Быстровозводимые дома: обзор современных технологий

Качественно построить дом за месяц, а небоскреб меньше, чем за полгода. Современные технологии удивляют: они позволяют собирать дома из запчастей, как конструктор, и тем самым экономить время и деньги.

Быстровозводимые здания или сборные дома — это здания, компоненты которых (стены, крыша и пол) изготавливаются на фабрике или заводе-изготовителе. Компоненты могут быть полностью или частично собраны на заводе, а после чего их доставляют на стройплощадку. Этот метод строительства набирает популярность благодаря экономической эффективности и быстрому выполнению работ. Часто быстровозводимые здания используют для строительства временных объектов, офисных помещений, медгородков, школ, садов, индивидуальных и многоквартирных домов. 

Как технологии меняют быстровозводимые дома

Источник фото: https://www.iqsdirectory.com/articles/modular-building/prefabricated-building/application-of-bim-for-prefabricated-constructions.jpg

Сборные дома получили распространение в 1960-х годах. Великобритания, Франция, Советский Союз и другие страны первыми попробовали эту технологию. Поскольку сборные дома строились быстро и обходились дёшево, они быстро распространились по миру. Сборное строительство в течение многих лет использовалось для строительства малобюджетного жилья, которое не отличалось качеством. Однако ситуация стала меняться. Сейчас так называемая префабрикация становится все популярнее. Дома собирают, как конструкторы, из готовых компонентов, а на заводах производят стены со вшитой проводкой и сантехникой. Это эффективнее обычного строительства на площадке с нуля: легче проконтролировать производство. А так как большинство зданий имеют повторяющиеся участки стен, крыш и полов, производственный процесс можно оптимизировать и масштабировать, объединив последовательность операций. Качество малоэтажных сборных домов уже превосходит традиционные постройки. А появление современных цифровых инструментов таких как BIM помогает архитекторам, инженерам и подрядчикам представлять конструкции в цифровом виде. BIM в сочетании с цифровыми решениями для управления строительства обеспечивает эффективный менеджмент на месте, снижая риски, связанные со сборным строительством.

.

В западных странах более 70% индивидуального жилого фонда построено по этой технологии. Особенно она популярна в Канаде, Скандинавии, на Аляске, в Гренландии, Исландии. В Швеции 84% индивидуальных домов построены с использованием сборных элементов.

Быстровозводимые дома: методы строительства

Источник фото:  https://prostor.house

Большинство строительных компаний используют три современные технологии строительства быстровозводимых домов: модульное строительство, панельное строительство и промышленное строительство. Несмотря на то, что эти термины часто используются взаимозаменяемо, есть существенные различия в процессе построения.

• Модульное строительство. Предполагает изготовление зданий из модулей. Гостиная, ванная комната, кухня изготавливаются отдельно, а затем собираются на месте, как Лего. 
• Производимые дома — строятся за пределами площадки. После завершения строительства их доставляют на площадку. Эти дома иногда называют мобильными. 
•  Панельное строительство. Панельные дома строятся из цельных панелей или стен, которые транспортируются на строительную площадку. В таких домах необходимо выполнить дополнительные работы по внутренней отделке. В цехах производится и обрабатывается большинство строительных компонентов: наружные стеновые панели, внутренние стеновые панели, ламинированные панели, балконы, лестницы, сборные балки для перекрытия и другое.

Здесь стоит остановиться на нескольких распространенных технологиях:

• Канадская – эта строительная технология (SIP-технология) широко применяется при возведении жилых и коммерческих зданий по всему миру на протяжении последних 50 лет. В США, Канаде и Европе около 80% частных домов построено по SIP-технологии. СИП-панели соединены брусом, что обеспечивает высокий запас прочности. Здание из сэндвич-панелей  —   теплое и долговечное. Строительство занимает всего 3 месяца, а стоимость постройки в два раза ниже по сравнению с кирпичной или деревянной. 
• Немецкая – дом собирается из готовых щитовых панелей, однако они больше похожи на домокомплекты, которые нужно собрать вместе и провести коммуникации.
• Финская – это каркасно-рамочный способ монтажа, где в качестве материалов может быть применен брус или металлический профиль. Дом строится на свайном или плиточном фундаменте.

