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».
В программном комплексе FROST 3D доступен расчет теплозащиты с XPS ТЕХНОНИКОЛЬ
В пакете программ Frost 3D появилась возможность рассчитать теплозащиту инженерных сооружений при помощи XPS ТЕХНОНИКОЛЬ. Этому способствовало тесное взаимодействие экспертов направления «Полимерная изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ и специалистов Научно-технического центра «Симмэйкерс», разработчика пакета программ для прогнозных расчетов при проектировании на многолетнемерзлых грунтах.
Программа Frost.Термо пакета Frost 3D позволяет создавать 3D геологическую модель грунтов любой сложности, после чего выполнять расчет температурного режима грунтов с учетом влияния зданий и сооружений, в том числе протяженных линейных объектов.
Наличие теплоизоляции ТЕХНОНИКОЛЬ в базе данных материалов дает возможность легко заложить расчетные параметры материала и определить оптимальный вариант защитных мероприятий для безопасной эксплуатации объектов на многолетнемерзлых грунтах.
С помощью программного комплекса Frost 3D можно проработать проектные решения и определить параметры применения экструзионного пенополистирола ТЕХНОНИКОЛЬ на многолетнемерзлых грунтах в следующих конструкциях: трубопроводы, земляное полото автомобильных и железных дорог, основания взлетно-посадочных полос, основания зданий и сооружений, шахты, тоннели, плотины и др. Все расчеты выполняются в соответствии с действующей нормативной документацией строительства.
В программу внесены расчетные характеристики всей линейки экструзионного пенополистирола ТЕХНОНИКОЛЬ, которые располагаются во вкладке Материалы базы данных материалов, физических свойств и условий теплообмена.
Как проверить BIM-модели и избежать ошибок в строительстве
Качественная BIM-модель — ключевой элемент при реализации строительных проектов. Она позволяет увидеть будущее сооружение еще до начала работ, спланировать их и убедиться в правильности проектных решений.
Проверка BIM-моделей
Не выявленные на ранних этапах ошибки могут привести к задержкам в строительстве, дополнительным затратам, а в некоторых случаях и к авариям на объекте.
Чтобы избежать этих проблем BIM-модель будущего объекта должна:
- быть пригодной для использования на последующих этапах проекта;
- отражать оптимальные проектные решения, отвечающие требованиям заказчика и нормативно-технических документов.
Очевидно, что для достижения этих целей, необходима тщательная проверка BIM-модели до начала ее использования: при определении стоимости строительства, планировании строительно-монтажных работ и других ответственных операциях.
Эффективное проведение таких проверок позволит:
- минимизировать вероятность срыва сроков;
- выявлять и исправлять неудачные проектные решения до начала строительно-монтажных работ;
- оптимизировать использование материалов для экономии ресурсов;
- обеспечивать возможность планирования строительно-монтажных работ на основе достаточных и достоверных данных;
- минимизировать вероятности непредвиденного удорожания строительства.
Larix.Manager, разработанный компанией Айбим, позволяет автоматизированно проверить модель как на геометрические коллизии, так и на соответствие информационным требованиям заказчика (EIR) и требованиям нормативно-технических документов.
Этот программный продукт является частью платформы Larix, которая также включает в себя модули:
- Larix.EST для формирования ведомостей объемов работ и бюджета строительства
- Larix.CDB для ведения справочников видов работ
- Larix.Tender для управления закупками
- Larix.Contract для взаимодействия с подрядчиками и контроля выполнения обязательств
Larix.Manager может использоваться как в связке с другими модулями платформы, так и в качестве самостоятельного инструмента для аудита BIM-моделей.
Сводная BIM-модель
Larix.Manager позволяет собирать сводную (федеративную) модель из частных моделей, выполненных в различных САПР. Это дает возможность проверять решения как внутри одного раздела, так и выполнять междисциплинарные проверки. Ведь плохая координация между моделями различных разделов, выполняемых разными специалистами, отделами и даже проектными организациями, как раз и порождает большую часть ошибок, всплывающих на этапе строительства.
Larix.Manager принимает на вход модели в формате IFC, в который могут экспортировать практически все широко используемые САПР. Модели, выполненные в Autodesk Revit, Bentley, Renga и модели, собранные в Autodesk Navisworks, могут экспортироваться во внутренний формат Larix – IMC – с помощью специальных плагинов. Это позволяет исключить формирование промежуточного файла IFC между нативным форматом САПР и Larix.Manager и, как следствие, исключить возможную потерю и искажение данных, вызванных особенностями конвертации в IFC отдельными программными продуктами.
