МИРОВАЯ ПРАКТИКА В ОБЛАСТИ МОДУЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Аннотация


Рассмотрена мировая практика в области модульного строительства. Целью исследования является определение возможных путей применения технологий модульного домостроения в Российской Федерации. Достижение цели работы осуществлялось на основе применения общенаучных методов исследования в рамках сравнительного, логического, статистического анализа и др. Рассмотрены и проанализированы технологии модульного строительства, такие как: объемно-блочное строительство (ОБД), многослойные клееные деревянные панели (CLT-панели) и легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК). Установлено, что применение данных технологий является оптимальным и действенным направлением, в связи с чем Российская Федерация должна рассматривать данную современную строительную систему как один из способов решения проблем, связанных с нехваткой жилых площадей. Обобщены преимущества и недостатки технологий модульного строительства. Анализ мировой практики применения данной технологии свидетельствует о перспективности направления, так как данные технологии могут использоваться практически во всех сферах строительства, где существует такая необходимость, поскольку они соответствуют всем тем трендам и тенденциям современной строительной отрасли. Предложены практические рекомендации по усовершенствованию технической и нормативной правовой базы Российской Федерации в целях устойчивого развития модульного строительства с применением объемно-блочного метода (ОБД), многослойных клееных деревянных панелей (CLT-панели) и легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК). Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации технологий модульного строительства, их усовершенствования, а также устранения факторов, создающих препятствия для конечного потребителя.

Полный текст

Введение Одной из самых актуальных проблем в Российской Федерации является обеспечение граждан жилыми площадями, так как данная проблема непосредственно связана с уровнем социальной напряженности в стране. Ввиду этого большое внимание уделяется развитию технологий жилищного строительства, позволяющих снизить материалоемкость и трудоемкость работ, а также сократить продолжительность выполнения основных строительных процессов, что напрямую отразится на сметной стоимости объектов и обеспечит их доступность на рынке. Модульное строительство может стать решением жилищного кризиса с учетом современных требований по архитектуре и дизайну, комфорту и функциональности, энергоэффективности и экологичности. Поскольку строительство является отраслью реального сектора экономики и относится к наиболее капиталоемким отраслям, его приоритетной задачей является снижение капиталоемкости, чего и позволяют достичь технологии модульного строительства. Сокращение издержек и влияния на окружающую среду, а также сроков реализации проектов всегда актуально для строительных компаний, и применение современных технологий модульного строительства, таких как объемно-блочное строительство (ОБД), многослойные клееные деревянные панели (CLT-панели) и легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК), представляется оптимальным и действенным направлением достижения указанных целей, в связи с чем в Российской Федерации данная современная строительная система должна рассматриваться как один из способов решения проблем, связанных с нехваткой жилых площадей. Модульные конструкции используются не только в жилищном строительстве, но и в сфере энергетики, металлургической, машиностроительной, нефтегазовой промышленности. Наиболее широкое применение в Российской Федерации имеют мобильные или временные здания и сооружения с блок-контейнерами легкой и быстрой сборки. В настоящей статье рассмотрен мировой опыт строительства зданий и сооружений по модульной технологии. Объектом исследования является возможность применения модульных конструкций в строительстве. Цель - определить вероятные пути оптимизации модульного строительства в России в части планирования строительства и рационального применения технологий. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи: 1) раскрыть понятие и сущность технологий модульного строительства; 2) проанализировать мировой опыт применения технологии модульного строительства при возведении зданий и сооружений; 3) выявить возможности и методы использования технологии модульного строительства в целях повышения эффективности возведения строительных объектов. 1. Основная часть Объекты, возведенные с использованием технологии модульного строительства, а именно - здания, сооружения и т.д., представляют собой собранные из блоков или модулей, изготовленные на заводе- производителе, конструкции, которые транспортируются на стройплощадку и соответствующим образом собираются воедино [1, 2]. Для более детального анализа рассмотрим каждую технологию модульного строительства по отдельности. Распространение модульного строительства из объемных блок-модулей в мире произошло в 50-60-е гг. XX в., в период развития и подъема индустриального строительства из железобетона [3, 4]. В послевоенный период проблема дефицита жилой площади достигало критической отметки как для западных стран, так и для России. В Европе Вторая мировая война оставила после себя не только разрушенные города, но и еще и колоссальное отставание в области инвестиций в гражданскую инфраструктуру, прежде всего в сфере жилищного строительства [5, 6]. Объемно-блочное строительство в 60-70-е гг. было инновационным, но при этом экономичным и отмечалось колоссальной экономией материалов, исчисляемой в миллионах тонн металла и цемента, а также финансовых ресурсов [7, 8]. Между тем выдающимся примером первого модульного строительства в мире является жилой комплекс «Хабитат 67» в Монреале (рис. 1). Спроектирован архитектором Моше Сафди в 1966-1967 гг., является памятником архитектуры. Комплекс был построен к началу выставки «Экспо-67», одной из самых крупных мировых выставок того времени, темой которой были дома и жилое строительство. Являясь уникальным проектом будущего, воплотившимся в 1967 г., как пример модульного жилья, остается футуристическим и по сей день, доказывая, что архитектура модульных зданий не ограничена рамками прямоугольной конфигурации здания в плане и фасадов, собираясь при этом из одинаковых железобетонных блок-модулей с размерами 5,2×11,5×2,8 м [9]. Параллельно со строительством из железобетонных блок-модулей развивается направление модульного строительства из легких конструкций, представляющих собой пространственные каркасы по типу морских контейнеров (рис. 2), в несколько раз легче их аналогов из железобетона, они нашли применение во многих странах, в том числе в России [10, 11]. Рис. 1. Жилой комплекс «Хабитат 67» (Монреаль, Канада) [3] Fig. 1. Habitat 67 Residential Complex (Montreal, Canada) [3] Рис. 2. Офисное здание из контейнеров [3] Fig. 2. Office building made of containers [3] Стоит также отметить опыт внедрения модульных конструкций в строительство зданий в Соединенных Штатах Америки, где довольно широко распространено строительство малогабаритного жилья. В России первый капсульный отель построен в Москве, в доме 27 на ул. 1-й Тверской-Ямской - Sleepbox Hotel Tverskaya. В отличие от зарубежных аналогов, где номера для постояльцев буквально представляют собой капсулы, московский отель состоит из слипбоксов - модульных комнат (рис. 3), обеспеченных всеми необходимыми удобствами для полноценного проживания гостя [1, 12, 13]. Рис. 3. Капсульный отель Sleepbox Hotel Tverskaya [1] Fig. 3. Capsule Hotel Sleepbox