Быстровозводимые здания – альтернатива традиции
Быстровозводимые здания – альтернатива традиции
Идея строительства быстровозводимых зданий из легких металлических конструкций удачно была реализована в Европе свыше полувека назад. И с тех пор под быстровозводимыми зданиями стали подразумеваться сжатые сроки строительства, быстрый возврат инвестиций, невысокая стоимость и минимальные трудозатраты, легкость и простота возведения. Все это обеспечило популярность такого вида строительства, а элементарные экономические расчеты показали, что и в самом деле строить можно дешево и быстро. В связи с тенденциями экономического характера и реалиями сегодняшнего дня эти технологии стали востребованными и в Беларуси. Тем более, что в условиях кризисных явлений важно все: и оборачиваемость капитала, и относительно невысокая стоимость строительства, и минимизация трудозатрат.
В Европе послевоенный экономический рост обусловил развитие торговли, которая выдвинула новые требования к возведению складских помещений. Первый склад в Люксембурге из легких металлических конструкций для хранения сантехники построили американцы. Отсюда и пошло распространение по континенту технологии быстровозводимых зданий. Спрос на здания такого типа вскоре заставил американцев построить завод, который ныне в Люксембурге занимает четыре гектара и выпускает 12 зданий в день.
В настоящее время на рынке Беларуси реализацией конструктивных элементов для строительства быстровозводимых зданий занимаются отечественные производители, например, Молодечненский завод металлоконструкций, ОАО «Смолевичский опытно-механический завод» и зарубежные – «Изобуд», Ruukki, Astron. Надо сказать, что критерием выбора поставщика металлоконструкций на Западе служит стоимость материала, стоимость работ по возведению здания и срок службы объекта. Из этих трех составляющих заказчик и выбирает поставщика.
Заметим, что полнокомплектные здания, возводимые под «под ключ», обладают рядом достоинств по сравнению со зданиями, построенными по индивидуальным проектам. То есть в случае возведения полнокомплектных зданий существует некий готовый проект, известна стоимость строительства. Заказчик очень быстро получает информацию о стоимости, и ему не нужно обращаться в проектную организацию. Все вопросы проектирования и строительства решаются в рамках одной компании. Производитель выпускает конструктивные элементы, которые затем доставляются к месту строительства. Такие здания возводятся в сжатые сроки. При этом очевиден такой плюс, как быстрота возведения полнокомплектных зданий.
Что такое быстровозводимое здание?
Быстровозводимые здания из металлоконструкций состоят из несущего каркаса, кровли и стен. Несущий каркас крепится на фундаменты здания, которые являются точечными. Соединение с колоннами осуществляется через блоки анкерных болтов. Элементы несущего каркаса выполняются, как правило, из сварных двутавров переменного по длине сечения. Соединение элементов рам между собой – фланцевое, на высокопрочных болтах с предварительной затяжкой. Система гибких вертикальных и горизонтальных связей обеспечивает жесткость каркаса здания в целом. Площадь быстровзводимого здания может составлять не менее 1000 метров. Междуэтажные перекрытия состоят из колонн и поперечных балок, выполненных из стальных двутавровых балок. Такая конструкция не исключает, что перекрытие может быть выполнено из монолитного железобетона по несъемной опалубке из оцинкованного профилированного листа, а также железобетонных плит. Прогонная система выполняется из холодногнутых Z-,S- или С-образных профилей, которые изготавливаются из оцинкованной стали. Соединение прогонов с несущим каркасом осуществляется на болтах. Кровля может состоять из кровельных сэндвич-панелей и системы кровельного покрытия на базе ферменных конструкций профильных труб. Ограждающие конструкции кровельного покрытия могут быть выполены из структурных трехслойных кровельных сэндвич-панелей с сердечником из конструкционной минеральной базальтовой ваты. Наружная и внутренняя обшивка сэндвич-панелей представляет собой оцинкованную и окрашенную листовую сталь. Кровельных панели к прогонам кровли крепятся при помощи самонарезающихся винтов. Соединение панелей между собой производится в замок, при этом верхняя обшивка панели крепится внахлест по гофру.
Что касается монтажа кровли, то широкое распространение получил полистовой вариант сборки. В данном случае наружная обшивка выполняется из профилированного стального листа. А сам профилированный лист изготавливается из оцинкованной и окрашенной листовой стали.
