Модульная архитектурно-строительная система индустриального строительства поселков эконом-класса

Сегодня малоэтажное строительство – одна из наиболее быстро развивающихся направлений строительной отрасли. Потребителю предлагаются канадские, европейские, в том числе финские, технологии. В то же время опыт конкурса строительных инноваций в рамках проекта «Российский дом будущего» показал, что перспективные отечественные строительные технологии существуют. Но за редким исключением они очень тяжело пробиваются в жизнь: часто не могут привлечь инвестиции для доработки, создания прототипов и выхода на массовое производство. Предлагаем вниманию читателей нашего журнала интересную разработку ученых Новосибирского государственного строительного университета – Сибстрина – в области малоэтажного строительства.

Модульная архитектурно-строительная система индустриального строительства поселков эконом-класса
Модульная архитектурно-строительная система индустриального строительства поселков эконом-класса Модульная архитектурно-строительная система индустриального строительства поселков эконом-класса Модульная архитектурно-строительная система индустриального строительства поселков эконом-класса Модульная архитектурно-строительная система индустриального строительства поселков эконом-класса Модульная архитектурно-строительная система индустриального строительства поселков эконом-класса Модульная архитектурно-строительная система индустриального строительства поселков эконом-класса

В последние годы на строительном рынке появились технологии строительства малоэтажных жилых домов из набора мелкоштучных блоков с декорированной лицевой стороной. Но разработчики, видимо, не ставили перед собой художественную задачу создания образа архитектурного сооружения средствами различных сочетаний унифицированных элементов индустриального изготовления. В лучшем случае с использованием этой разработки можно выполнить несколько типовых вариантов и тиражировать их.

В НГАСУ (Сибстрин) разработана модульная архитектурно-строительная система (комплекс взаимодополняющих технологий) для массового, индустриального проектирования и строительства малоэтажных поселков эконом-класса в любом регионе России. Разработчиками ставилась задача найти оптимальные технологии и решения в малоэтажном строительстве и создать эффективный инструмент для обеспечения российских граждан качественным, доступным и красивым жильем. Доминирующий принцип разработки – индивидуальный подход к внешнему облику и планировке каждого дома на основе исторических традиций. Новая технология учитывает климатические и другие условия конкретного региона, а также ориентирована на максимальное использование местной сырьевой базы для изготовления основных строительных элементов: стен, перекрытий, фундаментов. Кроме того, применение этой технологии дает возможность использовать при изготовлении конструкций и строительстве дома труда самих застройщиков, с гарантируемым конечным результатом: качественным, соответствующим архитектурному замыслу домом и удовлетворяющим требованиям энергосбережения, благодаря арсеналу недорогого, мобильного и высокопроизводительного технологического оборудования, в том числе нового поколения.

Специально разработанная компьютерная программа ABV Sistems для проектирования малоэтажных зданий в рамках системы позволяет архитектору не только решать художественную задачу создания архитектурного сооружения средствами сочетания взаимозаменяемых унифицированных первоэлементов индустриального изготовления (модульных мелкоштучных стеновых блоков-деталей с различной декоративной лицевой поверхностью), заложенных в библиотеку программы, но и разрабатывать собственные первоэлементы и их сочетания в рамках модульной сетки и принципов системы, таким образом, развивая и обогащая ее архитектурный язык.

Важными элементами программы являются автоматическое создание, при проектировании конкретного объекта, ведомости всех первоэлементов по маркам, количеству, весу и другим техническим параметрам, необходимым для комплектации «парка бортоснастки» и изготовления стенового комплекта дома, а также чертежей раскладки первоэлементов с их маркировкой.

Эстетичная архитектура, красота, при массовом индустриальном проектировании и строительстве по максимальной возможности должна являться результатом механического (технологического) процесса, выверенного настолько, что все архитекторы могут применять принципиально одинаковые процедуры ко всем проектам (проектировать в единой программе с использованием одной библиотеки  первоэлементов) и получать при этом индивидуальные, но одинаково приемлемые результаты, а технологи и строители при стандартном выполнении технических регламентов должны получать качественную продукцию, точно соответствующую архитектурному проекту.

