Проекты модульных зданий: материалы и сфера применения

18 марта 2024

Рост объёмов строительного рынка в настоящее время сопровождается безусловным требованием к высокому уровню качества конечного продукта, скорости процесса возведения зданий и их архитектурной эстетичности. Технология использования сборных конструкций способна целиком удовлетворить все перечисленные критерии. Она базируется на монтаже сооружений из частей, имеющих высокую степень заводской готовности, поставляемых к месту сборки в виде цельных объёмных или плоскостных элементов. Существующие проекты модульных зданий применимы практически в любых сферах – от жилищного сектора до создания промышленной или торговой инфраструктуры.

Общие сведения о модульных зданиях

Модульным называются все сборные строения, построенные из секций, имеющих одинаковые габаритные размеры и унифицированные узлы крепления. Сборочные единицы (модули) для них изготавливаются на специализированном предприятии. Уровень комплектации каждого элемента зависит от особенностей проекта. В большинстве случаев заводская сборка доводится приблизительно до 90-процентной готовности и включает в себя, помимо основных деталей, электрооборудование (например, вводный автомат, приборы освещения, розетки и выключатели), мебель, сантехнику, вентиляционные системы.

Окончательный монтаж и комплектация секций заканчиваются на строительной площадке. Здесь же производится их установка в последовательности, предписанной технической документацией. Модули могут располагаться в один ярус бок о бок или встык торцевыми плоскостями, штабелями (образуют этажи). За счёт такой гибкости достигается разнообразие конфигураций и стилей. Соединение производится через герметизирующий стык и предполагает неразъёмный способ (сварку) или разъёмный (болтовое крепление).

По своим эксплуатационным характеристикам сборные конструкции подразделяются на стационарные (постоянные) или временные объекты.

Первые чаще всего используются в качестве жилых и подсобных помещений, в них размещают торговые и сервисные предприятия, медицинские учреждения.
Временные применяются для целей создания требуемой инфраструктуры на строительных площадках и в других подобных локациях. Их преимуществом является возможность быстро развернуть все необходимые мощности на новом месте, эксплуатировать их в течение нужного времени, а затем демонтировать и перевезти на следующий объект или транспортировать к месту хранения.

Модульные здания традиционно отличаются высоким качеством сборки. Изготовление их элементов в заводских условиях позволяет использовать современные станки и механизмы с большой точностью производимых операций. Кроме того, осуществляется постоянный контроль, который невозможно организовать в условиях строительной площадки.

Немаловажную роль в формировании стоимости играет тот факт, что все детали одного проекта (или в более широких рамках) должны быть стандартизированы. Это позволяет добиваться экономии, за счёт оптимизации расходования материала. Поэтому модульная технология постройки зданий считается передовой и экологически нейтральной. При ней образуется совсем небольшое количество отходов, которые необходимо утилизировать. Такой подход имеет общепринятое название «бережливое производство» и широко используется в мире.

Существуют и другие преимущества по сравнению с традиционными строительными практиками.

Скорость возведения зданий и короткий срок их окупаемости (за счёт быстроты ввода в эксплуатацию и начала деятельности). Все работы над модульной конструкцией на заводе ведутся параллельно. Это означает, что одновременно изготавливаются детали каркаса, пола, крыши, вертикальных стеновых опор, а затем из них окончательно комплектуется сборочный модуль. Сам же монтаж на строительной площадке небольшого здания из 4-6 элементов занимает 1-2 дня и не требует присутствия значительного количества рабочих и механизмов.
Отсутствие необходимости производить дорогостоящие «грязные» земляные работы для обустройства фундамента. В некоторых случаях (например, при временной установке) он бывает вообще не нужен. А для стационарных зданий чаще всего применяется свайная технология постройки основания.
Гибкий подход к комплектации и конфигурации. Сборное модульное сооружение нельзя рассматривать в его конечном виде. Каждое из них позволяет добавлять новые элементы, расширять функциональные возможности здания. В этом же ряду стоит и обратный процесс – демонтаж ненужных частей и сокращение числа установленных блоков.

Существуют некоторые объективные проблемы, характерные только для модульной технологии. Основной из них считается сложность с транспортировкой готовых объёмных конструкций. Этот пункт должен учитываться ещё на стадии проектирования, чтобы доставка сборочных элементов не обошлась чересчур затратно. Как правило, все стандартные разработки базируются на типовых размерах блок-контейнеров (ДШВ) 6х2,45х2,45 м. Это позволяет брать для перевозки по дорогам общего пользования автотягачи с прицепом. Также следует обращать повышенное внимание на состояние транспортной инфраструктуры в районе строительства. Она должна позволять машинам свободно маневрировать в месте разгрузки.

