Научная статья на тему 'Технологии быстрого строительства экономичных малоэтажных жилых домов на основе оптимизированных легких сэндвич-панельных систем'

Технологии быстрого строительства экономичных малоэтажных жилых домов на основе оптимизированных легких сэндвич-панельных систем Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
1701
183
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СКОРОСТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО / ЭКОНОМИЧНЫЕ И КОМФОРТНЫЕ МАЛОЭТАЖНЫЕ ЖИЛЫЕ ДОМА / ОБЩЕСТВЕННЫЕ / HIGH-SPEED CONSTRUCTION / ECONOMICAL AND COMFORTABLE LOW-RISE APARTMENT HOUSES / PUBLIC BUILDINGS / OPTIMIZED SYSTEMS / LIGHT SANDWICH PANELS / REDUCED INSTALLATION LABOR AND CONSTRUCTION TIME / INNOVATIVE TECHNOLOGIES / QUICK-ASSEMBLY JOINTS / COUPLING-SLEEVE

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Казаков Юрий Николаевич

Обоснован инновационный метод скоростного строительства экономичных и комфортных малоэтажных жилых домов и общественных зданий на основе оптимизированных лёгких каркасно-панельных сэндвич-систем. Раскрыт методический подход к разработке оптимальной технологии в строительных процессах скоростного и массового возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей методом компьютерного моделирования и многокритериальной оптимизации различных вариантов технологических решений. Технология монтажа из средних и крупных индустриальных сэндвич-панелей (1,2x3,6 и 2,4x4,8 м) позволяет существенно снизить трудоёмкость и стоимость монтажа по сравнению с традиционными технологиями возведения малоэтажных домов из кирпича, блоков, монолитного бетона и сборного железобетона. Основными ведущими строительными процессами являются процессы быстрой «сухой» сборки сэндвич-панелей повышенной степени заводской готовности с применением унифицированных запатентованных быстросборных узлов соединений на основе типа «муфта-гильза». «Мокрые» процессы замоноличивания и сварки отсутствуют. Разработана и внедрена система следующих базовых принципов создания новых технологий для быстровозводимых зданий. Это конструктивная и технологическая возможность быстрого монтажа и демонтажа за счёт применения новых узлов типа «шип-гнездо», замков и шарниров вместо сварки, болтов и замоноличивания. Независимость процессов монтажа от погодных условий и внешних воздействующих факторов. Лёгкость замены конструктивных элементов при ремонте и реконструкции (пристройка, надстройка). Легкость конструктивных элементов за счет применения в каркасе панелей бруса, стали и полимеров вместо тяжелых железобетона и кирпича. Возможность монтажа вручную или с помощью лёгких кранов. Повышенная заводская готовность (до 95%). Максимальная унификация, стандартизация и типизация планировочных, конструктивных и технологических решений. Оптимальный расход строительных материалов. Доступная и конкурентная оптовая цена комплекта и стоимости работ. Компактность, значительное увеличение строительного объёма по сравнению с транспортным объёмом в пакетах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Казаков Юрий Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The innovative method of high-speed construction of economical and comfortablelow-rise apartment houses and public buildings based on optimizedlightweight frame-panel sandwich systems is grounded. The methodical approach to the development of the optimal technology for construction processes of rapid and mass erection of individual houses from industrial sandwich panels by computer simulation and multi-criteria optimization of various technological solutions is presented. The technology of assembling from medium and large industrial sandwich panels (1,2x3,6 and 2,4x4,8 meters) enables to reduce labor input and cost of construction in comparison with traditional low-rise houses from brick, blocks, monolithic concrete and precast reinforced concrete. The main construction processes: rapid "dry" assembly of sandwich panels with high manufacturing readiness level with the use of unified patented quick-assembly joints of the "coupling-sleeve" type, at which "wet" embedding and welding processes are absent. A system of basic principles for the creation of new technologies for prefabricated buildings has been developed and implemented. There is a constructive and technological possibility of quick installation and dismantling regardless of weather conditions, as well as simple replacement of structural elements for repair and reconstruction due to the use of new "spike-socket" assemblies, locks and hinges. A smaller mass of structural elements due to the use of timber, steel and polymer in the frame structure of panels instead of heavy reinforced concrete and bricks allows the installation to be carried out manually or with the help of light cranes. Increased operational readiness (to 95%); maximal unification, standardization and typification of planning, constructive and technological solutions; the optimal consumption of building materials with compactness and a significant increase in the structural volume in comparison with the transport volume in packages and moreover affordable wholesale price of the kit and competitive cost of construction.

