Проект Мастахунов. Исследование и проектирование Сборномодульные дома
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН СӘТБАЕВ УНИВЕРСИТЕТІ
Институт архитектуры и строительства Кафедра строительства и строительных материалов На тему исследование и проектирование «Сборно-модульные дома» Инструмент измерения выполнения исследовательской работы
Ф.И.О. обучающегося Мастахунов Р. А. Шифр специальности 6B07302 Ф.И.О. преподавателя Козюкова Н.В. Алматы 2022 СОДЕРЖАНИЕ
Аннотация Вопрос создания доступного рынка жилья становится наиболее актуальным в нашей стране, связанный с проблемой обветшания и доступности жилого фонда, так же недостаточных темпов в строительстве. Важным параметром в преодоление сложившейся проблемы является снижение себестоимости, зависящей от применения современного строительного сырья, оборудования, внедрения новых технологий. Исходя из опыта мирового рынка строительства можно сделать вывод, что наиболее перспективно малоэтажное и индивидуальное жилье в модульном исполнение. На Европейском рынке оно занимает от 50 до 90% фонда жилья. Современный дом должен обладать определенным набором критериев, такими как применение качественных материалов, экологичность, долговечность, невысокая стоимость. Малоэтажная застройка перспективное направление, оно берет тренд на мировое развитие городов и поселений. Построенные по традиционной технологии индивидуальные жилые дома все чаще конкурируют с быстровозводимыми постройками. Бетонные блоки, кирпичи, бревна уступают место металлопрофилям, ориентированно-стружечным плитам, SIP-панелям. Во главу угла потребители ставят рациональное соотношение денежных, временных и трудовых затрат с качеством возведенного дома. Строительство вне строительной площадки, одна из новых тенденций в строительной отрасли, позволяет проектировать и изготавливать строительные элементы на заводе. В традиционном строительстве погодные условия увеличивают затраты из-за введения платы за непредвиденные обстоятельства и требуют дополнительных рабочих часов. Строительство на месте также приводит к образованию большого количества материальных отходов. С другой стороны, строительство вне строительной площадки трансформирует жизненный цикл строительства с точки зрения устойчивости, безопасности работников и качества. Он включает в себя ряд инновационных материалов, технологий 3D-печати и новейших методов сборки. В отличие от традиционного строительного процесса, фабричное производство требует большой подготовки. Когда дом должен быть сделан на фабрике, детали очень важны. Сборка может быть выполнена в различной степени, в зависимости от того, насколько законченным должен быть дом при доставке на место. Два основных типа «опций» для изготовления — это модули и элементы (также известные как панели). Модульное здание — это сборное здание, которое состоит из повторяющихся разделов, называемых модулями. Модульность предполагает создание секций вдали от строительной площадки, а затем их доставку на предполагаемую площадку. Монтаж сборных секций завершается на месте. Сборные секции иногда размещают с помощью крана. Модули можно размещать бок о бок, встык или штабелировать, что позволяет использовать различные конфигурации и стили. После размещения модули соединяются вместе с помощью межмодульных соединений, также известных как межкомпонентные соединения. Меж соединения связывают отдельные модули вместе, образуя общую структуру здания. Модульные здания могут использоваться для долгосрочных, временных или постоянных объектов, таких как строительные городки, школы и учебные классы, гражданское и военное жилье, а также промышленные объекты. Модульные здания используются в отдаленных и сельских районах, где обычное строительство может быть нецелесообразным или невозможным, например, жилые дома Halley VI, используемые для антарктической экспедиции BAS. Другое использование включало медицинские учреждения, торговые и розничные офисы, рестораны быстрого питания и строительство круизных судов. Их также можно использовать в районах, где есть проблемы с погодой, например, ураганы. Модульные здания часто используются в качестве временных помещений, в том числе туалетов и душевых на мероприятиях. Мобильность зданий делает их популярными как среди арендодателей, так и среди клиентов. Использование модульных зданий позволяет проводить мероприятия в местах, где существующие объекты недоступны или не могут поддерживать количество участников мероприятия. 1 Общая информация Наименование темы проекта: исследование и проектирование «Сборно-модульные дома». Наименование приоритетного направления развития науки, по которому подается заявка: Экспериментальные подходы к решению проблемы доступного жилья. Наименование специализированного научного направления, по которому подается заявка, вид исследований: Модульное строительства. Предполагаемая дата начала и завершения проекта, его продолжительность в месяцах: начало проекта – сентябрь 2022 года; окончание проекта – декабрь 2022 года. Запрашиваемая сумма грантового финансирования (на весь срок реализации проекта и по годам, в тыс. тенге): 2022 год – 90000 тыс. тенге. Ключевые слова: Prefabricated modular houses, аз қабатты құрылыс, быстровозводимое жилье, сборные секции, affordable housing. 2 Вводная часть Часто модули основаны на стандартных 20-футовых контейнерах, используя те же размеры, конструкцию и методы штабелированы/размещения, но с гладкими (вместо гофрированных) стенами, глянцевой белой краской и приспособлениями для окон, электричества, питьевой воды, канализации, телекоммуникаций и кондиционирования воздуха. Здания с постоянной модульной конструкцией (PMC) производятся в контролируемых условиях и могут быть построены из дерева, стали или бетона. Модульные компоненты обычно строятся внутри помещений на сборочных линиях. Строительство модулей может занять от десяти дней, но чаще от одного до трех месяцев. Модули PMC могут быть интегрированы в проекты на объекте или автономны и могут быть доставлены с электросетями, сантехникой и внутренней отделкой. Модули на 60–90% завершены за пределами строительной площадки в условиях заводского контроля, а транспортировка и сборка осуществляется на финальной строительной площадке. Во многих случаях модульные подрядчики работают с традиционными генеральными подрядчиками, чтобы использовать ресурсы и преимущества каждого типа строительства. Готовые модули доставляются на строительную площадку и собираются краном. Размещение модулей может занять от нескольких часов до нескольких дней. Модульный каркасный дом нормально служит не менее 40–50 лет. Сильнее всего страдает от погодных факторов наружная обшивка, поэтому капитальный ремонт фасада в среднем приходиться производить спустя 25–30 лет от ввода блочной постройки в эксплуатацию. 3 Цель проекта Разработка научно обоснованной и экономически целесообразной технологии для построения быстровозводимых построек. Рациональное соотношение денежных, временных и трудовых затрат с качеством возведенного дома. Решение проблемы недостатка жилья. Развить индустрию для малоэтажного строительства в регионах РК, основанную на местных ресурсах. Увеличить строительство малоэтажного жилья в 2–3 раза. Построить инфраструктуру для малоэтажных поселений. Организовать рабочие места для жителей регионов, а это уже потребует пересмотра перспектив развития экономики и новые задачи для руководства региона. 3.1 Задачи проекта Проведение сравнительного анализа отечественного и зарубежного опыта проектирования быстровозводимых модульных зданий. Модули на 60–90% завершены за пределами строительной площадки в условиях заводского контроля, а транспортировка и сборка осуществляется на финальной строительной площадке. Определение современных тенденций развития быстровозводимых модульных зданий. Модульный каркасный дом нормально служит не менее 40–50 лет. Сильнее всего страдает от погодных факторов наружная обшивка, поэтому капитальный ремонт фасада в среднем приходиться производить спустя 25–30 лет от ввода блочной постройки в эксплуатацию. Выявление современной типологии быстровозводимых модульных зданий. В отличие от традиционного строительного процесса, фабричное производство требует большой подготовки. Когда дом должен быть сделан на фабрике, детали очень важны. Анализ конструкций и материалов модулей, экологический анализ объекта исследования. Выявление основных факторов, влияющих на формирование объемно-пространственных решений быстровозводимых модульных зданий. Разработка теоретической модели по формированию объемно-пространственных и экологических решений быстровозводимых модульных зданий. Строительство вне строительной площадки, одна из новых тенденций в строительной отрасли, позволяет проектировать и изготавливать строительные элементы на заводе. Рассчитать выгодное решение для использования сборно-модульных домов. Строительство вне строительной площадки трансформирует жизненный цикл строительства с точки зрения устойчивости, безопасности работников и качества. 4 Научная новизна и значимость 1) Панели, стальные рамы, композитные деревянные материалы, бетон, гибридные системы, доставка контейнеры, сельскохозяйственные, ландшафтный дизайн, красный список, переработанные и повторно используемые материалы. Многие методы, включая панели, стальные рамки, композитные деревянные материалы и гибридные системы, могут похвастаться более быстрым строительством на месте. Время и ускоренные сроки строительства в целом, даже учитывая время завода, чтобы построить эти модули и системы из сборных конструкций и изготовленные из них. Возможны финансовые выгоды, в частности связанные к ускоренным графикам. При новых системах могут возникнуть проблемы с поиском квалифицированной рабочей силы. Для их сборки и обеспечения надлежащего соединения любой новой системы с более типичными на месте. Практика строительства. К числу других проблем можно отнести усложнение координации новых систем и роли от концепции до строительства и эксплуатации здания. 2) Обоснование научной новизны проекта. Весь процесс модульного строительства имеет значение еще на стадии проектирования. Вот где такие практики, как и дизайн для производства и сборки (DfMA) используются для обеспечения контроля допусков на сборку в процессе производства и сборки на месте. Очень важно, чтобы в конструкции было достаточно припуска, чтобы сборка могла компенсировать любое «провисание» или несовпадение компонентов. Использование продвинутых CAD систем, 3D печати и системы управления производством важны для успеха модульного строительства. Это совсем не похоже на строительство на месте, где мастер часто может изготовить деталь для любой конкретной установки. Как правило, модульные жилища строятся в соответствии с местными, государственными или муниципальными нормами, в результате чего жилища на данном производственном объекте имеют разные строительные стандарты в зависимости от конечного назначения модулей. Самыми важными зонами, которые должны учитывать производители, являются зоны местных ветровых, тепловых и снеговых нагрузок. Например, дома, построенные для окончательной сборки в зоне, подверженной ураганам, землетрясениям или наводнениям, могут включать дополнительные распорки, чтобы соответствовать местным строительным нормам. Стальной и/или деревянный каркас - распространенные варианты строительства модульного дома. 3) Научные и технологические нужды, обосновывающие важность результатов проекта. Модульные дома спроектированы так, чтобы быть прочнее традиционных домов, например, за счет замены гвоздей на винты, добавления клея в стыки и использования на 8–10% большего количества пиломатериалов, чем в обычных домах. Это помогает модулям сохранять свою структурную целостность при транспортировке на строительную площадку на грузовиках. Тем не менее, исследований по реакции модульных зданий на нагрузки при транспортировке и манипуляциях мало. Поэтому в настоящее время трудно предсказать повреждения, вызванные транспортом. Когда FEMA (Федеральное агентство по управлению в чрезвычайных ситуациях) изучило разрушения, вызванные ураганом Эндрю в округе Дейд, Флорида, они пришли к выводу, что модульные дома и дома из кирпичной кладки сохранились лучше, чем другие постройки. 4) Влияние проекта на уровень научно-исследовательских работ, научно-технического потенциала. Модульное строительство является предметом постоянных исследований и разработок во всем мире, поскольку эта технология применяется все чаще по всему миру. Исследования и разработки выполняются компаниями модульного строительства, а также исследовательскими институтами. Мировой опыт развития малоэтажного сборного быстровозводимого домостроения, решения проблемы обеспечением доступным рынком жилья, можно использовать в качестве примере для отечественной практики. На данный момент жилой фонд состоит из большого количества, устаревшего и ветхого жилья, тенденция на строительство микрорайонов с домами повышенной этажностью, полностью не соответствует мировым направлениям строительства и уже сейчас является устаревшей. Поэтому для перехода на активное использование унифицированных индустриальных решений в проектирование и строительстве уже сейчас существуют все предпосылки. 5 Методы исследования и этические вопросы Концепция создания модульных зданий возникла в тесной связи с другими сферами промышленности (электроника, авиа-, авто-, судостроение и т.д.), особенно ярко это продемонстрировала история развития модульности в США. И в настоящее время среди наиболее перспективных сфер распространения модульной индустрии и проектирования эксперты обычно указывают атомную отрасль производства (малые модульные реакторы), гражданское строительство и инфраструктурное развитие. Архитектура, это одно из самых инерционных и консервативных направлений творчества, как создания человеком чего-то нового. В область архитектурного проектирования и строительства инновации и технологический прогресс приходят практически в последнюю очередь. Это обусловлено тем, что само по себе возведение зданий и сооружений – это достаточно длительный процесс. И ответственность за непроверенные эксперименты очень большая – жизни людей. Тем не менее, новые технологии, придя в сферу архитектуры, совершают множество важнейших изменений в лучшую сторону. Среди многих тенденций развития строительной отрасли в современном мире можно выделить наиболее значимые для данного исследования: Экономичность; Экологичность; Энергоэффективность; Быстровозводимость; Динамичность. Отдельными пунктами можно обозначить устремлённость в архитектурно-строительной области к поиску благоприятных решений для сооружения жилья в условиях чрезвычайных ситуаций и экстремального климата. Важнейшими составляющими этих задач являются некоторые из вышеперечисленных перспектив (например, энергоэффективность, быстровозводимость). Но и остальные не лишены смысла в этой связи. Настоящим исследованием подробно рассмотрена каждая из тенденций, выявлены общие принципы решения и проанализированы проекты, отвечающие требованиям того или иного направления. Модульное здание является экономичным. Для подтверждения этого тезиса необходимо учесть факторы, влияющие на образование себестоимости 1м2 жилья, такие как: высокие затраты на инженерную подготовку места строительства; большие потери непроизводственного характера на этапе подготовки строительства –длительные сроки согласований и коррупция, приписки в сметах подрядчиков, завышение объемов выполненных работ; цены на строительные материалы, изделия и конструкции; периодические остановки строительства и заморозка объектов по причине отсутствия финансирования; организация строительного процесса, логистики и расчетов в строительстве. Строительные компании находятся в непрерывном поиске путей снижения затрат на сооружение зданий. Они возлагают надежды на новые, более экономичные материалы и технологии. Одним из направлений решения является быстровозводимое модульное домостроение. Оно на 30%–60% дешевле кирпичного строительства, панельного и др. При оптимальной загрузке сборочного конвейера себестоимость 1 м2 жилья может снижаться до 12–13тыс. руб. Это достигается благодаря отсутствию необходимости оплачивать инженерно-геологические изыскания и сложные фундаментные работы. Также сберегаются средства на оплату человеко-часов для возведения модульного здания. В том числе экономия происходит за счет материалов изготовления. Возможность коррупции отсутствует, потому что блок-модули доставляются полностью готовыми, не удастся завысить объёмы выполненных работ в отчётах и совершить приписки в сметах подрядчиков. Остановки процесса сооружения и консервация объекта по причине финансирования полностью исключены, так как сам процесс возведения имеет сокращённые сроки, а вероятность начала строительства без закупки всех необходимых модулей и его остановка крайне низкая. В добавление к последнему высказыванию, стоит отметить, что монтаж модулей может осуществляться в любое время года и не зависит от климатических условий, в том числе в труднодоступных регионах, где невозможно и невыгодно использование традиционных и обычных стройматериалов. Экологичность модульного здания обеспечивается набором материалов модулей. Высокие показатели экологичности модульных домов достигаются за счёт качественных характеристик таких материалов, как дерево, металл, гипсокартонный лист. А в качестве утеплителя возможно применение эковаты. Она состоит из целлюлозы вторичной обработки в пределах 80%. А также борной кислоты на 12%, обладающей специальным свойством антисептика, направленным на защиту от воздействия грибковых микроорганизмов и предотвращающая развитие бактерий, и тетрабората натрия (8% от общей массы материала), который является сильным антипиреном, обладающим инсектицидным свойством, его основная задача заключается в снижении уровня горючести и огнеопасности. Можно отметить следующие основные положительные характеристики эковаты: Высокий уровень звукоизоляции – при толщине слоя в пятнадцать миллиметров поглощается до 9 дб. звука. Именно поэтому, данный материал пользуется большим спросом в качестве максимальной звукоизоляции аэропортов, музыкальных студий и стадионов. Для утепления помещения требуется небольшое количество эковаты – с расчетом от 28 до 65 килограммов на метр кубический. Быстровозводимость модульных зданий является неотъемлемой частью преимуществ данного типа конструкций. Вопросы проектирования, строительства и эксплуатации быстровозводимых зданий в России и за рубежом являются особо актуальными в наше время. Потому что такие сооружения отличаются возможностью монтажа без использования тяжелого кранового оборудования; демонтажа конструкций без существенного разрушения материалов; транспортировки типовыми видами автомобильного, железнодорожного, воздушного и водного транспорта; наличия встроенного оборудования и мебели. На основании этих факторов быстровозводимые здания можно разделить на два условных типа: сборно-разборные и неразборные. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
