Исследование современных технологий строительства многоэтажных домов

Аннотация: рассматривается эволюция домостроения, которая заканчивается новаторским миксом технологий от самых давних времен до сегодняшних. Строительство становится искусством благодаря внедрению автоматизированных систем, повышению эффективности инжиниринга и разумному использованию технико-физических свойств стройматериалов.
Ключевые слова: современные технологии строительства многоэтажных домов, передовая технология «СИСТЕМА КУБ 2,5», строительство как искусство.
В настоящее время в практике строительства многоэтажных домов существует традиционный набор характеристик современного дома, ориентированный на использование новейших технологий, под любой выбор заказчика или застройщика. Обозначим самые основные из них: экономичность, экологичность, надежность, безопасность, долговечность, энергоэффективность, эргономичность, комфорт, функциональность, оперативность строительства; использование предельно простых конструкций, упрощающих опалубочные, арматурные работы и бетонирование и одновременно обеспечивающих проектирование и постройку домов любой формы, и разнообразие объемно-планировочных решений [1].
В связи с этим рабочими группами обучающихся было проведено исследование современных технологий строительства многоэтажных домов на предмет выявления их традиционных и инновационных преимуществ и недостатков, а также предпочтения в выборе заказчиков. Помимо этого, при выполнении исследования решались задачи обеспечения профессионально-творческого развития личности и формирования исследовательской компетенции обучающихся в процессе работы с информацией и изучения передового опыта в строительной отрасли, в том числе в железнодорожном строительстве.
Было выяснено, что популярностью пользуются несколько разновидностей строительства: панельная, кирпичная, монолитная [2]. Тип застройки зависит в первую очередь от показаний грунтов, сейсмологической обстановки, климатических особенностей, наличия материалов, средств и возможностей. При рассмотрении панельного строительства, традиционно обращает на себя внимание ее оперативность; массовость застройки на ограниченной территории при достаточно недорогой стоимости; задействование мощной базы ресурсов и используемой техники; материал можно подвозить от производителя и сразу монтировать; требуется минимальный набор приборов и оборудования для монтажа сборных конструкций – это преимущества.  При этом виде строительства применяется каркасная (полный каркас или внутренний) и бескаркасная технология в зависимости от назначения здания и бюджета застройки [1,2].
Этапами строительства являются: работа с фундаментом, его гидроизоляция; обустройство цоколя, укладка пола первого этажа; обустройство каркаса или монтаж первого этажа посредством возведения панельных элементов, скрепление деталей сваркой; установка межэтажных перекрытий по периметру этажа; утепление, гидроизоляция строения. Как осуществляли монтаж первого этажа, так же производят монтаж всех последующих этажей.
В качестве недостатков панельного домостроя были отмечены невысокие теплотехнические и звукоизоляционные показатели; зависимость планировки от производимых панельных элементов в крупнопанельных домах, а также низкая сейсмостойкость.
Другая рабочая группа обучающихся представила для сравнительной характеристики технологию строительства из кирпича – самую древнюю, красивую, простую и надежную, не нуждающуюся в особой спецтехнике (кроме подъемников), однако сложную и трудоемкую в исполнении, требующую применение труда высококвалифицированных рабочих.
В современном строительстве используют кирпич керамический (пластического типа формования, с ровными гранями и гладкими поверхностями – считается самым качественным, и полусухого типа формования), силикатный, гиперпресованный, облицовочный (облицовочным могут быть и первые три разновидности кирпича). Облицовочный кирпич может быть фактурным и фасонным. В зависимости от наполнения кирпич может быть пустотелым и полнотелым [3].
Сфера и объект строительства, особые акценты заказчика будут определять выбор кирпича. Имеющееся разнообразие кирпича позволяет широко варьировать как для удовлетворения эстетических изысков, так и в сторону энергоэффективности, долговечности.
Этапы строительства многоэтажного дома из кирпича включают в себя соблюдение особых требований к фундаменту (обязательная мощность и заглубленность; надежная гидроизоляция), особой технологии первого ряда кладки и межэтажных перекрытий, включения армированных элементов, укреплений стеновых панелей; использование современных достижений утепления и гидроизоляции строения, в монтировании кровли и много других тонкостей.
