Здания из блок-контейнеров: технология конструкций и процесс

Модульные здания состоят из нескольких блок-контейнеров и могут возводиться в несколько уровней, создавая конструкции высотой в три и более этажей с разным числом комнат. Эти сооружения быстро возводятся, не требуют сложных согласований и могут устанавливаться без необходимости строительства фундамента. Модульные здания просты в эксплуатации и легко демонтируются для переноса на другое место. Благодаря этим характеристикам они становятся выгодным вариантом для коммерческого использования, что способствует быстрому возврату инвестиций.

Модульная технология в строительстве зданий

Все элементы модульных конструкций изготавливаются на специализированных предприятиях и доставляются на строительную площадку в готовом виде. Модульная конструкция включает в себя:

1. Плоскостные элементы – это отдельные части блок-контейнеров (крыша, стены, двери и окна, перекрытия, облицовка фасадов и т.д.). Эти компоненты собираются на месте установки перед монтажом здания.
2. Объемные части модуля – полностью готовые к использованию детали, которые необходимо только установить на обозначенное место в общей конструкции. В некоторых случаях несколько таких элементов объединяются прямо на производстве.

Модульное здание представляет собой комбинацию плоскостных и объемных деталей, используемых в общем проекте. Эти элементы компактны и удобны для транспортировки, что позволяет легко создавать крупномасштабные объекты. Однако это не всегда приводит к значительной экономии, так как требуются дополнительные расходы на монтаж и герметизацию швов, а также привлечение квалифицированного персонала и материалов. В результате продолжительность работ и трудозатраты при использовании плоскостных деталей выше, чем при доставке готовых блоков. Тем не менее, при строительстве нестандартных модульных домов без этого решения не обойтись.

Процесс изготовления модульных конструкций

В производстве модульных зданий используются современные станки с ЧПУ и цифровые технологии включающие в себя информационное моделирование (BIM), программы автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизацию производства (CAM). Эти инструменты позволяют адаптировать процесс к серийному производству и незаменимы при выполнении индивидуальных заказов. Они способствуют созданию стандартизированной системы учёта, снижающей затраты, трудоёмкость процессов и уменьшающей количество отходов материала.

В отличие от традиционного строительства, которое ведется снаружи внутрь, модульные здания собираются изнутри наружу. Сначала устанавливается несущий каркас или внутренние блок-контейнеры, затем производится отделка, монтаж инженерных коммуникаций, утепление, и на заключительном этапе – установка внешних панелей.

Модульные здания имеют несколько вариантов сборки, в зависимости от особенностей проекта и конфигурации здания. Помимо последовательной технологии, при которой работы проводятся этап за этапом, существует линейная технология, предполагающая параллельные действия всех специалистов на одном модуле.

Разновидности модульных конструкций

Полносборные компоненты модульных конструкций изготавливаются как несущие или внутренние детали. Несущие компоненты служат основным каркасом здания и предназначены для внешнего контура, тогда как внутренние элементы чаще используются для создания и разделения помещений.

Сегодня металлические детали практически полностью вытеснили дерево из разряда несущих конструкций для модульного строительства. Это связано с тем, что сборные дома становятся всё выше, и в них предпочтительно использовать более прочные и устойчивые к деформациям материалы.

Применение модульных зданий и их классификация

Модульные здания могут быть разделены на несколько категорий, исходя из опыта их использования:

1. Отдельно стоящие модули для производственных целей: инженерные пункты, лаборатории, мастерские, насосные станции и т. д.
2. Производственные помещения в составе общего модульного здания: предприятия лёгкой и пищевой промышленности, швейные цеха и т. п.
3. Офисные модули: рабочие места для управляющего персонала, диспетчерские, административные здания.
4. Жилищные и бытовые модули: общежития, столовые, комнаты отдыха, медицинские пункты, туалеты и душевые.
5. Складские модули: хранилища, гаражи.
6. Комплексы модульных зданий и вахтовые посёлки.

Модульные здания также классифицируются по типу мобильности (сборно-разборные или контейнерные конструкции), нагрузкам и климатическим особенностям эксплуатации, а также функциональной принадлежности (производственные, складские, вспомогательные, жилые и общественные помещения).

Требования к конструкции

Все технологические процессы при строительстве модульных зданий выполняются в соответствии с нормативными документами, регламентирующими надёжность этих сооружений. Основные требования включают:

1. Унификация элементов и деталей (хотя бы в пределах одного проекта).
2. Использование неразъёмных и жёстких креплений сварным способом.
3. Установка самозамыкающихся соединений на разъёмных стыках.
4. Надёжное крепление внутреннего оборудования для многократного использования.
5. Соответствие методов сварки и классов прочности, степени точности соединений технической документации.
6. Герметизация мест выводов инженерных сетей, притворов и наружных швов.
7. Выбор материалов для стен и кровли с учётом климатических условий.
8. Надёжное крепление оконных и дверных проёмов для обеспечения освещённости и пожарной безопасности.
9. Устойчивость крыши к внешним атмосферным явлениям.

Надёжность конструкции и соединений модульных зданий

Использование модульных домов рассчитано на срок не менее 15 лет, с возможностью передислокации до пяти раз без потери эксплуатационных свойств. Это достигается за счёт правильного подбора материалов и их монтажа. Теплоизоляция, обшивка и отделка соответствуют функциональному назначению, а мебель и оборудование встроены и закреплены с использованием унифицированных деталей для снижения динамической нагрузки при демонтаже и транспортировке.

Фундамент модульного здания

Электрооборудование модульного здания

Параметры электроснабжения и оборудование модульных зданий определяются технической документацией. Система энергоснабжения должна обеспечивать защиту от случайных включений и отключений, а также соответствовать стандартам IP20 (ГОСТ 14254) для защиты светильников и приборов. Электрооборудование предусматривает следующие степени защиты:

1. Электростатическая искробезопасность.
2. Защита токоведущих частей проводки.
3. Автоматическая защита силовых агрегатов и цепей от перегрузок и короткого замыкания.
4. Надёжное функционирование в режиме длительной работы.

Особенности конструкции модульных зданий

Отличительной чертой модульных зданий является их универсальность, позволяющая адаптировать проект под нужды заказчика. Возможность добавления или удаления элементов после установки блок-контейнеров и подключения всех коммуникаций делает модульные здания гибкими и удобными в эксплуатации.