6. План производства

Строительство гражданских зданий различного назначения является одной из основных задач развития общества. Сказанное особенно относится к жилым зданиям и объектам социальной сферы, составившим основу национальных проектов РФ.

Среди большого числа типов несущих систем зданий основными являются:

- здания из кирпича и других мелкоштучных материалов;

- панельные конструкции с различным расположением несущих стен;

- здания из монолитного железобетона;

- каркасные системы;

- здания из объемных блоков;

- системы с ядрами жесткости;

- оболочковые системы.

Исторически наибольшее распространение получили здания из кирпича благодаря ряду его положительных свойств. Кирпич достаточно прочен и в силу наличия большого количества пор обладает хорошими тепло- и звукоизоляционными способностями. Сырье для производства кирпича есть в необходимых количествах в любом регионе и его производство относительно несложно. Из кирпича можно получать здания или отдельные конструктивные элементы самой разнообразной формы и архитектуры (вплоть до сводов и куполов). Процесс осуществления кирпичной кладки не требует высокой квалификации каменщика. Все сказанное вместе и определило то широкое распространение зданий из кирпича и др. мелкоштучных материалов, в том числе и за рубежом.

Данная система обладает и рядом недостатков. К их числу относится большая продолжительность строительства и сложность возведения многоэтажных зданий (высотой более 9 этажей). Много проблем возникает из-за ужесточения требований по теплозащите зданий и строительстве в сейсмических районах. Вот почему разрабатываются эффективные виды кирпича, облегченные типы кладок, виброкирпичные панели и т.д.

В целом, здания из кирпича обладают хорошими архитектурными возможностями, имеют большую продолжительность строительства и зависимость от погодных условий, низкую стоимость и наиболее эффективны при малоэтажной застройке (3-7 этажей).

Другой распространенной системой является крупнопанельное строительство, основная идея которого заключается в переносе изготовления всех конструкций в заводские условия и монтаже из ограниченного перечня панелей различных видов зданий (стандартизация, унификация и типизация конструкций).

Характерная особенность данной системы – применение плоских панелей перекрытий, наружных и внутренних стен размером не менее, чем на комнату. В этом случае конструкция имеет высокую степень заводской готовности (70-80 %) и малую продолжительность строительства.

Под крупнопанельное строительство в СССР была создана мощная база в виде ДСК, заводов полносборного домостроения и т. д. Большие усилия были направлены на научные, экспериментальные и проектные исследования, что в итоге вылилось в создание Единого каталога унифицированных изделий, по которому осуществлялось строительство зданий различного назначения по всей стране. Эта система стала доминирующей и вытеснила другие конструктивные решения. Одной из двух несущих систем Единого каталога является панельная с поперечными несущими стенами. В результате была получена несущая система зданий различного назначения с высокой скоростью монтажа и низкой стоимостью (в опытном строительстве здания монтировались в автоматизированном режиме).

Однако, крупнопанельному строительству присущ и ряд недостатков, вытекающих из самой идеи полносборного домостроительства. Наличие ограниченного выбора стандартных изделий, типизация и унификация их приводит к строительству по нескольким серийным проектам и, как следствие, к однообразной архитектуре и «жестким» планировочным решениям. Применение одного материала (железобетона), требования экономии стали привело к резкому ухудшению таких свойств, как тепло- и звукоизоляция и, соответственно, к увеличению эксплуатационных расходов. Ужесточившиеся требования по теплозащите (увеличение толщины стен) требуют замены парка форм, что практически трудноосуществимо. Все это и привело к тому, что на рынке жилья крупнопанельное строительство в конце ХХ в начале ХХI веков было практически вытеснено. Имея хорошие показатели по продолжительности строительства и по стоимости, этот вид строительства оказался неконкурентоспособным.

На смену полносборному домостроительству пришел процесс возведения зданий из монолитного железобетона, который, как считалось, станет универсальным средством на долгие годы. Все это объяснялось рядом положительных свойств монолита, отличающих его от крупнопанельного домостроения:

- практическое отсутствие базы по изготовлению конструкций;

- возможность создавать интересную архитектуру и гибкие планировочные решения зданий;

- простой способ возведения, одной из основных операций которого является подача и укладка бетонной смеси в опалубку;

- независимость от размеров стандартных изделий в планировке помещений.

Считалось, что если есть арматурный цех по производству сеток и каркасов, бетонный узел, средства транспортирования бетона и необходимое количество опалубки, то конкурентов в данной системе при избытке дешевой рабочей силы не будет. Вначале эти мнения частично оправдывались, однако достаточно скоро обнажился ряд серьезных проблем, присущих монолитному домостроению.

Использование простейшей опалубки из древесины требует ее частого обновления, что сразу заметно сказывается на стоимости строительства. Современные виды опалубок (а их лучшее исполнение – высотой на этаж) требуют применения грузоподъемных механизмов. Это с необходимостью создать условия для набора бетоном прочности сразу увеличило срок строительства по сравнению с панельными системами и практически сравняло его с кирпичными зданиями.

Стремление уйти от опалубки стен привело к строительству этажерок и последующему образованию стен из мелкоштучных материалов, новых видов бетонов и т.д., но все это вело к увеличению продолжительности строительства и его стоимости.

Отдельной проблемой монолитного строительства стал вопрос утепления зданий. В полностью монолитных конструкциях утепление пришлось выполнять снаружи после возведения коробки, для чего устанавливать леса по периметру и на всю высоту здания. Дальнейшим развитием этого направления стали опалубки из теплоизоляционного материала (в основном, полистирола), но и это не снизило продолжительности и стоимости строительства. В этажерках стали использовать колодцевую кладку с утеплителем внутри, но заметного эффекта это также не принесло.

Увеличение сетки колонн и большой объем бетона в итоге привели к высоким показателям по расходу арматуры и цемента, а упрощение опалубки лишило монолитные здания архитектурной выразительности. Таким образом, здания из монолитного железобетона по основным технико-экономическим показателям оказались менее привлекательными, чем кирпичные и панельные системы.

При этом отметим такой интересный факт. В 60-70-х годах ХХ века в СССР был проведен обширный эксперимент по строительству зданий из монолитного железобетона. Был возведен целый ряд зданий (жилые дома, гостиницы, санатории) высотой 9-16 этажей в разных регионах страны и результаты эксперимента были однозначными: по основным ТЭП монолитные конструкции уступают панельным и кирпичным системам и их строительство целесообразно только для зданий с уникальной архитектурой и планировкой. Однако результаты этого эксперимента не были учтены.

Достаточно широко распространены в строительстве каркасные системы из сборного железобетона. Эти конструкции являются второй разновидностью систем Единого каталога и предназначены для общественных зданий, жилых домов большой этажности и т.д. Каркас принимается по связевой схеме с колоннами 40х40 см, ригелями таврового сечения с нижними полками для описания панелей и настилов. Наружные ограждения из сборных навесных керамзитобетонных панелей. В целом этот вид конструкций практически повторяет ТЭП крупнопанельных конструкций, но проигрывает по расходу основных материалов.

Конструкции на основе стального каркаса для гражданских зданий в нашей стране практически не возводились. В свое время были построены несколько уникальных зданий (МГУ, МИД, гостиница «Украина» и т.д.) с использованием стального каркаса, железобетонных панелей перекрытий и каменным заполнением стен. По этим объектам был сделан вывод о том, что такие конструкции неэффективны для массовой застройки и работы по использованию стальных каркасов в качестве несущих систем гражданских зданий практически свернуты (в то же время в промстроительстве они успешно использовались). Отметим, что за рубежом это направление интенсивно развивалось и сейчас мы серьезно отстаем от них, в том числе и бывших стран соцсодружества.

Другие несущие системы в нашей стране практического применения не нашли и здесь не рассматриваются. В заключение данного раздела приведем основные ТЭП по перечисленным системам

Таблица 3 – основные ТЭП по распространенным системам строительства

Наименование	Ед. изм.	Панельные	Кирпичне	Крупноблочные	Монолитные
		9эт.	9эт.	9эт.	9эт.
Стоимость строительства: Всего	руб.	17520,38	14431,9001	20210,35	16951,08
Сметная	%	100	90,2	115,3	106,0
В т.ч. затраты: условно-постоянные	руб.	6959,76	6162,73	7144,78	6959,76
изменяемые	руб.	10560,62	8269,16	13065,56	9991,31
Из них: Подземная часть	руб.	538,538	469,67	683,16	441,211
Надземная часть	руб.	9977,08	7799,488	12382,4	9550,1

Продолжение Таблицы 3

Приведенные затраты при сметных ценах	руб.	19996,86	17093,4	23697,35	19142,9
	%	100	13108,26	16865,68	15043,9
Трудоемкость: Всего	чел.-ч	2931,92	4312,49	3657,79	2860,76
	%	100	21348,96	17762,34	14161,48
В том числе: заводская	чел.-ч.	1031,86	1366,33	1017,64	455,444
построечная	%	13,35	2946,15	2640,15	2405,32
Расход материалов: -сталь	кг	46	30	48	36
бетон	м3	0,85	0,5	0,89	0,85
цемент 400	кг	250	180	220	270
-кирпич	шт.	-	205	-	-

Анализ данных таблицы № 3 показывает, что по стоимости 1м2 общей площади наиболее экономичными являются кирпичные, панельные здания, а по трудоемкости – панельные. В силу этих фактов они получили наибольшее распространение в нашей стране

Далее приведено сравнение затрат по предлагаемой к использованию технологии и базовой

Таблица 4 – Сравнение затрат на 1 м² по предлагаемой и базовой технологии

Наименование	Ед. изм.	Панельные	Каркасные
		9эт.	9эт.
Стоимость строительства: Всего	руб.	13520,38	10950,45
Сметная	%	100	119,1
В т.ч. затраты: условно-постоянные	руб.	6959,76	6959,76
изменяемые	руб.	10560,62	7990,68
Из них: Подземная часть	руб.	538,538	1067,45
Надземная часть	руб.	9977,08	1138,61
Приведенные затраты при сметных ценах	руб.	11996,86	9298,83
	%	100	116,5
Трудоемкость: Всего	чел.-ч	20,6	21,4
	%	100	103,9
В том числе: заводская	чел.-ч.	7,25	7,5
построечная	%	13,35	13,9
Расход материалов: -сталь	кг	46	60
бетон	м3	0,85	0,88
цемент 400	кг	250	270
-кирпич	шт.	-	-

Приведенное описание применяемых в строительстве несущих систем зданий позволяет выделить как наиболее экономичную по стоимости и продолжительности строительства панельную схему с поперечными стенами (серия 90). При всех ее известных недостатках эта серия обеспечивает возможность индустриального изготовления, достаточные планировочные удобства и имеет самые низкие ТЭП, в том числе и по скорости монтажа. Эта серия принята за прототип и с ней производится сравнение предлагаемых конструкций.

из кирпича и др. мелкоштучных материалов, в том числе и за рубежом.

В качестве объекта сравнения принимается типовая блок-секция высотой 9 этажей и составом квартир на этаже 1-2-3-3. Размеры блок-секции в плане 12,3х23,4 м.

Конструктивно здание представляет собой панельную схему с поперечными несущими стенами.

Рассматриваемая блок-секция была рассчитана на все виды силовых воздействий для условий г. Тула (в т. ч. и ветер с пульсацией) и проведено конструирование всех элементов систем с выполнением требований 1 и 2 групп предельных состояний.

В виду отсутствия собственного производства материалов предлагается закупать все необходимые материалы у организаций расположенных в Тульской области. Основными материалами в предлагаемых конструкциях являются металлические колонны, двутавровые балки, связи, железобетонные ребристые панели перекрытий, окна и двери. Материалы предлагается закупать на заводах: ЗАО «СТК5», ЗАО «Щекинский завод ЖБИ».

Таблица 5 - Сравнение стоимости базового и предлагаемого вариантов

Варианты	Описание конструкции	Общая площадь, м2	Стоимость «коробки», руб.	Стоимость, 1м2	%
Базовый	Панельная с поперечными несущими стенами (серия 90-06т)	2018	26234000	13001	100
Предлагаемый	Стальной каркас, ЖБ панели перекрытия и наружные панели	2835	30059976,7	10603,166	81,6

При сравнении предлагаемых конструкций с базами (серия 90) по стоимости 1 м2 общей площади получается, что новые конструкции дешевле на ~ 18,4%.

Основной причиной такой экономии является существенно меньший объем применяемого в конструкции железобетона, что ведет к резкому сокращению собственной массы здания. Последнее обстоятельство особенно важно для сейсмически опасных регионов и регионов с высоким уровнем ветрового давления.

На самом деле эффект будет еще больше, т.к. в расчетах не учтен нулевой цикл.

Основным достоинством панельных систем, как отмечалось выше, является высокая скорость монтажа. В предлагаемом варианте высокая скорость монтажа сохраняется, а при тщательном исследовании и разработке конструкций может оказаться даже выше. Объясняется это тем, что монтаж металлических конструкций всегда имеет самые высокие показатели по скорости, а монтаж ЖБ панелей при их меньшей собственной массе, меньшем количестве и более простом способе крепления к стальному каркасу не увеличит время монтажа по сравнению с базовым вариантом.

Помимо описанных преимуществ предлагаемые конструкции обладают еще рядом достоинств перед известными решениями.

Принципиально новые возможности данная система дает в планировке зданий. Дело в том, что панели могут производиться любых размеров (их максимальные габариты определяются условиями перевозки) и не зависят от размеров форм. Кроме того, самая маленькая комната определяется размерами сетки колонн и, например, при сетке 3,5х4,5 площадь, скажем кухни, становится равной 15,75 м2. При этом площадь общей комнаты может быть в 2 или в 3 раза большей, т.е., 31,5 м2 или 47,25 м2 . В квартирах легко устроить холл с площадью в одинарный или двойной размер сетки колонн.

Другим преимуществом данной системы является улучшение санитарно-гигиенических условий пребывания людей. Каждое помещение становится изолированным, т.к. все стеновые панели и панели перегородок имеют утеплитель, звукоизоляцию и воздушную прослойку, что улучшает условия пребывания в них людей.

С этим обстоятельством связан и меньший вынос тепла в окружающую атмосферу через наружные стеновые панели, что дает определенный природоохранный эффект.

Косвенный природоохранный эффект заключается и в меньшем расходе стали и бетона на данные конструкции, что приводит к уменьшению добычи щебня, песка, цемента, стали.

Подсчитаем затраты на реализацию:

Таблица 6 – Смета затрат на внедрение технологии

Статьи затрат	Сумма, руб
Закупка сварочного обрудования	650 000
Закупка вспомогательного оборудования	310 000
Закупка транспорта для доставки крупногабаритных грузов	4 690 000
Оплата переобучения персонала	340 000
Оплата труда рабочих кадрового отдела	490 000
Всего	6 480 000

Итого стоимость внедрения составит: 6 480 000 Руб.

Таблица 7 - Структура сметной стоимости жилых домов.

№ п/п	Наименование раздела	Ед. измер.	Предлагаемый вариант		Базовый вариант
1	«Коробка» здания	т.руб.	1	30059976,7	1		26234000
2	В т.ч. - накладные расходы	т.руб.	0,1439	4325630,65	0,1442	3797362,8
3	-плановые накопления	т.руб.	0,074	2224438,28	0,074	1948716
4	-прямые	т.руб.	0,782	23506901,78	0,782	20593188
5	Из них заработная плата	т.руб.	0,0638	1917826,51	0,0067	176437,8
6	- механизм	т.руб.	0,0167	502001,61	0,00862	226999,08
7	- материалы	т.руб.	0,702	21102103,64	0,766708	20190488,47
8	В т.ч. - транспорт	т.руб.	0,1052	3162309,55	0,115	3028410
9	- материалы	т.руб	0,5967	17936788	0,65			17117100
10	Из них - сборный ЖБ	т.руб.	0,3098	9312580,78	0,629			16564086
11	- прочие материалы	т.руб.	0,2869	8624207,31	0,0227			597781,8

Экономия от внедрения нового сырья и оборудования 2 397,834 руб. на м² , что покроет затраты на ее внедрение.