Качественно и быстро
Спрос на быстровозводимые здания активно растет благодаря современным технологиям производства, расширению области их назначения и экономическим интересам заказчиков.
По мнению специалистов, быстровозводимые здания (БВЗ) становятся все более востребованы рынком. Спрос на них растет как в России, так и во всем мире. Существует множество различных видов БВЗ, которые могут отличаться друг от друга конструктивом, целям использования, однако все они обладают общими характеристиками: быстрота возведения, практичность и экономичность.
За счет внедрения новых технологий в строительство быстровозводимых зданий и производства их составляющих, а также сопутствующих элементов значительно повысилась энергоэффективность, функциональность таких объектов. Специалисты считают БВЗ удобным и оптимальным решением удовлетворения различных потребностей заказчиков.
Технологические особенности
Илона Полевая, заместитель генерального директора ООО «Андромета» по развитию, отмечает, что по назначению БВЗ подразделяют на промышленные (ангарного типа) и здания жилого и социального назначения (детские, медицинские учреждения, офисы). Эти два класса сооружений отличаются конструктивом: в первом случае это каркасы рамного типа с шагом колонн шесть метров и более, во втором — трехмерные связевые структуры, состоящие из панелей с шагом несущих стоек 0,6 метра и перекрытий. Материалы для утепления и обшивки каркасов тоже отличаются: в промышленных зданиях используют профлист и сэндвич-панели, в жилых домах — обшивки из листовых материалов (ГКЛ, ЦСП) и заполнение из базальтовых плит («сухой» способ) либо сверхлегкого пенобетона.
«С точки зрения спроса, быстровозводимые ангары давно стали продуктом масс-маркет и имеют широкую сферу применений: промышленность, логистика, сельское хозяйство и т. д. А вот быстровозводимое металлокаркасное жилье на российском рынке пока что нишевой продукт, но интерес к нему растет, причем не только у девелоперов, но и со стороны государственных заказчиков. Это обусловлено экономическими факторами: сокращение сроков ввода в эксплуатацию дает ощутимый финансовый выигрыш», — отмечает она.
БВЗ — достаточно широкое понятие, продолжает тему Юрий Румянцев, генеральный директор компании «Завод модульных зданий». Выпускается их множество видов. «Мы производим только контейнерные здания и сборно-разборные здания по ГОСТ 58760-2019. Для экономии транспортных расходов возможна их перевозка в разобранном виде. В настоящее время востребованы технические быстровозводимые здания под технологическое оборудование».
По словам Владимира Родионова, технического директора ГК ТЕХНОСТИЛЬ, в настоящее время наблюдается высокий спрос на быстровозводимые здания производственного и складского назначения. В их строительстве обычно применяются классические металлоконструкции, сборный железобетон, ЛСТК (легкие стальные конструкции) в качестве каркаса. «Основное технологическое преимущество БВЗ заключается в том, что возведение таких зданий может происходить в любые погодные условия. Сборки идет по принципу конструктора. Срок эксплуатации зданий — не менее 25 лет и больше, что удовлетворяет требованиям действующих стандартов на территории РФ. Для обеспечения уникальности внешнего вида здания применяются инновационные декоративные покрытия на ограждающих конструкциях (фасады, кровля), а также применяется принцип модульного возведения, который обеспечивает быстрый монтаж функционально связанными элементами полной заводской готовности».
Факторы роста спроса
Другие участники рынка также обращают внимание на экономические и политические факторы роста спроса на БВЗ. В частности, рассказывает Михаил Пучканев, генеральный директор АО «РОССПЕЦХОЛОД», быстровозводимые склады стали пользоваться максимальным спросом после подписания властями нескольких соглашений об ускоренном вводе в эксплуатацию производственных помещений. «Конечно, желание властей «толкнуть» нашу промышленность вперед благоприятно сыграло для всех производителей. Часто заказчик приходит с запросом, и ему нужно уже «вчера». Быстровозводимые здания спасут ситуацию и позволят сократить сроки строительства в три раза. Это в целом и является преимуществом таких зданий. Открою вам секрет, — добавляет он, — за последние полвека в строительстве не было придумано чего-то кардинально нового. Мы используем те же технологии, по которым возводили здания еще в СССР. Это прочно, надежно и качественно».
