Поиск - новости науки и техники

Дом с умом. Томичи разработали уникальную строительную технологию.

В ноябре 2015 года в Томске прошли испытания новой технологии домостроения КУПАСС – каркасной универсальной полносборной архитектурно-строительной системы. Она разработана Томским государственным архитектурно-строительным университетом совместно с ОАО “Томская домостроительная компания” по заданию Министерства образования и науки РФ в рамках реализации Постановления Правительства РФ №218.
Томские ученые, строители и специалисты НИИ строительной физики РААСН (Москва), Центрального НИИ строительных конструкций им. В.А.Кучеренко провели испытания фрагмента жилого дома в натуральную величину модели КУПАСС. В ходе испытаний была подтверждена сейсмологическая устойчивость новой системы в 9 баллов по шкале MSK. В перспективе планируется запуск в серийное производство комфортабельных, сейсмоустойчивых, энергоэффективных многоквартирных жилых домов серии эконом-класса, адаптированных к северным климатическим условиям и оснащенных современными интеллектуальными системами.
– Реализация совместного мегапроекта ТГАСУ и ОАО “ТДСК” по созданию новой серии сейсмостойкого энергоэффективного жилья эконом-класса – не просто пример инновационной активности нашего вуза, его взаимодействия с реальным сектором экономики. Эту работу смело можно назвать уникальной, – не без гордости рассказывает ректор ТГАСУ Виктор Власов. – Созданная в рамках проекта система подтвердила высокую сейсмостойкость и, что очень важно, отвечает наивысшим требованиям по энергосбережению – А++! Впервые в России для массового строительства получен такой класс энергоэффективности! Сделано это за счет инновационных теплосберегающих конструкций и бетонов, а также благодаря автоматизации и диспетчеризации управления внутренними системами дома. КУПАСС обеспечит снижение материалоемкости до 15 процентов и энергопотребления до 40 процентов. Реализация этого проекта имеет огромное народнохозяйственное значение! Это большое достижение не только для Томска, но и в целом для строительной отрасли России.
Результативное партнерство
– Томский государственный архитектурно-строительный университет всегда был базовым вузом для Томской домостроительной компании, – рассказывает генеральный директор ОАО “ТДСК”, выпускник ТГАСУ Александр Шпетер. – Более 470 бывших студентов университета трудятся в компании сегодня на должностях руководителей и специалистов. Тысячи студентов прошли у нас инженерную и производственную практику, трудились в студенческих строительных отрядах.
Надежные партнерские отношения связывают нас более 40 лет. Речь идет не только о подготовке специалистов или организации практики для студентов, но и о совместной разработке инновационных технологий, новых строительных материалов. Реализация уникального проекта КУПАСС позволит решить важную государственную задачу по обеспечению населения доступным и комфортным жильем эконом-класса.
В проведение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ компания вложила 545 миллионов рублей, 265 из которых субсидирует Минобрнауки РФ. После начала серийного производства жилые здания новой архитектурно-строительной системы ТДСК сможет возводить на территориях с высокой сейсмичностью, к примеру на Алтае, в Кузбассе, Красноярском крае и Забайкалье. Нынешний проект рассчитан на здания до 12 этажей, хотя есть резерв прочности вплоть до 17-этажных строений.
– Успешному завершению этого масштабного проекта способствовало то, что ТДСК активно поддерживает свое проектное подразделение, развивает научно-ориентированное подразделение, которое является резидентом ОЭЗ ТВТ “Томск”, – ООО “Стройтехинновации ТДСК”, – рассказал проректор по научной работе ТГАСУ Василий Клименов. – Именно эти структуры компании сделали возможным эффективное доведение разработок университета до современных производств ТДСК, которые, в свою очередь, обеспечили изготовление новых конструкций и строительство экспериментального фрагмента жилого дома. В ходе этой совместной работы были выполнены также проекты Дома представителя и нового керамзитового завода, которые успешно прошли государственную экспертизу.
Особо следует отметить, что в рамках этого мегапроекта проведен весь комплекс лабораторных испытаний материалов и элементов конструкций в условиях статического и динамического воздействия, в том числе и моделирующих сейсмические нагрузки. Кроме того, ограждающие конструкции тестировались на теплофизические, акустические и светотехнические характеристики. Для новых элементов конструкций, особенно на стадии отработки технологии их создания, активно применялись и самые современные методы неразрушающего контроля. В первую очередь это ультразвуковой контроль и цифровая рентгенография. Многие испытания носят уникальный характер: они впервые проводились за последние десятилетия. Результаты этих экспериментов, безусловно, станут основой для многих научных статей и диссертаций.
Опыт как бонус
– Раньше в нашей стране полносборные сейсмостойкие архитектурно-строительные системы разрабатывались десятилетиями центральными научно-исследовательскими институтами типового и экспериментального проектирования, – поясняет руководитель проекта
КУПАСС, профессор ТГАСУ Сергей Овсянников. – А нам надо было сделать такое за три года. Это очень трудная задача для всех специалистов, работавших над проектом. Проблем было множество, но и опыт мы приобрели огромный.
Над реализацией мегапроекта работали ученые шести ведущих кафедр университета, что стало для ТГАСУ особым этапом в истории вуза. Во-первых, все участники проекта отточили важнейшие навыки формирования команды для решения задач такого класса. Бесценен и опыт управления, расчета, проектирования и освоения в кратчайшие сроки нового оборудования, экспериментальных методик испытаний и сдачи сложнейшего объекта. То же касается и кооперации с известными специалистами и ведущими проектными институтами: с профессором Московского государственного строительного университета Олегом Кабанцевым, руководителем компании “Монолистройпроект”, с АО “Иркутский Промстройпроект”. Важно, что к работе над мегапроектом активно привлекалась молодежь – 110 студентов, магистрантов, аспирантов. Для них КУПАСС стал еще одним университетом.
Во-вторых, накоплены и значительные материальные активы. Финансирование в рамках мегапроекта позволило сделать колоссальный прорыв в оснащении вуза. Благодаря приобретенному оборудованию мирового класса сформированы и открыты три научно-образовательных центра. Первый – НОЦ испытаний конструкций и сооружений, в составе которого совместная лаборатория. Второй – НОЦ строительных материалов и технологий, включающий международную лабораторию, – на ее базе минувшим летом под эгидой Международного союза лабораторий и экспертов в области строительных материалов, систем и конструкций (PILEM) прошла школа PhD. И третий – НОЦ строительной физики, новое оборудование которого позволяет проводить измерения очень сложных объектов с высоким классом точности. Существенно обновлен и компьютерный парк: современная техника очень высокой мощности “начинена” и современным программным обеспечением. Сегодня научные сотрудники университета могут проводить исследования на мировом уровне, публикуя результаты в международных изданиях.
В рамках мегапроекта в ТГАСУ приобретено оборудование на сумму более 110 млн рублей. Опубликовано более 200 статей, получено более 40 патентов, поданы заявки на два международных патента.
Ноу-хау для КУПАСС
Для системы КУПАСС специалисты кафедры строительных материалов и технологий ТГАСУ разработали инновационные технологии высокопрочного тяжелого бетона класса В-60 из местных сырьевых материалов и высокопрочного легкого бетона В-30 из керамзитового гравия. Ученые также подготовили технологические регламенты производства несущих и ограждающих конструкций новой системы, участвовали в проектировании нового завода по производству керамзитового гравия повышенной прочности.
Принципиально новое решение по конструированию и монтажу наружных панелей предложили сотрудники кафедры архитектуры гражданских и промышленных зданий архитектурного факультета. Сопротивление теплопередачи такой панели вдвое выше, чем в традиционном панельном доме, и в четыре раза больше, чем в кирпичном доме при толщине стены 77 сантиметров. Кроме того, используемые в этой системе окна, имеющие воздухообменные клапаны, также значительно лучше удерживают тепло.
Оригинальную разводку инженерных коммуникаций внутри здания внедрили специалисты кафедры теплогазоснабжения Института кадастра, экономики и инженерных систем в строительстве ТГАСУ. За счет горизонтальной разводки труб в таких умных домах будут установлены приборы учета и регулирования теплоснабжения непосредственно в каждой квартире, что даст значительную экономию средств. А система вентиляции позволяет автоматически регулировать подачу воздуха в жилые помещения и утилизировать тепло воздуха, используя его для отопления лестничных клеток. Внедренная автоматизация и диспетчеризация управления внутридомовыми и микрорайонными системами ведет к значительному снижению энергопотребления.
Специалистам конструкторских кафедр удалось разработать полносборный каркас с высокой сейсмостойкостью. Ученые предложили применить в проекте сейсмоизолирующие опоры и принципиально новые решения основных конструктивных элементов и узлов КУПАСС.
Сейсмоиспытания специально построенного полномасштабного фрагмента здания по системе КУПАСС, проведенные в ноябре 2015 года на производственной площадке ТДСК специалистами ЦНИИ строительных конструкций им. В.А.Кучеренко и Ассоциации сейсмостойкого строительства, подтвердили правильность конструктивных решений. Испытательный фрагмент выдержал сейсмические нагрузки до 9 баллов, при этом разрушений и трещин в конструкциях и узлах здания обнаружено не было.
Теплофизические, акустические и светотехнические испытания, проведенные в натурных условиях специалистами НИИ строительной физики РААСН, подтвердили высокую тепло- и звукоизоляцию ограждающих конструкций КУПАСС. Класс энергосбережения А++, установленный для дома-представителя по системе КУПАСС, на сегодняшний день является наивысшим для типового многоквартирного жилищного строительства. В итоге были получены положительные заключения специалистов центральных институтов России, позволяющие использовать найденные конструкторские решения для типового проектирования ТДСК на базе системы КУПАСС.
Можно смело утверждать, что ТГАСУ взял высокую планку, подтвердив реноме надежной стартовой площадки для перспективных инновационных проектов.

На снимках: руководитель мегапроекта профессор ТГАСУ Сергей Овсянников (слева) представляет систему КУПАСС министру образования и науки Дмитрию Ливанову; специально построенный по новой системе КУПАСС фрагмент трехэтажного блока каркасной панельной секции в натуральную величину выдержал все испытания на “отлично”.

Татьяна КУЗНЕЦОВА
Фотоснимки предоставлены
пресс-службой ТГАСУ

Нет комментариев