производство модульных
зданий и блок контейнеров
Конструкция блок-контейнера и материалы, применяемые для его изготовления
Поскольку быстровозводимые здания в последнее десятилетие демонстрируют рост популярности, интерес к процессу их создания тоже стабильно повышается. Конструкция выстраивается на основе монтажа однотипных по размеру модулей, которые, как правило, представляют из себя типовые металлические блок-контейнеры – объёмные элементы заводского изготовления. Единой конструкции этих объектов не существует, и каждый производитель опирается на собственные разработки. Но есть и некоторые общие черты. Они касаются сферы эксплуатации готовых изделий, способов их конструирования и того, какие материалы для блок-контейнера используются чаще всего.
Что такое блок-контейнер и какие его разновидности бывают
Цельный или разборный элемент, чаще всего выполненный из металла; имеющий полное, частичное или отсутствующее стеновое ограждение; выпускаемый в высокой степени заводской готовности. В зависимости от комплектации каждый блок-контейнер может эксплуатироваться отдельно от других или использоваться в комбинации с ними. Представляет из себя целиком завершённую секцию, имеющую электропроводку, освещение, прочие запланированные коммуникации (вода, канализация, вентиляция, линии связи), внутреннюю отделку, мебель, двери и окна.
Сам термин «блок-контейнер» обычно характеризует именно одиночную конструкцию. В составе сборных зданий эти же объекты чаще называются модулями или сборочными единицами, что более справедливо отражает роль, отведенную им в процессе монтажа. Хотя принципиальных различий между данными категориями не существует ни в части их постройки, ни в применяемых материалах. Единственная тонкость касается дополнительных нагрузок, образующихся в случае возведения многоэтажного модульного здания. На сборочные элементы нижнего яруса воздействует масса верхних модулей, которую должна компенсировать прочность их силового каркаса. В одиночных блок-контейнерах эта проблема отсутствует.
По своему предназначению все изделия распределены на следующие категории:
- Жилые контейнеры. Используются в проектах гостиниц, общежитий, частных домов. Из блоков этого типа выстраиваются целые рабочие посёлки в отдалённых районах. Востребованы в инфраструктуре туристических объектов.
- Гигиенические (душевые, туалеты, сушилки и другие им подобные). Могут выполняться в виде стоящих отдельно бытовок или же включаются в состав модульной постройки. Особенностью данной категории является необходимость оборудования помещения вентиляцией, чтобы избежать внутри него повышенной влажности и (или) температуры.
- Санитарные, медицинские. Применяются в качестве временных или стационарных медпунктов, ФАПов. В части внутренней отделки обязательно должны соответствовать всем требованиям, выдвигаемым к объектам здравоохранения.
- Офисные. Предназначены для размещения персонала. В зависимости от специфики применения могут комплектоваться, например, увеличенным количеством розеток (для множительной техники), дополнительным внутренним освещением, точками для подключения связи.
- Складские. При сезонной эксплуатации могут выполняться без утепления. В случае необходимости имеют подготовленное рабочее место для сотрудника. Дополнительно комплектуются стеллажными системами и другим оборудованием для хранения.
- Пункты охраны, проходные. Специализированные блок-контейнеры, часто встречающиеся на промышленных, торговых и логистических объектах.
- Контейнеры для установки оборудования и механизмов. В таких монтируют управление котельными, генераторы, коммутаторы, серверы и многое другое. Удобство обладания таким блоком несомненно. Достаточно один раз установить в него сложные инженерные конструкции, и в дальнейшем можно перемещать их с площадки на площадку, без демонтажа и необходимости проведения пусконаладочных работ.
Поскольку перевозка готовых объёмных модулей является одним из наиболее ответственных операций, блок-контейнеры могут быть как цельными (сварными), так и разборными. В таком случае, конечно, теряется их основное преимущество (быстрая установка и начало работы), но вопрос с высокими требованиями к автотранспорту и дорожной инфраструктуре тоже уходит с повестки дня. А он бывает крайне затруднительным. Особенно в тех случаях, когда речь идёт не о стандартных изделиях с общепринятыми размерами (ДШВ) 6,0х2,45х2,45 м, а об увеличенных габаритах, требующих особых условий перевозки и специального разрешения на неё.
Необходимо учитывать следующий факт – блок-контейнеры почти ничем принципиально не отличаются друг от друга. Разница между ними выражается только в габаритах, используемых материалах и функциональной задаче, возложенной на конкретное изделие.
Конструкция блок-контейнера
Процесс физической подготовки модуля распределяется на 4 этапа.
- Изготовление силового каркаса. Для этих целей служат две горизонтальные рамы (верхняя и нижняя) с усиливающими поперечными балками. В дальнейшем они будут выполнять роль пола и основания крыши. Вертикальные стойки строятся двумя способами.
- Угловые. Располагаются на всех четырёх углах конструкции. Между ними могут устанавливаться дополнительные опоры, но это необязательное требование. Такая конфигурация удобна в тех случаях, когда у блок-контейнера отсутствуют элементы бокового ограждения. Так организовывается внутреннее пространство, выходящее за габариты одного сборочного модуля, использующегося в составе здания. В одиночных контейнерах подобная необходимость тоже встречается, если стоит задача, например, создать крытую площадку со свободным проходом.
- Несущие стены. Вертикальные опоры устанавливаются с шагом 0,6-1 м и связываются между собой раскосной или прямой решёткой. В таком варианте возникающая нагрузка распределяется не только по направлению сверху вниз, но и компенсируется горизонтально, передавая усилие на соседние стойки.
