Стальной ресурс

Экономические и политические вызовы, которые появились у нашей страны, заставили по-новому посмотреть на многие привычные подходы. То, что ещё вчера казалось самым эффективным и простым решением, приходится откладывать в сторону, а варианты, которые не рассматривались или не воспринимались как основные, напротив, вышли на первое место.

Не стала исключением и строительная отрасль. Хорошо известен экономический факт, что стройка обладает большим мультипликативным эффектом, каждый вложенный в промышленное и гражданское строительство рубль даёт работу множеству смежных направлений. Но верно и обратное. Особенность работы строителя в том, что он обязан осуществлять свою деятельность в комплексном взаимодействии со всеми остальными отраслями экономики.

Россия издавна славится наличием на своей территории больших запасов древесины и металлов. С точки зрения рационального хозяйственного использования этих ресурсов представляется не простой вывоз сырья, а глубокая переработка и, более того, применение материалов в масштабных инфраструктурных и жилых проектах. Разрушение внешних логистических цепочек, драматические изменения на внешних рынках, связанные с внешнеполитическими процессами, заставляют российскую экономику серьёзнее присматриваться к внутреннему рынку, ориентироваться на собственные потребности и возможности.

В условиях, когда отечественный лесопромышленный комплекс и металлургическая отрасль терпят серьёзные проблемы из-за потери значительной части зарубежного рынка, именно взаимодействие этих отраслей с российским строителем может дать замечательный синергетический эффект. В то же время строительные компании получат новые возможности для решения своих задач за счёт более широкого использования новых технологий.

Наша задача, как профессионального инженерного сообщества, как представителей общественных организаций способствовать этому процессу. В первую очередь, уделяя внимание законодательной базе и нормативно-техническому регулированию в области деревянного и стального строительства. Об этом втором направлении и хотелось бы поговорить более подробно.

Поручение Президента и «дорожная карта» Минстроя

В июне 2022 года во исполнение поручений Президента России Владимира Путина по итогам совещания по вопросам развития металлургического комплекса страны Минстрой России подготовил и утвердил план мероприятий по расширению доли применения металла в строительной отрасли и совершенствованию техрегулирования в области строительства и пожарной безопасности с использованием стальных конструкций.

Как отметил министр строительства и ЖКХ РФ Ирек Файзуллин, ключевой задачей «дорожной карты» станет обеспечение реализации возникающего профицита металлопродукции в стране, который трудно преодолеть только за счёт роста темпов строительства при сохранении текущей структуры потребления металла.

В результате санкций в стране образовался профицит металлопродукции, который, по различным оценкам, составляет от 10-ти миллионов до 30-ти миллионов тонн. Министерство поставило задачу по более широкому применению строительства зданий из металлоконструкций, а уже в рамках этой задачи подготовлена дорожная карта с тремя блоками различных мероприятий.

Первый блок – это оперативные меры с эффектом, который мы увидим уже в этом году. Второй блок – это среднесрочные меры на 2023-2024 годы. И третий – долгосрочное планирование (на 2025-2026 годы). Документом предусмотрен достаточно большой список мероприятий, но, в первую очередь, следует обратить внимание на пункты, касающиеся технического нормирования: это вопросы увеличения доли строящихся зданий гражданского назначения с применением металлоконструкций – как жилых домов, так и различных социальных объектов, образовательных учреждений, спортивных сооружений.

В первостепенные задачи указанного плана, выполнение которых даст эффект уже в текущем году, включены подготовка предложений по корректировке требований к огнезащите и оценке огнестойкости стальных конструкций, а также актуализация требований к защите таких конструкций от коррозии. Ряд других мероприятий дорожной карты направлен на увеличение доли зданий промышленного и гражданского назначения, возводимых с применением металлоконструкций.

Кроме того, планом предусмотрено внедрение современных и экономически более эффективных конструктивных решений в нормы и строительную практику с применением металлоконструкций: крупногабаритных строительных блок-модулей, сталебетонных конструктивных решений, современных сталей с повышенными техническими характеристиками по долговечности, прочности, огнестойкости и так далее

В более долгосрочной перспективе расширение области применения металла планируется за счёт реализации масштабных инфраструктурных проектов. Что особенно важно, создать благоприятную почву для более широкого применения металлоконструкций в данных сферах планируется за счёт внедрения в нормы и строительную практику современных конструктивных решений.

В их числе – крупногабаритные блок-модули, различные сталебетонные конструкции и другие композиционные вариации, такие как металлодеревянные конструкции, а также конструкции из высокопрочных сталей, которые сейчас активно разрабатываются и внедряются. Кроме того, в плане мероприятий по расширению доли применения металла в строительной отрасли есть очень важный блок по снятию устаревших нормативных ограничений, таких как защита от коррозии, огнезащита и защита от прогрессирующего обрушения.

Но при этом нужно понимать, что это вовсе не значит полное исключение данных норм. После доработки нормы будут иметь широкую линейку классификации, что позволит проектировщикам и строителям разрабатывать более экономичные проектные решения с применением металлоконструкций.

Российский и мировой опыт

В России есть богатый опыт стального строительства, на который можно опираться. К таким наиболее известным проектам относятся «сталинские» высотки. Применение стального каркаса в них позволило сократить сроки строительства и снизить массу зданий, уменьшив тем самым нагрузку на водонасыщенные грунты. В советский период металлоконструкции использовались по большей части при строительстве промышленных и военных объектов, что послужило сдерживающим фактором для стремительного развития технологии в гражданском строительстве.

В современной России стальные конструкции использованы для строительства Центра международной торговли, башни Евразия и башни на Набережной делового района «Москва-Сити» в Москве и Лахта-Центра в Санкт-Петербурге.

Вместе с тем, общая доля построек на стальном каркасе в России не превышает 15% от общего количества реализованных проектов. Тогда как, например, в Норвегии она составляет 48%, а в Швеции, Великобритании и США – 65-68%. Главным образом, такие масштабы достигаются за счёт многоэтажного жилищного строительства. В России сегодня только 0,5-1% жилых домов, включая сферу индивидуального жилищного строительства, возводится на металлокаркасе.

Первым и очевидным направлением роста должно стать более широкое применение стали при строительстве промышленных зданий, объектов транспортной и социальной инфраструктуры, стадионов, торговых и культурно-развлекательных центров.

И здесь задел уже есть. Первый трёхэтажный детский садик на стальном каркасе ввели в эксплуатацию в 2017 году в городе Тула. Объект общей площадью 3.550 квадратных метров рассчитан на 240 детей. При возведении было использовано 160 тонн лёгких стальных тонкостенных конструкций.

Примером строительства культурного объекта с применением металлоконструкций является возведение «Стеклянной коры» в парке Зарядье. Это уникальная стеклянная конструкция без внешних стен состоит из 2.618 панелей. «Кора» представляет оболочку свободной формы и имеет габаритные размеры 130 метров на 90 метров. Площадь покрытия из металлического каркаса и стеклянных треугольников составляет 8,7 тысячи квадратных метров. Средняя длина стержневых элементов составляет 2,5 метра, углы между ними выдерживались максимально близко к значению в 60 градусов.

Одним из самых ожидаемых событий стало открытие парка развлечений «Остров Мечты». Общая площадь парка составляет 100 гектаров, при этом крытая часть занимает 300 тысяч квадратных метров. Отличительным объектом является уникальный стеклянный купол над центральным атриумом. Его площадь составляет 8 квадратных метров, высота – 35 метров. Купол является самым большим в России.

12 июня 2018 был сдан в эксплуатацию новый культурно-спортивный объект Box MSK от Nike, расположенный в Москве в Парке Горького. Это стеклянный павильон на металлокаркасе был возведён в кратчайшие сроки по уникальному архитектурному проекту. Общая площадь комплекса составляет 4.685 квадратных метров, габариты крытого павильона – 530 квадратных метров. Средний годовой трафик 150 тысяч человек. Здесь будет проведено около 7.300 часов тренировок.

Перспективы и наработки

Преимущества стали, как строительного материала, хорошо известны российским специалистам. При высокой скорости возведения здания металлокаркас даёт многообразие внутренних планировок и внешнего облика объекта. Стальное строительство всесезонно и экологично.

Металлоконструкции могут применяться при застройке в отдалённых регионах страны, так как легко транспортируются. Для жителей городов плюсом также являются более компактные строительные площадки, создающие меньше шума и мусора. Среди плюсов с точки зрения строителя можно отметить отсутствие мокрых процессов, высокую прочность и простоту соединений (сварка или болты). Строить можно в любое время года, при любых морозах.

Здания на основе металлического каркаса не получили до сих пор широкого распространения лишь потому, что металл всегда был слишком дорог. Также недостатками таких конструкций считаются низкие огнестойкость и коррозионная стойкость, но это решается применением современных технологий по их защите.

По оценкам специалистов Лаборатории высотных зданий и сооружений ЦНИИСК имени В. А. Кучеренко, современные производители стали, в том числе в нашей стране, способны обеспечить строительство конструкций с пределами текучести до 900 МПа. А современные нормы Российской Федерации позволяют делать расчёты конструкций с самыми высокими пределами текучести. запроектировать без применения сталежелезобетонных конструкций.

Комбинирование высокопрочных сталей и бетонов позволяет сооружать уникальные здания со сравнительно компактными поперечными сечениями. Применение сталежелезобетонных конструкций вместо «традиционных» (в которых стальная и железобетонная часть работают раздельно) позволяет снизить металлоёмкость конструкций перекрытий на 14-26% в зависимости от пролёта. То есть в полной массе здания – экономия может составить 8,8-16,4% веса конструкций.

Кроме того, мировые тренды использования комбинированных конструкций показывают, что потребление стали для колонн, перекрытий многоэтажных зданий будут только расти. Поэтому важно совершенствовать нормативные документы в этом направлении, проводить экспериментальные исследования новых форм конструкций.

Всего в России к 2024 году планируется построить порядка 39 центров культурного развития, 930 медицинских объектов, школ на 6,6 миллиона мест, не менее 729 детских садов. Эти объёмы дают прекрасную возможность для развития стального строительства. Однако очевидно, что ещё более сталь может быть востребована и в относительно новом сегменте жилого строительства.

Жилая недвижимость сегодня строится в России в основном с применением арматуры, но на примере других стран очевиден потенциал для металлоконструкций. В России есть запрос на скорость, экологичность и качество строительства, которые не всегда может гарантировать монолит. Согласно нацпроекту «Жильё и городская среда», к 2030 году в сегменте массового жилого строительства должно возводиться 80 миллионов метров квадратных ежегодно. При сегодняшних технологиях монолитного и панельного домостроения строительному комплексу будет непросто выйти на требуемые показатели.

В то же время новые технологии, такие, как деревянное, стальное и модульное домостроение позволят строителям не только существенно нарастить объёмы вводимых площадей, без ущерба безопасности и качеству, но и помогут решить проблемы профицита ресурсов в важнейших отраслях. Для решения этих задач инженерам-строителям и проектировщикам уже сейчас необходимо обобщать опыт своих предшественников из СССР, а также иностранных коллег, изучать лучшие практики, объединяться и активно участвовать в процессах техрегулирования и нормотворчества.

При полном и/или частичном копировании данного материала, для последующего размещения его на стороннем ресурсе, обратная, индексируемая ссылка на источник обязательна!