Особенности использования бетона и металла в конструкциях складов и торговых комплексов

Илья Войлоков, к.т.н,
ведущий эксперт журнала «Склад и Техника»

Ранее заявленная среднесрочная перспектива ввода торговых центров и складских площадей не оправдалась. Причин тому много. Основными являются санкции и отсутствие внешних инвестиций. В настоящее время достаточно большой объем торговых площадей и складов пустует. Несмотря на это, некоторые собственники не останавливают строительство объектов коммерческой недвижимости, полагая, что рано или поздно ситуация изменится, и все вернется «на круги своя».

Как и прежде, активное строительство ведется в основном в Москве, Московской области и Санкт-Петербурге. Регионы строят мало, довольствуясь тем, что есть. Часто под складские и торговые площади приспосабливаются помещения цехов промышленных предприятий и старых общественных зданий. Положительных, удачных примеров такой реконструкции не очень много, скорее, больше отрицательных. С перепрофилированием складских зданий все не так очевидно: например, реконструируемый объект невозможно классифицировать по самой высокой категории А, тем не менее если его классифицировать по более низким категориям B или С, то он сможет и будет работать.

С торговыми комплексами ситуация сложнее – и дело даже не в том, что многие из них реализованы в старых, неприспособленных зданиях. А в том, что многие собственники часто стараются извлечь прибыль «малой кровью», а именно, не обследовав и не поняв конструктив здания в целом. Часто они не знают, какие материалы были использованы при строительстве, когда и как была проведен ремонт или реконструкция перепрофилируемого ими объекта. Данный вопрос, как это ни печально, обычно отдается на откуп компании или лицам, занимающимся реконструкцией данного объекта. Ужасным последствием сложившегося положения дел стала трагедия в ТЦ «Зимняя вишня» в Кемерово. Ее причиной стало то, что проект создания торгового центра был реализован с грубыми нарушениями технологии строительства, путем «глубокой модернизации» бывшего кондитерского комбината со всеми вытекающими отсюда последствиями. Данный объект оказался не безопасен для посещения людьми, а его эксплуатация с точки зрения обеспечения противопожарных норм велась преступно халатно.

Сегодня заказчики и застройщики задают много вопросов. Какие конструкционные материалы использовать при строительстве таких объектов? На чем основывать свой выбор конструкторам и строителям? Оптимально ли количество используемых при строительстве тех или иных материалов? Попытаемся проанализировать их и дать ответы в этой статье.

Металл или бетон?

Традиционным материалом для строительства служит металл. Конструкции из металла проще в работе, производителей металлоконструкций в стране много, что позволяет заказчику выбрать производства с оптимальными параметрами цена/ качество. Тем не менее монолитный железобетон также не сдает свои позиции. Благодаря развитию монолитных технологий и повсеместному строительству новых растворно-бетонных узлов (РБУ) конструкторы и строители стали использовать их все больше, предварительно списав в «морально устаревшие» конструкции из сборного железобетона.

Это привело к тому, что в 90-е годы прошлого века в нашей стране стали массово закрываться производства сборного железобетона. Так, в Санкт-Петербурге ПО «Баррикада» закрыло сразу несколько площадок, ныне там построены или строятся новые жилые комплексы. Понимая востребованность сборного железобетона, ряд компаний, в том числе ЛСР, построили новые или модернизировали старые предприятия в различных регионах нашей страны.

До последнего момента времени на нашем рынке ощущалось присутствие эстонских и финских компаний. Если ранее они завозили свои конструкции преимущественно из-за границы, то сегодня построили предприятия в РФ, таким образом локализовав производство. Развитие производства этих компаний было осуществлено посредством презентационной и разъяснительной работы, а также создания и развития профильных проектных бюро. Таким примером может служить компания Т-consult. До определенного момента времени она была аффилирована к эстонским производителям, но в настоящее время по результатам проектирования может разместить заказ и на чисто российских предприятиях.

При реализации многоэтажных торговых и складских комплексов конструкторы отдают предпочтение монолитному железобетону. Прежде всего, это касается колонн и перекрытий. Все знают его плюсы, но мало кто говорит о минусах, основными из которых являются нестабильность качества бетонной смеси, зависимость от погоды, низкая квалификация персонала. Сегодня некоторые производители грешат ошибками и в технологии заливки, в частности, такими как несвоевременный прогрев зимой и несвоевременное снятие опалубки. Также нельзя исключать как повышение, так и занижение материалоемкости, что одинаково плохо.

Тем не менее у многих заказчиков уже сформировалось твердое мнение о том, что сборный железобетон еще рано списывать со счетов. Широко распространены и используются сборные железобетонные колонны, пустотные и ребристые плиты перекрытий, железобетонные фермы. Чуть ниже будет представлен небольшой сравнительный анализ конструкций из металла и сборного железобетона.

Особенности металлоконструкций
Преимущества Недостатки
Большое количество производителей Не всегда оперативный срок изготовления
Возможность производства в построечных условиях Более высокая стоимость по сравнению с бетоном и железобетоном
Доступность металлопроката Металлические компоненты требуют более высокой стоимости конструкции
Широкая «инструментальная» и расчетная база Дорогая антикоррозионная защита
Обеспечивают гибкость конструкторских решений
Меньший вес в сравнении с бетоном и железобетоном
Высокая скорость монтажа
Более низкая стоимость доставки по сравнению с монолитным бетоном
Особенности монолитного бетона
Преимущества Недостатки
Большое количество РБУ Большая материалоемкость по сравнению с металлом
Возможность использования мобильных РБУ на строительной площадке Низкое качество при использовании некачественного сырья
Низкая стоимость сырья по сравнению с металлом Низкое качество по причине несоблюдения технологии
Широкие возможности архитектурных и конструкционных форм Ошибки при проектировании
Не нуждаются в огнезащите
Не требуют окраски
Сборный железобетон
Преимущества Недостатки
Низкая стоимость по сравнению с металлом Низкая конкурентная среда
Не требуется огнезащита Большой срок изготовления
Не требуется окраска Большой вес конструкций
Высокое качество заводского изготовления Дорогая транспортировка
Быстрый монтаж
Коррозионная стойкость
Прочность
Возможность использовать типовые элементы в разных конструкциях

Однако металл как материал несущих конструкций по-прежнему используют при изготовлении ферм и несущих элементов покрытия кровли. Некоторые заказчики используют его для изготовления полного каркаса здания: колонн, балок, узлов жесткости и перекрытий.

Везде и всегда надо искать оптимальное соотношение стоимости реализации и объемов строительства. Это дело не только сметчика, но и конструктора. Он должен понимать и осознавать границу рентабельности: когда выгоднее использовать монолитный или сборный железобетон, а когда металл. Немаловажным фактором являются и сроки строительства. Если подрядчик склоняет заказчика в пользу какой-либо технологии, то последний, понимая риски, должен руководствоваться не только принципом «разумной досточности», но также отдавать себе отчет, что испортить можно не только железобетон, но и металл.

Выводы

Выбор материала несущих конструкций и технологии строительства здания обусловлен несколькими факторами, их должны учитывать не только проектировщики, но и заказчики строительства. Прежде всего, надо изучить рынок производства строительных материалов региона, определить, какие строительные материалы и другие ресурсы доступны на месте строительства. Если сроки строительства позволяют, то все материалы можно завезти и из регионов. Последняя практика показывает, что те же самые металлические конструкции дешевле делать в регионах, чем в Москве и Санкт-Петербурге. Также следует определить, какие ограничения на тот или иной вид конструкций накладывает степень огнестойкости здания в целом.

Обобщение и анализ сказанного выше приводит нас к выводу о том, что невозможно выделить из всех типов конструкций значительно более лучший, чем другие. Плохих строительных материалов не бывает, есть неправильное их использование и нарушение технологии.

Строители и производственники прекрасно знают тот факт, что наиболее правильным при строительстве торговых залов и складов будет использование и металла, и бетона. Железобетонные колонны и стальные фермы в конструкциях склада – это «классика». Многие компании, составляя техническое задание на строительство, сразу указывают на то, что колонны должны быть выполнены из сборного железобетона, а фермы – из металла, но с конструктивной огнезащитой элементов, обеспечивающих общую прочность и пространственную устойчивость здания, а также предотвращающих прогрессирующее (лавинообразное) разрушение этих конструкций за пределами очага пожара. Тем не менее, если производство железобетона расположено непосредственно рядом со строительной площадкой, то здание может быть реализовано из него на все 100%. Такие примеры есть.

Стоимость эксплуатации зданий с железобетонным и стальным каркасом почти одинакова. Но здания с металлическим каркасом требуют периодического осмотра на предмет появления коррозии и обновления огнезащитного покрытия.

Степень огнестойкости, класс конструктивной пожарной опасности, высота зданий и площадь этажа в пределах пожарного отсека для производственных зданий (таблица 6.1. СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты»)
Степень огнестойкости здания Класс конструктивной пожарной опасности здания, не ниже Наибольшая высота здания, м Площадь этажа между противопожарными стенами в здании, м2
1-этажные 2-этажные 3–5-этажные
I, II С0 15 3500 3000 2500
II С1 5 2500 2000
III C0
C1
5 3 2000
1000
1000
IV, V C1 — С3 3 500

Анализ рынка сооружений из металлоконструкций показал, что чаще они обходятся дешевле и возводятся быстрее при прочих равных условиях, но такие постройки требуют тщательного проектирования и точного соблюдения правил эксплуатации (особенно в части защиты от коррозии). Именно восприимчивость к влиянию влаги и плохая огнестойкость может создать ситуацию, когда металл проигрывает сборному железобетону. Кроме того, многие производства железобетона были закрыты, а это создало его дефицит, что и дало возможность металлическим конструкциям стать основным материалом для строительства каркасов складских зданий.

При прочих равных условиях использование сборного железобетона выгоднее по следующим причинам:

  • железобетонные конструкции дешевле при строительстве склада второй степени огнестойкости за счет меньшей стоимости материалов и более простого и дешевого монтажа;
  • как правило, закладываемая в проект вторая степень огнестойкости существенно влияет на стоимость здания в целом. В некоторых случаях стоимость огнезащиты конструкций доходит до 20% стоимости металлического каркаса. Следовательно, в случае строительства здания первой степени огнестойкости использование металлических конструкций исключается, при третьей степени – возможна более жесткая по стоимости конкуренция между вариантами «металл» и «сборный железобетон».