Экскурс в историю
Появление и эволюция технологии возведения зданий из металлоконструкций в США и Европе
Конструкционная сталь стала неотъемлемой частью строительства примерно с конца 1700-х годов. Стальные рамы были впервые использованы британцами для усиления конструкций своих заводов на случай пожара. Инженерные конструкции из металла стали применять с 1784 г. после получения малоуглеродистой стали англичанином Г. Картом. Затем с 1855 по 1878 гг. были разработаны способы промышленного производства литой стали: бессемеровский, мартеновский, томасовский. Тогда же началось производство прокатных профилей (угловых, тавровых, двутавровых, зетовых).
В 1886 году архитекторами Бернхэмом и Рутом было построено первое здание со стальным каркасом – Рэнд-МакНалли. Отель Ritz в 1906 году стал первым зданием со стальным каркасом, построенным в Лондоне. На протяжении 20-го века после Второй мировой войны производство стальных зданий росло, поскольку сталь стала широко доступна во всем мире. Сталь предпочтительнее использовать в строительстве благодаря многим преимуществам, которые вы не найдете в древесине или камне: возможность вторичной переработки, целостность, экономичность, универсальность и низкие требования к обслуживанию. Эти характеристики стали делают ее идеальной для строительства зданий любых размеров.
Отель LONDON RITZ 1906 г.
Использование стали в качестве строительного материала примерно соответствует той же временной шкале, что инновации в стали в целом, особенно когда железные дороги стали популярным видом транспорта. В 1800-х годах использовались три формы черных металлов: кованое железо, чугун и сталь. Кованое железо было хорошо знакомо кузнецам, которые работали с этим материалом в течение многих лет. Хотя сейчас мы считаем его в основном декоративным, в викторианскую эпоху он также широко использовался в качестве строительного материала. Чугун прочный, но хрупкий, более широко использовался для приготовления пищи и в сельском хозяйстве, но не очень подходил для строительства. Сталь была дорогой в производстве и использовалась для изготовления более ценных предметов, таких, как часы, мечи и косы.
В 1855 году метод, созданный Генри Бессемером в Англии, сделал производство стали более эффективным. Это позволило создать сталь с хорошей прочностью на растяжение, однако кованое железо продолжало оставаться более распространенным выбором для строительства. К 1879 году изобретатель Сидней Томас освоил метод удаления фосфора из стали, повысив её потребительские качества. Его «Базовый процесс» означал, что качество стали стало более стабильным и её, наконец, можно было производить дешевле, поэтому к 1880-м годам его метод стал популярным в Европе.
В Соединенных Штатах Великий чикагский пожар 1871 года уничтожил тысячи деревянных домов. После бедствия в Чикаго отреагировали введением более строгих строительных норм, требующих использования негорючих строительных материалов, включая кирпич, камень, мрамор и известняк. Другими строительными решениями были чугун и кованое железо в сочетании с кирпичной кладкой, но по мере роста города, нужно было искать стальные конструкции, чтобы строить высотные здания.
Первым зданием, в котором использовалась конструкция стального каркаса с железобетоном, стал 10-этажный Home Insurance Building в Чикаго, построенный в 1885 году. Когда выяснилось, что он весит всего 1/3 того, что весило бы традиционное каменное здание такого размера, городские власти остановили строительство, чтобы проверить его безопасность. Снесенное в 1931 году оно считается отцом небоскреба. Здание Rand McNally Building в Чикаго было построено в 1890 году как первый небоскреб со стальным каркасом. Архитекторами его были Бернхэм и Рут, оно было 10-этажным, его строительство стоило 1 миллион долларов.
С 1875 по 1920 годы производство стали в Америке выросло с 380 000 тонн до 60 миллионов тонн в год, что сделало США мировым лидером. Это позволило таким магнатам, как Чарльз Шваб и Эндрю Карнеги, стать одними из самых богатых людей того времени. Невероятно быстрый рост был основан на прочной технологической базе и постоянном строительстве офисных зданий, заводов, железных дорог, мостов и многого другого.
В 1910-1913 гг. в Нью-Йорке была возведена 60-этажная башня Woolworth Building. Какое-то время это было самое высокое здание в мире, и его считали образцом новаторского строительства стальных каркасов в Америке. К 1930 году за звание высочайшего дома в мире с ним конкурировали Chrysler Building и Empire State Building. Сегодня Chrysler Building остается самым высоким в мире кирпичным зданием на стальных опорах.
История применения в строительстве металлического каркаса в Российской империи и СССР
Принято считать, что самая знаменитая металлическая конструкция до эпохи промышленной революции находится в московском Соборе Покрова Пресвятой Богородицы на Рву (Храме Василия Блаженного) 1555—1561 гг. постройки. Железный каркас, состоящий из стержней, работает на изгиб, сжатие и растяжение, поддерживая каменный потолок и пол храма.