Текст научной работы на тему «Технологии быстрого строительства экономичных малоэтажных жилых домов на основе оптимизированных легких сэндвич-панельных систем»

Технологии быстрого строительства экономичных малоэтажных жилых домов на основе оптимизированных легких сэндвич-панельных систем

Ю.Н.Казаков, СПбГАСУ, Санкт-Петербург

Обоснован инновационный метод скоростного строительства экономичных и комфортных малоэтажных жилых домов и общественных зданий на основе оптимизированных лёгких каркасно-панельных сэндвич-систем. Раскрыт методический подход к разработке оптимальной технологии в строительных процессах скоростного и массового возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей методом компьютерного моделирования и многокритериальной оптимизации различных вариантов технологических решений. Технология монтажа из средних и крупных индустриальных сэндвич-панелей (1,2*3,6 и 2,4*4,8 м) позволяет существенно снизить трудоёмкость и стоимость монтажа по сравнению с традиционными технологиями возведения малоэтажных домов из кирпича, блоков, монолитного бетона и сборного железобетона. Основными ведущими строительными процессами являются процессы быстрой «сухой» сборки сэндвич-панелей повышенной степени заводской готовности с применением унифицированных запатентованных быстросборных узлов соединений на основе типа «муфта-гильза». «Мокрые» процессы замо-ноличивания и сварки отсутствуют. Разработана и внедрена система следующих базовых принципов создания новых технологий для быстровозводимых зданий. Это конструктивная и технологическая возможность быстрого монтажа и демонтажа за счёт применения новых узлов типа «шип-гнездо», замков и шарниров вместо сварки, болтов и замоноличивания. Независимость процессов монтажа от погодных условий и внешних воздействующих факторов. Лёгкость замены конструктивных элементов при ремонте и реконструкции (пристройка, надстройка). Легкость конструктивных элементов за счет применения в каркасе панелей бруса, стали и полимеров вместо тяжелых железобетона и кирпича. Возможность монтажа вручную или с помощью лёгких кранов. Повышенная заводская готовность (до 95%). Максимальная унификация, стандартизация и типизация планировочных, конструктивных и технологических решений. Оптимальный расход строительных материалов. Доступная и конкурентная оптовая цена комплекта и стоимости работ. Компактность, значительное увеличение строительного объёма по сравнению с транспортным объёмом в пакетах.

Ключевые слова: скоростное строительство, экономичные и комфортные малоэтажные жилые дома, общественные

здания, оптимизированные системы, лёгкие сэндвич-панели, снижение трудоемкости монтажа, сокращение сроков строительства, инновационные технологии, быстросборные узлы соединения, муфта-гильза

High-Speed Construction of Economical and Comfortable

Low-Rise Residential and Public Buildings on the Basis

of Optimized Lightweight Frame-Panel Systems

Yu.N.Kazakov, SPbGASU, StPetersburg

The innovative method of high-speed construction of economical and comfortablelow-rise apartment houses and public buildings based on optimizedlightweight frame-panel sandwich systems is grounded. The methodical approach to the development of the optimal technology for construction processes of rapid and mass erection of individual houses from industrial sandwich panels by computer simulation and multi-criteria optimization of various technological solutions is presented. The technology of assembling from medium and large industrial sandwich panels (1,2*3,6 and 2,4*4,8 meters) enables to reduce labor input and cost of construction in comparison with traditional low-rise houses from brick, blocks, monolithic concrete and precast reinforced concrete. The main construction processes: rapid "dry" assembly of sandwich panels with high manufacturing readiness level with the use of unified patented quick-assembly joints of the "coupling-sleeve" type, at which "wet" embedding and welding processes are absent. A system of basic principles for the creation of new technologies for prefabricated buildings has been developed and implemented. There is a constructive and technological possibility of quick installation and dismantling regardless of weather conditions, as well as simple replacement of structural elements for repair and reconstruction due to the use of new "spike-socket" assemblies, locks and hinges. A smaller mass of structural elements due to the use of timber, steel and polymer in the frame structure of panels instead of heavy reinforced concrete and bricks allows the installation to be carried out manually or with the help of light cranes. Increased operational readiness (to 95%); maximal unification, standardization and typification of planning, constructive and technological solutions; the optimal consumption of building materials with compactness and a significant increase in the structural volume in comparison with the transport volume in packages and moreover affordable wholesale price of the kit and competitive cost of construction.

Keywords: high-speed construction, economical and comfortable low-rise apartment houses, public buildings, optimized systems, light sandwich panels, reduced installation labor and construction time, innovative technologies, quick-assembly joints, coupling-sleeve.