Помимо программы техническими компонентами системы являются парк универсальной металлопластиковой бортоснастки для изготовления комплектов высокоточных модульных стеновых блоков-деталей различной конфигурации, модульных типоразмеров и декоративных фактур лицевой поверхности из строительных смесей (пенобетонов, бетонов и т.д.), технологическое оборудование для приготовления строительных смесей (пенобетонов, бетонов, растворов, клеев и т. д.), используя принципы наноактивирования и технологические регламенты производства материалов и конструкций с привязкой к местной сырьевой базе (пески, супеси, золошлаковые отходы ТЭЦ).

Проблема выбора оптимального материала для строительства наружных стен и перекрытий индивидуального дома актуальна сегодня как никогда. Комфортные условия проживания, прочность, надежность и долговечность здания, энергосбережение, экономичность строительства, эстетичность – вот те основные требования, которые предъявляет заказчик к будущему жилищу. Этим требованиям сполна отвечает активированный пенобетон – современный строительный материал, качественные характеристики которого близки к древесине, а по некоторым показателям (например, пожаробезопасности, долговечности, возможности строительства однослойных стен с соблюдением теплотехнических требований, повсеместному наличию неограниченной сырьевой базы для его изготовления – и поэтому практической возможностью массового индустриального строительства независимо от региона) и  вовсе превосходит древесину.

Системой предусматривается выпуск, в соответствии с разработанными и согласованными с заказчиком проектами, стеновых комплектов дома, состоящих из набора модульных деталей-блоков определенной номенклатуры (форма, размер, прочность, теплопроводность, фактура поверхности, назначение). Из этих блоков заказчик (застройщик) по проекту, в состав которого входят наглядные схемы раскладки блоков, может построить надежный и добротный двух- трехэтажный дом индивидуальной архитектуры, в том числе со стенами сложной конфигурации и выразительным орнаментом фасадов за два-три месяца. Применение высококачественного пенобетона позволяет выполнить долговечные однослойные стены и обеспечить комфортные условия проживания в доме и надежную эксплуатацию зданий не менее ста лет. В настоящее время продолжается научно-исследовательская и практическая работа по совершенствованию технологического оборудования с целью получения легкого и прочного пенобетона и строительных изделий на его основе.

При разработке технологического оборудования «системы», учитывалось то обстоятельство, что география малоэтажного строительства в России весьма обширна, а увеличение темпов малоэтажного строительства планируется не только вблизи промышленных центров, поэтому оборудование должно быть максимально мобильным, простым и надежным в эксплуатации, недорогим и экономичным, не энергоемким, не требовать для своего размещения и работы строительства специальных цехов, и что очень важно, должно позволять использование повсеместно имеющихся, практически неограниченных, сырьевых ресурсов (например, песков, золошлаковых образований, миллионами тонн сбрасываемых в живую природу большими ТЭЦ и малыми котельными и т. п.). Таким образом, минимизируются транспортные расходы, а технологическое оборудования и вместе с ним «запуск» «системы» в любом регионе России становятся доступными даже «малому бизнесу».

Для индустриального изготовления (формования) достаточно широкой номенклатуры модульных блоков-деталей различных типоразмеров, геометрических форм и фактур поверхности, входящих в комплект каждого дома, разработана универсальная конструкция металлопластиковой бортоснастки, позволяющая с минимальными трудозатратами и максимальным качеством выполнять эту работу. Универсальная бортоснастка представляет собой набор взаимозаменяемых деталей с различной формообразующей поверхностью и универсальными узлами соединения, из которого, в зависимости от технологического задания, подготовленного на основании архитектурного проекта, составляется тот или иной вариант (по номенклатуре блоков) «парка бортоснастки» для точного выполнения требований архитектурного проекта.

Блоки в такой бортоснастке изготавливаются с точными геометрическими параметрами и лицевым фактурным слоем, кладка блоков при возведении стен осуществляется только на клей с минимальной толщиной шва, чем значительно улучшается конструктивная целостность, а также упрощается точный монтаж блоков в сравнении с кладкой из лицевого кирпича, причем стены, выполненные из модульных блоков разнообразных форм и декоративных фактур, имеют индивидуальный архитектурный облик. Такая конструкция наружных стен дает возможность строить комфортабельные, архитектурно разнообразные и технически качественные здания оптимальной стоимости.