Но даже наличие модели с геометрией не обязательно для проведения некоторых автоматизированных проверок: в Larix.Manager можно загрузить книгу Microsoft Excel, в которой содержится информация о немоделируемых элементах и их параметрах, и выполнить проверку параметров элементов без геометрии.
Проверка параметров
Одним из важнейших критериев качества BIM-модели является корректность заполнения параметров. Их наличие и значения определяют, как можно использовать модель на последующих этапах проекта, насколько это будет эффективно.
Larix.Manager позволяет проверить наличие требуемых параметров у элементов, наличие у них значений и соответствие этих значений требованиям EIR, сводов правил и ГОСТ.
Текстовые параметры можно проверить на заполнение, содержание определенной последовательности символов, числовые – также и на соответствие значений определенному диапазону.
Проверка коллизий
В режиме «Проверка коллизий» можно отследить:
- Пересечения. Например, пересечения элементов различных инженерных систем, отсутствие отверстий в стенах и перекрытиях и другие несоответствия, как правило, вызванные ошибками при моделировании и плохой координацией. Допуски пересечений можно задавать как по максимальному допустимому расстоянию, так и по максимально допустимому объему пересечения.
- Дублирование. Поиск элементов с одинаковой геометрией и положением. Такие ошибки приводят к задвоениям при подсчете объемов работ, и их сложно найти визуально.
- Минимальное расстояние. Поиск ошибок, выраженных в несоблюдении минимально допустимых расстояний между элементами. Например, несоблюдение нормативного расстояния между инженерными системами или недостаточная толщина слоя материала.
- Минимальное расстояние в проекции. Проверка соблюдения минимального расстояния между элементами в плане (в проекции на горизонтальную плоскость). Часто в нормативных документах ограничивается расстояние в плановой проекции, а не в трехмерном пространстве. С помощью данной проверки можно найти, например, нарушения минимального расстояния между наружными инженерными коммуникациями, габаритов мостов и тоннелей по ширине, параметров поперечного профиля автомобильной дороги, расстояний от зон с особыми условиями использования территорий.
- Расположение. Проверка вертикального расстояния между пересекающимися в плане элементами. Наряду с проверкой минимального расстояния и минимального расстояния в проекции помогает выявить проектные ошибки, выраженные в несоблюдении минимально допустимых расстояний. Также этот тип проверки позволяет найти такие трудные для обнаружения ошибки как неверное размещение элементов друг над другом (мокрое помещение над сухим, недостаточное возвышение низа пролетного строения моста над расчетным уровнем высоких вод).
Все описанные автоматизированные проверки реализуются с помощью гибко настраиваемых фильтров проверяемых элементов и условий проверки. Эти проверки сохраняются и загружаются из шаблонов, которые можно многократно использовать для моделей сооружений одного типа.
Результаты автоматизированных проверок формируются в отчеты в формате Microsoft Excel. Отчеты содержат в себе идентификаторы элементов, по которым к ним можно обратиться в программах разработки модели и в самом Larix.Manager. Отчеты по проверкам на коллизии сгруппированы по типам (пересечения, минимальное расстояние, проверка положения) и содержат эскизы элементов с обнаруженными коллизиями.
Визуальная проверка
К сожалению, не все можно проверить, пользуясь исключительно инструментами автоматизированного поиска ошибок. Многие проверки автоматизировать очень сложно или даже невозможно. Поэтому программный продукт, используемый для проверки BIM-моделей, должен также обладать удобными инструментами для визуального контроля.
Larix.Manager позволяет гибко управлять визуализацией BIM-модели:
- Группировать элементы модели по значениям параметров и выстраивать дерево элементов любым удобным способом, отображая только элементы, необходимые для определенной задачи. Для различных целей можно создавать несколько типов группировки одной модели, сохранять их и применять, когда это необходимо.
- Использовать инструменты скрытия, изоляции элементов, сечения.
- Сохранять виды и добавлять комментарии к сохраненным видам, т.е. формировать замечания, выявленные в результате визуальной проверки.
Импортозамещение
Многие иностранные программные продукты, предназначенные для проверки BIM-моделей, например, Autodesk Navisworks и Solibri, ушли с российского рынка.
Со временем все труднее легально работать с зарубежным программным обеспечением. У многих компаний и вовсе нет возможности выбрать иностранные инструменты для работы ввиду специфики их объектов. Вопрос поиска отечественных инструментов взамен привычных зарубежных встает все острее.
Larix.Manager – полностью российская разработка, не использует Autodesk Forge и сервера, расположенные за пределами Российской Федерации. Это десктопное приложение, работающее с файлами на компьютере пользователя или сервере на усмотрение пользователя.