Конкурентоспособность российской современной экономики во многом зависит от эффективности функционирования строительного комплекса, отмечает Алексей Патютько, руководитель направления по работе с партнерами и дилерами группы компаний «Северсталь Стальные Решения». Без новых зданий и производственных сооружений невозможно дальнейшее развитие как промышленной или сельскохозяйственной, так и торговой отрасли. И чем меньше времени будет занимать строительство, тем быстрее будет получен экономический эффект.
«Ответом на запрос рынка стали быстровозводимые здания из металлоконструкций, которые сегодня постепенно заменяют капитальные сооружения в самых разных сферах. У нас их часто заказывают под склады, производственные, сельскохозяйственные и подсобные помещения. И это еще не весь спектр применения. С развитием производства металлоконструкций технология стала использоваться для строительства магазинов, офисов, автомобильных салонов и даже спортивных объектов. Возможности производителей сегодня позволяют строить здания, которые по теплоизоляции не уступают капитальным объектам, часто превосходят их по надежности и сложности архитектурных решений», — подчеркивает Алексей Патютько.
Преимущества есть и в особенностях согласования БВЗ. По словам Игоря Иванова, генерального директора ООО «СК Сфера», важнейшим позитивным моментом является то, что для зданий площадью до 1500 кв. м не требуется прохождение госэкспертизы. Достаточно получения разрешения на строительство. Именно поэтому БВЗ площадью до 1500 «квадратов» пользуются у заказчиков повышенным спросом.
Также, добавляет он, в условиях высокой конкуренции некоторые компании стараются задействовать комплексный подход ко всей производственной цепочке строительства БВЗ: «Мы предлагаем клиенту строительство гражданских и промышленных сооружений “под ключ” — от проектирования до ввода в эксплуатацию. Возводятся здания в течение нескольких недель на любом типе грунта. Здание может быть легко переоборудовано и расширено на любом сроке эксплуатации. А срок эксплуатации зданий из металлоконструкций может превышать 50 лет».
Купол как уникальная конструкция
Лаборатория деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» совместно с ООО «ЦНИПС ЛДК» разрабатывает проекты большепролетных каркасов покрытия из клееных деревянных конструкций (КДК). По их проектам построено более 10 аквапарков по всей России. Крупнейший из них – аквапарк «Питерлэнд» в парке 300-летия Санкт-Петербурга. Об особенностях проекта «Строительному Еженедельнику» рассказал заведующий лабораторией деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Александр Погорельцев:
– В бассейнах и аквапарках КДК имеют преимущества перед конструкциями из металла или железобетона. Для них хлорирование или озонирование воды создает агрессивную среду, нейтральную для древесины.
В ТРК «Питерлэнд» смонтирован ребристый купол диаметром 90 м и высотой 45 м. Особенности конструкций связаны в основном с его габаритами. В плане меридиональные ребра купола опираются с шагом 14,5 м на нижнее железобетонное кольцо и на стальное верхнее кольцо диаметром 5 м. Основные ребра длиной около 60 м выполнены в виде серповидных сборных ферм и сами по себе являются уникальными в части принятых конструктивных решений, изготовления, сборки и монтажа. На эти ребра с шагом 6 м опираются девять криволинейных кольцевых элементов, из которых два – верхний и нижний – являются опорами для 60 промежуточных меридиональных ребер. Нижний кольцевой элемент выполнен в виде горизонтальной фермы, воспринимающей реакции опор от промежуточных ребер и нагрузки от кольцевой технологической площадки. Остальные кольца являются распорками между меридиональными ребрами для обеспечения их устойчивости.
