Изготовление модульных зданий

Проекты модульных комплексов

Основным конструктивным элементом модульного здания служит типовой блок-контейнер. Металлический каркас обшивается профилированным листом или утеплёнными сэндвич-панелями; внутри него делается электропроводка; если предусмотрено проектом – устанавливается сантехническое оборудование и монтируются все инженерные коммуникации для его работы. Таким образом получается готовый отсек, имеющий окна, двери и другие элементы, запланированные в процессе проектирования.

По своему назначению модульные здания можно назвать универсальными. Они способны нести любые практические функции.

• Жилые здания. Чаще всего применяются в роли общежитий, гостиниц, туристических объектов. Такие комплексы обычно рассчитаны на круглогодичное проживание и поэтому строятся с использованием утепления стен, позволяя постоянную эксплуатацию вне зависимости от погодных условий.
• Офисные помещения. Находят применение в виде отдельных зданий и удобны тем, что в зависимости от необходимости могут иметь любую конфигурацию. В проекте учитывается требуемое количество рабочих мест и кабинетов, расположенных в один или несколько этажей. Поскольку все сборные модули поступают на строительную площадку в уже готовом виде – ввод объекта в эксплуатацию возможен прямо в день установки и подключения к инженерным сетям.

• Склад. В таком качестве проекты используются нечасто из-за специфических особенностей модульного строительства. Дело в том, что размер каждого элемента ограничен и создать на их базе современные логистические центры нельзя. Не хватает высоты потолков и невозможно организовать въезд транспорта. Но в случае необходимости оборудования небольших складских площадей для хранения товара – модули без проблем справляются с поставленной задачей. В них, например, производится выдача запчастей на автопредприятиях или материалов на стройках. Тем более что такой пост может совмещать и рабочее место кладовщика, и кабинет для оформления документов, и само хранилище материально-технических ценностей.
• Различные санитарно-бытовые объекты. В модульных зданиях размещаются туалеты, душевые, столовые и кухни, пункты медицинской помощи или целые больницы, располагаются схожие с ними по целям и задачам помещения.
• Технические и подсобные средства. Проект сборного быстровозводимого дома хорошо подходит для оборудования в нём различного рода вспомогательных отделов и участков. В модулях удобно размещать посты видеонаблюдения, бойлерные и тепловые узлы, электрощитовые. Все подобные подразделения могут быть расположены в одном здании – очень практично, когда речь идёт о техническом обслуживании какого-нибудь объекта.

• Торговые павильоны и магазины. Самая быстроразвивающаяся ниша коммерческого использования модульных зданий. Применение здесь подобной технологии выгодно своей гибкостью и способностью создать помещение любой архитектуры и конфигурации. Даже на ограниченном месте среди плотной застройки, где капитальное строительство невозможно, сборные дома возводятся без малейших затруднений.

В целом, по своим техническим и практическим характеристикам, ограничений для применения модульных зданий не существует. Все объекты, требующие небольших затрат и быстрого ввода в эксплуатацию, могут рассматриваться в качестве потенциального потребителя такого проекта.

Характеристики материалов, применяемых в модульных зданиях

Основным элементом модульного здания является стандартный блок-контейнер.

Каркас выполняется из сложногнутого металлического профиля толщиной до 2 мм, а в местах, где планируется усиленная нагрузка, этот показатель может быть увеличен.

Стены делаются в двух модификациях.

1. Профилированный лист. Материал обычно используется в качестве кровельного, фасадного или стенового элемента. Различается по форме гофрированной поверхности, которая выполняется в волнообразной или трапециевидной геометрии. Высота рельефа характеризует назначение профлиста: до 21 мм применяется на стенах; от 44 мм – кровля и другие поверхности, подверженные нагрузкам; 57 мм и более того – подходят для перекрытий и межэтажных конструкций. Дополнительные технические свойства учитывают ширину рельефного профиля, толщину самого листа и его полезную площадь, остающуюся после крепления. Все параметры можно узнать из маркировки изделия, где «Н» обозначает разрешение на использование в несущих конструкциях, а «С» предполагает оборудование стен, перегородок и других внутренних задач. Существует комбинированный вид «НС», пригодный для любой из целей. Также в блок-контейнерах и модульных зданиях применяется марка «ПК», предназначенная для кровельных работ.
2. Сэндвич-панели. Это трёхслойный строительный элемент, в котором между двумя листами профилированного железа находится утеплитель. Чаще всего в этом качестве используется минеральная (базальтовая) вата. Она изготавливается из шлаков, производных горных пород или сочетания этих компонентов. Минвата неприхотлива в эксплуатации, обладает хорошей сопротивляемостью к огню и демонстрируют отличные показатели звуко- (тепло-) изоляции. Кроме того, не реагирует на изменения температуры и не взаимодействует с агрессивными химическими жидкостями. Все элементы сэндвич-панели под прессом склеиваются друг с другом и образуют единую деталь. В зависимости от марки профилированного листа могут использоваться для возведения стен, перекрытий, кровли или внутренних перегородок.

В качестве основы обеих материалов используется оцинкованный металлический лист. От коррозии он ограждён слоем цинка и покрыт защитной полимерной плёнкой, дополнительно выполняющей декоративную роль. Долговечность, простота эксплуатации, широкий спектр имеющихся цветов, скорость монтажа, небольшой вес и защищённость от гниения сделали профлист самым популярным материалом при возведении модульных зданий. У него практически нет недостатков за исключением одного – «барабанного эффекта». Во время града или дождя железо издаёт неприятный стучащий звук, избавиться от которого можно только применяя дополнительные фасадные отделочные материалы. Но благодаря качественной звукоизоляции сэндвич-панелей внутри помещения дискомфортных ощущений не возникает.

Дополнительно следует упомянуть о дверях, окнах, переходах между комнатами и коридорах. Все они заранее монтируются на стадии разработки элементов модульного здания и после установки на строительной площадке не нуждаются в проведении отдельных работ. Поэтому такие проекты относятся к категории быстровозводимых домов – все необходимые составляющие общей конструкции сразу же оказываются на своих местах.

Комплектующие для модульных зданий

Каркасная технология, лежащая в основе изготовления блок-контейнеров, не является чем-то оригинальным в среде строительных новаций. Её с успехом применяли на деревянных материалах и в этом качестве она приобрела популярность. Затем отработанную стратегию перенесли на изделия из металлопроката, что позволило строить более прочные и долговечные конструкции.

Материалы. Крупные производители зачастую отказываются от стандартного холодно- (горяче-) катаного металлопроката в пользу открытия собственной выработки деталей из листовой стали. Для этого создаются производственные участки с установленным на них оборудованием (гильотины для раскроя и резки, гибочные устройства). Современные станки управляются при помощи числовых блоков, что уменьшает затраты на производство деталей и увеличивает точность их подгонки.

• В таких условиях снижается металлоёмкость изделий и их себестоимость.
• Появляется возможность разработки собственных моделей элементов каркаса блок-контейнера и способов их соединения друг с другом.
• Производство не зависит от сортамента металлопроката, имеющегося в продаже.
• Запас прочности при собственном производстве в некоторых местах может быть увеличен в 3-5 раз.
• Собственная база позволяет закладывать реальные значения прочности и размерного ряда, а не ориентироваться на стандартные показатели, принятые на этих позициях.
• Уменьшается количество отходов производства. Короткие одинаковые отрезки сращиваются при помощи сварки с использованием направляющих кондукторов и других способов, обеспечивающих точность неразрывного соединения деталей.

Сборка каркаса и стеновых листов (сэндвич-панелей) может производиться двумя способами:

1. На нижнюю обвязку из сложногнутого металлического профиля настилается черновое покрытие пола, служащего несущей платформой элемента модульного здания. 
2. Затем на неё вертикально монтируются стены и соединяются между собой при помощи болтов или сварки.
3. Устанавливаются стойки дверного и оконного проёмов.
4. Прокладываются короба для электропроводки и других инженерных коммуникаций.
5. Прилегание угловых стыков обеспечивается заранее подготовленными посадочными местами и сварными работами. Технологические швы в точках соединения зачищаются угловой шлифмашиной с использованием щадящих абразивных материалов. Состыкованные таким образом стеновые панели создают единый пространственный каркас.
6. При необходимости монтируются дополнительные горизонтальные перемычки и металлические ригели (опорные балки).
7. Блок-контейнер накрывается крышей, производится её крепление к каркасу.
8. На заключительном этапе делается окрашивание. Крупные производители оборудуют малярные цеха, позволяющие оптимизировать расход лакокрасочных материалов и контролировать качество нанесения защитно-декоративного слоя. 

Вторая технология изготовления модульных зданий несколько проще, но у неё есть свои особенности.

1. Создаётся нижняя обвязка из металлического профиля.
2. К подготовленному периметру при помощи сварки крепятся вертикальные стойки.
3. Каркас завершается верхний пояс, сделанный из того же материала, что и основание.
4. Производится монтаж горизонтальных перемычек, обозначающих места установки окон и дверей.
5. Устанавливаются листы на стены и крыша.

