Приемы и средства архитектурной композиции Оглавление Архитектурная композиция ............................................................................................................... 2 Средства архитектурной композиции .............................................................................................. 4 Метр и ритм. ........................................................................................................................................ 7 Контраст и нюанс ................................................................................................................................ 7 Цвет и свет ........................................................................................................................................... 8 Здания и сооружения ‐ определение понятий .............................................................................. 11 Понятие о степени огнестойкости и долговечности ...................................................................... 16 Общая классификация зданий ........................................................................................................ 18 Основные требования, предъявляемые к зданиям ...................................................................... 22 Функциональный (технологический) процесс ‐ основа объемно‐планировочных решений зданий ................................................................................................................................................ 26 Выбор этажности зданий ................................................................................................................. 29 Модульная координация размеров в строительстве .................................................................... 30 Основные и произвольные модули и область их применения .................................................... 31 Унификация типов зданий ............................................................................................................... 40 1 Архитектурная композиция Архитектурная композиция (творение, сочинение) ‐ это система создания проекта и самого объекта архитектуры. Архитектурная композиция ‐ целостная система архитектурных форм, отвечающих художественным, функциональным и конструктивно‐технологическим требованиям. Наука об архитектурной композиции изучает общие закономерности построения формы в архитектуре и средства достижения единства формы и содержания. Архитекторы призваны увязать три стороны в гармоничной композиции здания: с одной стороны ‐ удобство и пользу (функциональная задача), с другой ‐ прочность и экономичность (конструктивная и технико‐экономическая задача), с третьей ‐ красоту форм (эстетическая задача). Требования к современной архитектуре научно обоснованы. Наука изучает особенности отдельных типов зданий, взаимосвязь помещений, вопросы оборудования, размеры и формы пространства, необходимые для конкретных социальных процессов, освещение, акустику. Все эти требования учитываются при строительстве общественных и жилых зданий. Научно обоснованы выбор места для жилых и общественных зданий в городе, размещение зеленых массивов с целью создания города как единого целостного организма с учетом воздействия климатических и природных условий, ландшафта, ориентации зданий по странам света. Психология и физиология человека также предъявляют требования к архитектурным композициям зданий. Архитектура, являясь средой обитания человека, воздействует на чувства, отражается в сознании человека и тем самым участвует в формировании его духовного мира. Виды архитектурной композиции Различают четыре вида архитектурной композиции: фронтальную, объемную, высотную и глубинно‐пространственную. Признаком, отличающим фронтальную композицию, является распределение элементов формы по двум координатам в вертикальном (по высоте здания) и горизонтальном (по протяженности здания) направлениях (например, фасады зданий). Объемная композиция представляет собой форму, развитую по трем координатам, воспринимаемую со всех сторон. На восприятие объемности формы влияют: вид ее поверхности, положение и ракурс формы относительно зрителя, высота горизонта, оптимальное положение зрителя, обусловленное нормальным углом зрения 30° и расстоянием, удобным для обзора, характер членения ее поверхности и массы. В случае нескольких обособленных объемов возможно доминантное и бездоминантное соподчинение. Композиционный центр должен быть ориентирован на главные точки зрения. Высотная композиция отличается преобладанием размера высоты сооружения над его размерами в плане. В архитектуре прошедших веков ведущим приемом гармонизации высотного проема служило его членение на ярусы, массивность которых убывало по высоте, а ярусов пропорционально согласовывались с учетом перспективных искажений их действительных размеров при восприятии композиций с основных точек зрения. Глубинно‐пространственная композиция отличается развитием преимущественно по глубиной координате. Такая композиция используется в организации открытых пространств и внутреннего пространства интерьеров, имеющих продольно осевое построение. 2 Ощущение глубинности усиливается, когда в композицию вводят элементы, членящие пространство на ряд последовательных планов. Внешний облик архитектурного сооружения (экстерьер) зависит от архитектуры внутреннего пространства здания (интерьера) и градостроительных условий (ансамбля). Интерьер определяется назначением здания (функцией), типом, конструкцией и др. Внутренние помещения можно разделить на три группы: главные (для основных функций здания), вспомогательное и коммуникационные. Существуют разные схемы композиции интерьера: зальная ‐ все функции здания сосредоточены в одном помещении (например, крытый рынок); центрическая ‐ группировка меньших помещений вокруг большего, главного (зрелищные и выставочные залы); анфиладная ‐ помещения расположены одно за другим (музеи, универмаги); коридорная ‐ помещения расположены с одной или двух сторон связывающего их коммуникационного коридора; секционная ‐ здание состоит из нескольких изолированных друг от друга секций (секционные дома); смешанная ‐ зальная, центрическая и анфиладная композиции образуют цельный интерьер. Композиционная схема интерьера заложена в основу архитектуры любого здания, поэтому главная роль в интерьере принадлежит не деталям, а принципам общего архитектурного построения. Общественные и жилые интерьеры с соответствующей организацией пространства помещений могут вызывать различные настроения. В типовых зданиях с повторяющимися конструкциями и одинаковыми габаритами помещений появляется проблема создания разнообразия художественных решений. Большую роль здесь играют отделочные материалы, декоративные штукатурки, разнообразные покрытия полов, а также произведения монументального и декоративно‐ прикладного искусства. 3 Однако во всех случаях цель ‐ выявить в интерьере задуманную в проекте архитектурно‐ пространственную идею, иначе художественное решение интерьера будет подменено декоративным оформлением, не соответствующим архитектуре здания. Ансамбль в архитектуре ‐ совокупность зданий и прилегающей среды, приведенная к единству и получившая определенный художественный облик. Ансамбли бывают городские, загородные и парковые. Пространственную композицию ансамблей делят на несколько типов: ‐ глубинно‐пространственная перспектива, раскрытая вдоль площади, улицы и т.п.; ‐ замкнутое пространство, ограниченное зеленью или застройкой; ‐ свободное пространство без строгих границ; ‐ панорама, раскрывающаяся с высоких точек зрения, на набережных и т.п., где имеет значение силуэт застройки. Один из основных приемов построения архитектурного ансамбля ‐ постановка его композиционных узлов: зданий, выделяющихся в застройке своим масштабом, композицией или являющихся историческими памятниками архитектуры; монументов, посвященных важным событиям и видным деятелям. Крупными композиционными узлами в ансамбле городской застройки могут быть центры площадей. Средства архитектурной композиции Особенность архитектуры как искусства заключается в создании единства архитектурной композиции из множества архитектурных форм. Единство архитектурного произведения достигается рядом композиционных и художественных средств. Простейшее средство создания единства ‐ придание объему здания простой геометрической формы. В сложном ансамбле здания единство достигается соподчинением: главному объему (композиционному центру) подчиняются второстепенные части здания. Композиционными средствами являются также тектоника (художественно выявленное конструктивное строение здания) и ориентация (или направленность) частей архитектурного сооружения в сторону композиционного центра. 4 Важное средство достижения единства и художественной выразительности композиции в архитектуре ‐ симметрия. Симметрия ‐ закономерное расположение одинаковых архитектурных форм и объемов относительно оси или плоскости, проходящей через центр композиции Симметричными считают тождественные элементы формы относительно точки (центра), оси или плоскости симметрии. Симметрия является одним из действенных средств организации объемов и пространств, т.