Начиная с 1991 года в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете и Северо-Западном территориальном отделении РААСН создано и успешно развивается новое, приоритетное, перспективное и востребованное обществом и экономикой, инновационное научное направление в отечественной строительной науке: «Теоретические основы разработки новых конкурентоспособных технологий строительства инновационных типов быстро-возводимых, мобильных и трансформирующихся гражданских и воинских зданий, сооружений и комплексов на основе оптимизированных комплектов лёгких модульных каркасно-панельных и объёмно-блочных конструкций высокой степени заводской готовности и быстросборных узлов соединений для обычных условий, чрезвычайных ситуаций и военного времени в интересах Министерства строительства и ЖКХ, МЧС и Министерства обороны Российской Федерации» [1-3].

Это направление соответствует двум направлениям в двух основных официальных государственных документах РФ в области науки и технологии: «Приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники РФ» (п. 8. «Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика») и «Перечню критических технологий Российской Федерации» (п. 21. «Технологии предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»), утверждённых Указом Президента РФ от 7 июля 2011 года № 899.

Разработана новая система следующих принципов создания новых «быстрых» технологий:

- высокая скорость и простота сборки (монтажа) зданий без применения каких-либо «мокрых» и сварочных процессов, гаек и болтов;

- работники, принимающие участие в сборке конструкций, не требуют специального обучения, достаточно первого-второго разряда;

- безупречное качество модульных систем, обеспечиваемое их выпуском на инновационном оборудовании;

- возможность перевозки изделий любым видом транспорта - авиационным,водный, автомобильным, железнодорожным;

- все элементы модульных систем отвечают требованиям европеревозок, максимальная масса одного пакета - не более 3 т;

- большие возможности в архитектурном плане - из идентичных по номенклатуре деталей при строительстве модульных зданий можно создавать самые разные постройки и сооружения с индивидуальными внешними и функциональными особенностями;

- возможность строительства в районах Крайнего Севера (вечная мерзлота);

- повышенная сейсмоустойчивость (здания выдерживают толчки до девяти баллов);

- возможность монтажа и демонтажа элементов вручную или с помощью лёгких автомобильных кранов грузоподъёмностью до 3т;

- трансформация и пневматические методы возведения.

Под быстровозводимыми зданиями в этом направлении понимаются объекты, построенные по скоростным

Рис. 1. Модель и принципы технологии быстровозводимого монтажа индивидуальных жилых домов способом «сухой» сборки сэндвич-панелей оптимизированных размеров 1,2х3,6 м и 95-процентной степени заводской готовности на основе быстросборных узлов «муфта-гильза»: а) основные виды унифицированных модульных сэндвич-панелей и элементов; б) установка деревянных термопакетов с гильзами на ростверк фундамента с шагами 1,2х3,6 метров вручную; в) монтаж панелей перекрытий наведением их муфт на гильзы термопакетов вручную; г) монтаж панелей стен первого этажа наведением их гильз на муфты перекрытий и временное закрепление вручную; д) монтаж панелей перекрытий автокраном; е) монтаж панелей стен второго этажа автокраном и временное закрепление; ж) монтаж панелей перекрытий второго этажа с последующей «сухой» сборкой стеновых панелей и стропильной системы мансарды, кровли, монтаж инженерных систем, отделка

методам монтажа по принципу «сухой сборки» в сроки, значительно меньшие (в несколько раз) по сравнению с нормативными (традиционными) сроками строительства капитальных зданий по традиционным технологиям на

б)

Рис. 2. Модель и пример быстровозводимой технологии типа № 1.: а) монтаж дома на основе сэндвич-панелей крупного размера (2,4*4,8м) системы «Модуль». ДСК№ 160. Город Королёв Московской области; б) монтаж панелей надподвального перекрытия. Город Гатчина Ленинградской области. 2016 год

Рис. 3. Быстрый монтаж стен и перегородок. Масса 120-250 кг, дерево-стальной каркас панелей, обшивки - цементно-стружечная плита, ориентированно-стружечная плита

основе кирпича, блоков, монолитного и сборного железобетона. Под трансформирующимися зданиями понимаются объекты, построенные по скоростным методам монтажа по типу «сухой сборки» зданий раздвижного, телескопического и пневматического видов оригинальным способом трансформации и увеличения строительного объёма из первоначальной компактной блочной конструкции в сроки, значительно меньшие по сравнению с нормативными сроками строительства капитальных зданий по традиционным технологиям [1]. Модель и принципы технологии быстро-возводимого монтажа индивидуальных жилых домов способом «сухой» сборки сэндвич-панелей оптимизированных размеров 1,2х3,6 м и 95-процентной степени заводской готовности на основе быстросборных узлов «муфта-гильза» приведены на рисунках 1-3.

