КОНСТРУКЦИЯ БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ

ЧТО ТАКОЕ БЫСТРОВОЗВОДИМОЕ ЗДАНИЕ?

Быстровозводимые здания — это капитальные здания, основные несущие и ограждающие элементы которых изготавливаются в заводских условиях, а на строительной площадке выполняется преимущественно их монтаж.

Такая организация процессов сокращает продолжительность строительства и позволяет контролировать качество изделий до их отправки на объект.

Преимущества быстровозводимых зданий:

  • Сокращение продолжительности строительства
  • Контроль качества изделий в заводских условиях
Термин «быстровозводимое» характеризует прежде всего технологию строительства, а не назначение, уровень капитальности или срок службы здания. По этой технологии возводят производственные корпуса, логистические комплексы, склады, предприятия пищевой промышленности, холодильные здания, торговые и спортивные объекты.
ПРАВИЛЬНЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ

Конструктивную схему промышленного здания нельзя выбирать изолированно от размещаемого в нем производства. В основе проектирования должна находиться технология предприятия: последовательность производственных процессов, состав и габариты оборудования, маршруты перемещения сырья и готовой продукции, требования к санитарным зонам, температурно-влажностному режиму, пожарной безопасности и перспективам развития производства.

Именно технология производства определяет сетку и шаг колонн, величину пролетов, полезную высоту помещений, расчетные нагрузки, необходимость устройства крановых путей, антресолей и технологических площадок. От этих исходных данных зависят тип несущего каркаса, сечения колонн и ферм, конструкция фундаментов, а также решения по кровле, фасадам и внутренним ограждениям.

Состав инженерных систем также формируется исходя из технологического процесса. Электрические нагрузки, воздухообмен, дымоудаление, холодоснабжение, водоснабжение, канализация, теплоснабжение и автоматизация должны быть увязаны с размещением оборудования и конструктивной схемой здания. Если сначала разработать архитектурную оболочку, а затем пытаться разместить внутри нее производство, неизбежны лишние колонны, неудобные транспортные маршруты, сложные пересечения инженерных сетей и дополнительные затраты на переделки.

Правильная последовательность обратная: сначала анализируют технологию и логистику, затем формируют техническое задание, выбирают объемно-планировочную и конструктивную схемы, выполняют расчеты и только после этого детально разрабатывают архитектуру здания. Такой подход позволяет получить не просто быстро возводимый объект, а функциональное промышленное здание, приспособленное к реальной эксплуатации.

Основные этапы проектирования промышленного здания на основе технологии производства:

  • Анализ технологии и логистики производства
  • Формирование технического задания
  • Выбор объемно-планировочной и конструктивной схем
  • Выполнение расчетов несущих конструкций и инженерных систем
  • Детальная разработка архитектурных решений
МОНТАЖ КОЛОНН – КЛЮЧЕВОЕ ОТЛИЧИЕ БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ

Устройство монолитных колонн на строительной площадке представляет собой последовательный технологический процесс. Необходимо связать арматурный каркас, установить и выверить опалубку, оформить освидетельствование скрытых работ, предъявить работы строительному надзору, принять бетонную смесь, обеспечить уход за бетоном, дождаться набора требуемой прочности и выполнить распалубливание. Затем опалубку переставляют на следующую захватку или высотную отметку. При работе на высоте производительность снижается.

Монолитная технология незаменима для многих задач, однако при большом количестве повторяющихся колонн она увеличивает общую продолжительность строительства. Возведение сотен колонн крупного логистического центра непосредственно влияет на дату ввода комплекса в эксплуатацию и начало его коммерческого использования.

Стальные и сборные железобетонные колонны поступают на объект готовыми к установке. После геодезической разбивки выполняют строповку, подъем, выверку и закрепление колонн в проектном положении. Одновременно могут работать несколько монтажных звеньев и кранов. При подготовленном фронте работ темпы сборки несущего каркаса крупного одноэтажного здания в компании АО «СК БИТЭКС» достигают 30 000 квадратных метров в месяц.

Изготовление сборного железобетона на заводе обеспечивает стабильную геометрию, контролируемый защитный слой арматуры и высокое качество поверхности. Стальные металлоконструкции также проходят производственный контроль до отправки. На строительной площадке выполняются укрупнительная сборка, установка элементов и устройство предусмотренных проектом соединений.

