Металлостроение или строительство: когда время — деньги

Пожалуй, во все времена инвестор хотел строить с оптимальным соотношением цены и качества. Ускорение ритма жизни и усложнение технологий добавило еще фактор «как можно быстрее». Свойственное же неиспорченной человеческой натуре стремление к прекрасному заставляет строить как можно красивее. Правда, при оптимизации затрат на «архитектурные излишества» — т.е. по возможности, красивой должна оказаться сама конструкция (откуда, собственно, произросли функционализм, конструктивизмом, минимализм и — не в рифму — хай-тек). Наконец, сегодняшние земельные реалии добавляют еще один фактор: при возможности инвестор хотел бы сделать свое «по определению» недвижимое имущество «движимым», т. е. приспособленным для эвакуации — чтобы, если земля под зданием-сооружением потребуется Родине или другому инвестору, можно было хотя бы часть «реал эстейт» перенести на другое место. Интересно, что компромисс между этими составляющими почти найден. Имя ему — металлостроение, о котором нам увлекательно рассказали генеральный директор компании «Ростверк» Андрей Михайлович НИКИФОРОВ и главный конструктор компании «Ростверк» Николай Александрович ГОРЯЧЕВ.

— В России металлостроение — это сравнительно новое направление строительной индустрии, хотя за рубежом металл используется в строительстве весьма активно. И «башни-близнецы», атакованные 11 сентября, и Эйфелева башня, и огромные цеховые пролеты гудзоновского судоремонтного завода —все это построено из металла. Большинство зарубежных архитекторов работали с металлоконструкциями — достаточно заглянуть в советскую книгу 1974 года «Архитектура капитализма». Есть и примеры в России — например, наш Витебский вокзал, конструкции купола Исаакиевского собора, мостовые сооружения. И в то же время металлостроение сейчас приходится возрождать.

В чем принципиальное отличие этого направления от строительной отрасли? Если предельно просто, то в следующем. Традиционное проектирование и затем строительство дома ведется «снизу вверх»: исходя из простейших расчетов, оценивается нагрузка, устраивается фундамент, на него укладываются этажи. Затем, исходя из простейших расчетов, возведение «громады». Но металлостроение базируется не на принципах строительной индустрии, а на машиностроении. Мы и изготавливаем сооружение «сверху вниз», рассчитывая его как изделие машиностроительное. Самый близкий аналог — морское судно. Наша «законодательная база» — это не СНиПы, а машиностроительные ГОСТы и нормы, гораздо более сложные. Таким образом, строительство по отношению к металлостроению — отрасль низкотехнологичная.

— «Низкотехнологичная»?

— Да, потому что строительные нормы и правила базируются на традиционных учебниках по «сопромату», и порой в них воспроизводятся целые разделы, например, из Феодосьева.В строительных вузах сопромат проходят в усеченном виде, и неудивительно, что в полемике со строителями нам нередко удается поймать их на незнании элементарных положений сопромата. Но когда речь идет о возведении крупных зданий и сооружений из металла, то расчеты выполняются в рамках дисциплины «строительная механика» — к обычным строительным расчетам она относится так же, как высшая математика к школьной арифметике. Проектировщик-строитель располагает единственной формулой для расчета собственных вибраций здания. В металлостроении эти расчеты на порядок сложнее — любая металлическая конструкция она обладает податливостью, что, при неверных расчетах, может привести к самораскачиванию и разрушению. Правильно же спроектированная конструкция будет, наоборот, работать на самопогашение вибраций. И многие другие факторы. Например, такой: номенклатура строительных сталей —это несколько наименований, а конструктор-машиностроитель, в отличие от строителя, ориентируется на весь набор сталей для машиностроения. Только в так называемом «марочнике» — справочнике сталей — их более 3000. И морозостойкие, и жаропрочные, и устойчивые к химии, и даже пригодные для запуска в космос.

— Допустим, но справедливости ради спрошу — а строительство мостов, тоннелей, где требуются расчеты тех же вибраций?

— Строительству и мостов, и тоннелей учат вовсе не в строительных вузах, а в ЛИИЖТе и ему подобных — и это совсем иная программа обучения, уровень преподавания, а затем — иные принципы проектирования. Завод мостовых конструкций, в том числе и российский, разительно отличается от «завода строительных металлоконструкций», приближаясь по качеству работы к машиностроительному заводу. Много мы сотрудничаем и с заводами, выпускающими конструкции для нужд железных дорог. На традиционном российском заводе строительных металлоконструкций достичь точности в 1 мм на 3 м длины изделия практически невозможно, тогда как в машиностроении это лишь 11 квалитет. А их всего восемнадцать, и по самому точному, нулевому, делают часовые механизмы.

— Да, но стоимость металла растет, и многие проекты — тех же транспортных сооружений — пересматриваются на снижение «металлоемкости». А у Вас основная ставка сделана на металл, еще и на машиностроительную номенклатуру… Что дает металлоконструкция, сделанная с точностью 11-го квалитета, «конечному пользователю»?

— Главное — непревзойденную скорость строительства. Сооружение,которое строители будут делать в течение года, мы способны спроектировать и сделать за месяц, причем основное время займет нулевой цикл. Показательный пример: в одном из парков Петербурга уже больше года строительная организация монтирует павильон из металлоконструкций. Мы бы выполнили такую конструкцию за два месяца. Допустим, крытый теннисный корт на Крестовском острове в Петербурге: проект реализован «под ключ» за три месяца, включая фундамент. Пока велись работы «нулевого цикла» и фундамент выстаивался, на нескольких заводах были изготовлены все конструкции.

Что касается изысканий и нулевого цикла, в ряде случаев можно обойтись без фундамента: разработанный нами модуль, площадью 15 кв. м и весом от 1,5 до 2,5 т, оказывает на грунт намного меньшее давление, чем гусеница вездехода. Зачастую можно уменьшить расходы на фундамент благодаря грамотному расчету конструкций. Например, проект павильона для обслуживания большегрузных автомобилей на российско-финской границе: конструкция без опор, шириной до 70 м, в классической схеме удерживалась бы от расползания мощным фундаментом. Но в нашем проекте фундамент воспринимает только вертикальные нагрузки — конструкция удерживает себя благодаря внутренним самонатяжным вантам.

Далее, если мы изготавливаем все элементы по машиностроительным нормам, то каждое отверстие, каждое соединение на монтажной площадке совпадут с точностью до миллиметра. Не нужно подтачивать, подваривать, подгибать. Наши элементы имеют два основных типоразмера — 3 и 6 м. Помещаются они в стандартный контейнер, а следовательно, оптимизируется логистика. В различных сочетаниях возникает 15 основных элементов. Любое машиностроительное предприятие, если директору объяснить, что от него требуется «старое советское» качество, изготовит их как положено.

Затем, каждый элемент конструкции весит до 30 кг — монтаж можно вести вдвоем с напарником. Аренда монтажного крана обойдется фирме в 10–12 тыс. долларов в месяц, покупка —в сотни тысяч долларов. Окупить такое приобретение очень непросто, а в нашем случае этой проблемы нет.

Наконец, мы можем быстро собрать здание, но также быстро способны его разобрать, и перенести металлоконструкцию на другое место. Вот поэтому-то в развитых странах не снижают, а наращивают металлоемкость, уменьшая долю материалов на минеральной основе.

— Странно, почему российская строительная отрасль все же не пытается повально перейти на новую технологию…

— Любые отклонения от идеологии металлостроения, начиная от эскиза и заканчивая технологией монтажа, возвращают нас в отрасль классического строительства. Проектировщик-строитель работает в «Автокаде», но это в лучшем случае замена кульмана, с добавлением калькулятора и справочника номенклатуры. Мы разрабатываем наши проекты в принципиально иных САПР, так называемых программах модельного параметрического проектирования. Это такие системы, как Solut works,ProEngineer, или Unigraphics, к которой мы собираемся полностью перейти. Они позволяют не только полностью спроектировать изделие и выполнить прочностные расчеты, но и детально, безошибочно выполнить технологическую подготовку. На ЭВМ моделируется процесс сборки конструкции, и допущенные ошибки выявляются еще на стадии проектирования. Если в «Автокаде» ошибки можно спрятать, то наша программа этого не позволит. Таким образом, производительность проектных работ возрастает более чем в 10 раз.

А чертежи, которые в результате выдаются программой, полностью адаптированы под машиностроительные ГОСТы, и поступают на предприятия, укомплектованные высокоточным металлообрабатывающим оборудованием. По описанию «дерева проектирования» создается технологическая карта сборки — она заменяет раздел КМД, обычный для строительства.

— А как выполнятся соединения?

— Фланцевые или болтовые. Ни сварки, ни клепки. Правда, монтаж должен осуществляться квалифицированным, подготовленным специалистом — с динамометрическим контролем, желательно при естественном освещении.

— Да, но многие жалуются на качество крепежа…

— Мы тоже знаем об этой проблеме, но умеем ее решать. Различный «высокопрочный» крепеж — это блеф поставщиков: трудно проверить качество исходной стали. Мы предпочитаем закладывать в проекты обычный крепеж, однако подбираем его так, чтобы даже если прочность изделия не дотягивает до заявленной на треть, это не катастрофично. Кроме того, сейчас мы располагаем хорошей номенклатурой стопорных элементов, например пластиковых вставок. При завинчивании она размазыватся по резьбе и работает как смазка, затем твердеет и становится стопорным элементом, да еще и защищает резьбу от коррозии.

— А качество металлопроката? Не секрет, что металлурги не только грешат упрощением номенклатуры, но и качеством…

— Действительно, к качеству металла нарекания есть. Но мы, размещая заказы на машиностроительных предприятиях, делегируем контроль этим заводам, а они используют свои лаборатории и хорошо отработанные методики. Завод строительных металлоконструкций вряд ли может оценить ударную прочность профиля экспресс-методами, а машиностроители сделают это без труда: ведь даже для определения режима фрезеровки нужно точно знать, что подается на станок. Соответственно, прокатные заводы, тот же ЧМЗ, уже знают требования наших подрядчиков и отпускают как можно более качественную сталь.

— В заключение: какие еще материалы, кроме стали, используются в Ваших проектах? Например, многие продвигают клееный брус или ПВХ-профиль в качестве элементов каркаса…

— Каркас здания должен выполняться в металле. Но в качестве отделки, заполнения, ограждающих элементов, теплоизоляции мы используем полный спектр материалов. Это и алюминиевые профили, которые в машиностроении применяются уже десятилетиями, и весь спектр полимерных материалов, которые допустимы для строительства. Широко используем плитные композитные материалы на цементной основе. В качестве внутренней отделки —древесину. В светопрозрачных проемах — стекло, поликарбонат. В этом плане мы не обездолены — каждый день нам поступает 20–30 звонков с коммерческими предложениями применить тот или иной материал