За двадцать пять лет исследований с помощью теоретических, расчётных, экспериментальных и натурных методов строительства и эксплуатации научно обосновано и достоверно доказано, что реализация данного направления позволяет достигнуть ряд существенных мультипликационных и синергетических социально-экономических эффектов на федеральном и региональном уровнях в Российской Федерации. Это: снижение трудоемкости и продолжительности строительства на 11-19%, снижение стоимости работ на 11-15%, повышение качества строительства на 7-9%, повышение ресурсосбережения на 5-7%, увеличение обеспечения граждан и военнослужащих безопасным, доступным и комфортным жильем на 3-7%, повышение уровня боевой готовности воинских частей на 3-5% [1-3]. Это способствует реализации приоритетного национального проекта «Доступное и комфортное жилье - гражданам России» и «Военной доктрины России».

Для реализации этого направления разработаны новые математические модели оптимизации: технологических процессов, механизации монтажа, механизации демонтажа, подбора бригад, календарного планирования, проектирования стройгенплана, технологических карт, расчёта потребных материалов. Применяются следующие адекватные методы исследования: технико-экономический системный анализ существующих технологических решений, патентный поиск, сравнительное вариантное технологическое проектирование, натурные эксперименты, теоретическое моделирование, исследования и замеры технологических параметров процессов возведения жилых домов, математическая статистика и теория вероятности при решении оптимизационных задач.

Так, были разработаны теоретические основы новых конкурентоспособных технологий строительства инновационных типов быстровозводимых, мобильных и трансформирующихся гражданских и воинских зданий, сооружений и комплексов на основе оптимизированных комплектов лёгких модульных каркасно-панельных и объёмно-блочных конструкций высокой степени завод-

ской готовности и быстросборных узлов соединений для обычных условий, чрезвычайных ситуаций и военного времени в интересах Министерства строительства, МЧС и Министерства обороны Российской Федерации. На их основе усовершенствованы технологии монтажа систем «Модуль» и «Сокол» в городе Королёв Московской области («160-й ДСК») и Сокол Вологодской области («21-й ДОЗ») [1, 4-6] (рис. 4, 5).

Далее по планам НИР РААСН и СПбГАСУ был разработан инновационный методический подход к разработке оптимальной технологии в строительных процессах скоростного возведения индивидуальных сборно-разборных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей в интересах МО и МЧС РФ методом компьютерного моделирования и многокритериальной оптимизации вариантов технологических решений. Разработаны новые рациональные технологические решения монтажа сэндвич-панелей, состоящих из минераловатных теплоизоляционных плит, каркаса и облицовочных обшивок, соединяемых между собой с помощью нового узла типа «муфта-гильза», с учетом наиболее важных критериев оптимальности: минимума затрат труда и машинного времени и минимума стоимости. Выявлены основные факторы и закономерности, влияющие на оптимизацию технологических режимов возведения индивидуальных жилых домов, воинских казарм, штабов и зданий военных городков из индустриальных сэндвич-панелей: масса и размеры сэндвич-панелей, степень заводской готовности панелей, высота домов и погодные условия [1; 3-5; 7-13] (рис. 6).

Были разработаны новые принципы и модели для новых технологий строительства доступных и комфортных жилых домов из новой быстровозводимой объёмно-блочной системы «Город» в Ленинградской области и регионах

России для Минстроя и МЧС РФ. Выполнено научное обоснование оптимизации конструктивных параметров блоков для быстровозводимых систем. Выполнены расчёты на

Рис. 4. Технология быстрого монтажа на основе мелкоэлементной системы «Сокол». 21-й ДОЗ. Монтаж панелей перекрытий. Узлы - стальные фигурные пластины. Город Вологда

Рис. 5. Монтаж панелей стен экспериментального физкультурно-оздоровительного комплекса. Город Вологда

б)

в)

а)

Рис. 6. Предлагаемая технология монтажа двухэтажного индивидуального жилого дома из сэндвич-панелей с использованием инновационного гибкого узла типа «муфта-гильза»: а) построенный дом, б) схема поперечного разреза конструкций, в) схема узла опирания панели перекрытия. 1 - монтаж горизонтальных несущих элементов; 2 - установка стоек; 3 - панели; 4 - укладка фундаментных подушек; 5 - пластины; 6 - шип; 7,8 - муфты; 9 -прорезь; 10 - лепестки; 11 - отверстия; 12 - вертикальные прорези; 13 - лепестки; 14 - уплотнитель

прочность, устойчивость и деформативность вертикальных несущих элементов - стоек трубчатого сечения из металла, горизонтальных - ригелей и балок, а также системы блоков-контейнеров, рассматриваемых как оптимизированные унифицированные модули на основе облегчённых панелей типа «сэндвич» и быстросборных узлов соединений для быстрой сборки жилого здания. В результате выполненных расчётов оптимизированы сечения несущих элементов и вес расходуемого материала. Экономия стали составила 29,34%, снижение массы одного блока - с 2,3 т до 2,2 т (на 0,1 т). При изготовлении 1000 блоков в год в ЗАО «Город» в городе Гатчине Ленинградской области экономия стали составила 100 тонн и 3,1 млн рублей. Разработанная инновационная методика применена к совершенствованию последующих конструктивных систем [1].

Также была разработана инновационная концепция по повышению комфортности и доступности жилых зданий с учётом высоких требований по энергосбережению и ограниченной покупательной способности граждан в Российской Федерации. Оптимизированы тепловая защита, влажностный режим ограждающих конструкций, индексы изоляции воздушного шума, проведены экспе-

б)

Рис. 7. Технология быстрого возведения на основе мобильных (сборных и разборных) объёмных блоков полной заводской готовности с оборудованием и мебелью системы «Город». Стальной каркас и минераловатный базальтовый утеплитель. Двухэтажный жилой комплекс газовиков: а) схема монтажа, б) фото реального монтажа. Город Сургут, Западная Сибирь. 2017 год

риментальные проверки расчётных значений для города Тихвина и посёлка Свирица - мест массового строительства жилья на основе быстровозводимой системы «Город» в Ленобласти. Новизна результатов НИР заключалась в том, что были оптимизированы толщины утеплителя, толщины листов каркасно-обшивных стен и перегородок. Результаты работы направлены на создание условий для экономии энергоресурсов, снижение затрат на отопление зданий и повышение комфортности теплового и акустического микроклимата помещений. Использованная методика позволила в короткие сроки оптимизировать расчёты аналогичных систем в организациях - производителях строительных конструкций каркасно-панельного типа в России. В настоящее время результаты НИР внедрены в ООО «МСТ» (город Гатчина Ленинградской области) при выпуске конструкций системы «Город» для её применения при строительстве жилых домов.

Был предложен методический подход с моделью и алгоритмом для разработки оптимального варианта строительных процессов быстрого монтажа навесных вентилируемых фасадов из индустриальных сэндвич-панелей методом многокритериальной оптимизации технологических решений. Разработаны новые варианты оптимальных технологических решений монтажа минераловатных теплоизоляционных плит, каркасных и облицовочных элементов и технологические режимы устройства навесных вентилируемых фасадов с учётом наиболее важных для строительных организаций, заказчиков-застройщиков и жильцов критериев оптимальности: минимума затрат труда и машинного времени, минимума стоимости, повышенного качества и безопасности. Выявлены основные факторы и закономерности, влияющие на оптимизацию технологических режимов устройства различных видов навесных вентилируемых фасадов и снижение трудоёмкости и стоимости работ: масса и размеры плит утеплителя, навесных панелей, элементов каркаса и крепежа, комплексная механизация работ, индустриальность конструкций, величина воздушного зазора, высота здания и погодные условия. Установлено влияние основных факторов и закономерностей на оптимизацию технологических режимов устройства НВФ, позволяющее снизить трудоемкость работ до 0,49-1,79 чел.-см. на один квадратный метр площади фасада, что с учётом процессов эксплуатации и ремонта на 5-7% эффективнее по сравнению с существующими сопоставимыми традиционными методами устройства фасадов без вентилируемых зазоров [1-3; 6].

Анализ преимуществ предложенной выше технологии доказывает, что технология монтажа индивидуальных жилых домов из крупных индустриальных сэндвич-панелей (1,2*3,6 м) позволяет существенно снизить трудоёмкость и стоимость монтажа по сравнению с традиционными технологиями возведения малоэтажных домов из кирпича и железобетона. Основными ведущими строительными про-

цессами в предложенной технологии являются процессы «сухой» сборки крупных сэндвич-панелей полной заводской готовности с применением типовых узлов соединений на основе гибкого узла типа «муфта-гильза», уплотнителя, силиконовых прокладок и нащельников. Вспомогательными строительными процессами в разработанной технологии являются подготовительные, изоляционные, отделочные и контролирующие качество операции.

