ЗДАНИЯ ИЗ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯ | ЗА И ПРОТИВ
Al Team
09 Mar 2020 | 432 | Оборудование
Несмотря на ряд бесспорных преимуществ стальных каркасов, область применения металлоконструкций в России по-прежнему ограничена складами, торговыми центрами и уникальными высотными зданиями. Размышляем о трудностях и перспективах массового стального строительства.
ТИПЫ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
Когда мы говорим о быстровозводимых металлоконструкциях, то, как правило, имеем в виду:
- ЛМК — легкие металлоконструкции, в которых используется горячекатаный черный металл, толщина листов которого — не менее 4 мм. Их называют «легкими» условно, по сравнению с кирпичом, бетоном и другими тяжеловесными материалами;
- ЛСТК — действительно легкие стальные тонкостенные конструкции из листов стали толщиной не более 3 мм, профилированные листы и тонкие профили из стали с цинковым покрытием. Они достаточно прочные благодаря специфической форме профилей.
Применение ЛМК уменьшает массу здания в 3-4 раза, сокращает сроки возведения в среднем в 2 раза, что дает экономию финансовых ресурсов на 25-30%. ЛСТК от прочих каркасных конструкций отличается точностью размеров профилей, компактностью и легкостью транспортировки, качественной заводской сборкой. Благодаря этим особенностям со сборкой каркаса площадью до 200 кв. м вполне могут справиться 3-4 человека всего за 2-3 недели.
При выборе между ЛМК и ЛСТК следует обратить внимание на такие параметры, как долговечность, себестоимость, размеры несущих конструкций и устойчивость к деформации. ЛМК в зависимости от нагрузки «живут» 50-100 лет, в то время как срок эксплуатации ЛСТК составляет лишь 15 лет. ЛСТК дешевле, но если просчитать прочие параметры и сделать на них поправку, то кажущаяся дешевизна перестает иметь значение. ЛМК являются более пластичными, под нагрузкой они могут растягиваться, тогда как ЛСТК более склонны к излому. Цинк, который используется для покрытия ЛСТК, на воздухе образует ядовитый оксид, опасный для здоровья людей.
Поэтому выбор между этими двумя технологиями обусловлен назначением возводимой конструкции. ЛМК универсальны, прочны, долговечны и относительно безопасны. Такие конструкции применяются при строительстве постоянных зданий с практически неограниченной площадью. ЛСТК востребованы, когда речь идет о быстром строительстве небольшого (площадью до 1,5 тыс. кв. м) прочного здания с невысоким сроком эксплуатации (порядка 10-15 лет). Кроме того, ЛСТК незаменимы, когда речь идет о надстройке дополнительных этажей или мансард, невозможности закладки глубокого фундамента, строительстве в регионах с высокой сейсмической активностью. Здания с каркасами из ЛСТК выдерживают толчки до 9 баллов по шкале Рихтера.
Масштабность строительства определяется также величиной пролета и этажностью: пролет менее 24 метров и этажность до трех этажей — это сфера применения ЛСТК. Пролет более 24 метров и этажность более трех этажей требует применения ЛМК.
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ СТАЛЬНЫХ КАРКАСОВ
Прежде всего, в сравнении с монолитными технологиями стальные каркасы, если говорить о них в целом, сокращают сроки строительства на 20-30%. То, что детали каркасов собираются в условиях заводского цеха, позволяет поддерживать высокий уровень качества. Кроме того, это обстоятельство уменьшает зависимость от климатических условий. Отсутствие несущих стен дает простор фантазии в отношении планировок. Появляется возможность существенно сэкономить на рабочей силе, так как рабочих нужно в два раза меньше. Здание получается легкое, а значит, уменьшаются расходы на фундамент. Легкие и тонкие стены высвобождают дополнительную площадь.
Среди минусов можно назвать повышение требований к квалификации проектировщиков и монтажников, а также необходимость дополнительных огнезащитных процедур. При прохождении государственной экспертизы мы можем столкнуться с некоторой предвзятостью экспертов, по старинке полагающих, что использование металлических конструкций — это удел промышленного строительства. Та же предвзятость обуславливает и предпочтения потребителя. Также к минусам каркасного строительства можно отнести относительно высокую стоимость материалов, однако высокая скорость возведения и существенно меньшая материалоемкость отыгрывают разницу в цене.
Наконец, нельзя не отметить и то, что насколько проектировщики и строители сталкиваются с несовершенством законодательной базы по высоткам, возводимым с применением быстровозводимых конструкций. Некоторая часть необходимых норм содержится в СП 267.1325800.2016 «Здания и комплексы высотные. Правила проектирования». В том же 2016 году был разработан СП 260.1325800.2016, в котором отражены правила проектирования ЛСТК. Помимо этих относительно новых документов, приходится довольствоваться старыми: Еврокод 3 от 2009 года, СНИП 11-23-81 «Нормы проектирования. Стальные конструкции» и дополнения к ним.
Такие технологии требуют нового подхода к регулированию тепловых и шумоизоляционных характеристик здания. Мы не обладаем достаточной информацией по показателям устойчивости применяемых каркасных материалов. К внешней отделке таких зданий также применяются другие, совершенно новые подходы, непонимание которых приводит к появлению трещин в стенах, разрушению швов, отслоению облицовки и т.д.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Из всего этого напрашивается вывод, что данные технологии наиболее применимы в сферах складской и торговой недвижимости. Однако это не совсем так.
Яркий пример — 70-этажный небоскреб «Стальная вершина», он же «Евразия», в Москва-Сити. Высота этого металлокаркасного сооружения — 309 метров. В Санкт-Петербурге построена еще более высокая башня «Лахта-центр», ее высота составляет 462 метра. Не стоит забывать и о 240-метровом главном здании МГУ (1953), возведенном с использованием передовых на тот момент технологий металлостроения.
Всё это, однако, объекты уникальные, тогда как, например, в массовом жилищном строительстве быстровозводимые металлоконструкции по-прежнему не находят широкого применения. А между тем, современные технологии уже позволяют решить те проблемы, с которыми традиционно ассоциируется использование каркасных технологий при возведении жилья.
Первое, что приходит в голову, — это низкие теплоизоляционные характеристики. Современные ЛСТК могут поставляться с готовой системой теплозащиты, принцип работы которой заключается в использовании дополнительной обшивки как внутри, так и снаружи, а также ветро- и парозащитных мембран. Увеличение пути прохождения тепла, а также устранение мостиков холода достигается благодаря применению специального термопрофиля — профиля с перфорацией. В результате именно каркасные дома стали наиболее энергоэффективными по сравнению с прочими вариантами.
Другая возможная проблема жилых каркасных домов — недостаточная прочность конструкции под воздействием ветра и эксплуатационных нагрузок, особенно, если речь идет о многоэтажных домах. Выход — устройство внутренних перегородок также из ЛСТК, создание дополнительных связей, увеличивающих прочность.
Легкость конструкций, скорость и экономичность их возведения позволяет использовать быстровозводимые металлические конструкции при строительстве не только промышленных и коммерческих, но и жилых зданий высотой до 20 этажей. Возможность возведения более высоких домов будет зависеть от развития технологий и нормативной базы.
Мы предлагаем готовые решения под ключ для быстровозводимых зданий из металлоконструкций.