Фундаменты под малоэтажные дома
К малоэтажному жилью относятся загородные дома или коттеджи, в состав которых входит не более 2-3 этажей. Такие постройки не имеют большого веса, как небоскребы, но перед их возведением обязательно требуется монтаж фундамента. При этом его закладка должна вестись в соответствии со всеми нюансами технологии, поскольку некачественное проведение такой работы приведет к уменьшению длительности эксплуатации помещения.
Здесь недопустима даже малейшая ошибка, поскольку в этом случае основание не сможет воспринимать на себя достаточную нагрузку, что станет причиной появления на стенах и потолке трещин из-за проседания углов здания. Кстати, о строительстве малоэтажных домов с закладкой фундамента мы писали в том числе здесь.
Разновидности фундаментов
Фундамент относится к базе, являющейся основанием малоэтажного помещения. От его мощности зависит способность монолита воспринимать на себя нагрузку. Вести строительство жилья непосредственно на земле нельзя, поскольку грунт обладает мягкостью. Фундамент опирается монолитом на почву и создает площадку для возведения строительного объекта.
Возведение любого малоэтажного помещения начинается с составления проекта, в который включается и фундамент. При его разработке обязательно учитываются следующие факторы:
- вес будущего малоэтажного здания;
- дополнительная нагрузка от снега.
Перед закладкой фундамента следует исследовать грунт. С этой целью можно заказать проведение геологических изысканий. Как совершаются такие работы, хорошо изложено здесь. Делается это для того, чтобы уточнить несущую способность грунта, а также узнать залегание подземных источников. Когда они располагаются на небольшой глубине, то требуется вести монтаж усиленного фундамента или вовсе отказаться от строительства в этом месте, поскольку есть риск просадки стен здания. Аналогичная ситуация произойдет с домом, если грунт окажется слабым. В результате строению не будет обеспечена достаточная устойчивость.
С учетом всех этих факторов фундаменты могут быть мелкого или глубокого залегания. Также они бывают следующих разновидностей:
- ленточный;
- столбчатый;
- свайный;
- плитный.
Все эти виды характеризуются индивидуальными свойствами, и выбор конструкции фундамента зависит от условий местности. В первую очередь обращается внимание на величину промерзания почвы. При закладке фундамента его глубина делается такой, чтобы траншея была вырыта ниже расположения промерзших слоев. В результате будет исключено вспучивание земли. Этим правилом можно пренебречь только при возведении небольшого дома из-за малого воздействия нагрузки на фундамент.
Закладка мощного основания ведется также еще в тех случаях, когда на данной территории существует сейсмическая опасность. Здесь установленный фундамент должен отвечать всем существующим требованиям.
Ленточный
При строительстве малоэтажных домов закладка ленточного фундамента применяется чаще всего. Такое основание обладает хорошей устойчивостью, и его можно углубить на любую требуемую высоту. Располагается база по всему периметру помещения, поэтому внешне монолит представляет собой продолжение стен в глубину земли. В результате у фундамента формируется хорошая устойчивость, что очень важно для помещения, которое опирается на такое основание.
Чаще всего ленточный фундамент применяется в тех случаях, когда стены и перекрытия дома изготавливаются из камня, монолитного бетона или кирпича. Связано это с увеличенным весом зданий, что повышает нагрузку на базу. Использование такого типа фундамента удобно при наличии в помещении подвала.
Изготовление ленточного фундамента ведется двумя способами:
- С большим заглублением. Высота траншеи под фундамент может составлять 70-1,5 м. Такой разбег определяется климатическими условиями местности. При выкапывании углубления под фундамент следует полностью проходить слой замерзания, но нельзя достигать уровня протекания подземных вод. Сформированное основание способно выдержать вес малоэтажного дома. Ленточный фундамент настолько является качественным монолитом, что не всегда есть смысл усиливать армирование. Следует отметить, что при его формировании расходуется большое количество материалов, поскольку закладываемое основание является цельной конструкцией, имеющей большие параметры.
- С мелким заглублением. В данном случае закладка фундамента ведется на глубину 50-60 см. Основным условием является расположение дна траншей выше уровня протекания подземных вод. Поскольку толщина фундамента небольшая, с целью его усиления в монолит закладывается арматура. При монтаже такого фундамента обязательным условием является присутствие на дне траншеи песчаной подушки, которая выполняет функции амортизирующего основания. Связано это с тем, что даже армированный пояс не обеспечивает фундаменту достаточной жесткости из-за его небольшой высоты. Преимуществом такой базы является низкий расход материалов.
Ленточный фундамент нельзя закладывать только в болотистые почвы и сыпучие грунты. В остальных случаях он является надежным основанием.
Столбчатый
Если при постройке малоэтажного дома использовались такие материалы как газобетон или древесина, то помещение имеет небольшой вес. В таком случае допускается изготовление столбчатого фундамента, который значительно дешевле и проще ленточной конструкции. В данном случае основанием служат опоры. Это столбы, выполненные из бетона или дерева. При их монтаже по всему периметру здания выкапываются отверстия, в которые они закладываются на глубину 1,5 м.
