Индустриализация строительства ЕМС (единая модульная система).

Индустриализация означает механизированный монтаж зданий из конструктивных элементов, изготовляемых на заводах и доставляемых на стройки в готовом виде. Такие элементы (конструкции) называются сборными.

Преимуществом индустриальных методов массового строительства заказано практикой. Его технология основана на применении типовых сборных деталей и конструкций.

Типизацией называют отбор лучших с технической и экономической стороны решений отдельных конструкций и целых зданий, предназначенных для многократного применения в массовом строительстве.

Количество типов и размеров сборных деталей и конструкций для здания должно быть ограниченно. Поэтому типизация сопровождается унификацией, которая предполагает приведение многообразных видов типовых деталей к небольшому числу определенных типов, единообразных по форме и размерам. При этом в массовом строительстве унифицируют не только размеры детали и конструкций, но и основные их свойства (несущую способность для плит, тепло-звуко-изоляционные свойства для панелей ограждения). Унификация деталей должна обеспечивать взаимозаменяемость и универсальность.

Взаимозаменяемость - возможность замены данного изделия другим без изменения параметров здания (плиты покрашенные шириной 3000, 1500)

Универсальность - позволяет применять один и тот же типоразмер деталей для различных видов зданий.

Наиболее совершенные типовые детали и конструкции утверждаются в качестве стандартов, то есть образцов строго определенной формы, размеров и качества, обязательных как при проектировании так и при заводском изготовлении. Документы, содержащие все данные о стандартах называются ГОСТами (государственные стандарты).

Поскольку основные размеры строительных конструкций и деталей определяются объемно-планировочными решениями зданий, унификация их базируется на унификации объемно-планировочных параметров зданий, которыми являются шаг, пролет, высота этажа.

Шаг - расстояние между разбивочными осями поперечных рядов колонн или стен.

Шагом при проектировании плана здания является расстояние между координационными осями которые расчленяют здание на планировочные элементы и определяют расположение вертикальных несущих конструкций здания (стен, столбов, колонн). В зависимости от направления в плане здания шаг может быть продольным или поперечным.

Пролет - расстояние между разбивочными осями продольных рядов колонн или стен.

Пролетом в плане называют расстояние между координационными осями несущих стен или отдельных опор в направлении, соответствующем длине основной несущей конструкции перекрытия или покрытия.

В большинстве случаев шаг представляет собой меньшее расстояние между осями, а пролет большее. Координатные оси обозначают в более протяженном направлении цифрами, в другом - заглавными буквами русского алфавита.

Высотой этажа является расстояние по вертикали от уровня пола ниже расположенного этажа до уровня пола вышележащего этажа, а в верхних этажах и одноэтажных зданиях - до верха отметки чердачного перекрытия.

Использование в проектах единого или ограниченного числа размеров шагов, пролетов и высот этажей дает возможность применять и ограниченное число типоразмеров деталей.

Унификация объемно-планировочных параметров зданий и размеров конструкций и строительных изделий осуществляется на основе единой модульной системы (ЕМС).

Основным принципом ЕМС является кратность размеров некоторой величины, называемой модулем. Величина основного модуля принята 100 мм. и обозначается М.

Для назначения размеров объемно планировочных элементов здания и крупных конструкций применяют укрупненные производные модули: 200, 300, 600, 1200, 1500, 3000, 6000 мм 2М, ЗМ, 6М, 12М, 15М, ЗОМ, 60М

Дробные модули служат для назначения размеров мелких элементов, толщины плит.

50, 20, 10, 5, 2, 1 мм.

1/2М, 1/5М, 1/1 ОМ, 1/20М, 1/50М, 1/100М ЕМС предусматривает три вида размеров:

- номинальные

- конструктивные

- натурные

Номинальный - (Lн) - проектный размер между координационными осями здания, а также размер конструктивных элементов и строительных изделий между их условными гранями (с включением примыкающих частей швов или зазоров). Этот размер всегда назначается кратным модулю.

Конструктивный (Lк) - проектный размер изделия, отличающийся от номинального на величину конструктивного зазора.

Натурный - (Lф) - фактический размер изделия, отличающийся от конструктивного на величину, определяемую допуском

Индустриализацией называют такую организацию строительного производства, которая превращает его в механизированный и автоматизированный поточный процесс сборки и монтажа зданий из крупноразмерных конструкций, в том числе укрупненных элементов с высокой заводской готовностью.

Сборные элементы, изготовленные на специальных заводах, и их механизированный монтаж позволяют существенно снизить затраты труда на строительной площадке, резко уменьшить объем отделочных работ на стройке, повысить качество строительства и сократить его сроки.

Вместе с тем и в монолитном строительстве применение сборной опалубки, заводского изготовления бетона, сборных арматурных каркасов, механизированной подачи и укладки бетонной смеси и т.п. также превращает процесс строительства многих здании из монолитного железобетона в высокомеханизированный индустриальный процесс.

Вторая составляющая экономичности здания — эксплуатационные расходы — связана, в частности, с ежегодными затратами на отопление здания. В то же время мощность отопительных установок, количество отопительных приборов и ежегодные затраты на топливо непосредственно связаны с решениями наружных ограждающих конструкций (их теплозащитными качествами), степенью остекления наружных стен и т.п. При тенденции к сокращению энергетических затрат рациональный выбор типов ограждающих конструкций, качество их материалов играют весьма важную роль в сокращении эксплуатационных расходов. Этому способствует повышение требований по энергосбережению.

Третья составляющая экономичности — стоимость амортизации здания — находится в прямой связи с долговечностью конструкций и строительных материалов: чем меньше износ изделия, т.е. чем оно дольше будет служить, тем меньше величина ежегодной амортизации.

Таким образом, экономичность архитектурно-конструктивных решений находится в прямой зависимости от целесообразности принятых технических решений, рациональности объемно-планировочных решений, умелого использования строительных ресурсов и ряда других факторов. Современные нормативные материалы и рыночные отношения указывают на необходимость максимальной экономии ресурсов, выделяемых на строительство.

Стандартизация строительства - это стремлением к максимальному применению изделий заводской готовности, что отмечается во всех областях хозяйственной деятельности, т.к. прежде всего это экономически выгодно. Разумеется, беспредельного количества таких изделий быть не может, необходимы ограничения их форм и размеров, количества типов и т.п. Выполнение подобных условий невозможно без проведения работ по типизации и, в конечном итоге, по стандартизации изделий.

Типизация – техническое направление в проектировании и строительстве, которое позволяет многократно осуществлять строительство как отдельных изделий или конструкций, так и целых зданий и сооружений на основе отбора таких проектных решений, которые при экстремальном применении оказались лучшими с технической, функциональной, и с экономической сторон. Соответствующие проекты таких решений называют типовыми.

Типовыми бывают: проекты отдельных зданий или сооружений; проекты блок-секций жилых секционных зданий, отдельных изделий, конструктивных элементов и т.п.

В зависимости от района строительства в одном случае бывает целесообразно применять индивидуальные проекты, в другом — особенно при массовой застройке более перспективным оказывается внедрение типовых проектов, в третьем целесообразнее может оказаться направление, при котором здание комплектуется из типовых сборных изделий и деталей с тем, чтобы массовая застройка была бы максимально индивидуализирована.

В настоящее время разработаны и проверены на практике значительное количество сборных типовых изделий (колонны, ригели и плиты каркасов, лестничные марши, фермы и прочее). Они объединены в каталоги, и их применение удобно в пределах региона, т.к. значительно упрощает процесс строительства. Разработан метод использования изделий таких каталогов, названный «методом единого каталога». Суть этого метода состоит в том, что в пределах региона все здания и сооружения проектируются с обязательным применением основных несущих конструкций каталога, разработанного для данного региона, в различных комбинациях наборов этих изделий, которые в каталоге взаимно скоординированы. При таком подходе к проектированию вполне допустимо применение любых специально запроектированных изделий и решений, придающих застройке индивидуальные черты, не снижая степени ее индустриализации. Расширить возможности каталогов возможно в тех случаях, когда промышленность региона выпускает изделия взаимозаменяемые или универсальные.

Под взаимозаменяемостью понимается возможность замены одного изделия другим (или несколькими другими) без изменения параметров здания. Например, взаимозаменяемы плиты при одной и той же длине, но разной ширине (2 400 мм и 1 200 мм — общая ширина 2-х плит равна ширине одной в первом варианте). Взаимозаменяемыми являются, например, вагонка из дерева или поливинилхлорида.

Универсальность - возможность применения одних и тех же изделий для зданий различных видов и различного назначения. Например, для зданий гражданских и производственных.

Наиболее совершенные и качественные в техническом отношении типовые изделия, отобранные после многократного их изготовления и внедрения, стандартизируют, т.е. превращают их в стандартные строительные элементы, которые могут применяться не только в пределах региона, но и повсеместно. На эти изделия выпускаются ГОСТы (Государственные стандарты), в которых установлены строго определенные размеры, требования к качеству изделий, к их форме, технические условия их изготовления, применения и т.д. Примеры ГОСТов, получивших массовое внедрение в практику: ГОСТы на окна, двери, фундаментальные блоки, перемычки и т.п.

Работе по типизации и стандартизации предшествует огромная работа по унификации проектных решений, деталей и других параметров.

Унификацией называется установление целесообразной однотипности объемно-планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений, конструкций, деталей, оборудования, нагрузок и т.п. с целью сокращения количества типов, типоразмеров и т.д. и обеспечения взаимозаменяемости и универсальности этих изделий, решений и т.п. Унифицируют: объемно-планировочные размеры, параметры конструкций и деталей, нормативные и полезные нагрузки, несущие способности отдельных несущих элементов (балок, плит и т.п.), основные свойства готовых конструктивных изделий (тепло- и звукоизоляционные — для фасадных панелей, теплоизоляционные — для легкобетонных плит и т.п.).

Основой для унификации и стандартизации геометрических параметров служит модульная координация размеров в строительстве (МКРС) — правила координации (согласования) размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий и сооружений.

11. Привязка несущих и самонесущих стен к координационным осям.

Для размещения запроектированного здания на конкретном участке будущего строительства его основные геометрические параметры необходимо увязать (или, как принято говорить, «привязать») с конкретными геодезическими точками на местности. Эти параметры именуются «разбивочными», или «координационными», осями здания.

Для их «выявления» предварительно проект здания или сооружения в плане расчленяется осевыми линиями, устанавливающими расположение основных несущих конструкций (стен, колонн — рис. 1). Оси маркируются.

Вертикальные оси — слева направо арабскими цифрами.

Горизонтальные оси - заглавными буквами снизу вверх. (см. рис. 1.а).

Начало отсчета всегда — пересечение осей 1- А.

Обычно начало отсчета наделяется геодезическими координатами и азимутом наклона осей; условно эти оси «выносятся» на местность в виде разбивочных линий, с которых и начинается стройка. Потому-то они и именуются разбивочными, или координационными осями — осями, с которыми должны координироваться (согласовываться) все остальные размеры здания. Под этим подразумевается так называемая «привязка» отдельных частей здания, т.е. расстояние этих частей от осевых линий; в первую очередь это относится к основным несущим конструкциям — расстоянию граней колонн или стен до осевых линий.

Рис. 1. Маркировка координационных (разбивочных) осей и привязка конструкций:

а — маркировка осей; б — привязка стен; в, г — привязка колонн; г — привязка

на расстоянии «а»

Обычно для внутренних стен геометрические и разбивочные оси совпадают; исключением могут быть стены лестничных клеток, стены с вентканалами и т.п. Совпадают упомянутые оси и для большинства внутренних колонн. Для наружных же колонн расстояния от их граней («привязка») до осей могут быть различными. То же обычно бывает и с наружными стенами; в этом случае часто целесообразно использовать привязку, принятую для внутренних стен, для грани наружной стены, обращенной внутрь здания, тогда привязка оставшейся части стены с наружной стороны может быть иной.

При назначении «привязок» стен полезно также соблюдать кратность размеров, свойственных кладке камней с учетом швов (так, для кирпичной кладки привязочные размеры: 120, 250, 380, 510, 640 мм и т.д.). Практически осевые размеры устанавливают в первую очередь при начертании плана. Самые укрупненные размеры называют:

пролет — расстояние между несущими элементами (колоннами, стенами) вдоль наибольшего из несущих конструкций перекрытия, покрытия (длина фермы, главной балки-ригеля, плиты);

шаг — расстояние между несущими конструкциями в перпендикулярном направлении пролету (шаг колонн, шаг второстепенных балок, шаг плит и т.п.).

Рис. 2. Типовые конструктивные элементы зданий; параметры зданий:

а — каркасного одноэтажного производственного; б — крупнопанельного многоэтажного жилого: 1 — средняя колонна; 2 — подкрановая балка; 3 — плита покрытия; 4 — стеновая панель, 5 — стропильная балка; 6 — пристенная колонна; 7 — плита балкона; 8 — наружная стеновая панель; 9 — плита перекрытия; 10 — вентиляционная панель; 11 — перегородочная панель, 12 — внутренняя стеновая панель

Если для крупных сооружений это достаточно ярко выражено (рис. 2), то для жилых зданий менее очевидно.

Высота этажа — размер по вертикали от уровня чистого пола предыдущего этажа до того же уровня последующего этажа либо до верха чердачного перекрытия (условно принимается по аналогии с высотой предыдущего этажа). В общественных и промышленных одноэтажных зданиях высота — размер от уровня чистого пола до верха колонн-опор несущих конструкций покрытия.