Быстровозводимые здания и сооружения: особенности, виды и применение

Быстровозводимые здания – это передовая стройтеха, позволяющая в сжатый срок ставить любые объекты на высоком уровне качества. В наши дни такие быстровозводимые сооружения реально конкурируют с капитальными благодаря экономии, универсальности и скорострою.

Что такое быстровозводимые здания и сооружения

БВЗ дают невиданные ранее возможности для любого бизнеса – строить быстро, качественно и с выгодой для кошелька.

Определение быстровозводимых зданий и сооружений

Быстровозводимые здания (БВЗ) – это объекты капитального строительства, возводимые с использованием сборных конструкций заводского изготовления по ускоренной технологии строительства. Отличаются легкостью, прочностью и высокой скоростью монтажа.

Основные характеристики быстровозводимых конструкций

Рассмотрим технические параметры БВЗ в сравнении с традиционными капитальными зданиями:

• Облегченный фундамент (мелкозаглубленный, свайный) или его отсутствие;
• Несущий каркас из металла, дерева, железобетона;
• Ограждающие конструкции из сэндвич-панелей, профилированного листа;
• Сжатые сроки строительства – от 2 недель до 6 месяцев;
• Всесезонность монтажа, независимость от погодных условий;
• Отсутствие мокрых процессов, минимум отделочных работ.

Преимущества и недостатки быстровозводимых зданий

Оценим преимущества быстровозводимых зданий с точки зрения функциональности, экономичности и сроков строительства в сравнении с капитальными аналогами.

Плюсы быстровозводимых зданий и сооружений

1. Скорость возведения – в 2-3 раза быстрее капитального строительства;
2. Экономичность – на 40-60% дешевле традиционных зданий;
3. Мобильность – возможен демонтаж и перенос на новое место;
4. Легкость конструкций – не требуют массивного фундамента;
5. Точность изготовления и простота сборки элементов;
6. Широкие архитектурные возможности – разнообразие форм и планировок;
7. Высокая сейсмоустойчивость – до 9 баллов по шкале MSK-64.

Минусы и ограничения быстровозводимых конструкций

1. Ограниченная этажность – не более 2-3 этажей;
2. Необходимость антикоррозийной обработки металлокаркаса;
3. Усиленная теплоизоляция для использования в холодном климате;
4. Относительно небольшой срок службы – 25-50 лет;
5. Акустический дискомфорт и низкая огнестойкость некоторых материалов;
6. Предвзятое отношение к «нетрадиционным» технологиям строительства.

Типы и виды быстровозводимых зданий

Приведем классификацию быстровозводимых зданий по их целевому использованию с примерами реализованных объектов.

Классификация по назначению

Промышленные быстровозводимые здания

БВЗ производственного назначения выгодно отличаются скоростью возведения, адаптивностью к технологическим процессам и относительно невысокой стоимостью.

Самые востребованные типы:

• Производственные цеха и корпуса;
• Склады и логистические терминалы;
• Ангары для техники и оборудования;
• Котельные и генераторные установки;
• Мастерские и ремонтные боксы.

Коммерческие и гражданские быстровозводимые объекты

Коммерческие и социально-бытовые БВЗ пользуются высоким спросом благодаря привлекательному внешнему виду, возможности свободной планировки внутреннего пространства и комфортному микроклимату при умеренной стоимости строительства и эксплуатации.

Основные виды:

• Торгово-развлекательные комплексы и павильоны
• Административные здания и офисы
• Спортивные комплексы и бассейны
• Автосалоны и шоу-румы
• Кафе, рестораны, пункты общепита

Классификация по конструктивным особенностям

Оптимальный выбор несущего каркаса и ограждающих конструкций БВЗ определяется функциональным назначением, требуемыми пролетами, этажностью, архитектурным обликом и другими техническими параметрами проектируемого здания. Рассмотрим подробнее основные конструктивные схемы быстровозводимых объектов с примерами их реализации.

Каркасные быстровозводимые здания

Доминируют на строительном рынке благодаря своей надежности, долговечности и адаптивности под любые функциональные требования. В зависимости от конструкции несущего каркаса выделяют следующие типы быстровозводимых зданий:

• Стоечно-балочные – с шагом колонн 6-12 м, пролетами до 30 м. Пример: складской комплекс Wildberries площадью 303 000 м² (Подмосковье, 2022 г.).
• Рамные – беспролетные здания шириной до 36 м, длиной до 96 м. Пример: цех завода Haval площадью 54 500 м² (Тула, 2019 г.).
• Арочные – пролеты до 100 м, высота до 45 м. Пример: логоцентр Почты России на 50 000 м² (Новосибирск, 2020 г.).
• Структурные – уникальные пространственные конструкции пролетами 60-150 м. Пример: ангар для Boeing-777 в аэропорту Шереметьево (Москва, 2015 г.).
• Купольные – перекрытия в виде стальных ребристых куполов диаметром до 100 м. Пример: Астана Арена на 30 000 зрителей (Казахстан, 2009 г.).

Модульные быстровозводимые сооружения

Привлекают инвесторов минимальными сроками строительства, простотой монтажа и хорошей ремонтопригодностью. Основные разновидности модульного строительства:

• Блок-контейнеры – 70% рынка модульных зданий. Заводская готовность до 95%. Пример: 9-этажное общежитие из 405 контейнеров
• Модульные здания из 2D-панелей – монтаж на месте из плоских сэндвич-панелей. Пример: 3-этажная школа на 1000 учащихся.
• Объемно-модульные – из 3D-блоков со встроенными инженерными системами. Пример: 16-этажный отель на 250 номеров.

Бескаркасные быстровозводимые конструкции

Лучший выбор, когда нужно быстро и экономично построить временный объект, не привязываясь к конкретной площадке. Наиболее распространенные варианты:

• Тентовые – для складов, ангаров, павильонов, спортплощадок;
• Воздухоопорные – с тентовым покрытием без жесткого каркаса;
• Пневмокаркасные – с несущим каркасом из надувных секций.

Материалы для строительства быстровозводимых зданий

Номенклатура и характеристики материалов несущих и ограждающих конструкций во многом определяют технико-экономические показатели быстровозводимых зданий.

Металлоконструкции в быстровозводимом строительстве

Для несущих конструкций БВЗ применяют:

• Стальной прокатный профиль – двутавры, швеллеры, уголки;
• Стальные трубы квадратного и прямоугольного сечения;
• Холодногнутый С- и Z-образный профиль;
• Фермы из уголков на сварке или болтах;
• Решетчатые колонны и структурные плиты.

Металлокаркас собирают на заводе или на стройплощадке из отдельных элементов с помощью болтовых соединений и сварки. Все конструкции обрабатывают антикоррозийными составами и огнезащитными красками.

Сэндвич-панели для быстровозводимых зданий

Сэндвич-панели – многослойные конструкции из двух стальных листов с утеплителем внутри. Используются для стен и кровли БВЗ.

Типы сэндвич-панелей:

• Минераловатные – с базальтовым волокном, негорючие, прочные, долговечные;
• Пенополистирольные – легкие, теплые, простые в монтаже;
• Пенополиуретановые – эффективная теплоизоляция, гидроизоляция, герметичность.

Достоинства сэндвич-панелей:

• Малый вес – от 10 до 30 кг/м²;
• Высокая несущая способность – до 2 т/м²;
• Хорошие теплотехнические свойства – λ=0,04…0,06 Вт/(м·°С);
• Простой и быстрый монтаж с минимумом крепежа и стыков;
• Широкий выбор облицовок, цветов и фактур.

Проектирование и строительство быстровозводимых объектов

Специфика проектирования и строительства быстровозводимых зданий требует от проектировщиков и подрядчиков высокой квалификации, владения современными технологиями и инструментами, опыта реализации подобных проектов.

Особенности проектирования быстровозводимых зданий

Проектирование БВЗ имеет ряд особенностей:

1. Модульность и вариативность компоновки;
2. Точный расчет конструкций на прочность и устойчивость;
3. Обеспечение требуемых теплотехнических показателей;
4. Привязка к конкретным инженерно-геологическим условиям;
5. Учет технологии изготовления и монтажа элементов;
6. Проработка узлов, стыков, креплений и примыканий;
7. Применение типовых или индивидуальных проектных решений.

