Строительные металлоконструкции: технологии XXI века
Для современного строительного рынка характерен широчайший выбор конструкционных и технологических решений по строительству зданий и сооружений. Достаточно перспективными на сегодняшний день являются здания каркасного типа. Во всем мире с применением металлического каркаса строятся и знаменитые небоскребы, и торгово-зрелищные комплексы, и жилые дома, не говоря уже о строительстве промышленных предприятий и других объектов. Конечно, каркасные конструкции могут быть и железобетонными, и деревянными, однако именно металлокаркас обладает рядом неоспоримых преимуществ. К сожалению, не смотря на широкое распространение в строительстве промышленных и общественных зданий конструкции из металла пока еще плохо «приживаются» на отечественной строительной «ниве»… О причинах этого явления и других вопросах, связанных с перспективами применения металлоконструкций нам рассказал руководитель Союза строительных организаций Ленинградской области («ЛенОблСоюзСтрой»), вице-президент петербургского концерна «Завод металлоконструкций» А. В. ЛЕБЕДИНСКИЙ.
Металл в строительстве
Металлоконструкции начали применяться в строительстве еще в XVIII–XIX вв.В основном — в качестве балок перекрытий, колонн, лестниц и так далее. Из металла изготовлен, например, 22-метровый купол Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге. Основным материалом для изготовления металлоконструкций в те времена служил чугун.
Вместе с тем началом широкого применения металлоконструкций в строительной индустрии следует считать 1880-е годы, когда были освоены промышленные способы производства стали — мартеновский, бессемеровский и томасовский процессы. К концу XIX в. в России и за рубежом были построены здания внушительных размеров, основные конструкции которых были выполнены из стали: это павильоны Нижегородской ярмарки, Бруклинский мост в Нью-Йорке, Эйфелева башня в Париже.
Современные металлические конструкции выполняются как правило либо из стали и ее сплавов, либо из легких, например алюминиевых, сплавов. Наибольшее распространение получили стальные конструкции, используемые в несущих каркасах общественных зданий, промышленных, спортивных и зрелищных сооружениях, выставочных павильонах.
Благодаря высокой прочности стали такие конструкции надежны в эксплуатации, имеют малую массу и небольшие габариты по сравнению с конструкциями из других материалов.
За счет использования типовых металлоконструкций обеспечивается минимальный расход стали, снижение трудоемкости изготовления конструкций в заводских условиях, удобство и быстрота монтажа их на месте и, соответственно, снижение себестоимости всего строительства в целом.
Конструкции из алюминиевых сплавов, обладающие такими достоинствами, как легкость, коррозионная стойкость, технологичность, высокие декоративные свойства, наиболее широко применяются в качестве ограждающих элементов, отделочных деталей зданий и для изготовления разборных домиков-бытовок, небольших торговых павильонов.
— Производство и монтаж металлокаркаса — это высокотехнологичный процесс, с высокой степенью заводской готовности конструкций, — рассказывает Алексей Лебединский. — Благодаря этому каркас можно изготовить и смонтировать на стройплощадке с высокой точностью и в короткие сроки. При этом монтаж ограждающих панелей или стен можно доверить даже малоквалифицированному персоналу.
При использовании металлокаркаса удается сэкономить и за счет сокращения сроков строительства здания. Ведь все строительные проекты сейчас реализуются с привлечением заемных или кредитных средств, поэтому сокращение цикла строительства даже на 1–2 месяца сулит значительную экономию.
Скептики возражают, что металл ржавеет. Но современные методы антикоррозионной обработки позволяют решить эту проблему. Кроме того, в жилом здании значительная часть металлокаркаса закрыта защищающим его от внешних воздействий среды железобетоном, раствором, панелями, другими элементами конструкции, также препятствующими коррозии. В целом, технологии защиты металла от окружающей среды давно отработаны и подтверждены десятилетиями практики строительства таких зданий на Западе.
Совершенно надуманной проблемой является и огнезащита. Конечно, незащищенный металл обладает пределом огнестойкости и при пожаре под воздействием пламени начинает скручиваться, плавиться… Прежде всего есть ряд технологий, хоть и довольно дорогих, которые существенно повышают огнестойкость металлоконструкций. Кроме того, в жилом доме эта проблема решается почти полностью благодаря тому, что почти весь металлокаркас закрыт ограждающими (негорючими!) конструкциями, стенами, перекрытиями и тому подобным. Оставшийся открытым, металл как правило не превышает 5% от общей массы каркаса и может быть закрыт специальными вспучивающимися, вспенивающимися красителями, гипроком.
Еще одним предубеждением против домов с металлокаркасом является возможность возникновения в металле блуждающих, наведенных токов, магнитных полей… Эти процессы действительно возникают в металле, и их влияние на здоровье человека пока еще в полной мере не изучено. Однако от этого явления не свободны и железобетонные крупнопанельные, и монолитные, и каркасные здания, ведь в них применяется достаточно мощное армирование. Да и в кирпичных домах в качестве перекрытий используются железобетонные изделия, в которых металла вполне достаточно… Конечно, лучше всего жить в деревянном доме. Однако с развитием домостроения огромное количество людей живет в многоэтажных домах, которые не возможно строить без использования металла, и де-факто во всем мире признано, что эти технологии не влияют на здоровье и разрешены во всех странах.
Словом, против использования металлокаркасов в гражданском строительстве нет никаких мало-мальски весомых аргументов.