Hotel Tverskaya [1] В Швейцарии в 90-х гг. прошлого столетия впервые применили многослойные клееные деревянные панели, состоящие из деревянных ламелей, сложенных в ряды. Изделия склеиваются между собой и спрессовываются. Ряды располагаются крест-накрест относительно друг друга. Вертикальные ламели обеспечивают высокую несущую способность, а горизонтальные - жесткость в продольной плоскости [14, 15]. Благодаря возросшему интересу общества к эко-строительству технология стала востребованной, из таких панелей стали возводить не только одноэтажные, но и многоэтажные здания, многоквартирные дома. В Западной Европе данная технология занимает все большую долю строительной отрасли. В России производство CLT-панелей активно развивается. Новая строительная технология имеет больше преимуществ, чем недостатков, поэтому ее популярность постоянно возрастает, однако сейчас, к сожалению, основным недостатком является высокая стоимость - по сравнению с другими строительными материалами, и для рядового застройщика это может стать нерентабельным [15, 16]. Подтверждением того, что этот строительный материал является перспективным, является тот факт, что из него строят многоквартирные здания, одно из которых в Портленде (штат Орегон) называют самым высоким деревянным зданием в Америке, проект Carbon12 фирмы PATH Architecture - это жилой кондоминиум высотой 26 м (рис. 4). Мировой опыт подтверждает, что эта технология имеет право на существование, многие эксперты утверждают, что за ней будущее [17, 18]. Рис. 4. Здание из CLT-панелей (Портленд, США) [19] Fig. 4. The building of the CLT-panels (Portland, USA) [19] Технология легкой стальной тонкостенной конструкции была разработана в 50-х гг. в Канаде. Основная причина появления данной технологии обусловлена необходимостью возведения большого количества малоэтажных домов для среднего класса, она довольно быстро приобрела характер массового применения, уменьшив, а в пригородах и городах и вовсе исключив использование каркасов из дерева из-за их высокой стоимости, подверженности гниению и воздействию насекомых - вредителей [20]. Основным фактором развития данной технологии явилась возможность промышленного, массового производства стальных профилей и доступность материала, она отличалась не только универсальностью, но и высокой эффективностью. Одними из самых ярких примеров, подтверждающих долговечность сооружений и наглядно иллюстрирующих технологию каркасного металлостроения, являются Эйфелева башня, воздвигнутая еще в 1889 г., и Бруклинский мост в Нью-Йорке, построенный в 1883 г., это один из старейших висячих мостов в США, его длина составляет 1825 м (рис. 5). Рис. 5. Эйфелева башня (Париж, Франция) и Бруклинский мост (Нью-Йорк, США) [21, 22] Fig. 5. The Eiffel Tower (Paris, France) and the Brooklyn Bridge (New York, USA) [21, 22] Легкие стальные тонкостенные конструкции являются результатом совместной работы инженеров-конструкторов, архитекторов и строителей. Даже на сегодняшний день совершенствование данного метода не стоит на месте, поскольку металл - один из самых перспективных строительных материалов для строительства домов, коттеджей, гаражей и т.д. Его популярности на рынке строительных технологий способствуют такие качества металлокаркасов ЛСТК, как технологическая простота, энергосбережение, долговечность [23, 24]. Заключение Мировая практика применения технологий модульного строительства позволяет определить преимущества и недостатки той или иной технологии. Достоинствами технологий модульного строительства являются: агрегирование всех видов работ; предварительная обеспечение соответствия технологических показателей нормативным требованиям; уменьшение количества возможных угроз физических или механических повреждений при использовании параллельно-последовательного метода строительства; уменьшение трудозатрат рабочих-строителей при непосредственном возведении здания или сооружения за счет предварительной заготовки конструктивных модулей, что является следствием снижения себестоимости СМР и продолжительности выполнения СМР. Также очень важным достоинством является уменьшение негативного воздействия на состояние окружающей среды [1, 25]. К недостаткам можно отнести то, что необходимые финансовые вложения являются предварительными, т.е. осуществляются до начала производства строительных работ; на текущем строительном рынке ощущается острая необходимость в модернизации производственных мощностей и технологической базы подрядных организаций [10]. Любое развитие носит перманентный характер, в частности, в области модульного строительства необходимо предпринять меры по сокращению продолжительности конкретных производственных операций и уменьшению всего производственного цикла [11]. Одной из основных задач в рамках реализации идеи модульного строительства является нахождение оптимальных путей доставки данных конструкций до площадки укрупнительной сборки [26, 27]. Рассмотрев все преимущества и недостатки, а также потенциал применения модульного строительства, можно сделать вывод, что данные технологии могут использоваться практически во всех сферах строительства [28, 29]. Учитывая необходимость увеличения жилого фонда Российской Федерации, а также сжатые сроки реализации государственных планов, отметим, что данная технология найдет широкое применение в реализации национальных проектов, так как низкая продолжительность строительства и высокие заводские требования к качеству модулей позволят осуществить поставленные задачи должным образом [30, 31]. Однако для полноценного использования данной технологии нужно адаптировать нормативную правовую базу и закрепить необходимые положения, касающиеся модульного строительства в законодательстве Российской Федерации [32].

