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».
Tekla дает новые возможности...
На сегодняшний день строительная отрасль в России является одной из ведущих отраслей экономики, которая на протяжении длительного времени проявляет стабильность и динамичность развития.
Технология информационного моделирования — BIM (Building Information Modeling) — рассматривается как неотъемлемая часть цифровой реформации строительной отрасли. Все большее количество компаний вовлекается в длительный инновационный процесс освоения инструментов САПР-BIM (далее — САПР) и их интеграции.
Инновации в IT-технологиях строительной отрасли позволяют все больше и больше автоматизировать процессы не только проектирования, но и строительства, тем самым сокращая сроки выполнения проектов, повышая качество и увеличивая конкурентоспособность проектных институтов, заводов металлоконструкций и т. д.
Основную роль в реализации информационных технологий в строительстве играют системы автоматизированного проектирования — САПР. Одной из наиболее востребованных систем для проектирования строительных конструкций, их деталировки и управления информацией является программное обеспечение Tekla Structures, разработчик — Trimble Solutions Oy (США).
Tekla Structures применяется на протяжении всего проекта, от концепта до производства, в ходе ведения строительных работ и для дальнейшей эксплуатации. Используя Tekla, можно создавать и объединять трехмерные модели вне зависимости от типов материалов, а также управлять совместными рабочими процессами с помощью точных и ценных данных из трехмерной модели.
Однако если говорить о полном комплексе проектирования, то нет возможности остановиться на выборе единственной платформы САПР-BIM. На рынке программного обеспечения существует много предложений от разных разработчиков, начиная от крупных зарубежных компаний и корпораций и заканчивая отечественными программными комплексами и небольшими плагинами локальных разработчиков. Такая картина в первую очередь обусловлена задачами, зависящими от проектируемого раздела. Поэтому для успешного проекта специалисты всегда используют комплексный подход, и очень важно, чтобы была связка между используемым программным обеспечением, т. е. интеграция.
Однако есть системы, представляющие широкий набор инструментов, удовлетворяющий требованиям основного состава задач, решаемых специалистами в комплексе с сохранением всей информации на протяжении всего жизненного цикла объекта. Например, делать расчеты, переносить модель, выпускать чертежи, составлять отчеты и многое другое. Исходные данные для решения задач проектирования, разработки рабочей документации и управляющих программ в таких системах вводятся один раз на первом этапе, а дополнительные данные задаются проектировщиком при работе в режиме диалога.
Интеграция между различными САПР реализуется путем передачи информационной и/или 3D-модели. В случае Tekla Structures это в первую очередь касается геометрии и материалов. Для передачи других свойств или получения различных расчетов и отчетов необходимо использовать внешние программы, такие как SCAD office (SCAD Soft), ЛИРА (ЛИРА Софт) и другие.
Для работы с расчетными моделями Tekla Structures во внешнем приложении расчета необходимо установить прямую связь (модуль сопряжения) между Tekla Structures и приложением расчета.
Прежде чем приступить, убедитесь в наличии доступа к сервису Tekla User Assistance и прав администратора на своем компьютере.
Tekla — Smart 3D
В версии программного обеспечения Tekla Structures 21 усовершенствована работа с опорными моделями — облегчено взаимодействие с решениями других производителей, в том числе с файлами IFC, DGN, DWG или SKP. Также улучшен процесс проектирования объектов промышленного назначения благодаря интеграции с программным обеспечением для промышленного проектирования. Такая интеграция оказывает непосредственное влияние на усовершенствование процессов проектирования заводов и/или морских сооружений.
Опыт специалистов нашей компании позволяет говорить, что оптимизированное взаимодействие Tekla Structures 21 со Smart 3D (HEXAGON) облегчает процесс обмена информационными моделями в разы. Для взаимодействия Tekla Structures и Smart 3D используется бесплатное расширение Smart3D Interoperability, которое можно скачать в Tekla Warehouse. Инструмент взаимодействия со Smart 3D поддерживается для всех конфигураций Tekla Structures, чтобы обеспечить полную совместимость с системой проектирования 3D-установок SmartPlant от Hexagon. Совместимость обеспечивается с помощью метода обмена данными CIS/2 (CIMSTEEL 2) — очень распространенного формата в металлургической промышленности.
