Минстрой России разрабатывает свод правил для проектирования уникальных большепролетных объектов
Минстрой России разрабатывает новый свод правил СП «Конструкции покрытий пространственные металлические. Правила проектирования», который позволит воплощать самые смелые архитектурные идеи с уникальными большепролетными объектами.
Об этом сообщил министр строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации Ирек Файзуллин.
«Новый свод правил решит проблему отсутствия в российских нормативных документах требований к проектированию металлических конструкций пространственных покрытий, которые широко применяются в современном строительстве: для покрытия стадионов, концертных комплексов, торговых комплексов, выставочных павильонов. В России таких объектов уже достаточно много. Например, стадионы «Локомотив», «Лужники», «Динамо», стадионы чемпионата мира по футболу. Москвичи могут оценить использование таких конструкций внутри Гостиного Двора, ККЦ «Крылатское» или филармонии в парке «Зарядье». В России есть настоящие профессионалы проектирования уникальных большепролетных объектов, но их компетенции нужно наращивать, а востребованность в таких объектах постоянно увеличивается. Поэтому разрабатываемый свод правил призван не только сохранить лучший опыт, но и способствовать внедрению самых передовых технологий в практику строительства при сохранении безопасности строительных конструкций и одновременно стимулировать развитие промышленности в соответствующем сегменте отрасли», – акцентировал Ирек Файзуллин.
Министр уточнил, что в России пока еще нет производства части современных материалов: закрытых спиральных канатов комплектной поставки с анкерными устройствами и канатов, изготавливаемых по принципу монострендов, с высокими допускаемыми напряжениями, ударной вязкостью, свариваемостью и усталостной прочностью.
«При этом у нас достаточно большая история применения таких конструкций. Первым в России применять металлические пространственные конструкции в проектах стал выдающийся инженер Владимир Григорьевич Шухов. Среди объектов с применением таких конструкций – сетчатый цилиндрический свод на Всероссийской Нижегородской выставке, стальные сетчатые оболочки двоякой кривизны пролетом 40 метров, дебаркадер Киевского вокзала в Москве, знаменитые гиперболоидные сетчатые башни, а также всем известный ГУМ», – добавил Ирек Файзуллин.
По словам главного научного сотрудника лаборатории металлических конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство») Павла Еремеева, свод правил определит базовые требования к конструктивным решениям зданий и сооружений с металлическими пространственными конструкциями.
«В проекте свода правил применены новые конструктивные решения, методы расчета и проектирования с применением современных пространственных стержневых конструкций, вантовых и висячих систем, тонколистовых оболочек, комбинированных пространственных систем, таких как сетчатые оболочки, системы типа «велосипедное колесо», тенсегрити-системы и так далее. Экономическая эффективность решений с пространственными конструкциями в зависимости от величины пролета покрытия, которая варьируется от 40 до 250 метров, может составлять примерно от 5% до 20% по сравнению с традиционными конструкциями», – заметил он.
В документе предусмотрено применение стали повышенной прочности. Так, если обычные стали С255, С355 имеют расчетное сопротивление 2 550, 3 550 кг на квадратный сантиметр, то стали повышенной прочности – более 3 900 - 5000 кг на квадратный сантиметр, стальные канаты – 7000 кг на квадратный сантиметр и выше.
В свод правил включены положения более 10 СТУ по проектированию большепролетных спортивных объектов сочинской Олимпиады 2014 года и чемпионата мира по футболу 2018 года в части требований по нагрузкам, расчетам, проектированию металлических конструкций пространственных покрытий. В состав документа включены ранее отсутствующие в нормативной базе требования по определению снеговых нагрузок для сооружений, минимальный размер которых в плане превышает 100 метров, а также в части определения аэродинамических коэффициентов для уникальных сооружений повышенного уровня ответственности с нестандартной формой поверхности покрытия. Включены требования в части устройства в металлической конструкции покрытия пролетом свыше 100 метров антисейсмических швов. Установлены отсутствующие ранее в нормативной базе требования к защите несущих конструкций стадионов от аварийных воздействий, которые могут вызвать их прогрессирующее обрушение.
С целью снижения расхода материалов, трудоемкости и стоимости возведения объектов капстроительства, а также для сокращения сроков строительства в проекте документа предусмотрен учет работы элементов стержневых конструкций на сжатие-растяжение без изгиба, висячих конструкций – на растяжение без опасности потери устойчивости, а также максимальное использование несущей способности высокопрочной стали, позволяющее снизить собственный вес покрытия и нижележащих конструкций. Кроме того, в ряде случаев предусмотрено совмещение несущих и ограждающих функций строительных конструкций, а также возможность перекрытия без промежуточных опор практически любых требуемых пролетов. За счет возможности монтажа конструкций без устройства лесов и подмостей снизится также трудоёмкость возведения зданий и сооружений и повысится скорость строительства.
«Важным фактором развития нормативной базы в части пространственных металлических конструкций стала возрастающая потребность в сооружениях с большим внутренним пространством, свободным от промежуточных опор. Традиционные конструкции, например, фермы, балки, рамы, арки, применить здесь практически невозможно. Уникальные большепролетные объекты требуют применения особенных конструкций. При этом, с увеличением пролета экономическая целесообразность применения таких конструкций возрастает, и для этого, естественно, требуются новые решения и технологии, которые и будут учтены в своде правил», – отметил директор ФАУ «ФЦС» Сергей Музыченко.
