Проектирование

и строительство зданий

на основе металлокаркаса

Группа компаний «Ферро-Строй» примет участие в Международной выставке оборудования и технологий для обустройства и эксплуатации парковочного пространства Parking Russia, организованной MVK (Международная Выставочная Компания). Мероприятие пройдет 16-18 ноября 2021 года в Москве, ЦВК «Экспоцентр».

Во второй день выставки, 17 ноября, коммерческий директор «Ферро-Строй» Сергей Кольцов выступит в деловой программе «Наземный и подземный паркинг – проектирование, строительство, эксплуатация». Он поделится передовым опытом проектирования и строительства паркингов, который компания наработала за время своего существования.

ГК «Ферро-Строй» считается компанией №1 по строительству многоуровневых паркингов в России. Наши представители с радостью познакомят участников и посетителей выставки с проектными разработками и конструкторскими решениями паркингов на основе металлокаркаса, которые будут представлены на стенде компании.

Получить билет на выставку можно перейдя по ссылке: Получить билет.

Место проведения: ЦВК «Экспоцентр»

Зал №2, стенд 18.

В развитых странах, но не в России, дома строят в основном из стали, и дело не только в исторических и экономических предпосылках. Есть и новая тенденция – борьба за сохранение окружающей среды, которая подталкивает девелоперов на Западе к металлоконструкциям. Сейчас 51% всей стали в мире идут в строительство и 85% этого материала спустя годы можно использовать заново. Об этих и других экологических преимуществах стального строительства рассказывают эксперты компании «Ферро-Строй».

Главное правило экологичного потребления состоит из четырех английских слов на букву “R”: recycle (перерабатывай), reuse (используй повторно), reduce (сокращай), repair (ремонтируй). Здания из стали лучше других поддаются этому подходу в строительстве и эксплуатации.

Recycle: настоящая «вторичка»

Главное экологическое преимущество зданий на металлокаркасе – это сам материал, из которого их строят. В отличие от бетона, кирпича, дерева и камня, сталь можно на 100% многократно перерабатывать, причем без потери качества. Более того, разный металлолом, в том числе и низкокачественный, превращается в изделия высокого класса. И это не гипотетическое предположение. Все металлические продукты, с которыми мы встречаемся, – консервные банки, поезда и вагоны, мосты и здания – на 37% состоят из переработанной стали. С 1900 года на планете переработали 25 млрд тонн стали, и каждый год в печи отправляются новые 600 млн тонн стали.
Старые конструкции на металлокаркасе – возможный источник стали для повторного использования. В строительной отрасли 85% этого сплава можно переработать (recycle) в новые изделия, тогда как из старых автомобилей и промышленного оборудования – 90%, электрической и бытовой техники – только 50%. Единственная проблема в том, что стальные конструкции очень долговечные, а потребность в этом сплаве растет быстрее, чем заканчиваются их сроки эксплуатации.

Reuse: по принципу конструктора

Конструкции из металла экологичны еще и благодаря долгой эксплуатации. Старейший в мире стальной мост был построен еще в конце XIX века (Бруклинский мост), а первые небоскребы из стального «скелета» – в 1930-е гг. (Эмпайр-Стейт-билдинг, Крайслер-билдинг). Чем дольше мы эксплуатируем здание, тем больше сохраняем ресурсов, которые могли потратить, если бы Бруклинский мост рассчитали только на 30 лет, а Крайслер-билдинг – на 50. Фактически таким образом реализуется принцип reuse, то есть «используй заново». За столетие в нью-йоркских небоскребах сменились тысячи арендаторов и десятки собственников, а по Бруклинскому мосту каждый день проходят и проезжают 150 тыс. пешеходов и автомобилей.
Но стальные здания можно буквально использовать повторно даже в новом назначении. В 2000 году в городе Слау (граф. Беркшир, Соединенное Королевство) был построен склад площадью 3,3 тыс. кв.м. Спустя 15 лет, в 2015 году, каркас и отдельные элементы этого здания разобрали и собрали уже в другом месте в новый дом. Благодаря этому выбросы углекислого газа удалось сократить на 56%, а общие расходы – на 25% по сравнению со строительством с нуля. В целом расчеты показывают, что повторная сборка и ввод в эксплуатацию старых стальных зданий предотвращает выброс 1-1,5 кг углекислого газа на каждый килограмм сплава в таком здании.