Сравнительные особенности монолитной и сборной технологий возведения колонн:

  • Монолитная технология требует последовательного выполнения операций (армирование, опалубка, бетонирование, выдержка, распалубка) и при большом количестве колонн значительно увеличивает сроки строительства
  • Сборные колонны (стальные и железобетонные) поступают на объект готовыми к монтажу, что позволяет вести работы параллельно несколькими звеньями и достигать высокой скорости сборки (до 30 000 м² в месяц)
  • Заводское изготовление сборного железобетона и стальных конструкций гарантирует стабильную геометрию, контролируемый защитный слой арматуры и высокое качество поверхности, а на площадке выполняются только укрупнительная сборка и монтажные соединения
КАКОЙ ТИП НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ВЫБРАТЬ ДЛЯ БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ

Выбор между стальным, железобетонным и смешанным каркасом производится на стадии проектирования.

Для одноэтажных промышленных зданий часто рациональна система из сборных железобетонных колонн и металлических ферм покрытия. Она сочетает жесткость и огнестойкость колонн с небольшой массой покрытия и возможностью перекрывать значительные пролеты. Полностью стальной каркас удобен при сложной сетке колонн, необходимости перекрытия больших пролетов или планируемой в будущем реконструкции.

Окончательное решение принимают после сопоставления технических факторов и оценки стоимости строительства каждого варианта.

Основные варианты каркасов промышленных зданий:

  • Комбинированный каркас (сборные железобетонные колонны + металлические фермы покрытия) — сочетает жесткость и огнестойкость колонн с малой массой покрытия и возможностью перекрытия значительных пролетов
  • Полностью стальной каркас — предпочтителен при сложной сетке колонн, больших пролетах или планируемой реконструкции
  • Окончательное решение принимается на основе сопоставления технических факторов и стоимости строительства каждого варианта
ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ

Традиционная многослойная наружная стена требует выполнения нескольких последовательных операций: кладки, утепления, наружной и внутренней отделки. Значительная часть процессов выполняется на высоте с лесов, подъемников или подвесных люлек и зависит от погодных условий.

Для отапливаемого промышленного здания эффективным решением являются сэндвич-панели. Каждая панель состоит из двух стальных облицовок и теплоизоляционного сердечника. Толщину панели и вид утеплителя назначают по результатам теплотехнического расчета с учетом района строительства, температурно-влажностного режима помещений, требований пожарной безопасности и энергоэффективности.

Сэндвич-панели поступают готовыми к установке и одновременно выполняют функции теплоизоляции, наружной облицовки и внутренней отделочной поверхности. Это исключает значительную часть мокрых процессов. Скорость монтажа одним звеном при простой геометрии фасада в нашей компании в среднем составляет 200 м² за смену. Фактическая производительность зависит от высоты здания, количества и размеров проемов, схемы раскладки панелей, применяемой техники и сложности узлов примыкания.

Ключевые особенности применения сэндвич-панелей:

  • Традиционная многослойная стена требует последовательных операций (кладка, утепление, отделка), выполняется на высоте и зависит от погодных условий
  • Сэндвич-панель состоит из двух стальных облицовок и теплоизоляционного сердечника; толщина и вид утеплителя определяются теплотехническим расчетом с учетом района строительства, режима помещений, пожарной безопасности и энергоэффективности
  • Панели поступают готовыми к установке, совмещают теплоизоляцию, наружную облицовку и внутреннюю отделку, исключая мокрые процессы; скорость монтажа достигает 200 м² за смену, но зависит от высоты здания, проемов, раскладки, техники и узлов примыкания
КРОВЛИ БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ

Быстровозводимый принцип применяется и при устройстве кровельного покрытия. Распространенная конструкция утепленной кровли включает несущий профилированный настил, пароизоляцию, теплоизоляционные плиты и гидроизоляционный ковер из полимерной мембраны. Каждый слой выполняет самостоятельную функцию.

Профилированный лист укладывают крупными картами по прогонам или верхним поясам ферм. При подготовленном и отлаженном производстве темп укладки профилированного настила одним звеном может составлять несколько сотен квадратных метров за смену. С небольшим смещением по времени другое звено приступает к устройству пароизоляции и укладке утеплителя, реализуя поточный принцип организации строительного производства.

Теплоизоляцию обычно укладывают в два слоя со смещением стыков. Нижний слой утеплителя может иметь меньшую плотность, а верхний — большую, если это предусмотрено проектным решением и рекомендациями производителя. Уклоны и контруклоны кровли, обеспечивающие отвод талых и дождевых вод к водоприемным воронкам, формируют из клиновидных теплоизоляционных элементов. После устройства гидроизоляционной мембраны монтируют парапетные крышки и отливы, аэраторы, водосточные элементы и кровельные дорожки для обслуживания инженерного и технологического оборудования.

Основные особенности устройства кровли по быстровозводимому принципу:

  • Конструкция включает несколько слоев (профилированный настил, пароизоляция, утеплитель, гидроизоляционная мембрана), каждый из которых выполняет самостоятельную функцию
  • Монтаж организован поточным методом: звенья работают со смещением по времени, что позволяет достигать высокой производительности (сотни квадратных метров за смену при укладке настила)
  • Теплоизоляция укладывается в два слоя со смещением стыков, уклоны формируются клиновидными элементами; после гидроизоляции монтируются парапеты, отливы, аэраторы, водостоки и кровельные дорожки
АРХИТЕКТУРА И ФАСАДЫ БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ
Индустриальная технология не означает однообразную архитектуру.
Сэндвич-панели выпускаются в широкой цветовой гамме RAL, могут располагаться горизонтально или вертикально и сочетаться в нескольких оттенках. Раскладка панелей, положение проемов и доборных элементов формируют внешний облик здания уже на стадии разработки фасадов.
ДЛЯ ЧЕГО ПОДХОДЯТ БЫСТРОВОЗВОДИМЫЕ ЗДАНИЯ

Быстровозводимые здания особенно эффективны для объектов, в которых важны крупные пролеты, значительная полезная высота, возможность гибкого зонирования и прогнозируемые сроки строительства.

Конкретная конструктивная схема при этом должна подбираться под назначение объекта и условия его эксплуатации.

Ключевые аспекты применения быстровозводимых зданий:

  • Эффективны при необходимости крупных пролетов, значительной полезной высоты, гибкого зонирования и прогнозируемых сроков строительства
  • Конструктивная схема выбирается индивидуально под назначение объекта и условия его эксплуатации

Быстровозводимые здания находят применение в различных отраслях, каждая из которых предъявляет свои требования к конструктивным и объемно-планировочным решениям.

Основные типы объектов и их особенности:

  • Склады. Технология позволяет создавать большие площади хранения с минимальным количеством внутренних опор, предусматривать мезонины, стеллажные системы, погрузочные доки, ворота и зоны комплектации.
  • Производственные здания. Каркас проектируют с учетом размещения технологических линий, нагрузок от оборудования, крановых путей, транспортных коридоров, ремонтных зон и возможности последующего расширения предприятия.
  • Предприятия пищевой промышленности. Для таких объектов особенно важны санитарно-гигиенические требования, разделение чистых и грязных потоков, моющиеся поверхности, температурно-влажностный режим и применение ограждающих конструкций, пригодных для регулярной санитарной обработки.
  • Холодильные и морозильные здания. Ограждающие конструкции подбирают по теплотехническому расчету с учетом требуемой температуры, непрерывности теплоизоляционного контура, герметичности стыков, пароизоляции и предотвращения образования мостиков холода.
  • Логистические комплексы. Большие пролеты и рациональная сетка колонн позволяют организовать интенсивное движение транспорта, зоны приемки и отгрузки, сортировку, кросс-докинг и автоматизированное хранение.
  • Спортивные объекты. Металлические фермы и пространственные конструкции позволяют перекрывать большие пролеты без промежуточных опор, формируя свободное пространство для игровых залов, манежей, ледовых арен и тренировочных комплексов.

Быстровозводимая технология целесообразна там, где инвестору важны прогнозируемый график, рациональные затраты на квадратный метр и возможность параллельного выполнения работ. Пока на площадке устраиваются фундаменты, на заводе могут изготавливаться колонны, фермы и другие элементы каркаса. Параллельность процессов сокращает общий календарный цикл строительства.

Быстровозводимое здание является полноценным капитальным объектом с проектной документацией, прошедшей экспертизу и нормативным сроком службы. Скорость строительства достигается за счет индустриального изготовления элементов, продуманной организации производства работ и точной сборки, а не за счет снижения надежности.

Основные преимущества быстровозводимой технологии:

  • Прогнозируемый график строительства
  • Рациональные затраты на квадратный метр
  • Параллельность процессов (фундаменты на площадке и изготовление конструкций на заводе), сокращающая общий цикл
  • Индустриальное изготовление элементов, обеспечивающее качество
  • Продуманная организация производства работ и точная сборка
  • Сохранение надежности и нормативного срока службы (скорость не достигается за счет снижения качества)