Об авторах

А. О Хубаев

Московский государственный строительный университет

С. С Саакян

Московский государственный строительный университет

Н. В Макаев

ООО «Эталон-Инвест»

Список литературы

  1. Захарова М.В., Пономарев А.Б. Опыт строительства зданий и сооружений по модульной технологии // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. - 2017. - Т. 8. - № 1. - С. 148-155.
  2. Modular construction: From projects to products / McKinsey & Company. - 2019. - URL: https://www.mckinsey.com/industries/capital-projects-and-infrastructure/our-insights/modular-construction-from-projects-to-products (дата обращения: 16.02.2020).
  3. Сауков Д.А., Гинзберг Л.А Современное модульное строительство // Надежность и ресурс больших систем и машин: сб. ст. VIII Всерос. Науч.-техн. конф. с междунар. участием и XVIII школы молодых ученых, IV Междунар. конф. / Урал. федер. ун-т им. первого Президента России Б.Н. Ельцина; Науч.-инж. центр УрО РАН. - Екатеринбург: Изд-во НИЦ «НиР БСМ» УрО РАН; Урал. федер. ун-т им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2018. - С. 69-82.
  4. Бронников П.И. Объемно-блочное домостроение. - М.: Стройиздат, 1979. - 160 с.
  5. Скрипко В.Р., Марткович И.Б., Соловьев П.Г. Жилищное законодательство в СССР и РСФСР: монография. - М.: Стройиздат, 2015. - 362 c.
  6. Белозерский А.М. Объемно-блочное домостроение в России // Наука и техника транспорта. - 2012. - № 3. - С. 55-59.
  7. Дмитриева Н.О., Беляева А.Ю., Рукосуева Е.А. Модульное строительство как современное направление возведения малоэтажного жилья [Электронный ресурс] // Молодой ученый. - 2017. - № 15. - С. 366-370. - URL: https://moluch.ru/archive/149/42270/ (дата обращения: 16.02.2020).
  8. Ализаде С.А. Объемно-блочное домостроение: опыт и перспективы развития // Архитектура и дизайн. - 2017. - № 1. - С. 38-52.
  9. Habitat 67. - URL: https://www.architime.ru/specarch/moshe_safdy/habitat_67.htm/ (дата обращения: 16.02.2020).
  10. Баулина О.А., Клюшин В.В. Проблемы и перспективы жилищного строительства современной России [Электронный ресурс] // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». - 2016. - Т. 8, № 2. - URL: http://naukovedenie.ru/PDF/15EVN216.pdf/ (дата обращения: 16.02.2020).
  11. Cornelia Dorries, Sarah Zahradnik Container and Modular Buildings // DOM publishers. - 2016. - 252 p.
  12. Генералов В.П., Петрова Е.А., Чернышева И.В. Мини-жилье как типологический элемент жилой ячейки. Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Архитектура и дизайн: сб. ст. // Самар. гос. арх.-строит. ун-т. - Самара. - 2016. - С. 74-79.
  13. Новое место: Капсульный отель Sleepbox Hotel Tverskaya [Электронный ресурс]. - URL: https://www.the-village.ru/village/service-shopping/service-shopping/121871-sleepbox-hotel-tverskaya/ (дата обращения: 16.02.2020).
  14. Koones S. Modular Construction // Forbes. - 2019. - URL: https://www.forbes.com/sites/ sherikoones/2019/06/03/modular-construction-101/#608f4e0e2ceb (дата обращения: 16.02.2020).
  15. CLT-панели: особенности технологии, плюсы и минусы [Электронный ресурс]. - URL: https://zen.yandex.ru/media/forumhouse/cltpaneli-osobennosti-tehnologii-pliusy-i-minusy-5ddd6334e745e8330fb1a944/ (дата обращения: 16.02.2020).
  16. Kiyanenko K.V. Housing program language: Russia and the West // House building. - 2007. - Vol. 11. - P. 10-18.