к. имеет психофизическую базу в симметричности органов восприятия. Симметрия ‐ проявление завершенности, устойчивости и законченности формы. В крупных зданиях со сложной функциональной схемой симметричное построение композиции трудно осуществимо. В этих случаях применяют в архитектуре асимметрию. Средством создания единства в асимметричных композициях является зрительное равновесие частей по массе, фактуре, цвету и пр. Роль асимметрии в композиции архитектурных форм ‐ в выявлении динамики художественного образа сооружения. В сложных композициях могут сочетаться симметрия и асимметрия. Различные виды симметрии применяют в особой области убранства архитектуры ‐ орнаментальном декоре. Орнамент ‐ ритмично повторяющийся рисунок, основанный на симметричной композиции его элементов и выражаемый линией, цветом или рельефом. Исторически сложилось несколько типов орнаментов на основе двух источников ‐ природных форм и геометрических фигур. Основные типы орнаментов ‐ сетчатые, прямолинейные (ленточные) орнаментальные полосы, круговые (кольцевые) орнаментальные композиции, центрические (розеты), основанные на симметрии многоугольников, и др. Примеры сетчатого геометрического орнамента можно увидеть в композициях ряда металлических решеток и оград, плиточных покрытий полов, в декоративном решении стен с узорной кирпичной кладкой. Ленточный орнамент использован в порезках карнизов античных храмов, в росписях стен древнерусских храмов. Розеты различных видов симметрии применены, например, в заполнении кессонов потолков, русских цветных рельефных изразцах. Орнаментальные заполнения филенок, пилястр и панно чаще имели симметричные композиции, за исключением стилей рококо и модерн, где встречались асимметричные. Специфика архитектурных орнаментальных композиций ‐ в сочетании орнамента с содержанием композиции здания. На конструкциях и деталях, несущих нагрузку, характер орнамента выявляет их напряженность, на несомых и особенно на венчающих элементах ‐ их легкость. Особенности орнамента интерьеров в его камерности, изяществе, более детальной проработке, что можно видеть на примере интерьеров Московского метрополитена. 5 Важнейшее композиционное средство ‐ пропорции: закономерное соотношение геометрических размеров здания по высоте, ширине и длине. Эти соотношения отрезков, площадей и объемов выражаются целыми (1:2, 2:3 и т.д.) и иррациональными числами. Пример отношений целых чисел ‐ "египетский треугольник" ‐ 3:4:5, примененный в пирамидах Древнего Египта, пример иррациональных отношений ‐ "золотое сечение" ‐ деление отрезка на две неравные части так, чтобы целое относилось к большей части, как большая часть к меньшей. Приближенный ряд чисел "золотого сечения" (3:5, 5:8, 8:13, 13:21 и т.д.) назван рядом Фибоначчи в честь итальянского математика XII в. Пропорции определяют соразмерность и гармоничность элементов архитектурных форм. 6 Многие исследователи, стремившиеся раскрыть секрет гармонии Парфенона, искали и находили в соотношениях ее частей золотое сечение . Если принять за единицу ширины торцовый фасад храма, то получим прогрессию, состоящую из восьми членов ряда: 1 : j : j 2 : j 3 : j 4 : j 5 : j 6 : j 7, где j =1,618. Свойствами архитектурной композиции является ее масштабность и масштаб. Масштабность ‐ взаимосвязь членений архитектурной формы с габаритами человека. Наиболее действенными средствами выявления масштабности сооружения являются элементы и детали, соразмерные человеку (ступень, окно). Масштаб характеризуется крупностью членений архитектурной формы по отношению к размерам самого здания и окружающей застройки. Крупный масштаб членений придает монументальность композиции и позволяет при небольших размерах здания придать ему значимость. Метр и ритм. Ритм и метр являются средствами гармонизации и обеспечения единства архитектурной композиции за счет повторяемости элемента. Ритм ‐ закономерное чередование одинаковых или однохарактерных элементов композиции и интервалов между ними, динамично развивающиеся по вертикали и горизонтали, либо по обоим направлениям. Метр ‐ простейшая и наиболее распространенная форма ритма, точное повторение форм и интервалов между ними. Метр может быть простым, при одинаковом чередовании одной формы или сложным, при чередовании группы или двух форм. Контраст и нюанс Нюанс (от франц. nuance — оттенок, едва заметный переход). 7 Нюансные отношения — незначительные, слабо выраженные различия предметов по величине, рисунку, фактуре, цвету, расположению в пространстве. Как средство композиции нюанс может проявляться в пропорциях, ритме, цветовых и тональных отношениях, декоре, пластике. С одной стороны, внешний вид изделий с одинаковыми по назначению составляющими элементами может быть обогащен за счет использования различных степеней нюансных отношений между однородными признаками внешнего вида (градаций по форме, размеру, цвету, фактуре, положению в пространстве). С другой стороны, нюансные элементы сочленений разнохарактерных элементов формы позволяют формировать сложный рисунок поверхности. Восприятие различных степеней нюанса позволяет ощущать плавность переходов между деталями, сходство и различие их характеристик. Цветовой принцип контраста и нюанса. Серые оттенки мозаики разбавляют контраст черно‐белого дизайна ванной комнаты в стиле хай‐тек. Одно из важных средств композиции — контраст. Он заключается в резко выраженном противопоставлении элементов формы. Контраст делает форму заметной, выделяет ее среди других. Различают контрасты: направления, размера, массы, формы, цвета, света, структуры или фактуры поверхности. При контрасте направления горизонтальное противопоставляется вертикальному, наклон слева направо — наклону справа налево. При контрасте размера высокое противопоставляется низкому, длинное — короткому, широкое — узкому. При контрасте массы визуально тяжелый элемент композиции располагается вблизи от легкого. При контрасте формы «жесткие», угловатые формы противопоставляются «мягким», скругленным. При контрасте света светлые поверхности противопоставляются темным. Цвет и свет С физиологической точки зрения цвет — это осмысленная человеком реакция нервной системы на свет с определенной длиной волны. Любой цвет — результат отражения света, поэтому восприятие цвета зависит от условий освещения: уровня освещенности, цветности освещения и др. Используя цвет как средство композиции, дизайнер создает колористический образ, подчеркивает объемно‐пространственную структуру, усиливает эффект восприятия формы, 8 способствует выявлению тектоники технического изделия или архитектурного сооружения, организует пространство с целью его приспособления к определенным видам деятельности человека. Форма и цвет — это своеобразный код, с помощью которого передается информация о предметах и облегчается ориентация в пространстве. Цвет и свет неразрывно связаны между собой, взаимно усиливают или ослабляют воздействие на композицию. Зная, какой источник света будет применен в помещении, можно предусмотреть характер изменения того или иного цвета при искусственном освещении. Если цвет предмета имеет цветовые характеристики, близкие к спектральному составу излучаемого потока, то он будет казаться интенсивнее и светлее. Если характеристики разные, то цвет искажается, становится более темным или блеклым. Например, в лучах ламп накаливания красные цвета становятся более насыщенными, оранжевые — краснее, светло‐желтые— трудно отличимыми от белых, голубые — зеленеют, синие — представляются менее насыщенными, темно‐синие— не отличаются от черных. В зависимости от особенностей освещения форма воспринимается по‐разному. Прямому освещению свойственны резкая профилировка, глубокие тени. Мягкое рассеянное освещение, наоборот, сглаживает форму, часто совсем не создает теней, как бы лишает предметы объема. Мастера прошлого умело использовали свойства естественного света для управления восприятием формы. Высокое стояние солнца в Египте и почти полное отсутствие облачности определили мелкий рельеф египетских орнаментов. В Европе в условиях мягкого рассеянного освещения были созданы русские храмы с ярко выраженным силуэтом и готические соборы с их глубокой профилировкой. Повсеместное применение электроэнергии для искусственного освещения привело к тому, что в XX в. свет электрических ламп стал одним из средств организации пространства в интерьере. Светотеневая пластика изделия зависит от его объемно‐ пространственной структуры. Благодаря одновременному восприятию освещенных и затененных участков ощущается глубина композиции, объемность ее элементов, особенности структуры и рельефность поверхности. Недостаточно рельефная форма выглядит маловыразительной, скучной, сухой. Восприятие объемности композиции зависит от распределения яркостей в поле зрения. Если, например, рассматривать с большого расстояния конус, главная ось которого совпадает с линией зрения воспринимающего субъекта, то при равномерном освещении конуса со всех сторон будет виден не конус, а плоский диск. Если же свет направить с одной стороны, то конус будет восприниматься как объемное тело. Воспринимаемая яркость предметов тоже зависит от распределения интенсивности света и тени в пространстве. Если темный диск, подвешенный в слабо освещенном помещении, попадает под луч света, то он кажется ярко окрашенным. Если же общую освещенность несколько увеличить, то диск будет казаться более темным, чем он представлялся нам до этого. В нашем сознании предметы одинаковой яркости группируются вместе. При неярком освещении чем ближе к наблюдателю расположены элементы композиции, тем более яркими они кажутся. Изменяя локальную яркость, можно визуально изменить пространственную ориентацию отдельных плоскостей или предметов, входящих в композицию. 9 Таким образом, освещение помогает выявить объем и тектонику композиции путем создания теней, соответствующих конструктивно‐тектонической схеме изделия, и увеличения яркости важных элементов, на которых нужно акцентировать внимание. 10 Здания и сооружения ‐ определение понятий Здания ‐ это наземные сооружения, имеющие внутреннее пространство, предназначенное для проживания, труда, удовлетворения тех или иных нужд человека и общества (жилые дома, производственные корпуса, клубы, больницы и т.п.). Термин «здание» неприменим к наземным сооружениям, не имеющим такого внутреннего пространства (мостам, транспортным эстакадам, градирням и т.п.), а также ко многим подземным и подводным сооружениям (тоннелям, плотинам и т.д.). Эти постройки носят название инженерных сооружений или, для краткости, просто сооружений. К ним относятся также и формально похожие на здания многоярусные «этажерки» промышленных предприятий, предназначенные для периодического обслуживания технологического оборудования, водонапорные башни и другие подобные сооружения. Внутренне пространство зданий чаще всего расчленено на отдельные помещения‐ части внутреннего объема здания, огражденные со всех сторон. Совокупность таких помещений, полы которых расположены на одном уровне, образуют этаж здания. Отдельные этажи имеют определенное название. Подвал – этаж, полностью или большей своей частью заглубленный в землю (называемый также «подвальный этаж») (а). Полуподвальный или цокольный ‐ этаж, уровень пола которого заглублен от уровня тротуара или отмостки не более чем на половину высоты помещения (б). Надземный – этаж (первый, второй, третий и т.п.), расположенный выше уровня земли (б, в). Чердачный (или чердак) ‐ этаж, расположенный между крышей и перекрытием над последним этажом здания (так называемым чердачным перекрытием) (г). Мансардный (или мансарда) – этаж, выгороженный внутри чердачного пространства, образованного скатной крышей, и предназначенный для размещения жилых или подсобных отапливаемых помещений; площадь горизонтальной части потолка желательно чтобы занимала не менее 50% площади пола, а высота стен до низа наклонной части потолка различна, в 11 зависимости от угла наклона крыши (обычно не менее 1,4‐1,6м). Технический – этаж, предназначенный для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций. Может быть расположен в нижней (техническое подполье), верхней (технический чердак) или в средней части здания, а также над проездами, над первым общественным этажом жилого здания и т.п.; в производственных зданиях необходимость и места размещения технических этажей устанавливаются главным образом требованиями технологического процесса. Высота технических этажей зависит от вида оборудования и коммуникаций с учетом условий эксплуатации; в местах прохода обслуживающего персонала высота в чистоте h ≥ 1,9 м. Все эти и другие помещения являются элементами объемно‐планировочной структуры здания. Формообразование главных и второстепенных помещений, их сочетание строится на основе гармонизации и психофизиологических закономерностей внутреннего пространства. В архитектурном проектировании общественных зданий сложились два основных метода построения их архитектурно‐планировочной композиции в зависимости от различного подхода к формированию внутреннего пространства зданий. Первый метод, наиболее традиционный, основан на четком разделении всех помещений на однородные функциональные группы, выделение ядра композиции и элементов функциональных связей. Система организации жизни в здании в том случае соответствует внутренним пространствам. Второй метод, соответствующий требованиям современной архитектуры, основан на универсальности и многообразном использовании внутреннего пространства путем создания единого укрупненного гибкого внутреннего пространства с простым очертанием объема. В любом случае функциональные группы формируются на основе расчленения внутреннего пространства специальными конструкциями – передвижными перегородками. В целом выбор того или иного метода построения архитектурно‐планировочной композиции зависит от конкретных функциональных градостроительных и художественно образных задач и условий проектирования общественного здания. В зависимости от характера функциональных процессов группировка помещений должна; учитывать: во‐первых, взаимосвязи помещений, требующие непосредственного сопряжения помещений (например, зал и сцена вестибюль и гардероб и т. п.), и, во‐вторых, взаимосвязи помещений при помощи горизонтальных и вертикальных коммуникаций (коридоры, лестницы и пр.). Известные возможные сочетания пространств внутри здания сводятся к шести основным схемам: ячейковой, коридорной, анфиладной, зальной, павильонной и смешанной или комбинированной. Ячейковая схема состоит из частей, в которых функциональные процессы проходят в небольших равновеликих пространственных ячейках (например, детские и школьные здания, лечебные и административные учреждения). 12 Самостоятельно функционирующие ячейки могут иметь общую коммуникацию, связывающую их с внешней средой. Коридорная схема складывается из сравнительно небольших ячеек, вмещающих части единого процесса и связанных общей линейной коммуникацией, коридором. Ячейки могут располагаться с одной или с двух сторон связывающего их коммуникационного коридора. Анфиладная схема представляет собой ряд помещений, расположенных друг за другом и объединенных между собой сквозным проходом. Такая схема используется при единстве функционального процесса, требующего лишь незначительной степени подразделения его частей, раскрывающихся одна в другую. Анфиладная схема применяется и зданиях музеев, выставок, некоторых типов магазинов и предприятий службы быта (салонный тип). Зальная схема основана на создании единого пространства для функции, требующих больших нерасчлененных площадей, вмещающих массы посетителей. Зальная схема характерна для зрелищных, спортивных зданий, крытых рынков и т. п. Павильонная схема построена на распределении помещений или их групп в отдельных объемах павильонах, связанных между собой единым композиционным решением (генеральным планом), например, павильонный рынок, состоящий из павильонов «овощи фрукты», «мясо», «молоко»; дома отдыха с павильонами спальных корпусом и т. п. Зальная схема обычно дополняется группами второстепенных помещений, имеющих коридорную пли анфиладную схемы. В таких случаях создаются комбинированные схемы путем сочетания и совместного использования перечисленных выше схем (бескоридорная, коридорно‐кольцевая, анфиладно‐ кольцевая, ячейково‐зальная). Перечисленные выше схемы группировки пространств внутри зданий являются основой при формировании различных композиционных схем общественных зданий и комплексов: компактной, протяженной и расчлененной. Компактная композиционная схема включает зальную и комбинированную схемы группировки помещений. Протяженная (линейная) схема композиции основана на коридорной и анфиладной группировке помещений. Расчлененная композиционная схема формируется по принципу павильонной системы. Материальную оболочку здания составляют взаимосвязанные конструктивные элементы – самостоятельные части или элементы здания, каждый из которых имеет свое определенное назначение: стены, фундаменты, крыши и т.п. 13 Конструктивные элементы, из которых состоит здание, в зависимости от их назначения разделяют на две основные группы – несущие и ограждающие. Несущие конструкции в совокупности образуют пространственную систему – сочетание вертикальных и горизонтальных элементов, которую называют несущим остовом здания. Различают несколько видов основных несущих элементов – стержни, пластины (плиты), пространственные оболочки и массивные или трехмерные тела. Стержень (стойка) – простейший элемент, у которого два измерения (толщина и ширина) малы по сравнению с третьим – длинной. Пластина (плита) – это элемент, у которого одно измерение – толщина – мало по сравнению с двумя другими. Криволинейные плиты называются оболочками. Массивными являются элементы, у которых все три генеральных размера примерно одного порядка. 14 В зависимости от внешнего вида несущей конструкции (ее похожесть на стойку, пластину, оболочку и объемный элемент) различают пять классических (основных) конструктивных систем: стеновую, каркасную, объемно‐блочную, ствольную и оболочковую. Наряду с основными конструктивными системами широко применяют и комбинированные, в которых вертикальные несущие конструкции компонуются из разнотипных элементов. Наиболее распространенные из них: Обычно на начальном этапе проектирования принимают конструктивную схему здания, руководствуясь принципом взаимного размещения в пространстве вертикальных несущих конструкций (например, продольного, поперечного). Применяют различные конструктивные схемы: ‐ с поперечными несущими стенами; 15 ‐ с продольными несущими стенами; ‐ с продольно‐поперечными несущими стенами. При поперечных несущих стенах наружные продольные теплоизоляционными и могут быть самонесущими и навесными. стены являются только При конструктивной системе – неполный каркас (каркасно‐стеновая), без наружного ряда колонн, применяют несущие панели, которые передают нагрузки не только от вышележащих панелей, но и от перекрытий. По характеру статистической работы все несущие конструкции подразделяются на плоскостные и пространственные. В плоскостных – все элементы работают под нагрузкой автономно, как правило в одном направлении и не участвуют в работе конструкций, к которым они примыкают. В пространственных – все или большинство элементов работают в двух направлениях и участвуют в работе сопрягаемых с ними конструкций. Благодаря этому повышается жесткость и несущая способность пространственных конструкций и снижается расход материалов на их изготовление. Выбор типа и материала несущих конструкций при проектировании определяется величинами перекрываемых пролетов. При малых пролетах применяют простые плоскостные и стержневые конструкции, при больших – более сложные пространственные. Понятие о степени огнестойкости и долговечности Надежность зданий и долговечность конструкций самым тесным образом связаны еще с одним требованием к зданиям – их огнестойкостью и противопожарной безопасностью. Чем больше предполагаемый срок службы здания и его конструкций, тем выше должна быть их степень огнестойкости. Эти требования изложены в СНиП II.2001‐97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений». Требования к огнестойкости зданий и к долговечности их конструкций могут быть различными в зависимости от назначения здания, от того, где и на какой срок оно строится, и отряда других факторов, в том числе сформулированных заказчиком. Для того, чтобы проектировщик правильно ориентировался в вопросах необходимых требований, предъявляемых к конкретному зданию, установлено важное понятие – класс здания по капитальности. Капитальность ‐ это совокупность свойств, присущих зданию в целом, его народнохозяйственное значение, значимость и т.п.; с другой стороны – это комплекс важнейших требований к зданию и его элементам. Класс здания ‐ уровень этих требований. 16 Имеется четыре класса по капитальности. I класс. Крупные общественные здания (музеи, театры); правительственные учреждения; жилые дома высотой более 9 этажей; крупные электростанции и т.д. II класс. общественные здания массового строительства в городах – школы, больницы, детские учреждения, административные здания, предприятия торговли и питания; жилые дома высотой 6…9 этажей; крупные производственные здания. III класс. Жилые дома не выше 5 этажей, общественные здания небольшой вместимости в сельских населенных пунктах. IV класс. Малоэтажные жилые дома; временные общественные здания; производственные здания, рассчитанные на возможность их эксплуатации в течение короткого времени. Класс здания по капитальности должен обеспечиваться применением зданий и конструкций соответствующих степеней огнестойкости и долговечности, например: жилые здания I класса проектируют с конструкциями не ниже I степени долговечности; здания II класса – не ниже II степени и т.п. Исходя из этого, легко уяснить последовательную схему выбора материалов и конструкций. После установленного класса здания по капитальности выявляют соответствующие ему минимально необходимые требования по огнестойкости и долговечности. Устанавливают необходимые требования к основным конструктивным элементам здания по противопожарным нормам. В состав требований, предъявляемых к зданиям и их элементам, входят и важнейшие требования по обеспечению их противопожарной безопасности. Так, здания значительной протяженности, выстроенные из сгораемых или трудно сгораемых материалов, необходимо разделять на отсеки противопожарными преградами. Назначение этих преград – препятствовать распространению огня по всему зданию. К ним относятся: противопожарные стены (брандмауэры), зоны, перегородки, тамбузы‐ шлюзы и т.п. Типы противопожарных преград, расстояние между ними и т.п. принимаются в зависимости от назначения и этажности здания. Требования к проектированию противопожарных преград включают ряд обязательных условий. Например, противопожарные стены, как правило, должны выступать за пределы контура поперечного сечения здания на 0,3…0,6 м, противопожарные зоны выполняются в виде вставки, разделяя здание по контуру, и т.п. 17 Общая классификация зданий По назначению здания подразделяются на две большие группы: гражданские и производственные. Гражданские предназначаются для проживания и обеспечения бытовых, общественных и культурных потребностей человека. Производственные обеспечивают нормальные условия производственных процессов, защищают оборудование и работающих на производстве людей от атмосферных воздействий и обеспечивают необходимые комфортные условия работы трудящихся на работе. К производственным относятся основные и вспомогательные здания промышленных предприятий различного назначения (например, черной и цветной металлургии, машиностроения, химии и т.п.), агроиндустриальных комплексов, сельскохозяйственных зданий производственного назначения и т.п. Гражданские здания в свою очередь подразделяются на две подгруппы: жилые и общественные. 18 К жилым относятся квартирные дома, предназначенные для постоянного проживания, общежития, интернаты. К общественным – здания учебно‐воспитательных и научных учреждений, зрелищные, лечебно‐профилактические, коммунальные и т.п. Особенностью жилых зданий и многих видов общественных является большое количество отдельных помещений небольшой площади. Особенность производственных зданий и ряда общественных, резко отличающихся от жилых, ‐ наличие крупных общих помещений, не разгороженных стенами и перегородками на комнаты и иногда достигающих даже размеров нескольких гектаров. Большей частью такие помещения имеют промежуточные опоры ‐ ряды колонн, располагаемых в определенном порядке. Расстояние между двумя смежными опорами в направлении, соответствующем расположению основном несущей конструкции покрытия или перекрытия (фермы, балки и т.п.), называется пролетом. В зависимости от числа пролетов здания подразделяют на однопролетные и многопролетные. В зависимости от размеров пролетов здания подразделяют на мало‐, средне‐ и крупнопролетные (или, что тоже, мелко‐, средне‐, большепролетные – несущественная разница в сложившейся терминологии). При этом градации, соответствующие приведенным терминам, различны при много‐ и одноэтажных зданиях. Многоэтажные малопролетные здания имеют пролеты (или шаги) порядка 2,4…4,8 м; среднепролетные ‐ 4,8…9 м; крупнопролетные ‐ 9…15 м. По своему назначению, т. е. по контингенту заселения, для которого они предназначены, и времени проживания жилые здания подразделяют на четыре основные вида: 19 ‐ жилые квартирные дома для посемейного заселения и постоянного проживания; ‐ общежития для временного (длительного) проживания рабочих на период работы и учащейся молодежи на время учебы; ‐ гостиницы для кратковременного проживания периодически сменяющихся контингентов приезжающих из других населенных мест; ‐ интернаты для постоянного проживания инвалидов а престарелых В массовом жилищном строительстве основной вид жилых зданий (более 90%) ‐ квартирные дома, предназначенные для посемейного заселения. По этажности жилые дома подразделяют на: ‐ малоэтажные (1 ‐ 2 этажа); ‐ средней этажности (3 ‐ 5 этажей); ‐ многоэтажные (6 и более этажей); ‐ повышенной этажности (11 ‐ 16 этажей); ‐ высотные (более 16 этажей) По числу квартир: ‐ на одноквартирные (индивидуальные) ‐ двухквартирные ‐ многоквартирные. 20 Жилые многоквартирные дома по своей объемно‐планировочной структуре могут быть подразделены на: ‐ секционные; ‐ коридорные; ‐ галерейные; ‐ коридорно‐ и галерейно‐секционные; ‐ блокированные. По материалам несущих конструкций (стен, покрытий, колонн) жилые здания подразделяют на: ‐ каменные; ‐ деревянные; ‐ смешанного типа. В каменных зданиях стены могут быть из крупных сборных бетонных элементов (панелей, блоков) или из мелкоразмерных изделий (кирпича, керамических, бетонных блоков), из естественных камней, а также монолитные из легких бетонов. Перекрытия осуществляют из железобетонных сборных панелей или железобетонные монолитные. Жилые многоэтажные здания высотой до 9 этажей должны иметь каменные стены, железобетонные перекрытия и обладать огнестойкостью II степени, а при высоте в 10 и более этажей ‐ I степени. По капитальности каменные здания относят к I классу. Долговечность этого вида зданий 100 лет. В деревянных жилых домах стены и перекрытия могут быть из деревянных панелей, в местностях, изобилующих лесом, стены могут быть из брусьев и бревен, а перекрытия ‐ из щитов по деревянным балкам. Деревянные здания относят к IV, V степени огнестойкости, к IV классу капитальности. Они могут иметь не более 1 ‐ 2 этажей. Долговечность этого вида зданий 25 лет. В зданиях с конструкциями смешанного типа стены каменные, а перекрытия могут быть деревянные. В связи с несоответствием долговечности и эскплуатационных качеств стен и перекрытий этот тип конструкции имеет незначительное применение. 21 Основные требования, предъявляемые к зданиям Здания любого типа должны в максимальной степени удовлетворять: ‐ функциональным требованиям ‐ техническим требованиям ‐ экономическим требованиям ‐ архитектурно‐художественным требованиям Требования к функциональной целесообразности Полное соответствие своему назначению. Этому требованию должно подчиняться как объемно‐планировочное решение (состав и размеры помещений, их взаимосвязь), так и конструктивное решение (конструктивная схема здания, материал основных конструкций, отделочные материалы). Функциональное назначение здания определяет требования к освещенности, температуре, звукоизоляции, вентиляции, отоплению, водо‐ и газоснабжению, канализации, лифтам, бытовому оборудованию, теле‐ и радиофикации, к отделке помещений и благоустройству здания и др. Проект должен обеспечивать максимальную оптимальную среду для человека в процессе осуществления им функций, для которых здание предназначено. Параметры среды ‐ габариты помещений здания в соответствии с их назначением, состояние воздушной среды (температурно‐влажностные характеристики, показатели воздухообмена), световой режим (показатели необходимой естественной или искусственной освещенности), звуковой режим (условие слышимости в помещении и защита его от шумов, проникающих из внешней среды) ‐ устанавливаются для каждого вида здания строительными нормами и правилами (СНиП). 22 Требования к технической целесообразности Требования к технической целесообразности проектного решения подразумевает выполнение его конструкции в полном соответствии с законами строительной механики, физики и химии. Для этого проектировщику необходимо выявить и точно учесть все внешние воздействия на здания. Внешние воздействия на здания условно подразделяют на силовые и несиловые. К силовым относятся следующие виды нагрузок и воздействий: Постоянные нагрузки ‐ от собственного веса конструкции здания и давления грунта основания на его подземную часть; Длительно действующая временная нагрузка ‐ от стационарного технологического оборудования, перегородок, длительно хранимых грузов (книгохранилища), воздействия неравномерных деформаций грунтов основания и т.д. Кратковременные нагрузки ‐ от массы подвижного оборудования, людей, мебели, снега, ветра и т.д. Особые воздействия – от сейсмических явлений, взрывов, просадочности лессового или протаявшего, мерзлого грунтового основания здания, воздействие деформации земной поверхности в районах влияния горных выработок и т.д. К несиловым воздействиям относятся: Переменные температуры наружного воздуха, вызывающие линейные температурные деформации, изменения размеров наружных конструкций здания или температурные усилия в них при стесненности проявления температурных деформаций жесткого закрепления конструкции; Атмосферная и грунтовая влага на материал конструкции приводящая к изменениям физических параметров, а иногда структуры материалов вследствие их атмосферной коррозии, а так же воздействия парообразной влаги воздуха в помещении на материал наружных ограждений; Солнечная радиация, влияющая на световой и температурный режим помещений и вызывающая изменение физико‐технических свойств. поверхностных слоев конструкции. (старение пластмасс, плавление битумных материалов) Инфильтрация наружного воздуха не плотности ограждений конструкций, влияющих на их теплоизоляционные свойства. и температурно‐влажностный режим помещения. Химическая агрессия водорастворимых примесей в воздушной среде кот. в растворенном атмосферной влагой состоянии вызывает разрушение (хим. агрессию) поверхностных слоев материалов конструкций; Разнообразные шумы от источников вне и внутри зданий, нарушающих нормальный акустический режим помещений; Биологическое воздействие ‐ от микроорганизмов и насекомых до разрушающих конструкции из органических материалов. При проектировании конструкций зданий должно предусматриваться их сопротивление всем перечисленным воздействиям. Это требование обеспечивается прочностью, устойчивостью и жесткостью несущих конструкций, долговечностью и стабильностью эксплуатационных качеств ограждающих конструкций. 1. Прочность ‐ способность воспринимать силовые нагрузки и воздействия без разрушения. 2. Устойчивость ‐ способность конструкции сохранять равновесие при силовых нагрузках и воздействиях. 23 3. Жесткость ‐ способность конструкции осуществлять свои статические функции с малыми заранее заданными величинами деформации. 4. Долговечность ‐ предельный срок сохранения физических качеств конструкции здания в процессе эксплуатации. Долговечность конструкции зависит от: ‐ ползучести ‐ процесса малых непрерывных деформаций материала конструкции при длительном загружении; ‐ морозостойкости ‐ сохранения влажными материалами необходимой прочности при многократном чередовании замораживания и оттаивания. ‐ влагостойкости ‐ способности материалов противостоять воздействию влаги без существенного снижения прочности следственного расслоения, возбуждения, коробления и растрескивания. ‐ коррозионостойкости ‐ способности материалов сопротивляться разрушению, вызываемому химическими, физическими или электрохимическими процессами. ‐ биостойкости ‐ способности органических материалов противостоять разрушающим воздействиям микроаргонизмов и насекомых. 5. Стабильность эксплуатационных качеств, к которым относятся: тепло, звукоизоляция и воздухопроницаемость ограждения ‐ способность конструкции сохранять постоянный уровень изоляционных свойств в течение проектного срока службы здания или конструктивного элемента. По возгораемости конструкций различают материалы: несгораемые ‐ не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются под действием огня или высоких температур; трудно сгораемые ‐ с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но процессы горения и тления прекращаются при устранении огня или высоких температур; сгораемые ‐ воспламеняются или тлеют под действием огня или высоких температур, и эти процессы не прекращаются после удаления источников огня. Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются длительностью (в часах) испытаний конструкций на огнестойкость до возникновения одного из следующих предельных состояний: обрушение, образование в конструкции сквозных трещин или отверстий, повышенная температура. Требования к экономической целесообразности На экономические показатели жилой застройки влияют этажность зданий, планировочная и конструктивная схемы, протяженность здания, площадь квартир, плотность застройки, благоустройство, в том числе инженерные коммуникации, улицы, дороги, транспорт, общегородские подводящие сети, зеленые насаждения. Класс здания назначают при проектировании в соответствии с его народно‐хозяйственной и градостроительной ролью. Архитектурно‐художественные требования Архитектурно‐художественные требования к проектному решению заключаются в необходимости соответствия внешнего вида здания, его назначения и формирования объемов и интерьеров здания по законам красоты. Эстетические требования к зданию связаны с понятием красоты в архитектуре или архитектурной выразительности, поскольку архитектура создает наряду с утилитарными ценностями художественные образы. Произведения архитектуры существуют в системе (ансамбле), где архитектура возглавляет другие искусства, определяя их синтез. 24 Вариантное проектирование зданий Выполнение вариантных проектных предложений применяется: ‐ для получения оптимальных объемно‐пространственных решений; ‐ для дальнейшего детального проектирования. На основе вариантного проектирования и рассмотрения аналогов определяется стилевое направление, архитектурно‐планировочное решение, ориентировочные технико‐ экономические показатели. Новый подход к вариантному проектированию зданий основан не в сопоставлении двух или более готовых проектов между собой или аналогом, а в переборе на ЭВМ вариантов и критериальной оценке возможных решений отдельных элементов или частей зданий и сооружений в процессе их проектирования, выборе оптимальных решений по одному или нескольким показателям их эффективности и эффективности проекта в целом при тех же затратах времени и средств, обеспечивает качественно новый, обоснованный и надежный уровень проектных решений. 25 Функциональный (технологический) процесс ‐ основа объемно‐планировочных решений зданий Функциональный процесс ‐ процесс деятельности людей (труда, отдыха, учебы и пр.), протекающий в предназначенном для него архитектурно организованном пространстве. Функциональные процессы в зданиях отличаются последовательностью осуществления в зависимости от целей использования помещений. Каждому процессу свойственны свои внутренние особенности, вытекающие из характера действия, количества участников, необходимого оборудования и мебели. Все это влияет на определение размеров и пространственной организации формы здания. Одной из важных задач архитектурного проектирования являются приведение функционально‐технологических процессов, протекающих в здании, в определенную ясную систему. В начале необходимо проанализировать функционально‐технологические процессы и их условия, установить последовательность (очередность) этих процессов, определить на этой основе взаимосвязь между отдельными помещениями или их группами и затем композиционную схему здания в целом. Функциональная схема дает информацию о структуре функциональных связей объекта и о последовательности происходящих функциональных процессов, она раскрывает функциональное содержание архитектурного объекта. Итак, функционально‐технологический процесс – это осуществление во времени и пространстве главной функции здания, при котором она разделяется на систему главных и подсобных функций на всех пространственных уровнях здания. Функциональные связи: Функциональная схема (схема‐граф) ________обязательные ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ желательные 1 – зрительный зал 2 – эстрада 3 – фойе с буфетами 4 – подсобная при буфете 5 – радиоузел 6 – кладовая декораций 7 – артистические (кружковые) 8 – кинопроекционная 9 – щитовая 10 – кружковые 11 – читальный зал 12 – книгохранилищная 13 – вестибюль 14 – правление 15 – туалеты 26 Функциональная схема (блок‐схема) Основная цель составления нормалей заключается во внедрении в типовое проектирование наиболее прогрессивных функциональных, планировочных, технических и конструктивных решений. Все серии нормалей основаны на требованиях СНиПа, государственных стандартов с учетом единой модульной системы. 27 Нормали предусматривают унификацию всех параметров зданий на базе действующих каталогов строительных изделий, встроенной и корпусной мебели, технологического оборудования. Нормали планировочных элементов в основном ориентированы на применение конструкций заводского изготовления и полносборного строительства и для зданий с несущими стенами из кирпича и блоков. Архитектурно‐планировочные решения основных помещений жилых домов и общественных зданий рассчитаны на обычные условия строительства в средней полосе страны, т. е. во II и III строительно‐климатических зонах и в подрайонах I В. Разработка нормалей планировочных элементов производится с учетом определенных условий. Основные размеры помещений устанавливаются исходя из антропометрических данных человека. Кроме того, учитываются функциональные, бытовые, технологические и трудовые процессы, а также зоны действия механизмов и оборудования. Например, для проектирования зрительных залов нормали составляются с учетом требований видимости, акустики и звукоизоляции. Для лечебно‐профилактических учреждений основными требованиями при составлении нормалей являются санитарно‐гигиенические нормы площади, объем помещений, кратность обмена воздуха, инсоляция и т. д. При определении ширины и длины эвакуационных путей руководствуются требованиями противопожарной безопасности, так же как и при размещении технологического оборудования учитываются правила технической безопасности. В состав графической части нормалей объемно‐планировочных элементов входят исходные типы и габариты мебели и оборудования, антропометрические данные, схематические чертежи планов и разрезов основных помещений. На схемах проставлены оптимальные размеры и нормативные расстояния между предметами с учетом расположения оборудования и функциональных действий людей. В итоге приводятся примеры планировочных решений исходя из основных конструктивных параметров и унифицированных модульных систем. Применяется полный или неполный состав нормалей. Исходя из этого на схемах планировочных узлов, а также на общих габаритных схемах указываются две категории размеров. В первом случае даются размеры элементов оборудования и отдельные незыблемые параметры. Во втором — минимальные размеры расстояний между предметами оборудования и проходов. На чертежах планировочных нормалей размеры указываются в см, а габариты оборудования в мм. Нормали планировочных элементов жилых и общественных зданий являются пособием по проектированию и разработке основных помещений. В нормалях даются соответствующие рекомендации в дополнение и развитие нормативных требований отдельных глав СНиПа. 28 Выбор этажности зданий Правильный выбор этажности жилью домов и их объемно‐планировочной структуры имеет важное значение как в экономическом, так градостроительном и архитектурном отношении, так и для решения социальных з. обеспечения необходимых благоприятных условий жизни и жизнедеятельности населения. Малоэтажные, одно‐ и двухэтажные, одно и двухквартирные дома, располагаемые, как правило, с индивидуальными приусадебными участками и вспомогательными хозяйственными постройками, применяют в сёлах, поселках, коттеджных посёлках а также в посёлках городского типа как в индивидуальном, так кооперативном и частично государственном строительстве. Этот вид жилищ в наибольшей мере соответствует условиям развития личных подсобных индивидуальных фермерских хозяйств, колхозников, рабочих и частных хозяйств и отвечает жизненному укладу и бытовым навыкам сельского населения. Усадебное расположение этого вида домов требует увеличения территории населенных мест, что удорожает устройство инженерых сетей. В индивидуальных домах допустимо упрощенное инженерное оборудование ( местное отопление, выгребные уборные и т. п.). Однако, учитывая рост возможностей, должно быть предусмотрено перспективе присоединение домов к сетям водоснабжения, канализации, газоснабжения и др. В многоквартирных домах, как правило, обеспечены элементы инженерного благоустройства: центральное отопление, водоснабжение, канализация, газоснабжение и др. Основной вид жилых зданий массового строительства в городах и поселках городского типа ‐ многоквартирные дома средней этажностью и многоэтажные ‐ в основном в 5 и 9 этажей. При выборе этажности многоквартирных жилых домов наряду с градостроительно‐ архитектурными первостепенное значение имеют экономические факторы (устройство лифтов, 29 мусоропроводов и др., существенно удорожающих возведение и в особенности эксплуатацию жилых зданий). В домах до 5 этажей (в климатических северных районах и южном до 4 этажей) не требуется устройства лифтов, целесообразно используются конструкции фундаментов, стен, покрытий. Застройку 5 (4)‐этажными домами широко применяют в малых, средних и частично в больших городах (с населением 50 ‐ 250 тыс. чел.) и в поселках (на 10 и более тыс. чел.), что позволяет достаточно целесообразно использовать территорию, инженерные сети, благоустройство и транспорт населенных мест такой величины. Как показали специальные исследования, в крупных и крупнейших городах (с населением 500‐1000 тыс. и более) применение жилых 9‐16‐этажных зданий сокращает территорию застройки, увеличивает плотность расселения, уменьшает пробеги транспорта, сокращает протяженности путей к местам приложения труда и инженерных сетей, а также создает условия для эффективного использования конструкций и технического оборудования зданий. Дальнейшее повышение этажности жилых домов (до 20 ‐ 26 ‐ 30 этажей) помимо увеличения числа лифтов вызывает необходимость усиления несущих конструкций, усложнение и удорожание инженерного оборудования (отопления, водоснабжения и др.), противопожарных мероприятий и увеличение эксплуатационных затрат. Применение домов такой этажности допустимо в столицах городов и крупных мегаполисах при соответствующих градостроительных, архитектурных и технико‐экономических обоснованиях. Повышение этажности применяют для зданий крупнейших гостиниц (например, Олимпийские гостиницы в Москве), а также для уникальных жилых комплексов (Северное‐Чертаново в Москве и др.). В крупных городских комплексах жилых домов повышенной этажности можно расселять 1 ‐ 2 и более тыс. чел., в связи с чем возникают новые социальные задачи по совершенствованию форм культурно‐бытового обслуживания населения, приближения учреждений обслуживания непосредственно к жилью, развития общественных сторон жизни населения. Такие дома называют "с приближенным развитым обслуживанием". Модульная координация размеров в строительстве Модульная координация размеров в строительстве (МКРС) должна осуществляться на базе модульной пространственной координационной системы и предусматривать предпочтительное применение прямоугольной модульной пространственной координационной системы. 30 При проектировании зданий, сооружений, их элементов, строительных конструкций и изделий на основе модульной пространственной координационной системы применяют горизонтальные и вертикальные модульные сетки на соответствующих плоскостях этой системы. Единая модульная система в строительстве (ЕМС) является основой для унификации в геометрических размерах изделий, и представляет собой ‐ совокупность правил координации (взаимного согласования) объемно‐планировочных и конструктивных размеров здания строительных материалов и оборудования для их формирования на основе кратности единой величине ‐ модулей. В большинстве европейских стран в качестве единого основного модуля "М" принята величина 100 мм. МКРС устанавливает правила назначения следующих категорий размеров: Основные и произвольные модули и область их применения Для назначения координационных размеров объемно‐планировочных и конструктивных элементов, строительных изделий, оборудования, а также для построения систематических рядов однородных координационных размеров должны применяться наряду с основным следующие производные модули: 31 Укрупненные модули Укрупненный модуль равен основному М, увеличенному в целое число раз. Укрупненные модули (мультимодули) 60М; 30М; 15М; 12М; 6М; 3М, соответственно равные 6000; 3000; 1500; 1200; 600; 300 мм; Установлен следующий предпочтительный ряд величин укрупненных модулей. 3М ‐ 300 мм, 6М, 12М, 15М, 30М, 60М. (М‐100 мм) Укрупненный модуль 15М допускается при необходимости дополнения ряда размеров, кратных 30М и 60М, при наличии технико‐экономических обоснований. Укрупненный модуль используется при назначении основных конструктивно‐планировочных размеров зданий по горизонтали (расстояние в осях между несущими конструкциями в продольном и поперечном направлениях, ширина проема) и по вертикали (высоты этажей, проемов), а также типов размеров крупных сборных изделий. Понятие типа ‐ размер совмещает в себе тип изделия (панель наружной стены, перекрытия и др.) и его размеры. Типы размер обычно содержат ряд марок ‐ вариации внутри типа размера по каким‐либо признакам ‐ марки бетона, количество арматуры, размещение отверстий, закладных деталей и т.п. Дробный модуль Дробный модуль (субмодуль) равен какой‐либо из следующих частей основного модуля: 1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, 1/100М, т.е. 50, 20, 10, 5, 2, 1 мм. Основные конструкции зданий при проектировании размещают в пространстве, совмещая с модульными плоскостями. Линии пересечения плоскостей (модульных), совмещенных с несущими конструкциями здания, образуют линии модульных разбивочных осей в плане и разрезе. Оси обозначаются марками (цифрами и буквами) в кружках (маркировка осей). 32 Они маркируются арабскими цифрами и прописными буквами алфавита. Цифрами маркируются оси вдоль стороны плана с большим числом разбивочных осей. Порядок маркировки ‐ снизу вверх и слева направо по левой и нижней сторонам плана. В начале строительства здания осуществляется размещение его осей на местности, называемого разбивкой здания или разбивкой его осей. Разбивочные оси используются и для привязки конструкции, т.е. для определения ее положения в здании. Производные модули, следует применять до следующих предельных координационных размеров объемно‐планировочного элемента, строительной конструкции, изделия или элемента оборудования: 60М ‐ в плане и по высоте без ограничения; 30М ‐ в плане до 18000 мм, при технико‐экономических обоснованиях ‐ без ограничения; по высоте ‐ без ограничения; 15М ‐ в плане до 18000 мм; по высоте ‐ без ограничения; 12М ‐ в плане до 12000 мм; по высоте ‐ без ограничения; 6М ‐ в плане до 7200 мм; по высоте ‐ без ограничения; 3М ‐ в плане и по высоте до 3600 мм, при технико‐экономических обоснованиях в плане ‐ до 7200 мм, по высоте ‐без ограничения; М ‐ по всем измерениям в пределах до 1800 мм; 1/2М ‐ то же, до 600 мм; 1/5М ‐ то же, до 300 мм; 1/10М ‐ по всем измерениям в пределах до 150 мм; 1/20М ‐ то же, до 100 мм; 1/50М ‐ то же, до 50 мм; 1/100М ‐ то же, до 20 мм. Принятые пределы применения модулей необязательны для аддитивных (слагаемых) координационных размеров конструктивных элементов. Допускается применение высот этажей 2800 мм, кратных модулю М, за установленным для него пределом. Укрупненные модули для размеров в плане каждого конкретного вида зданий, его планировочных и конструктивных элементов, проемов и т. д. должны составлять группу, выбранную из общего ряда, таким образом, чтобы каждый относительно больший модуль был кратен всем меньшим, чем достигается совместимость членений модульных сеток. 33 В зданиях, состоящих из отдельных связанных между собой корпусов или относительно самостоятельных частей, различных по объемно‐планировочной структуре и конструктивной системе, для каждой из частей может применяться своя группа укрупненных модулей. Координационные размеры конструктивных элементов и элементов оборудования принимают равными соответствующим размерам их координационных пространств. Координационные размеры конструктивных элементов устанавливают в зависимости от основных координационных размеров здания (сооружения). Координационный размер конструктивного элемента принимают равным основному координационному размеру здания (сооружения), если расстояние между двумя координационными осями здания (сооружения) полностью заполняют этим элементом. 34 Координационный размер конструктивного элемента принимают равным части основного координационного размера здания (сооружения), если несколько конструктивных элементов заполняют расстояние между двумя координационными осями здания (сооружения). Координационный размер конструктивного элемента может быть больше основного координационного размера здания (сооружения), если конструктивный элемент выходит за пределы основного координационного размера здания (сооружения). 35 В этом случае: Координационные размеры проемов окон, дверей и ворот, аддитивные размеры конструктивных элементов в плане и по высоте, а также размеры шагов и высот этажей в некоторых зданиях, не требующих больших объемно‐планировочных элементов, назначают предпочтительно кратными укрупненным модулям 12М, 6М и 3М. Координационные размеры, не зависящие от основных координационных размеров (например, сечения колонн, балок, толщины стен и плит перекрытий), назначают предпочтительно кратными основному модулю М или дробным модулям 1/2М, 1/5М. Координационные толщины плитных изделий и тонкостенных элементов назначают кратными дробным модулям 1/10М, 1/20М, а ширину швов и зазоров между элементами ‐ кратной также 1/50М и 1/100М. Координационные размеры, кратные 3М/2 и 1/2М/2, допускаются при членении пополам координационных размеров, равных нечетному числу модулей 3М и 1/2М. Размеры зазоров следует устанавливать в соответствии с ГОСТ 21778, ГОСТ 21779, ГОСТ 21780, ГОСТ 26607. Расположение и взаимосвязь конструктивных элементов следует координировать на основе модульной пространственной координационной системы путем привязки их к координационным осям. 36 Модульная пространственная координационная система и соответствующие модульные сетки с членениями, кратными определенному укрупненному модулю, должны быть, как правило, непрерывными для всего проектируемого здания или сооружения. Прерывную модульную пространственную координационную систему с парными координационными осями и вставками между ними, имеющими размер C, кратный меньшему модулю, допускается применять для зданий с несущими стенами в следующих случаях: 1) в местах устройства деформационных швов; 2) при толщине внутренних стен 300 мм и более, особенно при наличии в них вентиляционных каналов; в этом случае парные координационные оси проходят в пределах толщины стены с таким расчетом, чтобы обеспечить необходимую площадь опоры унифицированных модульных элементов перекрытий; 3) когда прерывная система модульных координат обеспечивает более полную унификацию типоразмеров индустриальных изделий, например, при панелях наружных и внутренних продольных стен, вставляемых между гранями поперечных стен и перекрытий. Расположение координационных осей в плане зданий с несущими стенами. Привязку конструктивных элементов определяют расстоянием от координационной оси до координационной плоскости элемента или до геометрической оси его сечения. Привязку несущих стен и колонн к координационным осям осуществляют по сечениям, расположенным в уровне опирания на них верхнего перекрытия или покрытия. Конструктивная плоскость (грань) элемента в зависимости от особенностей примыкания его к другим элементам может отстоять от координационной плоскости на установленный размер или совпадать с ней. 37 Привязку конструктивных элементов зданий к координационным осям следует принимать с учетом применения строительных изделий одних и тех же типоразмеров для средних и крайних однородных элементов, а также для зданий с различными конструктивными системами. Привязку несущих стен к координационным осям принимают в зависимости от их конструкции и расположения в здании. Геометрическая ось внутренних несущих стен должна совмещаться с координационной осью; асимметричное расположение стены по отношению к координационной оси допускается в случаях, когда это целесообразно для массового применения унифицированных строительных изделий, например, элементов лестниц и перекрытий. Привязка стен к координационным осям Примечания: 1. Размеры привязок указаны от координационных осей до координационных плоскостей элементов. 2. Наружная плоскость наружных стен находится с левой стороны каждого изображения. 38 Привязка колонн каркасных зданий к координационным осям Примечания: 1. Внутренние координационные плоскости стен (на чертеже показаны условно) могут смещаться наружу или внутрь в зависимости от особенностей конструкции стены и ее крепления. 