Проектирование блочно-модульных зданий
Блочно-модульные здания – широко распространенный способ строительства и проектирования зданий различного назначения. Такой вариант проекта подойдет для жилых строений – места жительства вахтовых рабочих, строительного персонала, для строительства индивидуальных домов на собственном участке, а также для нежилых, производственных помещений – складов, цехов, гаражей, мастерских, торговых павильонов.
Относительно легкий способ конструирования и проектирования таких зданий позволяет использовать их в любых условиях, на любых территориях. Для возведения блочно-модульных зданий не всегда требуется фундамент, что значительно упрощает их возведение и снижает затраты на строительство.
Блочно-модульные здания относятся к быстровозводимым облегченным конструкциям. Реализовать проект из блочно-модульных зданий можно в очень сжатые сроки, так как данные конструкции имеют типовые размеры, зависящие от применяемых в проекте материалов. Проектирование блочно-модульных зданий охватывает не только проектирование самого каркаса данного вида зданий, но и основные отделочные решения по внутренней и внешней отделке, а также разводку инженерных коммуникаций внутри блочно-модульного здания, с выводом мест подключения к наружным инженерным сетям.
Ввиду простоты и легкости возведения таких зданий, а также высокой скорости их строительства при низкой себестоимости, проектирование блочно-модульных зданий получило массовое распространение как в коммерческом строительстве, так и в частном.
- контейнерное здание, состоящее из одного блок-контейнера с готовностью «под ключ»;
- сборно-разборное блочно-модульное здание, состоящее из двух и более блок-контейнеров и вспомогательных металлоконструкций, смонтированных в конструктивную систему на месте эксплуатации.
Проектирование блочно-модульных зданий должно прежде всего учитывать предназначение проектируемого здания.
Блочно-модульные здания могут быть использованы для проектирования зданий следующего назначения:
• Жилые — общежития, временные дома для проживания персонала – бытовки, комнаты отдыха, вахтовые поселки, дома (одноквартирные, многоквартирные);
• Общественные — торговые помещения, предприятия общественного питания, прачечные, здания медицинского назначения (фельдшерско-акушерские пункты, санитарные боксы, медпункты), магазины (киоски, торговые павильоны), бани и другие;
• Производственные — административно-бытовые комплексы (АБК), ремонтные мастерские, лаборатории, станции техобслуживания, установки с производственным и энергетическим оборудованием, котельные, очистные и фильтрационные сооружения и другие;
• Складские — склады, кладовые, гаражи;
• Вспомогательные — санитарные узлы, душевые, сушилки, диспетчерские и т.д.
Какое бы назначение не имел проект будущего блочно-модульного здания, основной задачей перед проектировщиком ставится грамотное исполнение в проекте конструкции блочно-модульного здания.
Крыша проектируемых блочно-модульных зданий может быть выполнена в различных конструктивных исполнениях: односкатная, двускатная, съемная, стационарная, с чердачным пространством (холодная или утепленная). Проектируемые блочно-модульные здания предназначены для установки на горизонтальную ровную поверхность (в том числе стальную раму, площадку с металлическими закладными и т.д.). Стандартно основание проектируемого блочно-модульного здания должно быть утеплено, и толщина основания выбирается в зависимости от климатического района объекта.
В проекте блочно-модульных зданий используется следующий набор конструктивных и отделочных материалов:
• Каркас проектируемого блочно-модульного здания — металлический швеллер (120х50х3 или 80х50х3 мм) и уголок (95х95х3 мм) стальной;
• Каркас стен проектируемого блочно-модульного здания с обшивкой из профлиста — обрезная доска;
• Каркас стен проектируемого блочно-модульного здания из сэндвич-панели — стандартные панели с утеплителем 80 или 100 мм;
• Внешняя обшивка проектируемого блочно-модульного здания — профлист;
• Теплоизоляция — в качестве утеплителя в проекте блочно-модульного здания могут быть использованы – пенополистерол, пенополиуретан, минеральная вата, пенополиизоцианурат толщиной 50-150мм., с прокладкой из влаго- и ветрозащитного полотна;
• Пол проектируемого блочно-модульного здания — необрезная и обрезная доска, ДСП, чистовой пол — массивная доска, линолеум;
• Внутренняя отделка проектируемого блочно-модульного здания — несколько вариантов на основе МДФ, ДВП, ДВПО, ЛДСП, ПВХ-панелей;
• Кровля проектируемого блочно-модульного здания — оцинкованный лист или профлист, при обустройстве двускатной кровли изготавливается ферменный каркас из уголка.
Размеры проектируемых блочно-модульных зданий и сооружений кратны используемым в их конструкции блок-контейнерам. Зачастую по одной стороне длина проектируемого блочно-модульного здания кратна 2,4 метра и более в зависимости от числа контейнеров. По другой стороне длина проектируемого блочно-модульного здания соответствует длине блоков, обычно 6, 9 и 12 метров.
Высота проектируемых блочно-модульных зданий по контейнеру кратна 2,4 метрам, с учетом допуска до полуметра и более при обустройстве двускатной кровли. При большем количестве этажей высота проектируемых блочно-модульных зданий увеличивается.
Масса проектируемого блочно-модульного здания в общем случае составляет сумму масс составляющих его блок-контейнеров. В среднем блок-контейнер длиной 6 метров имеет массу 2 — 2,5 тонны в зависимости от комплектации, блок-контейнер длиной 9 — 12 метров может весить до 4 — 5 тонн. Также в вес здания входят кровельные конструкции (от нескольких центнеров до нескольких тонн), внешние и внутренние лестничные марши, различное дополнительное оборудование.
Для строительства одиночного блочно-модульного здания не требуется фундамент - достаточно лишь разровнять и утрамбовать грунтовую площадку. Для строительства комплекса блочно-модульных зданий рекомендуется проектировать постоянный фундамент. Для блочно-модульных зданий в проекте используются следующие виды фундаментов:
• Незаглубленные — щебенчатые фундаменты, плитные, толщиной от 200 мм, асфальтобетон, блочные. Их используют для установки небольших блочно-модульных зданий малого веса на непучинистых грунтах.
• Мелкозаглубленные — столбчатые и ленточные фундаменты различных конструкций (из кирпича и монолитные). Такие фундаменты используют для блочно-модульных зданий нескольких этажей и при сроке эксплуатации более 10 лет.
• Свайные - с обвязкой стальными балками. Используют при проектировании блочно-модульных зданий нескольких этажей, на подвижных грунтах.
- сборку из минимального количества блоков,
- размещение блоков в строгой последовательности вдоль технического коридора,
- возможность удобного доступа к оборудованию блоков и коммуникациям для технического обслуживания и ремонта.
Конструкции проектируемых блочно-модульных зданий должны быть рассчитаны на действие нагрузок от собственного веса и конструкций, которые на них опираются, снеговых и ветровых нагрузок, нагрузок от технологического оборудования, транспортного и инженерного оборудования, с учетом сейсмических нагрузок в районе строительства.
Расчет конструкции проектируемого блочно-модульного здания на устойчивость и прочность необходимо производить рассматривая его конструкцию как единую пространственную систему. Прочность несущих конструкций проектируемого блочно-модульного здания и его элементов и пригодность к эксплуатации в заданных условиях должна обеспечиваться принятым в проекте конструктивным решениям и прочностью применяемых материалов.
Прочностной расчет металлоконструкций проектируемого блочно-модульного здания, должен включать расчет прочности сварных, болтовых и прочих соединений.
Конструкция проектируемых блочно-модульных зданий должна обеспечивать в процессе транспортировки, монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменность проектируемого блочно-модульного здания в целом и его элементов. Монтажные соединения и детали крепления элементов внутренних инженерных систем, мебели и оборудования мобильного здания должны обеспечивать возможность их многократной установки и демонтажа в течение расчетного срока службы блочно-модульных зданий.
Габаритные размеры проектируемых блочно-модульных зданий должны выбираться с учетом характеристик транспортных маршрутов и средств, методов транспортирования, а также применения в проекте унифицированных строительных конструкций. Архитектурно-строительные решения проектируемых блочно-модульных зданий должны отвечать требованиям пожарной безопасности.
Для внутренней отделки проектируемых блочно-модульных зданий в проекте могут применяться следующие материалы:
• СМЛ-панели (стекло-магниевый лист);
• МДФ-плиты. Имеют различную цветовую и текстурную палитру, но их нельзя использовать для помещений с повышенной влажностью.
• ламинат и линолеум - основные материалы для укладки покрытия пола блочно-модульных зданий;
• ПВХ-панели - материалы, обладающие легким весом, простые в уходе, идеальные для отделки санузлов, выполняются в виде бесшовного соединения, которые обладают эффектом однородной гладкой обшивки стен. Применяют в жилых помещениях, кухнях, санузлах. Но имеют высокую горючесть.
• облицовка из дерева – экологична, но имеет высокую стоимость и высокую горючесть. Наружная отделка блочно-модульных зданий проектируется, как правило, с использованием следующих материалов:
1. металлический сайдинг;
2. профилированный лист;
3. линеарные панели.
Благодаря многообразию облицовочных материалов, проектируемым блочно-модульным зданиям можно придать индивидуальность и неповторимый стиль.
1. Электрические сети.
2. Сети водоснабжения и канализации.
3. Сети отопления, вентиляции и кондиционирования.
4. Слаботочные системы.
Оборудование проектируемых блочно-модульных зданий инженерными коммуникациями может происходить в период изготовления их на заводе или в момент сборки их на месте установки.
Подключение к электричеству блочно-модульных зданий может производиться, как от промышленной сети, так и от автономного генератора. Внутреннее электроснабжение обеспечивается в проекте путем прокладки открытым способом в кабель-канале с использованием медных проводов. Система электроснабжения проектируемого блочно-модульного здания сводится в отдельный электрощит и заземляется.
Для автономного существования проектируемое блочно-модульное здание может быть оборудовано солнечными панелями, генераторами или аккумуляторными батареями.
Система отопления в проекте блочно-модульного здания может быть автономной, на базе мощного отопительного котла, либо подключенной к существующей централизованной системе отопления. Также для отопления проектируемых блочно-модульных зданий могут быть использованы: инфракрасные обогреватели – наиболее безопасные для такого типа зданий; тепловые насосы - кондиционеры с функцией обогрева; тепловые завесы.
Проектирование блочно-модульных зданий предполагается оснащение таких зданий системами вентиляции:
- Естественная - предполагает наличие канальных вентиляторов с защитными жалюзи или же осуществляется через существующие двери и окна.
- Механическая - происходит с помощью различных приборов (кондиционер, сплит-система и т.п.).
- Приточно-вытяжная - предназначена для подачи свежего и удаления загрязненного воздуха.
Водоснабжение проектируемых блочно-модульных зданий может быть централизованным или локальным. Горячее водоснабжение осуществляется в проекте — от внешних сетей, накопительных/проточных водонагревателей. Разводка в проекте обычно выполняется полипропиленовыми или металлопластиковыми трубами с установкой запорной арматуры.
Канализационная система модульного здания может быть запроектирована из ПВХ труб. Канализационную разводку нельзя проектировать в полу, под потолком и в стенах помещений, требующих соблюдения специального санитарного режима. В случае, когда отсутствует возможность подключения к центральной канализации, можно использование в проекте автономной станции сбора канализационных стоков.
• Высокая скорость монтажа – собираются по принципу конструктора, не требуют фундамента;
• Относительно низкая стоимость по сравнению с капитальным строительством;
• Небольшие расходы на обслуживание и содержание;
• Универсальность – можно использовать в качестве здания любого назначения, как жилого, коммерческого, так и складского, промышленного;
• Монтаж на болтовые соединения (без использования сварки);
• Возможность строительства в любых климатических условиях;
• Возможность многократного перемещения на другое место эксплуатации;
• Высокая теплоемкость конструкции;
• Пожарная безопасность блочно-модульных зланий – строительные материалы для таких зданий не горючи, отвечают требованиям пожарной безопасности;
• Экологичность, гигиеничность, безопасность для человека;
• Высокая устойчивость к ветровым и снеговым нагрузкам;
• Исполнение проекта «под ключ» - блочно-модульные здания представляют собой готовую конструкцию с внутренней и внешней отделкой, а также разводкой инженерных систем внутри здания, остается только подключить;
• Устойчивость к климатическим условиям;
• Сейсмоустойчивость;
• Возможность строительства на любых грунтах;
• Возможность возведения зданий с любым количеством помещений, этажностью до 3 этажей.
При достаточном большом наборе преимуществ, блочно-модульные здания имеют и ряд недостатков.
• Малая этажность - не более трех этажей, что при потребности в большем количестве помещений приводит к увеличению линейных размеров здания;
• Ограничение габаритных размеров – ввиду того, что блочно-модульные здания собираются на заводе и требуют транспортировки к месту установки, то блоки имеют ограничение по размеру, чтобы была возможность перемещать их с помощью автотранспортной техники.
• Типовая планировка – нет возможности проектировать различные архитектурно-сложные формы.
• Небольшой срок службы относительно капитального строительства. При эксплуатации без перемещений на одном участке до 50 лет. При постоянном перемещении по участкам не более 10 лет, при этом сборка-разборка конструкций может выполняться не более 5 раз.
Проектирование блочно-модульных зданий отнюдь не легкий процесс, как может показаться простому обывателю. Проекты блочно-модульных зданий должны учитывать все грамотный специалист сможет учесть все пожелания заказчика и воспроизвести их в проекте с точки зрения безопасности, с учетом требований действующих норм и с максимально рациональным подходом к поставленное задаче.