Быстро построил — быстро ввел в эксплуатацию
— С помощью легких, быстровозводимых металлоконструкций строятся многие общественные здания и сооружения, — продолжает Алексей Лебединский, — склады промышленных и продовольственных товаров, различного оборудования, предприятия торговли и общественного питания, хранения и переработки продуктов сельского хозяйства, гаражи для легковых и большегрузных автомобилей, установки холодильного оборудования, небольшие промышленные производства, выставочные комплексы, ярмарки и рынки, спортивно-оздоровительные комплексы.
Наиболее широкое распространение на современном этапе получили быстровозводимые здания на основе прочного каркаса и легких ограждающих конструкций. Их активное применение позволяет быстро возводить здания различной формы, размера и этажности. По сроку службы такие здания сопоставимы со зданиями из традиционных материалов (кирпича, железобетона), при этом их использование позволяет до 40% снизить затраты на проектирование, монтаж, демонтаж и последующую эксплуатацию.
Металлокаркас может быть как стандартным, так и выполненным на основе гнутых сварных профилей коробчатого сечения. Преимущества тонкостенного металлокаркаса заключаются в большем сроке эксплуатации и низкой нагрузке на фундамент, что и обусловливает высокую скорость сборки и сравнительно небольшую цену. К преимуществам быстровозводимых зданий также можно отнести низкую (в сравнении с капитальными строениями) стоимость при сравнимых сроках эксплуатации.
Каркас из легких металлических конструкций легко монтируется и демонтируется для перемещения на другую площадку, причем это не требует дополнительной техники или рабочих. При монтаже конструкции исключаются сварочные работы, что ускоряет сборку и повышает качество конструкции. Снижение металлоемкости зданий из легких металлоконструкций достигается за счет применения гнутых сварных профилей коробчатого сечения, которые обеспечивают снижение металлоемкости до 15% при тех же нагрузках, что и традиционные прокатные металлопрофили.
Каркас быстровозводимого здания представляет собой металлические рамы и фермы с жестким или шарнирным соединением, объединенные между собой стальными прогонами и распорками. Он предназначен для обеспечения устойчивости и восприятия нагрузок во время эксплуатации сооружения. Пространственная жесткость металлического каркаса обеспечивается вертикальными и горизонтальными связями. Соединения конструкций могут быть сварными или болтовыми.
Ограждающие конструкции могут быть выполнены из любых материалов — стекла, пластика, сэндвич-панелей. В последнем случае в качестве наружной обшивки сэндвич-панелей используются профилированные тонкие оцинкованные листы с защитным полимерным покрытием. Внутренний слой панелей может быть выполнен из пенополиуретана, пенополистирола или минеральной ваты.
Надо отметить, что приблизительно в 95% сэндвич-панелей, производимых во всем мире, используется в качестве наполнителя пенополиуретан. По многим показателям он превосходит все остальные материалы, за исключением показателей горючести. В России — и это неоспоримое преимущество отечественного стройкомплекса — наибольшее распространение получили панели из минеральной ваты, поскольку этот материал относится к классу негорючих и соответствует российским пожарным нормам. Кроме того, минераловатные панели практически не впитывают воду, однако по теплопроводности они несколько уступают другим наполнителям.
Ярким примером быстрого и высокоэффективного строительства является система на основе применения современных гнутых сварных профилей коробчатого сечения. Анализ мирового строительного рынка показывает, что подобная технология довольно успешно применяется в Японии, Европе и в США — порядка 15–20% от общих объемов строительной индустрии. Применение при строительстве ферм из гнутых сварных профилей без единой внутренней опоры дает возможность реализовывать любую планировку.
Быстровозводимые здания удобны в транспортировке и не требуют особых условий погрузки и разгрузки. Кроме того, они обладают высокой прочностью, устойчивостью и высокими акустическими и теплоизоляционными характеристиками.
Как правило, типовые проекты быстровозводимых зданий ориентированы на определенную сферу бизнеса. Наиболее широко они применяются для строительства магазинов, торговых павильонов, рынков, гостиниц, автосервисов и АЗС, кафе и так далее. Готовые проекты могут комплектоваться всем необходимым, вплоть до мебели и кондиционеров. Как правило, возведение таких зданий ведется «под ключ». Остается добавить, что еще одним важным преимуществом быстровозводимых зданий является всепогодность их монтажа.
Красота, отлитая в металл
— Остается добавить, что широкое распространение металлоконструкций и современных технологий металлообработки в строительстве нашло свое отражение и в дизайне, — продолжает Алексей Лебединский. — Если в советское время изготовители металлоконструкций покрывали свои изделия (для защиты от коррозии) ржаво-красным суриком, то сегодня в распоряжении дизайнеров вся цветовая палитра и идеально ровные поверхности металлоконструкций, прошедших высокотехнологичную пескоструйную или дробеструйную обработку. Даже сам крепеж — это никелированные, хромированные или анодированные болты, которые также могут являться элементами дизайна, декора.
Поэтому в современных строениях металлокаркас зачастую сам является элементом дизайна: его не закрывают — он на виду. Кроме того, металл отлично гармонирует со светопрозрачными конструкциями. Уверен, что со временем технология строительства с использованием металлокаркаса преодолеет до сих пор встречающуюся в нашей стране косность мышления некоторых проектировщиков и застройщиков и займет достойное место в жилищном домостроении.
(Продолжение в следующем номере)
| Автор: по материалам редакции Дата: 03.11.2006 Журнал Стройпрофиль 7-06 Рубрика: быстровозводимые здания Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |