Сравнительный анализ существующих систем модульных зданий

Модульные быстровозводимые малоэтажные здания – это здания, собираемые из объемных унифицированных элементов – блок-модулей заводского изготовления, включая внутренние инженерные системы. Система модульных быстровозводимых малоэтажных зданий – это концепция модульного быстровозводимого сборного строительства малоэтажных жилых зданий высотой до 3-х этажей из объемно-пространственных модулей. Проведём обзор следующих систем:

• система модульного строительства «МОДУЛЬ» (Россия);
• системы модульного строительства «УСРЗ»;
• контейнерные системы «Геолог», «Лесник», «Энергетик», «Универсал».

Система модульного строительства «МОДУЛЬ» (Россия). Подсистема рамно-панельного типа «МОДУЛЬ» (рисунок) разработана коллективом российских учёных (Юзов А.П., Казаков Ю.Н., Васильев А.И., Карасёв Н.Н. и др.) [1-4]. Суть строительства малоэтажных зданий по данной системе: сборно-разборные здания с несущей каркасной конструкцией беспрогонной конструкции в виде плоских рам (шаг 4,8 м); каждая рама предназначена для одного пролёта; здания с большим количеством пролётов возводятся с использованием необходимого количества автономных смежных рам. Схемы выполнения зданий – каркасно-панельная или стоечно-панельная. Параметры: пролёт – 4,8 м; шаг несущей конструкции – 2,4 м; внутренняя высота зависит от типа помещения – 6 м (зальное помещение), 3,6 м (здания общественного назначения) и 3 м (жилые здания). Для строительства зданий по данной технологии достаточно одного автокрана (3 т грузоподъёмности) и бригады из 6 чел. Ориентировочный расход стали конструктивных элементов рам на 1 кв. м. площади здания – 12,7 килограммов. Масса 1 кв. м. панели – 50-55 килограмм. Ниже представлен сопоставительный анализ технико-экономических показателей зданий сборно-разборного типа, построенных по рассматриваемой системе (табл.).

Таблица

Сопоставительный анализ технико-экономических показателей зданий сборно-разборного типа

Таким образом, как можно видеть из проведённого сравнения, отечественная система модульного строительства «МОДУЛЬ» выгодно отличается от аналогичных систем. Её сильные стороны – экономный расход материалов, трудоёмкость производства конструкций и скорость монтажа.

Покрытия и панели стен по проекту каркасные. Это служит гарантией их сохранности при транспортировке, а также обеспечивает устойчивость зданий. Для наружных стеновых панелей используется несущий каркас из стального гнутого профиля или из дерева. Размер панелей – 4,8 х 1,2 м или 4,8 х 2,4 м.

Элементы каркаса:

• распорные ригели;
• системы вертикальных и горизонтальных связей;
• стойки торцевого фахверка;
• несущие рамы.

Для изготовления базовой конструкции здания использованы унифицированные конструктивные элементы – стандартные лестничные пролёты, рамы, стойки, панели перекрытия, различные комплектующие. В качестве обшивки используются плиты из цементной стружки, утеплитель – минеральная вата. Допускается использование в качестве утеплителя заливочного пенопласта МФП-3; теплоизоляция – любой современный утеплитель; фундамент – железобетонные подушки. Уплотнение стыков выполняется при помощи специальных прокладок «Вилатерм», «Вилатерм-С» и др.

Рис. Общий вид фасада быстровозводимого здания системы «Модуль» 

Системы модульного строительства «УСРЗ». Основой для конструктивной подсистемы «УСРЗ» выступает каркасно-панельная схема. По данной технологии строят общественные зальные помещения, отапливаемые хранилища и склады, производственные здания (исключая производства с агрессивной средой и некоторых отдельных категорий – А и Б). Характерные черты рассматриваемой подсистемы: невысокая трудоёмкость монтажа (0,32 человеко-часов/метр площади); сложность погрузо-разгрузочных работ и транспортировки в связи со значительной массой конструктивных элементов, предназначаемых для монтажа (на пролёт 18 м – 7 тонн). Обычно заводы не комплектуют здания инженерным оборудованием и сетями. Здания включают такие элементы: витражная и глухая угловая полусекция, распашные ворота, дверь, вентиляционное отверстие, торец с распашными воротами и глухой торец.

Контейнерные системы «Геолог», «Лесник», «Энергетик», «Универсал».

«Геолог». Система подходит для строительства общественных и жилых зданий. По данной системе строят малоэтажные жилищно-бытовые комплексы и одноквартирные жилые дома. Конструкция каркасно-панельная, материалы – металл и дерево. В качестве теплоизоляции используется супертонкое базальтовое волокно. Масса – 3,5-5 тонн, строительный объём – 50,4 м. куб. В зависимости от условий эксплуатации срок службы составляет около 20 лет.

«Лесник». Система подходит для строительства зданий разного типа (т. е. является многоцелевой). Номенклатура жилых домов достаточно широкая – одноквартирные, 2-квартирные, 3-квартирные дома, общежития различной вместимости (от 6 до 25 чел.). Конструкция панельная. При необходимости используются доборные элементы стоек и панелей для возведения крыш, веранд, зальных помещений. Наружные стены выполнены из трёхслойных сэндвич-панелей, полностью изготавливаемых на заводе. Масса – 3,5-5 тонн, строительный объём – 50,4 м. куб. Срок службы в зависимости от условий эксплуатации составляет около 20 лет.

«Энергетик». Система подходит для строительства зданий разного типа (т. е. является многоцелевой). Конструкция – контейнерная, материал – дерево, обшивка – плиты из цементной стружки. По данной технологии строят малоэтажные многоквартирные дома на 2, 8, 12 квартир и более. Масса – 4-6,2 тонн, строительный объём – 44,3 м. куб. Срок службы в зависимости от условий эксплуатации – 20 лет.

«Универсал». По данной технологии строят производственные и вспомогательные здания. Конструкция – каркасно-панельный блок-контейнер (три модификации – базовая модификация; средняя модификация без двух панелей стен по бокам; торцевая модификация – отсутствует одна боковая панель). Материал – металл. Блок-контейнер выполнен из специальных стальных профилей, внутренняя обшивка – твёрдые плиты из древесноволокнистого материала, внешняя обшивка – алюминий или листовая оцинкованная сталь. Для кровли используется стальной оцинкованный лист. В качестве теплоизоляции используют пенопласт ФРП-1. Масса – 2,9-3,6 тонн, строительный объём – 46,8 м. куб.

В ходе обзора выявлены основные особенности систем модульного строительства, их преимущества и недостатки. Если обобщить информацию, то основными преимуществами систем модульного строительства можно назвать: быстрый монтаж; независимость от погодных условий; невысокие затраты на транспортировку; высокая степень заводской готовности модульных блоков; сейсмическая устойчивость зданий; унификация элементов комплексных поставок на уровне заводских деталей, что обеспечивает повышение транспортабельности элементов высокой степени сборности и архитектурной свободы; возможность использования в условиях Севера; использование специальных инженерных коммуникаций и оборудования, соответствующего климатическим условиям; экономическая и планировочная манёвренность объёмных блоков и др.

Преимуществами быстромонтируемых блок-модульных зданий выступают: оперативность сборки модулей, высокая точность их изготовления; учёт при разработке проектов быстромонтируемых зданий разных видов нагрузки на конструкцию; использование быстромонтируемых узлов крепления конструктивных элементов; отсутствие во внутреннем пространстве опор и колонн, что увеличивает вместимость здания; сниженная масса блок-модулей за счёт облегчённых конструкций; возможность демонтажа, транспортировки на другое место и повторной сборки; унификация конструктивных элементов; простота реализации проектов со сложным дизайном и сложными архитектурными решениями.