Медленный старт стального строительства
В строительстве жилья с применением стальных конструкций сегодня заинтересованы и Минстрой, и поставщики металла. Дело за нормативами и преференциями, которые смогут побудить застройщиков масштабировать технологии стального строительства.
Быстро, надежно, экономично
В мае 2023 года Минстрой России представил обновленную Дорожную карту по совершенствованию технического регулирования в строительстве объектов с применением стальных конструкций на 2023-2026 годы. В документе указано, что к концу года должна быть подготовлена нормативная база для развития стального строительства: разработаны правила по проектированию жилья на стальном каркасе, оптимизированы требования к огнестойкости несущих конструкции и др.
Для производителей металлоконструкций мероприятия в рамках дорожной карты могут открыть новые возможности по поставкам металла на строительство жилья, а для строителей и других потребителей — простимулировать внутренний спрос на сталь в условиях сокращения ее экспорта.
«Надеюсь, что уже в ближайшие 5 лет мы преодолеем рубеж в 30% жилья на металлокаркасе с сегодняшних 7–10 %, — уверяет председатель совета директоров ГК «Ферро-Строй», управляющий партнер EVRAZ STEEL BUILDING Григорий Ваулин. — Это очень перспективная технология, позволяющая быстро и качественно строить везде: и на вечной мерзлоте, и в сейсмоопасных районах, так как металлоконструкции легко выдерживают подземные удары выше 9 баллов».
Григорий Ваулин полагает также, что стальное строительство сможет решить растущую проблему дефицита рабочей силы, который грозит достичь 400 тысяч человек к 2030 году. В этой ситуации перенос строительных процессов в заводские условия, сборка металлокаркаса непосредственно на стройплощадке, высокая точность исполнения способны повысить производительность труда на 50% и значительно ускорить строительство даже при нехватке рабочих рук в отрасли. По его словам, скорость сборки многоэтажных домов иногда бывает даже трудно представить: китайский рекорд по возведению 11-этажного жилого дома за 28 часов 45 минут достигнут благодаря модульной системе из металлических блоков, изготовленных конвейерным способом на заводах.
По мнению Михаила Соколова, руководителя направления развития стального строительства «Северстали», технология строительства многоэтажных жилых домов на стальном каркасе может стать драйвером интенсификации объемов ввода жилья в России благодаря скорости, комплексности, надежности и широкой географии применения.
«Основное преимущество – скорость – подразумевает сокращение цикла строительства на 30%, — считает эксперт. — Иными словами, 17-этажный односекционный дом в монолите с отделкой возводится за 21-22 месяца, на металлокаркасе — за 15. Такой результат достигается не только благодаря быстрой сборке каркаса, но и за счет ускорения сопутствующих работ: отделки, проводки инженерных сетей и т. д. При этом речь идет не о замещении традиционных решений, а о расширении спектра используемых технологий. Благодаря диверсификации можно ежегодно дополнительно получать 10-20 млн кв. м, которые необходимы для достижения целевых объемов вводимого жилья в объеме 120 млн кв. м в год к 2030 году».
Кроме того, стальной каркас в строительстве обладает также особой актуальностью в контексте развития комфортной городской среды. Его применение может обеспечить ускоренный ввод целого комплекса объектов как самих жилых зданий, так и объектов социальной и коммерческой инфраструктуры жилых комплексов, включая детские сады, школы, физкультурно-оздоровительные центры, надземные паркинги в шаговой доступности.
Практика уже есть
Несмотря на незначительное применение стального каркаса при возведении многоэтажного жилья, в России накоплен большой опыт строительства зданий из металлоконструкций, прежде всего из ЛСТК.
«Мы поставляем на рынок металлоконструкции для блочно-модульных и металлокаркасных зданий — гостиниц, малоэтажных жилых домов, общежитий, спортивных и торговых центров и других объектов, — рассказывает начальник коммерческого отдела ООО «ОЗСК» Владимир Малышев. — Их преимущество — универсальность и одновременно эксклюзивность конструкций, доступность в регионах, где нет инфраструктуры ЖБИ. При этом кооперация между предприятиями и взаимодействие с проектировщиками и застройщиками развивается с применением цифровых технологий практически по всем направлениям, включая производство, логистику, информационное моделирование».
Поставщик строительных металлоконструкций ЗМК «Андромета» выступает разработчиком проектов по технологии скоростного ЛСТК строительства быстровозводимых жилых домов высотностью до 6 этажей и социальных объектов — детских садов, школ, больниц. По проектам компании еще в 2012 году построен 3-этажный 53-квартирный двухсекционный жилой дом в Воронежской области, а в 2014-м — 6- и 4-этажные дома в Калужской области, сейчас строится 5-этажный микрорайон в Заполярье.
«Основной плюс металлокаркасного строительства — скорость, сокращение инвестиционного цикла за счет высокой заводской готовности конструкций, — поясняет учредитель ООО «Андромета» Андрей Шухардин. — Срок возведения дома по нашей технологии СТИЛТАУН® при правильной организации работ в 1,5-2 раза меньше, чем аналогичного монолитного. Другое преимущество — легкость, позволяющая сократить затраты по целому ряду статей: фундамент, транспортные расходы, подъемная техника. Это особенно важно для удаленных регионов со сложным климатом и геодезией».
Многоэтажное жилое строительство развивается на основе применения стальных балок разного сечения и требует от разработчиков иных конструктивных решений.
«В жилищном строительстве каркас стен и перекрытий собирается по так называемой панельной схеме: стоечные профили устанавливаются вертикально между горизонтальными направляющими профилями, образуя подобие решетки с расстоянием между профилями 600 мм. Из таких панелей собирается несущий каркас дома, — объясняет генеральный директор ООО «Сталь-Профиль» Сергей Евдокимов. — Скелет коммерческого здания обычно состоит из колонн, стеновых прогонов, связей и стропильных ферм (или балок), установленных с шагом 3 метра. Используются профили большей толщины, для усиления узлов применяются детали из более толстого листового металла. Таким образом, номенклатура применяемых профилей одинакова, а применяемые узлы совершенно разные».
ГК «Ферро-Строй» была одним из пионеров массового «стального» жилищного строительства: в 2016 году на основе металлокаркаса был построен корпус в московском ЖК «Ривер Парк». У компании есть значительный опыт в создании инфраструктуры вокруг жилых объектов. Например, сейчас она строит около 30 многоуровневых парковок на металлокаркасе, где, в том числе использует большепролетные 17-метровые балки из двутавра. Это позволяет обходиться минимумом внутренних колонн, увеличивая полезное место. Вместимость такого паркинга на 15% выше относительно монолитного аналога, а строительство занимает всего 6 месяцев — готовые металлоконструкции привозятся на площадку и собираются на болтах, без сварки и бетона.
Проблемы и перспективы
Наряду с созданием пилотов лидеры отрасли уже разрабатывают стратегии в расчете на жилое строительство. «Северсталь» выстраивает новую экосистему для реализации проектов строительства жилых зданий и соцобьектов на стальном каркасе. Компания разрабатывает с несколькими девелоперами решения на основе металлокаркаса и одновременно привлекает лучшие компетенции в области проектирования, формирует пул монтажных организаций, готовых осваивать новую технологию строительства многоэтажного жилья. Совместно с отраслевымиобъединениями запланированы образовательные мероприятия для повышения уровня знаний и компетенций участников строительного процесса, идет разработка и внедрение в программы учебных заведений обучающих материалов для студентов-проектировщиков.
ЕВРАЗ создает единое цифровое пространство для кооперации между всеми участниками производственной цепочки. В этой системе EVRAZ STEEL BUILDING выступает цифровым оператором по проектированию, поставке и монтажу металлоконструкций, объединяя в рамках диджитал-платформы усилия проектировщиков зданий, поставщиков черного металла, заводов металлоконструкций и монтажных организаций. А это дополнительная экономия до 40% на производственном цикле за счет алгоритмического распределения работ внутри платформы.
Вместе с тем внедрение технологий стального строительства в возведение многоэтажного жилья продвигается медленнее, чем хотелось бы интересантам.
«Консерватизм потребителей, привыкших к классическим материалам, более быстрый на фоне других стройматериалов рост стоимости металла, отсутствие 100%-ной дешевой защиты от коррозии, дорогая огнезащита, более жесткие требования к производителям металлоконструкций по сертификации оборудования и специалистов», — перечисляет основные причины медленного развития рынка Владимир Малышев. По его оценке, даже при заявленных мерах поддержки рынок металлического строительства в ближайшие годы вырастет не более чем на 10% и то в регионах Крайнего Севера, хотя сможет «выстрелить» в сегменте общественного жилья — гостиниц, общежитий, апарт-отелей.
«В определенной степени на развитии стального строительства сказывается стереотип мышления: отечественное строительство традиционно «заточено» на бетон и панели, поскольку сталь в СССР относилась к лимитированным материалам и использовалась на уникальных объектах, — полагает Григорий Ваулин. — В большей — спрос на жилье: сейчас он стагнирует, поэтому «стальные» проекты, которые есть и у EVRAZ STEEL BUILDING, и у других компаний, специализирующихся на металлоконструкциях, пока на паузе».
