Проекты нового поколения многоэтажных жилых домов
- Минимальной себестоимости жилищного строительства и эксплуатации зданий массового назначения, - сказал директор БелНИИС А. И. Мордич, - должны сопутствовать максимальные потребительские качества, так как отныне люди строят жилье за собственные деньги. Как показывает мировой опыт, как показывают работы БелНИИС, это условие может быть реализовано при возведении каркасных систем из монолитного или сборно-монолитного железобетона. При этом минимальная себестоимость определяется низкой удельной материалоемкостью за счет разделения функций несущих и ограждающих конструкций, применения статически неопределимых несущих конструкций, обеспечения повышенной тепловой защиты здания простыми средствами, а также полного вовлечения сложившейся материальной базы и местной промышленности строительных материалов в создание этих систем. Максимальные потребительские качества, комфортность, гибкие планировочные решения, открытость системы, обеспечение любых архитектурных решений, выполнение с помощью одних и тех же изделий бесконечного разнообразия архитектурных решений зданий без перестройки базы стройиндустрии - все это может быть достигнуто путем применения представляемых на рассмотрение каркасных систем.
Первоначально нами разрабатывалось массовое жилье, в итоге мы имеем и жилые, и общественные здания. При этом несущая способность и эффективность разработанных конструкций оказались таковы, что уже началось возведение из них и многоэтажных гаражей-стоянок.
Совершенно очевидно, что для достижения всех указанных характеристик потребовалась нетрадиционность конструкционных и технологических решений. Объединение сборных элементов с монолитными конструкциями решено беспрецедентно по отношению ко всей строительной практике бывшего СССР. Имеются в виду и монолитные ригели, пропущенные через створы колонн в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и бетонные шпонки несущих ригелей, поддерживающие торцы многопустотных плит.
Решая эти задачи, мы одновременно ставили перед собой еще одну, которая одновременно исходила и со стороны Минстройархитектуры РБ: это требование всепогодности строительства, высоких темпов производства строительных работ.
Напомню, что одним из важнейших преимуществ крупнопанельных полносборных жилых зданий является наиболее высокий темп их строительства по сравнению со зданиями других систем. Нельзя сбрасывать со счетов оборачиваемость денежных средств как основное мерило эффективности затрат на строительство. Поэтому наряду с конструкциями институтом разработаны и принципиально новые бетонные смеси, отработана новая технология бетона. Сегодня, используя полученные в БелНИИС добавки, можно вести работы при среднесуточной температуре до ми-нус 10°С совершенно без обогрева, при более низких температурах - с местным обогревом.
Все работы выполнены в соответствии с ГОСТом, проведены теоретические и экспериментальные исследования, многократные натурные испытания несущего каркаса - основного элемента, который воспринимает все приложенные к зданию нагрузки, осуществлено экспериментальное строительство. Разработаны рекомендации по проектированию и строительству зданий на основе диска - плоского перекрытия, образованного плоскими сборными элементами и окаймляющим их монолитным ригелем.
При наличии спроса на эти конструктивные системы экспертиза их была проведена как в России, так и в Украине. За счет снижения материалоемкости несущих конструкций каркасного здания, за счет эффективного использования наружных стен себестоимость его строительства сокращается на 30%.
Общей для всех нас проблемой является применение эффективных арматурных сталей. Белорусскому металлургическому заводу все равно, какую арматуру выпускать - класса AIII или класса АтIVс. Применение арматуры класса АтIVс вместо АIII сокращает удельный расход металла в среднем в 1,5 раза. На совещании с участием представителей завода им должно быть предъявлено требование производства высокопрочной арматуры, подрядчики же, в свою очередь, должны обязаться применять ее в своих решениях. Это особенно актуально в свете предстоящего перехода на тонкостенные конструкции, которые раньше в такой мере и по такому назначению не применялись. Выигрыш в рабочей высоте сечения за счет более компактного расположения рабочей арматуры позволяет достичь дополнительного эффекта как в несущей способности, так и в универсальности конструктивных решений.
Следующий шаг - разработка серии типовых конструктивных узлов под различные нагрузки и пролеты, тем более что конструктивная система позволяет предусмотреть любой шаг колонн. (У нас есть предварительная договоренность с АП "Белпроект".) Многократные натурные испытания должны быть завершены разработкой указанной типовой проектной документации. Подчеркиваю, не типовых домов, а типовых узлов, элементов. В полной мере там должны быть представлены и технологические разделы. Эта ТПД должна помогать и в проектировании системы, и при осуществлении всех видов надзора.
АО Белпромпроект представлял начальник одного из отделов института В. Г. Смирнов. Он рассказал:
- Белпромпроектом совместно с БГПА и творческой мастерской Тарновского подготовлена рабочая документация по экспериментальному объекту "Дом № 3 по ул. Притыцкого". В настоящее время в БГПА идут испытания рамы каркаса. Это 3-подъездный 9-этажный (местами 10-этажный) жилой дом, квартиры 10-го этажа - в 2 уровнях. Примененная конструктивная система - чисто каркасная, плоские потолки получаются из плит с подрезкой за счет применения ригеля таврового сечения с нижним расположением полок.
В 1992 г. были испытаны вплоть до разрушения 12 образцов плит с подрезкой. Армирование подрезки во всех случаях было различным. Были плиты и с неармированной подрезкой. При принимаемой для жилых домов расчетной нагрузке (600 кг/м 2 без учета собственного веса) отношение разрушающей нагрузки к расчетной составляет без армирования 1,3-1,4, с армированием - 1,8-2,0. Напомню, что разрушающей считается нагрузка, вызвавшая появление трещин шириной 0,4 мм. Есть ли необходимость после проведенных испытаний обсуждать надежность конструкции?
Каркас полносборный железобетонный, сечение колонн - 30х30 см с разрывом бетона по высоте колонны в месте примыкания ригеля. Ригель вводится в этот разрыв, стык омоноличивается. Никаких подрезок конструкция ригеля не включает.
Изготавливаются ригели по стендовой технологии. Есть опалубка, в которой можно изготавливать сразу несколько ригелей постоянного сечения.
Каркас дома, о котором я говорю, образован сеткой колонн с шагом 6,3 м и пролетами по 4,2; 4,2 и 4,8 м. На стадии проекта с рабочей документацией проработан вариант с ригелями длиной 6,0; 6,3 и 6,6 м. То есть система имеет неограниченные возможности как по объемно-планировочным решениям, так и по эстетике (учитывая плоские потолки).
Ограждающие конструкции - газосиликатные стены с опиранием на перекрытие враспор с колоннами. Поверх конструкции стены выполнена термошуба - утеплитель толщиной 80 мм с полимерцементной штукатуркой. Термическое сопротивление стены составляет от 3,5 до 3,9 Вт/град•м 2. Теплопотери не превышают 30 Вт/м 2. Применено все оборудование, указанное в нашем задании на проектирование, - и термостаты для регулирования температуры в квартире, и домофоны, и люминесцентные лампы. Применены такие импортные материалы, как минераловатные плиты, клей для приклеивания плит к газосиликату. Покрытие скатной чердачной кровли 2-слойное, сипластовское. К сожалению, отечественные материалы существенно утяжеляют изначально очень легкие и термостойкие стены.
Третий вариант был представлен совместно ГП НИПТИС, АП Белпроект и БГПА. Вначале - комментарии главного специалиста АП Белпроект"А. М. Телеша.
- Понятно, что проектирование жилья имеет ряд особенностей по сравнению с проектированием общественных зданий. Хотим мы этого или не хотим, но именно к лестничной клетке и лифтовому холлу мы должны привязывать типы квартир, их комфортность, в частности, их состав. Для того чтобы потенциальным покупателям жилья были доступны различные его варианты, начиная с варьирования числа комнат, делаются поэтажные опорные планы. Помимо взаимного расположения квартир и лестничной клетки, они учитывают необходимость пропуска магистралей теплогазоснабжения, вентиляции, водоснабжения и канализации.
Наш вариант каркаса - это сборные 2-этажные колонны, что в процессе возведения здания дает возможность более рационально, а главное, безостановочно вести работу по захваткам. Ригели, как рабочие, так и продольные - монолитные с обычным армированием. Перекрытие - сборное (пустотные плиты), наружные стены представляют собой 3-слойную поэтажную несущую конструкцию с применением газосиликатных блоков. Лестницы и диафрагмы жесткости толщиной 16 см - доступные изделия, которые в состоянии предложить отечественная стройиндустрия и заводы КПД. Перегородки межкомнатные - обшивные по металлокаркасу, межквартирные - газосиликатные двойные толщиной по 10 см. По желанию заказчика может быть принят вариант раздвижных перегородок, которые значительно дороже обычных. В доме 116 квартир, удельные теплопотери дома - в пределах 30 Вт/м2 общей площади. По сравнению с традиционными крупнопанельными домами указанные теплопотери примерно в 2,1 раза ниже. На 1 м2 здания приходится около 1 т веса конструкций здания, расход энергии составляет 160 кВт на дом. Каждая квартира оборудована счетчиками расхода электроэнергии, тепла и воды.
Продолжил сообщение главный инженер ГП НИПТИС В. А. Потерщук:
- Мы создали определенную математическую модель расчета и в соответствии с ней рассчитали ячейку 6х6 м на нагрузки 450, 600 и 800 кг/м2. Результаты, иллюстрирующие участие каждого монолитного элемента в работе ячейки, неожиданы. Выяснилось, что продольный ригель нагружен не в меньшей степени, чем поперечный. В плоскости диска возникают колоссальные распорные усилия. Произошло переосмысление работы ячейки, уточнение картины перераспределения усилий в перекрытии. Это было в свою очередь необходимо для наиболее рационального армирования всех элементов перекрытия.
Кроме АП Белпроект и БГПА, к работе был привлечен Брестский политехнический институт. Была изготовлена модель в масштабе 1:4, которая включала 2 ячейки: 6х12 и 6х6 м. Одна ячейка была изготовлена из обычного, другая - из самонапрягающегося бетона. В результате доведения фрагмента модели до разрушения, осуществленного в БрПИ, были получены прочностные и деформационные результаты, на 15% превосходящие расчетные.
