Материалы для блок-модулей: из чего состоит конструкция

Общие сведения о модульном строительстве

В основе модульного строительства лежит технология монтажа конструкции здания из специально разработанных отдельных элементов (модулей). Процесс их изготовления происходит в заводских условиях и называется префабрикацией. В качестве материала для различных узлов и комплектующих целых секций используются металл, дерево, пластик. Готовые детали снабжаются вмонтированными дверями, окнами, вентиляционными проёмами, коммуникациями. Объёмные модули могут быть укомплектованы мебелью, сантехникой, системами отопления, циркуляции воздуха и канализации, линиями связи. Благодаря столь высокому уровню заводской готовности, время для монтажа на строительной площадке существенно сокращается.

По своей классификации все элементы сборной конструкции разделяются на следующие виды.

• Отдельные компоненты. Сюда входят все детали, соединение которых производится непосредственно на месте. В таком виде поставляется, например, кровля, система остекления, напольные покрытия.
• Панели. Эти изделия, как правило, префабрикованы на 55-65%. К данному разряду относятся плоскостные элементы, такие как стеновые ограждения, крыша или пол. 
• Объёмные модули. Трёхмерные конструкции без отделки (внутренней и/или внешней), имеющие степень заводской готовности до 80%. После монтажа в данном случае производятся финишные работы по установке недостающих элементов и технических устройств.
• Объёмные модули в высокой степени комплектации. Они префабрикованы на 90-95%, имеют полномасштабное оснащение всем необходимым в части отделки и установленного оборудования. Проекты, базирующиеся на таких элементах, выгодно отличаются быстрым темпом монтажа и скоростью сдачи объекта в эксплуатацию.
• Гибридная технология. Сочетает в себе несколько подходов (например, поставку комплектующих деталей для объёмного модуля). Очень полезна в тех случаях, когда возникают трудности с логистикой и доставкой строительных элементов на площадку. 

Вообще, префабрикацию называют тем драйвером, который даст новый импульс для развития отрасли. В нише модульных зданий эта тенденция работает лучше всего. Здесь существует возможность добиться высокой стадии готовности основных сборочных элементов, полностью комплектуя их ещё на этапе производства. 

Другая инновационная линия касается условий, в которых ведётся технологический процесс. Для его удовлетворительной реализации требуется применение высокоточного режущего и гибочного оборудования, обеспечивающего качество деталей и соблюдение точности заложенных в них характеристик. Поскольку все комплектующие модульной конструкции стандартизируют (как минимум, в рамках одного проекта), появляется возможность для экономии материалов и их рационального использования. Все эти положительные стороны недостижимы в случае проведения подготовительных работ и сборки здания непосредственно на строительной площадке.

Конструкция блок-модуля и её особенности

Поскольку единого стандарта элементов сборных зданий не существует, каждый изготовитель руководствуется в производстве собственными конструкторскими разработками и шаблонами. Универсальным решением оказалось применение в роли модулей типовых блок-контейнеров. Они хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации и могут использоваться как по отдельности, так и в качестве комплектующих при реализации крупных проектов.

Типовой блок-модуль строится по единой схеме.

1. Каркас (верхняя и нижняя рамы). Изготавливаются из сложногнутого металлического швеллера и уголка. В качестве дополнительных материалов часто используются профильные трубы и листовое железо. В зависимости от вида изделия, подбираются параметры сечения и толщины. Например, для неутеплённой модели класса лайт-эконом подходит швеллер 100 мм и уголок 70 мм. А с тяжёлым ограждением из сэндвич-панелей берутся более надёжные размеры 125 и 140 мм соответственно.
2. Основание стен (опорные колонны) проектируется в двух вариантах.

• Для одиночного модуля вполне достаточно вертикальных стоек, установленных по углам конструкции и в промежуточном положении с шагом от 0,5 до 1,5 м (зависит от физических параметров облицовки). Они компенсируют возникающую нагрузку только в одной плоскости. Плюсом рассматриваемого способа считается тот факт, что существует возможность организации увеличенного внутреннего пространства, выходящего за габаритные размеры одного элемента. Для этого промежуточные стойки не монтируются и стеновые ограждения не устанавливаются. Соединённые вместе несколько таких модулей образуют большие помещения.
• В технологии несущих стен промежуточные опоры обязательны. Дополнительно между собой они соединяются раскосной или крестовой решёткой. Физическое давление в таком варианте распределяется уже в двух направлениях, что положительно влияет на способность конструкции на более высоком уровне сохранять запроектированные свойства.

3. Пол и крыша делаются из гладкого листового металла. В качестве черновой отделки они с внутренней стороны покрываются плитами ОСБ, фанеры или досками. Поверх этой основы монтируется чистовой декоративный материал.
4. В зависимости от необходимости, каждый блок-модуль комплектуется окнами и входными дверями. Они могут быть и пластиковыми, и деревянными или железными (двери).
5. Электрооборудование состоит из вводного автомата, приборов освещения, выключателей и розеток. Вся проводка находится, как правило, во внутренних полостях или же закрыта в кабельные каналы.
6. По желанию заказчика блок-модуль может оснащаться системами вентиляции, отопления, сантехникой, другим специальным оборудованием.
7. Мебель, как правило, изготавливается по индивидуальным проектам. Это связано с дефицитом места и необходимостью оптимально распорядиться ограниченным внутренним пространством. Использование стандартных изделий в данном случае поставленную задачу не решает.

Типовой блок-модуль является универсальной сборочной единицей. На его базе создаются все остальные проекты, в которых учитываются индивидуальные требования заказчиков. Обычно это касается внешней и внутренней отделки или комплектации, Реже возникает необходимость изготовления элементов с увеличенными габаритами, что влечёт за собой полную переработку типовых решений.

Самые распространённые материалы, применяемые в блок-модулях

Одной из причин широкой популярности сборных зданий является доступность, качество и относительно невысокая стоимость всех комплектующих, необходимых для производства.

• В каркасе традиционно используется сортамент металлопроката. Хотя гораздо лучше себя зарекомендовал способ собственного изготовления силовых деталей сложной конфигурации. Они разрабатываются с учётом характеристик строящегося модуля, которые могут быть в любой момент подвергнуты трансформации. Такой подход даёт возможность быстро вносить изменения в конструкцию и обходится даже несколько дешевле, нежели приобретение готовой продукции.
• Основание потолка и пола – это железный лист толщиной от 0,7 до 1,2 мм. Оцинкованная сталь хорошо защищена от влаги и не подвержена коррозии. В качестве дополнительного элемента рассматривается слой полимерной краски. Обязательным условием правильной эксплуатации модульного сооружения считается необходимость производить регулярную ревизию целостности этих покрытий. Металл, хотя и относится к группе весьма прочных материалов, но слабо сопротивляется механическим повреждениям. Поэтому любой дефект защитного слоя может стать причиной появления ржавчины, которая быстро приведёт изделие в негодность.

Стеновые ограждения в блок-модуле обычно выполняются двумя способами.

1. Из гладкого или профилированного металлического листа. Он обладает достаточной прочностью и износостойкостью, длительным сроком службы и ремонтопригодностью. Чаще всего применяется в холодных помещениях, рассчитанных на сезонную эксплуатацию или для хранения материалов, не нуждающихся в соблюдении регулируемого температурного режима.
2. Из трёхслойных сэндвич-панелей. В качестве лицевых плоскостей в них применяется тот же самый металлический лист, хотя встречаются модели с покрытием из полимера, дерева, влагостойкого оргалита. Но в блок-модулях экономкласса чаще всего используется железо.

Что касается утеплителя, то его толщина и вид целиком зависят от индивидуальных особенностей проекта.

• Минеральная (базальтовая) вата. Очень распространённый и недорогой материал. Преимущественно изготавливается из продуктов извержения горных пород. Также существуют изделия, выполненные из доменного шлака или расплава стекла. Имеет различную плотность, структуру и направление волокон. Обладает хорошей отпорностью по отношению к агрессивным химическим веществам и устойчивостью к высокой температуре.
• Пенополипропилен. Материал с сотовой структурой. Отличается влагонепроницаемостью и сопротивляемостью большинству солей, щелочей и кислот. Очень прочный, обладает малым весом и низким показателем теплопроводности. 
• Пенополистирол. Нашёл широкое применение в области строительства при утеплении складов, торговых объектов и жилых построек. 

Существуют и другие виды (например, стекловолокно или пенополиуретан). Они также нередко встречаются в составе сэндвич-панелей.

В части внутренней отделки блок-модули практически не имеют ограничений по характеристикам применяемых материалов. Правда, существуют некоторые особенности.

• В модулях санитарного и медицинского назначения обычно используются пластиковые изделия (панели, сайдинг, вагонка). Они легко чистятся, не подвержены гниению, непривлекательны для жизни различных насекомых. 
• То же самое касается оборудования помещений с повышенным уровнем влажности.

Других практических рекомендаций в данном случае не имеется, отделка модуля производится с учётом веса, размера и требований заказчика проекта.

• Фанера. Универсальный строительный материал с отличными эксплуатационными характеристиками. Различается по древесине (хвойные породы, берёза и другие), толщине и количеству слоёв (обычно нечётному), способу пропитки и склеивания, виду обработки (шлифованная или нет). Единственным серьёзным недостатком качественной фанеры можно считать её относительно высокую стоимость.
• Древесно-стружечная плита (ДСП). Состоит из щепы, скреплённой при помощи синтетических смол. Применяется для изготовления мебели, покрытия пола и в качестве стенового материала. Существенных недостатков у ДСП всего два. Во-первых, значительный вес. Во-вторых, и это серьёзно – подверженность впитыванию воды и расширение в результате намокания. Поэтому во всех помещениях с повышенным уровнем влаги плиты должны быть надёжно защищены непромокающими покрытиями.
• Деревянные доски, вагонка, блок-хаус. Натуральные и безопасные материалы. Их характеризует экологичность, износостойкость, ремонтопригодность и длительный срок службы. Нуждаются в пропитке, препятствующей распространению насекомых. 

Также в качестве отделочных материалов для блок-модуля рассматриваются плиты ОСБ, ДВП и гипсокартон. Все они могут служить основой для покраски или поклейки обоев.