Достоверность результатов исследований подтверждается значительным объёмом проанализированных конструктивно-технологических решений; применением современных методов исследования, адекватных объекту изучения, моделирования, натурных экспериментов и исследования технологических параметров процессов возведения жилых домов, математической статистики и теории вероятности при решении оптимизационных задач; положительной апробацией и практикой внедрения (рис. 7).

Обобщая изложенное, можно провести системный сравнительный анализ конкурентных инновационных преимуществ разработанных быстровозводимых технологий монтажа зданий с учётом отечественных и зарубежных оценок [14-20] (табл.).

Выводы

1. Таким образом, можно говорить о дальнейшем развитии данного актуального и приоритетного направле-

Таблица. Системный сравнительный анализ конкурентных инновационных преимуществ

разработанных технологий быстрого монтажа зданий

ния в строительной науке и технике. Оно способствует осуществлению российскими научными, проектными и производственными организациями существенного научного и технологического прорыва, а также обеспечению лидерства Российской Федерации в научном мире по указанному научному направлению. Сформирован и продолжает работать творческий коллектив из многих специалистов - ученых, проектировщиков, конструкторов заводов, строителей из СПбГАСУ, ОСН РААСН, ВА МТО (ИТИ), «160-го ДСК», «21-го ДОЗ», компаний «Омега», «Город» и др.

2. Обоснован инновационный метод скоростного строительства экономичных и комфортных малоэтажных жилых домов и общественных зданий на основе оптимизированных лёгких каркасно-панельных сэндвич-систем. Раскрыт методический подход к разработке оптимальной технологии в строительных процессах скоростного и массового возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей в интересах граждан методом компьютерного моделирования и многокритериальной оптимизации различных вариантов технологических решений. Технология монтажа из средних и крупных индустриальных сэндвич-панелей (1,2*3,6 м и 2,4*4,8 м) позволяет существенно снизить трудоёмкость и стоимость монтажа по сравнению с традиционными технологиями возведения малоэтажных домов из кирпича, блоков, монолитного бетона и сборного железобетона.

3. Основными ведущими строительными процессами являются процессы «сухой» сборки крупных сэндвич-панелей полной заводской готовности с применением унифицированных запатентованных быстросборных узлов соединений на основе типа «муфта-гильза», уплотнителей и нащельников. «Мокрые» процессы замоноличивания и сварки отсутствуют. Вспомогательными строительными процессами являются подготовительные, изоляционные, отделочные и контролирующие качество операции.

Разработана и внедрена система следующих базовых принципов создания новых технологий для быстровозводимых зданий. Это конструктивная и технологическая возможность быстрого монтажа и демонтажа за счёт применения новых узлов типа «шип-гнездо», замок и шарнир вместо сварки, болтов и замоноличивания; высокая технологичность (простота), низкая трудоёмкость и стоимость монтажно-демонтажных работ с рабочими вторых - третьих разрядов или силами самих граждан-застройщиков; независимость процессов монтажа и демонтажа от погодных условий и внешних воздействующих факторов и др.

Монтаж жилого дома площадью 200 кв. м возможен круглогодично и может быть выполнен бригадой всего из двух-трёх монтажников низких (второго-четвёртого) разрядов при наличии лёгкого крана КС-356 (3 т) в течение всего одного-двух месяцев. Это очень быстро и привлекательно для граждан нашей страны.

№ п/п Показатели технологических преимуществ Ед. изм. Виды строительных технологий

Традиционные Быстрый монтаж

Монолитное бетонирование Кирпичная кладка Монтаж железобетонных панелей Устройство каркаса и обшивка его утеплителем Монтаж мелких сэндвич-панелей на болтах Монтаж средних сэндвич-панелей на накладках Монтаж крупных сэндвич-панелей

1 Трудоемкость монтажа чел.-ч./мг 15-20 10-12 5-7 3-4 1-1,2 0,4-0,5 0,2-0,3

2 Степень заводской готовности % 50-60 60-65 70-75 75-80 80 85 95

3 Трудоемкость демонтажа чел.-ч/мг не предусм. не предусм. не предусм. не предусм. 1 0,5 0,2

4 Стоимость монтажа руб мг 4000-5000 2000-3000 1000-2000 600-700 200-300 80-100 40-50

5 Средняя масса сопоставимой панели перекрытия КГ 3000 3000 3000 200 150 200 300

6 Требуемый разряд рабочих - 5-6 5-6 4-5 3-4 3-4 3-4 1-2

7 Уход за конструкциями после монтажа (прогрев, полив и ДР-) - + + - + - - -

8 Каркас панели - ЖБК ЖБК ЖБК дерево дерево дерево сталь

9 Теплоизоляция газобетон, керамика керамика, газобетон Газобетон, керамика пенопласт стекловата минвата базальт. 3-слойн. вата