Читайте также: Какими будут дома будущего: 10 трендов в строительстве

Самые распространенные быстровозводимые здания: плюсы и минусы

Источник фото:  https://sms-m.ru/gallery/tiles/page214.jpg

Сталь, бетон и дерево — наиболее распространенные материалы, используемые при строительстве сборных домов. Более дорогие материалы – кирпич и бетон. Используют разные вариации для возведения сборных домов:

Пено- и газобетонные дома

 Каркас дома возводится из газобетона. Но это крупноформатный стройматериал, который нуждается в устойчивом фундаменте. Желательно выбирать монолитный ленточный фундамент или плиты. Внешняя отделка не имеет значения: можно использовать кирпич, брус, камень, штукатурку.

Преимущества

• Энергоэффективность;
• Естественное охлаждение летом;
• Ускоренные сроки возведения по сравнению с кирпичным;
• Огнестойкость (способны противостоять огню 2-3 часа);
• Не подвержены воздействию грибка или насекомым;
• Длительная эксплуатация – до 70 лет;
• Легкая обработка и резка блоков.

Минусы

• Слабая звукоизоляция по сравнению с кирпичным или бетонным домом;
• Излишнее накопление влаги;
• Уступает в прочности строениям из бетона и кирпича;

Щитовые и панельно-каркасные дома

Это разновидность канадского каркасного дома, когда деревянные элементы для будущего строения изготавливают на заводе. Например, части стен привозят на место сборки уже в готовом виде, после чего щиты монтируют на каркас. Такой дом можно построить за месяц, если своевременно заказать необходимые комплектующие и подготовить фундамент.

Плюсы 

• Можно использовать свайно-винтовой фундамент, возводить дома на слабом или неровном грунте; 
• Дом сохраняет свою устойчивость при усадке грунта;
• Способность выдерживать снеговые нагрузки;
• Энергоэффективность;
• Все панели подготовлены на заводе и не доставляют неудобств при сборке: есть все врезки. 

Минусы

• Слабая звукоизоляция;
• Пожароопасность; 
• Подверженность плесени;
• Требуется принудительная вентиляция;
• Недолговечность наружного утепления.

Читайте также: Самые опасные стройматериалы

Модульные дома

Принцип конструктора Лего: на площадку привозят уже готовые блоки, которые просто соединяют. Это могут быть как целые комнаты, так и отдельные элементы.

Преимущества

• Работы по сборке дома не зависят от погодных условий;
• Быстрота сборки;
• Удобство контроля качества;
•  Повышенная прочность, качество конструкций.

Минусы

• Сложности с транспортировкой крупных модулей;
• Необходим участок, подходящий для установки дома конкретной конфигурации;
• Высокая зависимость от поставщика сборных модулей.

Деревянные срубы

Деревянные сборные дома – это традиционное строительство, зарекомендовавшее себя веками. 

Преимущества

• Энергоэффективность;
• Возможность установки на облегченном фундаменте;
• Стойкость к перепаду температур;
• Естественная воздушная вентиляция.

Недостатки

• Длительный срок усадки ( до трех лет);
• Пожароопасность – деревянные элементы необходимо обрабатывать;
• Деревянный брус подвержен гниению и может быть поврежден насекомыми.

Термодома

Их строят из пенополистирольных блоков, которые заливают бетоном. Строительство такого дома может занять до 2 месяцев.

Преимущества

• Отсутствие потребности в выравнивании стен;
• Достаточно высокая звукоизоляция;
• Широкий выбор архитектурных решений
• Нет потребности в выравнивании стен
• Простота сборки.

Недостатки

• Необходимость установки приточно-вытяжной вентиляции;
• Высокая паропроницаемость;
• Не подходит для постоянного использования при низких температурах.

Уникальные технологии быстрого строительства 

Надувной дом из бетона

Источник фото:  https://www.designboom.com/twitterimages/uploads/2022/10/inflatable-concrete-structures-blow-up-in-new-york-designboom-1200.jpg

Нью-йоркский стартап Automatic Construction изобрел новую технику под названием «Надувная гибкая заводская опалубка» (IFFF), которая использует воздушный насос и компрессор для строительства домов. Форма изготовлена ​​из гибких пластиковых тканей с армированием и внутренней трехмерной структурой. Пластиковую опалубку выкладывают на бетонную плиту или другое основание и надувают ее воздушным насосом. Затем бетон закачивается в форму с помощью автобетоносмесителя. Материал сохнет примерно два дня, после чего опору сдувают и убирают для повторного использования. 

3D-печать домов

Источник фото:  https://store.building-tech.org/uploads/large_header_germany_peri_resize_md_e2d441cd27.jpeg

В строительной отрасли 3D-печать можно использовать для создания компонентов конструкции или «печати» целых зданий. Строительная 3D-печать может обеспечить более быстрое и точное изготовление сложных или индивидуальных изделий. А появление информационного моделирования зданий может способствовать более широкому использованию 3D-печати. Например, шанхайская фирма построила 10 небольших демонстрационных домов менее чем за 24 часа. Они предположили, что каждый дом можно напечатать менее чем за 5000 долларов. А в Испании создали первый в мире пешеходный мост , напечатанный на 3D-принтере. 

Принтеры уже печатают комплектующие для домов в промышленных масштабах. Например, строительный стартап Katerra собирается в этом году получить выручку на сумму $500 млн. На фабрике компания производит стены для будущих домов. В них уже встроены окна, изоляция, электропроводка и сантехника. А в России в 2022 году печатать дома собираются в нескольких регионах. В среднем, на возведение 100 кв.м. этим способом уходит 2 дня.

Читайте также: 3D-печать в строительстве: в чем преимущества?

Хижина Quonset

Источник фото:  https://i.pinimg.com/originals/57/94/55/57945562fe9d3ba0525189b8805a3ca1.jpg

Хижины Quonset сделаны из стальных сплавов и имеют форму купола. Они доступны по цене, не требуют особого ухода и могут противостоять любым погодным условиям и землетрясениям. Структура хижин Quonset зависит от арки, которая обеспечивает поддержку конструкции без внутренних опор. Арки хижин Quonset изготовлены из оцинкованной стали. Панели гофрированы для усиления арок. Сегменты и арки скреплены болтами с арками, прикрепленными к фундаменту. 

Сборные здания из стеклопластика

Источник фото:  https://modulex.uahttps://planradar-website.s3.amazonaws.com/production/uploads/2022/09/2-768×576.jpg.pagespeed.ce.GD13eo1Z42.jpg

Стекловолокно из-за его легкости и прочности используется для строительства быстровозводимых зданий. Это материал не подвержен плесени и ржавчине, его можно использовать для наружных конструкций и благодаря его герметичной структуре не переживать по поводу влагостойкости. Именно благодаря способности противостоять воздействию ветра, жары и холода стекловолокно часто используется для облицовки зданий.

Временные сборные здания

Источник фото:  https://kraust.ru/sites/default/files/styles/large/public/1443079_7.jpg?itok=HGsgDcSe

Быстровозводимые здания могут использоваться в качестве временных размещаемых зданий. Они имеют панельную конструкцию с каркасом из стали или алюминия. Стены укрытий могут быть изготовлены из нескольких видов материалов, в том числе из стекловолокна, стекла и поливинилхлорида (ПВХ). Сборные временные здания легко установить. Они долговечны, не требуют ухода и способны выдерживать суровые погодные условия, в том числе резкие перепады температуры и влажности.

Преимущества использования сборных зданий

Источник фото:  https://okarkase.ruhttps://planradar-website.s3.amazonaws.com/production/uploads/2015/11/page12.jpg

Разделение работ на площадке и за ее пределами дает большую гибкость в построении графика строительных работ и стоимости проекта. Ожидается, что рыночная доля отрасли в жилом и нежилом секторах в ближайшие годы вырастет.

