Преимущества и разновидность технологии возведения быстровозводимых зданий и сооружений



В статье вставится задача рассмотреть преимущества развития строительства быстровозводимых зданий и сооружений. Также были выявлены и проанализированы их методы и особенности технологии возведения.

Ключевые слова: быстровозводимые здания и сооружения, ЛСТК, каркасно-щитовой метод, каркасно-тентовой метод, модульные быстровозводимые дома, метод несъёмной опалубки.

The article aims to consider the advantages of the development of the construction of prefabricated buildings and structures. Their methods and features of construction technology were also identified and analyzed.

Keywords: prefabricated buildings and structures, LSTK, frame-panel method, frame-tent method, modular prefabricated houses, fixed formwork method.

В строительстве все более распространены новые специальные виды строительства зданий и сооружений в кратчайшие сроки. Такие здания строятся намного быстрее, чем аналогичные здания из кирпича или железобетона, их строительство намного дешевле, на 30–50 %. Технология позволяет создавать даже большие объекты как можно быстрее. Экономические расчеты показали, что такие методы строительства очень эффективны, поэтому они стали популярными во многих странах мира. Такие конструкции обладают высокой прочностью, надежностью не уступают конструкциям, которые строятся обычными методами.

Быстровозводимые здания и сооружения считаются основой современного строительства [2]. Основным фактором, который позволяет увеличить спрос на быстровозводимой строительной техники, когда идет речь о срочных проектах, необходимые реализовать как можно скорее, считаются скорость строительства этих сооружении. Этот тип сооружений особенно необходим для ликвидации последствий стихийных бедствий. Он также широко используется для различных объектов, таких как городские жилые помещения для военных и для строительных площадок, вахтовые поселки, в местах, где срочно и на некоторое время необходимы жилые, административные или складские здания, с возможностью быстрого перемещения в будущем без особых финансовых потерь [1].

Можно увидеть четкий переход от «устаревших» методов строительства домов и зданий непосредственно к модульному домостроению, если проанализировать различные отечественных и зарубежных опыты, эксперименты и статьи [2]. Причиной этого являются спросы и подходы к быстровозводимому малоэтажному строительству, основанные на использовании методов эффективных по времени и коммерчески, что позволяет создавать скоростные, экономичные и в то же время комфортные малоэтажные жилые и общественно-промышленные здания.

Ведущие мировые исследовательские компании, строительные институты, крупные и малые предприятия ищут новые эффективные методы строительства сборных зданий. Многие новые идеи проверяются и совершенствуются ежедневно в разных странах, в разных предприятиях. Наиболее успешные технологии внедряются в практику строительных компаний. Таким образом, анализ зарубежного и отечественного опыта строительства позволило определить, что на сегодняшний день есть несколько распространенных методов строительства быстровозводимых зданий такие как: каркасно-панельные; каркасно-тентовые; блочно-модульные, и метод несъемной опалубки, каркасные системы из ЛСТК.

В данный момент наиболее эффективной технологией возведения быстровозводимых конструкций является каркасная система легких тонкостенных стальных конструкций (ЛСТК), которые считаются строительными конструкциями из тонких стальных конструкций толщиной до 3 мм. Эти здания построены из оцинкованной стали из тонкостенных профилей и профилированных листов [2].

Основными преимуществами метода строительства по технологии ЛСТК являются: сейсмическая прочность; скорость строительства, срок строительства 2–3 месяцев; легкость и простота установки, строительство требует только 3–4 рабочих дней; отсутствие усадки фундамента во время строительства и эксплуатации [2]. К недостаткам ЛСТК можно отнести: пожароопасность при необходимом отсутствии защиты конструкции.

Рис. 1. Схема устройства здания на основе ЛСТК [4]

Блочно-модульные здания представляют собой секционные сборные здания, которые состоят из нескольких блоков, называемых модулями. Основой модульного здания является стальная рама, элементы которой соединены сварочными работами [2]. На стройплощадку готовый модульный блок поставляется в состоянии полной или частичной сборки полностью подготовленных конструктивных элементов. Предварительно собранные секции поднимаются и помещаются на стены подвала с помощью крана или устанавливаются на фундамент здания и соединяются вместе, чтобы создать одно здание. Модули могут быть размещены несколькими способами: бок о бок, сквозными или уложенными друг на друга. Если необходимо расширить помещения, то блоки всегда можно легко добавить, а если нет-убрать их без какого-либо нарушения конструкции всего здания и не причиняя неудобств пользователям [1].