Если столбы поместить в землю на меньшую величину, то со временем их может вывернуть из земли. Располагаются они по углам помещения, в простенках и местах, где присутствуют повышенные нагрузки. Стандартное расстояние между столбами составляет порядка 1,2-3 м. С точки зрения экономии столбчатый фундамент дешевле ленточного практически в 2 раза.
Во время установки столбов их выступающие части должны находиться в единой плоскости. Перепады высот не допускаются, потому что затем сверху на них укладывается ростверк, который представляет собой базу для малоэтажного здания. Изготавливается ростверк из дерева или бетона.
Столбчатый фундамент чаще всего применяется на территории с большим уклоном, а также в регионах, где зимой наблюдаются сильные морозы. При этом основным условием является занижение столбов на такую высоту, чтобы была полностью пройдена вся мерзлота.
Если забиваемые столбы изготавливаются из дерева, они предварительно проходят обработку, которая обеспечивает им защиту от влажности и гнили. Однако такой фундамент не относится к достаточно надежному варианту, поэтому в основном он используется при строительстве небольшого веса домов.
В некоторых случаях используется столбчато-ленточный фундамент, монтаж которого ведется по следующей технологии:
- Выкапывается по всему периметру дома траншея высотой до 5 м. На дно насыпаются песок и гравий для создания подушки и заливается бетон.
- После затвердевания раствора устанавливаются столбы.
- Сверху формируется опалубка и снова заливается бетонная смесь. Получить все необходимые сведения об опалубках их видах и особенностях можно здесь.
Если в качестве столбов используются трубы, то подготовленный жидкий бетон также помещается и во внутреннюю полость опор. В результате формируется конструкция, внешне представляющая собой ленточный фундамент, но за счет установленных внутри столбов она обладает повышенной способностью выдерживать значительный вес. Небольшим недостатком такого фундамента является длительность его монтажа.
Свайный
При наличии у грунта увеличенной текучести в случае заболоченности участка во время создания фундамента лучше всего вести монтаж свай. Такой же вариант может применяться и на твердой почве.
В качестве материала для изготовления свай применяется металл, древесина или бетон. Их установка ведется путем вкручивания в грунт. Для этого в нижней части свай встроен винт.
Глубина проникновения может составлять 4-6 метров. Основным условием является прохождение слоев слабого грунта и достижение плотных участков земли. Монтаж фундамента занимает в среднем 2 дня. Он не отличается долговечностью, поэтому на него нельзя давать больших нагрузок.
Кроме винтовых свай изделия бывают еще двух вариантов:
- Забивные. Чтобы сваи было удобнее забивать в землю, снизу изготавливается клин. В верхней части изделий формируется оголовок, по которому наносятся удары гидравлическим молотом с целью прохождения мягких слоев почвы до достижения твердого грунта. Это является основным условием устойчивости свай. Применение такого фундамента ведется в местах, где присутствуют песчаные, торфяные, болотистые и глинистые почвы. Кроме того, они могут быть использованы на территории, где имеются перепады высот из-за неровности рельефа. Большим преимуществом является их способность воспринимать нагрузку в горизонтальном и вертикальном направлениях.
- Набивные. Эти сваи внутри пустотелые, поэтому в них во время установки заливается бетон, что является большим преимуществом, поскольку в случае осадки грунта конструкция не смещается. Также для улучшения надежности опоры в нижней части присутствует расширение.
В каждом конкретном случае при выборе вида свай обязательно учитывается характер грунта территории, на которой планируется возведение малоэтажного здания. Одновременно ведется расчет нагрузки на основании известного веса помещения.
Плитный
Если на территории присутствует нестабильный грунт, то под малоэтажное помещение лучше всего формировать плитный фундамент. Сюда относятся территории, где раньше располагались болота, которые были со временем высушены. Изготавливается фундамент в виде монолита из железобетона. Внешне изделия представляют собой плиты. Они могут быть плоскими или с нанесенными на поверхность ребрами.
Конструкция такого фундамента основана на том, что во время смещения слоев почвы расположенная на них железобетонная плита перемещается вместе построенным домом. Это исключает вероятность разрушения помещения. Основание имеет высокую надежность из-за его большой жесткости, что позволяет плите выдерживать любую возникающую нагрузку. Монтаж таких фундаментов отличается сложностью, поскольку его невозможно выполнить без применения специализированной техники. Кроме того, их не допускается устанавливать под зданиями со сложной геометрией и в местах присутствия больших склонов территории.
Во время проведения работы сначала выкапывается котлован и одновременно устанавливается для цоколя опалубка. Внутрь закладывается арматура, и пространство заливается бетоном. Возведение малоэтажного помещения возможно только после застывания раствора. Обычно для этого требуется от одного месяца.
Используемые материалы
При изготовлении фундамента в основном применяется бетон, но может использоваться и ряд других материалов:
- Шлакоблоки и пеноблоки. Для ленточного фундамента не всегда оптимальным вариантом является использование бетона. При высокой плотности грунта можно применять легкие материалы, которые хорошо выдерживают малоэтажные дома.