• Скорость строительства. Одним из основных преимуществ фабричного производства комплектующих для стройки является скорость. Рабочие выполняют однотипные задачи, что делает работу более эффективной, а операции могут быть автоматизированы. Некоторые действия можно выполнять одновременно. Например, на традиционной стройке возведение стен, крыши, полов и не начинается до тех пор, пока площадка не подготовлена. При заводском подходе здание может быть доставлено на объект на 90% завершенным. 
• Независимость от погодных факторов. В отличие от традиционных строительных проектов, погода мало влияет на сборку сборных зданий: 90% процесса выполняется на заводе. Быстровозводимые здания строятся «вне площадки», что позволяет возводить новые объекты в любых погодных условиях.
• Контроль качества. Легче проконтролировать качество продукции в заводских условиях, чем на стройке. Повторяющиеся элементы, использование цифровых технологий, отсутствие влияния погодных условий позволяют создавать более качественные конструкции.
• Время и эффективность. Главное преимущество быстровозводимых зданий – скорость их строительства. Индивидуальный дом можно построить за месяц. А многоэтажные небоскребы с использованием модульных конструкций возводят за месяцы. Например, при строительстве китайского мини-города в Чанша строили в день по три этажа: его возводили с нуля с использованием модулей. А Индии 10-этажное здание возвели за 48 часов, используя подготовленные модули. 
• Возможность повторного использования. Некоторые сборные дома предназначены для временного использования. Такие здания можно легко разобрать и перенести на другие площадки. Например, медучреждения, центры для приема малоимущих, беженцев.
• Безопасность работников. Традиционная стройплощадка более опасна, чем цех по производству конструкций. Работа на высоте, погодные условия, ограниченное пространство – на заводе опасные работы сведены к минимуму.
• Отсутствие отходов. Многие сборные конструкции не дают отходов: все они обрезаются до необходимого размера. Кроме того, такой дом легко разобрать и использовать повторно или переработать. 
• Цена. Стоимость быстровозводимых домов возможно достаточно точно рассчитать еще на этапе заказа комплектующих и стройматериалов. На таком строительстве подрядчик просто не успевает поменяться: срок возведения не превышает двух месяцев максимум. В обычном строительстве цены могут значительно увеличиваться из-за затягивагия стройки.

Читайте также: Пассивный дом: почему технология все еще мало востребована

Риски и проблемы “быстрого” строительства

Сборное строительство бросает вызов существующим методам традиционного строительства. Но оно не всегда применимо и существует много вопросов.

• Используемые методы часто не так долговечны, как традиционные методы строительства. Например, некоторые материалы плохо выдерживают экстремальные погодные условия.
• Стоимость земли и транспортировки может быть достаточно высока, снижая экономический эффект  технологии.
• Проблемы со сборкой могут возникнуть, если площадка должным образом не подготовлена до начала строительства. 
• Некачественная сборка может привести к протечкам и трещинам в стенах, а также к другим значительным проблемам.
• Проблемы выбора фундамента для быстровозводимых домов. Не каждое быстровозводимое здание способно обойтись облегченным вариантом фундамента. Даже для простых вариантов быстровозводимых зданий гораздо надежнее применять мощный фундамент. Строительство в сложных местах, наличие глинистых, промерзающих, мелкопесчаных почв – все это оказывает негативное действие на конструкцию, которая может быстро прийти в негодность.

Компоненты сборных зданий

Если речь идёт о сборной строительстве, то на площадку доставляются компоненты, которые проектируются на заводе. Они включают каркас, опоры, стеновые и кровельные панели, дверные и оконные рамы, крепежные элементы, обшивку, изоляцию и другое. 

Сборные панели

Источник фото:  https://www.iqsdirectory.com/articles/modular-building/prefabricated-building/structural-insulated-panels.jpg

Сборные панели – двухмерные компоненты, которые собираются на месте будущей стройки. Они различаются по форме и материалу. 

