Инновационные технологии как главный фактор снижения себестоимости и повышения качества строительства

Обеспечение динамичного развития строительной деятельности в условиях ресурсного дефицита является одной из важнейших задач предприятий строй индустрии. Инновационные технологии и материалы обеспечивают высокое качество и конкурентоспособ-ность продукции, тем самым предо-пределяя эффективность строительства в целом.

На протяжении последних десятилетий строительная индустрия СССР, а ныне и России, относилась к инновационно малоразвитым отраслям экономики. Но, несмотря на инертность и консерватизм строительной сферы, внедрение инноваций способно обеспечить динамичное развитие отрасли. Инновации обусловливают прогрессивные изменения, в первую очередь, за счёт снижение стоимости строительства и сроков, повышения качества возводимых объектов, комфортности проживания и эксплуатации.

В настоящее время усиливается тенденция повышения доли монолитных конструкций в общем объеме строительных работ. Мировая практика строительства показывает, что на сегодняшний день из существующих технологий возведения зданий и сооруже-ний наиболее перспективным является именно монолитное строительство.

Однако наряду с этим, в монолитном строительстве наблюдается рост себестоимости из-за перерасхода материальных ресурсов, повышение трудоёмкости процессов и спад темпов строительства. Эти негативные факторы являются следствием применения необоснованных, зачастую морально устаревших технологических способоввозведения зданий, неудачных конструктивных решений, отсутствия точности в проектировании, грамотной организации производственного цикла и необходимой подготовки строителей.

Реализация проектов с использованием прогрессивных контруктивно-технологических схем возведения зданий, предполагающих применение технологии преднапряженного железобетона, позволяет преодолеть основные недостатки монолитного строительства: высокий уровень себестоимости, трудоёмкости и длительности строительно-монтажных работ.

Результатом активной деятельности АО «СТЭФС» в области внедрения инновационных технологий стала разработка серии проектов монолитного строительства под общим наименованием «БПК». Присущая всем проектам этой серии конструктивно-технологическая схема возведения – безригельный преднапряженный каркас (БПК), определила название ипринципиальную особенность этих проектов. Их основополагающей составляющей является применение технологии предварительного напряжения арматурных элементов в процессе строительства.

Бизнес-центр "Газойл Плаза" Рис. 1. Бизнес-центр "Газойл Плаза" в Москве (проект БПК-П, шаг колонн 8,5×7,5 м, толщина перекрытия 22 см)

Основные преимущества проектов серии БПК заключаются в обеспечении следующих показателей строительной продукции:

  • экономичность (высокий уровень экономической эффектив-ности, предполагающий снижение себестоимости строительства до 30%);
  • надёжность (высокие качественные характеристики зданий при минимальных сроках строительства);
  • современность (большепролётность, позволяющая широко варьировать архитектурно-планировочными решениями с повышением функциональности, комфортабельности и удобства эксплуатации зданий).

Область применения проектов БПК достаточно широка: в первую очередь, это строительство жилых зданий и объектов общественного назначения различной этажности – жилых домов, многоэтажных паркингов, коттеджей, таунхаусов, объектов инфрастуктуры, пристроек к существующим зданиям. Опытным путем доказана рациональность применения рассматриваемых проектов при реконструкции зданий и сооружений с возможностью увеличения объёма застройки.

ТРЦ "Ереван Плаза" Рис. 2. ТРЦ "Ереван Плаза" в Москве (проект БПК-К, шаг колон 11 м × 9 м, приведенная толщина перекрытия 24 см)

Использование проектов серии БПК при возведении зданий и сооружений позволяет при меньшей себестоимости строительства на выходе получить объект более высокого класса по своим архитектурным, конструктивным и планировочным показателям (таблица 1). Конструктивная схема безригельного преднапряженного каркаса с плоским перекрытием (БПК-П) позволяет возводить здания с пролётами до 9 м без балок и капителей по всей площади перекрытий с возможностью сооружения консолей разнообразной геометрической формы, вылетом до 3,5 м. А конструктивные особенности безригельного преднапряженного каркаса со ступенчато-вспарушенным перекрытием (БПК-СВ) позволяют ещё более увеличить пролёты и консоли, до 12 и 6,5 м соответственно. Немаловажно, что показатели расходов стали и бетона в этом варианте (БПК-СВ) несущественно возрастают относительно предыдущего (БПК-П). Представленные в таблице 1 обобщенные данные позволяют судить о высокой технико-экономической эффективности проектов серии БПК.

Возведение зданий и сооружений на базе безригельного преднапряженного каркаса определило основные преимущества проектов серии БПК относительно стандартных конcтруктивно-технологических схем монолитного строительства (рис. 3, 4, 5).

Таблица 1.
Принципиальные особенности конструктивных схем проектов серии бпк
Конструктивная схема Шаг колонн, м Толщина перекрытия, см Расход арматуры, кг/м2 Вылет консоли, м
БПК-П 1) до 9,0 18-25 15-22 до 3,5
БПК-К 2) до 12,0 22-25 22-25 до 6,5
БПК-СВ 3) до 12,0 17-22 18-25 до 6,5
БПК-СМ 4) до 12,0 22-30 15-22 -
БПК-ПС 5) до 18,5 25-30 30-35 -
БПК-Я 6) до 18,5 27-32 35-40 -
Примечания:
БПК – безригельный преднапряженный каркас с: 1) плоским перекрытием; 2) кессоным перекрытием; 3) ступенчато-вспарушен-ным перекрытием; 4) сборно-монолитным перекрытием; 5) пустотным пере-крытием; 6) ячеистым перекрытием.

Соотношение пролета здания к толщине перекрытия из преднапряженного бетона более чем в 1,5 раза больше, чем у зданий из обычного бетона (рис. 3). Это значит, что при приведенной толщине плиты перекрытия 25 см длина пролета в здании с преднапряженным бетоном составляет около 11 м, тогда как при той же толщине плиты перекрытия пролеты здания в традиционном исполнении едва ли достигнут 7 м.

Употребление понятия приведенной толщины перекрытия обусловлено необходимостью обеспечения сопоставимости и сравнимости рассматриваемых вариантов, так как в основе анализа лежат конструктивные схемы с различными типами перекрытий (плоские, кесон-ные, пустотные и т.п.). Приведенная толщина определяется как отношение объема бетона перекрытия на его площадь. Иными словами, приведенная толщина – это условная толщина кесонных, ребристых, пустотных и т.п. перекрытий, расчитанных в плоском исполнении.

Как показывают исследования, эффективность применения преднапряженного бетона ещё более возрастает с увеличением пролетов здания. Об этом свидетельствует усиливающееся расхожденние графиков преднапряженного и обычного бетона (рис. 3) по мере движения по оси абцисс в сторону увеличения значений размера пролетов (слева направо).

Соотношение длины пролёта и толщины перекрытия Рис. 3. Соотношение длины пролёта и толщины перекрытия в зданиях с применением обычного и преднапряженного железобетона принципиальные особенности конструктивных схем проектов серии бпк

В монолитном строительстве, особенно в каркасном, расход товарного бетона во многом зависит от толщины перекрытия. Поэтому изменения показателей расхода бетона (рис. 4) и толщины перекрытия (рис. 3), в зависимости от длины пролета, получаются аналогичными. Строительство с применением преднапряженного каркаса позволяет сокращать расход бетона по сравнению со строительством на базе традиционного монолитного какраса. Причём экономия в расходе бетона возрастает с увеличением пролетов здания (рис. 4).

Расход бетона в каркасе здания Рис. 4. Расход бетона в каркасе здания в зависимости от длины пролета при применении обычного и преднапряженного железобетона

Что касается второго по значимости показателя материалоёмкости – расхода арматурной стали – то здесь наблюдается кардинальное улучшение положения. Как видно из графика (рис. 5), при 6-метровом шаге колонн расход стали в каркасе для обычного и преднапряженного бетонов составляет около 21 и 16 кг соответственно. При увеличении пролетов до 9 м расход стали для обычного бетона возрастает до 41 кг, а для преднапря-женного он не превышает отметку в 24 кг, что в очередной раз подтверждает существенное преимущество преднапряженного бетона.

Расход арматуры в каркасе здания Рис. 5. Расход арматуры в каркасе здания в зависимости от длины пролета при применении обычного и преднапряженного железобетона

Оценка технико-экономических показателей строительства с применением проектов серии БПК выявляет исключительно положительные результаты использования в несущих конструкциях здания преднапряженного железобетона. Благодаря существенному ресурсосбережению, в некоторых случаях удается снизить общий вес здания до 40%, что логически приводит к сокращению затрат на возведение монолитного каркаса здания до 35% (таблица 2, рис. 6).

Экономия в стоимости возведения монолитного каркаса Рис. 6. Экономия в стоимости возведения монолитного каркаса в результате применения проектов серии БПК на базе преднапряженного бетона

Технология предварительного напряжения железобетона – новая веха в истории развития монолитного строительства России. Она определяет перспективу развития железобетона в качестве основного материала для возведения современных зданий и сооружений.

Таблица 2
Экономическая эффективность проектов серии БПК относительно традиционных схем строительства
№ пп. Наименование затрат Бетон Функциональное назначение объекта
Жилое здание 1 Бизнес центр 2 Торг.-развл. центр 3
1. Расход арматуры Обычный 1 950 2 150 2 760
Преднапряж. 1 498 1 579 1 789
2. Расход бетона Обычный 575 634 814
Преднапряж. 442 466 528
3. Трудоёмкость Обычный 256 282 362
Преднапряж. 196 207 235
4. Энергоёмкость Обычный 416 458 588
Преднапряж. 319 337 381
5. Сроки строительства Обычный 3 197 3 525 4 525
Преднапряж. 2 456 2 589 2 933
6. Себестоимость   23% 27% 35%
Примечания:
1)Жилое здание «Дом Альянса» (г. Санкт-Петербург, ул. Трефолева, 7). Общая площадь здания – 13 650 м2 , этажность – 12 (+1 подземный).
2)Бизнес-центр «Газойл Плаза» (г. Москва, ул. Наметкина, 14). Общая площадь здания – 36 500 м 2 , этажность – 24 (+3 подземных).
3)Торгово-развлекательный центр «Ереван Плаза» (г. Москва, ул. Большая Тульская, 2). Общая площадь здания – 38 200 м 2 , этажность – 5 (+1 подземный).
Автор статьи: Л.В. Асатрян (канд. эконом. наук)

Скачать материал (PDF, 4.66 Mb)