- Металл. Иногда в залитый фундамент укладывается металлическая арматура для увеличения прочности бетона. Также могут использоваться не только деревянные, а и железобетонные столбы, заранее изготовленные в производственных условиях или непосредственно на месте. Армирующие функции хорошо выполняет металлическая сетка, которая качественно сцепляет залитый бетон, увеличивая его прочность. В случае использования стальных труб они забиваются в землю, а сверху навариваются ростверки.
- Древесина. Фундамент из дерева имеет преимущество в виде простоты обработки и доступности материала. При этом его существенным недостатком является разрушение под воздействием влаги и грибка. Для защиты древесины от таких факторов она подвергается обработке специальными пропитками. Также на ее поверхность может накладываться рубероид. Если из древесины изготовлены сваи, то использование рубероида ведется только для той их части, которая помещается в землю. Другим существенным недостатком деревянных изделий является их разрушение в результате затопления. При установке фундамента из дерева лучше всего использовать железнодорожные шпалы.
Также хорошо выполняет функции фундамента битый кирпич.
Выбор вида фундамента
Еще на стадии проектирования фундамента требуется хорошо изучить характер грунта участка. При исследовании территории следует обращать внимание на следующие факторы:
- Особенности почвы в месте будущей постройки и возможная вероятность пучения грунта.
- Глубина промерзания слоев земли на территории данного региона.
- Характер рельефа местности и присутствие перепадов высот.
На основании проведенных исследований ведется выбор вида фундамента. При этом следует учесть следующие рекомендации:
- Если на территории присутствуют слабые грунты, деформирующиеся под воздействием нагрузок, следует монтировать ленточный или столбчатый фундамент.
- При наличии на территории скального рельефа, обладающего высокой плотностью, может быть установлен любой тип фундамента. Связано это с его способностью выдерживать большие нагрузки.
Особенностью обладают глинистые почвы. При монтаже фундамента здесь сначала закладывается большой слой песчаного дренажа. После этого можно вести установку ленточного фундамента. Также подойдет плитное основание.
Возможные причины разрушения фундамента
Установленный фундамент с течением времени начинает разрушаться по следующим причинам:
- Неправильный расчет. Такая работа проводится во время составления проекта. В качестве исходных данных используется вес малоэтажного строения. При неверно заложенных параметрах произойдет увеличенная нагрузка на фундамент, который может не выдержать такого давления. Здесь следует обратить повышенное внимание на точность расчетов, чтобы при монтаже не был заложен дешевый материал.
- Ошибки в технологии. Такое происходит, если закладка фундамента ведется неспециалистами. Перед проведением работы следует хорошо изучить применяемые материалы относительно их свойств и параметров, получить информацию о технологии замешивания бетона, использовании арматуры и времени застывания раствора. В случае приготовления некачественной смеси внутри могут сформироваться пузырьки воздуха, и при застывании фундамент даст усадку.
- Естественный износ. В течение продолжительного времени такой процесс будет происходить обязательно. Если же он начал возникать раньше, то причина может лежать в применении некачественных материалов. В первую очередь сюда относятся использование столбов и свай, уже бывших в употреблении. На металлических изделиях могут присутствовать очаги коррозии, а деревянные элементы быть подвержены гнили. Все эти дефекты со временем увеличиваются, и основание разрушается.
После монтажа фундамента он, как и все элементы малоэтажного здания, нуждается в обслуживании. В первую очередь это касается цоколя, который выступает над поверхностью. Если на нем появляются трещины, то они должны быть расчищены и заделаны бетонным раствором. Желательно сначала узнать их причину возникновения, чтобы в дальнейшем они не появились вновь. При хорошем уходе за фундаментом он может прослужить несколько десятков лет.
Деревянные окна
Еще недавно казалось, что деревянные окна уйдут в историю строительства, что их окончательно и навсегда вытеснили металлопластиковые конструкции. Но с развитием технологий, внедрением в производство новых материалов стало очевидным, что это утверждение совершенно не верно. Деревянные окна не только не ушли в прошлое, но и обрели второе дыхание и перспективу за занятие серьезной доли строительного рынка.
Достоинства деревянных окон
Современные деревянные оконные конструкции не имеют ничего общего с деревянными окнами ХХ века. Представленные на рынке окна - это высокотехнологичный и надежный продукт, имеющий неоспоримые достоинства.
Стабильность формы рамы
Благодаря тому что современные окна делаются на станках с программным управлением, элементы переплета рамы подгоняются идеально друг к другу; до десятой доли миллиметра выдерживаются размеры. Поэтому оптимизируются стыки, придается жесткость каркасу и соблюдается геометрическая точность в исполнении рамы.
Герметичность
Поскольку в технологии производства деревянных окон применяются стеклопакеты, уплотнительный контур в местах примыкания створок и каркаса, смыкающиеся элементы плотно прилегают друг к другу и герметизированы, то исключено образование сквозняков, выпадения конденсата на стеклах и промерзания оконной конструкции.