Для изготовления модулей используются следующие виды материалов: металлические — блок-контейнеры, бытовки, нестандартные конструкции; дерево — блоки из профилированного бруса, оцилиндрованного бревна или древесно-панельных материалов; бетонные конструкции — железобетонные плиты или модульные конструкции из ячеистого бетона. Они изготавливаются в различных исполнениях для любых климатических условий, отвечают всем противопожарным и санитарным требованиям, имеют систему отопления и вентиляции, сантехническое и электрическое оборудование [6–8].

Рис. 2. Блочно-модульные здания [10]

Важнейшим преимуществом модульных зданий является их мобильность, двухэтажное временное здание может быть собрано за 2–3 дня, при этом качество и комфорт жилых помещений нисколько не страдают. Также преимуществом данного метода является: возможность монтажа в местах, где обычная конструкция затруднена или невозможна, каждый блок изготавливается отдельно на заводе-изготовителе с учетом всех транспортных и эксплуатационных нагрузок. Поэтому повторная транспортировка, монтаж и демонтаж зданий абсолютно не влияют на его конструктивные и эксплуатационные характеристики. Вывод, простая и удобная установка, быстрая и без особых трудозатрат [1].

Недостатками модульных зданий являются: необоснованность строительства сборных конструкций в регионах с высокой влажностью и даже при очень низких зимних температурах, сложность монтажа предусматривает проведение высококвалифицированных рабочих групп, возможность ухудшения теплоизоляционных и прочностных свойств после десятилетий эксплуатации [9].

Особенностью технологии несъемного метода опалубки является использование панелей или блоков из разных материалов, которые монтируются в единую конструкцию опалубки.

По цене и стоимости услуги этот метод побеждает у предыдущих методов, стоимость 1 квадратного метра составляет около 130 долларов. Опять-таки, у этого метода также есть свои преимущества и недостатки. Технология строительства несъемной опалубочных конструкций успешно применяется в США, Канаде и европейских странах уже более 30 лет. В России дома несъемной опалубки строились около 10 лет, они зарекомендовали себя превосходно [1].

Существует множество различных типов несъемной опалубки: деревянные бетонные блоки или панели из арболита, несъемная опалубка из керамзитобетона, несъемная стекломагнезиальная опалубка, армированные панели, несъемная облицовочная опалубка «Техноблок», несъемная опалубка из пенополистирола.

Достоинствами несъемного метода опалубки считаются: простота монтажа и довольно низкая цена, скорость строительства. К недостаткам относятся: ограничения на строительство в разные сезоны, низкая звукоизоляция.

Рис. 3. Схема нсъемной опалубки [3]

В современном строительстве метод возведения здания по каркасно-щитовой методике очень популярен и является одним из видов быстровозводимых зданий и сооружений. Каркасно-щитовой метод также их называют каркасно-панельным методом. Сооружения, построенный каркасно-щитовым методом, представляет собой сборную конструкцию, построенную на основе металлического или деревянного каркаса с использованием сэндвич-панелей на основе древесных волокон с покрытием.

Этот метод немного отстает от метода ЛСТК, тем не менее, используется деревянная конструкция, если цены на металл в регионе высоки или он отсутствует в этих регионах [1].

Рис. 4. Устройство каркасно-щитового здания [12]

Этот способ возведения здания зарекомендовал себя экономичным, быстрым, практичным, а главное — качественным. Преимуществом является легкость конструкций, простота монтажа — благодаря этому дома устанавливаются на слабом фундаменте. Кроме того, данная технология строительства позволяет устанавливать дом практически на любом типе грунта. Еще один из главных преимуществ каркасных зданий является их низкая стоимость. Если сравнить стоимость каркасного и кирпичного здания, то разница в их цене составит 30–40 %. Также преимуществом каркасных домов является скорость их возведения, от 4–6 недель за счет автоматизации и отработки технологического процесса [2]. Также высокие теплоизоляционные свойства каркасной конструкции, при относительно небольшой толщине стен — 25 см.

К недостаткам относят: каркасные дома менее экологичны, чем другие виды, по причине синтетических материалов утеплителя и затрудненный воздухообмен и обмен влагой. И основным недостаткам такой методики это этажность каркасного дома, до 75 лет — срок эксплуатации, так как технология каркасного дома не дает возможность сооружать строения высотой более двух этажей [2].

Другим типом быстровозводимых зданий является каркасно-тентовый метод. Их также можно назвать каркасно-мембранным методом. Промышленных зданий, складов, спортивных сооружений, мест отдыха и сельского хозяйства, для строительства этих сооружений больше всего подходят этот метод.

