Производство блок модулей: конструкции, материалы, примеры

В категории быстровозводимых зданий модульные конструкции являются одним из самых популярных технологических приёмов строительства. В качестве основного элемента обычно выступают стандартные контейнеры на металлическом каркасе. С их помощью создаются произвольные конфигурации строений, отвечающие техническому заданию и пожеланиям заказчика. Производство блок-модулей широко использует различные виды материалов, которые должны соответствовать определённым критериям качества и быть удобными в эксплуатации.

Что такое блок-модуль и его отличие от блок-контейнера

Первоначально металлические бытовки чаще всего исполняли вспомогательную роль в инфраструктуре производства или жилом секторе. В них хранили инструменты и прочие ценности, могли использовать в качестве временной раздевалки или другого подсобного помещения. С появлением новых отделочных материалов и теплосберегающих технологий, роль этих конструкций кардинально изменилась. В них организуют жильё, офисные центры, гостиницы, больницы, объекты торговли и сервиса.

Сам по себе типовой блок-контейнер имеет установленные размеры (ДШВ) 6,0х2,4х2,4 м. Различные производители в зависимости от индивидуальных особенностей проектов могут несколько изменять эти параметры, но чаще всего габариты остаются близкими к предложенным. Такие бытовки являются стандартными, наиболее подходящими для транспортировки и эксплуатации. Они устанавливаются поодиночке и применяются в виде отдельных объектов.

Блок-модуль по своим размерам ничем не отличается от предшественника. Но его основная задача состоит в том, чтобы быть использованным в комплексе с другими аналогичными элементами и формировать сборное здание, объединяющее несколько контейнеров. Принципиальным моментом является тот факт, что в определённых ситуациях модуль не предполагает наличия всех четырёх стен. Он может иметь ограждение по двум или трём сторонам, или быть полностью открытым. При совместном монтаже с другими аналогичными элементами в таком случае образуется внутреннее пространство большого размера. В быстровозводимых зданиях подобный приём используется для создания различных холлов, залов, кабинетов сотрудников или технических помещений для крупногабаритного оборудования.

Сама конструкция модулей и контейнеров может быть сборной или готовой к дальнейшей установке. В первом случае все детали комплекта доставляются на строительную площадку и уже там монтируются. Во втором – изделие находится в высокой степени заводской готовности. Его использование возможно сразу же по прибытии на место возведения здания. Но в этом случае возникают проблемы с транспортировкой габаритного объекта и выдвигаются высокие требования к дорожной инфраструктуре.

Материалы

Вне зависимости от того, будет использоваться элемент в качестве одиночного контейнера или модульного блока, материалы для каркаса, внутренней и внешней отделки могут применяться равнозначные.

• Оцинкованный лист (профилированный или гладкий). Он идёт на обшивку холодных (неутеплённых) стен, крышу, может ложиться на пол.
• Сэндвич-панели с покрытием из полимера, дерева или железа. Трёхслойные компоненты, дающие возможность создать тёплый модуль, предназначенный для круглогодичного использования в любом климате. В качестве утеплителя обычно выступает пенополиуретан или пенополистирол. Встречаются проекты, в которых устанавливаются внешние и внутренние панели, а слой утеплителя закладывается отдельно в полости каркаса. В таких примерах может использоваться минеральная (базальтовая) вата.
• При индивидуальных решениях снаружи модульные блоки закрываются вагонкой (натуральной или пластиковой), блок-хаусом, сайдингом и другими.
• Внутри используются листовые элементы: фанера, плиты ОСП, гипсокартон.
• В случае необходимости встречается применение деревянных деталей из досок и бруса.
• Обязательные пункты для каждого блок-контейнера или модуля – окна и двери. Здесь, чаще всего, применяются пластиковые модели.

В целом, никаких ограничений по ассортименту отделочных компонентов в производстве блок-модулей не существует. Следует только помнить о безопасности и практичности этих материалов.

Металлопрокат для блок-модулей

Основным направлением использования проката является создание каркаса контейнера и деталей усиления его конструкции. На них ложится наибольшая нагрузка. При выборе материала учитываются требования прочности, влияющие на марку применяемого металла. Для повышения эксплуатационных свойств (кислотоупорность, жаропрочность) в изделия добавляются различные присадки, обеспечивающие защиту от коррозии, но при этом не ухудшающие первоначальные параметры. В качестве дополнительной меры используется покрытие специализированными красками, предупреждающими образование ржавчины и повышающими стойкость железной детали к открытому пламени.

К активу металлопроката можно отнести такие качества, как прочность, доступность, простота сборки и лёгкость обработки, длительный срок службы. Всё перечисленное делает его почти идеальным материалом для производства блок-модулей и ставит на первое место среди всей известных в настоящее время альтернативных вариантов использования, например, дерева или железобетона.

Конструкция

В любом модуле следует обратить внимание на пять главных элементов: нижнюю и верхнюю рамы, вертикальные стойки, крышу и стены. 

