Современное состояние и анализ развития модульно-блочного строительства

Аннотация

Увеличение и обновление жилого сектора очень важная тема для Казахстана и стран СНГ. Для решения данного вопроса стоит пересмотреть подход к возведению зданий. Оптимальным шагом будет использование готовых модульных блоков в строительстве жилых комплексов вместо монолитных железобетонных конструкций. Они имеют ряд значительных преимуществ, которые позволяют снизить конечную стоимость объекта. Зарождение данного вида строительства произошло еще в XX веке в СССР на основе объемно-блочного домостроения. Конструктивные типы блоков и их комплектация представлялись в разных конфигурациях, что давало широкий выбор использования. Аналогичные системы применялись за рубежом, однако в итоге они пришли к вариантам блоков на основе металла, дерева. На данный момент модульные блоки производятся в России и будут изготавливаться в Казахстане на специальном заводе. В ходе анализа были выявлены ключевые аспекты модульных блоков и дальнейшие перспективы их использования в строительстве.

Введение

На данный момент стоит острая проблема с увеличением количества зданий гражданской сферы на территории Казахстана и других стран СНГ, ввиду устаревшего жилого фонда и демографического прироста населения. Под действием этого строительная сфера постоянно переживает модернизацию в направлении задач: ускорения сроков возведения и экономии ресурсов. Большое количество жилых комплексов в Казахстане возводят из монолитного железобетона и намечаются перспективы перехода на более практичный вид строительства. В частности, эффективны в данной проблематике модульно-блочные (объемно-блочные) элементы полной заводской готовности. Жилой дом из таких элементов представляет собой «конструктор», где они служат «кубиками». C точки зрения объемно-планировочных аспектов нет никаких ограничений. Планировку можно выполнить практически любую, используя разные типы модульно-блочных элементов. Это не препятствует архитектурной выразительности здания.

Методы исследования

Для изучения данной темы проведен анализ основной тематической литературы: научных книг и статей, электронных ресурсов. На основе проанализированных данных проведено сравнение модульных блоков с зарубежными аналогами, выявлены главные положительные факторы их использования.

Результаты исследования и дискуссия

Первые зачатки модульно-блочного строительства заложил советский архитектор К. Мельников к концу 20-х годов XX века, создав идею дома из двух цилиндров с зонированием по функциональности. В ходе развития идеи в начале 30-х годов была предложена жилая ячейка М. Гинзбурга, однако индустриализация того времени позволяла возводить объекты строительства только традиционными методами [1]. В 1931 году Н.А. Ладовской и В.П. Караулов запатентовали каркасно-блочную систему жилого дома [2].

3 февраля 1969 года в СССР введено постановление «О развитии объемноблочного домостроения», давшее начало развитию модульно-блочного строительства (Рис. 1). В ходе реализации на территории Советского Союза было построено 20 домостроительных предприятий, специализирующихся на изготовлении объемноблочных компонентов [3].

Объемные блоки полностью выполнялись на заводе и после доставлялись на строительный объект для монтажа. На заводах объемно-блочное домостроения (далее ОБД) блоки оснащались: оконными и дверными блоками; сантехническим и инженерным оборудованием; электротехнической комплектацией. Сам монтаж заключался в установке в проектное положение и заделке стыковочных швов, соединении коммуникаций [3].

Функционально объемные блоки выполняли несущую и ограждающую функцию. Монтаж выполнялся поверх уже лежащих элементов, привариваясь к ним. В зависимости от вида монтажа в ОБД были разработаны 3 типа блоков (Рис. 2), составляющих цельное здание:

• 1 тип - «колпак», состоит из четырех стен и покрытия, где оно служило

основанием (также полом) для верхлежащего блока;

• 2 тип - «стакан», состоит из пола, покрытия, стен с навесными фасадными

панелями;

• 3 тип - «лежачий стакан», состоит из четырех стен с полом, где оно было

покрытием для низлежащего блока [4].

В 60-70-е годы данный тип строительства превратился в активно внедряемую инновацию, ввиду увеличения темпов строительства и экономии материальных затрат. На основе данных с северных регионов СССР:

• уменьшилась трудоемкость строительства в 2-3 раза;
• снизилось количество подъемов крана в 4-5 раз;
• расход бетона снизился на 25-28% [5].

На примере международного опыта в модульно-блочном развитии того времени можно привести строительство «Habitat 67» по проекту Моше Сафди (Рис. 3). Его построили в 1967 году в Канаде. Размер блок-модулей из железобетона составлял 5,2x11,5x2,8 м, при чем использовался только 1 тип. Все блоки укладывались друг на друга, то есть были несущими [1].

В 1972 году в Токио (Япония) построили модульно-блочную башню «Nakagin Capsule Tower» (Рис. 4). Блоки имели размер 2,5x4x2,5 м, выполненные из стали и несли ограждающую функцию. Основанием для монтажа служил железобетонный ствол здания, на который монтировали все элементы на сварке. В высоту здание достигло 13 этажей [6].

В ходе дальнейшего развития международных аналогов ОБД все тяжеловесные железобетонные элементы были вытеснены облегченными вариантами. В итоге зарубежные модульно-блочные элементы стали выполнятся из металлического каркаса с обшивкой фасада и внутренней отделкой (Рис. 5). Для малоэтажных зданий допустимо применение деревянного каркаса. Сами блоки без навески фасадов и перегородок выполняют только несущую функцию. Данные варианты более упрощают производство, ввиду меньших требуемых мощностей с технологиями по сравнению с изготовлением железобетонных блоков. Итоговой вес облегченных элементов меньше традиционных ОБД в 2-4 раза [1].

После распада СССР развитие отрасли производства объемно-блочных элементов прервалось и начался кризисный период. Вследствие этого большинство заводов были либо закрыты, либо переоборудованы под иное производство. Однако некоторые заводы ОБД сумели сохраниться и работают на территории России. Их технологическая линия позволяет производить до 50 объемных блоков (стандартная площадь 19,6 м²) в сутки. Размеры стандартных железобетонных изделий составляют 3,4x2,5x6,0 м. При чем блоки сохранили свои изначальные функции: несущую и ограждающую. Высотность таких домов достигает 16 этажей, при чем строительство такого дома занимает в среднем 1 месяц (Рис. 6) [7].

В истории модульно-блочного строительства можно отметить долгий путь эволюции и становления. В СССР оно получило наиболее масштабное развитие и внедрение по сравнению с зарубежными аналогами. Однако зарубежные страны остановили свой выбор на облегченных типах элементов и активно их применяют. Сейчас основное развитие возродилось на заводах ОБД в России (Рис. 7). Также в Казахстане строят завод по изготовлению модульных блоков и подготавливают фундамент для дальнейшего развития. Он будет выпускать блок-комнаты полной заводской готовности для нужд строительных объектов г. Нур-Султан.

208

М. Қозыбаев атындағы СҚМУ Хабаршысы /

Вестник СКГУ имени М. Козыбаева. № 1 (46). 2020

Заключение

По результатам исследования выделяется следующий ряд положительных аспектов модульно-блочного строительства:

• полная заводская готовность элементов;
• малый срок монтажа;
• экономия материально-трудовых ресурсов;
• удобство транспортировки модульных блоков;
• возможность строительства высокоэтажных многоквартирных домов.

Ввиду этого модульно-блочное строительство является перспективным направлением для решения основной проблемы - нехватки жилья в Казахстане и странах СНГ. Также использование блоков из железобетона выполняет ограждающую и несущую функции в отличии от современных облегченных аналогов со стальным каркасом. Несмотря на возможную заводскую типизацию элементов, жилые дома смогут быть архитектурно выражены благодаря осуществлению любых типов планировок квартир.

Литература:

1. Сауков Д.А.. Гинзберг Л.А. Современное модульное строительство //Безопасность критичных инфраструктур и территорий. Проблемы безопасности строительных критичных инфраструктур. SAFETY2018. - Екатеринбург. 2018. - 2018. - С. 69-82.
2. Оглы А.С.А. Объемно-блочное домостроение: опыт и перспективы развития //Архитектура и дизайн. - 2017. -№. 1. - С. 38-52.
3. Белозерский А.М. Объемно-блочное домостроение в России // Наука и техника транспорта. 2012. №3. С. 55-59.
4. Объемно-блочная строительная система. [Электронный ресурс] - URL: https://studfile.net/previcw/2663908/page:4/ (дата обращения 24.11.2019).
5. Бронников П. И. Объемно-блочное домостроение. M.: Стройиздат, 1979. 160 с.
6. Nakagin Capsule Tower. [Электронный ресурс] - URL: http://www.kislio.co.jp/page/209.html (дата обращения 12.11.2019).
7. 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. DOI: 10.15593/2224-9826/2017.1.13.
8. Типы блоков, конструктивные схемы и конструкции домов. [Электронный ресурс] - URL: http://www.arhplan.nl/buildings/residential/block-types-stractrwal-design-and-construction-buildings (дата обращения 12.11.2019).