmiot niezwiązany z przedmiotem grupy I.
W pierwszym przypadku koncentrujemy się na wybranym obszarze zgłębiając wiedzę w maksymalnym stopniu, W drugim przypadku rozszerzamy swoją wiedzę.
Inżynieria lądowa
Zajmuje się działaniami, które zmieniają przyrodę dla człowieka i jego potrzeb. Zmiany te muszą być korzystne dla człowieka i nie mogą być szkodliwe dla środowiska. Angielska nazwa: civil engineering oznacza inżynierię cywilną (w odróżnieniu od wojskowej), chociaż służy zarówno cywilom jak również wojskowym.
Rodzaje budownictwa
Budownictwo mieszkaniowe (mieszkalne) - są to budynki (jednorodzinne, bliźniacze, wielorodzinne). Cechuje je stałe przebywanie ludzi; tam mieszkają, śpią.
Budownictwo użyteczności publicznej - obiekty dostępne dla ludzi, ale nie są mieszkaniami; tam człowiek (na przykład) nie śpi - kina, teatry, opery, sklepy.
Budownictwo rekreacyjne i usługowe (na przykład: ośrodki wczasowe i rekreacyjne, hotele)
Budownictwo przemysłowe - wszystko to co jest budowane dla przemysłu (szyby, kominy, hale produkcyjne, tkalnie, turbiny).
Budownictwo wodne - związane z wodą w każdej postaci (rzeka, jezioro, morze). Może być: śródlądowe oraz morskie. Mogą to być zapory, tamy, jazy, molo, nadbrzeże, budowle w porcie.
Budownictwo sanitarne - są to: wodociągi, rurociągi, doprowadzenie gazu, ale także: oczyszczalnie ścieków, ujęcia wód
Budownictwo komunikacyjne - do budownictwa komunikacyjnego zalicza się: drogi samochodowe, szynowe (kolejowe, tramwajowe), lotnicze, mostowe, tunelowe)
Budownictwo energetyczne - to ta część budownictwa, która jest związana z pozyskiwaniem energii. Należą tu między innymi: elektrownie, chłodnie kominowe, kominy energetyczne.
Budownictwo specjalne - należą do tej grupy: reaktory jądrowe (cele energetyczne i nie tylko), wyrzutnie rakiet, budownictwo wojskowe.
Podany podział jest nie tylko formalny. Ma swoje przełożenie między innymi na:
działania formalne związane z uzyskaniem pozwolenia na budowę,
wymagania dotyczące warunków użytkowania,
prawo własności,
wymagania dotyczące utrzymania,
przyjmowane obciążenia,
rozwiązania konstrukcyjne,
rozwiązania materiałowe,
modele obliczeniowe.
Ustawa „Prawo budowlane” normuje działalność obejmującą sprawy projektowania, budowy, utrzymania i rozbiórki obiektów budowlanych, także określa zasady działania organów administracji publicznej w tych dziedzinach. Definicje w „Prawie budowlanym” (definicje prawne) mogą być nieco inne niż techniczne, tym bardziej, że te ostatnie mają swoją długą tradycję. Ważniejsze definicje prawne podano poniżej.
Prawo budowlane - akt normatywny stanowiący zbiór norm (przepisów) prawnych regulujących działalność obejmującą sprawy projektowania, budowy i nadzoru, utrzymania i rozbiórki obiektów budowlanych oraz określających zasady działania organów administracji publicznej w tych dziedzinach.
Ustawa reguluje także sprawy związane z:
ochroną środowiska podczas działań związanych z wykonywaniem rozbiórek, wznoszenia nowych obiektów i ich utrzymania,
miejscem realizacji inwestycji i sposobem uzyskiwania pozwolenia na budowę oraz rozbiórkę, a także określeniem rodzajów robót budowlanych i budów nie wymagających pozwolenia na budowę,
oddawania obiektów budowlanych do użytkowania
prowadzeniem działalności zawodowej osób związanych z budownictwem (uprawnień do wykonywania samodzielnych funkcji w budownictwie, tzw. uprawnienia budowlane) i ich odpowiedzialnością karną i zawodową
prawami i obowiązkami uczestników procesu budowlanego
postępowaniem w wypadku katastrofy budowlanej
Obiekt budowlany wraz ze związanymi z nim urządzeniami budowlanymi należy, biorąc pod uwagę przewidywany okres użytkowania, projektować i budować w sposób określony w przepisach, w tym techniczno-budowlanych, oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej, zapewniając:
spełnienie wymagań podstawowych dotyczących:
a) bezpieczeństwa konstrukcji,
b) bezpieczeństwa pożarowego,
c) bezpieczeństwa użytkowania,
d) odpowiednich warunków higienicznych i zdrowotnych oraz ochrony środowiska,
e) ochrony przed hałasem i drganiami,
f) oszczędności energii i odpowiedniej izolacyjności cieplnej przegród;
warunki użytkowe zgodne z przeznaczeniem obiektu, w szczególności w zakresie:
a) zaopatrzenia w wodę i energię elektryczną oraz, odpowiednio do potrzeb, w energię cieplną i paliwa, przy założeniu efektywnego wykorzystania tych czynników,
b) usuwania ścieków, wody opadowej i odpadów;
możliwość utrzymania właściwego stanu technicznego;
niezbędne warunki do korzystania z obiektów użyteczności publicznej i mieszkaniowego budownictwa wielorodzinnego przez osoby niepełnosprawne, w szczególności poruszające się na wózkach inwalidzkich;
warunki bezpieczeństwa i higieny pracy;
ochronę ludności, zgodnie z wymaganiami obrony cywilnej;
ochronę obiektów wpisanych do rejestru zabytków oraz obiektów objętych ochroną konserwatorską;
odpowiednie usytuowanie na działce budowlanej;
poszanowanie, występujących w obszarze oddziaływania obiektu, uzasadnionych interesów osób trzecich, w tym zapewnienie dostępu do drogi publicznej;
warunki bezpieczeństwa i ochrony zdrowia osób przebywających na terenie budowy.
