Концептуальной основой реконструкции зданий первой массовой серии является разработка и создание высокоиндустриальных гибких технологий, базирующихся на использовании принципиально новых объемных элементов заводского производства. Такое решение позволяет превратить технологический процесс реконструкции в монтажносборочный цикл и многократно сократить продолжительность работ.
Конструкции объемных блоков для надстройки и обстройки зданий обладают высоким уровнем заводской готовности, транспортной и монтажной технологичностью. Их отличительной особенностью является способность к геометрической изменяемости за счет применения шарнирных узлов.
Разработаны одно- и двухэтажные объемные блоки, обеспечивающие надстройку жилых зданий различных серий с шириной корпуса до 15,0 м. При этом габаритные размеры блоков принимаются в соответствии с шагом внутренних несущих стен для крупнопанельных зданий и кратным размещению оконных проемов для крупноблочных зданий с кирпичными стенами. Отличительной особенностью таких систем является возможность реализации пространства зального типа, что обеспечивает гибкую планировку квартир различного уровня.
Осуществлена оптимизация конструктивных решений объемных блоков с целью снижения расхода металла и увеличения надежности конструктивных элементов. Использование комбинированных конструкций из металла, плитного и заливочного утеплителя, тяжелого и легкого бетонов способствовало, кроме снижения общей массы, повышению тепло- и звукоизоляционных показателей.
Основными конструктивно-технологическими примерами являются надстройка мансардных этажей и пристройка лифтовых шахт и эркеров. Такое решение позволяет в кратчайшие сроки обеспечить цикл конструктивных работ без отселения жильцов. При этом достигается увеличение площади кухонь до 6 м2, за счет пристройки объемов в торцевой части зданий — получение дополнительных комнат площадью до 25 м2, расширение некоторых комнат на б… 12 м2. Надстройка мансардного этажа приводит к увеличению площади до 18…22 % к существующей.
Проектные разработки при реконструкции жилых домов серий 1-464,1-447, 1-510, 1-515 и др. показали, что использование принятой технологии обеспечивает прирост общих площадей в следующем диапазоне:
— пристройка объемных эркеров -19,4…20,6%;
— пристройка объемных эркеров и надстройка мансардного этажа — 42,6… 50,3 %;
— пристройка объемных блоков по периметру здания с надстройкой полного и мансардного этажей — 70,5…72,8 %;
— пристройка объемных блоков по периметру здания с надстройкой однодвухуровневых мансардных этажей — 70,5…72,8%.
Сопоставительные данные по реконструкции с надстройкой мансардных этажей, выполненные МНИИТЕП, ОЛЛИ, Велюкс, Stavoconsul, Miller GROUP и другими показали, что применение объемно-блочной надстройки снижает удельные трудозатраты в построечных условиях в 8… 10 раз и себестоимость 1 м2 площади на 26… 32%.
Разработаны технологии возведения мансардных этажей методами монтажа полублоков и укрупненных на пролет объемных элементов.
При обстройке зданий объемными элементами и надстройке мансардным этажом наиболее рациональной является схема производства работ, когда отдельным строительным потоком осуществляется монтаж с транспортных средств пристраиваемых блоков полной заводской готовности и со смещением во времени производится цикл надстройки мансардного этажа.
Технологические этапы надстройки и обстройки зданий с применением объемных блоков приведены на рис.1. Наиболее рациональным является укрупнение мансардных блоков на ширину пролета, что позволило перекрывать на один монтажный цикл до 50 м2 площади.
Укрупнение блоков производилось на специальной площадке с применением крана на пневмоходу, который осуществлял цикл разгрузочных работ и укрупнительной сборки. До установки блоков в проектное положение производилась установка оконных заполнений, гидротеплоизоляции становых соединений и других работ по доводке блоков.
Экспериментальные работы по возведению мансардного этажа и пристройки объемных блоков выполнены в 5-ти этажном доме коридорной системы с расстояниями между наружными стенами 14,6 м и длиной корпуса 60 м. Для надстройки использовались объемные блоки шириной 3,3 и 3,6 м. Общая площадь надстройки составила более 860 м2, а средняя производительность монтажа -около 2-х блоков в смену.
В процессе производства работ испытаны различные технологические схемы укрупнительной сборки, монтажа, доводки блоков до проектных параметров. Установлен ряд технологических пределов, требующих корректировки, внесены некоторые изменения конструктивного характера. Однако в общем плане получен значительный технологический и экономический эффект.
Реконструируемое здание существенно повысило архитектурную выразительность, улучшились эксплуатационные и технологические характеристики, комфортность квартир.
Дальнейшим развитием явилось совершенствование технологии возведения одно, двухуровневых надстроек методом надвижки укрупненных объемных блоков. Она наиболее эффективна при производстве реконструктивных работ без отселения жильцов. Ее реализация потребовала разработки специальных подъемников, устанавливаемых в торцах зданий и транспортных средств перемещения укрупненных объемных блоков по обвязочному поясу.
Одной из важных позиций при реконструкции жилых зданий первых массовых серий является повышение тепло-технических характеристик ограждающих конструкций и замена оконных и балочных заполнений.
Разработан новый метод утепления и облицовки фасадных поверхностей плитами из архитектурного бетона. Эта технология существенно расширяет архитектурную выразительность и повышает эксплуатационные характеристики зданий путем создания вентилируемых фасадов.
Применение облицовочных панелей из архитектурного бетона позволяет добиться высокой выразительности фасадов и их разнообразия. Использование рельефной поверхности, широкой цветовой гаммы и различной геометрической формы облицовки создает неповторяемость фасадов, а применение высокопрочных бетонов обеспечивает долговечность и эксплуатационную надежность.
Более технологично осуществлено размещение систем тепло- и водоснабжения в пристраиваемых объемах лифтово-лестничных блоков, что позволило организовать поквартирную подачу энергоносителей с установленным расходомером и регулятором потребления.
Применение индустриальных технологий производства работ позволило разработать ряд организационно-технологических моделей, обладающих многовариантностью, технологической гибкостью и высоким уровнем организационно-технологической надежности. Использование таких систем предусматривает создание конвейерно-поточных методов реконструкции малоэтажных зданий различных конструктивных схем.
Исследование организационно-технологических моделей показало, что наибольший эффект достигается при комплексной реконструкции квартала застройки, когда имеется возможность создания и функционирования долгосрочных потоков и их взаимосвязи во времени.