БВЗ требуют высокой квалификации проектировщиков, владения современными САПР и сметными программами. Проекты обычно выполняют специализированные организации при участии поставщиков комплектующих.

Основные этапы строительства быстровозводимых сооружений

Эффективная организация строительно-монтажных работ критически важна для обеспечения высокого качества, безопасности и точного соблюдения сроков реализации проекта БВЗ.

Изготовление элементов конструкций

Стальные конструкции вырезают из листа на станках ЧПУ, гнут на прессах и прокатных станах. Затем сверлят отверстия под болты, грунтуют и красят в заводских условиях. Деревянные элементы пропитывают антисептиком и антипиреном. Все детали маркируются и упаковываются для отправки на объект.

Монтаж фундамента

Наиболее распространенные типы фундаментов для БВЗ:

• Мелкозаглубленный ленточный или столбчатый;
• Монолитная или сборная железобетонная плита;
• Свайный — забивной или буронабивной;
• Переносной блочный или контейнерный.

Выбор зависит от нагрузок, грунтовых условий и сезона строительства. Монтаж фундаментов ведут параллельно с заводским изготовлением каркаса здания.

Сборка каркаса здания

Металлические колонны устанавливают на фундаменты и закрепляют анкерными болтами. Затем монтируют балки, ригели, связи, прогоны и элементы жесткости. Стыки заполняют цементным раствором. После выверки положения конструкции закрепляют сваркой.

Монтаж ограждающих конструкций

По готовому каркасу монтируют стеновые и кровельные ограждения:

• Сэндвич-панели – крепят саморезами или винтами в замок;
• Профлист – привинчивают саморезами к прогонам с нахлестом;
• Тентовое покрытие – натягивают на каркас и закрепляют по контуру;

Все стыки панелей и листов промазывают герметиком. По контуру здания устраивают цоколь из сэндвич-панелей или профлиста.

Инженерное обустройство и отделка

Параллельно монтируют окна, двери, ворота. Прокладывают инженерные сети – электрику, освещение, отопление, вентиляцию. Если предусмотрено, устраивают подвесные потолки, стеновые панели, наливные полы. Снаружи здание красят или отделывают фасадными кассетами, металлосайдингом.

Пожарная безопасность быстровозводимых зданий

БВЗ должны соответствовать всем требованиям пожарной безопасности:

• Применение несгораемых конструкций – металла, бетона, ЦСП;
• Обработка деревянных элементов огне-биозащитными составами;
• Устройство противопожарных рассечек и преград;
• Соблюдение путей эвакуации, установка противопожарных дверей;
• Монтаж систем пожарной сигнализации и автоматического тушения.

При проектировании учитывается класс конструктивной пожарной опасности и степень огнестойкости здания в зависимости от функционального назначения.

Применение быстровозводимых зданий и сооружений

География использования БВЗ стремительно расширяется, охватывая все новые сферы бизнеса и социальной инфраструктуры.

Производственные и складские быстровозводимые здания

БВЗ завоевывают рынок промышленного строительства благодаря возможности создания практически любых производственно-складских объектов в 2-3 раза быстрее и на 30-40% дешевле капитальных аналогов. Вот примеры наиболее успешного применения быстровозводимых конструкций в индустриальном секторе:

• Заводы и фабрики с пролетами до 96 м, высотой до 45 м. Пример: цех алюминиевых профилей;
• Складские комплексы от 500 до 500 000 м². Пример: логистический центр Ozon;
• Крытые спецплощадки для хранения техники, сырья, продукции. Пример: ангар для самолетов;
• Котельные, генераторные, компрессорные. Пример: энергоцентр мощностью 16 МВт;
• Сервисные центры, цеха ТО и ремонта. Пример: корпус дилерского центра.

Торговые и выставочные быстровозводимые павильоны

БВЗ доминируют в коммерческом и социально-бытовом строительстве. Каждый второй ТЦ, каждый третий спорткомплекс и каждый пятый объект общепита в РФ построены по технологии БВЗ. Наиболее яркие примеры:

• ТРЦ и гипермаркеты: Глобус, Лента, Декатлон, Леруа Мерлен. Средняя площадь – 15 000 м²;
• Автосалоны и дилерские центры: Audi, BMW, Lexus, Toyota. Средняя площадь – 4500 м²;
• Спортивные объекты: СК Юбилейный в Смоленске на 1500 зрителей, СК Звездный в Томске;
• Рестораны быстрого обслуживания: McDonald’s, KFC, Burger King. Типовая площадь – 400-600 м².

Спортивные быстровозводимые сооружения

Спортивное строительство – одно из самых перспективных направлений для применения БВЗ. Каждый крупный город РФ в последние годы обзавелся быстровозводимыми ФОКами, аренами, бассейнами.

Знаковые объекты 2015-2022 гг.:

• Ледовый дворец Байкал в Иркутске вместимостью 6000 зрителей;
• Дворец спорта Янтарный в Калининграде на 7000 мест;
• Дворец водных видов спорта в Саранске – 75-метровый бассейн олимпийского класса;
• Академия тенниса имени Н.Н. Озерова в Рязани – 6 крытых и 7 открытых кортов;
• Футбольный манеж в Перми } поле 105х68 м, трибуны на 3000 мест.

Сельскохозяйственные быстровозводимые объекты

Российский агропром активно осваивает быстровозводимые здания и сооружения. Наиболее востребованы БВЗ для таких объектов:

• Животноводческие комплексы на 100-3500 голов КРС.
• Птицефабрики на 100-500 тыс. кур-несушек.
• Овощехранилища и фруктохранилища на 3000-30000 тонн.
• Зернохранилища и элеваторы на 10-150 тыс. тонн.
• Тепличные комбинаты площадью 3-60 га.

Экономическая эффективность быстровозводимых зданий

Финансовые преимущества БВЗ в сравнении с капитальным строительством служат главным драйвером роста их популярности у инвесторов.

Стоимость строительства быстровозводимых объектов

В сравнении с капитальным строительством, быстровозводимые здания на 30-50% дешевле за счет:

• Более низкой стоимости материалов и комплектующих;
• Сокращения объемов и трудоемкости работ;
• Снижения расходов на оплату труда рабочих;
• Уменьшения накладных и транспортных расходов;
• Отсутствия затрат на тяжелую строительную технику.

В среднем, стоимость БВЗ составляет 10-25 тыс. руб. за м² в зависимости от региона, конструктивной схемы и уровня внутренней отделки.

Сроки возведения быстровозводимых зданий

БВЗ строятся в 2-3 раза быстрее капитальных зданий.

Средние сроки строительства:

• Небольшой торговый павильон – 2-4 недели;
• Складское здание 1000-5000 м² – 1-2 месяца;
• Спортивный комплекс до 3000 м² – 3-4 месяца;
• Многофункциональное здание до 10 000 м² – 4-6 месяцев.

При типовых решениях и оптимизированном трудовом потоке возможно построить БВЗ до 1500 квадратов всего за 3-4 недели.

Экономия при эксплуатации быстровозводимых сооружений

Современные сэндвич-панели с утеплителем 150-200 мм имеют коэффициент теплопроводности 0,019-0,041 Вт/(м·°С). Это обеспечивает приведенное сопротивление теплопередаче 3,5-5,2 м²·°С/Вт и расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление 40-60 кВт·ч/м² в год.

По сравнению с нормами капстроя – до 40% экономии на теплоснабжении. Плюс системы рекуперации тепла и просветные конструкции снижают траты на освещение до 30%.

Заключение

БВЗ – универсальная технология для разных сфер экономики:

• Объекты любого назначения строятся в рекордные сроки;
• Колоссальная экономия времени и средств;

• Бюджетная стройсмета за счет недорогих материалов;
• Лёгкие, но прочные и износостойкие каркасы;
• Простая сборка даже неопытными строителями;
• Возможность демонтажа, транспортировки и вторичной сборки;
• Высокая энергоэффективность конструкций.

Технология шагает в авангард строительства, активно развивается и совершенствуется, и этот тренд сохранится на многие годы.