​К вопросу об «экономном жилье»

Вопрос снижения себестоимости жилья всегда был актуален независимо от периода благосостояния или экономического спада.
В предлагаемой читателям статье ставится задача привлечь внимание к надежным, экономически приемлемым системам – сборно-монолитным каркасным конструкциям с использованием предварительно напряженной арматуры.
Здесь нет претензий на лавры первооткрывателей. В основном материалы статьи посвящены многолетнему опыту проектирования и возведения зданий и сооружений. Достаточное количество зданий такой конструкции  высотностью до 25 этажей возводится в Москве и Московской области, в Поволжье, в Новороссийске, Санкт-Петербурге и Ленинградской области.
Общеизвестно, что в так называемом «экономном строительстве» делается попытка решить две важные для такого случая задачи:
- уменьшить удельную материалоемкость;
- снизить стоимость конструкций и материалов, а также затраты на возведение зданий.
Постараемся рассмотреть некоторые аспекты решения задачи уменьшения материалоемкости и снижения затрат на возведение зданий.
Представляется, что любая степень индустриализации и унификации, так или иначе приводит к снижению стоимости собственно конструктивных элементов зданий и к уменьшению затрат на их возведение непосредственно на месте строительства.
Имеет смысл вспомнить опыт строительства в 60-е годы, когда ДСК выпускали полные комплекты, за исключением фундаментов, элементов зданий и на местах производилась их сборка. Скорость сборки типовых зданий была очень высока. Правда, иногда в погоне за скоростью, страдало качество. Себестоимость была достаточно низкой, но и здесь было не все благополучно. Качество материалов чаще всего было неудовлетворительным.
Самым неудачным был пожалуй архитектурный облик этих типовых зданий и их компоновка в жилые комплексы. Эти памятники «хрущевских времен» до сих пор имеют место быть в жилых кварталах большинства городов.
И еще одним неудачным показателем являлась высокая материалоемкость. Достаточно сказать, что для большинства зданий тех времен показатель удельной материалоемкости по сборному железобетону находился в пределах 0.47 – 0.52 м. куб ж/б на 1 кв. м общей площади.
Учитывая все это, наши специалисты направили свои усилия на снижение материалоемкости, снижение затрат на возведение зданий, индустриализацию строительного производства. При этом важно было решить непростую архитектурную задачу – не создать одно  или два-три безликих типовых зданий  и опять вернуться к «барачной» застройке 60-х годов, а, используя положительные аспекты прежнего опыта, разработать достаточно универсальную структуру, обеспечивающую многообразие объемно-пространственных решений, гибкую пластику фасадов, возможность трансформации под различные стили.
Как одно из направлений решения этой задачи нам представлялось использование сборных железобетонных конструкций с преднапряженной арматурой. Общая идея уже не нова и мы не претендуем на роль первооткрывателей. Имеется уже достаточный опыт проектирования и возведения таких конструкций. Прикладной же аспект нуждался и нуждается в серьезной проработке и совершенствовании.
Даже самые предварительные расчеты показывали, что показатель материалоемкости по основным несущим конструкциям снижался практически в 2-2.5 раза по сравнению с монолитными зданиями. В своей работе нами за основу была принята разработка и использование элементов с преднапряженной арматурой, которые позволяли преимущественно применять колонны сечением не более  300х300 мм, многопустотные плиты толщиной 220 мм с весом в пределах 200 – 250 кг. на  м. кв  и длинной до 10.2 метра, ригели сечением порядка 250х300 мм и длиной до 10.5 метра. Это давало возможность получать свободные планировки квартир площадью до 100 кв.м, в которых не было несущих конструкций во внутреннем объеме.
Как известно, при архитектурном проектировании задачи внутренней планировки приходится увязывать с соблюдением условий инсоляции. Это обычно не дает возможности создания жестких типовых планировочных  решений. Любое изменение ориентации здания приводит к изменению инсоляции и соответственно перепланировке квартир. Каркасное же здание с отсутствующими во внутреннем объеме квартир несущими конструкциями позволяет практически беспрепятственно решать такую задачу.
Вместе с тем, в вопросах проектирования есть и сугубо специфические особенности:
1. Поскольку материалоемкость несущих конструкций не превышает 0.09 – 0.11 м.куб ж/б на 1 кв.м общей площади здания, имеется возможность уменьшить и материалоемкость фундамента. Как правило, используются свайные фундаменты с кустовыми сваями под колонны. В том случае, если цокольный этаж разрабатывается под гараж-стоянку, то принимается плитный фундамент с штепсельным или болтовым креплением колонн.
2. При компоновке внутреннего объема необходимо учитывать размещение инженерных коммуникаций, которые желательно не проводить через тело  многопустотной плиты перекрытия. В этих местах возникает необходимость устройства монолитных участков, сопряженных с несущими конструкциями.
3. Наружные ограждающие конструкции являются самонесущими и обычно располагаются консольно. Нужно предусматривать необходимые закладные детали в несущих конструкциях.
4. Нами прорабатывается вопрос применения наружных стеновых панелей, что в принципе существенно ускоряет процесс монтажа. Однако здесь требуется увязка расположения несущих колонн с габаритами стеновой панели.
5. В архитектурном плане объемно-пространственное решение здания ничем не ограничивается. Достаточно просто решается задача расположения балконов и лоджий, возможна  сложная пластика фасадов.
6. В расчетном плане наибольшие затруднения вызывает конструктивный расчет, требующий особой точности. Даже незначительные изменения, возникающие в процессе проектирования или в процессе возведения здания, требуют перерасчета. В основном это касается изменений в размерах и армировании конструкций заводского изготовления. Особое внимание необходимо уделять проектам этих конструкций – КЖИ(конструкции железобетонные индустриальные). Изготовление их идет в заводских условиях с последующей поставкой к месту монтажа. Здесь не может быть ошибок. Если элемент большего размера можно резать на площадке, то конструкции меньшего размера идут в отходы. Неаккуратность расчетчика или изготовителя оборачивается неоправданным перерасходом. То же относится и к ошибкам в формовании конструктивных элементов, когда итоговый вес превышает расчетный. Расчетная несущая способность ригелей и колонн принимается с нормативным запасом не более 10%. Если вес пустотной плиты больше расчетного и превышает 10%, то требуется увеличение армирования колонн и ригелей. При уже смонтированном каркасе это невозможно. Мероприятия по усилению или замене конструкций делают весь процесс минимизации материалоемкости и стоимости бессмысленным.
Имеются существенные особенности сборки таких каркасных зданий. С этой целью разрабатывается специальный технологический проект, изготавливаются приспособления и оснастка. Хотя и монолитные работы в общем объеме крайне незначительны, они имеют специфику, требуют необходимой последовательности и технологической точности. Весь цикл монтажно-сборочных работ предполагает достаточно высокую квалификацию монтажников, наличие необходимого оборудования и оснастки, бесперебойность поставки всех конструктивных элементов.
По нашему опыту группа монтажников в составе 7-9 человек выполняет монтаж 5000 – 6000 кв. метров в месяц.
В качестве примера приведем самые последние объекты, которые нами запроектированы и обеспечено строительство:
- два жилых комплекса в г. Сосновый Бор Ленинградской области; общая площадь порядка 60 тыс.кв.м ; построено в 2009 году;
- жилой комплекс в г. Гатчине Ленинградской области; общая площадь порядка 70 тыс. кв.м; построено в 2012 году;
- гараж-стоянка на 500 автомашин в г. Санкт-Петербурге; строится.
Необходимо отдельно рассмотреть экономические показатели.
Например, по жилому комплексу в г, Сосновый Бор себестоимость строительства составила 420 долл. кв. м общей площади. Этот показатель мог быть ниже. По требованию заказчика был применен плитный фундамент с учетом размещения гаража-стоянки,  что несомненно привело к общему удорожанию. Рельеф же требовал еще и устройства подпорной стенки. По жилому комплексу в г. Гатчине себестоимость была меньше. Однако фундамент из-за очень сложных грунтовых условий также достаточно дорог.
Необходимо отметить, что в Северо-Западном регионе стоимость железобетонных конструкций, на наш взгляд, неоправданно завышена. В основном это происходит из-за крайне высоких цен на сыпучие и на металл. Предварительные прогнозные расчеты в других регионах, например в Псковской области, показали стоимость исходных материалов меньше на 25-30%. Благоприятные грунтовые условия  также позволяют снизить затраты на фундаменты. Следует ожидать, что при строительстве в условиях Украины, при более низких ценах на исходные материалы, себестоимость может быть снижена до340-350 долл. кв м. Однако для достижения достаточно низких стоимостных показателей потребуется очень детальная проработка на этапе принятия решения и проектирования.
Как нам представляется дальнейшее развитие сборно-монолитных каркасных конструкций с преднапряженной арматурой:
1. Имеется достаточно эффективная основа для дальнейшего развития:
- разработаны и апробированы методы архитектурного проектирования;
- усовершенствованы методики комплексных конструктивных расчетов;
- технология возведения зданий достаточно универсальна и имеет широкий спектр применения;
- разработаны и успешно используются специальные устройства и оснастки для возведения конструкций.
2. В настоящее время нами рассматривается вопрос о совместной с заводом-изготовителем разработке модульной схемы изготовления и монтажа типовых конструкций. Это дает возможность в условиях завода практически полностью изготовить все необходимые элементы здания и произвести на месте сборку. Исключение составит только фундамент, подключение к наружным инженерным сетям и чистовая отделка.
   3.Унификация существенно удешевит стоимость собственно здания,
затраты на строительно-монтажные работы, позволит поставлять полносборные здания в другие регионы.

В итоге всем, кто заинтересуется этим сообщением, наши сотрудники готовы дать более подробную  информацию, провести экскурсию на строящийся объект в Санкт-Петербурге.  Наша почта:
-orlovy07@bk.ru
-bpe@bk.ru

  В Приложениях к статье в качестве примера показаны два жилых здания в Ленинградс кой области, которые уже построены и  эксплуатируются.

Приложение 1.  Жилой дом в г. Сосновый Бор Ленинградской области. Общая площадь порядка 30 тыс.кв.м. Построен и сдан в эксплуатацию. Приведен общий вид и монтажные узлы.

Приложение 2. Жилой дом в г. Гатчине Ленинградской области.
Общая площадь порядка 70 тыс. кв.м. Построен и сдан в эксплуатацию. Приведен фасад и этапы монтажа.