В конструкции купола реализованы основные принципы «системы ЦНИИСК», все основные узлы и стыки поясов серповидных ребер выполнены на наклонно вклеенных стержнях и V-образных анкерах. Это уникальная система узловых соединений, основанная на вклеивании в древесину арматурных стержней периодического профиля. Россия обладает приоритетом в области подобных узловых соединений деревянных конструкций.
Все жесткие стыки ребер и соединения закладных деталей со стержнями, вклеенными на заводе и на монтаже, выполнены ручной сваркой. Экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИСК с целью оценки влияния сварки на соединения, показали, что существующий «психологический» барьер при сварке деревянных конструкций успешно преодолевается. При соблюдении нескольких рекомендаций сварка практически не сказывается на несущей способности соединений.
Меридиональные ребра состоят из четырех отправочных блоков полной заводской готовности, соединяемых на монтаже жесткими стыками на сварке. Все блоки по торцам снабжены выпусками V-образных анкеров и закладными деталями.
Проблемы допусков по длине для меридиональных ребер решены с помощью зазоров около 40 мм между торцами поясов, заполняемых полимербетоном после сварки V-образных анкеров и стальных полос. Этим достигается плотный контакт по площадкам сжатия.
Треугольная решетка меридиональных ребер включает горизонтальные и вертикальные элементы. Горизонтальные соединены с поясами на цилиндрических нагелях и шпильках, а вертикальные – с усилием растяжения до 40 т – путем сварки выпусков вклеенных стержней и закладных деталей на раскосах.
Сборка и монтаж меридиональных ребер производились в три этапа: сначала на жестком горизонтальном стенде производилась предварительная сборка блоков в проектных габаритах, затем окончательная сборка в вертикальном стальном стенде с последующей установкой блоков в проектное положение.
Из-за кризиса 2008 года после монтажа каркаса купола строительство было приостановлено – и возобновлено только в 2011 году. В результате влажность древесины, не защищенной от атмосферных осадков, значительно превысила величину равновесной влажности, соответствующей условиям эксплуатации. Быстрое завершение строительства и ввод в эксплуатацию могли привести к неравномерной усушке древесины и, как следствие, к появлению значительных трещин и расслоений. Разработанные в ЦНИИСК рекомендации по обеспечению температурно-влажностного режима при завершении строительства позволили избежать этих проблем.
Цифровые технологии – спорту
Олимпиада в Сочи и Чемпионат мира по футболу – 2018 задали новые требования к проектированию и строительству спортивных сооружений в России. О том, как создать современный спортивный объект мирового класса и уложиться в жесткий дедлайн, рассказывает руководитель отдела ОВиКВ компании «Метрополис» Сергей Брюзгин.
Проектирование спортивных сооружений – задача сложная и ответственная. Объекты такого рода сочетают в себе яркую, запоминающуюся архитектуру и комплекс сложнейших инженерных систем. Именно поэтому проектировщики постоянно находятся в поиске новых эффективных решений для работы с такими проектами.
В основе – технологии
Одними из наиболее успешных разработок, активно используемых проектировщиками, являются BIM-технологии. Их применение при проектировании современных сложных объектов, к числу которых относятся и спортивные сооружения, является одним из ключевых условий успешных инвестиций заказчика, ведь технология BIM-проектирования позволяет существенно сэкономить время и средства, необходимые для реализации проекта.
Эта технология дает возможность повысить качество проектирования и на раннем этапе представить полную картину того, как будет выглядеть и функционировать объект. При необходимости заказчик может своевременно внести корректировки в проект на той стадии, когда изменения не влекут за собой больших затрат. Это отличная возможность для всех участников проекта получить практически идеальный продукт, обладающий внешней привлекательностью, комфортом и безопасностью среды и, что самое главное, инвестиционной привлекательностью.
Сейчас все проекты нашей компании разрабатываются с применением этой технологии. Например, Центр художественной гимнастики имени Ирины Винер-Усмановой еще в 2016 году получил первое место на конкурсе BIM-технологий, организованном Минстроем РФ.
