Фасад безопасного детства
Новые школы и детсады все чаще возводятся с применением современных алюминиевых фасадных конструкций.
Проектировщики и строители все чаще обращаются к алюминию как к универсальному материалу фасадных систем. Его используют в виде алюминиевых конструкций в облицовке стен и декорировки, а также в сочетании со стеклом и другими материалами. По мнению ряда экспертов, в настоящее время АФК становятся неотъемлемой частью современных архитектурных решений, в том числе при создании объектов образовательной инфраструктуры.
В надежных стенах
По словам начальника отдела продукта и аналитики Группы ЦДС Натальи Кукушкиной, алюминиевые конструкции присутствуют на рынке достаточно давно и постепенно завоевали популярность в сегменте жилья высокого класса, где ценятся оригинальная архитектура, разнообразие фасадных решений, количество материалов, применяемых на фасаде, сложность геометрии. На стандартных объектах такие решения если и применяются, то в ограниченном количестве, в качестве вспомогательного материала для выделения отдельных элементов фасада, например первого этажа или входной группы. Но необходимо помнить, что в девелопменте, как и в других областях, мода на тот или иной материал может меняться со временем. Алюминиевые конструкции не относятся к числу распространенных фасадных решений для социальных объектов ввиду их высокой себестоимости. Они могут использоваться на каких-то уникальных проектах — знаковом лицее, крупном спортивном комплексе или выставочном центре. В то же время для массовой инфраструктуры, которая по нормативам должна быть в каждом квартале, такой материал, скорее, пока нетипичен.
С такими выводами не согласны другие эксперты. Они отмечают, что реализация множества архитектурных проектов за последнее время с применением алюминиевых фасадных конструкций удешевилась. Кроме того, в отношении образовательных учреждений растущий интерес к АФК продиктован прежде всего с нормативной точки зрения, по закону к ним предъявляются отдельные повышенные требования пожарной безопасности.
Руководитель мастерской фасадных решений Генпро Кирилл Садеков сообщил, что помимо очевидных преимуществ в виде негорючести, АФК имеют и ряд других особенностей. Например, алюминий не нуждается в дополнительной обработке защитными составами, поскольку при контакте с атмосферой образуется оксидная пленка. Она препятствует дальнейшему взаимодействию металла с окружающей средой, тем самым защищает его от коррозии на протяжении всего срока службы. Также металл довольно легкий, что упрощает и монтаж, и требования к фасадной подсистеме по несущей способности, что сказывается на экономической составляющей проекта. Часто путают алюминиевые панели и алюминиево-композитные панели. Композитные панели при некоторых преимуществах в части экономики и других технических особенностей на данный момент не обеспечивают повышенные требования для высотных зданий и зданий категорий функциональной пожарной опасности Ф1.1 и Ф4.1. Поэтому на подобных зданиях применение АФК максимально оправданно.
«В последнее время увеличивается число проектов с фасадами из алюминия. Он применяется как на детских садах и школах, так и в жилых зданиях, общественных зданиях, административных. АФК, являясь универсальным решением в техническом плане, предлагает практически неограниченную свободу по визуальным возможностям фасадов», — добавил он.
По данным Алюминиевой Ассоциации, отмечает главный архитектор проекта архитектурного отдела MARKS GROUP Валентин Шевелев, срок службы подсистем из алюминиевых сплавов в среднеагрессивных средах более 50 лет, что в два раза выше, чем у систем из оцинкованной стали с полимерным порошковым покрытием при сопоставимой стоимости. Стоимость подсистем из алюминиевых сплавов на 30% меньше, чем подсистем из нержавеющей стали с сопоставимыми сроками службы. Фасадные кассеты, получаемые методом гибки из алюминиевого проката толщиной 1,5–3 мм, имеют гарантию на отсутствие признаков коррозии 50 лет. Пластичность и легкость алюминия позволяет создавать фасадные элементы самой разнообразной формы и реализовывать нестандартные архитектурные решения.
«Количество зданий с применением алюминиевых фасадных конструкций непрерывно увеличивается благодаря тому, что они позволяют воплотить архитектурные решения, отвечающие современным тенденциям к повышению качества архитектурного облика объектов социальной инфраструктуры. И с дальнейшим развитием архитектурной отрасли применение АФК будет получать все большее распространение», — уверен эксперт.
