Доступное жилье по новой технологии

Доступное жилье по новой технологии авторы: ( им. Мельникова»), , (-Профиль») Мир строительства и недвижимости №19/2007 г. Массовое строительство 60-80-х годов прошлого века лишь отчасти - и ненадолго - решило "квартирный вопрос", а проведенные в годах реформы в жилищной сфере отменили планово-административные методы строительства, и сегодня приходится создавать жизнеспособные и эффективные механизмы решения жилищных проблем. На поиск этих механизмов и направлен приоритетный национальный проект "Доступное и комфортное жилье - гражданам России". Одним из рациональных направлений развития отечественной строительной индустрии, позволяющих значительно ускорить реализацию проекта, является массовое малоэтажное строительство жилья и зданий социальной сферы из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСГК) - возможности, ресурсы и опыт для этого в России есть. Нынешнее состояние жилищного фонда не отвечает потребностям населения: около 4,5 млн семей нуждаются в улучшении жилищных условий, 6 млн. семей проживает в неблагоустроенных квартирах и ветхом жилищном фонде, который составляет 100 млн кв. м. Жилье является дорогостоящим товаром длительного пользования и его приобретение для 90% населения не может производиться за счет текущих доходов. Правительством РФ разработаны программы, где прописаны условия и механизм реализации планов по строительству, однако для выполнения программ по строительству жилья с применением традиционных технологий и материалов понадобится более чем двукратное увеличение производственных мощностей существующего строительного комплекса. И самое главное - это не дает гарантий сохранения стоимости материалов в существующих ценах. На сегодняшний день распределение технологий и материалов, применяемых в малоэтажном строительстве, таково: кирпичное домостроение - 55%, деревянное домостроение 23%, каменное домостроение -13%, другие материалы (в том числе из пенополистирола) -9%. Объемы строительства зданий и сооружений из ЛСТК настолько незначительны, что в статистических материалах всех уровней отсутствуют. К сожалению, несмотря на то, что легкие стальные тонкостенные конструкции обладают большим потенциалом в качестве несущего и конструктивного элемента в строительных конструкциях, в утвержденных программах по строительству малоэтажных зданий их использование не предусматривается - упор делается на развитие технологий с применением каркасных систем и деревянное домостроение. При этом опыт зарубежных стран - а строительство зданий с применением ЛСТК ведутся в Швеции, Японии, Корее, Америке, Австралии, Финляндии, - убедительно доказывает, что строительство малоэтажных зданий с применением каркаса, изготовленного из ЛСТК, - одно из наиболее технологичных решений, способствующих возведению доступного жилья. Применение ЛСТК в строительстве малоэтажного жилья позволяет значительно снизить массу конструкций и нагрузку на фундаменты, сократить трудозатраты на транспортировку и монтаж конструкций, обеспечить отсутствие сварки и мокрых процессов после нулевого цикла, отказаться от использования кранов и других подъемных механизмов на монтаже, повысить огнестойкость зданий (по сравнению с деревянными конструкциями), минимизировать сроки строительства и значительно снизить стоимость квадратного метра полезной площади. Новые технологии на марше Производство холодногнутых профилей для ЛСТК в России интенсивно развивается. В настоящее время отечественные предприятия производят более т гнутых профилей из оцинкованной стали толщиной от 0,6 до 2,0 мм (из них около т составляют профили-рованные настилы и металлочерепица) в год. Значительное количество ЛСТК завозится к нам из-за рубежа. Известные зарубежные фирмы, например, RUUKI (Финляндия), ASTRON BUILDING (Люксембург), KNAUF (Германия) VOESTAL-PINE (Австрия), METSEC PLC (Великобритания) и другие освоили производство ЛСТК на территории России. Для изготовления несущих элементов каркаса из ЛСТК используются несколько типов гнутых профилей, которые изготавливаются из рулонной оцинкованной стали толщиной от 0,8 до 4,0 мм с пределом текучести от 250 до 350 МПа и относительным удлинением не менее 16%. Производство такой стали толщиной более 2,0 мм освоено на Новолипецком металлургическом комбинате (НЛМК) по ГОСТ Р . Толщина двухстороннего цинкового покрытия стали для профилей ЛСТК - не менее 18 мкм. Для повышения долговечности ЛСТК гнутые профили прокатываются из оцинкованной стали с защитным лакокрасочным или полимерным покрытием (НЛМК поставляет такую сталь с непрерывных линий по ГОСТ Р ). В качестве защитного полимерного покрытия могут использоваться полиэстер, пластизоль, пурал или ПВХД в зависимости от степени агрессивности воздействия среды. В условиях неагрессивного и слабоагрессивного воздействия среды долговечность ЛСТК из оцинкованных профилей с дополнительным защитным покрытием составляет не менее 30 лет. С целью снижения теплопроводности гнутых профилей, применяемых в каркасах утепленных наружных стен или кровельных покрытий, используют профили швеллерного и С-образного сечений с перфорированной стенкой. В основном легкие стальные тонкостенные конструкции применяются в России для создания каркасных зданий высотой до трех этажей, а также бескаркасных арочных зданий, изготовляемых и монтируемых на месте строительства по технологии, разработанной в США. Из таких бескаркасных конструкций строятся, как правило, металлические здания общественного назначения - спортивные залы, выставочные павильоны, крытые рынки, гаражи, склады и т. п. -Профиль» совместно с и ЦНИИПСК им. Мельникова разработали систему строительства малоэтажных зданий и сооружений с применением стальных тонкостенных профилей. Эта система известна сегодня под маркой «СТАЛДОМ» - Современная Технология Альтернативного Легкосборного Домостроения. Альтернативность заключается в замене деревянных каркасов металлическими и отказ от применения мокрых строительных технологических процессов. «СТАЛДОМ» позиционируется как индустриальная высокоэффективная технология, дающая возможность вести строительно-монтажные работы круглый год. За счет низких весовых параметров достигается сокращение - а в некоторых случаях исключения - использования грузоподъемных механизмов. С учетом того, что материалы и комплектующие изделия изготовлены в заводских условиях и имеют стандартные размеры, создаются условия безотходной сборки домов. Технология разработана таким образом, что дает возможность привлекать неподготовленных специалистов и за короткий срок обучить их приемам монтажа. Как правило, на один дом площадью 120-150 м2 требуется бригада не более пяти человек. Основные материалы, используемые при строительстве по технологии «СТАЛДОМ», - тонколистовая сталь, винты-саморезы, минераловатный утеплитель, гипсокартон, пароизоляционные пленки и мембраны. Применение легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) из просечного профиля значительно снижает массу конструкции и сокращает потери тепла через стены. Для изготовления профилей используется тонколистовая оцинкованная сталь с пределом текучести до 350 МПа. Наружная облицовка стен выполняется по принципу вентилируемого фасада, что обеспечивает проветривание утеплителя. Приток воздуха осуществляете ям через специальные продухи, расположенные у окон, дверей, в парапетах и у цоколя наружных стен. Конструкция стены позволяет использовать для внешней отделки любые материалы: кирпич, сайдинг, деревянные панели, стекло, стальные кассеты. Высота этажа может достигать 4,2 м, а свободный пролет покрытия между несущими стенами - до 12 м. Толщина стены - от 150 до 250 мм, при этом обеспечиваются высокие теплофи-зические параметры стены, приведенное сопротивление теплопередаче которой составляет от 3,23 до 5,04 м2 · °С/Вт - эти параметры были подтверждены испытаниями, проведенными НИИ Строительной физики. Масса 1 кв. м. стены, состоящего из стального каркаса, утеплителя, пароизоляции и обшивки гипсокартонными листами, составляет около 53 кг (параметры веса стены даны для толщины стены 200 мм без учета внешней отделки). Стены и перегородки, отделанные гипсокартоном, отвечают категориям огнестойкости REI60 и EI60. Для достижения этих категорий огнестойкости требуется два слоя 13 мм стандартного листа ГКЛ или 15 мм огнеупорного гипсового листа ГКЛО с каждой стороны. Пожарная безопасность конструкций подтверждена заключениями . Несущие конструкции междуэтажного перекрытия изготавливаются из легких стальных С или Z образных профилей толщиной 2-3 мм и высотой мм. Перекрытия перекрывают пролет длиной до 4,2 м., а при увеличении сечения балки длина перекрываемого пролета увеличивается до 6 м. Отверстия для инженерных коммуникаций должны быть проделаны в несущих профилях перед сборкой конструкций. По верху балок укладываются профилированный стальной настил, который развязывает верхний пояс балок из их плоскости, служит основанием под полы и образует горизонтальную диафрагму. Настил прикрепляется к бортовым балкам и к балкам перекрытия самонарезающими винтами. Прикрепление настила на опорах в каждой волне позволяет рассматривать его как диафрагму жесткости, заменяющую горизонтальную связь. Полы из гипсоволокнистых листов устраиваются в соответствии с указаниями СП «Конструкции с применением гипсоволокнистых листов», а подшивные потолки - по СП «Ограждающие конструкции с применением гипсокартонных листов». Основание пола образуют 2 слоя влагостойких гипсоволокнистых листов (ГВЛВ), крепление листов выполняется шурупами. При устройстве полов из паркетного ламината обязательно используется упругая прокладка из пено-полиэтилена. Полы предпочтительно выполнять из рулонных или крупноразмерных изделий, например, из линолеума, паркетного ламината и т. п. Подвесной потолок включает металлическую обрешетку из шляпного профиля, закрепленную к нижнему поясу балок с помощью акустических клямер, обшивку из двух слоев гипсо-картонных листов и слой звукоизоляции из минераловатных плит. Конструкция перекрытий и полов обеспечивает величину индекса звукоизоляции воздушного шума до RW = 52 дБ и может применяться в жилых зданиях, общежитиях, гостиницах и административных зданиях. Обеспечение требуемой звукоизоляции подтверждено заключением НИИ Строительной физики. Чердачное перекрытие включает стальной каркас, диагональные связи, подшивной потолок из гипсокартонных листов, теплоизоляционный слои из минераловатных плит. Каркас перекрытия включает бортовые балки из термопрофиля, закрепленные к стенам, прогоны и обрешетку. Чердачное перекрытие всегда расположено ниже несущих конструкций, будь то стропильные фермы или балки покрытия. Внутри прогонов и по их верху укладывается теплоизоляционный слой из минераловатных плит или зковата. Толщина утеплителя принимается исходя из требуемого сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия. Несущие конструкции покрытия состоят из стропильных ферм или балок, изготавливаемых из тонкостенной оцинкованной стали. Применение гнутых профилей из тонкого листового металла в стропильных системах пролетом 6-15 м позволяет снизить расход металла до минимума. Сечения стержней стальных ферм и балок из ЛСТК имеют С, U или Z-образное сечение. Фермы выполняются симметричными относительно вертикальной плоскости с прикреплением элементов решетки к поясам по двум полкам. Пояса ферм выполняются из одиночных профилей, а элементы решетки из одиночных или спаренных профилей С-образного сечения. При необходимости усиления пояса из одиночного профиля сечение выполняется из парных профилей. Соединения элементов стропильных конструкций в узлах выполняются с помощью самонарезающих винтов, количество и параметры которых определяются расчетом. По стропильным несущим конструкциям устраивается обрешетка из П-образных профилей для крепления кровельных листов из металлочерепицы или профилированного настила. Проектирование и процесс производства несущих конструкций полностью автоматизирован, что обеспечивает оптимизацию и минимизацию сроков исполнения каждого заказа, а высокая точность размеров и высокий процент использования изготовленных заранее готовых элементов, и быстрый монтаж делают строительство из ЛСТК выгодной альтернативой традиционным методам строительства. К примеру, во Владимирской области дом общей площадью 300 кв. м. бригада из шести человек сдала в эксплуатацию через три месяца после начала монтажа, при этом стоимость жилья составила 15600 руб/м2 пола (рис. 1). Технология «СТАЛДОМ» позволяет строить не только одно-подъездные дома: в Московской области началось строительство многоквартирного трех подъездного двухэтажного дома (рис. 2). Объекты, построенные по технологии «СТАЛДОМ» в Москве, Московской области, Воронеже, Благовещенске, Калуге, Череповце, Южно-Сахалинске подтверждают перспективность использования легких стальных тонкостенных конструкций в строительстве не только для малоэтажных быстровозводимых зданий и коттеджей, но и для магазинов, предприятий малого бизнеса, компактных промышленных цехов, общественных зданий, тренировочных залов, небольших гостиниц. Одноэтажная Россия Разработанная в США эффективная технология изготовления и монтажа бескаркасных арочных конструкций из стальных гнутых профилей нашла достаточно широкое применение в России для одноэтажных зданий общественного назначения. Холодногнутые профили, выполняющие несущие и ограждающие функции бескаркасного покрытия изготовляют из рулонной оцинкованной стали толщиной 0,8-1,5 мм на строительной площадке, используя два передвижных профилегибочных агрегата. Один из них формирует прямолинейный профиль корытообразного сечения высотой 300 или 600 мм при ширине полок 110 или 180 мм соответственно. Другой агрегат вальцует этот профиль по заданному радиусу с образованием волнистых поперечных гофров на стенках и полках. Профили соединяют между собой вдоль продольных краев без метизов крепления с помощью фальцегибочной машинки. Укрупненные блоки из 3-5 арочных профилей устанавливаются на ленточный фундамент или рандбалку, расположенную на столбчатом фундаменте. Блоки соединяются между собой на месте с помощью той же фальцегибочной машинки, образуя арочное покрытие. Торцевые стены из прямолинейных гнутых профилей, надежно закрепленные внизу к фундаментам, а вверху - к арочному покрытию, выполняют также функции диафрагм жесткости, повышающих пространственную жесткость здания в целом. Таким образом, арочные профили полностью перекрывают пролет здания без поперечных стыков по скату. В утепленных зданиях профили располагаются как правило в два слоя, между которыми располагают негорючий утеплитель в виде матов или плит. Область применения таких зданий зависит от их размеров (пролета, высоты, длины), расчетных нагрузок, температурно-влажностных условий эксплуатации, степени агрессивности среды и требований пожарной безопасности. Наиболее рациональными областями применения бескаркасных арочных зданий являются пролеты пролеты не более 24 м или 30 м для профилей высотой НО мм и 180 мм соответственно при снеговых нагрузках для I-IV районов по СНиП 2.01.07-85*. Прочность, надежность и эффективность бескаркасной арочной конструкции данного типа зависит от того, насколько точно в расчете учтены особенности ее работы, связанные с тонкостенностью профилей, начальной гофрированной поверхностью их граней, оставшейся после вальцовки, повышенной деформативностью покрытия при несимметричной нагрузке. Для расчета такой конструкции используются программы «Биплан» (разработанная в ЦНИ-ИПСК им. Мельникова) и SCAD, которые позволяют оценить деформативность и несущую способность арочных покрытий с учетом особенностей их нелинейной работы при различных сочетаниях расчетных нагрузок, включая снеговую, ветровую и сейсмическую. Проведенные натурные исследования работы бескаркасных ароч ных покрытий подтвердили достаточную точность принятой методики расчета. За последние несколько лет более 50 зданий пролетом от 15 до 27 м (крытые рынки, вокзалы, спортивные сооружения, гаражи, склады) были построены с использованием описанной технологии. Одним из показательных примеров экономичного и функционального использования бескаркасных арочных покрытий является здание крытого спортивно-оздоровительного центра в пос. Целина Ростовской обл. (рис 3). В целом российский опыт показывает, что массовое внедрение бескаркасных арочных покрытий данной конструкции позволяет значительно увеличить объем строительства малоэтажных общественных зданий в кратчайшие сроки.