Разработаны, изготовлены и прошли предварительные испытания первые лабораторные, а сегодня и промышленные, образцы технологического оборудования для приготовления строительных смесей на основе наноактивации исходного сырья. Результаты испытаний позволяют утверждать, что с применением нового технологического оборудования имеется реальная возможность улучшения физико-механических свойств бетонов на 30–50% и экономии цемента до 30%. Кроме этого, технологическое оборудование позволяет производить предварительную подготовку местного сырья и активно его использовать для изготовления бетонов контролируемого качества.

В зависимости от местных климатических, сейсмических и других условий, а также организации производства строительно-монтажных работ, в системе предусмотрено несколько конструктивных вариантов наружных и внутренних несущих стен. Вариант А (кладочный вариант строительства стен): наружный (фасадный) слой кладки выполняется из комплекта модульных мелкоштучных стеновых блоков-деталей; внутренний (интерьерный) слой выполняется из конструктивных (гладких) блоков; средний (теплоизоляционный) слой выполняется из конструктивно-теплоизоляционных или теплоизоляционных блоков. Кладка ведется с перевязкой и расчетным горизонтальным армированием стекловолокнистой сеткой. Вариант Б (сочетание кладочного и заливочного вариантов): наружный (фасадный) слой кладки выполняется из фигурных декоративных блоков; внутренний (интерьерный) слой выполняется из конструктивных (гладких) блоков; полость между ними заливается теплоизоляционным пенобетоном. Вариант В (с подвариантами): комбинации вариантов А и Б с несущими каркасами различной конструкции расположенными в «теле» несущих стен. В данном варианте внутренний (интерьерный) кладочный слой может быть заменен листовым материалом, закрепленным к несущему каркасу и используемым в качестве несъемной опалубки.

По своим показателям все конструктивные варианты стен приблизительно равнозначны и приводят к неизменному конечному результату: однородным, технически качественным стенам с архитектурно выразительными и разнообразными фасадами зданий. Использование заливочного варианта особенно выгодно при массовом строительстве (например, для жилищно-строительных кооперативов), когда небольшая мобильная установка ритмично работает на соответствующем количестве зданий.

Итак, особенностями предлагаемой технологии являются возможность комплексного проектирования, индустриального изготовления строительных деталей и конструкций и массового строительства малоэтажных поселков эконом-класса, состоящих из зданий индивидуального облика (в том числе со стенами криволинейного очертания и различным кладочным орнаментом), но в едином архитектурном стиле и без удорожания строительства. Кроме того, ее отличает гибкое сочетание различных конструктивных решений и технологий при возведении несущих стен, а также применение технологического оборудования нового поколения для изготовления строительных смесей на основе наноактивации сырья. На запуск цеха для производства стеновых модульных деталей из бетона и пенобетона (из расчета 1 комплект стеновых деталей дома площадью 150–200 м2 в неделю или приблизительно 30 куб.м. в смену) в любом регионе России необходимо два-три месяца времени и 4–5 млн руб. Для производства стеновых комплектов зданий из высокоточных деталей не требуется строительства специальных цехов, производство размещается в любом, достаточном по площади и высотой до 3 м. помещении, энергопотребление мобильного варианта технологии «системы» 15–30 кВт. В летний период возможно использовать мобильный вариант производства блоков, располагающийся вблизи строительной площадки, что уменьшает количество грузоперевозок. При этом  себестоимость стоимость строительства двух- трехэтажного индивидуального жилого дома, осуществляемого в рамках  предлагаемой архитектурно-строительной системы  не превышает 20–25 тыс. руб. за м2.

Автор и разработчик модульной архитектурно-строительной системы Федченко В. И.

Автор и разработчик технологического оборудования с использованием принципов наноактивирования к. х. н., доцент Баев В. С.

Научный консультант по строительным материалам, д. т. н., профессор Машкин Н. А.

Комментарии (0)

Оставить комментарий

Вы комментируете как Гость.

Важное