Чемпионат высоких строительных технологий

Строители и проектировщики при подготовке к ЧМ по футболу активно использовали ноу-хау и промышленные новинки




15.05.2018

Подготовка к чемпионату мира стала еще одним мегапроектом, реализованным в России за последние два десятилетия. Почти за 8 лет, с момента объявления ФИФА страны-хозяйки мундиаля-2018, Россия потратила на строительство и реконструкцию объектов к грядущему спортивному празднику порядка 680 млрд рублей. В городах, где следующим летом пройдут матчи, появились суперсовременные стадионы, аэропорты, объекты транспортной, логистической и дорожной инфраструктуры. И почти каждый из этих объектов стал настоящим чудом инженерной мысли.
  
Естественно, такая колоссальная работа проделана не только для того, чтобы россияне насладились футбольным зрелищем. Благодаря многомиллиардным инвестициям 11 городов-хозяев чемпионата мира–2018 получили возможность для нового рывка в развитии — именно об этом неоднократно говорил в своих выступлениях президент страны Владимир Путин. Каждый город, принимающий игры чемпионата, получил не только новый суперсовременный стадион, но и возможность существенно модернизировать все городское хозяйство. Титаническая стройка, развернувшаяся в России, стала настоящей витриной достижений строительной науки, промышленности строительных материалов, а кое-где без смелых инженерных решений ранее заявленные объекты просто не были бы возведены.

Инвестиции в будущее
Одними из главных требований ФИФА при подготовке к чемпионату мира стали модернизация существующей транспортной инфраструктуры и благоустройство городов, в которых пройдут матчи финальной части. В целом, по последним данным (а они постоянно меняются с учетом удорожания проектов), на эти цели Россия за 7 лет активной подготовки потратила более 300 млрд рублей. И это только траты федерального бюджета. Стоит отметить, что в крупных проектах активно принимали участие и частные инвесторы, а отработанные механизмы реализации государственно-частного партнерства при строительстве крупных инфраструктурных объектов с полным правом можно назвать полноценной частью наследия, которое достанется стране по результатам проведения мундиаля.
Самыми дорогими проектами стали аэропорты. Так, в десятке крупнейших проектов (см. таблицу) — ​московские Шереметьево и Домодедово, питерский Пулково, екатеринбургский Кольцово, нижегородский Стригино, самарский Курумоч, калининградский Храброво. В Ростове впервые в истории современной России с нуля был построен совершенно новый аэропорт Платов. В этот проект инвесторы — Правительство РФ, Ростовская область и холдинг «Аэропорты регионов» — ​вложили около 47 млрд рублей. Суперсовременный аэропорт, рассчитанный на прием порядка 5 млн пассажиров в год, станет крупным транспортным хабом для всего юга России. Отдельно стоит остановиться на том, как строили один из самых современных аэропортов страны. Как ранее подчеркивал заместитель руководителя проекта по общестроительным работам СП «Ростов-на-Дону» ООО «Трансстроймеханизация» Виктор Рыженко, практически все строительные материалы и технологии, которые были использованы при возведении Платова, имеют российское происхождение. Так, особый марочный бетон отечественной разработки был применен в начале и в конце взлетно-посадочной полосы (места наибольших нагрузок. — ​Прим. ред.). Строители проделали огромную работу по подготовке участка, перелопатив практически 12 млн кубометров земли. Всего на строительстве Платова было задействовано более 250 тыс. единиц техники и механизмов, а единовременно здесь трудилось до 1200 человек. Примечательно, что почти всю производственную базу подрядчику пришлось создавать на месте — ​здесь работал один асфальтобетонный и пять бетонных заводов, на стройплощадку завезли порядка 1 млн кубов щебня, 500 тыс. тонн песка и 185 тыс. тонн цемента.
Несколько интересных инженерных и дизайнерских идей были применены при строительстве терминалов и зданий аэропорта. Напомним, разработкой проекта пассажирского терминала аэропорта, а также инфраструктурных объектов, внутренней дороги и элементов благоустройства аэропортового комплекса занимался немецкий проектировщик «АССМАНН Бератен+Планен». За основу проекта взята архитектурная концепция английского архитектурного бюро Twelve Architects. В марте этого года Платов вошел в топ‑10 рейтинга лучших региональных аэропортов России и стран СНГ, по версии британской исследовательской компании Skytrax.
Несколько интересных инженерных и дизайнерских идей были применены при строительстве терминалов и зданий аэропорта. Ключевой особенностью аэропорта стало панорамное остекление общей площадью 50 тыс. кв. метров. Стекло нужно было одновременно и крепкое, и хорошо пропускающее свет, но защищающее от палящих солнечных лучей. В «Роснано» было разработано специальное стекло с магнетронным нанопокрытием, которое решает проблемы климатического характера. Производство такого стекла также налажено в России — ​на заводе «Пилкингтон Гласс» в Московской области. Особая гордость строителей — ​уникальный командно-диспетчерский пункт. Его площадь составляет 5 тыс. кв. метров. Здание состоит из нескольких модулей, которые, благодаря наклонным стенам, обеспечивают максимальный обзор специалистам, которые здесь работают.

