В декабре 2022 года в поселке Ола Магаданской области открылась крупная по меркам поселка с 6000 населения школа на 825 учеников. Из-за суровых погодных условий школа состоит в основном из металлоконструкций — это первый опыт в российской истории строительства образовательных учреждений. Почему учеников решили поместить в металлические стены? Чем железо лучше кирпича и бетона? Обо всем этом мы поговорили с главным архитектором проекта школы, управляющим партнером бюро ITEM Андреем Софроновым.
«Строительного рынка не существует»
Поезда до области не ходят, автодорога из грунтовки не позволяет доставлять материалы, тем более зимой, когда температура минус 50 градусов и ниже.
Так родилась идея строить школу из металла. Впоследствии за это ITEM получит российский инженерный оскар.
Занятия в прежней школе, устаревшем здании 1963 года, рассчитанном на 300 учеников, проходили в две смены. Заказчик —Министерство строительства, ЖКХ и энергетики Магаданской области — провел конкурс, который выиграло «Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод им. Э.С. Ямалова"». Подрядчик выбрал для проектирования школы ITEM. Одним из требований заказчика было не закрывать старую школу на период строительства новой.
Фото с официальной страницы школы ВКонтакте
Как строить школу в таких жестких условиях? 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.
Производителем чернометаллических конструкций выступила компания «Евраз», ЛСТК сделаны на заводе «Профстальдом» из оцинкованной стали «Северсталь». Поставщики разработали комплексные решения, учитывающие весь спектр нормативных требований. Материалы можно было привезти в поселок морским путем из Владивостока. В двадцатифутовые контейнеры укладывались металлоконструкции, а пустоты забивались утеплителем.
Суммарная металлоемкость объекта составляет порядка 1600 тонн.
Архитектурное бюро показало заказчику видео, в котором целиком отражен процесс возведения детского сада в Тульской области по подобной технологии. Заказчик одобрил нестандартное решение.
Сложность была в прохождении экспертизы, так как раньше в России школы по такой системе не строили. Нужно было предоставить документацию по пожарной безопасности, документы, регламентирующие подобный способ строительства в Германии и США, не годились. Поэтому ITEM сотрудничал с российским подразделением компании Knauf (производитель строительных материалов, в том числе аквапанелей, которые применялись для стеновых конструкций школы), которая проводила пожарные испытания и предоставила необходимые документы для экспертизы. Проектирование заняло год, и еще два года велось строительство.
Строительство
Условия для возведения большой школы были тяжелые: сейсмика до 9 баллов, сильные ветра, низкие температуры, морской климат. Металл позволил сократить сроки строительства, уменьшить количество бетонирования и «мокрых» процессов, исключить кладку из мелкоштучных материалов, объясняет Софронов. Монтаж изделий производился уже на строительной площадке. Все элементы заводского производства, это позволило ускорить и упростить работы.
Софронов напоминает, что метод металлического строительства применяется при возведении гражданских зданий в Японии, США и Германии в труднодоступных и в прибрежных районах.
Изображение: предоставлено Item
Кроме сурового климата были и другие сложности. Например, стесненность участка: рядом со стройплощадкой стояло старое здание школы, и одним из главных условий заказчика было, чтобы оно функционировало во время стройки. «Мы предложили несколько вариантов "посадки" объекта без сноса старой школы и показали, что в будущем на ее месте можно разместить элементы благоустройства», – говорит Андрей Софронов. В течение двух лет строительства школа была отгорожена забором от стройплощадки и продолжала работать.
На момент открытия школы зимой 2022 года старое здание еще стояло, снесли его только летом 2023 года. Согласно распоряжению правительства Магаданской области, на этом месте до 2026 года должны появиться площадки для баскетбола, прыжков в длину и гимнастики.
Все строительное оборудование пришлось везти морем из Екатеринбурга и других российских городов, плыли бетонно-растворный узел и подъемные краны. Строителей тоже привлекали из других регионов, в основном из Свердловской области.
Представитель подрядчика (АО «Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод им. Э.С. Ямалова"») рассказывал областной прессе, что строительство в мороз занимало существенно больше времени, чем обычно, потому что объект нужно было прогревать. Работать приходилось в две смены, на площадке было задействовано 94 человека.
Поселок Ола находится вблизи Охотского моря на высоте всего 5 метров над ним. Грунты на участке в основном состоят из гальки, сквозь которую просачиваются грунтовые воды. Например, в начале строительства рабочие вскрыли траншею теплотрассы в 4 метра глубиной, а зимой в ней появилась вода, которая потом исчезла. Оказалось, что когда лед в бухте набирает толщину и «давит» на море, отток грунтовых вод замедляется.
Фундамент школы сделан из железобетонной ленточной плиты, и это единственный монолитный элемент, примененный в конструкциях здания. ITEM выбрали класс бетона для агрессивной среды, который способен выдержать подъем грунтовых вод.
Само здание собиралось из стального каркаса и ЛСТК как конструктор. Андрей Софронов объясняет, что главное в металлическом строительстве – качественный шеф-монтаж. Для шеф-монтажа специалисты «Профстальдом» выезжали на стройку и проводили обучающие мероприятия для подрядчика, после делали выборочный контроль. ITEM осуществляла авторский надзор.
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», – говорит Андрей Софронов.
В «Евраз» (производитель изделий из черного металла для строительства школы) отмечают, что использование металлоконструкций позволяет сократить сроки возведения зданий на 30-50% и трудозатраты на площадке — на 30% по сравнению со строительством из монолита.
Несущие конструкции смонтированы из стальных двутавров, перекрытия – из ЛСТК, на которые накладывали профлист. Стены собраны из профилей ЛСТК с насечками изнутри, которые увеличивают путь движения тепла, между профилями проложена минеральная вата. С внешней и внутренней стороны стены обшиты аквапанелями (плиты из цемента и минерального заполнителя, армированные стеклосеткой).
