Яндекс.Метрика

Люди практической науки

29.04.2013

А вы бы стали жить в домах из стали?

Что такое надежный дом? В каком доме реально выжить во время пожара или урагана? Профессор, доктор технических наук, главный научный сотрудник ГНЦ РФ "ЦНИИТМАШ", автор дома-сейфа и еще около 50 изобретений Эдуард КОЛПИШОН считает, что приоритетным направлением в строительстве должно стать увеличение потребления стали. Этот вывод он сделал, сравнив строительные технологии Скандинавии, России, Китая, Южной Кореи, Японии, Израиля и США.

Что такое надежный дом? В каком доме реально выжить во время пожара или урагана? Профессор, доктор технических наук, главный научный сотрудник ГНЦ РФ "ЦНИИТМАШ", автор дома-сейфа и еще около 50 изобретений Эдуард КОЛПИШОН считает, что приоритетным направлением в строительстве должно стать увеличение потребления стали. Этот вывод он сделал, сравнив строительные технологии Скандинавии, России, Китая, Южной Кореи, Японии, Израиля и США.

- Так что такое надежный дом?

- Вы помните авиационную атаку башен-близнецов и Пентагона 11 сентября 2001-го? Помните, сколько времени простоял Пентагон?

- Надо полагать, дольше, чем башни? Это же Пентагон...

- 19 минут! Ведь что такое Пентагон? Это обычная железобетонная конструкция. И эта низкая, массивная конструкция рухнула в минуты.

- А сколько простояли близнецы?

- Один стоял 1 час 12 минут. Второй - 1,5 часа. А по нормативам должны были простоять 3 часа! Любое современное здание должно стоять до обрушения при пожаре 3 часа -чтобы люди успели выйти. Если бы близнецы простояли хотя бы 2 часа, все люди оттуда бы вышли!

- Из чего были небоскребы сделаны?

- Стальная каркасная конструкция. Но из "Боинга" пролилось большое количество авиакеросина, а в зданиях - канцелярия, столы, бумаги. Все быстро вспыхнуло. Температура пожара достигла 1100 - 1200 градусов. На такие температуры здание не было рассчитано. Нормальный обычный пожар - это около 800°. Бетон выдерживает 300°, при температуре 600° он теряет прочность. Стальная арматура при 700 - 800° также теряет прочность. Но стальная конструкция выдерживает более высокие температуры и, главное, дольше, чем железобетон! Это одно из доказательств того, что у стального строительства явные преимущества.

- В чем минусы бетона, кроме невысокой огнестойкости?

- Свойство бетона таково, что он работает только на сжатие. Как кирпич. Вот десантники лихо раскалывают кирпичи ладонью. Почему? А потому что кирпич работает только на сжатие. Его хоть о голову можно расколоть, если обеспечить изгиб и не бояться боли. То же и с бетоном. Поэтому в бетон закладывается от 3 до 10% арматуры, которая работает на растяжение и на изгиб. Без стали из бетона ничего серьезного не построишь. И в целом, от тщетных надежд на огнестойкость традиционных железобетонных конструкций, я считаю, надо отказываться.

- А минусы у стали как стройматериала есть?

- Ее недостаток - низкая стойкость против коррозии. Сталь ржавеет достаточно быстро. Вот мы видим, как по стальному мосту постоянно ползают маляры и красят его. И матросы вечно красят свои ржавые корабли. Так и строительные конструкции из низколегированных и углеродистых сталей - они все ржавеют, только в домах мы этого до поры до времени не замечаем. Вообще, в год в мире производится 1,5 млрд тонн стали, и 2% от этого выпуска - 30 млн т в год - съедает коррозия.

- Потому и хрущевки разваливаются - из-за коррозии?

- Они и были рассчитаны на 30 - 40 лет. Начало строительства хрущевок относится к концу 1950-х - началу 1960-х годов, и сейчас они пришли в негодность - проржавели закладные элементы железобетона. Если дом будет просто железный - он тоже будет ржаветь. Ничего удивительного.

- Значит, из железобетона возможно в принципе построить хороший дом?

- Хороший дом надо делать из железобетона и нержавейки. Ту же арматуру делать из нержавеющих и огнестойких сталей. Когда возводят современный небоскреб, используют именно такую арматуру. И она стоит не 30 лет, а 100 - 150 лет.

Хорошо показали себя конструкции, в которых арматура в бетоне не внутри, а снаружи. Это и опалубка, и несущая конструкция, и если труба сделана из нержавеющей стали, то эта конструкция будет стоять 200 - 300 лет. В Китае, Японии, Эмиратах строят, используя технологию трубобетона.

- Но строить из нержавейки - это же жутко дорого!

- Кажется, что дорого. Обычная сталь стоит $1 за 1 кг, нержавейка - и $2, и $5. Это отпугивает застройщиков. К сожалению, люди недооценивают важность долговечности конструкции и величины расходов на обслуживание. Но если взять ту же Южную Корею - там все с точностью до наоборот. Там каждый уважающий себя кореец строит себе дом. Строит всю жизнь, не торопясь. Чтобы к старости иметь комфортное, надежное жилье, с магазинчиком, мастерской на первом этаже. И это все -из максимально долговечных материалов: кирпича, высококачественного бетона, нержавейки! Из них он строит дом навсегда. Чтобы и дети здесь жили - в отличие от американцев, корейцы хотят жить вместе со взрослыми детьми.

- Что включает в себя понятие "надежный дом"?

- Каждый дом - это конструкция. Она должна выдерживать собственный вес, ветер, землетрясения. Но помните ужасные разрушения на Сахалине, в Армении? Откуда они? Почему вдруг оказалось, что сооружения легко разрушаемы? Ответ прост - мало того что использовали "типовые" среднерусские конструкции, но еще и не доложили цемента, воровали, нарушали технологии строительства. Так что надежный дом - это: конструкция, учитывающая местные и экстремальные условия, правильный выбор конструкционных материалов, соблюдение технологий. Все эти условия легче соблюдать, изготавливая секции дома, ячейки, на заводах, а на стройплощадке только собирать их. При такой технологии можно возводить высотку с темпом этаж в сутки, как китайцы.

Важнейший вопрос - теплоизоляция для поддержания комфортной температуры при минимальных затратах энергии на кондиционирование. В жару в доме должно быть прохладно, в морозы - тепло. Комфортная температура зимой зависит не от отопления. Наши соседи в Скандинавии это хорошо понимают. Норвежский, шведский, финский дом непродуваем и имеет индивидуальную систему отопления. Но что мы видим на нашем Севере! Вы видели фотографии Тикси? Смотришь на видео из Тикси - это же сплошное головотяпство. Когда котельная остановилась, все - поселок погиб. Потому что дома подключены к централизованной котельной. А на улице -48°! То же в Якутии. Но почему в условиях Крайнего Севера у нас не предусмотрены дома с локальным отоплением и высокой степенью теплозащиты? Экономия!

- То есть не на том надо экономить?

- А сейсмозона! Ответьте мне, нужен ли в сейсмозоне многоэтажный дом из сборного или даже сейсмостойкого железобетона, с большими затратами на арматуру, стены, со специальным, гасящим колебания фундаментом? Нет, совершенно не нужен.

- А какой нужен?

- В сейсмозоне нужно ставить сварные одноэтажные стальные дома, состоящие из высокопрочных ячеек заводского изготовления. Такой дом можно ставить на землю без фундамента. Он будет заякорен, чтобы его не опрокинул ураган или не обрушило в провал землетрясение, а при наводнении он всплывет, если отдать якоря.

- Вы же разработали дом-бункер на случай катаклизмов?

- По моим расчетам, человеку для комфорта нужна нора, жилая ячейка размером 3x6 м и высотой 2,5 м. Эдакий морской контейнер с внутренним объемом 45 м3. Я посчитал, что 3,5 млрд т цемента, производимого в мире сегодня, достаточно, чтобы всех нас обеспечить такими ячейками для жилья, но цемент уходит на обычные дома. Сталь, разумеется, для жилой ячейки лучше.

- Придет ураган и сдует ваш домик, как девочку Элли из страны Оз.

- Даже если сдует, он на место встанет - он тяжеленький. Если землетрясение - не развалится, благодаря высокой прочности, трещиностойкости стали при любых видах нагружения и жесткости конструкции ячеек. Если наводнение - будет плавать. Дом-сейф объемом 45 м3 со всей начинкой будет весить тонн 15, то есть ватерлиния пройдет примерно на 1/3 высоты дома, на уровне подоконника.

- То есть это не дом, а Ноев ковчег?

- Точно. Но мы свое изобретение назвали более прозаически - "Дом-сейф". Уточню так же, что далеко не везде нужны дома-сейфы. Основная масса людей прекрасно живет в обычных жилищах.

- А если жить в стальном сейфе, то кости, наверное, не заболят.

- Но на стальной же яхте вам хорошо! На лайнере, пароме. Они внутри отделаны деревом, гипсокартоном, керамикой. Тепло, сухо. А жить полезно в сухих теплых помещениях. Все зависит от начинки дома.

И, конечно, для любого дома нужна теплоизоляция. Для стального хороши волокнистые огнеупоры, волокнистая керамика, которая делается из натуральных материалов - это песок, глина, шлак. Для примера возьмем печи с футеровкой из такой керамики. Температура в печи до 1200 градусов, но если вы приложите руку к стальному кожуху, то почувствуете лишь тепло. У этой керамики низкая теплопроводность, высокие теплозащитные и теплоизоляционные свойства, она обеспечивает хорошую защиту прилегающих поверхностей от повреждений. Это на сегодняшний день - идеал. Благодаря такой изоляции, когда вокруг будет пожар, вы, возможно, и попотеете в своем доме, но пожар пересидите, если хватит воздуха.

- В мире принято строить безопасные ячейки?

- Уже в каждом обычном доме в Израиле есть специальное помещение безопасности. И на Рублевке они есть. Они, правда, не из стали, а из бетона. Толщина стенки такой ячейки - до 1 метра, а для стальной достаточно 10 - 12 мм. Они рассчитаны не на артобстрел или гранатометный выстрел, но от радиационного поражения или бактериальной, или химической атаки, осколочного действия мин и бомб, пулевого обстрела защитят. Они не боятся землетрясений, смерчей, торнадо, ураганов. Выдержат скорость ветра до 300 км/ч.

Такие ураганы бывают пока редко, но скорость ветра 120 км/час вероятна и в Ленобласти, и в Москве. Почему бы и нам не подумать о ячейках безопасности? А затопления? В России ежегодно затопляется 30 тысяч поселений. Но в том же Крымске сейчас что сделали? Построили те же обычные дома. Только на пригорочке...

А ведь из стали можно строить, что угодно. Дома, ячейки, вагончики. Трейлеры - не из алюминия, как это сейчас распространено, а из стали. А баржи! По Сене когда гуляешь, тебе расскажут, что в этой барже живет, например, Ален Делон. Как комфортно! Пожил на Сене, отбуксировался и отправился пожить на Сицилию. Куда угодно. Баржа -прекрасный дом.

Вообще, из 1,5 млрд тонн мировой стали основная масса потребляется строительством. Из 35 млн т нержавеющей стали тоже 90% идет в строительство, остальное в высокие технологии, оборонную промышленность, космос.

- За счет чего нержавейка дороже?

- В ней больше легирующих элементов - это хром, никель, молибден. Любая нержавеющая сталь содержит не менее 9% хрома. Лучше, если его будет 13%. Присутствие хрома и делает сталь нержавеющей. Вообще, составов нержавеющей стали много - это могут быть в зависимости от состава жаропрочные, хладостойкие, высокопрочные стали.

Половина мирового производства нержавеющих сталей - это 15 - 17 млн тонн - приходится на КНР. В Китае есть свой хром, молибден. Китайцы построили замечательный металлургический завод "Баошань" в Шанхае. Это одна из основ промышленной мощи страны. Там выпускают до 6 млн т нержавеющей стали в год. Мы ввозим из Китая 150 тыс. тонн нержавейки.

- Зачем ввозить из Китая, когда у нас свои заводы?

- Вся Россия производит 150 тыс. т нержавейки в год. Всего!

- Не нужна, значит.

- Наша строительная промышленность не желает потреблять нержавеющую сталь. Застройщикам почему-то это в голову не приходит. Даже по части крыш.

- Расскажите про крыши! Для Петербурга - это актуально!

- Итак, сколько служит крыша из оцинкованного железа? 10 - 15 лет. А те же американцы ставят крыши на 100 лет! Да, они раза в 3 дороже. Но и служат не 15 лет, а 100.

Крышу можно сделать из высокопрочной нержавеющей стали толщиной 0,2 мм - это в 3 раза тоньше, чем обычный кровельный лист. Что касается цены, то кровельный сверхтонкий лист из высокопрочной стали сопоставим с обычным листом толщиной до 1 мм.

- В Петербурге тоже производят сталь. Насколько она востребована?

- Есть у нас так называемая Ижорская промышленная площадка. На ней расположено несколько прекрасных заводов. Там стоит новейшее оборудование. Стоит сталепрокатный стан - на нем 600 тысяч тонн в год можно катать, 10 млн м2 стального листа 10 - 12 мм толщиной. Но все заводы на Ижорской площадке недогружены. Нет заказов. А заводы надо загружать! Чтобы производили нержавеющую сталь, а из нее лист, трубы делать, заготовки для переката на кровельный или автомобильный лист.

Застройщики и строители не используют возможности наших заводов. Якобы дорого. Но посчитаем - в строительстве жилья половина средств идет на зарплату, половина на материалы, где сталь составляет всего 3 - 5%. Применение вдвое более дорогой нержавеющей стали увеличивает расходы при строительстве лишь на 5 - 10% для конечного потребителя. Всего. Но расходы на эксплуатацию раза в полтора снизятся. А срок службы здания увеличится.

Источник: Город812