Модульные здания

Предлагаем различные модификации модульных общежитий, из которых вы можете выбрать наиболее подходящий вариант.

Изготовление сборочных элементов для модульных зданий и используемые в них материалы

Первое, что следует знать в данном вопросе – не существует каких-либо общепринятых стандартов в конструировании универсального блок-модуля. Каждый изготовитель пользуется собственными разработками и комплектует ими выпускаемую на рынок продукцию. Поэтому все параметры – от габаритов до технических свойств – являются индивидуальными решениями. Безусловное сходство имеется только в деталях самой конструкции.

Каркас. Состоит из двух горизонтальных металлических рам (верхней и нижней), соединённых между собой вертикальными стойками. По внешнему виду они подразделяются на две группы.

С угловыми опорами. Все нагрузки принимаются четырьмя колоннами, расположенными на углах каркаса. Между ними могут находиться дополнительные стойки, но их наличие необязательно. Подобный способ очень выгоден в тех случаях, когда требуется создать увеличенное внутреннее пространство, выходящее за пределы габаритов одного модуля. В таких примерах у сборочного элемента отсутствует одно или несколько боковых ограждений, выполняющих роль стен.
Каркас с несущими стенами. В данной конструкции промежуточные вертикальные опоры обязательны. Кроме соединения с горизонтальными рамами, между собой они скрепляются раскосной или крестовой решёткой. В данной конфигурации следует выделить то преимущество, что в постройке каркаса допускается использовать металлические детали меньшего сечения и толщины стенки. Но прочность всего изделия при этом не снижается, а сам модуль лучше выдерживает расчётные нагрузки и под влиянием деформационных процессов не теряет заданной геометрической формы.

Стены и доборные элементы. Чаще всего делаются из металлического листа (профилированного или гладкого). В качестве защиты железа от влаги и других атмосферных угроз, имеет цинковое покрытие и полимерную окраску. В модульных зданиях, предназначенных для круглогодичного использования, стены комплектуются сэндвич-панелями с металлической или пластиковой облицовкой. Слой утеплителя в них может варьироваться от 5 до 20 мм, беря во внимание климатические особенности в районе эксплуатации. Доборные элементы подбираются с учётом использованного стенового материала и закрывают все стыки между деталями.
Пол и крыша зашиваются металлическим листом.
Во внутренней отделке используются любые подходящие материалы, но здесь неукоснительно придерживаются нескольких правил.

Во-первых, модульные здания, предназначенные для временной установки и последующего демонтажа, комплектуются более лёгкой отделкой. Это связано с необходимостью уменьшить вес конструкции, чтобы её силовые узлы не испытывали чрезмерной нагрузки во время погрузочно-разгрузочных работ.
Во-вторых, помещения санитарно-гигиенической направленности и другие, связанные с повышенным содержанием влаги (сушилки, туалеты и душевые, кухни) отделывают пластиковыми панелями. Они не боятся воды, не гниют, не подвержены распространению плесени, легко чистятся и долго сохраняют первоначальные качественные параметры. Такое же правило действует при подготовке модульных объектов для больниц, ФАПов и медпунктов.

Все перечисленные модели находят практическое применение в стандартных конструкциях. Но они могут быть изменены, исходя из пожелания заказчика и индивидуальных особенностей эксплуатации.

Надежная модульная конструкция для туалета

Модульный туалет

от 265000 ₽

Практичное современное металлокаркасное модульное здание, предназначенное для общественного туалета.

Типовые проекты модульных зданий

Первое, на что необходимо обратить внимание при рассмотрении проектов – это на универсальность используемых в них сборочных блоков. В сооружении одинаковой конфигурации могут решаться совершенно разноплановые задачи. Например, в общежитии и госпитале преимущественно будут присутствовать однотипные спальные помещения, которые в одном случае выполняют роль комнат для проживания, а во втором служат больничными палатами. Поэтому в первую очередь следует разобраться именно со стандартными модулями, включаемыми в комплектацию сборных конструкций, но предназначенными для различных целей.