Расширение доступно в формате *.tsep (пакет расширений Tekla Structures). Пошаговая инструкция по установке находится по адресу: https://support.tekla.com/ru/.
Доступ к расширению осуществляется из меню «Приложения и компоненты». Установщик создает группу под названием «Интеллектуальная 3D-совместимость» в корневой папке со значками для компонентов расширения.
Рис. 1. Схема интеграции Tekla Structures — Smart 3D
Рис. 2. Интеграция Tekla Structures — Smart 3D
В ходе выполнения интеграции при импорте 3D-модели из Tekla Structures все найденные пользовательские атрибуты отображаются и выбираются для экспорта по умолчанию, а пользователь может затем указать, какие из атрибутов требуется экспортировать. Импортированные данные (атрибуты) загружаются в правильную группу при импорте элементов в Smart 3D.
Tekla — AVEVA
Но интеграция с технологическими САПР не ограничивается только SmartPlant. У программного комплекса Tekla Structures существует плагин — TEKLA INTEROPERABILITY, который встраивается в Aveva E3D (AVEVA) и позволяет выгружать необходимые модели в формат ifc (tczip) файлы для дальнейшей работы в Tekla Structures и использования геометрии в виде опорной модели.
Приложение взаимодействия Tekla и AVEVA может быть закреплено в графическом интерфейсе PDMS/E3D.
Рис. 3. Интеграция Tekla Structures - Aveva E3D
Как правило, проекты, выполненные в системах автоматизированного проектирования высокого уровня (а AVEVA PDMS относится именно к таким), не экспортируются или экспортируются не полностью в другие программные комплексы. Но благодаря проработанной системе хранения данных и уникальным технологиям компании Trimble удалось обеспечить качественный импорт данных даже из таких сложных систем.
Особенно хочется отметить, что процесс преобразования модели осуществляется быстро и без потери качества в виде параметрической графики. Структура данных и атрибуты исходной модели при этом полностью сохраняются.
Рис. 4. Модель, полученная в AVEVA из Tekla Structures
Tekla Structures — PlantLinker
PlantLinker — это разработка компании ООО «Плантлинкер», которая предназначена для:
- создания 3D-моделей промышленных объектов на основе каталогов оборудования, материалов и изделий, импортируемых из MS Excel;
- импорта 3D-моделей промышленных объектов из САПР: HEXAGON Smart 3D (HEXAGON PPM), AVEVA E3D (AVEVA), Autodesk Revit (Autodesk), Trimble Tekla (Trimble);
- экспорта 3D-моделей промышленных объектов в САПР: HEXAGON Smart 3D, AVEVA E3D, Autodesk Revit, Trimble Tekla;
- редактирования 3D-моделей промышленных объектов, импортированных из САПР, перечисленных выше, с экспортом измененных моделей в эти САПР;
- объединения результатов проектирования в единую информационную модель.
Областями применения PlantLinker являются проектирование и эксплуатация промышленных объектов:
- нефтегазовой отрасли — добычи, транспортировки, переработки;
- химической и нефтехимической промышленности;
- атомной и тепловой энергетики;
- металлургической промышленности;
- пищевой промышленности.
В крупных проектах, которыми являются Plant Design проекты, обычно участвуют несколько организаций — это заказчик, осуществляющий общий мониторинг и контроль за выполнением проекта, и подрядчики, осуществляющие проектирование.
Для реализации таких задач необходима интеграция разрабатываемого программного обеспечения с Tekla Structures как наиболее востребованного среди проектировщиков указанных отраслей программного комплекса.
PlantLinker является интеграционным инструментом обмена данными как между собой, так и с САПР сторонних производителей.
Рис. 5. Схема обмена данными
PlantLinker обеспечивает:
- возможность создания и редактирования разделов проекта: строительного, оборудования, трубопроводного, электричества, отопления;
- возможность создания нового оборудования;
- организацию структуры проекта;
- возможность гладкой передачи частей проекта между разными САПР [PlantLinker, Tekla, Revit, Smart 3D, E3D (PDMS)];
- возможность передачи проектов между Smart 3D и Smart 3D;
- быстрое погружение в среду Plant Designe.
При интеграции Tekla Structures и PlantLinker восстановленные объекты функционируют так же, как оригинальные объекты Tekla Structures. Восстанавливается полностью интеллектуальная модель, которую можно использовать при необходимости для генерирования выходной рабочей документации (чертежи, изометрические чертежи, отчеты и т. д.).
На сегодняшний день интеграция может осуществляться двумя способами.
Основным способом интеграции Tekla Structures и PlantLinker является двусторонний интерфейс, который использует API Tekla Structures. Для передачи элементов 3D-модели проекта применяется файл формата XML.
При интеграции Tekla Structures и PlantLinker восстановленные объекты функционируют так же, как оригинальные.
В Tekla Structures их можно использовать при необходимости для генерации выходной рабочей документации (чертежи, отчеты и т. д.).
Второй способ интеграции использует файлы IFC. В этом случае модели подключаются в качестве референсной ссылки (опорной модели).
Рис. 6. Интеграция Tekla Structures и PlantLinker
Tekla — Revit
Несмотря на то, что в программном обеспечении компании Autodesk, Ltd. имеются собственные инструменты для проектирования несущих конструкций, значительное количество проектировщиков предпочитают использовать разработку компании Trimble.
Через форматы IFC и BCF Tekla Structures взаимодействует с Revit (Autodesk).
Интеграция между программами через формат IFC осуществляется посредством экспорта/импорта моделей и требует корректной настройки для каждого программного продукта. А для взаимодействия программ через формат BCF необходимо скачать и установить на Revit плагин BIMcollab® BCF Manager for Autodesk® Revit.
Tekla Structures и Autodesk Revit поддерживают открытый формат взаимодействия BIM-файлов (файлы IFC в соответствии с ISO 16739:2013), что поддерживает простое и эффективное сотрудничество. Это предпочтительный способ обмена данными между насыщенными информацией 3D-моделями разных программных обеспечений.
Если пользователь Revit не хочет использовать файл IFC, тогда из версии 2019 Tekla Structures можно создать файл .rvt по запросу (а также другие форматы, такие как 3D DWG, 3D DGN и т. д.).
Однако существует ряд ограничений для этого файла .rvt, созданного Tekla:
- как и для всех файлов Revit, нет гарантии, что будущие версии Revit смогут прочитать этот файл, поэтому он не подходит для архивирования. Файлы IFC основаны на тексте и подходят для архивирования;
- листы чертежей, виды, графики и др. не включены в .rvt, но могут быть включены в банк проекта (например, BIM360) в виде файла PDF;
- семейства создаются из объектов Tekla, но могут отличаться, например, наименованием.
Схема совместимости программного обеспечения Tekla Structures
Немаловажно отметить, что все вышеизложенные способы интеграции программного комплекса Tekla Structures могут быть реализованы в разных компаниях.
Особенность автоматизации российских промышленных предприятий и проектных институтов заключается в сложном сочетании систем автоматизированного проектирования. А проектирование промышленных объектов связано еще с предприятиями иных отраслей, выпускающих в качестве товара оборудование и элементы зданий и сооружений, поставляемые на строительные площадки в собранном виде для последующего монтажа. В этом случае необходима интеграция не только в рамках САПР (CAD), но и в рамках CAM/CAE.
Одним из способов обеспечения интеграции между различными системами CAD/CAM/CAE является использование стандартных форматов файлов для обмена данными. Широкое развитие и распространение на современных предприятиях получили комбинированные варианты автоматизации с использованием зарубежных и российских систем трехмерного моделирования как в качестве основы, так и для решения конструкторских задач и оформления документации.
В программном обеспечении Tekla реализован открытый подход к BIM, что позволяет легко организовать взаимодействие с решениями от других поставщиков программного обеспечения и производственного оборудования. Кроме того, вы можете расширять и совершенствовать функциональные возможности Tekla Structures с помощью открытого программного интерфейса Tekla Open API.
Совместная работа над проектом, быстрый и безошибочный обмен информацией между участниками проекта — это ключ к снижению ошибок и повышению эффективности в строительстве. Это сказывается на рентабельности и ускорении сроков выполнения проекта.
Программное обеспечение Tekla эффективно интегрируется с другими решениями для архитектурно-строительного проектирования посредством Tekla Open API, сохраняя высочайший уровень целостности и точности данных. Программный интерфейс Tekla Open API основан на Microsoft® .NET и обеспечивает полнофункциональное взаимодействие пользователей разных программных обеспечений.
Бюро ESG — официальный реселлер Trimble Tekla. Компания успешно поставляет и интегрирует всю линейку ПО Tekla Structures на предприятии, оказывает консалтинговые услуги и информационную поддержку пилотных проектов, а также обучает сотрудников.
Рис. 7. Схема взаимодействия Tekla Structures с расчетными комплексами
Рис. 8. Форматы взаимодействия Tekla Structures с производством CAM
Автор:
Екатерина Глебова, заместитель директора московского офиса по корпоративным проектам компании «Бюро ESG»
Как делают каменную вату ROCKWOOL
Каменная вата – один из самых востребованных утеплителей как среди крупных строительных компаний, так и среди частных потребителей. Вместе тем, многие даже не подозревают, как изготавливается данный материал. Компания ROCKWOOL рассказала о производстве каменной ваты и особенностях её переработки в коротких, ярких и понятных видеороликах.
Производство каменной ваты – многоступенчатый процесс, позаимствованный у самой природы: по своей сути он похож на извержение вулкана, когда твёрдый и устойчивый ко всему камень под воздействием высочайших температур превращается в текучую лаву, которая постепенно остывает и твердеет. На производстве измельченный камень базальтовых пород плавят в доменных печах при температуре 1500 °С, получившаяся лавоподобная масса при помощи центрифуги и потоков воздуха выдувается в каменные волокна. Будущую теплоизоляцию формуют, обжигают и уже затем нарезают под размер и упаковывают в термоусадочную плёнку.
Посмотреть видео процесса производства и оценить оборудование в действии можно на примере видеороликов компании ROCKWOOL о работе заводов в Выборге (Ленинградская область) и Троицке (Челябинская область).
Производственная площадка компании ROCKWOOL в Выборге появилась 15 лет назад. Сегодня она обеспечивает продукцией из каменной ваты весь Северо-Западный регион, часть материалов поставляется в Центральный Федеральный округ и экспортируется в Финляндию. Продукция выборгского завода использовалась при строительстве и реконструкции таких знаковых объектов, как небоскрёб Лахта-Центр. Мариинский театр, музей Эрмитаж. Завод в Выборге стал первой российской площадкой, на которой запустили масштабный проект по переработке каменной ваты: производственных обрезков, а также остатков плит после монтажа и уже отслужившего материала, который привозят с региональных строек.
Предприятие ROCKWOOL в Троицке также пошло по пути рециклинга, запустив брикетный участок: благодаря ему все производственные отходы отправляются обратно на линии. Сейчас на заводе выпускают самые востребованные решения из каменной ваты ROCKWOOL: от цилиндров, без которых не обходится промышленность и сфера ЖКХ, до ноу-хау компании – плит двойной плотности для лёгкого и эффективного утепления кровель и фасадов. Продукция отправляется на Урал, в Сибирь и Казахстан. Каменной ватой из Троицка утеплены стадион «Екатеринбург Арена», Казахский драматический театр в Нур-Султане и другие масштабные объекты.
Эксперты компании ROCKWOOL создают надёжные и экологичные продукты. Материалы, произведенные из камня – по сути, неисчерпаемого и неиссякаемого ресурса, – долговечны, их можно перерабатывать в продукт того же качества бесчисленное количество раз, создавая возможности для развития модели циркулярной экономики и заботясь об экологии.
Ролик о работе завода в Выборге
Ролик о работе завода в Троицке
Ещё больше интересных видео о жизни компании, свойствах её продукции и нюансах монтажа – на YouTube-канале ROCKWOOLRussia. Подписывайтесь, чтобы не пропустить самое интересное!