Арены будущих побед
Архитектурные и инженерные решения, которые были применены при строительстве стадионов, сделали каждый проект уникальным. Так, выбранное место для строительства арены в Самаре расположилось на склоне холма и имеет достаточно серьезный перепад высот. Сам стадион здесь представляет собой купол, который подчеркивает «космический» акцент города на Волге. Отвечающий за разработку проекта институт «ТеррНИИГражданПроект» предложил здесь целый ряд интересных решений. К примеру, купол с футуристическим вырезом по центру, который нарисовали архитекторы, инженеры предложили сделать в виде сетки из труб круглого сечения: ​это не только дает существенную экономию металла, но и снижает нагрузку на всю конструкцию и фундамент. Само проектирование здесь осуществлялось с применением современного программного обеспечения для структурного анализа и BIM. Как рассказали «Вестнику» в инженерно-консалтинговой компании ППС, работающей с продуктами немецкой SOFiSTiK, железобетонные конструкции основного несущего каркаса стадиона и примыкающих конструкций инфраструктуры были разработаны на ПК с помощью сложной системы вычислений, анализирующей тысячи исходных параметров.
Дмитрий Долженков, специалист по сопровождению CAD ООО «Белэнергомаш — ​БЗЭМ», подчеркивает, что при нынешних требованиях к современным стадионам участвовать в их проектировании и строительстве могут лишь те компании, которые уже внедрили BIM-решения и имеют опыт работы с ними. «Белэнергомаш — ​БЗЭМ» принимал участие в строительстве стадиона в Саранске и выполнил целый ряд сложнейших работ. Стоит напомнить, что стадион в столице Мордовии конструктивно напоминает красное солнце — ​главный символ республики. Оболочка стадиона имеет нестандартную овальную форму, плавно понижаясь к северной и южной трибунам и затем снова поднимаясь к восточной. В основе чаши — ​88 Г-образных консолей высотой 40 м и вылетом конструкции на 49 м. Заводу нужно было изготовить для стадиона металлоконструкции сложной геометрии с точностью до 10 мм при пролете до 60 м и большим количеством сварных соединений.
«Конечно, организовать такую масштабную и сложную работу невозможно без применения технологий информационного моделирования зданий. Ранее мы уже получили опыт использования BIM для проектирования и изготовления конструкций при строительстве других крупных спортивных объектов, таких как «Казань-Арена» и стадион «Фишт» в Сочи», — ​отмечает Долженков.
В сложных геологических условиях проходило и строительство стадиона в Калининграде, где главный городской объект будущего ЧМ решили возвести на острове Октябрьский, который периодически затапливается. Для его укрепления подрядчик ОАО «ГлобалЭлектроСервис» отсыпало более 1,6 млн кубометров песка. Для того чтобы надежно укрепить основание под фундаментом, впервые в России для объектов подобного масштаба была применена новая технология вертикальных ленточных дрен. Как пояснили в ООО «НПО «Мостовик», при использовании технологии дренирования на основе капиллярной системы не нужно делать выторфовку грунтов, а стабилизация грунта происходит за 4‑6 месяцев — ​это экономит время и удешевляет проект. «Вертикальные геотекстильные дрены с помощью специальных механизмов погружаются в грунт для повышения его плотности. Грунт осаживается на проектную величину, в этом положении он стабилизируется, и дальнейших осадок не предполагается. После чего можно производить любые работы», — ​рассказал инженер ООО «НПО «Мостовик» Василий Неделько.
аэропорт Платов.jpg
Экология, прочность, дешевизна
Отдельно стоит остановиться на тех тенденциях, которые сопровождали выбор строительных материалов для возведения объектов к чемпионату мира по футболу, а также для их модернизации и улучшения. Как отмечают специалисты, сегодня в строительстве стадионов и объектов спортивной инфраструктуры существует два основных тренда — ​стремление к экологичности и комфорту для спортсменов и зрителей, а также поиск путей для увеличения долговечности конструкций без роста сметной стоимости сооружений. К примеру, до недавнего времени при выборе материала для объемных конструкций, которые должны пропускать свет, заказчик чаще всего использовал стекло или его технологические аналоги. Однако сегодня в большинстве случаев отдают предпочтение поликарбонату.
Светопропускающие покрытия из поликарбоната крайне востребованы в области строительства спортивных объектов, отмечает управляющий директор Московского филиала Politec Polimen Tecnia Антон Дебабов. По его словам, само появление поликарбоната сделало возможным создание легких большепролетных светопропускающих покрытий, в том числе консольных — ​наиболее распространенного в настоящее время способа создания навесов над зрительскими трибунами. За последние годы поликарбонатом в России накрыли полсотни крупных зданий, а повсеместная мода на поликарбонат пошла после того, как этот материал использовали при строительстве «Фишта». Благодаря ему полупрозрачная конструкция смотрится очень эффектно, напоминая снежную вершину. Реконструируемые «Лужники», где пройдет финальная игра мундиаля, также получили крышу из поликарбоната. В проектной документации реконструкции стадиона указывается, что этот материал выбран потому, что хорошо пропускает свет, но при этом защищает зрителей и траву от прямых солнечных лучей. Модульная структура поликарбоната обладает превосходной несущей способностью и прочностью, а также хорошо переносит сильные перепады температуры. Кроме того, материал гораздо безопаснее стекла, которое может разбиться и осколками травмировать людей в чаше стадиона.
К минусам поликарбоната специалисты обычно относят недостаточную абразивную стойкость: он боится царапин, а также возможно разрушение под воздействием ультрафиолета. Эти проблемы, однако, решаются периодической заменой модулей. Как отмечает соучредитель и председатель правления Совета по экологическому строительству в России — ​RuGBC Алексей Поляков, изначально ФИФА потребовала, чтобы все строящиеся в нашей стране стадионы были сертифицированы по международному или российскому «зеленому» стандарту. При этом он подчеркивает, что соответствие экостандартам насильно насаждается ассоциацией, у российских же строителей приоритеты совсем другие — ​снижение издержек, типизация проекта, импортозамещение и т.д. В то же время «зеленое» строительство может быть на 10% дороже обычного, при этом его эксплуатация дешевле, и за несколько лет вложения в экоматериалы и энергоэффективность можно окупить.
Как бы там ни было, у строителей спортивной инфраструктуры практически не было выбора, поэтому уже на стадии проектирования они несколько отходили от привычных для России стандартов. Так, президент Национального объединения участников строительной индустрии (НОСИ) Александр Лощенко отмечает, что при возведении спортивных объектов в последнее время широко используется дерево, в частности в каркасах и облицовке. По его словам, на кафедре деревообработки Сибирского федерального университета разработаны уникальные большепролетные конструкции из дерева, которые можно применять в стадионостроении. 

Топ инновационных материалов, применявшихся при строительстве объектов ЧМ-2018

Название материала

Где использовалось

В чем инновация

Этилен тетрафлуороэтилен

Поле стадиона «Лужники», г. Москва

Материал представляет собой прозрачную пленку-мембрану, устойчивую к проникновению влаги и пропускающую свет. Особенность этилен тетрафлуороэтилена — очень малый вес, прочность и механическая устойчивость от колебаний температур

Блок-сополимер

Кресла стадиона «Ростов-Арена», г. Ростов-на-Дону

Пластик, представляющий собой сплав нескольких полимеров, сочетает в себе крепость и эластичность. Такие качества необходимы, чтобы кресла могли выдержать прыгающих на них фанатов

Поликарбонат

Крыша «ВЭБ-Арена», г. Москва

Более легкий и прочный кровельный материал по сравнению со стеклом. Благодаря специальным современным добавкам и покрытиям этот материал становится прочным, износостойким, долго сохраняет цвет и практически не горит

Синтетическая нить для прошивки газонов

Поле стадиона «Лужники», г. Москва

Особо прочная и тонкая нить из сплава полимеров, которая практически не заметна глазу, но при этом крепко «сшивает» куски газона, чувствительные к бутсам игроков

Стекло с нанонапылением

Стеклянный фасад аэропорта Платов

Стекло, на которое нанесено специальное многослойное покрытие, хорошо пропускает свет и регулирует температуру внутри здания: при избытке тепла пропускает его, а при недостатке втягивает.

Авторы: Сергей Семенов