Строительство модульных зданий

Общие сведения

Технология модульного строительства предполагает процесс, в котором компоненты планируемого здания сперва изготавливаются на промышленном предприятии, затем доставляются на стройплощадку и уже на месте объединяются в цельную конструкцию. Такой подход обеспечивает максимальную эффективность, получаемую за счёт оптимального распределения сил и средств. В условиях производства гораздо проще и дешевле собирать элементы модульного здания, не тратя рабочего времени непосредственно на самом этапе строительства.

Комплектующие модульного здания представляют из себя объёмные или плоскостные конструкции в степени полной заводской готовности.

1. Плоскостные детали (сборочные элементы) – это готовые фрагменты стен, перекрытий и каркаса. Они выгодны, в первую очередь, в случае постройки больших зданий, имеющих минимальное количество внутренних перегородок и значительную кубатуру. Такими обычно бывают современные торговые павильоны или высококлассные логистические центры (категория А, А+, В, В+). Немаловажно и то, что такие изделия легче перевозить автомобильным транспортом. Они не занимают много места и на одну платформу может уместиться несколько деталей модульного здания. В данной категории рассматриваются такие элементы, как фасады и облицовка; внутренние перегородки и стеновые панели; перекрытия, рамы, балки, другие конструктивные детали каркаса.
2. Объёмные модули. Они обычно представлены в виде отдельных блок-контейнеров, полностью укомплектованных оборудованием и готовых к установке в общую конструкцию согласно проектной документации. Хорошо подходят для строительства многосекционных жилых объектов: гостиниц, общежитий, различных домов квартирного типа. Каждая секция такого модульного здания может состоять из одного или нескольких блок-контейнеров.
3. Третья технология модульного строительства комбинированная. В ней применяются как сборочные плоскостные детали, так и объёмные элементы. Такой подход позволяет оптимально распределять силы и финансы, а возведение здания происходит в максимально сжатые сроки. Чаще всего подобная технология используется при необходимости создания объектов с крупными пролётами (проёмами) и сопутствующей офисной инфраструктурой.

Если прежде возводились небольшие модульные здания, то теперь отношение к ним поменялось. Из разряда некапитальных объектов, использующихся для сезонного размещения персонала, организации учебных классов или предоставления временного жилья, появились проекты сборных конструкций, например, для многопрофильных больниц. Обычно в таких случаях закладывается возможность быстрого разворачивания дополнительных площадей за счёт монтажа новых элементов или же наоборот – удаление ненужных блок-контейнеров в тех случаях, когда в них нет необходимости.

Следует отметить ещё одну деталь, претерпевшую изменения в модульном строительстве последнего времени. Речь идёт о масштабе. Прежде такие конструкции не возводились выше четырёх этажей. Однако в последнее время стали встречаться 10-ярусные (и более) проекты. В целом сборные дома могут быть любой высоты. Все ограничения в этой области касаются только местных строительных норм.

В каких случаях модульные здания наиболее эффективны

Принятие решения о целесообразности обращения к модульному проекту должно базироваться на ряде факторов. Прежде всего, стороны обязаны хорошо разбираться в тонкостях технологии и быть готовы к тем сложностям, которые она диктует. В определённых случаях использование сборного метода строительства выглядит более предпочтительным, нежели традиционная схема.

• Проекты, в которых требуется минимизировать время на возведение объекта и начало его эксплуатации. 
• Конструкции с большим количеством дублируемых элементов. К этому разряду относятся различные помещения с одинаковыми учебными классами, комнатами, технологическими площадями.
• Здания без больших пролётов, с относительно частым шагом опор каркаса.
• Случаи, когда строительство производится на удалённых площадках с ограниченной доступностью.
• Проекты, реализуемые в условиях дефицита рабочей силы и средств механизации.
• В тех примерах, когда возведение здания производится среди плотной городской застройки.
• В условиях, когда оборудование полноценного фундамента или невозможно, или представляется чересчур затратным по финансовым вложениям и трудовым ресурсам.

В других случаях строительство модульных зданий также представляется вполне выгодным мероприятием, но соответствие перечисленным выше критериям (всем или частично) делает их основным вариантом проекта.

Сложность же такого подхода заключается в том, что метод строительства на основе модульных конструкций предполагает дополнительную ответственность и компетенции проектировщиков. Они должны учитывать все тонкости производства, вопросы транспортировки деталей на стройплощадку, последовательность планируемых работ. Здесь возникает намного больше проблем, чем при традиционной технологии возведения зданий. Поэтому между конструкторами и производителями работ должно быть чёткое разграничение обязанностей, а все заинтересованные стороны находятся в готовности к принятию быстрых решений. В таком случае эффективность и слаженность работы всех подразделений приведёт к благоприятному запланированному результату. 

Организационные вопросы

Перед началом проектирования эскиза необходимо чётко определиться с разграничением обязанностей по созданию модульных компонентов, связанных с ними страховыми и финансовыми обязательствами, особенностями доставки элементов к месту сборки. В этом пункте учитываются некоторые уникальные вопросы технологии. Например, большая часть предназначенных для монтажа изделий классифицируются в качестве материалов, а не готовых компонентов. Они целиком собираются вне строительной площадки, смещая баланс традиционного процесса, учитывающего соотношение обработки деталей и трудозатрат именно во время возведения здания. 

• На этапе проектирования модульного дома сразу же учитываются риски транспортировки, большой объём крановых работ, возможность повреждения готовых элементов во время перевозки или монтажа. При этом предварительно закладывается необходимость произведения ремонта деталей непосредственно на строительном участке.
• В отличие от стандартных методов строительства из дерева или камня, где трудозатраты равняются около 60% от общей суммы проекта, модульные конструкции демонстрируют обратную пропорцию. Здесь большая часть приходится на производственный цикл.
• В модели доставки на строительную площадку также наблюдаются индивидуальные свойства. Невозможно сначала проектировать модульный дом, а затем искать подрядчика, способного перевезти нестандартные детали. Поиск транспортной компании осуществляется сразу же на этапе эскизного проектирования, как только становятся понятны размеры и объёмы планируемых изделий.
• Нормативная база. Она должна координироваться с руководством строительной компании и соответствовать местным техническим требованиям. Основным критерием здесь являются именно параметры, принятые в месте строительства, а не действующие там, где производится планирование объекта. В ряде случаев региональные условия могут содержать принципиальные разногласия, связанные с климатическими, экологическим и другими обстоятельствами.

Как только проект модульного здания проходит стадию эскиза, предлагается привлекать производителей для его консультирования и, возможно, внесения объективных правок. Чем раньше такое слияние происходит, тем лучше. Особенно в случае работы с проектными бюро, прежде не сталкивающимися с такими решениями. Преимущества, получаемые при подобной организации работ, могут стать серьёзным подспорьем в сокращении времени строительства и его стоимости.

• Обеспечивается гибкость предлагаемых вариантов и их комбинации.
• В технические решения не попадают элементы, способные сделать проект дороже из-за использования дефицитных материалов с длительным сроком поставки.
• Оптимизируется график проведения работ.
• Обеспечивается снижение транспортных расходов на доставку модульных конструкций на строительную площадку.
• Снижаются общие сопутствующие риски.

На предварительном этапе производитель может выступать в роли консультанта, отвечая на актуальные вопросы и предоставляя собственные замечания по черновому эскизу.

Преимущества строительства модульных зданий

Помимо уже перечисленных пунктов, следует обратить внимание на целый ряд вопросов, делающих сборные дома незаменимыми в некоторых аспектах.

1. Качество. Благодаря высокой степени готовности элементов на стадии заводского изготовления, в технологию заложены средства мониторинга эффективности и контроля за производственным циклом. Здесь применяются инструменты повышенного класса точности, автоматизация процессов, стандартизация типовых элементов конструкции. Такие условия позволяют добиться максимальной герметизации внешних стен; дают отличный результат, если необходимо монтировать высокотехнологичные компоненты, относящиеся к системам пожарной и охранной сигнализаций, датчикам обеспечения микроклимата и другим приборам. 
2. Производительность. Условие готовности деталей модульного здания вне строительной площадки, позволяет повысить эффективность труда. Работа в цеху предполагает защиту от неблагоприятных погодных условий, использование более точных инструментов и сложного оборудования, которое невозможно доставить к месту сборки. Кроме прочего, легче осуществляется взаимодействие между проектировщиками и непосредственными исполнителями, быстрее вносятся правки и реализуются новые технические решения.
3. Безопасность. Контролируемые условия производства способствуют лучшей сохранности готовых элементов и правильные параметры их содержания до того времени, когда детали передаются для транспортировки на стройплощадку.
4. Соблюдение графика работ. Изготовление частей модульного здания в цеху позволяет делать процесс более предсказуемым и планомерным. Он, например, не зависит от погоды, которая является наиболее частым поводом для отмены работ на открытом воздухе. Кроме того, есть возможность создания заводских запасов необходимых комплектующих на складах предприятия, обеспечивая таким образом непрерывность цикла производства.

 Существуют и другие положительные стороны строительства модульных зданий.

• В части затрат и стоимости они могут быть более экономичными, по сравнению с традиционными технологиями. Это, впрочем, не означает автоматического уменьшения цены строительства, но делает её более предсказуемой и прозрачной. 
• Экологическая устойчивость и снижение уровня отходов. Производство деталей вне строительной площадки позволяет добиться рационального использования материалов в части их расхода. Любые обрезки от крупногабаритных деталей могут найти место в более мелких элементах или остаться в распоряжении изготовителя для последующих проектов.

Заключительный немаловажный аспект преимуществ модульных технологий строительства – экономия места. Для монтажа быстровозводимых зданий не требуется много пространства для организации работ. Площадка занимает относительно небольшой участок и сокращает повреждение почвенного слоя, за которым внимательно следят органы экологического контроля. На такой территории требуется меньше транспорта, рабочих и участков для обработки материала. Модульные здания крайне удобно возводить даже в условиях близкого нахождения жилых домов, так как уровень шума при их строительстве ниже, чем при использовании традиционных методов.

Этапы строительства

Вне зависимости от технологии возведения модульного здания, определён общий алгоритм проведения всех этапов и работ.

1. Сборка материалов и элементов, применяемых в процессе строительства согласно проектной документации.
2. Монтаж каркаса и настил перекрытий. Затем устанавливаются опорные рамы внутренних и наружных стен.
3. Производится крепление кровли, потолка, монтируются внутренние перегородки, делается разводка сантехники.
4. Стены обшиваются гипсокартоном или другим материалом, указанным в проекте; в установленных местах прокладывается черновая электрика.
5. Зашивается потолок; производится обработка жёсткой (напыляемой) изоляцией; продолжаются электротехнические работы.
6. Делается обшивка панелями, оформление дверных и оконных проёмов, доводка всей внутренней отделки.
7. Устанавливаются фасадные панели на внешние стены, завершается отделка помещений (покраска и чистовые декоративные элементы).
8. Финишная установка сантехнических приборов и электромонтажного оборудования; укладывается напольное покрытие.
9. Заполняются оконные и дверные проёмы, монтируется сайдинг, модульное здание герметизируется. 

На заключительном этапе производятся испытания инженерных сетей, проверка работоспособности всех агрегатов, приёмка всей модульной конструкции в эксплуатацию.