Назначение модульных зданий

Сфера применения модульных зданий

Первым делом следует отметить, что ниша быстровозводимых проектов в России находится в фазе стабильного роста. Пока ещё она занимает скромные 15% рынка, сильно отставая от зарубежной практики, где такие же дома встречаются в 70% случаев. В существующих условиях чаще всего модульные здания применяются в следующих целях.

• Складские и логистические центры. Особенно широко распространились проекты высококлассных хранилищ типа А и А+. Техническими требованиями для них предусмотрены высокие потолки (10 м для категории А и 13 м для А+); полное отсутствие внутренних колонн или их установка с шагом более 9 м (для А) и 12 м (для А+); пролёты более 24 метров. Выдержать такие параметры в капитальных строениях проблематично, а в модульных зданиях они реализуются без затруднений. Все остальные требования – вентиляция, поддержание температурного режима, инженерные, противопожарные и охранные системы, количество ворот и погрузочно-разгрузочных площадок, телекоммуникационные сети – тоже являются штатными опциями для быстровозводимых сооружений. Кроме того, при необходимости монтажа внутри помещения дополнительных отсеков с особыми условиями (например, отдельных морозильных камер), их монтаж сложностей не доставляет. В рассматриваемой области модульные здания гораздо выгоднее, дешевле и удобнее капитальных строений.
• Торгово-развлекательные площадки. Еще одна сфера, в которой модульные конструкции успешно конкурируют с традиционными строительными технологиями. Здесь также в их пользу выступает возможность создания значительных внутренних объёмов, не нагроможденных несущими стенами и перегородками. Не случайно большое количество торгово-развлекательных центров выбирают в качестве проекта именно такую форму. Немаловажен и тот факт, что модульные здания строятся быстрее капитальных, а значит могут раньше них давать возврат вложенных в их сооружение средств.
• Спортивные и выставочные залы. Могут быть как постоянными, так и временными, рассчитанными на один сезон или мероприятие (например, ярмарку или крупное соревнование). В таких случаях на первый план выходит преимущество быстрой установки и последующего демонтажа. Сборно-разборная конструкция может эксплуатироваться много раз, не теряя своих прочностных и эстетических характеристик. 
• Промышленные объекты. Можно с уверенностью утверждать, что большинство новых современных производств локализуется именно в модульных зданиях, которые можно построить в сжатые сроки и в любом месте. Для них не требуется большая стройплощадка, отсутствуют дорогостоящие и длительные фундаментные работы, непосредственный вред экологии минимален. Кроме прочего, обработанные металлические элементы конструкции не подвержены коррозии и нейтрально реагируют на различные агрессивные вещества (горюче-смазочные материалы, химические препараты и прочие встречающиеся на производстве жидкости).
• Больницы, госпитали. Импульс к внедрению модульных проектов в медицинскую сферу дала недавняя пандемия COVID-19. Она потребовала быстрого ввода в действие большого количества дополнительных больничных коек, которое невозможно обеспечить средствами стандартных технологий возведения капитальных строений. В данном случае на передний план вышло ещё одно достоинство – трансформируемость. К готовым сооружениям можно добавлять по мере необходимости дополнительные модули или демонтировать секции, как только надобность в них отпадет.

Распространено применение модульных зданий в качестве постоянных или временных офисов, общежитий и гостиниц, медпунктов и столовых.
 

Разновидности и конструктивные особенности

Модульные здания относятся к категории быстровозводимых и представлены в двух вариантах: из готовых элементов и сборные. Конструкции различаются по своим возможностям и особенностям.

• Объемные элементы в заводской комплектации. Обычно это стандартные металлические блок-контейнеры, целиком собранные на производстве и доставленные на стройплощадку автомобильным транспортом. Длина каждого из них составляет 6 м, высота – от 2 до 2,5 м, ширина – 2,5-3 метра. Предусмотрен полный цикл жизнеобеспечения модуля, включая электрооборудование, сантехнику, вентиляцию и другие запланированные технические устройства. Такой готовый элемент может выступать в качестве самостоятельного жилого помещения или использоваться в составе модульного здания. Сложность представляет только доставка блок-контейнера на строительную площадку. Для этого должны быть подготовлены качественные подъездные пути, способные выдержать вес автомобиля и платформы с закрепленным на ней грузом.
• Плоскостные детали в транспаке (способ упаковки для перевозки). В этом случае монтаж здания занимает больше времени, но проблема с транспортировкой объемных элементов в собранном виде отпадает. Кроме того, эта технология стала основной для строительства крупнопролетных помещений с большим внутренним пространством. Именно они востребованы в самых развивающихся нишах бизнеса – торговле и складских услугах.
• Третья технология предполагает комбинацию двух первых. В ней используются как готовые блок-контейнеры (в них размещаются офисы, пункты охраны, посты видеонаблюдения, инженерное оборудование), так и сборные детали модульных строений. В таком случае нет необходимости устанавливать дополнительные стены внутри помещения, усложняя проект и замедляя время его ввода в эксплуатацию.

Различаются типовые и индивидуальные проекты. В первом случае придерживаются стандартных размеров деталей, постройки не превышают двух этажей, что не дает возможности разнообразить внешний вид и архитектурную привлекательность. Но такие здания преобладают, быстро решая сугубо практические задачи. В противоположность им, индивидуальный подход разрушает все стереотипы, касающиеся модульных конструкций. Здесь отходят от традиционных габаритов и форм, и могут проектироваться любые объёмы. Например, для возведения шестиэтажного отеля в Воронеже в 2014 году использовалось 107 модулей длиной по 17 метров. Каждый из них представлял из себя два полноценных гостиничных номера и коридорную секцию.
 

Монтаж

Для каждого варианта строительства модульного здания разработана отдельная технология сборки элементов. Существуют определённые часто используемые стандарты или же руководства, созданные с учётом особенностей конструкции. 

Проще всего монтируются здания из блок-контейнеров.

• Требования к площадке минимальные. Она должна быть ровной и твёрдой.
• В качестве фундамента можно использовать сваи, столбики или оборудовать простейшую ленточную форму. Этого вполне достаточно, чтобы выдержать нагрузку 1-3-этажного модульного строения.
  Блок-контейнеры могут соединяться любыми сторонами. Важно заметить, что элементы первого яруса должны иметь под собой не менее 6 точек крепления.
• Модули устанавливаются на площадку сопрягаемыми сторонами с зазором 15-20 мм.
• Между соединяемыми деталями укладывается резиновый уплотнитель и помещается в предназначенные для него каналы специальным инструментом (например, клиньями). Он закрывает не только внешние стыки, но и проходит по всему внутреннему периметру детали.
• При помощи стяжных болтов производится соединение противоположных силовых поверхностей и их плотная герметизация.
• Аналогичным образом устанавливаются все блок-контейнеры первого этажа.
• Если возводится 2-3 этажная постройка, для верхних ярусов предусмотрены дополнительные крепёжные элементы. Предполагается повторение всей предшествующей операции, но уплотнители монтируются не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости.
• Возможна установка специальных боковых конусов, предохраняющих элементы от скольжения.
• Фасадные рамы соединяются дополнительными растяжками, которые попутно выполняют функцию усиления прочности.
• В случаях, если предусмотрена внутренняя герметизация стыков, эти работы выполняются на заключительном этапе, когда модульное здание уже целиком собрано.
• Одновременно производятся работы по подключению коммуникаций, энергоснабжения, где необходимо – устанавливаются внутренние панели, двери, другие отделочные элементы.

Монтаж модульного сооружения из блок-контейнеров отличает скорость и простота. Основное требование – скрупулезное выполнение всех пунктов технологической сборочной карты, сопровождающей конкретное изделие.

Работы с плоскостными элементами имеют свою специфику. Они существенно отличаются от практики соединения готовых объёмных деталей и технологии возведения капитальных зданий из кирпича или бетона. Разница в том, что работы на модульном сооружении идут изнутри наружу, а не наоборот, когда первым делом ставятся стены и крыша.

• На стройплощадку завозятся все детали, необходимые для установки каркаса на начальном этапе.
• Производится монтаж силовой рамы и перекрытий.
• Устанавливаются крепления наружных и внутренних стен.
• Делается крепление потолков и верхней кровли.
• Монтируются стены внутри конструкции, проводится черновая работа с электропроводкой, разводятся сантехнические трубы и другие предусмотренные проектом коммуникации.
• Стены зашиваются материалом (гипсокартон, стружечные плиты, фанера), закрываются потолки.
• Проводится установка внутренних дверей, отделочных панелей, оформление всех проёмов.
• Проверяются электрокабели и другие инженерные сети.
• Где необходимо, проводится обработка напыляемой (жесткой) изоляцией.
• Монтируются панели на фасад здания.
• Делается чистовая доводка отделки, устанавливается сантехническое и прочее оборудование, кладётся финишное покрытие пола.
• Ставятся на место окна и двери, оборудуются внутренние переходы.
• Завершается внешняя установка сайдинга, производится герметизация здания.

Перечисленные пункты не являются единственным алгоритмом строительства быстровозводимых конструкций. В каждом случае проект снабжается соответствующей документацией, конкретизирующей этапы проведения и порядок всех монтажных работ. 

Некоторые производители конструкций предлагают использовать линейную схему сборки, когда поочередно сдаются секции здания, а строители последовательно перемещаются по объекту до его полной готовности. В других случаях находит применение статичный процесс – работы ведутся одновременно по всем направлениям (каркас, отделка, электромонтаж и другие).

Преимущества и срок службы

Растущая популярность модульных сооружений обусловлена рядом факторов, в которых они превосходят все конкурирующие строительные предложения.

• Качество – обеспечивается за счет достижения высокого уровня готовности элементов в условиях производства. На стройплощадку доставляются детали, которые остается только установить на положенные места.
• Производительность труда. Работа над конструкцией ведется в закрытых помещениях и не зависит от погодных и других условий. Применяются точные инструменты, которыми невозможно пользоваться на улице. К тому же все необходимые специалисты – от рабочих до конструкторов – собраны в одном месте и могут быстро координировать свои действия.
• Безопасность. Контролируемые условия снижают для персонала риск получения травм.
• Чёткий график. Процесс не подвержен задержкам из-за отсутствия комплектующих или несвоевременного подвоза нужных материалов.
• Стоимость и затраты. Постройка модульного здания может быть более экономичной (по сравнению с аналогичными капитальными проектами). Правда, это не означает существенного снижения стоимости. Но все расходы будут более прогнозируемыми и предсказуемыми, что позволяет их эффективно тратить. Гораздо важнее тот факт, что время возведения модульной конструкции существенно короче, и инвестиции быстрее начинают окупаться.
• Экономия на материалах. В условиях заводского производства есть шанс добиться минимального количества отходов, находя применение всем остаткам. Традиционное строительство на площадке такими возможностями не обладает.

Что касается срока эксплуатации, то здесь мнения неоднозначны. Стандартный блок-контейнер при хорошем обслуживании может использоваться до 20 лет. Еще один параметр – количество перевозок с места на место, которые он выдержал. То же самое касается и зданий, созданных на базе объемных модулей.

Со сборными сооружениями ситуация несколько иная. Они относительно недавно заняли своё место в линейке быстровозводимых проектов и объективной статистики еще не имеют. Но эксперты полагают, что такими конструкциями можно пользоваться до 100 лет, в зависимости от погодных особенностей и условий эксплуатации.