Эффективные строительные конструкции позволяют сделать сооружение дешевле и лучше

Эффективные строительные конструкции

Если на заре развития строительных технологий технические возможности создателей зданий и сооружений были очень ограничены, то в современных условиях диапазон выбора достаточно широк. Возможность выбора строительных конструкций позволяет применить наиболее эффективную технологию и получить оптимальное решение существующей задачи.

Главная идея успешной строительной операции – создание сооружения, наиболее точно решающее проблемы, обусловившие необходимость такой работы. Каждая такая строительная операция – это не только решение определённой задачи, но реальный вклад в копилку опыта, расширение или даже формирование новых технических возможностей. Важно, что результаты строительной деятельности должны быть долгосрочными.

Высотные здания не могут быть неэффективными

КРИТЕРИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

 В самых общих чертах строительные конструкции можно считать эффективными, если их стоимость невысока, а то и минимальна в сопоставлении с другими решениями. Такая упрощённая схема чаще всего не отражает реальных условий поиска наиболее эффективного решения.

Дело в том, что стоимость сооружения должна быть оценена в самом широком диапазоне критериев. Анализ такого рода выполнить достаточно сложно, поэтому на практике ограничиваются упрощённым сопоставлением цены нескольких вариантов. Вот некоторые факторы, которые следует принимать во внимание при составлении представления о полной стоимости строительной операции:

1. Время строительства
2. Долговечность сооружения
3. Ущерб окружающей среде от реализации проекта
4. Потери и убытки в секторе функционирования строящегося объекта
5. Влияние объекта на инфраструктуру района или региона.

Технология оценки эффективности

Порядок реализации строительных планов в Российской Федерации предусматривает многие возможности оценки эффективности. По понятным причинам глубина и качество такой механики проектирования обусловлены величиной и степенью ответственности объекта.

Простые и неответственные сооружения проектируются по упрощённой схеме. Проектная документация разрабатывается в одну стадию, в результате которой получают чертежи и расчёты, достаточные для реализации объекта.

Более сложные и ответственные объекты разрабатывают в три стадии:

• Обоснование инвестиций
• ТЭО – технико-экономическое обоснование или проект
• Рабочая документация, которую по упрощённой схеме получают без предыдущих стадий.

Основная идея такой системы состоит в том, что каждая стадия тщательно анализируется, а результаты такого анализа принимаются за основу последующих проектных работ.

Помимо такой законодательно утверждённой системы проектирования действуют и другие механизмы. Некоторые важные объекты обсуждаются на стадии градостроительных проектных работ по зонированию и планировке территорий. Отдельные объекты исключительной важности обсуждаются в индивидуальном порядке. Такой порядок, надо полагать, был применён к проектам новейших магистральных газопроводов, многие из которых ещё совсем недавно отсутствовали в долгосрочных планах.

Эффективность и опыт

Малые объекты нуждаются в эффективных решениях не меньше, чем крупные. Применяемая для таких объектов одностадийная система проектирования не позволяет выполнить глубокий анализ экономичности проекта. Такая проблема решается простейшими способами, использовавшимися в старые времена:

• Учётом опыта аналогичных реализаций
• Аналитическими проработками заказчика строительства
• Использованием опыта проектировщиков.

Специалисты, занятые проектированием зданий и сооружений должны знать не только технические особенности материалов и конструкций, но и механизмы формирования затрат в строительном деле. Проектировщикам, к примеру, приходится порой объяснять заказчикам, каким образом более дорогие конструкции помогают обеспечить более низкую стоимость всего строительства – за счёт экономии на сопутствующих работах, транспорте, охране, других мероприятиях.

В деле обеспечения рациональной стоимости строительства важно учесть срок эксплуатации сооружения и особенности разных материалов. Известно, что непредвиденные и внеплановые ремонты могут сделать эксплуатацию здания неоправданно дорогостоящей.

Эксплуатация объекта

Обеспеченная дешевизна реализации строительного проекта со временем теряет своё значение – ведь эффективным должно быть не только строительство, но и эксплуатация здания. Вот почему расходы на обеспечение работы объекта – ключевой компонент оценки его эффективности.

Одна из основных забот современного эффективного здания – рациональные расходы на отопление. В южных широтах дополнительных затрат требует охлаждение или кондиционирование воздуха. Об этом не следует забывать сторонникам архитектуры «из стекла» – эти здания требуют наибольших расходов на создание комфортного микроклимата внутри. Избежать необходимости в охлаждении воздуха в летнее время также сложно.

Ещё одна серьёзная статься эксплуатационных расходов – поддержание нужного технического состояния фасадов. Неверно думать, что есть фасадные конструкции, не требующие ухода – даже самому стойкому материалу требуется очистка и мелкий ремонт. В городских условиях формируются самые разные риски для внешней отделки. Предусматривать полноценное обслуживание фасадов здания нужно на самых ранних стадиях проектирования.

НАДЁЖНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Правильно найденная архитектура здания, рациональные и подходящие для конкретного проекта конструкции – самое главное, но не единственное условие эффективности будущего сооружения. Качественная реализация здоровой идеи сделает её ещё более эффектной.

Каркасное здание остаётся эффективным много лет

Работа конструкций под нагрузкой

У эффективно выбранной и правильно сооружённой конструкции есть типичные качества:

1. Оптимальная стоимость в сопоставлении с аналогами
2. Полноценная работа всех элементов, до предела использующих свой потенциал свойств
3. Обеспеченные возможности правильной эксплуатации и при необходимости – модификации.

Наиболее важным свойством конструкции можно считать работу всех её элементов с полной нагрузкой. Такая нагрузка должны исчерпывать требуемую несущую способность элемента или другие его качества.

Именно таким свойством чаще всего не обладают конструкции созданные дилетантами или неквалифицированными самодеятельными строителями. Вот несколько типичных примеров таких нерациональных решений:

• Чрезмерное армирование железобетона с неправильным расположением прутьев
• Многократно завышенные параметры фундаментов зданий
• Не вызванное необходимостью устройство монолитных железобетонных поясов
• Чрезмерная несущая способность многих перемычек проёмов в кладке.

Единственная причина появления таких чрезмерно мощных элементов зданий – отсутствие профессионального конструкторского расчёта, невежество авторов в вопросах работы материалов и конструкций под нагрузкой.

Качество конструкций

Рациональные и эффективные строительные конструкции требуют качественного изготовления и правильного применения в дело. Такие конструкции обладают требуемой прочностью и способностью сопротивления всем возможным воздействиям, но для этого требуется, чтобы они были не только рассчитаны, но изготовлены качественно.

Элементы зданий, изготавливаемые в производственных условиях, подвергают всем необходимым видам технического контроля. Части зданий построечного изготовления требуют проверки качества на месте, в полевых условиях.

Для обеспечения такого контроля используется несколько механизмов:

1. Контроль исполнителями
2. Проверка по линии государственного контроля ответственных работ и объектов
3. Выполнение оценки характеристик объекта привлечённым специализированным экспертом или лабораторией неразрушающего контроля (http://prokontrol.ru/)

Замечено, что ведомственный контроль качества, выполняемый силами исполнителя работ или изготовителя конструкций, делается очень быстро. Наиболее качественные результаты контроля, превышающие рамки нормативных требований, может обеспечить только специализированная лаборатория.

Все вопросы качества строительных конструкций регламентируются соответствующими нормами, например СНиП.

Эксплуатация конструкций

В технологические нормы изготовления и ввода в эксплуатацию строительных конструкций входят требования, обеспечивающие безопасность их работы, а также - надёжность всего сооружения. Вот несколько распространённых требований такого рода:

• Обеспечение возможностей осмотра, а при необходимости - обслуживания
• Антикоррозионная обработка, аналогичные виды отделки
• Монтаж необходимой измерительной аппаратуры и систем для контроля состояния частей здания.

Наиболее качественного и регулярного обслуживания требуют стальные конструкции. Они относятся к наиболее эффективным, используются для перекрытия крупных пролётов, для зданий большой высоты, применяются в других сложных условиях.

В стальных конструкциях важно контролировать несколько ключевых параметров:

1. Отсутствие коррозии
2. Сохранность геометрической формы и отсутствие деформаций
3. Состояние узлов соединений (болтовых, сварочных, заклёпочных).

Проверка технического состояния стальных конструкций также регламентируется нормами, а для уникальных объектов может быть установлен свой, более строгий порядок. Оценку текущего состояния стальной конструкции также выгодно поручить специализированной компании. На многих уникальных объектах организуется собственная эксплуатационная служба. Организуют и отраслевые, коммунальные специальные ведомственные структуры, например – службу эксплуатации мостов.

Наблюдения и контроля требуют и структуры, созданные из других материалов. Вот несколько примеров основных видов материалов, применяемых для устройства несущих частей зданий и сооружений:

• Древесина – контроль направлен на выявление чрезмерной деформации (прогиба, коробления, скручивания), поражений биологического характера, образования трещин и сколов
• Железобетон и бетон проверяют на наличие чрезмерных деформаций и наличие трещин, угрожающих коррозией арматуры
• Каменную кладку проверяют на степень способности к сопротивлению сжатию – основному воздействию, которому противостоят конструкции такого типа.

Нужно понимать, что в эффективной конструкции материалы работают в полную силу, с нагрузкой, которая в нормируемых пределах исчерпывает несущую способность. Из-за отсутствия значительных запасов прочности и других качеств, точность и своевременность контроля состояния становятся исключительно важным делом.