Теплоизоляция покрытия кровли осуществляется при помощи минераловатного утеплителя, с фольгированной пленкой для обеспечения пароизоляции. Под наружным профилированным листом дополнительно укладывается гидроизоляционная пленка.
Сборка кровли может быть мембранной. Она организовывается посредством укладки на прогоны кровли «пирога», который состоит из оцинкованного и окрашенного профлиста. Он представляет собой нижний слой, пароизолирующий материал – это второй слой. В качестве третьего слоя используется жесткий минераловатный утеплитель, а четвертого – жесткий минераловатный утеплитель высокой плотности. Гидроизолирующий слой обеспечивает ПВХ-мембрана. Применительно к кровле надо сказать, что также возможно использование неутепленного варианта сборки, двухслойная полистовая сборка.
Стены здания выполнены из трехслойных сэндвич-панелей с сердечником из конструкционной минеральной базальтовой ваты. Наружная и внутренняя обшивка панелей – оцинкованная и окрашенная листовая сталь. Соединение панелей к металлическим прогонам стен производится при помощи самонарезающихся винтов. При возведении стен используется полистовой вариант сборки, неутепленный вариант сборки, двухслойная полистовая сборка.
Металлоконструкции позволяют возводить здания широкого спектра архитектурных решений и функционального назначения. Это могут быть и автозаправочные станции, и гипермаркеты, и складские помещения, и производственные цеха, и торговые центры, и спортивные сооружения, логистические центры и паркинги.
Строительство быстровозводимых зданий обладает несомненным рядом преимуществ. В ряду этих преимуществ отмечается скорость монтажа зданий, снижение накладных расходов, связанных с проведением строительных работ, экономия средств на строительство, легкость и компактность стеновых панелей, что существенно сокращает их затраты при транспортировке на объект. Применение металлического каркаса в сочетании со стеновыми панелями типа «сэндвич» обусловливает легкость конструкции и уменьшает затраты на устройство фундаментов на любых типах грунтов.
Многофункциональность стеновых панелей позволяет их использовать как на новостройках, так и при реконструкции старых зданий. Сэндвич-панели легко монтируются на металлокаркас, на железобетонный каркас, а с их помощью к тому же можно облицовывать стены.
О типах и размерах полнокомплектных зданий
Идея полнокомплектный зданий в нашей стране в полной мере реализуется компанией ОАО «Смолевичский опытно-механический завод». Поставка полного комплекта зданий обладает своими преимуществами. Белорусскому проектировщику остается только получить нагрузки на фундамент и спроектировать их. Конечно, учитываются пожелания об архитектуре здания, коммуникации, но само здание проектируется исключительно на заводе. Завод отвечает полностью за комплект и для заказчика это очень важно.
Так, ОАО «Смолевичский опытно-механический завод» предлагает полнокомплектные здания системы «Кристалл-II». Эти здания в однопролетном исполнении могут иметь следующие размеры – 6 м , 9. 12, 15, 18 и 21 м. Здание этой системы представляет собой контруктор, элементы которого соединяются при помощи болтов. Здание системы «Кристалл-II». может быть установлено на легкий фундамент или просто на бетонную площадку. В отдельных случаях монтаж этого здания может проходить без кранового оборудования или с применением легкого крана. Ограждающие конструкции зданий такой системы представляют собой профилированный стальной лист, используют минераловатный утеплитель с фольгированным покрытием. Также могут в качестве ограждающих конструкций использоваться стеновые и кровельные панели типа сэндвич системы «Металпрофиль». Система «Кристалл-II». широко применяется для возведения сельскохозяйственных зданий. Например, молочно-товарные фермы могут представлять собой трехпролетные здания шириной 33,0 м.
Эти здания могут быть представлены в комплектации «Эконом», «Стандарт , «Люкс» и «Холодное». Ограждающие конструкции класса зданий «Эконом» – это профлист и фольгированный рулонный утеплитель. В системе «Стандарт» стены таких зданий состоят из наружного профилированного листа, утеплитнеля и внутреннего профлиста. В этом варианте применяются сэндвич-панели «Металпрофиль» с минераловатным утеплителем. Здание в комплектации «Люкс» также утепляется аналогичными сэндвич-панелями. Комплектация «Холодное» говорит сама за себя: утеплитель в зданиях такого типа не применяется. Длина зданий системы «Кристалл-II» варьируется в пределах от 32 м до 102 метров с разницей между предыдущим и последующим размеров в от 4,5 до 6,0 метров. То есть если самое короткое здание может быть 32 м, то стандарт следующего варианта – это 41 м. Высота – от 3,0 до 6,0 м с разницей между высотой предыдущего и следующего варианта здания в 0.3 м. Полнокомплектные здания системы «Кристалл-II» производятся шириной от 6 до 21 м. Они могут быть как однопролетными, так и многопролетными.