Функциональность
Возможности деревянных окон ограничены только функциональностью фурнитуры. В современных условиях можно заказать окна с любым типом открывания и проветривания.
Теплоизоляция
Деревянные конструкции обладают низким коэффициентом теплопроводности, поэтому сами рамы деревянных окон слабо участвуют в процессе теплообмена. Благодаря использованию уплотнителей, устраняются места возможного образования «мостиков холода»
Звукоизоляция
Дерево имеет пористую структуру, благодаря такому составу, превосходно гасятся звуковые колебания
Долговечность
Материалом для создания деревянных оконных блоков служит профилированный клееный брус. При его изготовлении удаляются все изъяны древесины: сучки, смоляные карманы, подверженные разрушению участки. В процессе производства изделия обрабатываются разными составами, которые препятствуют впитыванию влаги и биологическому воздействию насекомых, грибков, бактерий.
Стойкость к огню
Современный материал оконных рам, обработанный пропитками, не поддерживает процесс горения. Под воздействием высоких температур оконный каркас обугливается, но не распространяет пламени. Этот фактор положительно влияет на уровень пожаробезопасности всего здания.
Экологичность
Деревянные окна изготовлены из природного материала. Компоненты оконной конструкции не выделяют вредных веществ в окружающее пространство, и не наносят ущерба для здоровья человека.
Устройство деревянного окна
Любое деревянное окно, состоит из одинаковых элементов разного функционального назначения.
- Рама. Это основа, которая монтируется в оконный проем. Назначение рамы- придать жесткость конструкции. Выпускаются разных форм, в зависимости от архитектурных особенностей строения. Материалом для изготовления деревянных оконных каркасов служит трехслойный клееный брус.
- Створки. Подвижная часть окна. Навешиваются на раму. Производятся из менее массивного бруса для облегчения изделия. Излишний вес оказывает влияние на износостойкость фурнитуры и требует усиления прочности механизмов открывания-закрывания. По возможности открывания бывают:
- Не открывающегося типа. У таких окон не предусмотрены створки. Глухие окна устанавливаются в местах, где нет необходимости в проветривании и вентиляции через оконную систему: промышленные здания, подвальные помещения, складские сооружения, банные комплексы.
- Поворотные створки- створки, открывающиеся в горизонтальной плоскости. Выпускают распахивающимися во внутрь помещения и наружу. Устанавливаются во все типы строений.
- Поворотно- откидные створки. Реализована возможность открывания в горизонтальной плоскости и откидывания для проветривания в вертикальной. На сегодняшний самый популярный вид. Монтируется в жилых домах и в офисных помещениях.
- Створки откидные. Открываются только в вертикальной плоскости. Устанавливаются в помещениях с небольшими, вытянутыми по горизонтали оконными проемами: подвалы, технические помещения; а также в сложных оконных конструкциях оснащенных фармугами.
- Вращающиеся. Створки могут вращаться вокруг оси. Конструкции бывают с вертикальным и горизонтальным поворотом. Такие окна требуют качественной фурнитуры и профессионального монтажа. Достоинством вращающихся створок выступает то, что их легко и безопасно мыть. Устанавливаются такие окна на объектах коммерческой недвижимости, где предусмотрена значительная площадь остекления створок.
- Раздвижные. Открываются способом раздвигания створки относительно неподвижной части. При этом оконная створка перемещается по рейлингам размещенным в раме. Устанавливаются на верандах, террасах и при панорамном остеклении частных домов, вилл.
- Многостворчатые комбинированные окна. Сложная оконная система, совмещающая в себе несколько створок с разным типом открывания. Требует надежной, прочной и разноплановой фурнитуры, высокотехнологичного оборудования. Устанавливаются такие окна в офисных помещениях и частных коттеджах.
- Стеклопакет. Занимает до 85% площади окна. Основное назначение стеклопакета – светопропускная способность. Помимо основной задачи на стеклопакет возлагаются дополнительные и важные функции: шумо- и- звукопоглощение, теплоизоляция, повышение энергоэффективности, фильтрация ультрафиолетовых лучей. Современные стеклопакеты способны решать специфические задачи:
- Повышенной энергоэффективности. Несут на себе металлизированное напыление. Отлично пропускают солнечные лучи в помещение, но отражают выделяющуюся тепловую энергию. За счет этого эффекта удается сэкономить до 60% тепловых трат, которые происходят через оконные проемы. Подходят для низкотемпературных климатических зон.
- Солнцезащитные. Устанавливаются на южной стороне строения, изготавливаются из тонированных в массе стекол. Актуальны в южных и солнечных регионах.
- Противоударные- стеклопакеты, выпускающиеся по технологии триплекс. Триплекс- система из двух, трех и более стекол, которые склеены между собой пленкой. Выдерживает сильное механическое воздействие. Востребованы в местах, где бывают дети, в витринах и витражах, при панорамном остеклении, на первых и последних этажах жилых домов.
- Электрохромные- стекла с нанесенным на поверхность слоем жидких кристаллов. При подаче электричества, кристаллы выстраиваются определенным образом и обеспечивают прозрачность. При отсутствии напряжения на пленке кристаллов стекло становится матовым. Уровень прозрачности может регулироваться в зависимости от подаваемого напряжения. Электрохромные стеклопакеты имеют автоматическую регулировку, зависящую от количества поступающего света.
- Самоочищающиеся. Инновационные стекла, способные самоочищаться от многих видов загрязнений. Представляют собой минеральное стекло с нанесенным на внешнюю сторону фотокатализатором. При попадании на стекло воды и ультрафиолета, под действием фотокатализатора- диоксида титана, начинается фотохимическая реакция, приводящая к разложению загрязнений. Таким образом может быть удален тонкий слой пыли, растительной пыльцы, сока деревьев, масляной пленки от выхлопа авто. Самоочищающееся стекло не справится с толстым слоем грязи и высокоадгезионными составами: лаками, красками, клеями.
- С электроподогревом. Промерзание таких стекол исключено в принципе. На поверхность стекла нанесена мельчайшая сетка из металла, которая под действием электричества нагревается и передает тепло стеклу. Устанавливаются в оранжереях, зимних садах, панорамном остеклении большой площади.
- Уплотнитель. Для плотного примыкания створки к каркасу и предотвращения нежелательного попадания наружного воздуха в помещение, в профиль монтируется эластичный профиль. Профиль прокладывают с внешней стороны рамы и с наружной. В процессе эксплуатации резиновые уплотнители дубеют, трескаются и рвутся. Поэтому их делают заменимыми. Дольше служат силиконовые уплотнители. Силиконом уплотняют область между оконным штапиком и стеклом.
- Фурнитура- это набор и комбинация механизмов, которая позволяет эксплуатировать окно в соответствии с его функциональным назначением. Должна быть подобрана таким образом, чтобы могла выдерживать многократные циклы открывания- закрывания. К элементам фурнитуры относятся ручки, запорные, поворотные, блокирующие механизмы.
- Дополнительные элементы. Сюда относят внешние отливы, внутренние подоконники и обналичку. С наружной и внутренней стороны на раму и створку могут быть нанесены декоративно- защитные элементы.
Материал для деревянных окон
Деревянные оконные конструкции выпускают из разных видов древесины. Наибольшее распространение получили:
- Дуб. Окна из дуба отличает высокая прочность и долговечность. Стойка к воздействию агрессивных сред. Но наряду с этим обладает большим весом. Этот фактор нужно учитывать при подборе фурнитуры. Обладает повышенной теплопроводностью, что снижает его потребительскую оценку.
- Лиственница. Великолепный материал для производства окон. Обладает природной защитой от биологического распада, не коробится под воздействием осадков, ультрафиолета, высыхания. В процессе эксплуатации теряет природный цвет. По стоимости уступает дубу.
- Сосна. Окна из сосны- самый бюджетный вариант. Имеют небольшой вес, уступают в эстетике дубу и стойкости лиственнице, обладают низкой теплопроводностью и высокими звукоизоляционными характеристиками.
Окна из ценных экзотических пород имеют незначительное распространение в строительстве. Используются в частном элитном домостроении и офисах успешных компаний. Производятся из таких пород как:
- Махагон
- Породы красного дерева
- Эвкалипт
- Палисандр
Несмотря на то, что экзотическая древесина завезена российскую полосу из тропических стран, продукция из теплых лесов имеет высокие физические и эстетические характеристики. Главным ее недостатком выступает серьезная цена. Можно повысить эстетические показатели и снизить стоимость за счет использования в отделке оконной системы древесным шпоном ценных пород.
Технические и эксплуатационные особенности
Деревянные оконные блоки производятся из клееного бруса. Чаще всего это трехслойная конструкция. Из древесины выпиливаются планки определенной толщины- ламели и склеиваются между собой. При этом ламели накладываются одна относительной другой перпендикулярно расположенным волокнам. За счет этого брус приобретает дополнительную жесткость, стойкость к изгибам и растрескиванию. Прочность конструкции дополнительно придает клеевой состав. Клееный брус имеет влажность 11-12%, это обуславливает его стабильность при перепаде температур.
На деревообрабатывающих станках выпиливается профиль будущего окна или створки. Готовые материалы обрабатываются средствами биологической и огнезащиты. После процедуры оконный профиль теряет гигроскопичность- способность поглощать влагу.
Финишное покрытие окон должно быть равномерным и однородным по всей площади оконного блока. Покрытие наносят в несколько приемов, тщательно шлифуя каждый слой. Перед покраской на дерево наносят грунтовку, которая скрывает мелкие неровности и обеспечивает надежное сцепление декоративного покрытия с древесиной.
Конструктивные особенности окон
Окна могут иметь не только разные размеры и количество створок, но и конструкцию. От конструктивных особенностей зависит эстетичность, долговечность, тепло- и звукоизоляция. Наряду с классическим типом окна выпускаются конструкции, которые пришли из разных стран. Название оконные системы получили соответствующие.
Финские окна
Имеют широкую раму, до 210 мм. В раму монтируются две створки: внутренняя и внешняя. Каждая створка оборудована стеклопакетом. Благодаря соединяющему створки механизму, могут открываться совместно. Финское окно обладает низким коэффициентом теплопроводности и высокими показателями звукоизоляции за счет воздушных камер в стеклопакетах и между створками. Отличительной особенностью является отсутствие возможности откидывания на проветривание. Финские окна подойдут для регионов с суровым климатом.
Шведские окна
Оконная коробка у них уже, чем у финских- до 120 мм. Они менее энергоэффективны. Но имеют меньший вес и реализована возможность синхронного откидывания створок на проветривание.
Английские окна
В классическом варианте представляют собой раму с вертикально сдвижной створкой и одинарным остеклением. В России английские окна были модифицированы, получили стеклопакет и приобрели герметичность и прекрасные характеристики шумопоглощения и теплоизоляции. Устанавливаются в оконных проемах с многофункциональными подоконниками и стилизованных строениях.
Французские окна
Оконные блоки с мелкой расстекловкой, предназначенные для установки в высокие оконные проемы до пола. Применимы для остекления балконов, веранд, террас частных коттеджей, музейно- исторических зданий. Часто во французской оконной системе предусматриваются двери. Окна данной конструкции не обладают достаточной энергоэффективностью. В холодных регионах рекомендуется совмещать с приборами напольного скрытого отопления.
Дерево-алюминиевые
Окна привычного профиля. Но для защиты древесины от внешних воздействий производители придумали обшивать поверхность снаружи алюминиевым профилем. Существуют конструкции, где вместо алюминиевых накладок применяется внешний контур остекления из алюминия, а внутренний из дерева.
Алюмо-деревянные
Представляют собой оконный блок, полностью выполненный из алюминия. Внутренняя часть обшита деревянными накладками, как правило, из ценных пород древесины.
На что обращать внимание при выборе деревянного окна
На потребительские свойства: эстетику, долговечность, звуко- и теплоизоляционные характеристики деревянных окон влияют не только выбор древесины, но и конструктивные и технологические нюансы в большей степени. Важно чтобы:
- Элементы рам и створок снизу должны иметь защиту из алюминиевого профиля.
- Оконный штапик по всему периметру имел наплывы
- Древесные элементы имели переплетение «ласточкин хвост». Это соединение придает оконному блоку необходимую жесткость
- Материал не имел дефектов: сучков, смоляных карманов, трещин, сколов.
- Для фиксации элементов деревянной конструкции применялись шкантовые соединения.
- При изготовлении окон производитель не использовал деревянный профиль из сердцевины. Сердцевина дерева более рыхлая и недолговечна.
- Применялась фирменная фурнитура. На элементах фурнитуры выбиваются название компании производителя.
Все перечисленные моменты необходимо просмотреть до установки окон. Надежнее всего фиксировать критерии качества в договоре. Ответственные компании всегда предоставляют образцы элементов продукции и идут на встречу разумной инициативе покупателя.
Задачи управления промышленными объектами через создание цифрового двойника предприятия
Модернизация производства — это комплексное, частичное или полное обновление систем или оснащения на предприятии. Данный процесс влечет за собой целый ряд мероприятий, среди которых большую часть занимает тщательный анализ и сбор информации.
В данной статье предлагается затронуть тему цифровых двойников[1] предприятий и их реализацию в виде набора цифровых информационных моделей.
В последние годы эта тема становится все более востребованной и острой. Среди причин такого повышенного интереса можно отметить:
- объявление национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации»;
- выполнение задач цифровизации строительной отрасли (раздел «Цифровизация строительной отрасли» в проекте «Стратегии развития строительной отрасли до 2030 года»[2]);
- рост применения технологий информационного моделирования;
- появление на рынке труда молодых специалистов, владеющих инструментом.
Все чаще владельцы предприятий и представители государственных структур обращают внимание на новые технологии применительно к своим задачам, в том числе и при решении вопросов модернизации. Ни для кого не секрет, что основная масса предприятий построена в прошлом веке и не соответствует современным требованиям. И, следовательно, чтобы вывести оных в список лидеров мирового технологического процесса и наилучших доступных технологий, необходима их модернизация. Это задача стратегического уровня. Политическая и экономическая обстановка, связанная с санкциями, пандемией и рядом других причин, только обострила эту необходимость.
Что же может позволить решить задачу цифровизации строительной отрасли в промышленном кластере? И почему именно о нем стоит говорить?
В России, на первый взгляд, есть все предпосылки для резкого роста и развития новых подходов к управлению через создание цифровых двойников: на правительственном уровне приняты или принимаются необходимые решения, говорящие об особом статусе задач цифровизации в строительной отрасли; в проектных организациях строительной отрасли полным ходом идет освоение технологий информационного моделирования; высшие учебные заведения меняют свои программы с учетом государственного заказа и общемировыми тенденциями; инвесторы и заказчики наконец-то научились не только выговаривать, но и понимать основной смысл и назначение технологий информационного моделирования (BIM-технологий). И надо отметить, что Россия быстро наверстывает разрыв в этом направлении.
Основные усилия по внедрению технологий информационного моделирования сейчас направлены на рынок жилищного строительства и госзаказ объектов социальной направленности. Однако даже рынок жилищного строительства не выдает ожидаемых результатов, если говорить о полном жизненном цикле объектов капитального строительства. И связано это в первую очередь с разрывом интересов игроков — инвестор (заказчик), как правило, не участвует в дальнейшей эксплуатации произведенной продукции, будь то жилые дома, школы, поликлиники или административные здания. И, как следствие, управляющие компании или комитеты городских структур, которым в дальнейшем предстоит эксплуатация этих объектов, имеют или мизерное представление о BIM и собственной вовлеченности в процесс цифровизации, или не имеют его вовсе.
И все-таки нельзя утверждать, что цифровые двойники в жилищном комплексе на территории России отсутствуют. Такие примеры есть, и связаны они только с крупными частными застройщиками, осваивающими территорию Москвы. Например, PSN Group (ТОП-5 девелопер Москвы по результатам 2016 года) была внедрена Единая система мониторинга, управления и аналитики для сети жилых комплексов (используются модели зданий), которая находится в промышленной эксплуатации, но по-прежнему постоянно развивается: происходит подключение новых жилых комплексов, разрабатываются новые модули, связанные с предикативным анализом работы оборудования, формируются планы развития[3]. Это скорее исключительный случай.
Другое дело — промышленные объекты. Любое предприятие проходит полный жизненный цикл от появления идеи до демонтажа, сохраняя интерес своего заказчика — управленца. И вот тут-то можно и должно в полной мере почувствовать преимущества применения технологий информационного моделирования в качестве создания цифрового двойника промышленного объекта.
Современный мир предлагает для решения таких задач множество технологий, концепций и инструментов: PLM/PDM, BigData (Большие данные), IIoT[4] (Промышленный интернет вещей), Cloud Computing (Облачные вычисления), GIS (Геоинформационные системы), BIM/openBIM и другие. Все это может быть востребовано при решении множества задач управления объектами предприятия, одной из которых является модернизация. Например, создание цифрового двойника путем формирования цифровых информационных моделей производственных цехов поможет собрать данные о состоянии оборудования, об основных и оборотных средствах, а также о производственных процессах и проанализировать их с помощью специализированных систем.
Модернизация предприятия без снижения объемов производства и, тем более, без его остановки — это задача, которая под силу современным технологиям. Кто-то может возразить, что такие задачи решались и прежде. Решались, но сейчас главный фактор — это время.
Несколько лет назад шли постоянные обсуждения отсутствия стандартов по технологиям информационного моделирования, а сейчас уже речь идет о более глубокой их проработке и применимости к особенностям российского рынка.
Если еще десять лет назад разворачивались целые баталии на тему отсутствия интеграции при применении программного обеспечения разных вендоров, то сейчас и этот вопрос начинает уходить в прошлое. Разработчики программного обеспечения становятся более открытыми друг другу, понимая, что не могут покрыть весь спектр решаемых в строительной отрасли задач. В качестве стандарта обмена и управления данными об объектах строительства в Российской Федерации принят формат IFC (Industry Foundation Classes — формат данных с открытой спецификацией)[5].
Так что же препятствует появлению цифрового двойника предприятия и его участия в вопросах модернизации и, возможно, в дальнейшем в задачах управления активами?
Ответ простой — желание заказчика, его умение идти к поставленной цели и добиваться ее, так как этот процесс невозможно решить в укороченные сроки.
В 2019 году Роснефть запустила в опытно-промышленную эксплуатацию цифровой двойник своего месторождения в Башкирии — проект «Цифровое месторождение»[6], выстраивая тем самым интегральную цепочку нового типа, включающую в себя «цифровое месторождение», «цифровой завод» и «цифровую АЗС». Разработка и запуск проекта «Цифровое месторождение» осуществляется в рамках стратегии «Роснефть-2022», предусматривающей переход на качественно новый уровень управления бизнес-процессами, повышение надежности и экономичности производства, сокращение потерь. Хоть в приведенном примере есть упоминание о «цифровом заводе», но все же выполненная работа относится к управлению производственными процессами, а не промышленными объектами недвижимости.
А вот другой пример. Как сообщается на сайте компании «Газпром нефть»[7] от 27 октября 2020 года, «Газпром нефть» получила патент на собственную цифровую разработку — Систему управления инженерными данными (СУПРИД). Система формирует электронные модели производственных установок — цифровые двойники, включающие в себя инженерно-техническую документацию и 3D-модель объектов. Сейчас СУПРИД охватывает Московский и Омский НПЗ «Газпром нефти», позволяя на 20% сократить временные затраты на выполнение регламентных мероприятий по эксплуатации, ремонту и обслуживанию. Экономический эффект от внедрения системы на нефтеперерабатывающих заводах компании оценивается более чем в 700 млн рублей в год.
