Panelbostadskonstruktion är en av metoderna för prefabricerad konstruktion , inklusive den moderna metoden för bostadsbyggande med stor panel (KPD), med frisläppandet av alla delar av panelbyggnader hos specialiserade företag för bostadsbyggande med stor panel och rampanel: KPD anläggningar eller betonganläggningar, KPD-tröskor eller husbyggnadsanläggningar (DSK) ; = en metod baserad på användning vid konstruktion av flervåningsbostadshus, stora administrativa och offentliga byggnader av standardserier av prefabricerade konstruktionselement av byggnader: block, stora armerade betongpaneler och plattor av fabrikstillverkning [1] [2 ] .
Byggande av panelbostäder i världspraxis används ofta i närvaro av tre huvudförutsättningar:
Byggandet av panelhus är omöjligt i avsaknad av vägar med tillräcklig bärkraft och bredd (specialfordon för leverans av stora monteringsenheter - panelbärare, som en del av ett vägtåg väger upp till 40 ton och har transportsvängradier upp till 18 meter eller kräver organisering av genomgående passager längs varje monterat hus). Användningen av kraftfull lyftkranutrustning på byggarbetsplatser (paneler som väger upp till 9 ton med en räckvidd på minst 30 meter kräver användning av kranar med en lyftkapacitet på 14 ton).
De positiva egenskaperna med panelhuskonstruktion är den snabba monteringen av strukturerna i bostadshuset under uppförande, den höga graden av efterbehandlingsberedskap hos strukturerna (helst plana element och ytor som inte kräver efterbehandlingskostnader), kvaliteten på strukturerna och prefabricerade element som produceras med den industriella metoden är mycket högre än för de strukturer som tillverkas under förhållanden på byggarbetsplatser. Det maximala antalet våningar bestäms av beräkningen av strukturerna i ett bostadshus och kan vara 25 våningar eller mer.
Moderna prefabricerade bostadshus utvecklas samtidigt med de föränderliga tekniska lösningarna inom produktionen. Konkurrensen i produktionen är mycket hög, vilket tvingar teknologer från husbyggande fabriker att inte bara attrahera material och teknologier som minskar direkta materialkostnader, utan också att förbättra konsumenternas kvaliteter hos produkter, inklusive toleranserna för avvikelser i produkternas geometriska parametrar reduceras, produkterna blir mer bekväma vid installation, vid efterbehandling. Färdiga lösningar för fasadbearbetning används i fabriken. Produktionen går praktiskt taget bort från att vara bunden till ett fast designsteg, det vill säga produkternas dimensioner kan nu endast begränsas av viktparametrar och transportmått vid leverans.
Under moderna tekniska förhållanden har de positiva egenskaperna hos panelbostadsbyggande blivit ganska applicerbara på låghus och individuellt bostadsbyggande.
Den samlade erfarenheten från de norra länderna i Europa av låghuskonstruktion med paneler (Finland, Sverige, Estland och Tyskland) tillåter användningen av ny teknik inte bara vid produktion av paneler utan också i designlösningar för installation av byggnader. Så inte bara svetsade, utan också fyllmedel (monolitiska eller korrekt - "monolitiska") strukturella gränssnitt har hittat tillämpning i konstruktionen, vilket gör strukturen inte bara monolitisk utan ökar också strukturens totala motstånd mot påverkan av vind ( blåsning av sömmarna), förenklar lösningen av problem med tätning. Den strukturella beräkningen av en sådan byggnad görs som en monolitisk byggnad (i motsats till svetsade enheter, som betraktas som gångjärnsförband i beräkningen), med hänsyn tagen till de förstärkta anslutningarna i själva strukturella korsningarna.
Det finns också fabriker i Ryssland som använder moderna tekniska lösningar och komponenter i panel- och ramhuskonstruktioner.
Huvudtyperna av konstruerade panelbyggnader är för närvarande ram- och ramlösa. Den första typen inkluderar rampanel, och den andra - stor panel. Installation av byggnader av båda typerna är gjord av industriella prefabricerade armerade betongkonstruktioner [3] [4] .
Byggnader med rampaneler är indelade i två strukturella scheman: med en hel ram och med en inre ram [3] .
Byggnader som uppförts enligt schemat "full ram" är strukturellt en rumslig ram, som är utformad med hjälp av yttre stödpelare-pelare och räfflade golvpaneler . Paneler av väggar och inre skiljeväggar är fästa på stativen på ramen , som är bärande [3] . Dessutom omfattar schemat "full ram" byggnader med en tvärgående och längsgående ram [4] .