Жилое помещение. Предполагает размещение в нём спальных мест, мебели и оборудования (освещение, водоснабжение, сантехника, вентиляция), необходимого для создания запланированной степени комфорта.
Офисные блоки. Обязательно соблюдение требований, обеспечивающих безопасное размещение персонала (уровень света, циркуляция воздуха, отсутствие электротехнических и пожарных угроз).
Гигиенические модули. Предназначены для узкоспециализированных задач: душевые, уборные, сушилки и другие. В комплектации таких блоков, как правило, непременно предусматривается подключение к внешним сетям (вода, канализация) и использование материалов, не реагирующих на повышенную влажность.
Кухни, столовые. Обязательно отделываются экологически нейтральным покрытием стен, потолка и пола, выдерживающим высокую температуру и отвечающим санитарным нормам, установленным для такого вида деятельности.
Складские помещения. Комплектация оборудованием и мебелью производится в зависимости от хранимых материальных ценностей. Например, для лакокрасочных средств или препаратов бытовой химии важно обеспечить надёжную вентиляцию и стеллажи с прочным покрытием, не реагирующим на агрессивные составы.
Модули для технического оборудования. В них могут располагаться генераторы, электрощитовые, пульты и мониторы видеонаблюдения, коммутационная аппаратура связи, котельные и другие необходимые механизмы или устройства.

В каждом пункте могут применяться сборочные элементы, имеющие полное, частичное или отсутствующее ограждение. Два заключительных вида используются в тех случаях, когда необходимо конструировать увеличенное пространство, выходящее за границы одного модуля.

На основании перечисленных типов формируется большинство проектов модульных зданий.

Общежитие. В составе может быть практически любое количество сборочных единиц. Небольшие постройки устанавливаются в один ярус прямо на земляное основание. Более масштабные конструкции делаются двух- и трёхэтажными, а их полезная площадь превышает 1 тыс. м2. Для экономии места внутри общежития вход на верхние этажи организуется по внешним лестницам, которые находятся в поставляемом комплекте. Обшивка стен из сэндвич-панелей для круглогодичной эксплуатации или из металлического листа.
Штаб строительства. Временное сооружение, необходимое для размещения персонала на объектах. В его комплектации учитывается как количество сотрудников и организация для них рабочих мест, так и комнаты для размещения множительной техники или залов для совещаний. Размер помещений в данной категории редко превышает 150 м2. Конструкция предусматривает только временный вариант установки и может подвергаться запланированному разработчиком количеству циклов монтажа/демонтажа.
Модульные отели и туристические домики. Считаются крайне выгодным решением в тех случаях, когда строительство стационарного здания (например, в отдалённых районах) нецелесообразно. Доставка готовых объёмных сборочных блоков бывает затруднена. Поэтому на предприятии-изготовителе формируются транспортные пакеты с комплектными частями модуля, а его окончательная сборка ведётся непосредственно на месте монтажа. К такому решению нередко прибегают турбазы и зоны летнего отдыха.
Столовая. В данном проекте существует необходимость создания обширного и не имеющего перегородок внутреннего пространства. Поэтому в некоторых модулях целиком отсутствуют ограждения, а в элементах, находящихся по периметру здания, они установлены частично (1 или 2 стены). При монтаже одного ряда блоков проход остаётся полностью свободным, а при двухрядной схеме, на местах торцевого соединения элементов находится угловая опорная стойка.
Административно-бытовой комплекс. Очень востребованная позиция в сфере строительного и производственного бизнеса. Такие конструкции имеют универсальное назначение. Чаще всего делаются двухэтажными. На нижнем уровне располагаются рабочие места и другие помещения (например, туалет), а на верхнем могут находиться спальные комнаты персонала, постоянно проживающего на объекте.
Фельдшерско-акушерский пункт. Проектом предусматривается помещение для приёма пациентов, кабинет врача и процедурная. Часто этот комплект дополняется несколькими палатами для больных. Модульные ФАПы находят применение как в небольших населённых пунктах, так и на различных производственных объектах.

Другими популярными сферами эксплуатации сборных зданий является организация вахтовых посёлков; места для раздевалок и сушилок; мобильные офисы; помещения для установки технологического оборудования (насосные станции, средства связи, видеонаблюдение); посты охраны и проходные. Благодаря возможности комбинировать в одном сооружении разноплановые сборочные элементы, проекты модульных зданий могут быть приспособлены практически для любых целей.