ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА ЖИЛОГО ДОМА АРХИТЕКТОРОМ
S N Zolotukhin1, E A Byndyukova2, A.G. Chigarev3
1First affiliation, Department of building structures, basements and foundations by prof. Yu. M. Borisov, Voronezh State Technical University, 20 let Oktjabrja, 84, Voronezh, 394006, Russia
2Second affiliation, Department of building structures, basements and foundations by prof. Yu. M. Borisov, Voronezh State Technical University, 20 let Oktjabrja, 84, Voronezh, 394006, Russia
3Third affiliation, Department of building structures, basements and foundations by prof. Yu. M. Borisov, Voronezh State Technical University, 20 let Oktjabrja, 84, Voronezh, 394006, Russia
E-mail: ser6812@yandex.ru
Аннотация. В настоящей работе предлагается в пригородных зонах и сельской местности, применять индивидуальные экономичные жилые дома, в структуре которых новые конструкции и материалы сочетаются с повторно используемыми. Даются некоторые практические рекомендации по вопросам их проектирования и строительства. Показано, к какой экономии денежных средств, приводится правильное выбранное объемно-планировочное решение и повторное применение стройматериалов в жилищном строительстве. Создаваемое новое жилье должно стать не только дешевым, но и рациональным в широком смысле слова. В процессе рационального строительства должны будут принимать участие разные профессионалы: архитекторы, конструкторы, экономисты, консультанты по инфраструктуре и коммуникациям. Указана роль архитекторов при выборе потребителем будущей планировки дома. Архитектор совместно с учеными и инженерами учитывают возможности постройки строительных конструкций из имеющихся бывших в употреблении материалов. Эксперты в области строительных конструкций оценивают возможность возведения фундамента и несущей конструкции будущего дома из имеющихся бывших в употреблении материалов, полученных после сноса. Опыт других стран показывает на возможность трансформации зданий с использованием только имеющихся в них строительных материалов, без применения новых. Зарубежными учеными прорабатывается концепция разработки многоразового использования строительных материалов, изделий и конструкций, их паспортизация. В качестве доказательства эффективности предложенного подхода, автором приведена смета строительства дома с мансардой и сравнение его итоговой фактической стоимости со среднерыночной в Воронежской области.
Введение
В целях стабилизации и улучшения состояния градостроительства Министерство регионального развития России, РААСН, ведущие научно-исследовательские и проектные институты страны подготовили концепцию доктрины градостроительного развития до 2020 года и стратегию развития строительного комплекса [1]. Концепция предполагает отказ от избыточного территориального развития городов в пользу их активной реконструкции. В XXI в. планируется перестроить районы массовой жилой застройки 60-70-х годов, при этом обветшавшие дома снести. «Приоритетным содержанием градостроительной деятельности на муниципальном уровне должны стать комплексная реконструкция существующей застройки путем сноса и замены ветхих зданий современными, реконструкции жилой застройки с домами первых массовых серий, а затем кварталов и микрорайонов с крупнопанельными домами всех серий…» [1].
Таким образом, можно предположить, что в ближайшее время количество подлежащих сносу зданий возрастет. Причем из-за дефицита земель в крупных городах России и повышения их стоимости, сноситься будут не только ветхие жилые, но и здания, находящиеся в работоспособном техническом состоянии, оказавшиеся на реконструируемой территории. Возникнет проблема повторного использования огромного количества материалов, изделий и конструкций, образующихся при этом.
Актуальность
Согласно постановлению правительства РФ до 2025 г. должно быть снесено 9,5 млн. кв. метров ветхого жилья. Снос методом обрушения 1 м2 приводит к появлению 1 м3 строительного мусора, вывоз которого на свалки ТБО уже привел к экологическим проблемам в Подмосковье. Исследования различных авторов [2, 6, 15] показывают, что несущая способность кирпича, при его эксплуатации в благоприятных температурно-влажностных условиях не падает, и даже растет, а прочность железобетонных конструкций, в тех же условиях растет практически постоянно. Поэтому повторное использование строительных материалов, изделий и конструкций является актуальной задачей, требующей своего решения учеными, строителями.
Стратегией развития строительного комплекса предусмотрено расширение объема строительства частных жилых семейных домов в пригородных зонах сельской местности. Таким образом, вопросы проектирования и строительства малоэтажных жилых домов как были, так и останутся злободневными, а “… использование опыта удачных проектов жилых единиц обеспечит создание качественной жилой среды...” [3].
В мировой практике уже сейчас существует новое направление строительства, связанное с демонтажем зданий и повторным использованием строительных материалов и конструкций. В ряде работ [2, 8, 9] отмечается, что большая часть материалов и конструкций, остающихся после разборки здания, может повторно применяться при строительстве. Однако, в них не рассматриваются вопросы, связанные с проектированием и строительством зданий, включающих в свою объемно-пространственную структуру вышеуказанные элементы.
На сегодняшний день разработано множество проектов и способов строительства малоэтажных жилых домов. Среди застройщиков есть люди с разными финансовыми возможностями. Тех, кто располагает солидными средствами, вопрос снижения стоимости возведения и обустройства дома обычно не волнует. А вот простым застройщикам, со средним достатком, необходимо ознакомиться с основами его проектирования и строительства, ведь, прежде чем переселиться в новый дом, нужно пройти тернистый путь, принять немало решений и не ошибиться при этом.
Как известно, к началу строительства на руках у застройщика должны быть: проект дома, разрешение на строительство и договор с подрядной организацией. Уже при выборе (или заказе) проекта у него могут возникнуть затруднения. Дом должен отвечать запросам семьи, удачно вписываться в окружающую среду, обладать высокими художественными качествами, и при этом иметь низкую стоимость. Зачастую основной акцент делается на выбор проектов домов с высокими экономическими показателями и низкой себестоимостью. Застройщик, желающий построить дом с наименьшими затратами должен знать, что его себестоимость зависит от объемно-пространственного решения, а также функционально-планировочной организации квартир.
Постановка задачи
Целью проектирования являлось получение проекта дома, обладающего экономическими достоинствами и предназначенного для проживания двух семей. Для решения поставленной цели, было необходимо решить следующие основные задачи:
1. Выявить особенности объемно-планировочных решений домов малой этажности с низкой себестоимостью;
2. Выявить дизайнерские решения, позволяющие снизить затраты на отделочные работы;
3. Выполнить работы по строительству малоэтажного жилого дома, с повторным применением строительных материалов, изделий и конструкций, образующихся при сносе ветхого жилья;
4. Доказать возможность проектирования и строительства малоэтажных зданий с повторным применением материалов образующихся при поэлементном демонтаже зданий и сооружений;
5. Сравнить себестоимость 1 кв. метра построенного по данной технологии жилого дома с рыночной стоимостью 1 кв. метра общей площади жилья в г. Воронеж.
Теоретическая часть
Результаты проведенного анализа проектов малоэтажных жилых домов с низкой себестоимостью. Этот анализ позволил сделать следующие выводы:
- дома с низкой себестоимостью обладают простой объемно-пространственной структурой и конфигурацией в плане, на их фасадах присутствует минимальное количество выступов и деталей;
- фундаменты экономичных домов делаются монолитными или сборными, с устройством цокольного этажа, где размещается ряд помещений (баня, раздевалка-предбанник, помещение отдыха, гаражей), технические помещения и т.д., что способствует снижению стоимости 1 кв. метра дома и повышает его комфорт;
- стены выполняются из дерева, кирпича или газосиликатных блоков, с использованием дешевых отделочных материалов, например, облагородить фасад помогает использование сайдинга, который хорошо сочетается с панелями и плитками под кирпич, дерево и т.д.
- на стоимость дома влияет функционально-планировочная организация квартир; самыми экономичными являются трех-, пятикомнатные квартиры с проходной общей комнатой и размещением помещений в двух уровнях;
- для связи помещений в таких квартирах, вместо общедомовых лестниц, используются облегченные деревянные лестницы, которые располагают в прихожей или в общей комнате.
- экономии труб способствует смежное размещение кухни и санузла, а также двух санузлов по вертикали;
- дешевые малоэтажные дома имею простую форму крыши-двускатную, сооружение которой, в отличие от ломаной, вальмовой и полувальмовой, не требует сложных конструктивных решений и применения дорогостоящих материалов (битумной черепицы, керамической черепицы и т.д.)
- под крышей домов с низкой себестоимостью обычно располагается мансарда, которая не только дает дополнительную жилую площадь, но и придает архитектурному облику дома неповторимость;
- в дизайн проекты внутренних интерьеров бюджетных проектов, рационально включать элементы винтажной кладки из старого кирпича, окраску поверхностей кирпича без его штукатурки;
- при устройстве кровель используются стропила из открытых старых брусьев, по которым укладываются дощатые настилы;
- в домах с двускатными крышами не примыкающих к тротуару городских улиц и окруженных газонами, водосток делается свободным, что избавляет застройщика от затрат связанных с устройством водосточной системы.
Особенности домов с низкой себестоимостью могут быть учтены при составлении задания на проектирование, в случае заказа проекта дома в проектной организации. Архитектор поможет воплотить идею застройщика в жизнь, спроектировать дом с учетом состава семьи, а также характеристик земельного участка.
В работах [2, 6, 7, 14 – 16] показана возможность обоснования продления сроков службы строительных конструкций и материалов зданий и сооружений с использованием экспертных методов. В процессе обоснования применяется нескольо экспертных методов, основанных на использовании различных параметров (поврежденность, снижение несущей способности, физический износ) строительных конструкций для выполнения обоснования возможности дальнейшего безопасного использования материалов и строительных конструкций после разборки здания.
Обзор опыта зарубежных стран осуществлялся с целью сравнения достижений авторов с общемировыми тенденциями в области повторного использования строительных материалов и конструкций. Финляндия и Польша развивают повторное использование строительных материалов и конструкций при реконструкции многоквартирных домов. Они трансформируют одно здание в другое, либо в несколько зданий и сооружений меньшего размера, используя материалы только исходного здания [17, 18]. В строительной отрасли Австрии следуют по аналогичному пути, но при этом внедряют в системе BIM паспорт материалов здания [19]. Определение объемов материалов, пригодных для повторного использования является общемировой тенденцией, так как рассматривается учеными всех континентов [20-23].
Практическая значимость
Сделанные авторами выводы использовались при разработке дома № 10 по ул. Испытателей, планы, фасад и разрез дома показаны на рис. 1-6, экспликация помещений в таблице 1, стоимость выполненных в 2011-2014 г.г. видов строительно-монтажных работ и использованных конструкций и материалов в таблице 2.
Опыт реализации проекта показал, что в доме выбранного типа снижаются объемы стеновых материалов и стоимость инженерного оборудования, сокращаются теплопотери (за счет уменьшения площади стен), что подтверждает правильность выбора его объемно-планировочного решения. Планировочное решение дома позволяет производить трансформацию помещений внутри него. Например, с помощью введения дополнительной перегородки было произведено разделение мансардного помещения площадью 80 м2 на три части. Установка раздвижной перегородки дала возможность объединять два помещения мансарды в одно.
Получению экономического эффекта от строительства способствовало повторное использование конструкций и материалов, образующихся при сносе аварийного жилья г. Воронежа. Строительство дома из материалов повторного использования осуществляли профессиональные исполнители-строители, под руководством и надзором сотрудников кафедры СКОиФ им. проф. Борисова Ю.М., что обеспечило правильность выбранных инженерных решений. Контроль качества за прочностными показателями строительных материалов, изделий и конструкций велся в Центре коллективного пользования ВГТУ, что обеспечило надежность использования материалов.
Включение в структуру жилого дома цокольного этажа площадью 121.3 м2 и повторное использование при его строительстве конструкций (ФЛ, ФБС, ПК63-12-8) и материалов (кирпич, газосиликатные блоки) привело к тому, что стоимость 1 кв. метра площади расположенных в нем помещений составила 48,6 евро.
Надо сказать, что с повторным применением материалов был возведен практически весь несущий остов дома. Технические решения по устройству фундамента из повторно используемых материалов закреплены в патентах [10-12]. Они использовались не только при устройстве фундамента, но и стен, перегородок, балок перекрытия первого этажа, конструкций стропил.
Для наружной чистовой отделки стен был использован виниловый сайдинг, для отделки цоколя применялись металлические профлисты с имитацией кладки из природного камня.
Следует отметить, что основные строительно-монтажные работы были выполнены в 2011-2014 г.г. Стоимость каждого вида работ, на протяжении строительства, определялась на основании сложившихся на рынке цен на строительные материалы и конструкции, в том числе и на бывшие в употреблении, а также индивидуальной договоренности с подрядчиками (торг).
Ниже приводится таблица 2, где процесс строительства дома рассмотрен поэтапно (по годам). В ней указана стоимость выполненных в каждом году работ и использованных в процессе строительства конструкций и материалов.
| 
| |||
| Рисунок 1. План цокольного этажа | Рисунок 2. Разрез. | |||
|
| |||
| Рисунок 3. План первого этажа | Рисунок 4. Начальная стадия строительства | |||
 
Рисунок 5. План мансардного этажа Рисунок 6. Вид дома после постройки.
| |||||||||||||
| Таблица 1. Экспликация к поэтажному плану здания (строение), расположенного в г. Воронеж | |||||||||||||
| Литера по плану | Этаж | Номер помещения (квартиры) | Номер комнаты, кухни, корид. и т.п. | Назначение помещений: жилая комната, кухня и т.п. | Общая площадь | В т.ч. площадь | Лоджий, балконов, террас, веранд, и кладовых с коэф. | Прочее | Высота помещений по внутреннему объему | Площадь помещений общего пользования | Общая площадь | ||
| квартиры | Из нее | ||||||||||||
| Жилая/основная | Подсобная | ||||||||||||
| А | цок | Гараж | 23,2 | 23,2 | 23,2 | 2,45 | 23,2 | ||||||
| А | цок | Мастерская | 8,6 | 8,6 | 8,6 | 2,45 | 8,6 | ||||||
| А | цок | Котельная | 17,8 | 17,8 | 17,8 | 2,45 | 17,8 | ||||||
| А | цок | Сауна | 8,2 | 8,2 | 8,2 | 2,45 | 8,2 | ||||||
| а | Холодная пристройка | 12,4 | 2,50 | 12,4 | |||||||||
| А | Прихожая | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 2,80 | 5,0 | |||||||
| А | Коридор | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,80 | 2,5 | |||||||
| А | Гостиная | 22,0 | 22,0 | 22,0 | 2,80 | 22,0 | |||||||
| А | Санузел | 3,7 | 3,7 | 3,7 | 2,80 | 3,7 | |||||||
| А | Кухня | 12,7 | 12,7 | 12,7 | 2,80 | 12,7 | |||||||
| А | Жилая | 11,4 | 11,4 | 11,4 | 2,80 | 11,4 | |||||||
| Жилая общая комната | 40,9 | 40,9 | 40,9 | 2,68 | 40,9 | ||||||||
| Спальня | 22,4 | 22,4 | 22,4 | 2,68 | 22,4 | ||||||||
| Кабинет | 19,0 | 19,0 | 19,0 | 2,68 | 19,0 | ||||||||
| Жилое помещение 1: | 197,4 | 197,4 | 115,7 | 81,7 | 12,4 | 209,8 | |||||||
| А | цок | Гараж | 59,2 | 59,2 | 59,2 | 2,45 | 59,2 | ||||||
| А | Прихожая | 7,5 | 7,5 | 7,5 | 2,80 | 7,5 | |||||||
| А | Жилая | 12,6 | 12,6 | 12,6 | 2,80 | 12,6 | |||||||
| А | Кухня | 13,1 | 13,1 | 13,1 | 2,80 | 13,1 | |||||||
| А | Коридор | 2,6 | 2,6 | 2,6 | 2,80 | 2,6 | |||||||
| А | Санузел | 3,8 | 3,8 | 3,8 | 2,80 | 3,8 | |||||||
| А | Гостиная | 22,5 | 22,5 | 22,5 | 2,80 | 22,5 | |||||||
| Жилое помещение 2: | 121,3 | 121,3 | 35,1 | 86,2 | 121,3 | ||||||||
| Итого по жилому | 318,7 | 318,7 | 150,8 | 167,9 | 12,4 | 331,1 |
Таблица 2. Стоимость выполненных в 2011-2014 г.г. видов строительно-монтажных работ и использованных конструкций и материалов
| №№ этапа | Перечень выполненных работ | Год проведения работ | Стоимость материалов, конструкций и работ |
| Выполнение работ «нулевого цикла». Рытье котлована, устройство фундамента из ФБС и ФЛ. Обратная засыпка. Выполнение стен и перегородок цокольного этажа из газосиликатных блоков и кирпича; укладка железобетонных плит перекрытия 1-го этажа; возведение коробки 1-го этажа из газосиликатных блоков; Кладка внутренних перегородок 1-го этажа и труб из кирпича; монтаж перекрытия 1-го этажа и конструкций стропил из дерева (брусьев, бревен) устройство крыши | 16 497 евро | ||
| Установка 12 окон и 4 входных дверей; отделка цоколя с утеплением; отделка фасадов сайдингом с утеплением; обшивка карнизов сайдингом. | 5477 евро | ||
| Устройство монолитных участков перекрытия. Монтаж потолков из гипсокартона на первом этаже дома с утеплением; устройство пола мансарды из досок и ДСП; утепление боковых стен и потолка мансарды; отделка стен и потолка мансарды гипсокартоном и панелями ПВХ. | 3694 евро | ||
| Инженерное обеспечение здания (электроснабжение, газоснабжение, водоснабжение, канализация, отопление) | 7 336 евро | ||
| Итого: | 33 004 евро |
Итак, цена дома с внешней чистовой отделкой фасадов и внутренней черновой отделкой составила 33 004 евро. Если к этой сумме прибавить стоимость земельного участка, равную 11 094 евро, то получим 44 098 евро. Разделив эту сумму на площадь дома 331,1 м2 получим цену 1 кв. метра его общей площади. Она оказывается равной 133,2 евро. В то же время средняя рыночная стоимость 1 кв. метра общей площади жилых помещений по Воронежской области в 2014 г. составляла 432,9 евро. Эта стоимость в 3,25 раза больше рассчитанной. Поэтому стоимость построенного дома при его покупке в 2014 году по рыночной цене составила бы 143 322,8 евро.
Выводы
Проведенный теоретический анализ объемно-планировочных решений, определения прочностных характеристик материалов повторного применения, которое проходило при участии архитекторов, дизайнеров, инженерных работников различных кафедр ВГТУ позволило снизить стоимость строительства жилого дома более чем в 3 раза. Построенное здание соответствовало нормам СаПиН, эстетическим запросам, условиям комфортности Решена экологическая задача по использованию материалов, изделий и конструкций, образующихся после сноса зданий и сооружений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[1] Реконструкция и обновление сложившейся застройки города: учебник/ под общ. ред. П.Г. Грабового, В.А. Харитонова. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: проспект, 2013. – 712 с.
[2] Шмелев Г.Д. Обоснование возможности повторного использования строительных материалов и конструкций / Г.Д. Шмелев, Е.А. Крючкова, А.К. Епишева // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. – 2019. – № 1 (8). – С. 25-35.
[3] Целых Е.А. Перспективы формирования жилой среды в России / Целых Е.А.// Архитектурные исследования. – 2016. – № 1(5). – с. 56-62.
[4] Архитектурное проектирование жилых зданий / М.В. Лисициан, В.Л. Пашковский, З.В. Петунина. – М.: Архитектура – С, 2010. – 488с.
[5] Асаул А.Н., Казаков Ю.Н., Пасяда Н.И., Денисова И.В. Малоэтажное жилищное строительство. – СПб: Гуманистика, 2005. – 563с.
[6] Шмелев Г.Д. Экспертный метод прогнозирования остаточного срока службы строительных конструкций по их физическому износу/ Шмелев Г.Д.//Строительство и реконструкция. –2014. – №3(53). – с.31-39.
[7] Шмелев Г.Д. Физический износ, текущий и капитальный ремонт жилых зданий/ Шмелев Г.Д., Безсуднова Т.А., Алашников Н.А.// Управление социально-экономическими системами: теория, методология: сборник статей международной научно-практической конференции: в 2 частях. – Пенза: Изд-во: “Наука и просвещение”. – 2017. – с.28-31.
[8] Золотухин С.Н. Рациональное строительство с повторным использованием строительных материалов, конструкций, изделий после сноса здания/ Золотухин С.Н., Насонова Т.В., Потехин И.А. // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. – 2018. – №10. – с.206-209.
[9] Золотухин С.Н. Возможности создания регионального кластера повторного использования строительных отходов/ Золотухин С.Н., Трегубова Е.А., Потехин И.А.//Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. – 2018. – №10. – с.209-212.
[10] Колодяжный С.А., Золотухин С.Н., Абраменко А.А., Кукина О.Б., Вязов А.Ю., Лобосок А.С., Милованова В.И./ Способ изготовления сплошных плитных фундаментов коробчатого сечения из ребристых плит перекрытия// патент на изобретение RUS 2647521 06.03.2017 // https://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet
[11] Колодяжный С.А., Золотухин С.Н., Абраменко А.А., Кукина О.Б., Вязов А.Ю., Лобосок А.С., Милованова В.И./ Способ возведения стенчатых фундаментов с использованием ребристых плит перекрытий (покрытий) // патент на изобретение RUS № 2671019 С1 от 29.10.2018//https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2671019&TypeFile=html
[12] Колодяжный С.А., Золотухин С.Н., Абраменко А.А., Кукина О.Б., Вязов А.Ю., Лобосок А.С., Милованова В.И./ Способ объемной цементации грунтов // патент на изобретение RUS 2656656 06.06.2018 // https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2656656&TypeFile=html
[14] Shmelev G.D. Express evaluation of the probability of the probability of unforgettable work of construction structures / G.D. Shmelev, A.N. Ishkov // Сб. статей победителей IV Международной научно-практической конференции: European Scientific Conference. В 3 ч. Ч. 1. - 2017. - С. 41-43.
[15] Shmelev G.D. Complex methodology of the calculated substantiation of the residual resource of construction structures / G.D. Shmelev // Сб.статей победителей XI Международной научно-практической конференции: World science: problems and innovations. В 2 ч. Ч.1.-2017. - С.79-81.
[16] Shmelev G.D. Methodology of estimation of the technical condition and calculation of forecasting and substantiation of the residual time of the service of construction structures / G.D. Shmelev // Сб. статей IX Международной научно-практической конференции: International innovation research. В 2 ч. Ч. 1. - 2017. - С. 62-64.
[17] S. Huuhka, T. Kaasalainen, J. H. Hakanen, J. Lahdensivu Reusing concrete panels
from buildings for building: Potential in Finnish 1970s mass housing // Resources, Conservation and Recycling, Volume 101, August 2015, Pages 105-121
[18] Jerzy Charytonowicz, Maciej Skowroński Reuse of Building Materials // Procedia
Manufacturing, Volume 3, 2015, Pages 1633-1637
[19] Meliha Honic, Iva Kovacic, Helmut Rechberger. Improving the recycling potential of
buildings through Material Passports (MP): An Austrian case study // Journal of Cleaner Production 217 (2019) 787-797
[20] Julia L.K. Nujaholza, Freja Nygaard Rasmussenb, Leonidas Miliosa Circular building
materials: Carbon saving potential and the role of business model innovation and public policy // Resources, Conservation & Recycling 141 (2019) 308–316
[21] Giovanni Brambillaa, Monica Lavagnaa, George Vasdravellisb, Carlo Andrea Castiglionia.
Environmental benefits arising from demountable steel-concrete composite floor systems in buildings // Resources, Conservation & Recycling 141 (2019) 133–142
[22] Fernanda Cruz Riosa, Wai K. Chonga, David Graua. Design for Disassembly and
Deconstruction - Challenges and Opportunities // Procedia Engineering 118 (2015) 1296 – 1304
[23] Negar Mohtashami Quantitative assessment of deconstruction buildings using a Building Deconstruction Matrix // Pacific Science Review B: Humanities and Social Sciences 2 (2016) 113-117