Экономические и технологические преимущества использования инновационных технологий при строительстве спортивных объектов в России

Введение

Наша страна в последние годы приняла сразу несколько крупнейших международных спортивных событий: Олимпийские игры 2014, Чемпионат мира по футболу 2018, Универсиады 2013 и 2019 года. Для проведения каждого из этих соревнований потребовалось строительство большого количества стадионов. Однако увеличение потребности в строительстве объектов спортивной инфраструктуры обуславливается еще и тем, что в социальной политике на национальном уровне происходит ориентация на активную пропаганду здорового образа жизни и в первую очередь занятия физической культурой и спортом [1].

Поскольку любое новое строительство, в том числе и спортивное, требует серьезных инвестиций, важно обеспечить возможность монетизации деятельности сооружения в будущем. Для этого необходимо разработать и внедрить при строительстве различные технологии, способные увеличить денежный оборот, диверсифицировать использование сооружения, а также снизить издержки строительства [3, 5] (Galkin, 2016; Zolotov et al., 2001).

Проблема заключается в том, что в России из‑за целого ряда причин успешное внедрение подобных технологий происходит крайне редко, в отличие от многих западных стран. Поэтому необходимым процессом является рассмотрение технологий, которые уже применялись при строительстве спортивных объектов в России, и выявление их преимуществ для активного использования в новых проектах.

Основные проблемы строительства спортивных сооружений в России

Интерес инвесторов к строительству спортивных сооружений и физкультурно-оздоровительных комплексов вызвал воодушевление у архитекторов и проектировщиков. Но чаще всего оно сменяется озадаченностью, когда специалисты подвергают анализу возводимые объекты.

Основные причины недоумения специалистов по проектированию – нерешенные проблемы, связанные с доступностью комплексов для различных групп населения, сомнения в технологической долговечности и окупаемости спортивных объектов. Чтобы понимать проектную специфику современных спортивных сооружений, нужно также четко разделять здания, предназначенные для большого спорта, и физкультурно-оздоровительные комплексы (ФОК) [4] (Gelfond, 2007).

По словам архитектора Никиты Явейна, в нынешней России форма, габариты и функциональная программа объектов большого спорта определяются сложной смесью, состоящей из соображений престижа и желания заказчика сэкономить на строительстве. Спортивные комплексы к международным соревнованиям получаются, как правило, амбициозными, с гипертрофией функциональных программ. Если на олимпийских объектах Сочи еще удалось удержать равновесие между ценой и проектными идеями, то на региональном уровне, по мнению руководителя АМ «Студия 44», экономят на всем. И прежде всего – на отделочных материалах, что в результате приводит к возведению «декорированных сараев». Замысел архитектора удешевляется за счет использования в отделке фасадов металлопластика, стандартных стеклопакетов и др. [11].

Спортивное строительство почти всегда сопряжено с необходимостью находить нестандартные решения. Это связано как с экономикой подобных проектов, которые, как правило, не приносят прибыли, так и с их технической стороной: спортивные сооружения должны отвечать целому ряду особых требований в части санитарии, теплоизоляции, акустики и т.п. Кроме того, во многих случаях строительство должно укладываться в ограниченные временные рамки, а сами объекты порой возводятся на малопригодных для капитальной застройки площадках [6] (Zuev, 2006).

Современные технологии строительства спортивных объектов

Решить весь комплекс обозначенных проблем позволяет использование современных технологий строительства на основе легких металлоконструкций (ЛМК) с применением таких универсальных инновационных компонентов для создания конструкций ограждения, как сэндвич-панели поэлементной сборки (СП ПС).

Использование ЛМК обуславливается тем, что крайне мало крупных проектов спортивного назначения могут быть прибыльными. Как видно из таблицы 1, операционная деятельность многих стадионов, которые принимали Чемпионат мира по футболу в 2018 году, скорее всего, будет убыточной в ближайшем будущем, несмотря на то, что они имеют достаточно высокий уровень востребованности в своем регионе. Следовательно, ситуация с другими спортивными объектами еще более удручающая.

Таблица 1

Прогнозный уровень прибыли стадионов ЧМ 2018

Заместитель директора отдела стратегического консалтинга компании «Jones Lang LaSalle» Андрей Косарев считает, что чаще всего суть вложений в строительство спортивных сооружений сводится к тому, что это либо некий имиджевый проект, либо инвестиционные обязательства того или иного девелопера, который поблизости возводит что-то доходное [13]. Именно это и является причиной того, что большинство спортивных объектов в последние годы строится как сооружения на основе ЛМК без массивного фундамента, что дает возможность подобрать для строительства более дешевую землю, на которой капитальное строительство затруднено или вовсе невозможно. Помимо этого преимущество заключается в существенном сокращении энергоемкости, трудозатратности и сроков строительства.

Наконец, применение таких универсальных материалов, как сэндвич-панели поэлементной сборки (СП ПС), позволяет экономить не только на строительстве, но и в процессе функционирования объекта. СП ПС – это такая объемная конструкция, в основе которой лежит сэндвич-профиль в форме «корыта», изготовленного холодным формированием стального оцинкованного листа толщиной около 1 мм, покрытого полимером. Эта конструкция прикрепляется к каркасу сооружения, затем в сэндвич-портфель вставляется утеплитель, состоящий из легкой минеральной ваты. Он, в свою очередь, закрывается гидроветрозащитной мембраной. Снаружи вся конструкция закрывается облицовкой.

Толщина слоя утеплителя определяется теплотехническим расчетом. Для стеновых СП ПС подходят 3 типа конструкции, которые оптимизированы по стоимости и составу для использования в различных зонах климата: «Север» (усиленный тип – «Арктика»), «Центр» и «Юг». В зависимости от глубины СП ПС, основной слой утеплителя может иметь толщину 100 или 150 мм. Для термического отделения теплого сэндвич-профиля от холодной наружной облицовки в варианте «Юг» могут использоваться терморазделяющие полосы из 4 мм пенополиэтилена или 30 мм жесткой минваты, которые препятствуют созданию «мостиков холода». В варианте «Центр» вместо полос по всей поверхности панели устанавливаются 30 мм плиты жесткой минваты, обеспечивающие также дополнительную теплоизоляцию. Для самых же холодных территорий (варианты «Север» или «Арктика») используется второй дополнительный слой утеплителя толщиной 50 или 100 мм: основной слой заполняет СП ПС лишь наполовину (глубины), а дополнительный за счет продольного надреза надевается на полку сэндвич-профиля и тем самым надежно отделяет его от облицовки. Поэтому общая толщина составляет около 250 мм.

Схожую конструкцию имеют и кровельные сэндвич-панели. В базовом варианте теплоизоляция укладывается только в полость сэндвич-профиля. В варианте с дополнительным утеплением поперек сэндвич-профилей монтируются дополнительные Z-образные прогоны, высота которых от 50 до 200 мм, между которыми размещается второй слой теплоизоляции. В конечном итоге «мостики холода» устраняются минимизацией пятна контакта и терморазделяющими полосами между ними. Наибольшая толщина теплоизоляции в кровельных СП ПС достигает около 350 мм.

Учитывая, что сборка сэндвич-панелей проводится непосредственно в процессе монтажа и то, что самая тяжелая часть конструкции весит до 40 кг (вполне могут поднять два человека), при строительстве можно обойтись без помощи подъемников и кранов.

Сэндвич-панели поэлементной сборки сочетают в себе достоинства традиционной СП и вентилируемого фасада. Важным преимуществом СП ПС является возможность применения различных видов облицовки (стальной сайдинг, керамогранит, профлист и т.д.), поскольку внешний вид спортивного сооружения является одной из его ключевых характеристик и позволяет привлечь на себя внимание и будущих потребителей, и потенциальных инвесторов.

Как упоминалось ранее, задача проектировщиков сооружения заключается в том, чтобы возвести такой объект, который будет способен работать не только для спортивных мероприятий, но и культурно-массовых и развлекательных. Наиболее очевидным примером альтернативного использования спортивных стадионов является проведение на нем концертов, поскольку это имеет сразу несколько больших плюсов. Во-первых, если владелец стадиона будет являться организатором подобного мероприятия, то он сможет получить немалую прибыль от продажи билетов, привлечения спонсоров и т.д. Во-вторых, такое крупное мероприятие, как концерт известных исполнителей, повышает уровень узнаваемости стадиона, а значит и увеличивает базу потенциальных клиентов и инвесторов. Однако проблема многих отечественных стадионов заключается как раз в том, что они не приспособлены к проведению концертов из‑за слаборазвитой системы управления звуком. Например, на одном из стадионов, принимавших Чемпионат мира по футболу 2018 – «Волгоград Арена», было принято решение провести концерт известной группы. Учитывая, что такое событие происходит в данном регионе крайне редко, количество зрителей было достаточно внушительным. Однако поскольку это было первое подобное мероприятие на «Волгоград-Арене», по итогам проведения концерта был проведен опрос среди людей, посетивших его. Суть данного опроса сводилась к тому, чтобы выяснить, какие недостатки по организации концерта были выявлены зрителями. Результаты исследования показаны на диаграмме.

Рисунок 1

Результаты опроса зрителей концерта на стадионе «Волгоград-Арена»

Источник: [14].

Как мы можем видеть, практически половина опрошенных выделили в качестве ключевой проблемы именно работу звука на стадионе. И это действительно может быть серьезной проблемой, ведь, в отличие от спортивного матча, зрители концерта стремятся в большей степени слышать главных лиц события, нежели видеть. Если такая потребность не удовлетворяется, это может оставить негативное впечатление как от посещения мероприятия, так и о стадионе в целом. Поэтому крайне важно при строительстве спортивного сооружения обращать внимание на вопросы, связанные со звуком.

Технологией, доказавшей свою практичность и необходимость использования для решения данных вопросов, являются акустические сэндвич-панели. Они уже применялись в нашей стране при возведении спортивных объектов. В качестве одного из примеров можно привести конькобежный дворец в подмосковной Коломне.

Акустические СП ПС изготавливаются по финским технологиям с использованием перфорированного сэндвич-профиля. Через отверстия звуковая волна проникает беспрепятственно, но обратно в помещение вернуться не может, так как многократно отражается от внутренней поверхности металла и гасится утеплителем. Использование таких панелей при строительстве или внутренней отделке спортивных объектов позволяет уменьшить время реверберации до нормативных значений и снизить уровень шума в зонах для зрителей.

Еще одна особенность спортивного строительства заключается в повышенных санитарных требованиях к определенным типам сооружений, например к дворцам водных видов спорта. Ограждающие конструкции данных объектов не только подвергаются интенсивному воздействию влаги, но и требуют регулярного проведения санитарной обработки. При этом их герметичность может нарушаться, а если присутствуют трещины или щели, то в них, скорее всего, образуется грибок и плесень [2] (Burlakov, 2012).

Данную проблему позволяет решить применение СП ПС, в которых конструктивно обеспечивается наивысшая степень герметизации. За счет этого панели прекрасно выдерживают регулярную мойку помещений, в том числе с применением автоматов высокого давления, при этом в них не накапливается влага и не появляется грибок и плесень. В этом заключается одно из ключевых отличий сэндвич-панелей полимерной сборки от традиционных трехслойных «сэндвичей» с минераловатным сердечником, герметичность которых значительно ниже. Данная технология также неоднократно была применена на практике, например во Дворце водных видов спорта в Казани. «Решение об использовании при строительстве сэндвич-панелей поэлементной сборки оправдало себя: теплоизоляция хорошая, в здании тепло», – говорит Рустем Набиулин, заместитель директора спортивного комплекса, входившего в перечень объектов Универсиады 2013 года.

Благодаря наличию вентиляционного зазора между фасадной облицовкой СП ПС и утеплителем, последний всегда быстро просыхает, поэтому зданию из СП ПС не страшны повышенная влажность воздуха и суточные перепады температур. Это продлевает долговечность конструкции и повышает ее теплотехнические свойства. К тому же поэлементные «сэндвичи» отличаются высокой ремонтопригодностью, поэтому при необходимости теплоизоляцию или любой фрагмент облицовки без труда можно заменить, что особенно актуально сейчас, когда фанаты нередко недостаточно цивилизованно относятся к спортивным сооружениям.

Однако существуют также и другие факторы: коррозионно-активная внешняя среда, переносимый ветром песок и пр., которые постоянно ведут свою разрушительную работу. В данном случае определяющим фактором становится надежность внешней облицовки, в частности – ее устойчивость к воздействию влажного и просоленного морского воздуха, а также к воздействию активного солнца (ультрафиолетового излучения).

Разработанные английской компанией «TATA Steel» материалы из стали с покрытием «Colorcoat Prisma» характеризуются превосходной сопротивляемостью коррозии и воздействию УФ-излучения. Покрытие имеет многослойную структуру. Внешний полимерный слой не только стоек к ультрафиолету, но, благодаря толщине в 50 мкм, имеет повышенную устойчивость к истиранию и механическим повреждениям. Далее следуют слой предварительной обработки, грунтовка и, наконец, непосредственно на металле – слой алюмоцинкового сплава Galvalloy (95 % цинка и 5 % алюминия), который дает превосходную защиту от коррозии даже в местах глубоких царапин и на обрезных кромках [15].

Эффективность применения данной технологии была доказана при строительстве объектов в приморских районах Краснодарского края, например, Морской академии в Новороссийске и Дворца культуры в Геленджике, которые расположены практически на берегу Черного моря. Покрытие демонстрирует высочайшую устойчивость к обычным в нашем регионе соляным туманам, причем не только по сравнению с привычным полиэстером, но и с другими полимерными покрытиями. При этом толщина покрытия в 50 микрон позволяет минимизировать число механических повреждений, которые для менее стойких материалов под воздействием соли немедленно стали бы очагами бурной коррозии. Кроме того, на данных примерах можно убедиться и в стойкости к выгоранию стали с покрытием «Colorcoat Prisma», поскольку, как известно, ультрафиолетовая агрессия прямого солнца для прибрежных объектов усиливается в разы из‑за отраженного от поверхности воды поляризованного света.

Также важно обратить внимание еще на один сегмент спортивного строительства – локальные объекты социальной значимости (районные спортивные центры, детские спортшколы, оздоровительные учреждения и т.п.). Как правило, они возводятся и эксплуатируются на бюджетные средства, которые практически всегда ограничены. Кроме того, место для такого строительства обычно выбирается по остаточному принципу [10] (Kruglova, 2008).

Использование технологий быстровозводимых зданий с применением современных конструкционных материалов, таких как СП ПС, позволяет решить большинство из этих проблем, что уже было показано выше. Кроме того, с таким подходом можно в комплексе решить вопрос не только со спортивным досугом, но также и со школами, детскими садами, поликлиниками, притом в несколько раз быстрее и дешевле.

Немаловажным отличием будет то, что профилактический ремонт кирпичной или железобетонной постройки, проводимый как минимум один раз в пять лет, в пересчете на один квадратный метр обойдется примерно в 800–1000 рублей, а за 30–50 лет эксплуатации – около 10 тысяч рублей, притом не считая затрат на ремонт кровли. В свою очередь, стены и кровли из СП ПС практически не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации, сохраняя при этом свой первозданный внешний вид. На облицовку из стали с покрытием «Colorcoat Prisma» дается 20-летняя гарантия, причем реальный срок ее эксплуатации, подтверждаемый британским органом по сертификации ВВА, сопоставим со сроком службы здания и составляет более 50 лет.

Заключение

Таким образом, из проведенного исследования можно сделать следующий вывод. Несмотря на то, что строительство спортивных объектов всегда было непростой задачей как с технической, так и с экономической точки зрения, использование современных технологий и универсальных конструкционных решений, проанализированных в работе, позволяет:

· повысить качество возводимых сооружений и уровень их комфортабельности для зрителей;

· значительно сократить временные и финансовые затраты на строительство и эксплуатацию объектов;

· сделать данный вид деятельности более рентабельным и привлекательным для инвесторов.

·