Obiekt budowlany należy użytkować w sposób zgodny z jego przeznaczeniem i wymaganiami ochrony środowiska oraz utrzymywać w należytym stanie technicznym i estetycznym, nie dopuszczając do nadmiernego pogorszenia jego właściwości użytkowych i sprawności technicznej, w szczególności w zakresie związanym z podanymi wyżej wymaganiami. Z tym wiążą się obowiązki związane z monitorowaniem stanu technicznego, koniecznością wykonywania napraw i remontów (nie tylko substancji budowlanej, ale także instalacji).
Do przepisów techniczno-budowlanych zalicza się:
warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane i ich usytuowanie, uwzględniające podane wyżej wymagania,
warunki techniczne użytkowania obiektów budowlanych.
Samodzielne funkcje techniczne w budownictwie
Za samodzielną funkcję techniczną w budownictwie uważa się działalność związaną z koniecznością fachowej oceny zjawisk technicznych lub samodzielnego rozwiązania zagadnień techniczno-organizacyjnych oraz architektonicznych i technicznych a w szczególności działalność obejmującą:
projektowanie, sprawdzanie projektów architektoniczno-budowlanych i sprawowanie nadzoru autorskiego;
kierowanie budową lub innymi robotami budowlanymi;
kierowanie wytwarzaniem konstrukcyjnych elementów budowlanych oraz nadzór i kontrolę techniczną wytwarzania tych elementów;
wykonywanie nadzoru inwestorskiego;
sprawowanie kontroli technicznej utrzymania obiektów budowlanych;
(uchylony);
rzeczoznawstwo budowlane.
Samodzielne funkcje techniczne w budownictwie mogą wykonywać wyłącznie osoby posiadające odpowiednie
wykształcenie techniczne i praktykę zawodową, dostosowane do rodzaju, stopnia skomplikowania działalności i innych wymagań związanych z wykonywaną funkcją, stwierdzone decyzją, zwaną dalej "uprawnieniami budowlanymi", wydaną przez organ samorządu zawodowego. W przypadku uprawnień budowlanych jest to PIIB (Polska Izba Inżynierów Budownictwa). Warunkiem uzyskania uprawnień budowlanych jest zdanie egzaminu ze znajomości procesu budowlanego oraz umiejętności praktycznego zastosowania wiedzy technicznej.
Uprawnienia budowlane mogą być udzielane do:
projektowania;
kierowania robotami budowlanymi.
Uprawnienia budowlane są udzielane w specjalnościach:
architektonicznej;
konstrukcyjno-budowlanej (oprócz ogólnych);
drogowej;
mostowej;
kolejowej;
wyburzeniowej;
telekomunikacyjnej;
(uchylony);
instalacyjnej w zakresie sieci, instalacji i urządzeń cieplnych, wentylacyjnych, gazowych, wodociągowych i kanalizacyjnych;
instalacyjnej w zakresie sieci, instalacji i urządzeń elektrycznych i elektroenergetycznych;
Do projektowania bez ograniczeń i sprawdzania projektów architektoniczno-budowlanych wymagane jest:
ukończenie studiów magisterskich, w rozumieniu przepisów o szkolnictwie wyższym, na kierunku odpowiednim dla danej specjalności,
odbycie dwuletniej praktyki przy sporządzaniu projektów,
odbycie rocznej praktyki na budowie;
Do projektowania w ograniczonym zakresie wymagane jest:
ukończenie wyższych studiów zawodowych, w rozumieniu przepisów o wyższych szkołach zawodowych, na kierunku odpowiednim dla danej specjalności lub ukończenia studiów magisterskich, w rozumieniu przepisów o szkolnictwie wyższym, na kierunku pokrewnym dla danej specjalności,
odbycie dwuletniej praktyki przy sporządzaniu projektów,
odbycie rocznej praktyki na budowie;
Do kierowania robotami budowlanymi bez ograniczeń wymagane jest:
ukończenie studiów magisterskich, w rozumieniu przepisów o szkolnictwie wyższym, na kierunku odpowiednim dla danej specjalności,
odbycie dwuletniej praktyki na budowie;
Do kierowania robotami budowlanymi w ograniczonym zakresie wymagane jest:
ukończenie wyższych studiów zawodowych, w rozumieniu przepisów o wyższych szkołach zawodowych, na kierunku odpowiednim dla danej specjalności lub ukończenia studiów magisterskich, w rozumieniu przepisów o szkolnictwie wyższym, na kierunku pokrewnym dla danej specjalności,
odbycia trzyletniej praktyki na budowie.