• Структурно-изолированные панели (СИП): разновидность сэндвич-панелей, состоящих из двух структурных облицовок со слоем изоляционного материала. Здания из сэндвич-панелей могут включать металлические листы, фанера, цемент. В качестве материала изоляции применяют вспененный полиуретан и пенополистирол.
• Трехслоные сэндвич-панели – их конструкция аналогична предыдущей. Огнестойкие панели из композита жестко соединены, что позволяет им выдерживать более высокие нагрузки. Некомпозитные соединители могут скользить или прогибаться.
• Утепленные бетонные формы (ICF): в панелях этого типа для создания железобетонных стен в качестве элементов несъемной опалубки используются жесткие изоляционные материалы. Большинство ICF обладают лучшими характеристиками, чем другие панели, ведь основной несущей конструкцией является железобетон. Благодаря своей монолитной конструкции они прочнее и влагоустойчивее.
• Деревянные панели. Панели с деревянным каркасом дешевле, но их главный недостаток – довольно слабая несущая способность, плохая звукоизоляция, склонность к появлению плесени, привлекательность для насекомых. Чтобы защитить деревянные конструкции от вредителей, используются химические консерванты, фунгициды и инсектициды.
• Легкие стальные тонкостенные конструкции. Профили формируются из стальных оцинкованных листов. Каркас собирают при помощи сварки, болтов и различных креплений, после чего используют облицовочные и изоляционные материалы, такие как гипсокартон, каменная вата, ориентированно-стружечные плиты, пенополистирол. Изоляция может располагаться внутри толщины стали или снаружи стального каркаса. Легкие стальные рамы обладают высоким соотношением прочности к весу, лучше выдерживают нагрузки. Недостатком является высокая теплопроводность стали и риск образования конденсата. 

Сборные модули

Источник фото:  https://www.iqsdirectory.com/articles/modular-building/prefabricated-building/four-sided-modular-cleanrooms.jpg

Сборные модули имеют трехмерную конструкцию и обычно состоят из четырех панелей заводской сборки. Несколько модулей размещаются рядом или друг над другом, образуя целое здание. Блоки соединяются межмодульными соединениями, которые крепятся на месте болтами. Один модуль может представлять собой целое здание, которое практически готово под ключ и требует минимальной доработки на площадке. Существуют различные типы модульных зданий в зависимости от их конструкции. Распространены четырехсторонние модули, частично открытые модули, открытые модули, модули, поддерживаемые основной конструкцией.

Гибридные сборные системы

Источник фото:   https://www.iqsdirectory.com/articles/modular-building/prefabricated-building/mini-pod.jpg

Гибридные сборные системы используют как трехмерные, так и двумерные компоненты модульных и панельных систем. Этот тип также можно отнести к смешанным модульно-панельным системам. Модульные блоки имеют преимущество, когда речь идет о качестве конструкции и детализации, но иногда они ограничиваются сборкой и транспортировкой. Трехмерные модули часто используются для кухонь и ванных. Панельные компоненты добавляются к сборке из-за удобной плоской упаковки или готовой к сборке конструкции. Двумерные панели используются для полов и стен, открытых площадок.

Заключение

Эксперты считают, что традиционные методы очень скоро исчезнут из строительной отрасли, поскольку квалифицированная рабочая сила становится дефицитным ресурсом. Быстровозводимые дома и модульные конструкции сейчас захватывают рынок. Их используют в множестве проектов, включая школы, больницы, небоскребы, не говоря уже об индивидуальном строительстве. Этот метод имеет дополнительное преимущество, заключающейся в быстрой окупаемости, что делает его привлекательным для инвестиций. Внедрение цифровых технологий позволяет повысить качество и увеличить скорость возведения сборных домов. Если раньше такие дома были уделом малобюджетных строек, то сейчас ситуация изменилась коренным образом.

Применение цифровых решений для управления строительством гарантирует высокое качество сборки домов, эффективный менеджмент и контроль на каждом этапе. Примером такого решения является PlanRadar – облачная платформа для управления строительством. Благодаря эффективным коммуникациям, возможности работать всей командой в режиме онлайн, ведению электронной документации удается минимизировать ошибки, сделать все процессы максимально прозрачными и эффективными.

Попробуйте реализовать свой проект используя нашу цифровую платформу – ощутите преимущества работы с современным ПО. 

Протестируйте PlanRadar бесплатно