В 17-18 вв. в культовом строительстве нашли массовое применение наслонные металлические конструкции стропил и пространственные купольные конструкции глав церквей. Стержни изготавливались из кованых брусков и соединялись на замках и скрепах горновой сваркой. В 18 в. в России в гражданских и промышленных зданиях начинают массово использовать чугунные мосты и конструкции перекрытий, которые соединяли болтами или замками. Самые известные сооружения: купол колокольни Ивана Великого в Московском Кремле, трапезная Троице-Сергиевой Лавры, каркас купола Казанского Собора в Петербурге.
Пик использования чугунных конструкций пришёлся на середину 19 века. Одним из последних масштабных проектов стала чугунная арка перекрытия Александринского театра в Петербурге (архитектор – Карл Иванович Росси). Конструкция отличается совершенством и оригинальностью технического замысла – тридцатиметровая арка решетчатой конструкции опирается на наружные стены здания и поддерживает кровлю театра.
К концу 19 в. для перекрытия больших пролётов в зданиях стали применять решетчатые каркасы рамно-арочной конструкции. Примером выдающегося инженерного решения являются крыши Киевского вокзала и Верхних торговых рядов (ГУМ) в Москве. В 19 в. значительный вклад в развитие науки о металлических конструкциях внесли такие русские ученые и инженеры, как Н. А. Белелюбский (1845-1922), Л. Д. Проскуряков (1858-1926), Д. И. Журавский (1822-1891), Ф. С. Ясинскийо (1856-1899) Е. О. Патон (1870-1953), И. П. Прокофьев (1877-1958), Н. С. Стрелецкий (1885-1967), В. Г. Шухов (1853-1939).
Профессор Н. С. Стрелецкий сформулировал три основных принципа проектирования металлических конструкций: максимальная экономия стали, наименьшая трудоемкость изготовления, скоростной монтаж. При этом всё здание должно отвечать эксплуатационным требованиям.
В 19 в. в России была создана мощная металлургическая промышленность. В строительстве стали широко применять сварные металлические конструкции.
Самые крупные известные стальные здания, которые активно используются (и безопасны) до сих пор:
Появление ОТП-термопанелей
Настоящим расцветом технологии строительства зданий со стальным каркасом можно считать 1990-е годы, когда началось массовое применение PIR-термопанелей из жесткого экструдированного пенополиизоцианурата.
В 1930 году американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт впервые применил похожие панели с сотовым наполнителем в проекте одноэтажного экономичного коттеджа Unsonian.
1950-м году американский архитектор Олден Б. Доу создал эргономичные трёхслойные панели с полиэстром и покрытием из фанеры. Материал использовался для строительства дома The Sandwich Panel House в городе Мидланд, штат Мичиган.
В мае 1959 года Koppers Inc. в США впервые начала массовое производство панелей для строительства жилых домов. Термопанели под торговой маркой Dylite выпускались с наполнителем из полистирола, в качестве обшивки употреблялась фанера.
В 1960 годы американская компания Alside Home Program добилась значительного сокращения времени на производство термопанелей с нескольких часов до 20 минут.
До середины 80-х такие панели монтировались непосредственно на месте строительства, а в начале 90-х появились первые не требующие дополнительной сборки термопанели с наполнителем из пенополиуретана. К концу 90-х они занимали уже 40 % рынка панелей.
Преимущества термопанелей:
это один из продуктов с самым низким коэффициентом теплопроводности. Температурных мостов (мостиков холода) нет благодаря однородности изоляции во всех точках панели и соединениям между панелями с помощью замка шип-паз
для достижения максимального уровня теплоизоляции требуется минимальная толщина
закрытоячеистая структура полимера делает панели водонепроницаемыми
облегчают и экономят транспортировку, погрузочно-разгрузочные работы, установку конструкций, легкость обработки и резки
процесс строительства более экологичен. Пригодны для вторичной переработки – металлический лист плавится, а пенополиизоцианурат перерабатывается тремя способами: механическая переработка, химическая переработка или сжигание с рекуперацией энергии
Стальной каркас + современные фасадные материалы утепления (ОТП-термопанели) = первая концепция жилого дома нового поколения
Именно антикризисный дом с повышенными требованиями к надёжности ищет сегодня ответственный хозяин. Как мы знаем, устойчивость любой системы определяется надёжностью её самого слабого звена. Другие концепции домостроения имеют много достоинств, но главный недостаток резко понизил их актуальность в ситуации мирового кризиса. Они обладают не одной, а несколькими уязвимостями.