Ключевое свойство АФК — это легкость алюминия, считает директор по развитию ECOOKNA GROUP Игорь Пашанин. Благодаря этому нагрузка на несущие стены и фундамент здания минимальна. Это упрощает монтаж на большой высоте. Сам процесс монтажа напоминает сборку конструктора: на стену крепится каркас, утеплитель, а затем на него быстро навешиваются готовые панели. Кроме того, алюминий не ржавеет, фасад служит 50 и более лет без необходимости ремонта или покраски. Система вентилируемого фасада с утеплителем и воздушным зазором работает как термос, сохраняя тепло зимой и прохладу летом: «Однозначно АФК стали чаще применять при строительстве социальных объектов, и эта тенденция только растет. Раньше школы, больницы и детские сады были типовыми и довольно безликими. Сейчас подход изменился. Добавлю, что при строительстве соцобъектов обязательно противопожарное остекление. Для него используется исключительно алюминий. Только он и сталь способны противостоять распространению огня».
И цвет, и свет...
Наша компания, отмечает генеральный директор компании «АФК Лидер» Александр Савельев, является производителем фасадных панелей и ламелей из алюминия, которые благодаря своим свойствам становятся все более востребоваными при возведении объектов социальной инфраструктуры, таких как детские сады, школы и образовательные центры. Алюминиевые панели и ламели, помимо положительных технологических характеристик, связанных с обеспечением безопасности, долговечностью, простым монтажом, энергоэффективностью, придают фасадам особенную эстетичность и яркую выразительность. Благодаря широкому диапазону различных форм, которые могут сочетаться как между собой, так и с другими облицовочными материалами (стекло, камень, дерево), современные школы и детские сады становятся удивительными архитектурными произведениями, радующими взгляд и поднимающими настроение как взрослым, так и детям. А возможность комбинирования разных оттенков и текстур делает каждое здание индивидуальным и необычным.
«Вот, для примера, один из наших интересных проектов — отделка алюминиевыми ламелями фасада нового учебного корпуса “Технопарк” Государственного морского университета в Новороссийске. Изначально к нам обратились за ламелями из композитных материалов, но мы предложили использовать алюминиевые ламели с обоснованием всех их преимуществ. Мы создали целый ансамбль из ламелей с запилом индивидуального изготовления с переменным сечением от 100 до 300 мм. Это было непросто, но результат того стоил. Ламельная композиция органично и впечатляюще смотрится на масштабном витраже», — подчеркнул Александр Савельев.
В тренде — и алюминиевые конструкции с сочетанием стекла. Заместитель директора по маркетингу и продажам «Алютех Санкт-Петербург» Сергей Чирков отмечает, что витражные конструкции с использованием алюминиевого профиля сегодня становятся неотъемлемой частью проектирования социальных объектов. Их применение позволяет не только создать уникальный архитектурный облик здания, но и обеспечить оптимальное освещение внутренних помещений, что особенно важно для учреждений социального назначения. Само витражное остекление перестало быть чем-то сложно проектируемым и дорогостоящим, а преимущества, которые дает алюминиевый профиль, при создании светопрозрачных фасадов, стали повседневным спасением во многих сложных проектах. Эти факты и привели к наличию алюминиевых витражей практически в каждом социальном объекте: атриумы, спортивные залы, бассейны и т. д.
«В данное время мы заканчиваем совместную работу над проектом на набережной Невской губы, это школа на 1650 мест. В нем воплощены все современные технологические решения, и алюминиевые витражные конструкции не стали исключением. В проекте применены решения по остеклению зенитных фонарей, теплых алюминиевых окон, внутренних перегородок, противопожарных конструкций, витражей спортивных залов, атриумов, входных групп. Это будет не просто школа, а украшение данной локации и замечательный пример для многих компаний, проектирующих подобные социальные проекты в нашей стране», — резюмирует Сергей Чирков.
Подземное строительство требует уникальных технологий
Выполнение подземных работ в центре города – сам по себе технологически процесс очень непростой. При возведении многофункционального комплекса «RED7» в центре Москвы работы в подземной части дополнительно осложнились необходимостью одновременного демонтажа конструкций недостроенного объекта.