Rzeczoznawcą budowlanym może być osoba, która:
korzysta w pełni z praw publicznych;
posiada:
tytuł zawodowy magistra inżyniera, magistra inżyniera architekta, inżyniera lub inżyniera architekta,
uprawnienia budowlane bez ograniczeń,
co najmniej 10 lat praktyki w zakresie objętym rzeczoznawstwem,
znaczący dorobek praktyczny w zakresie objętym rzeczoznawstwem.
Właściwy organ samorządu zawodowego (PIIB), na wniosek zainteresowanego, orzeka, w drodze decyzji, o nadaniu tytułu rzeczoznawcy budowlanego, określając zakres rzeczoznawstwa.
Uczestnikami procesu budowlanego, w rozumieniu ustawy, są:
inwestor (osoba fizyczna lub prawna, na której imię jest realizowana inwestycja);
inspektor nadzoru inwestorskiego (jeżeli taki nadzór jest ustanowiony - inwestor poprzez swoich pracowników może sam prawować nadzór - osoba sprawująca w imieniu inwestora nadzór i kontrolę nad przebiegiem robót na budowie);
projektant;
kierownik budowy lub kierownik robót, reprezentujący wykonawcę.
Prawa i obowiązki wymienionych uczestników procesu budowlanego określa „Prawo budowlane”. Warto się z nimi nie tylko zapoznać, ale nawet nauczyć na pamięć, przed podjęciem danej funkcji (studenci mają na to
jeszcze czas).
Obiekt budowlany - należy przez to rozumieć:
budynek wraz z instalacjami i urządzeniami technicznymi,
budowlę stanowiącą całość techniczno-użytkową wraz z instalacjami i urządzeniami,
obiekt małej architektury;
2) budynek - obiekt budowlany, który jest trwale związany z gruntem, wydzielony z przestrzeni za pomocą przegród budowlanych oraz posiadający fundamenty i dach;
2a) budynek mieszkalny jednorodzinny - to budynek wolno stojący albo budynek w zabudowie bliźniaczej, szeregowej lub grupowej, służący zaspokajaniu potrzeb mieszkaniowych, stanowiący konstrukcyjnie samodzielną całość, w którym dopuszcza się wydzielenie nie więcej niż dwóch lokali mieszkalnych albo jednego lokalu mieszkalnego i lokalu użytkowego o powierzchni całkowitej nieprzekraczającej 30 % powierzchni całkowitej budynku;
3) budowla - każdy obiekt budowlany, który nie jest budynkiem lub obiektem małej architektury, jak: lotniska, drogi, linie kolejowe, mosty, wiadukty, estakady, tunele, przepusty, sieci techniczne, wolno stojące maszty antenowe, wolno stojące trwale związane z gruntem urządzenia reklamowe, budowle ziemne, obronne (fortyfikacje), ochronne, hydrotechniczne, zbiorniki, wolno stojące instalacje przemysłowe lub urządzenia techniczne, oczyszczalnie ścieków, składowiska odpadów, stacje uzdatniania wody, konstrukcje oporowe, nadziemne i podziemne przejścia dla pieszych, sieci uzbrojenia terenu, budowle sportowe, cmentarze, pomniki, a także części budowlane urządzeń technicznych (kotłów, pieców przemysłowych, elektrowni wiatrowych i innych urządzeń) oraz fundamenty pod maszyny i urządzenia, jako odrębne pod względem technicznym części przedmiotów składających się na całość użytkową;
4) obiekt małej architektury - niewielki obiekt, a w szczególności:
a) kultu religijnego, jak: kapliczki, krzyże przydrożne, figury,
b) posągi, wodotryski i inne obiekty architektury ogrodowej,
c) użytkowe służące rekreacji codziennej i utrzymaniu porządku, jak: piaskownice, huśtawki, drabinki, śmietniki;
5) tymczasowy obiekt budowlany - obiekt budowlany przeznaczony do czasowego użytkowania w okresie krótszym od jego trwałości technicznej, przewidziany do przeniesienia w inne miejsce lub rozbiórki, a także obiekt budowlany niepołączony trwale z gruntem, jak: strzelnice, kioski uliczne, pawilony sprzedaży ulicznej i wystawowe, przekrycia namiotowe i powłoki pneumatyczne, urządzenia rozrywkowe, barakowozy, obiekty kontenerowe;
6) budowa - wykonywanie obiektu budowlanego w określonym miejscu, a także odbudowę, rozbudowę, nadbudowę obiektu budowlanego;
7) roboty budowlane - budowa, a także prace polegające na przebudowie, montażu, remoncie lub rozbiórce obiektu budowlanego;
7a) przebudowa - wykonywanie robót budowlanych, w wyniku których następuje zmiana parametrów użytkowych lub technicznych istniejącego obiektu budowlanego, z wyjątkiem charakterystycznych parametrów, jak: kubatura, powierzchnia zabudowy, wysokość, długość, szerokość bądź liczba kondygnacji; w przypadku dróg są dopuszczalne zmiany charakterystycznych parametrów w zakresie niewymagającym
zmiany granic pasa drogowego;
8) remont - wykonywanie w istniejącym obiekcie budowlanym robót budowlanych polegających na
odtworzeniu stanu pierwotnego, które nie stanowią bieżącej konserwacji, przy czym dopuszcza się stosowanie wyrobów budowlanych innych niż użyto w stanie pierwotnym;
9) urządzenia budowlane - urządzenia techniczne związane z obiektem budowlanym, zapewniające możliwość użytkowania obiektu zgodnie z jego przeznaczeniem, jak przyłącza i urządzenia instalacyjne, w tym służące oczyszczaniu lub gromadzeniu ścieków, a także przejazdy, ogrodzenia, place postojowe i place pod śmietniki;
10) teren budowy - przestrzeń, w której prowadzone są roboty budowlane wraz z przestrzenią zajmowaną przez urządzenia zaplecza budowy;
11) prawo do dysponowania nieruchomością na cele budowlane - tytuł prawny wynikający z prawa własności, użytkowania wieczystego, zarządu, ograniczonego prawa rzeczowego albo stosunku zobowiązaniowego, przewidującego uprawnienia do wykonywania robót budowlanych;
12) pozwoleniu na budowę - należy przez to rozumieć decyzję administracyjną zezwalającą na rozpoczęcie i prowadzenie budowy lub wykonywanie robót budowlanych innych niż budowa obiektu budowlanego;
13) dokumentacja budowy - pozwolenie na budowę wraz z załączonym projektem budowlanym, dziennik budowy, protokoły odbiorów częściowych i końcowych, w miarę potrzeby, rysunki i opisy służące realizacji obiektu, operaty geodezyjne i książkę obmiarów, a w przypadku realizacji obiektów metodą montażu - także dziennik montażu;
14) dokumentacja powykonawcza - dokumentacja budowy z naniesionymi zmianami dokonanymi w toku wykonywania robót oraz geodezyjnymi pomiarami powykonawczymi;
15) teren zamknięty - należy przez to rozumieć teren zamknięty, o którym mowa w przepisach prawa
geodezyjnego i kartograficznego;
16) (uchylony);
17) właściwy organ - to organ administracji architektoniczno-budowlanej i nadzoru budowlanego, stosownie do ich właściwości,
18) (uchylony);
19) organ samorządu zawodowego - to organ określony w ustawie z dnia 15 grudnia 2000 r. o samorządach zawodowych architektów, inżynierów budownictwa oraz urbanistów (Dz. U. z 2001 r. Nr 5, poz. 42, z późn. zm. );
20) obszar oddziaływania obiektu - to teren wyznaczony w otoczeniu obiektu budowlanego na podstawie przepisów odrębnych, wprowadzających związane z tym obiektem ograniczenia w zagospodarowaniu tego terenu;
21) (uchylony);
Części budynku
Fundament
Ściany nośne
Ściany działowe
Stropy
Dachy
Klatki schodowe
Windy
Przewody (kominowe i wentylacyjne)
W budownictwie nowoczesnym zamiast ścian i stropów jest szkielet składający się z słupów i rygli.
Analiza konstrukcji
Mamy obiekt budowlany:
rzeczywisty - sprawdzanie: nośności, ugięć, osiadań, rys, drgań, stateczności, bezpieczeństwa
projektowany - zakładamy wymiary i materiał.
Budujemy model obliczeniowy (fizyczny), który reprezentuje (wyraża - modeluje - istotne jego cechy) na czas wykonywania analiz (obliczeń) obiekt rzeczywisty (lub projektowany). Budujemy model matematyczny, na którym wykonujemy operacje obliczeniowe. Otrzymujemy wyniki obliczeń, które:
w przypadku obiektu rzeczywistego odpowiadają na postawione pytania
w przypadku obiektu projektowanego dają podstawę do wymiarowania przekrojów poszczególnych elementów i nadania im ostatecznych wymiarów.
Obciążenia
Rodzaje obciążeń:
podstawowe
dodatkowe
wyjątkowe
Inny podział:
Obciążenia (grawitacyjne) i oddziaływania (nie-grawitacyjne)
Jeszcze inne podziały:
Stałe i zmienne oraz dynamiczne
Krótkotrwałe i długotrwałe
Kombinacje obciążeń
Częściowy współczynnik bezpieczeństwa
Współczynnik jednoczesności występowania obciążeń
Obciążenia działające na obiekty charakteryzuje duży rozrzut wartości. Na etapie projektowania przyjmuje się nie rzeczywiste obciążenia, lecz zastępcze, które modelują obciążenia rzeczywiste. Obciążenia rzeczywiste nie są znane; projektujemy dla przyszłości. Duża rozbieżność wartości obciążeń powoduje między innymi:
konieczność stosowania współczynników bezpieczeństwa,
posługiwania się obciążeniami średnimi, charakterystycznymi i obliczeniowymi (podział formalny).
Obciążenia w postaci czynnych sił zewnętrznych lub oddziaływań, ustalone na podstawie danych statystycznych i odpowiadające określonemu prawdopodobieństwu nieprzekroczenia w założonym okresie eksploatacji obiektu, nazywamy obciążeniami charakterystycznymi.
Jeżeli nie ma reprezentatywnych danych statystycznych za obciążenia charakterystyczne można przyjmować nominalne, ustalone deterministycznie, odpowiednio do przewidywanego sposobu użytkowania.
Obciążenia nominalne, ustalone deterministycznie, przyjmuje się często przy projektowaniu obiektów specjalnych lub na terenach zamkniętych (niedopuszczonych do użytkowania publicznego) zakładów przemysłowych.
Obciążenia obliczeniowe są to obciążenia o wartości niekorzystniejszej od obciążeń charakterystycznych, równe iloczynowi obciążenia charakterystycznego i współczynnika obciążenia.
Współczynnik obciążenia jest częściowym współczynnikiem bezpieczeństwa, uwzględniającym prawdopodobieństwo występowania obciążeń o wartościach niekorzystniejszych od obciążeń charakterystycznych. Wartość tego współczynnika zależy od rodzaju obciążeń, ich układu oraz rodzaju analizowanego stanu granicznego. Rozróżnia się dwa podstawowe stany graniczne:
nośności (wartości obliczeniowe),
użytkowalności (wartości charakterystyczne).
Do obciążeń podstawowych zalicza się:
a) Obciążenia długotrwałe, w tym:
ciężary własne konstrukcji,
ciężary własne elementów wyposażenia i urządzeń obcych,
parcie gruntu przy nieobciążonym lub obciążonym długotrwale naziomie,
parcie hydrostatyczne,
siły sprężające,
siły wywołane wpływami reologicznymi,
obciążenia użytkowe (działające długotrwale)
b) Obciążenia krótkotrwałe, w tym:
obciążenie użytkowe,
parcie gruntu przy obciążonym naziomie,
c) Obciążenia części obiektów, elementów, których celem jest przeniesienie tych obciążeń, takie jak:
obciążenie deskowań w czasie budowy,
obciążenie stężeń, których celem jest przeniesienie danych obciążeń,
(w przypadku obiektów mostowych jest to:
- parcie wiatru w odniesieniu do wiatrownic,
- hamowanie i przyśpieszanie w odniesieniu do tężników hamownych i łożysk,
- parcie lodu w odniesieniu do izbic,
- uderzenia boczne taboru w odniesieniu do stężeń przeciwuderzeniowych (przeciwwahaniowych),
- uderzenia o bariery ochronne w odniesieniu do barier,
- obciążenia poręczy w odniesieniu do poręczy,
- obciążenia tłumem pieszych w odniesieniu do chodników i pomostów)
d) Obciążenia wywołane przewidywanym osiadaniem podpór oraz
zmianami temperatury
Do obciążeń dodatkowych zalicza się między innymi:
obciążenia podstawowe dla stężeń, w odniesieniu do innych elementów,
obciążenia w czasie budowy.
Do obciążeń wyjątkowych zalicza się obciążenia, których przeniesienie nie jest celem obiektu ani poszczególnych elementów; na przykład uderzenia statków o podpory mostu
Są dwie metody uwzględniania kombinacji obciążeń:
stosowanie współczynników jednoczesności (czym więcej obciążeń, tym mniejsze wartości współczynników przez które mnoży się wartości poszczególnych uwzględnianych obciążeń)
przyjmowanie różnych wartości współczynników obciążenia w zależności od przyjętej kombinacji: P, P + D, P + W.
Materiały budowlane konstrukcyjne i inne
Budowa i eksploatacja obiektów towarzyszyła ludzkości od zarania jej dziejów. Technika i technologia budowlana rozwijały się w różnym tempie na przestrzeni dziejów. Jednym z głównych motorów postępu było coraz to lepsze poznawanie cech stosowanych do budowy materiałów naturalnych, a od XIX wieku również rozwój materiałów przetworzonych i doskonalenie ich właściwości. Od zarania dziejów ludzkości podstawowymi materiałami do budowy mostów były drewno i kamień. Na przykład już około 500 lat p.n.e. niemalże do perfekcji doprowadzili technikę budowy mostów Rzymianie (wszystkie drogi prowadzą do Rzymu) ; chociaż nie oni jako pierwsi doskonalili tę gałąź budownictwa. Wcześniej byli Etruskowie, Fenicjanie, Egipcjanie, Babilończycy. W dawnych czasach o postępie w budownictwie decydowały przede wszystkim umiejętności wykorzystania ceramiki oraz cech mechanicznych drewna i kamienia, a także technologia obróbki tych materiałów, umiejętność konstruowania oraz - w przypadku drewna - zwiększanie jego trwałości.
Tak było przez wiele wieków. Dopiero wiek XIX stał się wiekiem przełomowym. Wiązało się to z wprowadzeniem do budownictwa stali, a pod koniec tamtego wieku betonu. Wprowadzenie stali stworzyło niespotykane wcześniej możliwości w zakresie rozpiętości elementów i wielkości przenoszonych obciążeń. Pod koniec XIX wieku rozpoczęło się coraz powszechniejsze stosowanie betonu, najpierw w formie żelbetu, a od lat 40. XX wieku również jako betonu sprężonego. W przypadku mostów betonowych (żelbetowych i sprężonych) oprócz doskonalenia tego materiału i coraz lepszego poznawania jego właściwości i wynikających z nich możliwości, podstawową rolę zaczęła odgrywać technologia budowy. Beton w chwili obecnej, w różnych odmianach, jest najczęściej stosowanym materiałem konstrukcyjnym. Jest to zresztą jedyny materiał, oprócz ceramiki, stworzonym dla budownictwa. Pozostałe - łącznie z kompozytowymi - dla budownictwa zostały przystosowane.
Dynamiczny rozwój inżynierii materiałowej i materiałoznawstwa jest faktem. Każdy wykładowca zdają sobie sprawę, że pomimo zawarcia w treściach wykładów najnowszych informacji dotyczących materiałów stosowanych w budownictwie, pewna ich część stanie się po jakimś czasie nieaktualna. Dotyczy to także wszystkich innych widomości podawanych podczas zajęć. Dlatego po studiach - w okresie pracy zawodowej - tak bardzo ważna jest umiejętność samokształcenia i chęć dokształcania się w ramach realizowanego w uczelniach kształcenia ustawicznego. Wiadomości pozyskane w czasie studiów będą zawsze przydatne przy analizie istniejących obiektów.
Podziału materiałów stosowanych w budownictwie można dokonać na podstawie różnych kryteriów, takich jak na przykład:
pochodzenie,
charakter chemiczny (organiczne i nieorganiczne),
miejsce wbudowania,
rodzaje elementów, które z danego materiału mogą być wykonywane,
sposób otrzymywania.
Można także klasyfikować materiały ze względu na ich własności fizyczne lub mechaniczne. Znajomość własności fizyko-mechanicznych materiałów jest podstawą dobrego projektowania. Szczególnie ważną cechą jest odporność na oddziaływania środowiskowe. W przypadku budownictwa ważny jest podział materiałów ze względu na przeznaczenie. Mogą być materiały:
konstrukcyjne, na elementy nośne,
nawierzchniowe,
wykończeniowe i dekoracyjne,
na elementy wyposażenia,
izolacyjne (izolacje cieplne, hydroizolacje),
powłokowe do ochrony betonu,
powłokowe do ochrony stali,
naprawcze,
materiały specjalnego przeznaczenia,
Podstawowe elementy pasa drogowego:
jezdnia
chodnik (ewentualnie nieutwardzony ciąg pieszy)
pobocze
zjazd (indywidualny lub publiczny)
parking
zatoka postojowa
zatoka autobusowa
ścieżka rowerowa
Kategorie pracy zawodowej inżyniera
Studia i przygotowanie inwestycji
Planowanie i koordynacja ogólna
Projektowanie
Konsulting
Wykonawstwo
Eksploatacja (administrowanie)
Naprawy, remonty, modernizacje, przebudowy, rozbudowy
Przedsiębiorstwa materiałów i elementów budowlanych
Badania stanu konstrukcji
Badania naukowe
Literatura i publikacje
Informacja techniczna i szkolenia
Kosztorysowanie
Droga - wydzielony pas terenu lub akwenu - bądź fragment przestrzeni powietrznej - przeznaczony do poruszania się pojazdów, ludzi, zwierząt, łącząca ze sobą dwa lub więcej punktów. Budowla wraz z drogowymi obiektami inżynierskimi, urządzeniami technicznymi oraz instalacjami, stanowiąca całość techniczno-użytkową, przeznaczona do prowadzenia ruchu drogowego i zlokalizowana w pasie drogowym.
Pas drogowy - wydzielony liniami granicznymi grunt wraz z przestrzenią nad i pod jego powierzchnią, w którym są zlokalizowane droga oraz obiekty budowlane i urządzenia techniczne związane z prowadzeniem, zabezpieczeniem i obsługą ruchu, a także urządzenia związane z potrzebami zarządzania drogą. O pasie drogowym można mówić wyłącznie w przypadku dróg publicznych - drogi niepubliczne (wewnętrzne) nie posiadają pasa drogowego (są to bowiem tylko nieruchomościami oznaczonymi jako droga i jako drogi wykorzystywanymi).
Ściana - w budownictwie przegroda (najczęściej pionowa), oddzielająca środowisko zewnętrzne od wewnętrznego lub dzieląca przestrzeń wewnątrz budynku. Może być elementem konstrukcyjnym.
Fundament - element konstrukcyjny przekazujący na podłoże gruntowe całość obciążeń budowli lub maszyn (w przypadku fundamentu pod maszynę, urządzenie) wykonany z betonu, żelbetu, murowany z cegieł lub kamieni, rzadziej z drewna (budowle lekkie). Pod wpływem przekazywanych obciążeń dochodzi do odkształceń gruntu, co z kolei powoduje osiadanie budowli. W związku z tym, dobór odpowiedniego rozwiązania fundamentu (sposobu posadowienia budynku) ma zapewnić:
minimalne i równomierne osiadanie budowli oraz jej stateczność
właściwą głębokość posadowienia (na warstwie gruntu o odpowiedniej nośności i poniżej głębokości przemarzania gruntu)
łatwość wykonania
zabezpieczenie budowli przed zawilgoceniem
Podział fundamentów z uwagi na sposób posadowienia:
Bezpośrednie - przekazujące obciążenia bezpośrednio na grunt to:
ławy fundamentowe (pod murami lub szeregiem słupów) ;
stopy fundamentowe (pod słupami, filarami);
płyty fundamentowe;
ruszty fundamentowe (stosowane na gruntach słabonośnych w celu zwiększenia sztywności);
skrzynie fundamentowe (stosowane na terenach szkód górniczych);
bloki fundamentowe (najczęściej przyczółki mostowe)
Pośrednie - przekazujące obciążenie pośrednio to:
pale fundamentowe
pale normalne - przekazują obciążenie na grunt przez tarcie na pobocznicy i opór pod stopą pala
pale zawieszone - przekazują obciążenie na grunt przez tarcie na pobocznicy pala
pale stojące - przekazują obciążenie na grunt przez topę pala (np. pale oparte stopą na skale)
studnie fundamentowe
kesony (wykonywane poniżej poziomu wody)
ściany szczelinowe / barety
kolumny
słupy
Pojęcie konstrukcji, jako określenie związane z obliczeniami sił oddziałujących na budowlę zostało wprowadzone w XIX wieku. Wcześniej, budowniczowie wznosząc nawet najbardziej śmiałe konstrukcje przestrzenne, opierali się jedynie na własnym i zaobserwowanym doświadczeniu oraz empirycznie sprawdzanych założeniach. Obecnie stosowana jest analiza teoretyczna, sprawdzana odpowiednimi obliczeniami.
Podstawowe układy konstrukcyjne budynków to:
budynki w których układem nośnym są ściany,
budynki o konstrukcji szkieletowej,
budynki w układzie mieszanym (np. układ nośny tworzą ściany zewnętrzne i słupy wewnątrz budynku).
Prekursorem nowoczesnej techniki budowlanej był Leonardo da Vinci. Zdefiniował w statyce pojęcia momentu oraz prawa równowagi sił. Związał zagadnienie stateczności konstrukcji z mechaniką tworząc w ten sposób podwaliny pod naukę zwaną mechaniką budowli (lub mechanika konstrukcji). Ciekawostką jest, że w oparciu o swoje koncepcje zaprojektował w Konstantynopolu kamienny most o konstrukcji sklepionej łukowo o rozpiętości 250,0 m. Kilka wieków później, po przeliczeniu jego projektu, okazało się, że projekt był możliwy do zrealizowania.
Konstrukcja budowlana - sposób powiązania elementów budowli w sposób poprawny pod względem zasad fizyki i ekonomii.
Najważniejsze elementy konstrukcyjne budynku to: fundamenty, ściany nośne, filary, (także słupy, kolumny), belkowania, belki i stropy lub sklepienia, wiązary lub więźby dachowe.
Oprócz konstrukcji podstawowych, w budynkach występują także konstrukcje drugoplanowe, czyli: ściany działowe, schody, posadzki, pokrycie dachów oraz konstrukcje uzupełniające, czyli: drzwi, okna, instalacje (wody, kanalizacji, grzewcze, wentylacji, klimatyzacji, gazu, elektryczne, teletechniczne itp.)
Obiekt budowlany - stała lub tymczasowa konstrukcja trwale połączona z gruntem. Obiekty budowlane stanowią całość pod względem techniczno-użytkowym. Wyposażone są w instalacje i inne urządzenia niezbędne do spełniania funkcji, dla której zostały zbudowane oraz charakteryzuje je określony cykl życia obiektu budowlanego. Cykl życia obiektu budowlanego składa się z następujących faz: faza planowania, faza budowy obiektu, faza eksploatacji oraz prowadzenia i nadzorowania bieżącej obsługi budynku, faza przebudowy, wyburzenia lub zmiany sposobu zagospodarowania. Na każdym z tych etapów może nastąpić też zmiana właściciela (transakcja kupna i sprzedaży nieruchomości).
Wyróżnia się 3 podstawowe typy obiektów budowlanych:
budynek wraz z instalacjami i urządzeniami technicznymi,
budowlę stanowiącą całość techniczno-użytkową wraz z instalacjami i urządzeniami,
obiekt małej architektury.
Technologia - całokształt wiedzy dotyczącej konkretnej metody wytworzenia jakiegoś dobra lub uzyskania określonego efektu przemysłowego lub usługowego. Inne znaczenie; technologie to produkty działalności inżynieryjnej. Wiele produktów wymaga zastosowania lub może być wytworzonych w różnych technologiach (np. aparat fotograficzny lub cyfrowy aparat fotograficzny), a o ich wyborze decyduje wiele czynników technicznych, ekonomicznych, społecznych czy kulturowych, jak np. koszt, czas, obwarowania prawne, bezpieczeństwo, wygoda itp.
Inżynieria i nauka
Związki inżynierii i nauki są od zawsze bardzo silne, jednak nie należy uważać inżynierii za naukę, mimo podobieństwa stosowanych metod. Naukowiec, gdy pojawia się problem, stawia pytanie dlaczego i stara się znaleźć jego najbardziej ogólne rozwiązanie. Tymczasem inżynier chce wiedzieć jak praktycznie rozwiązać problem i jak wdrożyć rozwiązanie. Inaczej rzecz ujmując, naukowcy starają się wyjaśnić istniejące zjawiska, podczas gdy inżynierowie używają dostępnych środków, nie tylko naukowych, by zbudować rozwiązania nowych problemów.
Problem z uznaniem inżynierii za naukę jest również związany z faktem, iż trudno jest ustalić definicję nauki. W Polsce można uznać tożsamość określenia nauki technicznej oraz inżynierii.
Zastosowanie komputerów
Komputery są nieodłącznym narzędziem współczesnej inżynierii. Wspomagają one inżynierów na każdym etapie pracy, od projektowania poprzez produkcję i serwisowanie urządzeń. Użycie komputerów do projektowania pozwala na przyspieszenie i ułatwienie tego procesu. W wielu przypadkach modelowanie komputerowe pozwala uniknąć konstruowania i testowania drogich prototypów. Specjalistyczne oprogramowanie oferuje ponadto inżynierowi bazy danych gotowych rozwiązań do wykorzystania w bieżącej pracy, a także jest stanie wygenerować zestaw instrukcji dla sterowanych cyfrowo maszyn, co znakomicie upraszcza proces produkcji. Komputery są także wszechobecne na etapie produkcji, Zapewniając szybkość i dokładność tego procesu niedostępną człowiekowi.
Testowanie rozwiązań
W inżynierii szeroko używane są testy i analizy przed wdrożeniem rozwiązań, w celu oceny ich zachowania. Używane są, między innymi: prototypy, zmniejszone lub uproszczone modele, symulacje, testy niszczące i nieniszczące oraz próby zmęczeniowe. Zadaniem testów jest zagwarantowanie działania rozwiązania zgodnie z założeniami. Wprowadzanie rozwiązania inżynierskiego jest często obarczone poważną odpowiedzialnością. Inżynierowie muszą projektować i wdrażać rozwiązania, które nie wyrządzą żadnych nieprzewidzianych i niezamierzonych szkód. Z tego powodu gotowe rozwiązanie zawiera często "czynnik bezpieczeństwa" (inaczej: jest "przewymiarowane"), aby zmniejszyć ryzyko wadliwego funkcjonowania. Jednakże im większy jest "czynnik bezpieczeństwa", tym mniej efektywne jest samo rozwiązanie.
Rozwiązywanie problemów
Inżynierowie rozwiązują problemy konieczne do rozwiązania, ale zwykle nie określone na początku zbyt jednoznacznie, dlatego też zwykle możliwych jest kilka rozwiązań. Inżynierowie muszą zatem oceniać wiele możliwości pod kątem ich przydatności, bezpieczeństwa i ekonomii, i na tej podstawie wybierać rozwiązania najlepiej spełniające założone wymagania wyjściowe. Stworzenie odpowiedniego modelu (matematycznego, konstrukcyjnego i innych) jest zwykle niezbędnym narzędziem inżyniera, pozwalającym analizować i testować potencjalne rozwiązania. Mimo stosowania różnych matematycznych algorytmów optymalizacji, inżynieria zadowala się zwykle rozwiązaniami wystarczającymi
2