Renga Software подготовила шаблон проекта для прохождения экспертизы
Технологии информационного моделирования поступательно развиваются в нашей стране. Об этом говорит и постоянный рост запросов от пользователей с просьбами разъяснить, как подготовить модель в Renga по требованиям той или иной региональной экспертизы. Чтобы помочь в этом вопросе, компания Renga Software подготовила для проектировщиков, работающих в Renga, пример шаблона, который поможет чётче понять все аспекты подготовки цифровой информационной модели к прохождению в экспертизе.
Первая часть этой большой работы была создана при поддержке пользователей Renga. Проектная компания ООО «КС-Девелопмент» (г. Ростов-на-Дону) предоставила свой проект в качестве основы для разработки шаблона. Стоит отметить, что первоначальный проект уже проходил госэкспертизу в формате проектной документации.
Кроме этого, большую поддержку в процессе работы оказали специалисты отдела внедрения технологий информационного моделирования СПб ГАУ «Центр государственной экспертизы» (г. Санкт-Петербург). Стоит отметить профессионализм сотрудников СПб ГАУ ЦГЭ – очень грамотные требования к ЦИМ.
Шаблон представляет комплект материалов, в который вошли:
- Модель многоквартирного жилого дома, смоделированная полностью в Renga.
- Файлы сопоставления типов и параметров, которые понадобятся для экспорта из Renga в IFC.
- Шаблон для создания проекта, настроенный по требованиям СПб ГАУ ЦГЭ, который в последующем можно передать на экспертизу в формате ЦИМ.
- Подробная инструкция по работе с шаблоном.
Эталонная модель
В качестве примера был взят проект односекционного многоквартирного жилого дома. Первым этапом была разработана модель архитектурных решений и базовая модель (модель строительных объёмов и зон), которая входит в состав ЦИМ, передаваемая на экспертизу в СПб ГАУ ЦГЭ в формате IFC.
Также данные модели представлены и в формате IFC.
Разработка проекта продолжается. На следующих этапах в модели будут появляться конструктивные решения, инженерное оборудование и системы.
Файлы сопоставления
Это правила, без которых формирование модели IFC по требованиям экспертизы не может быть осуществлено. Вместе с моделью также подготовлены файлы сопоставления типов и параметров для правильного экспорта в IFC.
Шаблоны проектов
На основе выполненных моделей, созданы шаблоны проектов для основной и базовой моделей. Они пригодятся для создания собственных проектов, которые будут проходить экспертизу в СПб ГАУ ЦГЭ.
Они формируют информационную модель по действующим на данный момент времени требованиям СПб ГАУ ЦГЭ (версия 3.0). Файлы сопоставления (для экспорта в IFC) настроены для работы именно с этой моделью данных.
Большой проект стартовал. Надеемся, что он послужит точкой опоры для многих проектировщиков и повысит уровень знаний по информационным технологиям. Первую часть уже можно скачать c сайта Renga Software. По мере разработки следующих разделов, комплект материалов будет обновляться. В перспективе он может быть масштабирован до требований других экспертиз.
В СПбГАСУ придумали новый метод для расчета трубобетонных конструкций
Специалисты СПбГАСУ разработали программу для расчета трубобетонных конструкций «обратным» методом. Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022663635.
Трубобетонные конструкции применяются там, где есть высокие нагрузки, – при строительстве мостов и большепролётных зданий, в высотном строительстве. Благодаря своей внешней стальной оболочке трубобетонные конструкции позволяют ускорить строительство, поскольку на этапе возведения здания часть нагрузки, возникающей при монтаже, берёт на себя стальная труба. Другим важным преимуществом трубобетонных конструкций является повышенная несущая способность.
В современных нормативных документах трубобетонную конструкцию при внецентренном сжатии рассматривают как железобетонную. Григорий Белый, профессор-консультант кафедры железобетонных и каменных конструкций СПбГАСУ, и Алёна Ведерникова, старший преподаватель кафедры архитектурно-строительных конструкций СПбГАСУ, разработали более точный метод для ее расчета. Кроме того, этот метод ускоряет расчеты в несколько раз.
«Новый метод точнее, поскольку при каждом расчете учитывает фактическую жесткость. Он приближен к методам нелинейного расчета, как, например, в программе ANSYS. Вторая его особенность в том, что он обратный. В прямых методах неизвестна нагрузка и то, как поведет себя конструкция. В обратном методе меньше неизвестных. Мы задаем предельную деформацию, считая стержень абсолютно упругим, а потом выделяем фактическую и фиктивную нагрузку в общем упругом загружении. У нас простая форма расчета – маленькая таблица в Exсel и лаконичный программный код. Такая форма удобна, наглядна и еще не применялась для решения подобных задач», – прокомментировала Алёна Ведерникова.
В настоящий момент пройден этап регистрации второй версии программы.