Безусловно, это материально затратное строительство, медленное по времени, ограниченное в этажности. Для обеспечения качества осуществляется только высококвалифицированными специалистами. На стройплощадке нельзя обойтись без большого склада для материалов. Тем не менее эти технологические издержки окупаются высочайшими теплотехническими характеристиками, лучшими звукоизоляционными показателями, комфортным микроклиматом внутри, вариабельностью форматов зданий и непревзойденными эстетическими качествами [2].
Рабочей группой обучающихся было также исследовано монолитное строительство многоэтажных домов – когда застройка основана на заливке здания бетонной смесью на строительной площадке, причем грунты могут быть самыми различными. Технология необыкновенно требовательна к сезонной теплой температуре без осадков, тщательной подготовке площади, обустройству фундамента заглубленного типа, монтажу арматурного каркаса, опалубки, правильному выбору марки цемента и заливки бетонной смеси, в том числе при необходимости – подогреву бетона для лучшего схватывания; к четкому соблюдению требований при демонтаже опалубки, обустройстве межэтажных перекрытий. То есть любое отступление от плана, задержка крайне негативно отражаются на качестве застройки. Конечно, такая технология требует высококвалифицированного труда и при малом использовании технологий высокая цена строительства. Это компенсируется следующими преимуществами: индивидуальностью конфигурации зданий и свободной планировкой, высокими показателями изоляции, энергоемкости, гладкостью всех стеновых и потолочных панелей, из-за чего стадия отделки сокращается до минимума, и повышенной сейсмостойкостью.
Из-за высокой стоимости технология монолитного строительства не сильно востребована, но ее достоинства действительно впечатляют, и решение проблемы находится в удачном воплощении монолитно-панельного строительства (застройка производится посредством готовых монолитных железобетонных плит, изготовленных на заводе), при котором сохраняются преимущества монолитной технологии и удовлетворяются высокие запросы заказчиков.
Однако инновационные строительные решения реализовались и в монолитно-кирпичном строительстве, которое актуально на потребительском рынке благодаря совмещению лучших качеств кирпича и бетона.  При реализации свободной планировки, высоких показателей теплоемкости и звукоизоляции, при минимальных требованиях к выравниванию стен и потолков – строительство идет быстрыми темпами, разной этажности, форм, формата. Но обязательно строгое соблюдение технологии застройки. А значит – применения труда высококвалифицированных рабочих [2].
Инновационный строительный вектор привел в нашем исследовании к технологии «СИСТЕМА КУБ 2,5» – каркас унифицированный без ригельный, сочетающей в себе экономическую эффективность и качество сборно-монолитного строительства: под разный климат, рельеф, сейсмические условия (до 9 баллов по 12-балльной шкале) здания различного назначения (от жилых и промышленных до складов, холодильников) до 26 этажей как с протяжным фасадом, так и с точечным. Эстетическое разнообразие фасадов зданий осуществляется за счет использования кирпичной кладки для наружных стен.
Эта передовая технология основана на единой системе изготовления и монтажа строительных конструкций. Отличительные особенности выразились в уменьшении материалоемкости конструкций, использовании современных утеплителей, увеличении уровня заводской готовности, а значит уменьшении сроков строительства и стоимости. Возможна любая форма дома, в том числе нестандартные угловые секции под любым углом или секции со смещением друг относительно друга.
Строительство несущего каркаса осуществляется независимо от времени года и погодных условий, монтаж простой, не требует высокой квалификации специалистов. Свободное пространство в техническом подполье позволяет создавать стоянки для автотранспорта, спортивные залы, др. Допускается перепланировка сводной здания путем переноса стен и перегородок по желанию заказчика без нарушения несущей способности.
Специалисты следующим образом описывают особенности СИСТЕМЫ КУБ 2,5. «Изделия имеют простую геометрическую форму и минимальное количество основных типоразмеров; каркас состоит из колонн квадратного сечения 400х400 мм и плоских панелей перекрытия 3x3м, толщиной 160 мм; в зависимости от расположения в плане, панели перекрытий подразделяются на над колонные, межколонные и средние; членение перекрытия запроектировано с таким расчетом, чтобы стыки панелей располагались в зонах, где величина изгибающих моментов равна нулю; пространственная жесткость конструкции обеспечена монолитной связью элементов (перекрытий и колонн) и, при необходимости, включением в систему связей и диафрагм…» [4].