Главная задача в таких условиях – минимизировать дополнительные деформации окружающего грунтового массива и максимально использовать существующие конструкции для оптимизации технологического процесса при безусловном обеспечении устойчивости и надежности.
Проблематика строительства
Использование городских объектов незавершенного строительства при возведении новых зданий – необходимое и логичное, а иногда вынужденное градостроительное решение. Выполнение таких работ требует от всех участников процесса комплексного подхода: компетентного сопровождения в части устройства подземной части и фундаментов, наличия современной научной базы и квалифицированных инженерных кадров, продуманной и экономически обоснованной концепции строительства, так как такие объекты в силу возраста и отсутствия консервационных мероприятий зачастую имеют значительный аварийный потенциал.
МФК «RED7» на пересечении проспекта Академика Сахарова и Садовой-Спасской улицы представляет собой здание переменной этажности (16–19 этажей) с максимальной высотой 73,5 м и четырехэтажной подземной частью. Проектирование и строительство комплекса было существенно осложнено стесненными условиями строительной площадки, расположением участка на пересечении двух городских магистралей, близостью зданий окружающей застройки (вплотную расположено здание банка «ВЭБ» переменной этажности (5–14 этажей), а также здание исторической застройки), наличием разветвленной системы городских инженерных коммуникаций (вплотную примыкает общий городской коллектор инженерных сетей сечением 5,4х2,9 мм и теплосеть), а также присутствием в пятне застройки ранее возведенных конструкций объекта незавершенного строительства, находящихся в ограниченно-работоспособном состоянии.
В связи с этим при проектировании МФК был предусмотрен параллельный демонтаж старого железобетонного каркаса с одновременным поэтапным устройством временной металлической распорной системы и возведением конструкций подземной части нового комплекса.
Уникальная технология
Реализация концепции и поэтапного устройства подземной части нового комплекса потребовала применения ряда уникальных решений.
Основной особенностью стала работа буровых установок на несущих конструкциях подземной части объекта незавершенного строительства. В связи со стесненными условиями строительства устройство буронабивных свай нового фундамента осуществлялось с использованием буровыхустановок Bauer BG28 рабочей массой 96 т, установленных на передвижную металлическую платформу, которая в свою очередь опираласьна существующие несущие конструкции подземной части в уровне верхнего перекрытия. Старая подземная часть имела три подземных уровня, в связи с чем сваи диаметром 800 и 1000 мм длиной 10 и 15 м из бетона класса В 30 бурились через предварительноустроенные монтажные отверстия сразу в трех перекрытиях и старой фундаментной плите. По мере устройства свай существующий каркас понемногу превращался в сыр «Маасдам», только отверстий в нем было намного больше. Чтобы существующий каркас на данном этапе работ воспринимал вертикальные усилия буровых установок, горизонтальных нагрузок от давления грунта и подземных вод, задачей инженеров было точно рассчитать,какой вес могут выдержать ослабленные из-за многочисленных монтажных отверстий конструкции каркаса и в какой момент их нужно усилить. Для этого был выполнен детальный анализ остаточной несущей способности каркаса с применением геотехнических и конструкторских расчетных комплексов, по результатам которого в нужный момент на отдельных участках выполнялись необходимые усиления с применением металлического профиля; затем монтировалась временная распорная система крепления, выполнялся демонтаж. Только после этого производилось доуглубление котлована на 2,5 м под отметку новой фундаментной плиты. По мере выполнения работ платформы с буровыми установками двигались по направляющим от одного края котлована к другому. Данная технология производства работ достаточно уникальна, но, как показала практика, реализуема при верном расчете и грамотном инженерном подходе.
Все под контролем
Все описанные работы осуществлялись при геотехническом мониторинге нашей компании. В ходе работ постоянно выполнялся контроль осадок и деформаций зданий окружающей застройки, горизонтальных перемещений «стены в грунте» в нескольких уровнях по высоте и мониторинг осадок каркаса возводимого здания. Расчетные параметры на завершающей стадии строительства находятся в пределах допустимых величин.
В настоящий момент строительство многофункционального комплекса завершается, на объекте выполняются отделочные работы и монтаж конструкци и фасадной системы.
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».