Марк Сон, кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций и вычислительной механики ПНИПУ, рассказал о перспективных технологиях строительства, какие дома простоят еще 150 лет, стоит ли печатать здания на 3D-принтере, почему дерево при пожаре крепче стали и на самом ли деле «умный дом» энергоэффективен.
Миф 1. Через 100 лет мы будем жить в высокотехнологичных небоскребах
Все здания обладают такой характеристикой, как степень долговечности. Она закладывается еще в период проектировки. Например, срок эксплуатации «сталинок» из керамического или силикатного кирпича достигает 150 лет. То есть они, появившиеся в СССР в послевоенное десятилетие, простоят до начала следующего века. Кирпичные пятиэтажки, панельные и блочные здания девяти или 16 этажей, построенные в 1950-1980-е года, прослужат около 100 лет. Самый небольшой срок службы у панельных «хрущевок» 1955-1970 годов — всего 50 лет, но при хорошем обслуживании его можно увеличить до 70. Современные здания, где применяются актуальные материалы и технологии, простоят не менее сотни лет. Получается, что люди следующего века будут жить в тех же домах, что и мы сейчас.
Однако чтобы сохранить дом в хорошем состоянии и продлить ему жизнь, нужно его обслуживать. Например, срок службы кровли в лучшем случае составит 50 лет, а инженерных систем, отвечающих за отопление и водоснабжение, — около 25. Значит, они требуют своевременного обновления или ремонта.
Миф 2. Дома будущего — высотки с просторными квартирами
— Один из трендов сейчас (и будущего) — дома-муравейники. Их условно можно разделить на два типа: «свечки», то есть здания, например, 25 этажей и больше, высокие, но узкие, с маленьким количеством подъездов, и квартальная застройка, когда дом имеет форму квадрата, внутри которого расположен двор. Такие здания обычно не слишком высотные, но имеют большую протяженность, жилой комплекс может занимать несколько кварталов, формируя микрорайон. По моим наблюдениям, второй вариант сейчас более перспективный, поскольку позволяет создать не только жилое здание, но и городскую среду — социальную инфраструктуру, проезжую часть, тротуары, — рассказывает Марк Сон.
Наибольший спрос у покупателей сейчас на квартиры-студии и однокомнатные квартиры. Обусловлено это тем, что за меньший метраж — меньше плата. К тому же, если кто-то приобретает недвижимость как инвестицию, небольшие квартиры продаются лучше. Поэтому застройщики стараются удовлетворить спрос: на долю однокомнатных квартир в России приходится более 50% жилья в новостройках.
Миф 3. Кирпичные дома лучше панельных и монолитных
Кирпичные здания сейчас строят гораздо реже, так как это долго (каждый кирпичик выкладывается вручную) и дорого — в сравнении с панельным или монолитным домом. Тем не менее, такие здания пользуются определенным авторитетом у покупателей, поскольку считается, что они особенно качественные и лучше держат тепло.
— Своего рода, это миф. Каждое здание должно соответствовать требованиям безопасности: пожарной, механической — чтобы оно не разрушилось, пока в нем люди живут, экологической — чтобы дом не оказывал вредного воздействия на окружающую среду, санитарно-гигиенической — чтобы жители ощущали себя комфортно. Последний критерий как раз учитывает температуру и микроклимат внутри квартиры. То есть любое построенное здание, прошедшее государственную экспертизу и сданное в эксплуатацию, обязательно соответствует этим требованиям. Материал, из которого оно сделано, роли не играет, — объясняет ученый ПНИПУ.
Иногда застройщик идет на хитрость: каркас здания собирает из железобетона, а стены — из кирпича. Преподносится это как элитное жилье, поскольку дом кирпичный. В действительности не совсем так: такое строение будет называться «дом с кирпичными стенами». А в настоящем кирпичном доме из кирпича сделаны и несущие конструкции.
Миф 4. Строительство дома — крайне долгий процесс
Важно, чтобы качество здания и проделанных работ были на высоте. Во многом это зависит от проекта, а его создание и прохождение экспертиз, где должны подтвердить, что все соответствует нынешним нормам, порой занимает столько же времени, сколько возведение дома. Поэтому в интересах застройщика — постоянно наращивать темпы строительства, чем скорее готовое жилье можно начать продавать, тем лучше.
— Основной тип каркаса у жилых зданий, строящихся сейчас в России, — это железобетон, когда сначала устанавливается металлическая арматура, которая затем заливается бетоном. И изменений в этом плане пока не предвидится, поскольку он обладает высокой прочностью, а технологию производства и применения в строительстве оттачивали десятилетиями, — считает Марк Сон.
Самой высокой скоростью строительства обладают дома с металлическим каркасом: стальные балки и колонные, скрепляющиеся между собой. Бетон в этой конструкции тоже используется: он нужен для заполнения пустот и создания межэтажного перекрытия. Тем не менее, после заливки цемента для железобетонного каркаса требуется выждать порядка 30 дней. Он должен затвердеть настолько, чтобы строители смогли продолжить работу. В лучшем случае, на создание одного этажа уходит 15 дней.
Сборка стального каркаса занимает гораздо меньше времени. В Китае эта технология применяется уже давно, их навыки позволяют возводить этаж за два дня, соответственно, 15-этажное здание можно выстроить за месяц. К тому же сталь как материал прочнее железобетона, благодаря чему можно возводить высотные здания.
В СССР на основе металлических каркасов возвели «сталинские высотки» (главное здание МГУ, Министерство иностранных дел и др.). Но других примеров немного, поскольку в военное и послевоенное время промышленность особенно остро нуждалась в стали, ее применение в строительстве ограничили. И металлические конструкции как раз использовались для возведения заводских цехов.
В США развитие строительства двигалось как раз по пути металлических каркасов. Например, 102-этажный Эмпайр-стейт-билдинг в Нью Йорке был построен за 410 дней, на одном участке даже был установлен рекорд: 14 этажей за 10 дней. Каркас выдерживает массу здания в 365 000 тонн.
В Европе сейчас на стальном каркасе возводят примерно половину всех жилых зданий. В России строительство на основе металлических каркасов большой популярности не имеет — менее 5% от общего числа. Этому есть несколько причин. Прежде всего, на сталь огонь воздействует даже сильнее, чем на дерево. В условиях пожара оно будет гореть и тлеть, но не обрушится. Стальная конструкция при крайне жаркой температуре становится пластична, и необработанный каркас может сложиться, подобно карточному домику. Чтобы сделать сталь пожаростойкой, ее покрывают специальным материалом, который увеличивает стоимость каркаса вдвое. При этом сталь как материал дороже, чем железобетон: 135 000 рублей за тонну против 6500-20 000 рублей за тот же вес. Возможна вариативность цен.
Миф 5. Снос и стройка — это всегда очень шумно
Демонтаж здания требуется в том случае, когда оно не подлежит восстановлению и признается аварийным: более половины всех несущих конструкций износились или здание накренилось так, что может упасть. В наши дни для сноса дома разрабатывается отдельный проект, и экскаваторы с железным шаром вместо ковша (их еще называют драглайнами) редко принимают участие в работах. Во-первых, потому что большое железобетонное здание таким способом не разбить — оно слишком крепкое. Во-вторых, обломки разлетаются на приличное расстояние, что в условиях города просто небезопасно.
— Поэтому здания разбирают. Территорию ограждают, а работники рассчитывают — что и в каком порядке разбирать, чтобы все не рухнуло. По срокам демонтаж 10-этажного дома составит несколько недель. И на его место можно будет возводить новые строения, — добавляет эксперт Пермского Политеха.
Несмотря на то, что в большинстве крупных городов застройка довольно плотная, новые дома продолжают появляться. И когда старые придут в негодность, их потребуется заменить. Стройка под вашими окнами пугает, в первую очередь, из-за шума от вбивания свай. Но есть способ сделать этот процесс практически беззвучным.
Специальная установка не вбивает, а вдавливает сваи в почву.Преимущества такого метода — надежность, поскольку отсутствие ударов позволяет избежать микроповреждений опоры, и скорость. Технология эта не нова, хотя работа машины стоит дороже, чем молот, который к тому же более маневренный.
Миф 6. В строительстве мало применяются переработанные материалы
— Сейчас использование вторсырья очень перспективно. Например, из боя стекла делают стекловату — материал для теплоизоляции, который применяют повсеместно. Переработанный пластик используется для производства пенопласта (пенополистирола), который также хорошо сохраняет тепло. Его комбинируют с бетоном, что делает их более легкими, — рассказывает Марк Сон.
Миф 7. 3D-принтеры заменят строителей, а на смену металлу и бетону придут новые материалы
Технология 3D-печати применяется уже несколько лет, в основном — для строительства частных малоэтажных домов. Это экономнее, поскольку меньше траты на производство стройматериалов, быстрее и проще — за тебя работает механизм. К тому же дизайн можно выбрать любой. Но материалы там используются примерно те же, что и при обычном строительстве: бетон, пластик, глина и др.
Однако срок службы у таких зданий невелик — порядка 20 лет, поэтому для высотных жилых домов 3D-печать не подходит. Вдобавок такие дома не армированы, и их надежность и прочность остается под вопросом.
Миф 8. Технологии «умного дома» снижают энергоэффективность здания
Благодаря системам «умный дом» человек с подручного устройства, например, смартфона, может регулировать температуру и влажность воздуха в квартире, управлять телевизором, микроволновкой, мультиваркой, электрическим чайником. Замки, открывающиеся по отпечатку пальца, голосовые помощники, искусственный интеллект, который следит за сохранностью квартиры и многое другое уже доступно современному человеку. Энергопотребление с новыми гаджетами растет, однако некоторые из них, наоборот, призваны бороться с растратой электричества.
— Возьмем, к примеру, лампочку в подъезде: нажмешь на выключатель — и она горит весь день. Датчики движения или звука, подключенные к лампе, помогли бы регулировать процесс, и свет загорался бы только в том случае, если мимо проходит человек. Такие технологии, наоборот, помогают использовать ресурсы рациональнее, — рассуждает ученый ПНИПУ.
Энергоэффективность здания, то есть показатель разумного потребления энергии на водоснабжение, освещение, вентиляцию и отопление, — еще один параметр, который учитывается при строительстве здания. Есть несколько классов энергоэффективности. Высочайший присваивается новостройкам, в которых экономия ресурса — более 60%. Нормальный показатель — экономия на уровне 15%. А если здание теряет более 50% — ему присваивают самый низкий рейтинг, такое бывает у домов, построенных еще в дореволюционное или советское время. Сейчас в России действуют правила, согласно которым здания запрещено сдавать в эксплуатацию, если их экономия ресурсов менее 30%.