10 Обшивки - штукатурка штукатурка навесной фасад проф-настил фанера, ЦСП ЦСП, фанера сайдинг, гипрок

11 Узлы соединения - бетон, сварка раствор, сварка сварка, раствор гвозди, саморезы болты, саморезы накладки, болты «гильзы-муфты»

4. В качестве направлений дальнейших научных исследований по данному направлению в 2017-2021 годах можно выделить следующие:

- разработка инновационных технологий оперативного возведения трансформирующихся зданий для военных городков Министерства обороны Российской Федерации при развёртывании новых военных баз ВМФ и ВВС на Арктических территориях на основе новых шарнирных и телескопических узлов;

- разработка новых технологий монтажа пневматических зданий для вахтовых посёлков нефтяников и газовиков для освоения месторождений на Крайнем Севере по заказам ПАО «Роснефть» и «Газпром»;

- оптимизация и совершенствование конструктивных и технологических решений быстровозводимых жилых домов на 160-м ДСК в городе Королёве и 21-м ДОЗ в городе Сокол на основе внедрения новых пластмассовых конструкций вместо деревянных и стальных в каркасы панелей перекрытий и стен;

- исследования процессов монтажа и демонтажа объёмно-блочных зданий при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в регионах по заказу МЧС Российской Федерации.

Литература

1. Казаков, Ю.Н. Проектирование и строительство оптимально комфортных и экономичных индивидуальных жилых домов с инновациями / Ю.Н. Казаков, В.П. Захаров. - СПб: СПбГАСУ, 2017. - 271 с.

2. Казаков, Ю.Н. Как построить дом за 1 год / Ю.Н. Казаков. - СПб: ВШ, 2008. - 392 с.

3. Казаков, Ю.Н. Проектируем и строим дом сами / Ю.Н. Казаков. - СПб: Питер, 2010. - 304 с.

4. Никольский,М.С. Рациональные решения строительства быстровозводимых коттеджей на основе деревянных панелей / М.С. Никольский // Строительство: новые технологии, новое оборудование. - М., 2011. - № 2. - С. 32-36.

5. Никольский,М.С. Рациональные решения быстровозводимых коттеджей для загородного домостроения на основе деревянных панелей / М.С. Никольский; Международная конференция «Загородное домостроение - 2009» - СПб., 2009. - С. 51-52.

6. Сычёв, С.А. Технологии строительства и реконструкции энергоэффективных зданий / С.А. Сычёв, Г.М. Бадьин. - СПб: ВШ, 2017. - 464 с.

7. Сычёв, С.А. Перспективные технологии строительства и реконструкции зданий/ С.А. Сычёв, Г. М. Бадьин.- СПб.: Лань, 2017. - 358 с.

8. Сычёв, С.А. Математические методы и модели в скоростном строительстве полносборных зданий/ О.А. Малафеев, С.А. Сычёв и др. - Краснодар: МИР, 2017. - 310 с.

9. Сычёв,С.А. Индустриальная технология монтажа быстро-возводимых трансформируемых зданий в условиях Крайнего Севера / С.А. Сычёв.- СПб: СПбГАСУ, 2017. - 412 с.

10. Buildings in the Conditions of Northern Regions / G. Badjin, S. Sychev, A. Judina // Applied Mechanics and Materials.

- 2015. - Vol. 725-726. - P. 100-104.

11. Sychev, SA Energy-economic house: Energy-Efficient Construction Technologies [Электронный ресурс] / G.M. Badjin, S.A. Sychev, N.A. Pavlova // Transmit World. - 2013. - Vol. 2, № 1. - Режим доступа: https://transmitworld.wordpress.com/ archives/ (дата обращения 16.11.2017).

12. Sychev S.A. Monitoring and Logistics of Erection of Prefabricated Modular Buildings / S.A. Sychev, D. Sharipova // Indian Journal of Science and Technology. - 2015. - Vol. 8 (29). - P. 1-6.

13. Sychev S.A. Technologies for Fast Economical Construction of Residential Buildings / S. A. Sychev // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2015. -Vol. 10. - № 17. - P. 7502-7506.

14. Adam, M. Modulare Raumsysteme als moderne Form des Bauens / Michael Adam. - Berlin, 2001. - 54 s.

15. Anderson, M. Prefab prototypes: Site-Specific Design for Offsite Construction / M. Anderson, P. Anderson. - New York: Princeton Architectural Press, 2007. - 123 p.