Стальной каркас + ОТП-термопанели = быстровозводимые объекты, избавленные от недостатков домов докризисного прошлого. Это наконец совершенный дом – гибрид лучших технологий малоэтажного и промышленного домостроения.
Преимущества стального дома
Многим кажется, что в прошлые годы всё было лучше, например, «неубиваемость» автомобилей. ГАЗ-21 «Волга» видится им «танком» или хотя бы автомобилем со сверхнадёжной рамой и кузовом, крепкость которой современным алюминиевым авто и не снилась. Они ошибаются. Краш-тест разрешит все споры однозначно. «Волга», которая «вся стальная», покажет в лобовом столкновении защитные свойства водителя и пассажиров (сложится в гармошку) хуже, чем Hyundai, у которого энергия удара за счёт грамотной конструкции обойдёт кузов и сохранит каркас. Лучшее современное решение потребовало меньше металла, т. к. компьютеры позволили точно рассчитать все воздействия на каркас из высокотехнологичных материалов, свойства которых используются максимально эффективно.
Человеку ещё в 1950-е гг., чтобы согреться, требовался ватник, тулуп, вещи из натурального меха и громоздкие тяжёлые валенки или унты. Сегодня материал и технология возведения безупречно тёплого дома в целом подобны современной профессиональной спортивной одежде: легкой, удобной и при этом максимально эффективно защищающей владельца от неблагоприятных факторов.
Прежде капитальность дома достигалась за счёт громоздких и затратных (с огромным количеством материала) конструкторских решений( стены толщиной в метр). В 21 веке оптимальные решения рассчитывают специальные программы, которые используют в частных малоэтажных домах лучшие, проверенные временем инновации коммерческого строительства, например, ПИР-термопанели.
нет токсичных химических веществ
без плесени
нет гнили
нет термитов
без газов и паров
без усадки, растрескивания, расщепления, ползучести
СДАЕМ ПОД КЛЮЧ
без изгиба, деформации, скручивания или движения
не требует
сушки
не подвержен
влиянию дождя
без
ржавчины
не горючий
СДАЕМ ПОД КЛЮЧ
нет токсичных химических веществ
без плесени
нет гнили
нет термитов
без газов и паров
без усадки, растрескивания, расщепления, ползучести
без изгиба, деформации, скручивания или движения
не требует сушки
не подвержен влиянию дождя
без ржавчины
не горючий
Только в начале 21 века с развитием всех элементов конструкции дома (стальной каркас, окна, PIR-панели стен, изоляционные материалы и т. д.) до высокой степени технологической эффективности ВПЕРВЫЕ появилась возможность быстро и массово строить недорогие (доступные) и энергоэффективные жилые модули… Компания «ССК-технологии» одной из первых увидела этом уникальный шанс встроиться в будущее и стать лидером в инновационном домостроении.
Нет второй концепции дома, кроме ССК + ОТП-термопанели, которая бы имела настолько большой (практически безграничный) потенциал для адаптации жилых и производственных помещений к постоянно повышающимся требованиям к экономии в строительстве, практичности при эксплуатации, энергоэффективности. Поэтому уместно назвать её первой концепцией антикризисного дома.
С 2010-х гг. после финансового кризиса для индивидуального домостроения в мире наступила эпоха рациональности
Символично, что мировой финансовый кризис 2007-2008 гг. начался с банкротства ипотечного банка Lehman Brothers, который безответственно выдавал кредиты неплатёжеспособным заёмщикам (см. фильм «Игра на понижение» The Big Short 2015 г.). Базовая массовая потребность в строительстве домов и сама строительная отрасль оказались оторваны от реальной покупательной способности. Только после грандиозных финансовых убытков общество в целоми конкретный покупатель поняли – состояние экономики не позволяет им жить так же расточительно, как в 1990-е, нужно менять образ жизни, нужно строить более компактные и рациональные домовладения.
Реакцией покупателей и застройщиков на этот финансовый шок стало большее число сделок по приобретению экономичных домов со стальным каркасом и крошечных домов (tiny-house). Это архитектурное и социальное движение, выступающее за сокращение жилых площадей, упрощение всего и по сути «жизнь с меньшими затратами». Согласно Международному жилищному кодексу 2018 года, крошечный дом — это жилая единица с максимальной площадью пола 37 квадратных метров, исключая чердаки. Крошечные дома на колесах были популяризированы Джеем Шафером, который спроектировал дом площадью 96 квадратных футов (8,9 м2) и жил там в течение двух месяцев, а затем предложил первые планы крошечных домов на колесах, основав Tumbleweed Tiny House Company, а затем 6 сентября 2012 года компанию Four Lights Tiny House.
Крошечный дом NestHouse спроектирован и построен Джонатаном Эйвери из Tiny House Scotland, Линлитгоу, Великобритания.
