Андрей Софронов
Главный архитектор, директор компании ITEM
1. С какими сложностями вы столкнулись при проектировании здания школы? - Как вы их преодолели?
Магаданская область – труднодоступный и удаленный регион. Доставляются строительные грузы в него несколькими способами. Летом сюда можно добраться по грунтовым дорогам через Ханты-Мансийск, скорость движения крайне низкая, так как дорога постоянно в пыли. В зимний период температура на трассе достигает – 70 градусов, в таких условиях техника отказывается работать, у машин разрываются колеса. Второй вид сообщения – морской, со стороны Владивостока. В торговый порт Магадан ходят сухогрузы. Третий путь – авиасообщение, самый дорогостоящий. И поскольку рынок стройматериалов в Магаданской области не смог обеспечить строительство школы в полном объеме, большую часть материалов пришлось доставлять из других регионов.
Специалистам ITEM предстояло выбрать проектные решения, которые было бы реально осуществить в этих условиях. Оценив ситуацию, стало понятно, что традиционные методы с применением мелкоштучных материалов, пеноблоков или монолитных работ не подходят. Логистические особенности региона сделают строительство слишком дорогостоящим и увеличат сроки строительства. И было выбрано необычное, но самое доступное решение – собирать школу из сборных металлоконструкций. Все элементы изготавливались удаленно, на производстве и отправлялись на место стройки по морю.
Еще одной особенностью региона является сейсмическая активность мощностью до 9 баллов. В процессе предпроектных исследований специалисты ITEM рассчитали более 250 направлений возможных толчков.
А прибрежная агрессивная среда и нетипичные грунтовые условия даже преподнесли сюрприз во время строительства. В трехметровой траншее, которая предназначалась для теплотрассы в январе появились грунтовые воды, которые также резко исчезли через неделю. Оказывается, причиной стал лед, установившийся на побережье в этот момент. Такая природная особенность, связана с высотным положением площадки строительства всего в 5 метрах над уровнем моря, для сравнения: территории Москвы расположены на высоте около 180 м над уровнем моря.
Строительная отрасль региона, по крайне мере на момент начала проектирования, из железобетонных конструкций могла предложить только сваи, а свайного фундамента как раз и не предусматривалось. Доставлять материалы экономически целесообразно было только морскими контейнерами, например, из Владивостока. Заполнять такие контейнеры практичнее всего было металлическим профилем, листовыми материалами обшивки и минеральным волокном: так получалось использовать полезный объем практически на 100%.
Контейнеры упаковывались до отказа металлическими деталями и листовыми материалами. Оставшиеся пустоты заполнялись утеплителем и другими изделиями из минерального волокна. Максимально эффективно.
Помимо климата и сейсмики требовалось учесть конфигурацию участка. Рядом находятся здания коррекционной школы, а также аварийное здание старой школы. До появления новой снести было никак нельзя: детям же надо где-то заниматься. В итоге получилось очень сложное в плане здание из нескольких блоков.
По блочной системе у нас организован и учебный процесс. Есть блоки начальной и средней школы, а также блоки с кабинетами. Это усложняет навигацию, и гости часто путаются. Чтобы было проще ориентироваться, мы использовали в оформлении интерьеров разные цвета.
Упрощает ориентирование и одновременно создает новое пространство для общения еще одна не самая рядовая особенность «железной школы»: в ней есть своя внутренняя улица. Это серия многосветных атриумов шириной 12–18 метров, устроенных на всю высоту трехэтажного здания, плюс антресоли, открывающиеся в такой атриум, и световые фонари наверху. Фонари представляют собой выдвинутые вовне конструкции, где остеклены только боковые стены. Потолок как раз глухой, потому что в Магаданской области зимой его неизбежно замело бы снегом. Боковых стен вполне хватает. В расхожей шутке про солнечный Магадан есть доля правды: здесь более 100 солнечных дней в году.
2. Почему вы выбрали технологию ЛСТК для этого проекта? Какие преимущества она предоставляет в непростых климатических условиях и зоне сейсмической активности?
Самым простым решением оказалось применение материалов, типичных для промышленного строительства: черный металл для несущих конструкций (колонны, балки, связи) и легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК) для стен, перекрытий и перегородок.
Поставщики разработали комплексные решения, учитывающие весь спектр нормативных требований. Материалы можно было привезти в поселок морским путем из Владивостока. В двадцатифутовые либо в сорокафутовые контейнеры укладывались металлоконструкции, а пустоты забивались утеплителем.
Металлоконструкции позволяют существенно сократить сроки строительства. Например, после заливки бетона нужно ждать не менее 10 дней, чтобы он набрал прочность, а в случае с металлическим каркасом и ЛСТК многие процессы можно вести параллельно.
Использование металлоконструкций позволяет минимизировать «мокрые» процессы. Например, заливка полов и отделка возможны только в теплое время. Строительство школы велось круглый год. Зимой из ЛСТК удалось создать "теплый контур" здания буквально одним саморезом, металлические стойки собрали, потом между ними проложили минеральную вату, а оконные проемы закрыли пленкой. Поэтому металл – неоспоримый плюс для холодных регионов, где стройка обычным способом (из бетона) может осуществляться максимум 4-5 месяцев.
3. Какие есть особенности применения каркасно-обшивной стены и каркасно-обшивного перекрытия?
Строительство железной школы заняло приблизительно то же время, что и возведение образовательного учреждения из традиционных материалов в регионах с хорошей транспортной доступностью и развитым рынком строительных материалов. И лишь фундамент этой школы стал железобетонным. Для него на площадку установили бетонорастворный узел, а подъемные краны и цемент доставили по морю.
Несущие конструкции, колонны и ригели, собирались из двутавров из черного металла, для перекрытий применили балки из тонколистового проката, поверх положили профлист и залили его бетонной стяжкой. Для стен использовали тот же профиль, но изнутри на нем выполнены насечки таким образом, чтобы движение тепла по нему увеличивалось в несколько раз. Утеплитель находится между стойками и 50 мм дополнительного слоя утепления покрывает всю конструкцию. Первая зима в школе показала, что в ней легко поддерживается комфортная температура.
Проектное бюро ITEM выполнило работы по посадке здания на участке, поэтажные планировки с формированием предварительных технико-экономических показателей, а также размещение элементов благоустройства. На территории школы появились игровые и спортивные площадки для детей различных возрастов.
4. Какие возможности открывает технология ЛСТК при реализации подобного рода проекта. Как она влияет на функциональность и безопасность здания?
Из металла выполнены все несущие и ограждающие конструкции, то есть стены и перекрытия. Прежде всего опоры: это балка, двутавр. Перекрытия — ЛСТК, то есть легкие стальные тонкостенные конструкции. Если быть совсем точным, это оцинкованный стальной профиль П-образного сечения. В том числе поэтому его было удобно транспортировать: профили укладывались штабелями один в другой.
Поверх профлиста на опорах настилали полы с бетонной стяжкой. Но эта стяжка — понятно, уже не конструктивный элемент, а элемент отделки, все равно что линолеум положить. Полы и стали делать после того, как закрыли наружный контур здания.
Стены тоже выполнены из оцинкованного стального профиля. Только это уже термопрофиль со специальной системой просечек, увеличивающих путь прохождения тепла через конструкции. Стеновые панели собирали на специально подготовленной площадке, монтировали и затем обшивали специальной аквапанелью. Это смесь стеклохолстовой фибры, цемента и песка. Стены обшивались аквапанелями как снаружи, так и изнутри. Между слоями обшивки — утеплитель.
Конструктивные железобетонные элементы присутствует только в фундаменте здания. Для этого на стройплощадке был установлен небольшой бетонорастворный узел, который со всем объемом школы все равно бы не справился. А усилить фундамент было необходимо: при его проектировании рассчитывались возможные подземные толчки в 250 разных направлениях.
5. Нужно ли, по вашему мнению, масштабировать такие проекты на остальную часть России?
На данный момент это единственная школа в России, полностью построенная из сборных металлоконструкций. Такую технология строительства можно применить в различных регионах страны: удаленных и труднодоступных, с высокой сейсмической активностью или удаленным производством строительных материалов. Например, в Арктике и южных регионах.