Необходимо обратить внимание на порядок монтажа конструкций. Сначала монтируются колонны и замоноличиваются в стаканах фундаментов, затем устанавливаются и привариваются к арматуре колонн над колонные панели, далее монтируются межколонные и средние панели. После установки фиксаторов швы между панелями замоноличиваются, и одновременно замоноличиваются стыки над колонных плит с колоннами по всему перекрытию на данной отметке. Отметим, что в конструкции стыков колонн предусмотрен принудительный монтаж, при котором фиксирующий стержень верхней колонны должен войти в патрубок нижней колонны. В узле присутствуют только монтажные швы [5].
По прогнозам специалистов, рассматриваемые дома-конструкторы, построенные по технологии «СИСТЕМА КУБ 2,5», в ближайшие годы займут 35-40 % строительного рынка [3].
В процессе исследования строительного рынка города Рязани рабочей группой обучающихся было выяснено следующее. Недавний период времени был отмечен в городе общероссийским стилем в домостроении – постройкой традиционных домов со сборными плитами-перекрытиями. Теперь архитектурные решения становятся брендом, они важны жителям и застройщикам. Точечная застройка постепенно уходит на второй план. Строительные компании стремятся освоить большие массивы: в Дашково-Песочне, в Канищеве, в Недостоеве. Это объясняется в первую очередь требованиями, чтобы в зоне доступности были и детский сад, и школа, и парковка, и т.д. [6].
По словам генерального директора проектного института Промгражданспроект Валерия Кираковского, Рязанский регион характеризуется положительной жилищной динамикой, акценты ставятся на строительство территорий комплексного развития, приведение в порядок «проблемных» территорий. Строятся здания в 20-22 этажа. Нарабатывается опыт построек с современными энергосберегающими технологиями: с солнечными батареями, вакуумными солнечными коллекторами для горячей воды, тепловыми насосами, которые используют энергию земли.
По результатам нашего исследования мы приходим к следующим выводам.
Будущие жильцы, застройщики могут обозначить любые характеристики современного дома, и строительные компании способны гибко отреагировать на любой индивидуальный заказ.
Если рассматривать в совокупности все характеристики современного многоэтажного строительства, то самой впечатляющей и отвечающей всем запросам технологией является монолитное строительство, в частности представленная нами СИСТЕМА КУБ 2,5 со своими уникальными характеристиками.
Однако панельное строительство, строительство из кирпича, которые также были изучены и проанализированы нами, имеют место и являются значимыми ступенями развития и совершенствования строительной отрасли.
Эволюция домостроения предоставляет народонаселению новаторский микс технологий от самых давних времен до сегодняшних. Строительство становится искусством благодаря внедрению автоматизированных систем, повышению эффективности инжиниринга и разумному использованию технико-физических свойств стройматериалов. Они и дальше останутся ключевыми направлениями в развитии строительной отрасли [7,8].
Список литературы:
1. Ревич Я.Л., Рудомин Е.Н. и др. Технология строительного производства. – М., изд-во Ассоциации строительных вузов, 2011. – 410 с.
2. http://kakpostroitdomic.ru/stroitelstvo/bloki/drugie-vidy/stroitelstvo-mnogoetazhnyx-domov.html (дата обращения: 11.02.2022)
3. https://srbu.ru/stroitelnye-materialy/209-vidy-kirpicha.html (дата обращения: 11.02.2022)
4. http://iskmemfis.ru/service/stroitelstvo-po-sisteme-kub-25 (дата обращения: 11.02.2022)
5. http://www.chajka.ru/about-construction/construction/ (дата обращения: 11.02.2022)
6. https://ya62.ru/interview/person/proekty-v-deystvii/ (дата обращения: 11.02.2022)
7. https://businessman.ru/new-novejshie-texnologii-v-stroitelstve-sovremennoe-stroitelstvo-domov-osnovn... (дата обращения: 11.02.2022)
8. Большой справочник по конструкциям и материалам современных зданий, 2006. – 620 с. (дата обращения: 11.02.2022)