Расчетные показатели по сохранению тепла у ЛСТК самые высокие, кроме того было сделано дополнительное утепление с учетом низких температур в регионе, рассказывает Софронов. Полы с бетонной стяжкой настилали уже после того, как был создан наружный контур здания.
Фото с официальной страницы школы ВКонтакте
Из-за высокой сейсмоопасности в здании увеличено количество вертикальных и горизонтальных связей (выглядят как перекрестия), что обычно характерно скорее для промышленных строений.
Кровля здания рассчитана на большую снеговую нагрузку, тающий снег весной уходит по ливневой канализации. Из-за обильных снегопадов невозможно было сделать световые фонари на крыше, поэтому для создания многосветных атриумов высотой во все 3 этажа использовали надстройки в виде параллелепипедов с обычной крышей и вертикальным остеклением по всем четырем сторонам.
Николай Чубаров, специалист технического надзора ED Architecture
Для строительства зданий из металла нет особых ограничений, все задачи – теплозащита, герметичность, пожарная безопасность и вентиляция здания – решаются умелым проектированием и рассчитываются по современным строительным нормам.
Применение сборных заранее произведенных металлоконструкций может сократить бюджет, причем основной статьей в нем является не стоимость материалов (металл дороже железобетона), а сроки строительства и поддержания стройплощадки. Документацию и планирование работ необходимо максимально детализировать, увязать их с климатическими особенностями региона.
Не должно быть задержек в поставке материалов (металлического каркаса здания, ограждающих конструкций), хотя на практике задержек избежать обычно не удается по целому ряду причин.
В России, несмотря на большие запасы сырья, перерабатывающая промышленность в значительной степени основана на импортных технологиях и оборудовании. Кроме того, еще со времен СССР приоритет в снабжении сталью отдавался оборонной отрасли. У заводов-производителей (НЛМК, «Северсталь») всегда очереди на заказы. Не сформировались школа проектирования и инфраструктура переработки материалов, в том числе на строительной площадке, мало квалифицированных кадров по монтажу металлоконструкций.
Оснащение и инфраструктура
В Магаданской области затяжная зима, большую часть года детям некомфортно находиться на улице. Поэтому архитектурное бюро предусмотрело многофункциональные внутренние пространства. В школе есть актовый зал и пять спортивных залов для занятий гимнастикой, баскетболом, волейболом, мини-футболом.
Фото с официальной страницы школы ВКонтакте
На первом этаже здания размещены столовая, тренажерный и хореографический залы, мастерские для уроков технологии и классы начальной школы. На втором – актовый зал на 470 мест, 3 спортивных зала, двухуровневая библиотека (переходит на 3 этаж), классы начальной и средней школы. Третий этаж отдан под кабинеты старшей школы, в том числе для естественнонаучных дисциплин с лабораториями.
Изображения: предоставлены Item и shvabe.com
Фасад ITEM решил сделать из цветных металлических панелей. Панели делаются на заводе, и подрядчик может на месте только подкорректировать стыки. В финальном варианте на фасаде чередуются белые, оранжевые и голубые панели из металла, на одном из фасадов изображена парящая над морем чайка, солнце и рыбы (герб поселка Ола). Внутренняя отделка достаточно стандартная для школ: стены в столовой покрыты плиткой, в классах – обоями, в рекреациях – декоративной штукатуркой ярких цветов (оранжевый, желтый, зеленый, голубой).
Ради навигации в коридорах на стенах изображены подсказки по тематическим дисциплинам – портреты писателей и ученых, солнечная система, рыбы и насекомые, алфавит. Можно догадаться, какие кабинеты находятся рядом. В оформлении одной из рекреаций использован локальный мотив – на одной стене смонтирована подсвечиваемая карта Магаданской области, на другой – портреты участников Первой Колымской геологоразведочной экспедиции 1928 года под руководством геолога Юрия Билибина (тогда выяснилось, что регион богат золотом).
Фото: с сайта direct2025.ru
Спортивные площадки на улице – футбольное поле и беговые дорожки – можно использовать круглогодично, например, кататься там на лыжах.
Фото: с сайта direct2025.ru
Перспективна ли технология?
Средняя стоимость крупных школ по проекту ITEM составляет около 1,5 млн на ученика (если речь идет о регионах с обычным климатом и логистикой), школа в Оле обошлась в 2,9 млн на ученика.
Андрей Софронов объясняет, что строить из металла в регионах с развитым строительным рынком выйдет дороже. Кроме того, при расчетах надо учитывать такие накладные расходы, как логистика и монтаж. Но Софронов уверен, что в удаленных регионах с опасной сейсмикой и холодным климатом нужно возводить здания из металла. Сейчас в Магадане по проекту ITEM строится школа на 530 учеников на металлическом каркасе.
Николай Чубаров, специалист технического надзора ED Architecture
В России пока не накоплен опыт проектирования зданий на металлокаркасе с учетом теплоизоляции и пожарной безопасности, особенно если речь идет о проектах со сложной внутренней и внешней отделкой. Возможны ограничения по нестандартным фасадным решениям, например, трудно сделать навесной фасад из кирпича, который бы крепился к металлическим конструкциям, — пока для этого нет готовых систем. При необходимости технология будет разработана, а стоимость внедрения (разработки и сертификации), скорее всего, ляжет в бюджет первого же объекта. Но при запросе со стороны рынка все осуществимо. Если найти баланс между материалоемкостью, архитектурными решениями и строительным графиком, то металлическое строительство начнет развиваться.
Январь 2023
Читайте далее:
