Золошлаки станут строительным материалом
В России начинают испытывать золошлаки в дорожном строительстве.
Правительство Российской Федерации в соответствии с положениями федерального проекта «Экономика замкнутого цикла» и отраслевыми программами, связанными с вовлечением вторичных ресурсов в промышленный оборот и строительство, планирует запустить процесс, направленный на масштабное использование золошлаков ТЭЦ при возведении зданий и объектов транспортной инфраструктуры. Сейчас на пилотных участках дорог специалисты используют или планируют к использованию золошлаковые материалы (ЗШМ), чтобы детально изучить их техническую и экономическую эффективность, а по итогам испытаний оценить эксплуатационные характеристики дорожной одежды из золошлаков. Ожидается, что результаты исследований лягут в основу нового предварительного национального стандарта (ПНСТ) в части применения вторсырья.
Существующая нормативная база давно позволяет применять шлаки в дорожном строительстве. Например, для зол-уносов документы, регламентирующие их применение, появились еще в 1975 году, а в 2013-м к ним добавились рекомендации Росавтодора, изложенные в ОДМ 218.2.031–2013 «Методические рекомендации по применению золы-уноса и золошлаковых смесей от сжигания угля на тепловых электростанциях в дорожном строительстве». Однако на практике проекты с использованием этих материалов встречаются достаточно редко.
Сегодня есть намерение изменить ситуацию, так как применение вторсырья становится все актуальнее. «Личное мое мнение – тема очень перспективна, особенно в дорожном строительстве, ‒ заявил заместитель Председателя Правительства РФ Марат Хуснуллин во время выступления в Совете Федерации. ‒ Это даст возможность использовать более дешевые материалы, более качественные. Тему надо «толкать», я ее поддерживаю». По словам вице-премьера, для запуска массового использования необходимо урегулировать нормативную базу, наладить взаимоотношения между всеми участниками процесса и провести работу с подрядчиками. Собственно, эти процессы сейчас идут полным ходом.
Новый взгляд на золошлаки
Тема получила развитие прошлой осенью, когда в ходе работы X Международной специализированной выставки-форума «Дорога 2022» с предложением о сотрудничестве с Росавтодором выступили представители Сибирской генерирующей компании (СГК). Ежегодно на собственных производственных площадках она образует более 8,5 млн тонн золошлаковых отходов, и представители компании выразили намерение поставлять дорожникам не отходы, а конкретный материал для использования.
Устные договоренности были оформлены Меморандумом о взаимодействии, и в настоящее время перешли в плоскость разработки и утверждения проектов и опытных испытаний. Вблизи золошлакоотвалов СГК строители подобрали пилотные объекты, на которых приступили к изучению возможностей различных видов материала. «Не секрет, что характеристики золошлаков на каждом из предприятий могут быть различными. Соответственно и подходы для их применения должны быть разными. По большому счету нам надо показать дорожникам, как работать с данным материалом», ‒ отметил начальник Управления научно-технических исследований, информационных технологий и хозяйственного обеспечения Росавтодора Сергей Гошовец.
В целях комплексного подхода к вовлечению золошлаковых материалов в дорожное строительство специалисты Росавтодора подготовили, согласовали и утвердили план мероприятий (дорожную карту) по расширению применения золошлаковых материалов, а также дорожно-строительных технологий и материалов. Для того чтобы мероприятия согласно дорожной карте имели конкретные результаты, к работе были привлечены генерирующие компании, научно-исследовательские отраслевые институты, ТК 418 «Дорожное хозяйство», ППК «Российский экологический оператор», Национальная ассоциация развития вторичного использования сырья (АРВИС). Были сделаны запросы в регионы по планам применения ЗШМ на опытных участках, получена информация о потенциальных объектах, на которых возможно использование золошлаковых материалов.
В настоящее время уже сформирован перечень перспективных объектов, на которых можно провести технико-экономическое сравнение вариантов проектных решений применения ЗШМ при разработке и экспертизе проектной документации в регионах Российской Федерации.
