Specifics of the Pre-Design and Project Development Stages in the Implementation of Modular Objects
Specifics of the Pre-Design and Project Development Stages in the Implementation of Modular Objects
Abstract
The article structures the key characteristics of implementing modular objects during the pre-design and project design phases. The article presents criteria for projects in which the use of modular technology will increase the efficiency of the future object. Much attention is paid to the importance of the process of interaction between the design team and manufacturers of modular structures, and also the possibility of BIM technology application for the coordination of all participants of the project is reviewed. It is noted that timely interaction with module manufacturer will increase project efficiency and reduce possible risks. The important role of modular construction in achieving eco-sustainability of construction projects is highlighted.
1. Введение
В настоящее время возможность применения модульных систем для строительных объектов различного назначения вызывает все больше интереса у всех участников процесса реализации данных объектов.
Модули стали активно использовать при надстройке, пристройке и прочих видах реконструкции зданий. Также модульные здания массово применяются при возведении индивидуальных котельных, трансформаторных подстанций и прочих элементов инженерного обеспечения . В России модульная технология используется при строительстве небольших павильонов, киосков, помещений общественного питания, а также при строительстве необходимых объектов социального назначения.
Однако большинство представителей строительной отрасли имеет крайне мало понимания о технологии модульного строительства, что негативно воздействует на принятие решения о возможности эффективного применения данной технологии. Поэтому решение о целесообразности реализации проекта модульного здания должны принимать люди, которые понимают ключевые особенности модульных технологий.
2. Основная часть
Изначально нужно понимать, какие особенности проекта позволят добиться наибольшего эффекта от применения модульной технологии вместо классической. К проектам, в которых применение модульного строительства являются наиболее перспективным, можно отнести:
- проекты, размещение которых необходимо выполнить в труднодоступных регионах или строительных площадках, а также в регионах с низкой продолжительностью строительных работ ;
- проекты с регулярно повторяющимися однотипными элементами, а именно блоками (коридорные или блочные объемно-планировочные структуры) ;
- проекты, в которых отсутствует необходимость организации открытых пространств и больших пролетов;
- проекты, в которых сокращение сроков производства работ и ускорение процесса выхода на рынок является ключевым критерием для Заказчика .
Конечно, стоит отметить, что даже если проект не походит под вышеперечисленные критерии, применение модульной технологии также может иметь положительный эффект при его использовании, в сравнении с традиционными технологиями.
При выборе модульной технологии важно понимать, что модульное здание невозможно представить в виде обычного объекта, который разделили на отдельные блоки. Данная технология имеет множество особенностей, которые необходимо учитывать при разработке проекта . Наиболее эффективным вариантом реализации модульной технологии в строительстве является выбор данного метода на начальном этапе проекта, а именно, на этапе разработки концепции. Это обосновывается тем, что принятие решения о применении модульной технологии, после разработки проекта, приведет к увеличению себестоимости отдельных элементов каждого модуля и модульного здания в целом. Внесение изменений в проект модульного здания, а именно в планировки, основные узлы, инженерное оборудование и инженерные сети, после начала производства основных элементов, имеет низкую эффективность и повлечет большие затраты, т.к. может потребоваться корректировка уже готовых строительных конструкций (см. рис. 1 и 2) .
Рисунок 1 - Эффективность внесения изменений на различных этапах реализации модульного проекта
Рисунок 2 - Затраты от внесения изменений на различных этапах реализации модульного проекта
Для решения этих проблем группе реализации проекта, которая еще не знакома с модульной технологией, необходимо постоянно консультироваться с различными производителями модульных зданий. Наибольший эффект будет достигнут при консультации с производителем, сразу после этапа проработки концептуальной схемы будущего объекта. Это позволит на начальном этапе оценить перспективы применения данной технологии, а также выявить возможные риски и вовремя их устранить.
Кроме этого, консультация с производителем на этапе предпроеткной подготовки позволит:
- оптимизировать схему расположения основных элементов и модулей, а также получить помощь в разработке проектных решений, что позволит снизить дальнейшие затраты при производстве и монтаже будущего объекта;
- использовать основные преимущества модульной технологии и грамотно проектировать планировку реализуемого объекта;
- снизить затраты на транспортировку модулей до строительной площадки за счет эффективного использования типовых решений производителей;
- обеспечить в проекте эффективное использование строительных материалов и сокращение количества производственных отходов.
При выборе производителя модульных конструкций для реализации будущего проекта необходимо учитывать, что данная компания должна иметь все необходимые разрешения, а также допуск СРО на проектирование (если это необходимо) и все виды работ, которые сопровождают модульное здание от этапа производства отдельных элементов до их монтажа на месте.
Лучшим решением при реализации модульного объекта является привлечение производителя модулей в качестве субподрядчика. В данном случае, производитель будет выполнять производство модулей на основании технического задания, что позволит снизить вероятность возникновения проблемы ответственности за низкое качество конечного изделия (модуля).
Отдельно стоит отметить сложности в реализации проекта с применением тендерной системы. Сейчас данная система используется повсеместно и модульное строительство не является исключением. Тендерная система подразумевает разработку проекта до проведения конкурсной процедуры. Это означает, что после проведения тендера будет невозможно оптимизировать проект под применение модульных технологий. Однако, как уже отмечалось ранее, включение производителей на этапе проектирование является основным фактором успешной реализации будущего проекта.
Эффективность реализации проекта также зависит от того, насколько грамотно и быстро будет происходить обмен информацией между участниками проекта. Особенно важно учесть координацию в обмене данными при взаимодействии производителей модулей, проектировщиков и руководителем строительной бригады .
Создание информационной модели модульного здания, посредством применения различных программных комплексов, позволяет упростить не только сам процесс проектирования, но и последующий обмен информацией между участниками проекта. Технологии BIM можно использовать для исключения коллизий, которые часто появляются в здании, собранном из отдельных модулей. Проектирование модульного здания должно производиться с четким представлением итогового здания, как системы состоящей из отдельных компонентов. Также, BIM позволит эффективно планировать последовательность производства работ и своевременно корректировать график производства работ, в случае возникновения непредвиденных ситуаций . При этом крайне важно обеспечить единые стандарты BIM проектирования, которые будут соблюдать все участники данного проекта. Это позволит снизить вероятность возникновения ошибок, которые приведут к нарушению графика работ.
При проектировании модульного здания, необходимо совместно с производителем разработать схему расположения отдельных элементов. Наиболее эффективным решением является формирование здания из модулей, которые имеют максимально допустимые габариты, что снизит общее количество необходимых модулей . Это позволит сократить будущие расходы на производство, транспортировку и монтаж модульного здания.
После разделения на модули необходимо проверить проект на наличие нестыковок и ошибок в местах сопряжения модулей, которые основаны на специфических аспектах модульного строительства. Основные нестыковки возникают при разработке инженерных сетей в модульном здании. Большинство производителей поставляют модульные здания в максимальной заводской готовности, которая включает в себя не только каркас, но и внутреннюю и наружную отделку, оборудование, освещение, сигнализацию, отопление, вентиляцию, кондиционирование и прочее . Поэтому в случае необходимости поставки модулей с готовой инженерией, важно предусмотреть возможность соединения инженерных сетей отдельных модулей между собой.
Значительный вклад в высокую эффективность модульного строительства вносит возможность одновременного производства работ на строительной площадке и за ее пределами. Из этого возникает необходимость тщательной проработки вариантов закрепления элементов модульного здания к существующим конструкциям на месте возведения.
Проектировщикам необходимо использовать полученную от производителя информацию, для разработки узлов всех необходимых соединений, что позволит упростить процесс монтажа модульного здания.
Проектирование узлов соединения и крепления модулей является важным, но не единственным аспектом качественного проектирования модульного здания. Проектирование объекта с применением готовых модульных компонентов предполагает проработку решений по теплоизоляции и герметизации стыков модулей . Наличие ошибки в узлах стыковки может привести к возникновению мостиков холода и образованию протечек внутри помещений. Разделение здания на компоненты, которые будут транспортироваться на строительную площадку в разобранном виде, подразумевает проработку решений по организации огнестойкости строительных конструкций в местах их сопряжения.
Большинство производителей модульных зданий имеют готовые типовые узлы для решения всех вышеперечисленных сложностей. Однако при разработке проекта необходимо адаптировать данные решения под собственный объект. Также важно решить вопрос заделки стыков соединений модульных элементов, чтобы это смотрелось эстетически в конечном итоге.
В завершении хочется отметить, что актуальной задачей ближайшего будущего, становится переход строительной отрасли к принципам замкнутого производства и замкнутой системе организационно технологических циклов . Проект модульного здания может предусматривать демонтаж и последующее применение элементов модульного здания на другом объекте. В таком случае необходимо заранее проработать узлы стыковки таким образом, чтобы это позволило в дальнейшем изменить назначение объекта, реконструировать его или просто переместить на новую строительную площадку. Достижение экоустойчивости модульного объекта предполагает возможность доступа ко всем его соединениям, а также использования в качестве основы модулей нескольких типовых размеров, на основании которого и сформированы остальные. Проектирование с сохранением возможности будущего демонтажа и перемещения подразумевает достижение максимального количества строительных элементов, которые будут изготовлены производителем и доставлены на строительную площадку.
3. Заключение
Большинство промышленных отраслей переходит на высокотехнологичные, автоматизированные процессы производства работ. Технология модульного строительства дает возможность строительной отрасли не отставать от данной тенденции. Успешное выполнение проектов будет гарантировано только в том случае, если все участники будут иметь понимание ключевых особенностей модульной технологии. Для достижения максимальной эффективности модульного производства необходимо организовать обмен информацией между участниками проекта. Благодаря этому отрасль будет продолжать развиваться и со временем перерастет в совершенно новое направление.