  17. How modular construction is changing commercial real estate // Jones Lang LaSalle (JLL). - 2019. - URL: https://www.us.jll.com/en/trends-and-insights/cities/how-modular-construction-is-changing-commercial-real-estate (дата обращения: 16.02.2020).
  18. Carbon12. - URL: https://www.pdxmonthly.com/articles/2017/3/20/the-future-of-portland-s-skyline-is-made-of-wood-yes-wood/ (дата обращения: 16.02.2020).
  19. Groundbreaking of Mass Timber Framework Building Placed on Indefinite Hold [Электронный ресурс]. // Architectural Record. - URL: https://www.architecturalrecord.com/articles/ 13556-groundbreaking-of-mass-timber-framework-building-placed-on-indefinite-hold (дата обращения: 16.02.2020).
  20. Производственно-строительный комплекс ООО «ЛСТК-Сибирь» [Электронный ресурс]. - URL: http://lstk-sibir.ru/tag/%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8% D1%8F/ (дата обращения: 16.02.2020).
  21. 126th anniversay of the Tour Eiffel. - URL: http://www.bookmoda.com/en/ 2015/03/31/la-tour-eiffel-compie-126-anni/ (дата обращения: 16.02.2020).
  22. New York Bridges and Tunnels To Get LPR and Face Recognition Technology. - URL: https://securityelectronicsandnetworks.com/2016/10/13/new-york-bridges-and-tunnels-to-get-lpr-and-face-recognition-technology/ (дата обращения: 16.02.2020).
  23. Alderton M. How Building Modular Homes Can Help Fill the Affordable-Housing Gap // Autodesk. - 2018. - URL: https://www.autodesk.com/redshift/affordable-modular-homes?utm_ medium=website&utm_source=archdaily.com (дата обращения: 16.02.2020).
  24. Lawrence G. Motive power of changes: build the future of our cities // World of cities. - 2009. - № 3. - P. 5-6.
  25. Morton J. Modular Construction: Alternative Building in a Tough Economy // Buildings. - 2011. - URL: https://www.buildings.com/article-details/articleid/13275/title/-modular-construction-alternative-building-in-a-tough-economy (дата обращения: 16.02.2020).
  26. Generalov V.P., Generalova E.M. Problems of creating mass affordable housing in Russia // Vestnik SGASU. Gradostroitelstvo i arhitektura [Vestnik of SSUACE. Town Planning and Architecture]. - 2014. - Vol. 4 (17). - P. 10-18.
  27. Жукова Л.Г. Модульные здания // Инновационная наука. - 2017. - № 12. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modulnye-zdaniya (дата обращения: 16.02.2020).
  28. Vogler W. Modular Construction and Partial Order Semantics of Petri Nets. - Springer, 1992. - 252 p.
  29. Сычев С.А. Прогнозирование инновационных решений и технологий полносборного строительства // Вестник гражданских инженеров. - 2016. - Вып. 1 (54). - С. 97-102.
  30. Woollard D. 2020 Trend: The Continued Growth of Modular Construction // Millionacres. - 2020. - URL: https://www.fool.com/millionacres/real-estate-market/articles/2020-trend-continued-growth-modular-construction/ (дата обращения: 16.02.2020).
  31. Katharine Logan Continuing Education: Modular Construction // Magazine Architectural Record. - 2019. - URL: https://www.architecturalrecord.com/articles/14229-continuing-education-modular-construction/ (дата обращения: 16.02.2020).
  32. Гранев В.В., Келасьев Н.Г. Новый этап развития проектирования, строительства и реконструкции производственных зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. - 2015. - Вып. 5. - С. 34-37.

Статистика

Просмотры

Аннотация - 11142

PDF (Russian) - 506

Ссылки

  • Ссылки не определены.

© Хубаев А.О., Саакян С.С., Макаев Н.В., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах