Быстровозводимые конструкции

Сокращение сроков строительства всегда было актуальной задачей. Специалисты постоянно стремились упростить процесс возведения объектов, не теряя при этом качества и в то же время повышая уровень комфорта. Именно с этой целью в свое время повсеместно развивалось сборное железобетонное домостроение. Но, несмотря на то, что сборный железобетон нашел свое место на современном строительном рынке, универсальным решением проблемы он не стал, поскольку платой за скорость стала потеря архитектурного облика и бедность объемно-планировочных изделий, что приводило к однообразию и скудности городской застройки в целом.

Поэтому процесс поиска и внедрения альтернативных решений не остановился. Результатом этого действия стало появление ряда перспективных быстровозводимых строительных технологий. В частности, дальнейшему развитию подверглись легкие каркасные конструкции, а также новые стержневантовые и воздухоопорные системы.

Лёгкие быстровозводимые каркасные конструкции

Технология строительства сооружений на основе быстровозводимого каркаса разработана достаточно давно и широко применяется многие десятилетия. Но именно в последние годы конструкция получила свое второе рождение. Причиной тому стало бурное развитие коммерческих отношений в нашей стране. Каркасные строения подходят для торговых площадей как нельзя лучше благодаря возможности в короткие сроки возводить 1-3-этажные торговые комплексы.

На сегодняшний день наиболее технологичным решением наружных стен является использование легких навесных панелей.

Большинство ограждающих навесных систем представляет собой многослойную конструкцию, состоящую чаще всего из наружного облицовочно-защитного слоя, утеплителя и жесткого внутреннего покрытия, которое также может выполнять и декоративную функцию.

Наибольшее распространение получили так называемые сэндвич-панели заводской готовности. Их конструктивная схема предполагает наличие двух пластиковых или алюминиевых скорлуп с установленным между ними эффективным утеплителем. Простота монтажа, высокие физико-механические характеристики, низкая стоимость, а также большая гамма цветовых решений — вот что обусловило широкое применение сэндвич-панелей.

Другим вариантом устройства наружных стен каркасных строений является применение металлических крупноразмерных ограждающих систем. Такие конструкции также имеют слоистую структуру с наружной и внутренней облицовкой гладкими или гофрированными листами и утеплителем посередине. Преимуществом этого решения является относительно большая несущая способность, позволяющая исключить необходимость устройства монтажного каркаса и дающая возможность сооружать на них другие элементы здания, например конструкцию крыши. Однако недостатком этой системы является необходимость монтажа каждого слоя по отдельности. Но при некоторой корректировке технологий сложностей, связанных с трудоемкостью, можно избежать.

Немаловажным новшеством стало применение современных светопрозрачных технологий. Передовые методы остекления позволяют легко воплощать большинство инженерных и архитектурных решений.

Так, сплошное остекление фасадов, создание прозрачных кровель, купольных, пирамидальных и других светопрозрачных конструкций в настоящий момент является обычной практикой. Заполнение переплетов проемов помещений осуществляется стеклопакетами, которые обеспечивают высокое тепло- и звукоизоляционные характеристики.

Конструктивная идея применяемых алюминиевых и пластиковых профилей предусматривает абсолютную герметизацию светопрозрачной системы при помощи утеплителей. Внутренняя, несущая часть переплета, как правило, изолирована от стекла и от наружного крепления резиновым или пластиковым «термомостом». Все эти меры в совокупности обеспечивают нормативный температурный режим внутренних помещений.

Основой легкого быстровозводимого каркасного здания является несущая структура, главные элементы которой выполняются из стальных профилей, а в некоторых случаях из железобетона. В основном это чередование вертикальных опор и горизонтальных балок, скрепленных между собой жесткими узлами на сварных соединениях. Все это образует продольные и поперечные рамы, воспринимающие действие горизонтальных и вертикальных нагрузок. Такое решение позволяет обеспечить достаточную несущую способность и пространственную жесткость каркаса в целом.

После сборки каркаса производится монтаж перекрытия. Его базовым элементом служит стальная оцинкованная гофрированная панель усиленного профиля, которая после установки в проектное положение заливается бетоном, в результате чего образуется прочное основание, способное выдерживать механические нагрузки. Подобное решение позволяет в дальнейшем монтировать любую конструкцию чистого пола.

На последнем этапе строительства устанавливается кровельный настил, поверх которого укладывается утеплитель (чаще всего минераловатный или стекловатный) и устраивается кровельное покрытие.

В целом каркасное быстровозводимое домостроение еще не исчерпало своих возможностей и продолжает совершенствоваться.

Стержневантовые резильянсовые конструкции

Одной из последних интересных разработок стали резильянсовые стержневантовые (упруго-податливые) системы. Данная технология имеет ряд уникальных особенностей. Одной из них является способность прогибаться под действием внешних нагрузок без разрушения с последующим возвратом в исходное положение после снятия нагрузки. Основой конструкции служат мелкоразмерные бруски (пластиковые или деревянные), нанизанные на стальной вантовый канат, в результате чего образуется упругая несущая рама. Рамы устанавливают в ряд с некоторым шагом как поперечные опоры и при необходимости соединяют между собой распорками. Ванты при этом работают на растяжение, а бруски — на сжатие.

Подобная система отличается простотой изготовления и позволяет легко наладить серийное производство, а потом, в упакованном компактном состоянии, легко доставляется на строительную площадку. При монтаже, в результате натяжения вант, конструкция самостоятельно разворачивается в пространстве и приобретает требуемую форму. Это уникальное свойство значительно ускоряет возведение здания.

После установки и укрепления несущих опор производится монтаж потолочной системы, а в ячейки, образующиеся между рамами и распорками, укладывается утеплитель. Кровельный настил выполняется из мягких материалов.

Область применения стержневантовых конструкций довольно широка. Это могут быть дачные дома, кафе, магазины, торговые и выставочные павильоны, спортивные залы, ангары, а такие показатели, как низкая стоимость (в 3 раза дешевле сооружений из металлических конструкций), простота монтажа, высокие механические характеристики и экологичность делают их для многих очень привлекательными.

Воздухоопорные, или сооружения компрессорного давления

Воздухоопорные сооружения представляют собой купол из тентового материала на основе ПВХ, срок эксплуатации которого составляет 10-17 лет. Электрическая воздухонагнетающая установка внутри купола создает избыточное статистическое давление, благодаря которому создается несущее усилие. В наших климатических условиях предпочтительнее эксплуатировать купола, состоящие из двух слоев, между которыми находится воздух. Данная конструкция позволяет поддерживать разницу между наружной и внутренней температурами около 60°С. Иными словами, если снаружи температура -40°С, то внутри она составляет +20°С.

Такое сооружение имеет тамбур-шлюз для входа и выхода, блок инженерного оборудования, необходимый для поддержания избыточного давления внутри (около 7 мм рт. ст.). Это давление не оказывает существенного влияния на организм человека. Для подогрева нагнетаемого воздуха можно использовать горячее водоснабжение, газ, топливо, электричество. Материал, из которого сделан купол, достаточно светопроницаем, поэтому в светлое время суток можно обходиться без дополнительного освещения, а в темное — использовать стационарные светильники.

Преимуществами сооружений данного типа являются относительно невысокая стоимость, облегченный фундамент (данное свойство позволяет устанавливать конструкции на крыше зданий), высокая мобильность, возможность быстрого оформления разрешительной документации, поскольку подобные постройки относятся к категории временных. Недостатки воздухоопорных сооружений — большая потребность в электроэнергии и уязвимость в отношении проявлений вандализма.

Авторы: Сергей Миронов, Максим Тебуев