Роман Вербельчук, руководитель группы
Европейский опыт создания объемных модульных инженерных сооружений насчитывает уже более 80 лет. Эти технологии появились сначала в Германии, а затем уже распространились по всему миру.
Железобетонные инженерные сооружения можно без преувеличения назвать основой современных строительных технологий, которые успешно применяют при возведении инженерных инфраструктурных объектов.
Основным направлением технической политики в области строительства объемных модульных инженерных сооружений является снижение их стоимости, энергоемкости и трудоемкости при высокой долговечности и надежности, повышение технологичности как отдельных элементов, так и модульных конструкций в целом. К настоящему времени во всем мире наибольшее распространение в строительстве инженерных сооружений получили полносборные объемные конструкции.
Под объемными инженерными сооружениями понимают конструкции, монтируемые из крупных объемных блоков. Они особенно перспективны, так как в большей степени отвечают требованиям индустриализации и позволяют почти полностью перевести строительство зданий на заводской конвейер, включая весь комплекс электромонтажных и архитектурно-отделочных работ. На строительной площадке выполняют лишь монтаж готовых элементов модульных конструкций.
В России в конце 20 века эта технология получила широкое применение на рынке бетонных комплектных трансформаторных подстанций.
В 2006 году компании «ПО Элтехника» и «ЭЗОИС», широко известные производители электротехнического оборудования, создали совместное предприятие «Энергомодуль» по изготовлению бетонных модульных конструкций для трансформаторных подстанций и построили новый завод в Тосненском районе Ленинградской области. Предприятие находится в непосредственной близости от автодорожной магистрали М10, связывающей города Санкт-Петербург и Москву. Производственные площади завода составляют более 3000 м2 с тремя формовочными комплексами зарубежного производства общей производительностью до 90 бетонных модулей в месяц.
Специалисты нашей компании внимательно изучили зарубежный опыт производства и рынок БКТПБ, на котором
представлена продукция таких производителей, как Marbeton, Betonbauer, GRAEPER, UESA. Для ознакомления с технологией производства блочных комплектных бетонных оболочек мы посетили эти предприятия и прошли обучение по формовке модульных конструкций.
Были изготовлены образцы БКТПБ, с которыми ознакомились представители крупных электросетевых компаний Северо-Западного федерального округа: ОАО «Ленэнерго», «Санкт-Петербургские электрические сети», «МРСК Северо-Запада», ОАО «ЛОЭСК», ЗАО «ЭФЭСк».
Энергетики проявили большой интерес к новому продукту, высказали ряд предложений и замечаний, которые позволили усовершенствовать и доработать конструкторскую документацию на новый продукт.
Технология производства
С технологической точки зрения существует два основных способа создания блочных комплектных бетонных оболочек. Первый способ основан на сборке отдельных узлов (пол, стены, потолок) при помощи сварных или болтовых соединений. Данные узлы изготавливаются отдельно в специальных опалубках. В этом случае необходимы большие площади для установки различных опалубок, если речь идет о суточном производстве одного модуля. При поэтапной формовке различных элементов технологический цикл создания одной оболочки увеличивается до трех-пяти дней.
Второй способ базируется на изготовлении монолитного объемного пятистенка (пол+стены или крыша+стены) и элемента крыши (пола), которые в дальнейшем стыкуются при помощи сварных или болтовых соединений. Технологический цикл создания оболочки в таком случае составляет не более одного дня при минимальных производственных площадях. Правда, в случае изготовления пятистенка (стены+пол), оболочка после выемки из формообразующей опалубки находится в перевернутом виде и ее необходимо установить в рабочее положение — вниз полом. Кантование производится при помощи специального механизма — кантователя.
Специалисты компании «Энергомодуль» решили изготавливать монолитный объемный пятистенок в двух исполнениях (пол+стены и крыша+стены) в зависимости от технологических особенностей объекта и требований заказчика.
Было подготовлено техническое задание на бетонную оболочку с учетом разнообразных характеристик: габаритов, массы, прочности. Задание было передано различным производителям монолитных металлических опалубок, чтобы выявить предложения, максимально соответствующие поставленным задачам.
Одно из предложений — форму для изготовления пятистенка типа «пол+стены» представила немецкая компания SMS, мировой лидер по производству высокотехнологичных объемных опалубок. Данная форма выполнена из высокопрочной стали JRG 235 и состоит из внешней опалубки (две продольные и две поперечные стенки) и внутренней (сердцевины).
Внешняя опалубка рассчитана на следующие размеры оболочки (Д × Ш × В) — 5080 × 2480 × 2575 мм, а внутренняя — на размеры 4880 × 2280 × 2475 мм. Стены внешней опалубки подвижны и перемещаются по направляющим при помощи гидравлических штоков. Имеется возможность уменьшать внутренний размер сердцевины, что способствует отрыву бетона от опалубки и выемке оболочки.
Бетонная оболочка, изготавливаемая на формообразующей оснастке SMS, имеет двойное армирование. Крыша бетонного модуля выполняется с утеплением из пенополистирола, препятствующим образованию конденсата при резких колебаниях температуры около точки «росы».
Другая форма, используемая для изготовления пятистенка «крыша+стены», была представлена компанией «ЭЗОИС». Основным отличием от формы производства компании SMS является, как уже было сказано выше, отсутствие необходимости кантования готовой продукции.
Особое внимание следует уделить третьей малогабаритной формообразующей оснастке, изготовленной также компанией SMS, так как выпуск бетонных модулей размерами (Д × Ш × В) 3160 × 2400 × 2815 мм делает этот продукт очень перспективным для сооружения компактных трансформаторных подстанций. Кроме того, малогабаритные оболочки находят всё большее применение в газовой отрасли (создание пунктов защиты трубопроводов от коррозии) и в сфере телекоммуникаций (модули управления для ретрансляторных вышек).
Как правило, объемные инженерные сооружения устанавливаются на подготовленное основание. Например, блочная комплектная трансформаторная подстанция в бетонной оболочке состоит из 2-х частей: подземной и надземной. Подземная часть предназначена для ввода кабельных линий и прокладки соединительных кабельных перемычек. В надземной части размещается электрооборудование и силовой трансформатор. Для производства оснований (подземной части бетонного модуля или кабельного этажа) «Энергомодуль» использует две формы, позволяющие изготавливать основания различной высоты (1020, 1500, 1720 и 1900 мм).
Габаритные размеры модулей позволяют транспортировать составные части готового изделия обычным автомобильным или железнодорожным транспортом. Модули поставляются в полной заводской готовности с установленным и прошедшим заводские испытания оборудованием, в результате чего время на проведение строительно-монтажных работ на объекте значительно сокращается.
Если сравнивать объемные инженерные сооружения модульного типа с построенными по традиционной технологии, то модульная конструкция, несомненно, выигрывает: она занимает меньшую площадь, имеет более высокую скорость и качество монтажа и в конечном итоге обеспечивает большую экономическую эффективность.
Совершенствование продукта и возможностей его применения
Постепенно компания охватывала новые сегменты рынка, выпуская модули ТП различных конфигураций: с выделенной и совмещенной абонентской частью, с кабельными сооружениями различной высоты.
В июне 2007 года «Энергомодуль» провел презентацию нового продукта, позволяющего значительно сократить время и площадь строительства энергетических объектов, — блочной распределительной подстанции (БРП) для распределения электроэнергии напряжением 6(10) кВ в городских и промышленных сетях.
БРП имеет модульную конструкцию и изготавливается из тех же монолитных блоков. Такая унификация позволяет при той же номенклатуре выпускаемых блоков увеличить ассортимент готовой продукции. Конструктивно БРП может состоять из любого числа модулей. Их количество определяется конкретными требованиями, предъявляемыми заказчиком. Каждый модуль имеет индивидуальное кабельное сооружение.
Модульная конструкция позволяет преобразовывать действующую БРП в блочную распределительную трансформаторную подстанцию (БРТП), добавляя один или два типовых модуля, содержащих трансформаторы мощностью до 1250 кВА и распределительные устройства 0,4 кВ в каждом трансформаторном модуле.
В 2009 году компания усовершенствовала блочные комплектные бетонные оболочки (БКБО) и получила сертификат, подтверждающий сейсмостойкость БКБО и возможность их применения в сейсмоопасных районах, сейсмичность которых не превышает 9 баллов по шкале MSK-64 (в соответствии с ГОСТ 17516, СНиП II 7 81). Например, в районах российского Юга и Дальнего Востока.
В связи с интенсивным строительством в центре Петербурга и нехваткой электрических мощностей специалисты «Энергомодуля» и компании «Санкт-Петербургские электрические сети» совместно разработали проект двухэтажной БКТПБ с возможностью установки четырех трансформаторов мощностью до 1250 кВА каждый.
Этот продукт — принципиально новое решение для применения бетонных модульных конструкций. Подстанция имеет полную заводскую готовность, что позволяет быстро и с минимальными затратами вводить ее в эксплуатацию. Первый этаж состоит из двух модулей, в которых располагаются четыре силовых трансформатора с масляной или сухой изоляцией, а также шкафы низкого напряжения. Распределительное устройство среднего напряжения реализовано на базе элегазовых моноблоков. При той же занимаемой площади новое решение позволит в два раза увеличить мощность подстанции по сравнению с обычной одноэтажной.
Концепция развития
Мощная производственная инфраструктура, современная технология формовки бетонных оболочек, внедренная в «Энергомодуле», и накопленный опыт позволяют изготавливать объемные инженерные сооружения разнообразных конфигураций.
Специалистами компании разрабатываются проекты модульных сооружений для реализации объектов различного функционального назначения: распределительных пунктов и станций газо-, водо- и теплоснабжения; объектов транспортной инфраструктуры; объектов телекоммуникаций и связи; других инженерных сооружений.
Компания «Энергомодуль» предлагает партнерам: — производство бетонных модулей необходимой конфигурации для трансформаторных подстанций и других промышленных объектов; — установку любого оборудования в изготовленные бетонные модули, в т.ч. силами заказчика на территории компании; — помощь в сертификации конечного продукта.