Конструкция всегда состоит из тентовой оболочки, представляющей собой однослойный или двухслойный тент, поддерживаемый в проектном положении легким металлическим каркасом из алюминиевых, стеклопластиковых или полиэтиленовых труб. [5] Подобные методы могут быть сделаны в различных формах, размерах и целях. Но их структура строительства остается неизменно общей, и главной целью является быстрое обустройство пространства. Такие мобильные конструкции, как правило, очень удобны для транспортировки и просты в сборке.

Рис. 5. Каркасно-тентовый метод [11]

Способ каркасно-тентовый имеет множество преимуществ: физические и технические характеристики, конструкции построены и спроектированы из таких материалов, которые характеризуются пожарной безопасностью, низкой теплопроводностью, способностью выдерживать воздействие негативного ультрафиолетового излучения, устойчивостью к механическим повреждениям, долговечностью [2]; мобильность — возможность быстрой установки за 2–3 дня, транспортировки и демонтажа в другом месте; низкая металлическая или экономичная емкость; светопропускание также относится к экономичности, при использовании прозрачных материалов можно сэкономить на искусственном освещении помещения; качество, рассчитанное на надежную и длительную эксплуатацию, такие материалы износостойкие, коррозионностойкие и могут использоваться в суровых климатических условиях; универсальность, означает, что они могут использоваться для любых целей, могут быть изменены, интегрированы, расширены. К недостаткам же этого метода можно отнести: небольшой срок службы.

Основываясь на анализе и исследованиях строительства сборных зданий и конструкций, мы пришли к нескольким выводам. На сегодняшний день разработано большое количество технологий строительства сооружений и зданий, каждая из которых имеет свои недостатки и преимущества. Как видно из тем, приведенных в статье, одной из лучших технологий является ЛСТК, но если цена намного выше или необходимые преимущества содержат другой вид строительства, то выбирайте нужную технологию [2]. Скорость строительства является основным фактором, который позволяет увеличить спрос на эти строительные технологии, особенно когда речь идет о срочных проектах.

Быстровозводимые здания считаются основой современного строительства [2]. Благодаря им можно создавать архитектурные формы любого масштаба. Благодаря имеющимся преимуществам удалось занять большую долю рынка быстровозводимых зданий.

В качестве вывода мне хотелось бы сказать, что быстровозводимые здания и сооружения ощутимо облегчают и повышают качество жизни людей и приобретают все большее значение в строительстве.

Литература:

1. [Электронный ресурс]. http://unistroy.spbstu.ru/index_2015_31/13_mushinsky_31.pdf. (дата обращения: 20.10.2021)
2. [Электронный ресурс]. Особенности технологии строительства быстровозводимых зданий и сооружений. https://yandex.ru (дата обращения: 22.11.2021)
3. [Электронный ресурс]. https://лубнястрой.рф/strojka/tehnoblok-nesemnaya-opalubka-2.html (дата обращения: 23.11.2021)
4. [Электронный ресурс]. URL http://www.stroy-kotedg.ru/stroitelstvo-zagorodnogo-doma.html (дата обращения: 25.11.2021)
5. Ким А. Ю., Доль Д. В. Быстровозводимое арочно-мембранное сооружение // Высшее профессиональное заочное образование на железнодорожном транспорте: настоящее и будущее:- М.: Изд-во РГОТУПС, 2001. С. 258–260.
6. Адам Ф. М. Полносборное строительство модульных быстровозводимых малоэтажных зданий // Материалы научно-практической конференции «Постсоветское градостроительство». / Госстрой Росси ГУП НИИ Градостроительства. СПб, 2001. — С. 119–121.
7. Адам Ф. М. Особенности монтажа быстровозводимых зданий // Монтажные и специальные работы в строительстве. 2001. № 2. С. 12–16.
8. Ф. М. Адам. Анализ состояния проблем строительства малоэтажных зданий // Сборник материалов научно-практической конференции «Строительные конструкции 21 века». М., 2000. С. 130.
9. Быстровозводимые здания: основные типы [Электронный ресурс]. URL: http://psc-specstroy.ru/bistrovozvodimie_zdaniya.shtml (дата обращения: 27.11.2021)
10. [Электронный ресурс]. http://bytovkiufa.ru/modulnye-zdaniya (дата обращения: 27.11.2021)
11. [Электронный ресурс]. https://moscow.tent-xayc.site (дата обращения: 29.11.2021)
12. [Электронный ресурс]. https://unit-home.ru/page3875661.html (дата обращения: 30.11.2021)