Cobiax

Разработчик технологии компания Heinze Cobiax International GmbH позиционирует ее как ключ к решению целого ряда задач. Данная статья содержит адаптированный материал с официального сайта компании-разработчика, а также наше собственное мнение, основанное на собственном опыте применения Cobiax SL.

Основные задачи, которые позволяет решить технология:

• повышение экологичности строительства;
• снижение стоимости строительства;
• повышение энергоэффективности здания;
• увеличение длины пролетов при сохранении несущей способности;
• повышение эстетики ЖБ-конструкций.

У сплошных железобетонных плит перекрытий есть существенный недостаток: они очень тяжелые. Собственный вес плиты иногда составляет половину от той нагрузки, которую она способна воспринять. Кроме того, при высотном строительстве суммарная масса всех плит перекрытий создает значительную нагрузку на вертикальные конструкции и фундамент здания, что, в свою очередь, влечет за собой увеличение габаритов и металлоемкости этих конструкций. А в некоторых случаях возникает необходимость применения заглубленных и свайных фундаментов.

Пустотные плиты (в том числе ребристые) широко применяются в панельном строительстве, начиная с 50-х годов прошлого столетия. В конце XX века появились разработки аналогичных технологий для монолитного строительства, которые позволяли снизить объем бетона благодаря применению пластиковых неизвлекаемых пустотообразователей различной формы.

Рассматривались различные варианты геометрии пустот в ЖБ-плитах, в частности применялись прямоугольные и кубические формы, слабым местом которых в прямом и переносном смыслах являлись переборки между пустотами. Основными техническими проблемами стали снижение несущей способности таких плит, а также плохая работа на сдвиг.

Инновация Cobiax заключалась в применении сферических и эллиптических пустотообразователей, которые обеспечивали образование пространственной формы, позволяющей сохранить несущую способность плиты без увеличения объема армирования. Этот эффект достигается за счет так называемой X-zone – бетонной «перемычки» между любыми двумя соседними пустотообразователями Cobiax. Геометрия этой области имеет решающее значение с точки зрения того, какой вес сможет выдержать плита.

Именно X-zone обеспечивает высокую несущую способность и безопасность пустототных плит. Согласно данным разработчика, ни один пустотообразователь отличной от Cobiax формы не может обеспечить аналогичную несущую способность без дополнительного усиления конструкции.

Технология получения пустотных плит, предложенная Heinze Cobiax International GmbH, основана на исключении бетона из «неработающей» центральной части плиты перекрытия. Это осуществляется посредством размещения пластиковых пустотообразователей специальной формы внутри заливаемой плиты.

Проектный расчет осуществляется в специализированном программном обеспечении, а также может быть реализован в универсальных расчетных комплексах (например, в ЛИРА САПР).

Пустотообразователи выкладываются между нижней и верхней сетками арматурного каркаса плиты заранее собранными модулями, между которыми должно выдерживаться одинаковое расстояние. Контроль этого расстояния осуществляется любым доступным методом.

Одним из нюансов применения технологии является неизбежно возникающая подъемная сила, выталкивающая пустотообразователи на поверхность в процессе заливки бетона. Мероприятия, позволяющие исключить всплытие и подъем модулей, необходимо предусмотреть в проекте производства работ. Например, возможен вариант фиксации каркаса модуля к верхней сетке армирования (подробнее см. документацию на сайте производителя).

Самое важное преимущество применения пустотных плит (относительно сплошных) – снижение объема бетона, требуемого для строительства объекта, без потери несущей способности плит перекрытий. Производными преимуществами применения технологии Cobiax:

• Снижение собственной массы здания дает возможность возведения объекта на слабых грунтах или с большим количеством этажей, а также повышение эстетики конструктива за счет «упрощения» каркаса.
• Сокращение земляных работ при подготовке котлована и упрощение конструкции фундамента.
• Повышение экологичности строительства.
• Снижение стоимости и времени возведения, а также сокращение количества единиц техники для доставки материалов на строительную площадку.
• Повышение энергоэффективности здания и звукоизолирующих свойств перекрытий (особенно низкочастотной составляющей) за счет наличия пустот.
• Увеличение длины пролетов при сохранении несущей способности плит перекрытия.

Следует отметить, что полученная с помощью пустотообразователей Cobiax пустотная плита является биаксиальной, то есть одинаково работает на изгиб по обеим осям, а также отлично работает на сдвиг (один из недостатков решений с другой пространственной формой пустотообразователей).

Важная особенность технологии Cobiax – возможность возведения экологически эффективных зданий, соответствующих высоким рейтингам LEED, DGNB и BREEAM. Экологичность решения связана с минимизацией объема бетона, требуемого для строительства. Таким образом, уже на стадии возведения Cobiax повышает экологический рейтинг здания.

Производство бетона и его доставка на строительную площадку являются далеко не экологичными процессами. По данным производителя, технология позволяет сократить объем бетона на 25–35%. Что, в свою очередь, позволяет снизить потребление невозобновляемых ресурсов на 22% и сократить выброс углекислого газа на 20% (относительно производства и использования плит сплошного сечения).

Пустотообразователи Cobiax на 100% состоят из переработанного пластика, пригодны для вторичного использования и легко утилизируются.

• Увеличение длины пролета за счет уменьшения собственной массы плиты, что позволяет реализовывать более свободную планировку и постпланировку помещений.
• Уменьшение количества колонн и опорных элементов за счет уменьшения собственной массы плиты.
• Возможность реализации более тонких – «изящных» – несущих конструкций как следствие снижения собственного веса плит перекрытий. Этот эффект можно усилить применением специализированного фибробетона.

• Снижение стоимости строительства благодаря сокращению количества бетона, уменьшению количества автобетоносмесителей для его доставки и упрощению конструкции фундаментов и котлованов.
• Сокращение сроков строительства за счет уменьшения объема заливаемого бетона.
• Увеличение арендопригодной площади и уменьшение ограничений для ее постпланировки в BTS-проектах за счет увеличенных пролетов. Как следствие, больше возможностей для дизайна интерьера.
• Повышение лояльности клиентов. Репутация eco-friendly компании все больше имеет значение для конечного пользователя на мировом рынке.
• Увеличение этажности строительства на слабых грунтах основания.
• Снижение трафика доставки материалов за счет уменьшения объема заливаемого бетона, что делает процесс снабжения более компактным и предсказуемым. Грубый расчет показывает: один грузовик с предварительно собранными пустотообразователями Cobiax заменяет примерно семь грузовиков с бетоном, а один грузовик с несобранными компонентами Cobiax заменяет колоссальные 25 грузовиков с бетоном.

Все эти преимущества в совокупности способны поднять прибыльность инвестиционно-строительного проекта в определенных нишах.

• Потенциальное снижение количества расчетных элементов конструкции (например, таких как колонны, пилоны, балки, преднапряженные плиты) и упрощение конструкции котлована за счет уменьшения общей массы здания.
• Наличие специализированного расчетного софта, а также возможность расчета в популярных CAD-системах.
• Документированность и наличие библиотек для Autodesk Revit и ArchiCAD (LOD 200 и 300).

• Снижение трудоемкости строительства за счет снижения объема заливаемого бетона.
• Простой монтаж систем Cobiax, которые поставляются на строительную площадку собранном или в разобранном виде.
• Снижение трафика доставки. Благодаря снижению потребности в бетоне требуется до 35% меньше грузовиков для доставки бетона. Это не только способствует бесперебойному ходу строительного процесса, но и повышает уровень лояльность населения окружающей застройки.

• Cobiax EL (EcoLine). Линейка Cobiax EL была первой стандартизированной и сертифицированной линейкой Cobiax.
• Cobiax SL (SlimLine). Эта линейка обеспечивает более эффективную транспортировку и более простую сборку благодаря разборной конструкции оболочки пустотообразователя.
• Cobiax CLS (Concrete Lightweight Structures). Для широких областей применения со всеми видами плит, независимо от их толщины. Линия инновационных продуктов была разработана с учетом оптимизации логистики, сборки, простоты обращения на строительной площадке, прочности, безопасности и высокой производительности.

В России технология Cobiax пока мало популярна. Это связано, в первую очередь, с низкими трендами экологического строительства в нашей стране, а также с доступностью бетонных смесей. Дополнительно, как и любая новинка в области проектирования, Cobiax воспринимается очень настороженно специалистами как в среде конструкторов, так и в среде девелоперов из-за малого опыта применения в России и отсутствия отработанных локальными специалистами расчетных методик.

Тем не менее Cobiax имеет достаточно объемное портфолио проектов, представленное на сайте производителя, а это ясно показывает, что технология надежна и со временем обязательно займет свою нишу в российском строительстве. Тем более что примеры применения уже имеются. В частности, мы применяли пустотообразователи Cobiax в проекте ЖК «Символ» (застройщик ДОНСТРОЙ).

Нами отмечены как плюсы, описанные выше, достоверность которых мы подтверждаем, так и некоторые нюансы, требующие особого внимания, а именно:

• Технология новая, а потому требует усиленного контроля качества выполнения строительно-монтажных работ как на этапе установки пустотообразователей, так и на этапе их подготовки.
• На наш взгляд, необходимо проводить квалификационные инструктажи для инженерно-технических работников, осуществляющих контроль качества выполняемых работ, при этом важно доносить суть технологии и все принципиальные моменты.
• Снижение общей трудоемкости процесса на строительной площадке весьма спорно, а следовательно предложенная технология едва ли обеспечивает преимущество, т.к. возникает необходимость в дополнительных технологических процессах (монтаж, укладка, контроль).
• Повышенный риск возникновения брака из-за новизны технологии, что вызывает необходимость последующей оценки влияния этого брака на прочность.