Инициатором разработки СП выступили ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко АО «НИЦ Строительство». Учреждение принимало участие в проектировании, изготовлении и монтаже ряда объектов с участием зарубежных компаний. Среди таких объектов – спорткомплекс «Олимпийский», стадион «Локомотив», стадионы к чемпионата мира по футболу в 2018 году, Гостиный двор, а также реконструкция стадиона «Динамо». Работы по разработке документа организованы ФАУ «ФЦС», в настоящее время по документу успешно завершена экспертиза в ТК 465 «Строительство».
В России введен национальный стандарт для накопителей энергии, разработанный Роснано и НГТУ НЭТИ
В России начали действовать первые национальные стандарты для проектирования, испытания и эксплуатации накопителей электрической энергии высокой мощности. Нормы были разработаны сотрудниками копании «Системы накопления энергии» (проект Роснано) совместно с Новосибирским государственным техническим университетом НЭТИ, при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ группы «РОСНАНО».
С начала ноября в России начали действовать национальные стандарты на проектирование и эксплуатацию накопителей электрической энергии высокой мощности. Приказ о введении стандартов опубликован на сайте Росстандарта, он вступил в силу 1 ноября 2020 года. Стандарты распространяются в том числе на системы, которые предназначены для автономной работы с возможностью присоединения к электрической сети.
Главные задачи применения новых стандратов — интеграция накопителей в единую энергосистему и создание развитой инфраструктуры электронной генерации. «Рынок накопителей энергии в России только формируется, поэтому генерирующие компании, предприятия и сетевые компании совместно с научным сообществом создают оптимальный образ систем накопления, их структурный состав, выполняемые функции, решают вопросы электромагнитной совместимости с общепромышленной сетью и автономными нагрузками. Наши стандарты дают ответы на эти вопросы. Если накопитель сделан по разработанным стандартам, то его можно подключать к общей сети, не опасаясь, что он что-нибудь испортит», — рассказывает один из разработчиков СНЭ, ведущий инженер-конструктор Института силовой электроники НГТУ НЭТИ Дмитрий Коробков. Предполагается, что введение стандартов снимет эту проблему и ускорит темпы внедрения накопителей энергии в России.
Другая проблема, которую решит введение стандартов, — это коммуникация между заказчиком и производителем накопителей. «Иногда заказчик и исполнитель говорят на разных языках. Например, энергоемкость накопителя может быть номинальной и нормированной, это разные значения, заказчик имеет в виду первую, а производитель — вторую. Мы разработали четкую терминологию, единые показатели работы накопителей, чтобы не происходило путаницы», — говорит руководитель отдела продаж компании СНЭ Роман Фролов.
Инженеры и специалисты компании «Системы накопления энергии» и Регионального центра нормативно-технической поддержки инноваций Новосибирской области при Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ адаптировали существующие международные требования к проектированию, монтажу и испытаниям устройств, которые предъявляются к участникам рынка производителей систем накопления энергии. Новосибирские разработчики смогли приспособить стандарт под российскую нормативно-правовую базу, что позволит накопителям выйти на международный рынок.
Гармонизированные с международными документами МЭК стандарты помогут строить конструктивный диалог между разработчиками, проектировщиками и заказчиками, сократить их временные и трудовые ресурсы путем применения апробированных на практике норм и требований, необходимых для проектирования, строительства и эксплуатации современных систем накопления энергии.
Сейчас для обеспечения постоянного энергоснабжения в отдаленных населенных пунктах на севере России строятся солнечно-дизельные электростанции, которые сочетают в себе два способа получения электроэнергии. Это делает энергоснабжение бесперебойным. В таких установках используются специальные накопители, компенсирующие неравномерность выработки энергии, требования для которых впервые были разработаны новосибирскими инженерами из СНЭ и НГТУ НЭТИ. В 2019 и 2020 году первые российские накопители энергии высокой мощности были запущены на солнечно-дизельных электростанциях компании «Хевел» в Туве и Башкирии. В ближайшее время планируется установка накопителей на станциях Чукотки, Якутии и Красноярского края.
Необходимость формирования нормативной базы в России в сфере систем накопления электрической энергии обусловлена интенсивным развитием этой отрасли. «Если традиционные типы накопителей выполняли в электроэнергетике лишь вспомогательные функции, то современные накопители энергии претендуют на место одного из важнейших элементов энергосистем. При этом основные типы накопителей энергии, которые достигли наибольших и наилучших характеристик, — это накопители на базе литий-ионных аккумуляторных батарей», — комментирует директор Института силовой электроники, профессор НГТУ НЭТИ Сергей Харитонов.
В 2021 году планируется продолжить работы по формированию гармонизированной нормативной базы, обеспечивающей комплексное развитие отрасли систем накопления электрической энергии в России, в том числе через разработку востребованных документов по стандартизации, учитывающих специфику рынка российской электроэнергетики.
Справка
«Системы накопления энергии» (СНЭ) (проект Роснано) — технологическая инжиниринговая компания, занимается развитием отрасли хранения электрической энергии. Ранее оборудование, созданное СНЭ совместно с Институтом силовой электроники НГТУ НЭТИ, было установлено на Бурзянской солнечной электростанции в Башкирии с крупнейшим в России накопителем энергии, а также в Республике Тува. В ближайшее время планируется установка накопителей на станциях Чукотки и Красноярского края.