• Основание (нижняя рама) представляется в виде сварной многослойной конструкции из швеллера (125 мм) и уголка (140 мм). В металлических контейнерах, у которых собственный вес несколько ниже, эти параметры могут быть изменены на 120 и 90 мм соответственно.
• Снизу рама подшивается железным листом, обеспечивающим конструкции предписанную надёжность.
• Для усиления жёсткости в некоторых проектах предусматривают дополнительные рёбра из поперечного швеллера.
• Внешние стены выполняются в двух вариантах. Для металлических контейнеров они покрываются окрашенным оцинкованным листом, а в утеплённых используются сэндвич-панели со 100-миллиметровой вставкой. Для северных районов этот параметр может быть увеличен до 200 мм.
• Вертикальные несущие стойки выполняются из того же материала, что и рама. Они, как правило, представляют из себя сложногнутый профиль и крепятся к нижней и верхней обвязке посредством электросварки либо болтами. Соединённые вместе эти детали образуют силовой каркас, на который монтируются все прочие компоненты.
• Крыша сварная из металлического листа. Поскольку элементы блок-модулей могут устанавливаться в несколько этажей, форма её обычно остаётся плоской. В зависимости от особенностей эксплуатации она может утепляться. 
• Чистовой пол накрывается плитой ОСБ (12-18 мм).
• Потолок – панели ПВХ.
• Для поддержания нормального микроклимата внутри сооружения обязательно используется пароизолирующая мембрана.
• Для каждого модуля предусматривается комплектация электрооборудованием: проводка, светодиодные светильники, выключатель, розетки, вводной автомат на 26-25 А.

Набор отделочных материалов и их характеристики могут меняться в соответствии с пожеланиями заказчика проекта. Но в типовых конструкциях они обычно остаются неизменными.

Модификация блок-модулей в зависимости от назначения

В комплекте сборного здания всегда присутствует несколько видов модульных элементов, предназначенных для выполнения различных функций. Все они имеют как конструктивные особенности, так и произвольную комплектацию.

• В административно-бытовых зданиях часто возникает необходимость создания увеличенных пространств, которые по размеру больше стандартного контейнера. В этом случае в блоке будут отсутствовать, например, две боковые стенки. Такой элемент ставится между двух других, у каждого из которых нет по одной длинной стене. Вместе они образуют общую комнату, не разделённую перегородками. Единственное напоминание об отсутствующих плоскостях – это поддерживающие стойки, придающие конструкции необходимую жёсткость.
• Если создаются проходные помещения, то в стенах модулей предусматриваются дополнительные дверные проёмы. Они позволяют попадать из одного блока в другой и обеспечивают внутренний проход.
• В проектах гостиниц, общежитий, больниц и прочих аналогичных зданий всегда существует общий коридор. Составляющие его модули имеют, как правило, только одну боковую стену. В сборе они образуют длинную галерею, в которую выходят все двери комнат.
• Отделочные материалы в блоках также изменяются в зависимости от функционального назначения. В душевых, сушилках, санузлах, в которых присутствует повышенная влажность, должны применяться не реагирующие на неё покрытия. Это различные пластики и полимеры, не подверженные гниению, образованию грибка и плесени. Кроме того, в этих модулях обязательно предусматривается принудительная вентиляция, хотя в других помещениях здания она может отсутствовать.

В каждом отдельном случае на этапе проектирования быстровозводимой конструкции рассматриваются все варианты её целевого использования. Затем находятся оптимальные способы создания специализированных модулей, лучшим образом укомплектованных для выполнения поставленных задач.

Примеры сборных зданий из блок-модулей

Рассмотрим существующие проекты, в которых основным элементом конструкции служат стандартные блок-модули.

1. Компактное 2-этажное здание из 10 частей. На нижнем уровне большой зал из трёх соединённых контейнеров, один блок разделён на два отсека и отдельное помещение для входной группы и санузла. Второй этаж – это классическое «рядное» расположение комнат с выходом в общий коридор. Вход на верхний уровень производится по внешней лестнице, что позволяет не расходовать полезное пространство внутри помещения. Площадь всего здания составляет 146 м2. Проект может быть использован в качестве, например, общежития для рабочих или стать объектом туристического сервиса.

Преимуществом почти всех модульных зданий считается их потенциальная трансформируемость. Любое из них может быть расширено за счёт установки дополнительных элементов.

2. Административно-бытовой комплекс из 6 блок-контейнеров. Такие проекты чаще всего оказываются востребованы для временного монтажа где-нибудь на строительной площадке и организации работы управляющего персонала. В некоторых случаях их совмещают с гостиничными блоками. Например, первый этаж отдаётся под офисы, а на втором уровне находится жилая зона. В шестиблоковой конфигурации такое здание имеет 85 м2 и может служить комфортабельным рабочим местом.
3. Крупные подрядные организации могут заинтересоваться сборным штабом строительства из 20 блок-модулей. Здание имеет два этажа и общую площадь 27 м2. В таком помещении без стеснения разместятся до 50 сотрудников вместе с офисной техникой и другим необходимым оборудованием. Важным является и тот факт, что после завершения строительных работ на объекте, сооружение может быть демонтировано и перемещено в другое место. В технической документации каждого блок-модуля указывает количество циклов сборки-разборки, на которые данный элемент рассчитан. Сама же конструкция при демонтаже сохраняет свою целостность и может быть использована ещё определённое количество раз. А при условии правильной эксплуатации, своевременного проведения ремонтных и профилактических работ – срок службы модулей может быть увеличен.

Быстровозводимые строения хотя и не отличаются архитектурным разнообразием, но они прекрасно выполняют свою работу и обладают рядом преимуществ, недоступных другим строительным технологиям. Например, недорого стоят, быстро возводятся, имеют высокий уровень качества, удобны в эксплуатации и ремонтопригодны. Диапазон же применения таких зданий настолько обширен, что позволяет производству блок-модулей оставаться в числе лидеров рынка быстровозводимых конструкций.