Для перекрывания ячейки было изготовлено 8 плит с размерами подрезки 6х11 см с выпусками арматуры за грань плиты на 25 см. Плиты были применены с несущей способностью (без учета собственного веса), равной 450 кг/м 2, а испытательная нагрузка была равна 800 кг/м 2. Ригели были заармированы высокопрочной арматурой. Каркасы в прежнем количестве в этом случае уже не нужны, нужны лишь стержни с хорошей анкеровкой и фиксацией горизонтального положения. При бетонировании проблема состояла в необходимости быстрой укладки быстро терявшего подвижность бетона.
Сегодня на площади диска стоит 1,86 расчетной нагрузки (800 кг/м2), зафиксированы деформации, соответствующие нагрузкам 450, 600 и 800 кг/м2. Деформации фиксировались на третий день после установки нагрузки. По ригелям были получены деформации, составляющие от 1/622 до 1/700, по перекрытиям - от 1/700 до 1/800 длин расчетных пролетов. Плиты имели строительный подъем, возникший в результате преднапряжения (у 1,5-метровых плит он составлял 10 мм, у 1,2-метровых - 12 мм). Вертикальные деформации не превысили указанные величины строительного подъема.
Система имеет очень высокие показатели по прочности, жесткости и трещиностойкости. С определенными усовершенствованиями система с контурной обвязкой имеет все предпосылки для развития в качестве воспринимающей высокие нагрузки конструктивной системы жилых и общественных зданий.
Опалубочная, или поддерживающая, система разработана нами в унифицированном виде. Это - единая опалубочная система как для сборно-монолитного, так и для монолитного перекрытия.
Архитектор Галковский, также участвующий в данном проекте, дополнил коллегу:
- Площадка, выделенная под комплекс жилых домов по ул. Белорусской, с одной стороны ограничена водоохранной зоной р. Свислочь, с другой - действующим гаражом. Комплекс, который будет расположен на ней, состоит из 2 жилых домов. Первый дом, представленный в стадии эскизного проекта, будет 2-секционным переменной (от 8 до 12) этажности, второй - 2-секционным 12-этажным. Комплекс будет располагать подземным гаражом на 80 автомобилей.
Общий объем представленного здания - 38,5 м3, количество квартир - 58 (3-комнатных - 19, 4-комнатных - 31, 5-комнатных - 7). Как вариант планировочного решения представлена одна 6-комнатная квартира в 2 уровнях. Средняя площадь 3-комнатной квартиры - 95, 4-комнатной - 130 м2. В первом и цокольном этажах размещаются офисы и встроенный продовольственный магазин. Учитывая перепад рельефа и сведение к минимуму техподполья, есть возможность разместить 1400 м2 встроенных помещений.
Высота этажа принята равной 3 м (от уровня чистого пола до уровня чистого пола следующего этажа). При этом есть возможность сэкономить на стоимости одного лифта в 12-этажной секции.
Стадия эскизного проекта принципиально рассмотрена и согласована Комитетом архитектуры, градостроительства и землеустройства Мингорисполкома. Дальнейшее продвижение рабочего проектирования зависит от оперативности решения вопроса о сносе жилых домов, находящихся на отведенной площадке.
- Летом 1995 г. Минстройархитектуры РБ при участии ассоциации "Рациональный дом" организовало конкурс на проектирование так называемого "легкого", то есть энергоресурсосберегающего дома, - напомнил генеральный директор ассоциации В. А. Лопатин. - По нашему предложению конкурсная комиссия тогда приняла решение не подводить итоги конкурса, но выбрать 3 проекта и лишь после завершения строительства по каждому из них выбрать самый рациональный дом. Организация и финансирование строительства решением научно-технического совета Минстройархитектуры РБ были поручены нашей ассоциации. С этого, а также с соответствующего правительственного постановления и началось выполнение целиком экспериментальной государственной программы "Рациональный дом".
Для определения главного параметра будущих домов - их цены (а меня, которому и предстоит их продавать, этот параметр интересует в первую очередь) нами были проведены состыковочные игры. Поскольку цена - это главный параметр, учитываемый при подведении итогов конкурса, проектировщики заинтересованы в его занижении, подрядчик же, в данном случае КПП "Минскпромстрой", стремится завысить цену. Когда в результате месячных переговоров между проектировщиками и сметчиками подрядчика появился протокол о реальной стоимости, я его подписал не глядя, понимая, что договориться они могли лишь на реальной основе.
Поскольку земля наша не в последнюю очередь богата инженерными талантами и на представленных проектах свет клином не сошелся, в августе текущего года решено провести очередное заседание президиума НТС Минстройархиртектуры РБ, посвященное рассмотрению других создаваемых в республике новых конструктивных систем зданий, отличающихся от разрабатываемых в рамках программы "Рациональный дом". В этом видится возможность выбора наиболее оптимального проекта для применения в строительстве массового многоэтажного жилья.
Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 26 за 1997 год в рубрике экономика