Последний способ относится к категории менее металлоёмких, но требует использования толстостенного железа, что в свою очередь сказывается на конечной стоимости изделия.

Утепление достигается при помощи использования на стенах сэндвич-панелей либо созданием дополнительных деревянных конструкций.

• К металлическим стойкам силового каркаса крепится деревянный брус с шагом 1 м. Его сечение должно составлять не менее 50х50 мм.
• В пространство между направляющими помещается любой из видов утеплителя: минеральная вата, пенополистирол, пенопласт и другие.
• На внутренних стенах используется любой листовой материал: фанера, ОСБ, гипсокартон.
• Электропроводка, как правило, монтируется в пространстве стены и находится в коробах. В некоторых случаях может использоваться внешняя подводка, помещённая в специальные кабель-каналы.

В случае использования для изготовления компонентов модульного здания сэндвич-панелей задача упрощается, процесс идёт намного быстрее. Сами детали выполняют несущую функцию и поэтому каркас не нуждается в установке дополнительных стоек. За счёт этого снижается общая металлоёмкость проекта и требующиеся для его осуществления трудозатраты. Однако, на конечной стоимости такая экономия практически не отражается за счёт относительно высокой цены трёхслойных сэндвичей.

Хранение и обслуживание модульных зданий

Производители гарантируют длительный период использования модульных зданий (от 30 лет), но для достижения подобного результата следует позаботиться о правильном содержании и обслуживании имущества. Причём этот процесс начинается не с дня сдачи изделия в эксплуатацию, а с момента прибытия на строительную площадку составляющих его деталей.

Если блок-контейнеры не планируется использовать (устанавливать на место) в ближайший месяц, они должны быть помещены на временное хранение.

• Под несущее основание помещаются прочные подкладки, обеспечивающие отсутствие перекосов конструкции.
• Дверные и оконные проёмы закрываются и надёжно фиксируются. Не допускается их произвольное распахивание под порывами ветра или доступ внутрь посторонних лиц.
• До завершения монтажа модульного здания не разрешается подключать водо-, тепло- и электроснабжение.
• Площадка для хранения имущества должна быть обеспечена охранными системами и визуальным контролем, чтобы не допустить разукомплектования расположенных на ней объектов модульного строительства.
• Территория обязана иметь систему водоотведения или небольшой уклон для отвода дождевых (талых) вод.
• Обязательно исполнение мер противопожарной безопасности.
• Изделия, получившие повреждения во время транспортировки, разгрузки или хранения размещаются отдельно до момента принятия решения о возможности их дальнейшей эксплуатации в составе модульного здания.

В период хранения, но не реже одного раза в месяц, производится внешний осмотр имущества для контроля за его техническим состоянием. 

Периодичность технического обслуживания допущенного к эксплуатации модульного здания регламентируется и предполагает непрерывный мониторинг всех параметров его функционирования и жизнеобеспечения.

• Ежедневно проверяется чистота в помещениях.
• Осуществляется контроль за соблюдением температурного и влажностного режимов. Этот пункт особенно важен в зданиях, имеющих в своей конструкции металлические детали. Образование избыточного тепла и влаги приводит к появлению конденсата на железных поверхностях, стеновых панелях и крыше. В результате получается «банный эффект», способствующий возникновению коррозийных процессов. Этот пункт особенно важен при понижении уличной температуры менее 100С.
• В зимние месяцы ежедневно требуется производить уборку снега с кровли и прилегающей к периметру стен территории.

Также проверяются огнетушители и другие противопожарные средства, исправность электрооборудования, работа внутренних инженерных коммуникаций.

Меры технического обслуживания модульного здания производятся в два цикла.

• ТО-1. Раз в год следует осматривать внешнее состояние конструкции, подкрашивать повреждённые места или отдельный элемент сооружения; проверять работу УЗО, целостность электропроводки, исправность заземляющих контуров.
• ТО-2. Регулярно проводится один раз в 4 года или чаще, если в этом возникает необходимость. Требуется сделать полную ревизию несущих конструкций, стен, оборудования. Выполняется покраска элементов модульного здания снаружи и изнутри. Особое внимание уделяется местам, повреждённым коррозией, имеющим сколы, деформации, другие механические дефекты. Они зачищаются, обрабатываются защитным составом и окрашиваются. В случае невозможности мелкого ремонта – элементы полностью заменяются.

Неукоснительное соблюдение технических требований по обслуживанию модульного здания является непременным условием его сохранности и длительного функционирования. В таком случае все гарантии производителя будут выполнены в полной мере, а экономическая эффективность использования подобной конструкции целиком оправдается.