В Европе, Азии и Северной Америке конструкции из аналогов ССК успешно возводятся на протяжении уже более полувека. Там доля ССК в общем объеме жилищного строительства достигает 15 % и продолжает расти уверенно набирая популярность.
Главные причины популярности домов со стальным каркасом в период кризиса
Радикальная экономия
Сталь обладает выдающимся соотношением прочности и небольшого веса, что позволяет увеличить пролет, сократив количество использованного металла. Стальных направляющих требуется на 50-70 % меньше, чем деревянных, что значительно упрощает транспортировку и подъем по сравнению с обычными деревянными конструкциями.
Металл обладает относительной легкостью (отношение плотности стали к ее прочности в 1,5-2 два раза меньше, чем у дерева; в 8-12 раз меньше, чем у бетона; в 20 раз меньше, чем у кирпича) и компактностью.
Результатом является компоновка, которая может быть глубоко персонализирована в соответствии с вашими конкретными потребностями (настоящими и будущими, т. е. возможна перепланировка и существенное изменение дизайна), не создавая опасности несущей способности здания.
Ноль отходов
Сталь является наиболее перерабатываемым продуктом в мире. Строительство вашего стального дома — это процесс без отходов, который не создаст беспорядка на площадке и сократит расходы на уборку и вывоз мусора.
Точный контроль затрат и снижение стоимости строительства — в процессе строительства затраты могут быть точно определены на ранней стадии благодаря полной предсказуемости результатов (отсутствие потерь из-за брака поставщиков или повреждений материалов на стройке). Это увеличивает вероятность того, что каждый проект уложится в бюджет.
Стальной силовой каркас для любого индивидуального дома – центральная часть концепции рациональности – самый простой способ добиться экономии с помощью сокращения издержек на эксплуатацию и ремонт, увеличение срока службы дома. Снижение стоимости дома для покупателя и уровня арендной платы на рынке – социальные и абсолютно достижимые задачи в масштабах экономики России и даже СНГ. Если данная технология наконец станет популярной и получит поддержку государственных структур и массового потребителя.
Особенности подхода и преимущества заказа дома у «ССК-Технологии»
На базе опыта десятков построенных домов и лабораторных исследований компания «ССК-технологии» нашла оптимальные решения толстостенного силового сварного каркаса (ССК) для одно-двухэтажного здания:
квадратный профиль (square pipe) 100х100 мм толщиной 4 мм из конструкционной стали. Экономия: за счёт более широкого шага пролётов в сравнении с деревянным или ЛСТК каркасом стоимость такого каркаса на 10-20 % ниже
каркас имеет дополнительные усиления в виде укосин и распорок, что позволяет обеспечить коэффициент прочности, сопоставимый с монолитным каменным строением. Экономия и польза: дополнительные расходы на подготовку массивного фундамента высотой > 300 мм не требуются. Возможна капитальная отделка стен, как в квартире, с размещением на стенах тяжелых предметов
антикоррозийная обработка всех металлических элементов производится высококачественными цинкосодержащими грунтами, которые используются в мостостроении и судостроении (особо агрессивная среда морской воды). Экономия: срок эксплуатации стального каркаса подобного типа превышает время безаварийной эксплуатации деревянного каркаса и даже газобетонной и кирпичной (в случае движения грунта под домом) стен
Как Т-34 стал лучшим танком Второй мировой войны? В его конструкцию за год вносилось до 3,5 тысяч крупных и мелких изменений. Совершенство – это огромный труд и не только сотрудников компании, но и заказчиков, к мнению которых специалисты внимательно прислушиваются и ведут постоянный учёт замечаний и предложений.
Инженеры и архитекторы «ССК-Технологии» продолжают искать новые способы сокращения затрат на строительство домов. Рассматриваются абсолютно все элементы дома, анализируются все новые продукты строительной индустрии, инновации уже существующих решений (например, окон и дверей). Почему швейцарские часы так совершенны? Потому что все детали в них одного – наилучшего – качества.
Наш покупатель хочет в доме всё, сразу, и за малый бюджет… У нас есть именно такие дома, но заказчику часто не хватает усидчивости найти в море рекламных предложений тот самый дом, о котором он мечтает. Многим покупателям не повезло, и они так и не узнали о нашей концепции антикризисного дома… (из разговоров директора «ССК-Технологии» с клиентами).
консультация специалиста
Оставьте заявку — наши специалисты свяжутся в ближайшее время
© Copyright «ССК-технологии» 2024 гг.
Запрещено копирование, переработка и публикация информационных материалов данного сайта без письменного согласия владельца исключительных прав — «ССК-Технологии».
Информация на сайте носит информационный характер и не является офертой (ст. 437 ч. 1 ГК РФ).
Оставьте Ваш номер
Мы Вам перезвоним!