- Установка стеновых панелей, дверей, окон, основания пола и потолок. Они крепятся на болты, саморезы или заклёпки. В некоторых случаях применяется электросварка.
- Внутренняя отделка. Её наполнение зависит от той функциональной задачи, которая возлагается на готовое изделие. В примерах с сезонными неотапливаемыми помещениями в данном пункте может реализовываться только настил полового покрытия.
- Установка мебели, электро- и другого оборудования. Мебель для блок-контейнеров, как правило, разрабатывается отдельно. Стандартные образцы здесь встречаются редко, так как перед изготовителем стоит цель максимально эффективно заполнить имеющееся пространство.
Производство блок-контейнеров по праву считается очень экономичным процессом, с небольшим количеством образующихся отходов. Все детали (в рамках одного проекта как минимум) должны быть стандартизированы. Использование в заводских условиях точного режущего и обрабатывающего инструмента позволяет оптимально расходовать имеющиеся материалы. А постоянный контроль качества, который невозможно организовать на строительной площадке, эффективно усиливает данную тенденцию.
Применяемые в блок-контейнере материалы
Все современные объёмные модули в основном изготавливаются из металлических компонентов. Пиломатериалы и другие виды встречаются только в отделочных работах. Поэтому начинать обзор следует именно с железа.
- Каркас несёт на себе основную нагрузку, а его прочность влияет на параметры всей конструкции.
- Швеллер. В зависимости от вида стенового ограждения берут размер 120 мм (для покрытия из металлического листа) или 125 мм (в случае монтажа трёхслойных сэндвич-панелей).
- По таким же критериям подбирается уголок. Под более лёгкие стены достаточно ширины полки 90 мм, а массивные ограждения требуют 125 или 140 мм.
- Угловые и промежуточные стойки могут быть из профильной трубы соответствующего размера или швеллера.
- Узлы крепления и строповочные места дополнительно усиливаются железом.
- Основание пола и крыша из металлического листа.
Здесь же заметим, что многие ответственные производители не пользуются стандартными предложениями из сортамента металлопроката. В нём не всегда удаётся найти подобрать изделия с необходимыми параметрами. Предприятия закупают современное разметочное, режущее и гибочное оборудование, и самостоятельно изготавливают сложногнутые профили нужной конфигурации. Такой подход обеспечивает не только высокое качество деталей каркаса, но и способствует немалой экономии при рациональном использовании сырья.
- Облицовка стен предполагает два варианта комплектации – холодный и утеплённый.
- В первом случае ограждение делается из железного листа, устанавливаемого поверх каркаса. Могут использоваться гладкие или профилированные модели. Они, как правило, имеют цинковый слой и окрашены полимерным составом, который служит дополнительной защитой от влаги. Такой блок-контейнер может быть использован для нахождения в нём людей в тёплый сезон или в качестве холодного склада.
- Второй способ применяется для изготовления помещений, предназначенных для круглогодичной эксплуатации. Стены делаются из сэндвич-панелей с утеплителем от 5 до 20 мм. Подобная толщина, например, минеральной (базальтовой) ваты позволяет сохранять внутри комфортную температуру даже в северных условиях. Внешние покрытия могут быть из профлиста, дерева или полимерных плит.
Места стыков деталей закрываются соответствующими доборными декоративными элементами.
Металлические стены обладают одним серьёзным недостатком. Они плохо сопротивляются механическому воздействию, нарушающему защитную оболочку цинка и краски. Поэтому во время эксплуатации и после транспортировки блок-контейнеров следует проводить тщательную ревизию всех внешних покрытий. Обнаружив на них глубокие царапины, сколы, деформации и другие повреждения, обнажающие железо, немедленно производить ремонт, пресекая начало образования ржавчины и последующих коррозийных процессов.
- Во внутренней отделке используются любые подходящие материалы, соответствующие назначению блок-модуля. В жилых и офисных помещениях применяют древесно-стружечные плиты, ОСБ, фанеру, вагонку из дерева или пластика. Санитарно-гигиенические контейнеры должны соответствовать определённым правилам. Поэтому в них самыми распространёнными являются панели ПВХ. Они легко моются, не подвержены гниению, на поверхности не образуется плесень и грибок. Кроме того, в них не заводятся различные насекомые, что нередко происходит в случаях с деревянной отделкой.
Некоторые ограничения по используемым материалам наблюдаются только в блок-контейнерах, предназначенных для кратковременной эксплуатации и часто подвергающихся процедуре монтажа (демонтажа). Чтобы облегчить конструкцию, в них избегают устанавливать тяжёлые деревянные панели. В таких случаях предпочтение отдаётся всевозможным полимерным заменителям, имеющим покрытие в виде имитации натуральной фактуры. Они гораздо легче, а по своему внешнему виду ничем не уступают природным материалам.
В предназначенных для коммерческих или производственных целей блок-контейнерах обычно делается плоская кровля. Но в частном пользовании в качестве дачного домика или гаража, владельцы нередко желают видеть одно- или двускатную крышу. В таком случае технология и используемые материалы ничем не отличаются от любых других аналогичных проектов. Поверх модуля собирается деревянный мауэрлат, на который монтируются стропила, обрешётки, плёнка гидроизоляции и любой подходящий кровельный материал: шифер, ондулин, натуральная или металлическая черепица. Железная конструкция блок-контейнера без труда выдерживает весь дополнительный вес, не трансформируется и не теряет своих прочностных качеств. Необходимо только обеспечить чердачному помещению должный уровень вентиляции, чтобы образующийся конденсат не стал причиной коррозии металлических деталей.