Итак, видно, что процесс создания цифровых двойников предприятий уже начал свое движение по территории России, и хочется верить в появление новой технологии, которая с каждым годом будет все более востребованной и совершенной. Однако, прикоснувшись к цифровым двойникам в жизни, понимаем, что пока это или попытка перевести привычный процесс проектирования на новый уровень, или подтягивание моделей зданий без информационной части к своим системам автоматизации, или же моделирование без учета всех последующих задач использования цифровых информационных моделей: эксплуатация, модернизация, управление активами и так далее.
В массе случаев появляющихся на свет цифровых двойников видно, что отсутствует главное — требования заказчика, которые зафиксированы в виде документов и будут неукоснительно выполняться исполнителями; что зачастую исполнители живут интересами, очерченными рамками своих договоров и получением вознаграждения за свой труд, без желания понять, что за каждым этапом жизненного цикла объекта до момента его ликвидации идет следующий этап со своими задачами, использующими результаты предыдущего этапа, и что несогласованный переход от одного этапа к другому может привести к большим финансовым издержкам. А ведь технологии информационного моделирования предназначены для наименее рискового прохождения объекта капитального строительства по всему жизненному циклу. Но для этого надо просто правильно организовать работу. Это значит, что впереди предстоит много интересной работы.
Компания ООО «Бюро ЕСГ» — это системный интегратор, который принимает активное участие в проработке правильного подхода к созданию цифровых двойников промышленных объектов. Нашими клиентами являются крупные промышленные компании в нефтегазовой, сталелитейной, судостроительной и других отраслях. «Бюро ЕСГ» имеет многолетний опыт по внедрению технологий информационного моделирования, применению технологий лазерного сканирования, созданию систем управления инженерными/проектными данными, использованию геоинформационных систем и их интеграции с цифровыми информационными моделями. Наша компания предоставляет полный комплекс услуг по разработке технологии создания цифрового двойника предприятия с учетом его последующего использования.
За последние годы специалистами ООО «Бюро ЕСГ»[8] выполнены и продолжают выполняться работы по созданию цифровых двойников как на основе лазерного сканирования, так и с использованием проектной, рабочей и исполнительной документации. ООО «Бюро ЕСГ» принимает активное участие при разработке требований заказчиков к цифровым информационным моделям в различных отраслях промышленности[9], в том числе для ПАО «Газпром нефть», а также в разработке методик создания цифровых информационных моделей с применением программного обеспечения разных разработчиков.
ООО «Бюро ЕСГ» принимает участие в пилотных проектах по разработке импортозамещающих систем управления инженерными данными и их интеграции с цифровым двойником предприятия. Группой специалистов ООО «Бюро ЕСГ» по геоинформационным системам реализован ряд проектов по созданию электронного генплана, а также интеграции BIM и 3D-ГИС.
[1] Цифровой двойник (англ. Digital Twin) — цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать эффективность бизнеса. Концепция «цифрового двойника» является частью четвертой промышленной революции и призвана помочь предприятиям быстрее обнаруживать физические проблемы, точнее предсказывать их результаты и производить более качественные продукты. Википедия.
[2] https://nopriz.ru/upload/iblock/892/TSifrovizatsiya-stroitelnoy-otrasli-dlya-Strategii.pdf
[3] Информация получена с интернет-ресурса https://hmps-business.ru/portfolio/sistema-monitoringa-upravleniya-i-analitiki-dlya-psn-group.html
[4] Промы́шленный интерне́т веще́й (англ. Industrial Internet of Things, IIoT) — это система объединенных компьютерных сетей и подключенных к ним промышленных (производственных) объектов со встроенными датчиками и программным обеспечением для сбора и обмена данными с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме, без участия человека. Применение Интернета вещей в промышленности создает новые возможности для развития производства и решает ряд важнейших задач: повышение производительности оборудования, снижение материальных и энергетических затрат, повышение качества, оптимизация и улучшение условий труда сотрудников компании, рост рентабельности производства и конкурентоспособности на мировом рынке. Википедия.
[5] ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018 Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (IFC) для обмена и управления данными об объектах строительства.
[6] Более полную информацию можно получить на сайте Роснефть (https://www.rosneft.ru/press/news/item/195043/).
[7] «Газпром нефть» защитила патентом собственную систему управления инженерными данными
[8] Более подробно об опыте компании ООО «Бюро ЕСГ» и предоставляемых услугах можно узнать на сайте http://esg.spb.ru
[9] Автор статьи в период работы в СПб ГАУ ЦГЭ (Центр государственной экспертизы Санкт-Петербурга) сформулировала требования к цифровым информационным моделям, представляемым для проведения экспертизы в Санкт-Петербурге (https://www.spbexp.ru/docs/podgotovka-informatsionnykh-modeley-bim/), которые уже успешно применяются и продолжают развиваться.