16. Fudge, J. Prefabricated modular concrete construction / J. Fudge, S. Brown // Building engineer. - 2011. - № 86 (6). - P. 20-21.

17. Knaack, U. Prefabricated systems: Principles of construction / U. Knaack, Sh. Chung-Klatte, R. Hasselbach. -Berlin :De Gruyter, 2012. - 133 p.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

18. Lawson, R.M. Modular Design for High-Rise Buildings / R.M. Lawson, J. Richards // Proceedings of the ICE - Structures and Buildings. - 2010. - № 163 (3). - P. 151-164.

19. Nadim, W. Offsite Production in the UK: The Way Forward? A UK Construction Industry Perspective / W. Nadim, J.S. Goulding // Construction Innovation: Information, Process, Management. - 2010. - № 10 (2). - P. 181-202.

20. Staib, G. Components and Systems: Modular Construction: Design, Structure, New Technologies / G. Staib, A. Dörrhöfer, M. Rosenthal; Institutfür International ArchitekturDokumentation. - München, 2008. - 34 p.

Literatura

1. Kazakov Yu.N. Proektirovanie i stroitel'stvo optimal'no komfortnyh i ekonomichnyh individual'nyh zhilyh domov s innovatsiyami / Yu.N. Kazakov, V.P. Zaharov. - SPb: SPbGASU, 2017. - 271 s.

2. Kazakov Yu.N. Kak postroit' dom za 1 god / Yu.N. Kazakov.

- SPb: BKhV, 2008. - 392 s.

3. Kazakov Yu.N. Proektiruem i stroim dom sami / Yu.N. Kazakov. - SPb: Piter, 2010. - 304 s.

4. Nikol'skij M.S. Ratsional'nye resheniya stroitel'stva bystrovozvodimyh kottedzhej na osnove derevyannyh panelej / M.S. Nikol'skij // Stroitel'stvo: novye tehnologii, novoe oborudovanie. - M., 2011. - № 2. - C. 32-36.

5. Nikol'skij M.S. Ratsional'nye resheniya bystrovozvodimyh kottedzhej dlya zagorodnogo domostroeniya na osnove

derevyannyh paneLej / M.S. Nikol'skij; Mezhdunarodnaya konferentsiya «Zagorodnoe domostroenie - 2009». - SPb., 2009. - S. 51-52.

6. Sychev S.A TehnoLogii stroiteL'stva i rekonstruktsii energoeffektivnyh zdanij / S.A. Sychev, G.M. Bad'in. - SPb: BKhV, 2017. - 464 s.

7. Sychev S.A Perspektivnye tehnoLogii stroiteL'stva i rekonstruktsii zdanij/ S.A. Sychev, G. M. Bad'in.- SPb.: Lan', 2017. - 358 s.

8. Sychev, S./4. Matematicheskie metody i modeLi v skorostnom stroiteL'stve poLnosbornyh zdanij/ O.A. MaLafeev, S.A. Sychev i dr. - Krasnodar: MIR, 2017. - 310 s.

9. Sychev S.A. IndustriaL'naya tehnoLogiya montazha bystrovozvodimyh transformiruemyh zdanij v usLoviyah Krajnego Severa / S.A. Sychev.- SPb: SPbGASU, 2017. - 412 s.

Казаков Юрий Николаевич, 1961 г.р. (Санкт-Петербург). Доктор технических наук, профессор, советник РААСН. Профессор кафедры технологии строительного производства ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет», учёный секретарь Северо-Западного территориального отделения ФГБУ «РААСН», эксперт по проектной документации, судебный эксперт по строительно-технической специальности. Сфера научных интересов: строительство быстровозводимых и трансформирующихся зданий, индивидуальные жилые дома, интеллектуальные здания, «антитеррористическая» архитектура. Автор более 200 научных публикаций. Тел.: +7 (812) 316-16-09. E-maiL: [email protected].

Kazakov Yuri Nikolayevich, born in 1961. St. Petersburg. Doctor of TechnicaL Sciences, Professor, Adviser of RAACS. Professor of the Department of Construction TechnoLogy FSBUU VO "St. Petersburg State University of Architecture and Construction", academic secretary of the North-West TerritoriaL Branch of the FederaL State Unitary Enterprise "RAASN", expert in design documentation, forensic expert in construction and technicaL speciaLty. Scientific interests: construction of prefabricated and transforming buiLdings, individuaL houses, inteLLectuaL buiLdings, "antiterrorist" architecture. Author of more than 200 scientific pubLications. TeL.: +7 (812) 316-16-09. E-maiL: [email protected].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.