Reduce: экономично по природе

Здания из стали экономичны сами по себе. В отличие от бетонных, кирпичных и каменных строений, металлической конструкции не нужны глубокие и массивные фундаменты, что уменьшает расход материалов, время и рабочей силы. Многоэтажки на металлокаркасе, как правило, на 50%, а мосты – в 4-8 раз легче бетонных аналогов.
Более того, новые технологии помогают сократить (reduce) расход самой стали. Небоскребы и мосты возводятся из высокопрочной стали, которой нужно на 50% меньше, чем 50 лет назад. К примеру, мост «Золотые ворота» (шт. Калифорния, США) сегодня можно было соорудить только из половины затраченной в 1937 году на его строительстве стали.
Помимо этого, стальные конструкции экономично не только строить, но и эксплуатировать. В частности, мосты из металла длиннее, что дает экономию времени в пути автомобилистов, а значит – сокращает выхлопные выбросы. Металлоконструкции не нужно столь же много опор и несущих стен, как в монолитных или кирпичных домах. Внутри освобождается больше полезного пространства, то есть здание получается более экономически эффективным.

Repair: полезное самолечение

Стальные конструкции легко поддаются ремонту (repair), долгая история и отличный внешний вид упомянутых выше мостов и небоскребов тому доказательство. Сталь не только прочная, но гибкая и пластичная, поэтому каркасное здание словно адаптируется к ландшафту, почве и движению воздушных масс. Ремонт, как правило, сводится к обновлению антикоррозийных красок и покрытий. Пример из истории: всемирно известный мост Форт-Бридж в Шотландии (также один из старейших в мире, ему больше века) до конца 2010-х приходилось перекрашивать так часто, что в английском появился фразеологизм «красить мост Форт», который подразумевал бесполезный («сизифов») труд. Мост очень большой, и недавно окрашенные участки начинали покрываться ржавчиной еще до того, как его успевали докрасить. Но в 2008 году Форт-Бридж покрыли инновационной краской, которая защитит его минимум на 25 лет.
Продлить жизнь стальных конструкций помогут и другие новые технологии. Так, ученые из Университета штата Иллинойс изобрели металл, который включает в состав микрокапсулы с особым веществом. Когда металл поражает коррозия или трещины, капсулы раскрываются и заполняют пустоты специальным «лечащим» веществом. Такие технологии значительно увеличат сроки эксплуатации стальных конструкций, сохраняя еще больше природных ресурсов, и ограничивая выброс вредных веществ в атмосферу.

«Экологическое строительство безусловно станет определяющей тенденцией в ближайшие годы, – комментирует Григорий Ваулин, генеральный директор ГК «Ферро-Строй». – Необходимость сноса и, что самое сложное, утилизации миллионов квадратных метров панельных домов времен массовой жилищной застройки, полагаю, заставит многих задуматься над тем, чтобы строить более долговечные и главное перерабатываемые дома. Основной объем стальных конструкций наших зданий можно вернуть в экономику и промышленность, чего не скажешь о монолите, панели или кирпиче. Меньшая материалоемкость и экономическая эффективность стальных зданий ускорит решение проблем обновления жилищного фонда и инфраструктуры».

В 2020 году, по данным МЧС России, в стране произошли 439 тыс. пожаров, причинами которых в 34% случаев стали устаревшие и аварийные системы пожаротушения. Однако возгорания не редкость и в новых домах. Эксперты компании «Ферро-Строй» рассказывают о том, как защищены от огня строения из металла, каковы пределы их огнестойкости и какие технологии оберегают стальные конструкции от пожара.

Зачем стальные здания защищать от пожара

Большинство зданий в развитых странах строят из металлоконструкций. Сталь давно стала основным и универсальным элементом самых разных строений – от стандартных складских и промышленных до сложных комплексов, признанных объектами архитектурного искусства. Стальные конструкции при этом играют главную, «несущую» роль. Пожары при этом остаются самой частой чрезвычайной ситуацией, которая угрожает целостности здания.

Яркий и печальный пример из недавнего прошлого – судьба башен Всемирного торгового центра в Нью-Йорке, которые были разрушены в результате террористической атаки 11 сентября 2001 года. Для большинства инженеров и архитекторов обрушение небоскребов стало неожиданностью. По результатам работы двух комиссий специалисты в области строительства, материаловедения и чрезвычайных ситуаций заключили, что основной причиной обрушения стал пожар. По расчетам Федерального агентства по управлению в чрезвычайных ситуациях США (Federal Emergency Management Agency, FEMA), горение авиационного топлива и других материалов воздействовало на металлоконструкции небоскребов температурой до 900-1 100 °C в одних и до 400-800 °C – в других зонах. Это значительно превышало пределы огнестойкости (о них – далее) несущих колонн, которые, впрочем, проектировались с расчетом на повреждение крупным самолетом.

Горит ли сталь

Нет, сталь – негорючий материал, но она теряет свои полезные свойства, если долго подвергается высокой температуре. Собственный предел огнестойкости стали в среднем составляет 15 минут. Впрочем, это не значит, что любой пожар может обрушить стальное здание за 15 минут: даже не считая обязательной огнезащиты, чтобы деформировать/размягчить сталь необходимо масштабное, долгое и интенсивное горение, воздействующее на очень большую площадь конструкций. Такие пожары случаются не часто – катастрофа 11 сентября как раз стала тем редким случаем, который, по признанию специалистов, инженеры и архитекторы детально не могли спрогнозировать при строительстве небоскребов.

Критическая температура стальной конструкции, при которой она теряет несущую способность, зависит от марки стали. Самая низкая критическая температура у низколегированной стали 30ХГ2С – 500 °C. У стали марки 10Х17Н13М2Т она достигает 700 °C.

Как определяют огнестойкость здания

В целом огнестойкость строения из стали зависит от его размера. Точнее от этажности здания, площади помещений и функционального назначения. При этом у каждого элемента – несущих конструкций, наружных стен и перекрытий – свой предел огнестойкости. Он измеряется в количестве минут, в течение которых конструкция может подвергаться воздействию пожара. К примеру, высотные здания строят из стали с 9-м или 10-м уровнем огнестойкости, которые предполагают, что конструкции смогут успешно противостоять огню 180 и 240 минут соответственно. Предельный 11-й уровень огнестойкости (360 минут) на практике не используется.

Разделяются стальные конструкции и по результату воздействия огня на них. Маркировка R означает, что при достижении предела огнестойкости (допустим 180 минут) конструкция теряет несущую способность; E – теряет целостность; I – теплоизолирующую способность. К примеру, если какая-либо конструкция имеет маркировку R 120, это значит, что через 120-150 минут после воздействия огня она потеряет несущую способность.

Как защищают стальные здания от огня

Сталь сравнительно быстро нагревается, поэтому чтобы ее защитить, нужно оградить её от источника огня.

Инженеры практикуют три способа огнезащиты зданий из стального каркаса. Первый – конструктивный, то есть он предполагает облицовку конструкций различными плитами, огнезащитными экранами, штукатуркой и т.п. Гипсоволокнистые листы, минераловатные плиты, гипсокартон, бетон или кирпичи замедляют прогревание стали и увеличивают время до наступления предела огнестойкости.

Второй способ – окрашивание конструкций различными огнезащитными красками, которые вспучиваются при нагреве. Такие краски состоят из различных добавок (антипиренов, газообразователей, жаростойких веществ). При контакте металла с огнем они начинают разлагаться и поглощать тепло, выделяя газ и пары, которые замещают кислород и подавляют пламя рядом с металлом. Некоторые краски содержат стабилизаторы вспененного угольного слоя. При контакте с огнем они формируют похожий на пену угольный слой, который покрывает сталь и замедляет ее нагревание.

Наконец, третий способ – комбинированный. В этом случае сами конструкции покрывают различными огнестойкими красками и составами, а затем монтируют на них огнезащитные экраны.

«Здания из стальных конструкций одни из самых надежных с точки зрения пожарной безопасности, – говорит Григорий Ваулин, генеральный директор ГК «Ферро-Строй». –Обычное локальное возгорание, как правило, не может нарушить их прочности в силу сложности и устойчивости каркаса. Большая полезная площадь с минимум внутренних несущих перегородок при этом позволяет еще на стадии проектирования разработать максимально рациональные планировки и эвакуационные маршруты».

Компания «Ферро-Строй» возводит с применением металлического каркаса многоуровневые паркинги, многофункциональные физкультурно-оздоровительного комплексы, офисные здания, школы, детские сады. При «Ферро-Строй» работает инжиниринговый центр новых продуктов на металлическом каркасе, который занимается НИОКР в этой сфере. Внедряются BIM-проектирование и сквозной контроль качества.