Проекты находятся в разной степени готовности, и это во многом зависит от генерирующих компаний, которые отвечают за состояние золошлаковых отвалов, а также от позиции региональных властей, которые заинтересованы в сокращении объемов хранения ЗШМ.
Важно отметить, что все задействованные организации согласились с необходимостью системного и вдумчивого подхода. Нельзя допустить, чтобы проекты готовились наспех, ведь это может привести к технологическим ошибкам, а значит, будет иметь негативный эффект как для дорожного хозяйства, так и для решения экологических проблем, связанных с применением вторичных ресурсов.
Требуется глубокая проработка проектов с учетом характеристик и особенностей ЗШМ на различных объектах генерации, а также логистических, технологических и иных аспектов. Логистические цепочки, способствующие вовлечению вторичных ресурсов в дорожное строительство, могут быть определены при разработке конкретных проектов с учетом экономической, технологической и технической целесообразности приоритетного применения местных материалов и вторичных ресурсов.
Таким образом, Росавтодор в рамках своих полномочий проводит работу по созданию условий для вовлечения вторичных материалов в хозяйственный оборот в сфере строительства.
Пилотные проекты
Осенью 2023 года СГК предоставила золы-уносы в объеме 100 тонн с расположенной неподалеку Барнаульской ТЭЦ-3 для реконструкции 200-метрового участка трассы Павловск ‒ Колыванское ‒ Ракиты ‒ Топчиха. Дорожники Алтайского края включат вторсырье в состав вяжущей смеси, заменив часть цемента на золы-уносы с модификаторами, увеличивающими прочность материала, а затем с помощью ресайклера восстановят и стабилизируют дорожное полотно по всей толщине. Как поясняет Сергей Голиков, руководитель дорожных проектов СГК, используемая зола бурого угля обладает вяжущими свойствами и позволяет улучшить показатели бетонной смеси при замене до 30% цемента.
На Кузбассе, где нет песчаных карьеров, специалисты предлагают испытывать шлаковый песок фракцией 1–5 мм с Томь-Усинской ГРЭС на опытном участке стратегической автодороги Шарап ‒ Восточный. Согласно результатам совместных исследований СибАДИ и СГК материал может стать хорошей заменой естественному песку, а за счет сокращения расходов на логистику обеспечит экономию при строительстве данного объекта до 100 млн рублей. Ожидается, что строительные работы начнутся до конца текущего года.
«Мы представили коллегам-дорожникам все необходимые расчеты, и уже в этом году должен быть выполнен опытный участок дороги с применением нашего материала, ‒ говорит директор по реализации золошлаковых материалов СГК Петр Саньков. ‒ Если он подтвердит свои качественные характеристики и экономическую целесообразность, можно рассчитывать, что значительная часть дороги может быть построена с использованием этого техногенного песка».
Рассматривается возможность применения золошлаковых материалов Новосибирской ТЭЦ-5 в рамках третьего этапа реконструкции Чуйского тракта. На сегодняшний день материал прошел необходимые испытания, которые подтвердили возможность его применения в земляном полотне.
Еще один вариант использования золошлаков для устройства насыпи дорожники планируют испытать в Новосибирске при реализации проекта по строительству подъезда к Плющихинскому жилому массиву по улице Доватора. В данном случае дорогостоящий покупной грунт предлагается заменить на более выгодный золошлак. По данному проекту выполнено технико-экономическое обоснование, доказывающее техническую и экономическую эффективность решения.
В Хакасии при реконструкции улицы Белых Облаков в пригороде Абакана было предложено применять крупнообломочный золошлак, имеющий согласно исследованиям СибАДИ способность к набору прочности. Однако сейчас определяется экономическая целесообразность реализации этого проекта ввиду наличия в регионе дешевых природных материалов.
ФАУ «РОСДОРНИИ» ведется работа с правительством Томской области. Специалисты субъекта РФ разработали региональную программу по повышению объемов использования ЗШМ, в том числе на объектах дорожной инфраструктуры. Решение этого вопроса позволит определить возможность применения золошлаковых отходов Северской ТЭЦ.
Уральским филиалом ФАУ «РОСДОРНИИ» проводилась работа по испытаниям грунтов и подбору рецептов смесей с ЗШМ для применения на пилотных объектах дорожной инфраструктуры в Свердловской, Кемеровской и Томской областях, а также в Республике Бурятии.
Методика использования золошлаков
Классификация золошлаков вместе со способом применения каждого из видов вторсырья будет прописана в нормативном документе, над которым сегодня работает Ассоциация «Р.О.С.АСФАЛЬТ» вместе с Сибирской Генерирующей Компанией. Новый ПНСТ в области применения золошлаков в дорожном строительстве планируется создавать в четыре этапа, а с основными тезисами участники отрасли смогут ознакомиться в июле 2024 года. К этому времени золошлаки различных видов уже применят при строительстве пилотных проектов.
Отметим, что при изучении вторичных ресурсов специалисты намерены внимательно следить не только за качеством строительства, но и оценивать экономический эффект от использования данного материала. Это важно, ведь к месту работ шлаки будут доставлять из расположенных неподалеку золоотвалов. Для некоторых пилотных объектов цена может составить 1 рубль за 1 кубометр при условии загрузки золошлаков на отвалах. Такие расценки действуют уже не первый год, что выгодно выделяет материал из общего списка крупнотоннажных материалов для строительства. Однако важно учесть, что золошлаки должны отвечать требованиям к дорожным материалам и быть стабильными по качеству. И их подготовка к использованию порой влечет за собой значительные затраты.
По словам Петра Санькова, положительный эффект от использования золошлаков, полученный при работе над пилотными проектами, позволит пробить стену непонимания и распространить применение вторсырья в сфере дорожного строительства. При этом речь не идет о том, чтобы обязать подрядчиков применять золошлаки на каждом объекте. Использовать материал предлагается только там, где это оправдано экономически. Например, при реконструкции дороги вблизи золоотвала. Если говорить про хранилища золошлаковых материалов СГК, то они расположены в Новосибирске, Красноярске, Абакане и Барнауле.
Ожидается, что на следующих этапах испытаний к работе подключатся и другие теплогенерирующие компании, чтобы дополнить базу данных исследований. Согласно дорожной карте по расширению применения золошлаковых материалов, а также дорожно-строительных технологий и материалов АРВИС является ответственной организацией за формирование перечня поставщиков золошлаков, которые соответствуют требованиям к дорожно-строительным материалам, для последующего использования органами управления дорожным хозяйством федерального и регионального подчинения и проектными организациями.
Изученные золоотвалы специалисты АРВИС наносят на интерактивную карту, размещенную на официальном сайте Минэнерго России. Сервис включает данные о расположении золоотвалов, физико-технические свойства указанной золы, химический состав и возможности ее применения и отгрузки.
Дом культуры «ГЭС-2», Дворец художественной гимнастики Ирины Винер-Усмановой, Башня «Эволюция» и «Башня Федерация» в Москва-Сити, Большая спортивная арена «Лужники»… Что объединяет все эти технически сложные проекты XXI века? Над их созданием трудились специалисты компании «Метрополис».
Основанная в 2005 году, компания специализируется на выполнении работ по генеральному проектированию объектов гражданского строительства и производственных зданий, в том числе в партнерстве с лучшими международными и российскими архитектурными компаниями. Всего за время работы специалистами компании выполнено более 500 проектов.
Сложный проект — это умный проект
Многие из реализованных проектов относятся к категории технически сложных, многофункциональных и во многом уникальных объектов. Это означает, что определяющими решениями в их проектировании становятся автоматизированные инженерные системы, интеллектуальная архитектура, оригинальные конструктивные решения, где принимаются во внимание все особенности энергосбережения, экологичности, безопасности и другие важные факторы.
По словам главного инженера компании Александра Любарцева, в строительную отрасль приходят новые технологии, поэтому специалистам нужно изучать множество программных комплексов и смежные области. Это необходимо для того, чтобы соответствовать растущим требованиям клиентов. Высокий уровень квалификации сотрудников «Метрополис» позволяет проектировать такие различные по назначению объекты, как спортивные сооружения, многофункциональные комплексы, объекты здравоохранения, культурного и социального назначения.
Чтобы эффективно взаимодействовать друг с другом, инженерам приходится обмениваться огромным количеством данных в режиме онлайн не только между проектными группами, но и с коллегами в других городах и странах. Сегодня офисы «Метрополис» работают в Москве, Санкт-Петербурге, Казани и Нижнем Новгороде, а коммуникации с архитектурными бюро, девелоперами, подрядчиками происходят по всей России, а также в странах Европы и Азии.
Так, при создании олимпийского медиацентра в Сочи компании нужно было наладить передачу данных между разделами, чтобы разработать алгоритм безопасности и алгоритм, по которому люди смогли получать доступ в здание. Это была сложная система безопасности, в которой было использовано около 80 тысяч точек сигналов автоматики.
Еще одно направление в работе компании — взаимодействие с научно-исследовательскими и специализированными организациями (НИИЖБ, НИИОСП, ЦНИИСК, ЦНИИЭП) по вопросам разработки документации, по поиску совместных наиболее эффективных решений.
BIM-технологии как основа современного строительства
На сегодняшний день 100% проектов компании реализуются с применением технологии информационного моделирования (BIM/ТИМ) на всех этапах — от эскизного проектирования до рабочей документации. Эти технологии основаны на передовых методах проектирования, существующих как в мировой, так и в отечественной практике. За счет активного и успешного использования BIM-технологий, а также их продвижения на отраслевых мероприятиях и в специализированных вузах «Метрополис» три года подряд получает статус BIM-лидера в России.
Использование BIM-технологий позволяет вывести на новый уровень отношения между заказчиком, проектировщиком, строителем и эксплуатирующей организацией. Например, при реконструкции ГЭС-2, где компания работала над конструктивными решениями и внутренними инженерными системами на стадиях разработки концепции, создания проектной и рабочей документации, взаимодействие между участниками проекта обеспечивали информационные технологии. С их помощью была проделана очень большая работа по координации стальных конструкций перекрытий, сборных железобетонных конструкций и их креплений, инженерных систем. Был сохранен исторический фасад при полном обновлении конструктивных и инженерных решений, многие из которых были разработаны специалистами «Метрополис» по индивидуальным проектам.
Всего в компании используется более 30 специализированных программных комплексов. Для решения задач, связанных с расчетом различных физических процессов микроклимата, потоков воздуха или жидкостей, применяется CFD-моделирование на базе программного комплекса STAR CCM+. Расчеты строительных конструкций ведутся с использованием расчетных комплексов ЛИРА САПР, САПФИР, SCAD. Разработку цифровых моделей и проектов металлических конструкций обеспечивает специализированная группа с применением программного комплекса Tekla. Геотехнические расчеты и проектирование, включающее расчет оснований, фундаментов, подземных и заглубленных конструкций, в том числе в условиях плотной городской застройки и сложных грунтовых условиях, 3D-моделирование напряженно-деформированного состояния основания выполняются с помощью программного комплекса Plaxis.
Выбор кадров
Архитектурно-строительное проектирование стремительно развивается, применяет новые методики и технологии и в чем-то уже опережает вузовские программы. Для такой динамично растущей компании, как «Метрополис», имеет значение не столько количественный, сколько качественный рост собственных сотрудников.
По словам генерального директора компании Александра Ворожбитова, компетенции выпускников вузов приходится «доращивать» уже в процессе работы над конкретными проектами. 98% сотрудников «Метрополис» имеют высшее образование преимущественно инженерных специальностей и являются выпускниками 159 российских и европейских высших учебных заведений. Начиная с 2018 года компания активно сотрудничает с ведущими отраслевыми вузами страны и практикует проведение кейс-чемпионатов. Это соревнования студенческих команд в решении практических задач, основанных на реальном проекте. «Метрополис» инициирует проведение такого рода соревнований, поскольку это глобальный образовательный тренд, который помогает участникам развить свои навыки (soft skills и hard skills), а работодателям — лично знакомиться с талантливыми студентами. По итогам кейс-чемпионатов компания «Метрополис» приглашает команды победителей, а также отличившихся участников для прохождения стажировки, по результатам которой многие остаются работать в компании.
В прошлом году в офисах компании прошло поздравление сотрудников-выпускников с окончанием высших учебных заведений. Компанию пополнили семнадцать дипломированных специалистов из шести ведущих вузов страны, из которых пятеро выпускников получили красные дипломы.
«Мы стараемся формировать конкурентный рынок, развивая квалификацию как опытных, так и молодых специалистов, повышая статус инженерных специальностей в России», — отмечает Александр Ворожбитов.
ГК «АЛЮТЕХ» выводит на российский рынок новый продукт — алюминиевые светопрозрачные конструкции с деревянными накладками. 25 февраля 2022 года во Всеволожске Ленобласти состоялось официальное открытие производства, рассчитанного на выпуск 20 тысяч единиц продукции в текущем году и 95 тысяч в перспективе.
Новое предприятие — это полный цикл производства окон, дверей, противопожарных конструкций из алюминиевых систем «АЛЮТЕХ», включая производственную линию, склад для работы с деревянными накладками, участок остекления и упаковки.
В начале церемонии директор филиала ООО «АЛЮТЕХ» Олег Жигель представил базовые светопрозрачные конструкции, которые будет выпускать предприятие. Это уже хорошо известные на рынке теплые алюминиевые окна и двери на базе системы «Оконная система W72», противопожарные двери на базе «Противопожарной системы FR76», раздвижные системы на базе «Портальной системы SL 160».
Но «главным блюдом» вечера стала презентация премиального продукта — алюминиевых окон с декоративными деревянными накладками в составе стеклопакета. Конструкция окон разработана на основе W72 и будет комплектоваться премиальными стеклопакетами «Российской стекольной компании», премиальным стеклом AGC Glass Russia и премиальной фурнитурой «РОТО ФРАНК».
Окна премиум-класса
Основное преимущество алюминиевых конструкции с декоративными деревянными накладками, которое выгодно отличает их от других оконных конструкций, — это устойчивость ко всем погодным испытаниям благодаря алюминиевому профилю, в то время как натуральное дерево создает в доме комфорт и уют.
Внутренняя отделка конструкций создается из экологически чистого массива двух пород дерева: прочного долговечного дуба или износостойкого эластичного ясеня. Архитекторы и дизайнеры смогут подобрать подходящую отделку из белого ясеня и темно-коричневого, рыжего или натурального дуба.
Установка деревянных накладок происходит непосредственно в заводских условиях, что поможет избежать целого ряда проблем, возникающих при монтаже и дальнейшей эксплуатации изделий. Заказчик может быть уверен, что дерево не получит повреждений, так как до установки будет храниться в проветриваемом помещении с соблюдением режима влажности. Оно не подвержено плесени, так как после установки покрывается пластиком, а дополнительная угловая поддержка гарантирует целостность угловых стыков и защиту от попадания влаги.
Путь от идеи производить премиальные конструкции до открытия завода занял три года — начиная от анализа рынка и подбора технологического оборудования до организации продвижения новой продукции в дилерской сети.
«Сегодня мы создаем новые возможности на рынке, — сказал директор регионального управления ГК "АЛЮТЕХ" в России Владимир Архипов. — В это непростое время всем нам потребуется больше концентрации на результате и на своих возможностях. Последние три года мы успешно выстраивали цепочку поставок от производителя до конечных потребителей и теперь создаем продукты, востребованные на рынке. Надеюсь, что введенные мощности позволят заложить хорошую основу на будущее».
Компоненты высокого качества
Проект стал результатом совместных усилий большой команды партнеров, которые поставляют комплектующие и участвуют в разработке уникального продукта.
«Мы давно сотрудничаем с "АЛЮТЕХ"и рады участвовать в новом проекте, — отмечает менеджер архитектурных проектов AGC Glass Russia Алексей Колонтаев. — Качественное окно — это не только профиль, но и его заполнение. Для новой продукции мы выбрали стекло из продуктовой линейки Energy — это мультифункциональное энергосберегающее стекло для оконного сегмента. Подзеркаленное, с серебристым оттенком, оно обеспечивает не только современный дизайн, но и высокий уровень теплоизоляции и при этом блокирует излишки поступающего извне тепла».
По словам руководителя департамента «РСК» Сергея Негрея, в Санкт-Петербурге у компании есть четыре завода по выпуску стеклопакетов, и они способны полностью обеспечить качественными поставками новое предприятие «АЛЮТЕХ».
«Фурнитура — это самый технически сложный компонент для окон, особенно если речь идет о проектном бизнесе, — считает руководитель направления корпоративных продаж "РОТО ФРАНК" Алексей Щавлев. — Фурнитура, которая будет применяться в алюмо-деревянных окнах, рассчитывается и подбирается индивидуально, исходя из толщины стен, требований к безопасности, веса, размеров, дизайна и других характеристик окна. В ассортименте ROTO не менее 2 тысяч наименований продукции, можно сказать, что правильным подбором фурнитуры для окон "АЛЮТЕХ" занимаются 200 инженеров нашей компании».
При разработке технологических процессов компания также ведет консультации с Научно-информационным учебно-производственным центром «Межрегиональный институт окна».
«Алюминиевые конструкции с деревянными накладками известны на строительном рынке, но "АЛЮТЕХ" решил не ронять марку качества и теперь сам производит алюмо-деревянные окна, запустив современный автоматизированный завод, — прокомментировала директор НИУПЦ "Межрегиональный институт окна" Александра Куренкова. — Сейчас в городе идет рекультивация серой зоны — это дорогие участки, которые, скорее всего, начнут застраиваться жильем высокого класса, потому застройщики смогут еще шире применять премиальную оконную продукцию. Растет спрос на безопасные окна и пожаробезопасные двери, и алюминиевые конструкции "АЛЮТЕХ" полностью удовлетворяют не только этим требованиям, но и различным архитектурным решениям».
Современное производство
Новый производственный комплекс «АЛЮТЕХ» оснащен европейским высокотехнологичным оборудованием, которое представляет собой линию из нескольких автоматизированных станков и участков ручной обработки и сборки. В цехе установлен станок для распиловки профиля с ЧПУ, обрабатывающий фрезерный центр FomIndustrie, импостовые, углообжимные и копировально-фрезерные станки, есть отдельный участок для обработки и сборки деревянных элементов.
Управление станочным оборудованием происходит с помощью AluPRO — профессионального ПО для расчета конструкций из алюминиевых профильных систем. Работу высокоточных станков можно контролировать в онлайн-режиме. Прежде чем приступить к работе на оборудовании, операторы прошли необходимое обучение. Новое производство сертифицировано как по продукту, так и по рабочим местам. С готовым продуктом будет выдаваться паспорт качества.
Технологическое оснащение предприятия дает возможность настраивать станки под объектные проекты конкретного заказчика.
«Мы первыми среди предприятий ГК получили и установили это оборудование, — говорит замдиректора по производству Виктор Сорока. — Оно позволяет производить более 20 000 кв. м готовых изделий в год».
Для долгой и надежной эксплуатации окон не менее важна их качественная установка, потому на предприятии открыта школа «АЛЮТЕХ» — здесь для партнеров компании проводится обучение специалистов по монтажу, а также и маркетологов.
«Наши дальнейшие усилия будут сосредоточены на оптимизации стоимости изделий, обеспечении оптимизированной цены на рынке В2В, В2С, на обучении дилеров по продукту, а также монтажников оконных блоков, — рассказывает о ближайших перспективах Олег Жигель. — Конечно, мы должны заниматься продвижением продукта на рынок В2С, и наша основная цель — это информирование о достоинствах и преимуществах наших продуктов в области теплофизических характеристик, сервиса, гарантии».