Критерий – опыт
Самое главное, отмечают менеджеры, – это расчеты конструкций и проектирование. Удачное проектирование здания способно сократить расход металла до 50 % по сравнению со строительством зданий традиционным способом. Для сравнения, согласно нормам, действующим в Советском Союзе, для строительства вагоноремонтного завода в Осиповичах необходимо было потратить 5,5 тысячи тонн металла. Традиционный способ монтажа предполагал применение сварочного оборудования. C приходом с Запада новых технологий достаточным оказалось 1700-1800 тонн. Болтовое соединение пришло на смену традиционных способов. Понятно, что монтаж при помощи сварочного оборудования требует проверки каждого шва, поскольку металлоконструкции испытывают серьезные нагрузки. Соответственно, для транспортировки меньшего объема металлоконструкций требуется меньший размер расходов. Расходы уменьшаются и при проведении монтажных работ с использованием болтовых соединений. Также применяются специальные компьютерные программы, которые позволяют произвести расчет нагрузок на металлоконструкции – ветровых, снеговых и т.д. Это весьма актуально при возведении большепролетных зданий. При помощи программ и с применением новых технологий большепролетные здания можно строить быстро, расходуя относительно немного металла. При этом здание способно воспринимать нагрузки такой же силы, как и здания из железобетона и металла, построенное традиционным способом. При распределении нагрузки учитываются все элементы конструкции здания – и сама рама, и гнутые профили, к которым крепится обшивка, и сама обшивка. Получается, что вместо того, чтобы передать нагрузку на тяжелые рамы, она перераспределяется между рамами и всеми конструкциями здания. Таким образом, обшивка выполняет не только ограждающую функцию, но и способна воспринимать нагрузки. Сечение конструкций подбирается с точки зрения их максимальной загруженности. Учет всевозможных нагрузок позволяет избежать перерасхода металла. Прошли те времена, когда при расчетах можно было заложить вместо 15-го швеллера 18-й Это, естественно, приводило к перерасходу материала.
При строительстве быстровозводимых зданий важно учитывать разные факторы, влияющие в конечном итоге на стоимость здания, например, климатический. Надо сказать, что в Беларуси в разных регионах выпадает разный уровень осадков – на севере и на юге снеговая нагрузка отличается. Когда используется, например, типовой проект в южных областях, подготовленный для северных регионов, уже вероятна переплата, если не произвести перерасчет конструкций с учетом климатических особенностей того или иного региона.
Важно отметить, что не всегда местные проектировщики способны выполнить удачно места стыков кровли и стены в силу отсутствия того опыта, которым располагают инженеры, работающие на фирме-производителе. Производитель дает гарантию на свою кровлю до 50 лет. Кровля, покрытая полимерным составом, способна прослужить 40 лет. После этого эксплуатационного срока на Западе предпочитают наносить еще один слой сверху, если кровля начинает протекать. Получается, что сохраняется утеплитель и другие элементы кровли, она в принципе остается нетронутой. Только сверху делается новая обшивка. Такой подход не требует больших вложений, как это бы произошло в случае с полной заменой кровли. Это – очевидная выгода. Надежность кровли также обеспечивают и специальные герметики, которые применяют на стыках, – вертикальных и горизонтальных. Не всегда отечественные монтажники до конца понимают важность правильного применения герметиков.
На сегодняшний день белорусские нормы по проектированию металлоконструкций отличаются от европейских. Сейчас в стране проводится работа по подготовке нового СНиПа, где учтут еврокоды, и наши нормы будут адаптированы с европейскими. По новым нормам можно будет без проблем реализовывать европейские проекты. Разница в нормах сказывается на том, что здание в Беларуси является более металлоемким, чем здание, построенное в Польше.
Лет двадцать назад во Франции стали проектировать системы гражданских и общественных зданий – офисные центры, банки – с применением легких металлических конструкций. Когда рабочая сила стала дорожать, а квалифицированных работников становилось все меньше и меньше и качество работ стало труднее обеспечивать на прежнем уровне, тогда же и была сделана ставка на многоэтажные быстровозводимые здания. Очевидное преимущество строительства таких зданий заключается в том, что четырех-, пятиэтажное здание можно построить пятью рабочими за три месяца. Здесь имеется в виду возведение самой коробки здания. На сегодняшний день в Беларуси планируется возвести несколько многоэтажных зданий, например, производственный корпус в Осиповичах на вагоноремонтном заводе, и офисное здание в Солигорске.
Кризис – не помеха?
Что касается влияния кризиса на развитие строительства быстровозвозводимых зданий из легких металлоконструкций, то некоторые эксперты склонны считать, что он подстегнет строительство быстровозводимых зданий. С рынка уйдут производители, которые изготавливали не в срок, у кого страдало качество. Сейчас происходит борьба за стоимость квадратного метра и скорость возведения зданий. Это величины, которые зависят друг от друга. Применение металлоконструкций позволяет уйти от дополнительных трудозатрат, связанных с бетонированием (применение насосов, опалубки, не нужно выдерживать сроки, в которые должен устояться бетон). В общей сложности все это очень сильно влияет на стоимость квадратного метра, что немаловажно для заказчика. Поэтому кризис может простимулировать рост объемов строительства быстровозводимых зданий. Пример тому – Россия, где в настоящее время реализуется ряд проектов по возведению многоэтажных домов из легких металлических конструкций. В наши дни отчетливо намечается тенденция ухода от применения традиционного монолитного каркаса. Это можно объяснить тем, что возведение монолитного каркаса – дорогостоящее удовольствие, которое требует более длительных сроков строительства и, соответственно, материальных затрат.
Отметим и тот факт, что в связи с приватизацией в Беларуси отдельных предприятий, которые ранее решено было не отдавать в частные руки, рынок быстропроизводимых зданий, по мнению экспертов, будет значительно расширяться. Предприятия смогут привлекать инвесторов, и руководство рано или поздно окажется перед выбором, из чего строить – бетона или металла. Естественно, без строительства новых корпусов или модернизации существующих зданий о качественном развитии и конкурентоспособности и речи быть не может. Ведь под новое оборудование старое здание не может быть эффективно использовано в силу того, что оно не приспособлено к эксплуатации этого оборудования. С применением новых технологий проще построить новое, чем приспособить существующее здание. Если в Беларуси произойдет активная приватизация, то она несомненно подстегнет инвесторов к решительным действиям. Инвесторы не будут ждать, когда старое здание будет отремонтировано или построено новое из традиционных материалов – например, железобетона. Здесь нужно учесть и тот факт, что объем производства железобетонных ферм в стране ограничен, а потому решение проблемы с помощью реализации проектов быстровозводимых зданий – это очевидный выход из ситуации.
Говоря о достоинствах быстровозводимых зданий, необходимо подчеркнуть, что здания из металлоконструкций очень удобно проектировать, строить и утилизировать, а также переносить на новое место. Заметим, что металл как материал для строительства обладает рядом несомненных преимуществ, но у него есть один серьезный недостаток – в условиях пожара его термостойкость не столь высока, как у бетона. Вообще рассуждая о перспективе применения тех или иных материалов, важно отметить, что в немалой степени на выбор заказчика будет влиять цена на сырье. Цена на металл поднялась, а на бетон упала или наоборот– это повод для заказчика задуматься о том, какой выбор необходимо сделать.
Таким образом, быстровозводимые здания – это прежде всего уровень европейского менеджмента, который позволяет клиенту получать в сжатые сроки информацию о проекте и стоимости здания. Между тем, существуют проектные организации, которые готовы проектировать здания и предлагать потребителю несколько вариантов по индивидуальному заказу, причем от разных производителей и из разных материалов. Заказчик сам вправе выбрать, какой вариант для него будет оптимальным. В этом случае могут быть предложены варианты зданий как в бетоне, так и с использованием металлоконструкций. В течение недели проект попадает на рассмотрение заказчика. В рамках проекта указываются, например, пять производителей стеновых материалов, пять кровельных и пять металлоконструкций. Заметим, что проектная организация готова со своими проектными решениями обратиться, например, в тот же Astron или любую другую компанию, чтобы это проектное решение можно было реализовать с применением материалов производителя. Заказчику остается выбрать в зависимости от стоимости услуг и других критериев, которые мы указали в начале статьи, проектную организацию и производителя либо по отдельности, либо в одном лице и принять решение – проектировать и сроить здание комплексно или по отдельности.