Новые грани металла: рост применения стали в строительстве позволит преобразить облик России

Утвержденная в конце октября "Стратегия развития строительной отрасли и ЖКХ РФ на период до 2030 года с прогнозом до 2035 года" нацелена на придание строительству нового ритма и сокращение инвестиционно-строительного цикла. Одним из условий выполнения этой задачи является значительное расширение применения в строительстве металла.

Об этом шла речь на заседании круглого стола "Проектирование металлоконструкций. Текущие тренды гражданского строительства", организованном Ассоциацией развития стального строительства (АРСС) в рамках 28-й Международной промышленной выставки "Металл-Экспо 2022".

Как заявил председатель совета директоров АРСС, директор ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко ("НИЦ "Строительство") Иван Иванович Ведяков, по сравнению с железобетонными зданиями стоимость металлостроительства на 30% ниже, скорость несоизмеримо выше, а обслуживание стройплощадки проще. Однако в развитых и близких к России по климатическим условиям странах металл используют в качестве основного материала в 50-70% строительных проектов, тогда как у нас в стране доля металлостроительства пока неоправданно мала - всего 10-15%. С принятием стратегии развития стройотрасли открываются новые перспективы использования металла в различных видах строительства.

Высотная адаптация

По мнению Ивана Ивановчиа Ведякова, принятый властями стратегический документ открывает новые перспективы развития жилого многоэтажного строительства с применением металлоконструкций. Он отметил, что все здания, построенные в XX веке с применением стальных конструкций, являются знаковыми объектами, формирующими градостроительный облик страны. Так, в 1947-1957 годах в Москве были построены знаменитые сталинские высотки. В новейшей истории России заметным столичным проектом стал ММДЦ "Москва-Сити", на территории которого было построено два объекта с использованием стали. Один из них - дом в составе комплекса "Башня на набережной" - имеет необычную форму, благодаря которой при взгляде с определенного ракурса кажется, что небоскреб не имеет толщины; второй высотный объект на территории делового центра - башня "Евразия" высотой 309 м.

Яркий пример современного высотного строительства - жилой комплекс (ЖК) "Поклонная, 9" высотой 32 этажа и общей площадью почти 100 тыс. кв. м, в котором применены стальные конструкции в качестве сердечников сталежелезобетонных колонн, балок, а также в качестве связевых элементов, формирующих основной каркас жесткости здания. Ядро жесткости компенсирует горизонтальные нагрузки, вызываемые ветром. Общая металлоемкость этого жилого комплекса составляет 1,3 тыс. тонн.

Стальная "фишка"

Безусловно, бросающиеся в глаза высотки являются архитектурной доминантой ряда российских городов. Но благодаря безграничным возможностям металла и жилые здания гораздо меньшей этажности своими необычными формами способны притягивать взоры горожан. Эта тема сейчас особенно актуальна потому, что в последние годы сталь все чаще используется при строительстве БЦ и ЖК не только в Москве, но и в Красноярском и Хабаровском краях, Калужской и Нижегородской областях и в ряде других регионов. И если проектировщики максимально используют потенциал металла, то новые дома преобразят унылые городские пейзажи.

Наглядный пример тому - проект жилого многоквартирного здания на стальном каркасе, которое будет построено на берегу Химкинского водохранилища (архитектор Сергей Скуратов, девелопер Capital Group). Как пояснил участникам круглого стола главный конструктор проекта компании "Метрополис" Петр Корсаков, именно это 8-этажное здание корпуса №2 является доминантой первого лота многофункционального комплекса с жилой и бизнес-инфраструктурой столичного "Северного речного порта". Архитекторы не зря называют это уникальное здание "фишкой", потому что главной его особенностью будет консоль длиной 24 м с шестью верхними этажами.

Проектировщикам пришлось приложить немало усилий для реализации консоли такого вылета, в том числе для технологичности ее возведения и снижения веса. Главным несущим элементом консоли стали три фермы длиной 37,2 м и высотой 6,3 м из сварных двутавров. Фермы соединяются с помощью высокопрочных болтов, и каждая работает как коромысло: одна ее половина опирается на железобетонный каркас, а вторая формирует консольную часть. К главным несущим фермам крепятся подвесы из прокатных двутавров, их соединение к фермам шарнирное. Для борьбы с прогрессирующим обрушением проектировщики предусмотрели жесткие узлы соединения подвесов и главных балок, так что если одна из ферм выйдет из строя, через эти балки нагрузка передастся на две соседние фермы.

Железобетонные перекрытия в консольной части достаточно тонкие для зданий такого класса - их толщина всего 140 мм, что объясняется необходимостью экономии веса, так как вылет консоли весьма значительный. Перекрытия выполнены вровень с верхними полками балок для снижения общей толщины перекрытий.

На восьмом этаже к консольному краю ферм крепятся металлоконструкции так называемой "короны", формирующие наибольший вылет консоли. На наклонной части запроектирована функционально-декоративная лестница. Половина "короны" будет перекрыта стеклом, а другая половина задумана в виде открытой террасы.

Проектировщики сравнивали разные варианты порядка монтажа консольной части - сверху вниз или снизу вверх? В итоге предусмотрели монтаж начиная с верхнего этажа. После того, как фермы будут смонтированы, они прогнутся под собственным весом, и затем начнется монтаж седьмого этажа, потом шестого и последующих этажей. Благодаря такой последовательности монтажа удастся значительно снизить возникающие усилия в подвесах. Проверка прогиба консоли относительно железобетонных конструкций показала, что он составил всего 142 мм против регламентируемого 160 мм.

Модные модули

Отраслевой стратегией предусмотрено также создание условий для запуска массового строительства индивидуальных жилых домов индустриальным способом, развитие модульной технологии, стимулирование производства и применения домокомплектов. Как выяснилось на заседании круглого стола, первые шаги в этом направлении уже сделаны. По словам Ивана Ивановча Ведякова, набирают популярность Prefab-технологии - модульное домостроение, когда элементы здания собираются на заводе, а на площадке остается лишь соединить блоки. Хороший пример подобных решений - линейка разработанных компанией Knauf проектов "Новый дом". Специалисты компании предлагают не только типовые проекты домов, но также и гостиницы, и общежития.

Директор ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко привел и другие примеры модульного строительства - гостиницу "Holiday Inn" в Воронеже и отель в подмосковном Ступине. "Эти объекты были возведены очень быстро и с высоким качеством. Также в России планируется внедрять модульное строительство при реализации программы реновации жилья. Еще один пример многоэтажного жилого строительства - дома от ГК ПИК. Одна новостройка входит в состав ЖК "Ильинские луга", где применялась технология модульного строительства с использованием стальных труб", - отметил Иван Иванович Ведяков.

Спикер также напомнил, что сталь широко применяется и при возведении медицинских объектов. В 2020 году в Новой Москве всего за месяц был построен уникальный госпиталь для зараженных COVID-19. Работа на площадке велась круглосуточно, в результате город получил современную, полностью оборудованную клинику, рассчитанную на прием тысячи пациентов, причем не временную, а капитальную: она будет служить городу 30-50 лет.

В рамках возведения объекта было построено 50 одноэтажных строений и 14 общежитий высотой 2-3 этажа. А недавно с применением современной каркасно-панельной технологии построен крупный больничный комплекс в Новокузнецке. Общая площадь строений больницы составила 27 тыс. "квадратов", металлоемкость зданий и сооружений - более 400 тонн. Аналогичные госпитали были построены в других городах России, в Казахстане, Китае и других странах. Строят из модулей и городские поликлиники. Четыре таких здания недавно появились в Новой Москве. Еще один пример модульного строительства - здание железнодорожного вокзала в Республике Коми, вмещающее 50 пассажиров. При этом Иван Иванович Ведяков подчеркнул, что этот вокзал выглядит стильно и современно.

Как сочеталась сталь

И все-таки через несколько месяцев после того, как Минстрой и МЧС России утвердили план мероприятий по развитию деревянного домостроения на период до 2024 года, значительного расширения использования стали в гражданском строительстве пока что не наблюдается. К такому выводу пришел генеральный директор ООО "Полиметрика" Сергей Могучев. По его мнению, сложилась парадоксальная ситуация, когда редко реализуются классические проекты школ, детских садов и других социальных объектов на металлическом каркасе, а чаще воплощаются в жизнь необычные и даже уникальные решения. При этом наметился тренд на сочетание со сталью других строительных материалов. Примером тому может служить еще один объект компании "Метрополис" - строящийся сейчас в Москве транспортно-пересадочный узел "Нагатинская", в котором удачно дополняют друг друга металл и железобетон. И, возможно, металлу, чтобы стать еще популярнее, недостает именно более широкого использования в сочетаниях с другими материалами.

Иван Иванович ВЕДЯКОВ, председатель совета директоров АРСС, директор ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко ("НИЦ "Строительство"): "Развитие металлостроительства выгодно всем участникам цепи: увеличится емкость рынка для производителей металлов, расширится портфель заказов у заводов металлоконструкций, а архитекторы и проектировщики получат передовые технологии строительства