Другая многообещающая разработка – достаточно молодая в строительной сфере технология математического моделирования (CFD-моделирование). До ее появления то или иное техническое решение можно было обосновать либо опираясь на накопленный опыт (чаще всего используя решения, принятые ранее для подобных объектов), либо при помощи натурных испытаний (создание макета, испытательного стенда и т.п.). Первый вариант – рискованный (аналогичный объект может достаточно сильно отличаться по своим характеристикам от проектируемого, что может дать свою погрешность и привести к неработоспособности решения). Второй – затратный как по деньгам, так и по времени, не говоря о том, что далеко не все макеты можно физически реализовать. Технология CFD дает возможность за пару дней, а иногда и за несколько часов решить нестандартный узел, внести в него требуемые корректировки и добиться эффективности и работоспособности решения.
Мы применяли CFD-моделирование при проектировании таких объектов, как Центр художественной гимнастики в Москве, многофункциональный плавательный центр «Лужники», крытый каток Москомспорта, а также при проектировании жилых зданий.
До того, как мы освоили эту технологию, нам казалось, что ее применение будет востребовано только на уникальных объектах, однако практика показала, что использование CFD-моделей полезно для объектов любого уровня сложности. С его помощью можно решать такие задачи, как распределение температур в сложных трехмерных многослойных конструкциях, расчет параметров микроклимата помещений, воздухораспределение, расчет потерь давления в нестандартных сетевых элементах и т. д.
Данная технология дает специалисту возможность на раннем этапе проектирования отследить вероятные недочеты потенциальных инженерных решений, а иногда и понять, что предлагаемое решение слишком затратно (как энергетически, так и финансово) или вовсе нежизнеспособно. Например, для проверки условий, создаваемых для зрителей и спортсменов, наша компания выполняла оценку проектных решений систем вентиляции и кондиционирования главной арены Центра художественной гимнастики в Москве при помощи CFD-моделирования. Для достижения оптимального результата нам пришлось провести 8 итераций расчетов, в результате чего системы вентиляции и кондиционирования были значительно переработаны. Это еще раз подтверждает: CFD-моделирование и проектирование при помощи BIM-технологий позволяет на раннем этапе выявить проблемы и оптимизировать проектные решения. А заказчик, в свою очередь, получает наглядное, интуитивно понятное обоснование принимаемых решений. Вот несколько примеров выполненных расчетов:
В гармонии со стройкой
Посмотрим, как применение этих технологий реально отражается на строительном процессе. В качестве примера возьмем Центр художественной гимнастики. Для проектируемого объекта выполнялись следующие стадии проекта:
- концептуальные решения (стадия «К»);
- стадия «Проектная документация» (стадия «П»);
- стадия «Рабочая документация» (стадия «Р»);
- авторский надзор.
Проект стадии «К» стартовал в конце мая 2016 года и длился примерно 2 месяца. Последующая стадия «П» длилась примерно 3,5 месяца. Стадия «Р» длилась примерно 2 года, при этом строительные работы на объекте велись с запаздыванием от проекта всего на 2–3 месяца, иногда этот разрыв становился еще меньше, так что можно сказать, что проект стадии «Р», строительство и авторский надзор шли практически параллельно.
Основные сложности при проектировании как раз и связаны с малым разрывом в сроках между разработкой проектного решения и выдачей его для реализации на стройплощадку. У инженеров и архитекторов остается очень немного времени на принятие и согласование решений, и ошибки при таких малых сроках недопустимы. Именно использование BIM-технологий и, в частности, CFD-моделирования позволяет проектировщикам достаточно комфортно чувствовать себя в процессе взаимодействия со всеми заинтересованными сторонами. При этом есть, конечно, одно обязательно условие, с чем нам повезло: в арсенале всех участников проекта были современные технологии и подходы к проектированию, что позволило выполнить поставленную задачу в требуемый срок.