I byggnader av typen "inre ram" finns inga utvändiga bärpelare och de invändiga pelare och paneler på ytterväggarna som golvplattorna vilar på [3] fungerar som bärande .
Spännvidden av rampanelbyggnader är 5,6 m eller 6 m. Kolumner är åtskilda längs byggnaden med ett steg på 3,2 m eller 3,6 m. Höjden på golven i sådana byggnader är 2,8 m med två våningar kolumner. Anslutning av tvärstänger och pelare är svetsad. Pelarna har konsoler som går igenom och är gjorda av valsat I-balk stål. Tvärbalkar är baserade på dessa konsoler, med deras nedre del, gjord med underskärning [4] .
I höga rambyggnader (12 till 16 våningar och uppåt) är steget mellan de tvärgående ramarna 6 m, vilket möjliggör en friare layout av lokalerna [4] .
Höjden på golv i höghus, beroende på deras syfte, kan vara:
Stora panelbyggnader är av den ramlösa typen. Beroende på antalet våningar i byggnaden och dess syfte finns det olika designscheman [3] .
Bostadshus med stora paneler och hus av hotelltyp upp till fem våningar höga är indelade i tre huvudscheman:
I byggnader med tvärgående skiljeväggar är de bärande elementen de invändiga tvärväggar som golvplattorna vilar på. Externa paneler i sådana byggnader är extremt lätta och förstorade och fungerar endast som omslutande element, eftersom de inte uppfattar belastningen från taken [3] .
Det finns paneler för väggar och golvpaneler mellan golv. För väggar görs invändiga och yttre paneler [1] . Deras dimensioner fastställs på projektstadiet och beror direkt på lokalernas storlek [3] . Elementen i ett hus med stor panel inkluderar också landningar och marscher, sanitetshytter [5] , volumetriska block av hisschaktet , ventilationsblock samt skärmar för stängsel av balkonger och loggier.
Yttre väggpaneler tillverkas i två huvudvarianter:
Yttre väggpaneler som används i byggnader med ett strukturellt schema som "tvärväggar" tillverkas med hjälp av lätta byggmaterial: expanderad lerfiberarmerad betong, cellbetong [3] .
Längden på panelerna för ytterväggar som används i femvåningsbyggnader är lika med stigningen på de tvärgående panelväggarna. Beroende på byggnadens syfte produceras fasadskivor i följande storlekar: 2,5 m; 2,8 m; 3,2 m; 3,6 m och 6 m [4] .
De är gjorda i ett lager och lätt eller vanlig armerad betong används som material. Beroende på tjocklek kan invändiga paneler användas både som bärande väggar och som förstyvande membranpaneler. Innerväggar som inte är bärande monteras huvudsakligen som skiljeväggar av lätt konstruktion [1] .
Det finns tre huvudtyper av golvplattor:
Väggpaneler kan tillverkas av stora block (keramiska block, gassilikatblock, askeblock, etc.). Produktionen av paneler utförs på specialutrustning, där de mest arbetskrävande processerna är automatiserade. För transport och installation används specialutrustning. I fallet när väggarna av keramiska block tillverkas i verkstaden och sedan transporteras till byggarbetsplatsen, är installationen möjlig på kortast möjliga tid med lägsta arbetskostnad och under alla väderförhållanden. Uppsättningen av utrustning för tillverkning av väggar, utrustning för transport och installation är en teknik för färdiga väggar.
Fördelar med färdig väggteknik:
Produktionen av alla delar av panelbyggnader utförs på specialiserade företag som kallas bostadsbyggnadsanläggningar med stor panel och rampanel. Produktionen av element i en storpanelbyggnad kan utföras på följande tre (huvud)sätt [6] :
I Sovjetunionen, sedan början av 1960 -talet , fanns det standarddesigner för KPD-anläggningar, vars kapacitet varierade från 35 till 140 tusen m² yta per år. Den vanligaste av panelproduktionsmetoderna i Sovjetunionen var kassett [6] .
För transport av färdiga paneler används specialfordon - panelbärare (ram, ramlös, fackverk), som är en trailer eller semitrailer . Deras bärkraft kan nå 24 ton [7] .
Installation av höga rambyggnader utförs med hjälp av ett kommunikationssystem [4] .
Konstruktionen av ramlösa byggnader består i användningen av inre och yttre bärande väggpaneler och golvplattor, som installeras bredvid varandra och ovanpå varandra på ett sådant sätt att efter att ha gjutit betong i sömmarna och fogar mellan dem , erhålls en stabil struktur [1] [3] .
Komponenterna i ett panelhus, som är stora armerade betongplattor , tillverkas på husbyggande fabriker [8] . Kvalitetsmässigt kommer alla produkter som tillverkas i fabriken med korrekt teknisk kontroll alltid att skilja sig i positiv riktning från produkter som tillverkas direkt på byggarbetsplatsen.
Konstruktionen av ett panelhus liknar monteringen av ett barndesignsats. Färdiga delar av konstruktionen levereras till byggarbetsplatsen, som byggarna bara behöver montera. Som ett resultat är arbetsproduktiviteten i en sådan byggnad mycket hög. Arean på byggarbetsplatsen är mycket mindre än vad som krävs för att bygga ett tegelhus . Sådana långa och arbetskrävande processer, som att installera armering eller betong , som är typiska för monolitisk bostadskonstruktion , är helt uteslutna. Och det är just i detta som experter ser den främsta fördelen med panelhusbyggande framför andra typer av byggnation. Fördelen med panelhus [9] är också att det inte kommer att krympa efter konstruktion, och lägenheter i sådana hus kommer inte att kräva speciella reparationer och utjämning av ytor.
Nackdelen är oförmågan att producera ett brett utbud av mönster. Detta gäller särskilt för olika former av tillverkade strukturer, som är begränsade till standardformar . Faktum är att endast strukturer som kräver massapplicering tillverkas på armerad betongfabriker. Mot bakgrund av denna omständighet leder det utbredda införandet av prefabricerad betongteknik till uppkomsten av ett stort antal byggnader av samma typ, vilket i sin tur leder till försämring av regionens arkitektur. Ett sådant fenomen observerades i Sovjetunionen under masskonstruktionsperioden.
De första husen som använde stora paneler gjorda av armerad betong dök upp 1910 som en del av Forest Hills Gardens , som ligger i en av förorterna till New York , Queens . Detta projekt var en trädgårdsstad .
Uppkallad efter ingenjören och arkitekten Grosvenor Atterbury , är konstruktionsprincipen känd i Europa som Atterbury-systemet . I Storbritannien och Frankrike föregicks detta av uppförandet av experimentella strukturer med små betongelement. I dessa strukturer användes massproducerade element från andra källmaterial - trä , metall , etc.
Fram till 1920 baserades arkitekturen på byggnader och strukturer på landets nationella och kulturella särdrag. Byggnadsformerna var en uppsättning olika arkitektoniska epoker. Deras konstruktion krävde handgjorda byggmaterial och följaktligen var de dyra. Installationen av de bärande väggarna i byggnader utfördes med murverksmetoden . Tiden och kostnaden för denna metod var mycket hög.
En snabb urbanisering krävde storskaligt bostadsbyggande och ny byggteknik och teknik. Den nya metoden för prefabricerad konstruktion, med användning av standardpaneler prefabricerade i fabriker , minskade byggtiden, och följaktligen kostnaden för hela strukturen.
Efter 1920 uppstår en ny arkitektonisk epok, som sedan 1950-talet har kallats Internationell stil .
Hans huvudidéer:
Prefabricerad storpanelskonstruktion förbättrades mer och mer och så småningom blev metoden en erkänd stil. Avvisandet av krusiduller och dekorationer av byggnader, såväl som användningen av standardmaterial, gjorde formen på byggnader enhetlig.
I Tyskland byggdes den första byggnaden, ritad av dåvarande byggnadsrådgivaren Martin Wagner , mellan 1926 och 1930 i Berlin-Lichtenberg , då en del av distriktet Berlin-Friedrichsfelde . Samtidigt handlade det om uppförandet av en 138-lägenhetsbostadsbostad av en militärboplats med byggnader två till tre våningar höga.
Byns byggarbetsplats förbereddes på samma sätt som platsen för traditionell tegelkonstruktion. Flerskiktiga betongpaneler som väger upp till 7 ton gjuts på plats och sedan flyttades de med en portalkran till monteringsplatsen och levererades till platsen för installation. Denna konstruktionsmetod användes av Martin Wagner innan, 1921 , vid byggandet av betongbyn , i ett av bostadsområdena i Amsterdam Ost- distriktet .
Le Corbusiers bostadsenhet var en typ av höghus och var prototypen för modernt storpanelsbyggande inom arkitektur och bostadsfilosofi. Le Corbusier presenteradegrunden för sin idé 1925 i Esprit Nouveau - paviljongenpå världsutställningen i Paris . Modeller av Le Corbusiers bostäder uppfördes i fyra franska städer och i Berlin mellan 1947 och 1965 .
Projekten var tänkta att fylla bostadsbristen efter andra världskriget . Le Corbusier såg sitt hyreshusprojekt som den idealiska lösningen för massutveckling. Han ville uppnå en hög effektivitet genom standardiserade produkter. Denna form av förvaltning och bred spridning var tänkt att ge ökad komfort till massorna av befolkningen. Stora och billiga prefabricerade hus byggdes, vilket bidrog till Le Corbusiers popularitet och hans metod för standardbyggande.
Sedan dess har bostadssamhällen, höga kontorsbyggnader, industribyggnader och strukturer samt byggnader och strukturer för andra ändamål byggts och byggs fortfarande över hela världen, gjorda av betongpaneler och prefabricerade betongelement gjutna på plats eller prefabricerad.
Den vetenskapliga utvecklingen av projekt för bostadsbyggande med panelram började 1940, vid forskningsinstitutet för konstruktionsteknik vid Arkitektakademin i Sovjetunionen av ett team ledd av G. Kuznetsov. Kriget avbröt dock dessa arbeten. I slutet av 1943 - början av 1944 uppstod frågan om påskyndat byggande av permanenta kapitalbostäder för byggare och operatörer av ett aktivt expanderande nätverk av kraftverk i Ural . I detta avseende hölls ett brådskande möte i Sverdlovsk , i Glavoralenergostroy-stiftelsen. Under mötet diskuterades frågan om höghastighetsbostadsbyggande. Aleksey Timofeevich Smirnov, chefsingenjör för förproduktionsgruppen, föreslog armerade betongpaneler som material. Under ett stormigt möte godkändes Smirnovs förslag. Den 11 juli 1944 utfärdade förvaltningen order nr 74. Dess nyckelfras var: "Ordna en anläggning för tillverkning av byggnadskonstruktioner och delar" [10] . Produktionen startade i staden Berezovsky (en förort till Sverdlovsk ), här i december 1945 monterades det första panelhuset i landet [10] [11] [12] .
År 1947 designade Institute of Construction Technology vid Akademien för arkitektur i Sovjetunionen ett 4-vånings ramhus med stora paneler som fyller väggarna. I början av 1948 byggdes huset i Moskva på Sokolina Gora. Så byggandet av stora paneler, efter att ha fått en start i Uralstaden Berezovsky, utvecklades över hela landet. I Moskva testades den industriella metoden för att bygga flervåningsbostadshus av arkitekten V. I. Svetlichny , som bestod i den utbredda användningen vid konstruktion av prefabricerade strukturer och armerad betong, vilket lade grunden för ytterligare panelhuskonstruktion.
1-506 är en av de första sovjetiska standardserierna av bostadshus med stor panel. Den utvecklades av institutet " Lenproekt Archived July 27, 2020 at the Wayback Machine " i mitten av 50-talet [8] . Hus av denna serie började byggas i Leningrad 1956. De första husen var experimentella och betecknades med koden 1-506E. Dessa hus blev en övergångsperiod från stalinok till Chrusjtjov och kallades panel stalinkas. Hus i 1-506-serien ärvde från stalinok bilderna av rum, höjden på taken, separata badrum och tjocka ytterväggar som ger värmeisolering.
1950-talets arkitektur designades och byggdes med direkt deltagande av Corbusier . Först och främst är detta Marseille-kvarteret (1947-1952) - ett hyreshus i Marseille , ensamt beläget på ett stort grönområde. Corbusier använde i detta projekt standardiserade "duplex" lägenheter (på två plan) med balkonger med utsikt över båda sidor av huset. Från början var Marseille-blocket tänkt som en experimentell bostad med idén om kollektivt boende (en sorts kommun ). Inne i byggnaden - mitt på höjden - finns ett public service-komplex: en cafeteria, ett bibliotek, ett postkontor, livsmedelsbutiker med mera. På loggiornas omslutande väggar användes för första gången i en sådan skala färgning i ljusa rena färger - polykromi . I detta projekt användes också i stor utsträckning proportionering enligt Modulor- systemet .
Liknande bostadsenheter (delvis modifierade) uppfördes senare i städerna Nantes-Reze (1955), Brie-en-Foret (1961), Firminy (1968), i Västberlin (1957). Dessa byggnader förkroppsligade idén om Corbusiers "Radiant City" - en stad som är gynnsam för mänsklig existens.