2. Размеры привязок от координационных осей указаны до координационных плоскостей элементов. Привязка колонн и стен к координационным осям в местах деформационных швов В объемно‐блочных зданиях объемные блоки следует, как правило, располагать симметрично между координационными осями непрерывной модульной сетки. 39 Модульная (координационная) высота этажа а ‐ многоэтажные здания; б ‐ одноэтажные здания 1 ‐ координационная плоскость чистого пола; 2 ‐ подвесной потолок Унификация типов зданий Унификация ‐ научно‐обоснованное сокращение числа общих параметров зданий и их элементов путем устранения функционально неоправданных различий между ними. Унификация обеспечивает приведение к единообразию и сокращению числа основных объемно‐ планировочных размеров зданий (высот этажей , проемов перекрытий) и как следствие единообразию размеров и форм конструктивных элементов и заводского изготовления. Унификация позволяет применять однотипные изделия в зданиях различного назначения. Она обеспечивает массовость и однотипность конструктивных элементов, что способствует рентабельности и заводскому изготовлению. Для бескаркасных зданий характерны следующие конструктивные схемы: ‐ с продольными несущими стенами, на которые опираются перекрытия; ‐ с поперечными несущими стенами, когда наружные продольные стены, освобожденные от нагрузки перекрытий, являются самонесущими; ‐ совмещенная, ‐ с опиранием перекрытий на продольные и поперечные стены. Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом могут быть: ‐ с продольным расположением ригелей; ‐ с поперечным расположением ригелей; ‐ безригельными. Возможность сокращения числа типов несущих конструкций достигается путем унификации расчетных конструкций. Так например для конструкций перекрытия зданий, обобщенно унифицированный ряд нагрузок (без учета собственного веса), включая всего 9 величин: 200,300,450,600,800,1000,1250,1600,2100 кг./см.2. При этом размеры сечения железобетонного элемента перекрытия остаются постоянными для нагрузок от 200 до 1000кг./м2, изменяется только армирование и марка бетона. Унификация наружных ограждений связана с теплоизолирующей способностью. 40 Для бетонных (однослойных и слоистых) панелей наружных стен в соответствии с этим параметром установлен ряд толщин ‐ 300‐350‐400 мм. Примером унификации могут служить модульные здания, представляющие собой конструкции из блок‐контейнеров, которые позволяют возводить здания заданной длины, ширины и высоты. Для модульных зданий существуют стандартные модули, которые являются основой их конструкции. Область применений мобильных модульных зданий отличается огромным разнообразием: они могут предназначаться для административных зданий, жилья, под склады и другие помещения. Унифицированные габаритные схемы (УГС), представляющие собой схематичные поперечные разрезы зданий с определенными размерными параметрами, являются основой для проектирования промышленных зданий с широким применением типовых сборных конструкций. Для проектирования одноэтажных зданий разработаны две группы габаритных схем: для зданий, оборудованных мостовыми‐кранами (сокращенно обозначаемые КМ),— крановые многопролетные и не оборудуемые кранами (БМ)—бескрановые много‐пролетные. В случаях применения унифицированных габаритных схем и сборных типовых конструкций требуется строго соблюдать правила привязки, т. е. расположения основных конструкций зданий по отношению к разбивочным осям. С этой целью необходимо применять детали и изделия одних и тех же типоразмеров (балок, ферм, ригелей, панелей покрытия и стеновых панелей) при различном расположении их в крайних и средних пролетах. Унифицированные габаритные схемы многоэтажных промышленных зданий предусматривают сетку колонн 6X6 и 6X9 м; число пролетов 2 и более; этажность зданий до пяти этажей при высоте этажей 3,6; 4,8 и 7,2 м. В габаритных схемах предусмотрена возможность устройства верхних этажей с укрупненной сеткой колонн и оборудование их опорными или подвесными кранами. Для строительства одноэтажных промышленных зданий в последние годы применяют унифицированные типовые секции и пролеты (УТС и УТП), в которых типизированы не целые здания, а отдельные крупные их объемные части — секции или пролеты. Размеры пролетов и шагов колонн одноэтажных зданий назначают кратными 6 м, а высоты, считая от пола до низа несущих конструкций на опоре, — кратными 0,6 м, но не менее 3 м. 41 Унифицированные размеры пролета для зданий без мостовых кранов — 12, 18 и 24 м, а для зданий, оборудованных мостовыми кранами,— 18, 24, 30 м и более. В качестве унифицированных шагов колонн, т. е. расстояния между поперечными разбивочными осями, приняты 6 и 12 м. Переход на сетку колонн с шагом 12 м улучшает планировочные возможности зданий. Размеры пролетов многоэтажных зданий назначают кратными 3 м, высоту этажей кратной 0,6 м, но не менее 3 м, шаг колонн — 6 м. В целях сокращения объемов проектных работ, типоразмеров конструкций и деталей, а также сроков строительства применяют унифицированные габаритные схемы промышленных зданий, то есть типовые их схемы. В таких схемах унифицированы основные объемнопланировочные параметры зданий, высоты помещений, нагрузки кранов. Оптимальными размерами блоков типовых унифицированных секций для предприятий машиностроительной промышленности считают размеры 144X72 и 72x72 м в плане с сеткой колонн 24X 12 и 18X12 м. Используют такие секции во всех тех случаях, когда все параметры удовлетворяют требованиям технологических процессов. Количество типов и размеров типовых деталей и конструкций ограничивают с целью обеспечить экономичность их массового изготовления, упростить монтаж и в конечном результате снизить стоимость строительства. В этих целях при типизации элементов зданий их унифицируют, т. е. приводят многообразные виды типовых деталей и конструкций к небольшому числу определенных типов, близких по форме и размерам. При унификации деталей и конструкций зданий предусматривают их взаимозаменяемость (универсальность). Под взаимозаменяемостью понимают возможность замены данного изделия другим без изменения объемнопланировочного решения здания. Например, взаимозаменяемы плиты перекрытий шириной 1600 и 800 мм, поскольку вместо одной широкой плиты можно уложить две узкие. Взаимозаменяемость изделий и конструкций предусматривают не только по размерам, но по материалу и по конструктивному их решению. Универсальность деталей и конструкций позволяет применять один и тот же типоразмер для зданий различных видов с различными конструктивными схемами. Типовые детали и конструкции, всесторонне проверенные в строительстве, стандартизируют, после чего они становятся обязательными как для заводского изготовления, так и для применения в строительстве. Стандартные элементы регламентируются Государственными стандартами (ГОСТами). В ГОСТах на строительные детали, конструкции и изделия предусмотрены точные их размеры и допуски, технические характеристики, содержится описание внешнего вида, методов испытаний, условий хранения и транспортирования. В области жилищно‐гражданского строительства ведется разработка так называемых нормалей помещений жилых и общественных зданий, используемых в качестве нормативно‐ справочных документов при проектировании зданий. Нормаль содержит целесообразные планировочные решения, а также варианты размещения инженерного и технологического оборудования. В состав нормалей входят номенклатура мебели и оборудования, типы и габариты передвижной и встроенной мебели и оборудования, габаритная схема помещения с расположением оборудования и мебели, планировка помещений, схемы санитарно‐ технических, технологических и электротехнических устройств. 42 Нормализуются в основном объемно‐планировочные элементы и помещения, которые определяют тип здания: например, жилая комната, кухня, школьный класс, больничная палата, также помещения и элементы зданий, многократно повторяемые или общие для различны видов зданий — санитарные узлы, лестнично‐лифтовые узлы. Применение нормалей способствует повышению качества проектирования и строительства, однако нормали не являются обязательным нормативно‐техническим документом и не могут заменить стандарты на элементы зданий. Например: НОРМАЛИ планировочных элементов •НП 1.1‐63 — Помещения квартирных жилых домов •НП 1.1.1‐71 — Жилые здания. Квартирные дома. Помещения лестниц и лифтов •НП 1.1.2‐71 — Жилые здания. Квартирные дома. Помещения санитарных узлов •НП 1.2‐67 — Помещения жилых корпусов гостиниц •НП 1.3‐69 — Помещения жилых корпусов общежитий •НП 1.4‐75 — Помещения домов‐интернатов для престарелых и т.д. Проекты многих производственных зданий могут быть составлены путем сочетаний типовых пролетов и типовых секций различных параметров и изображены в виде монтажных чертежей с приложением необходимых спецификаций на конструкции, изделия и детали. Унифицированные типовые пролеты (УТП) в зависимости от принципа их блокирования в здания подразделяются на два типа: средний и крайний — правый и левый. Унифицированные типовые секции (УТС) в зависимости от принципа их блокирования в здании подразделяются на три вида: I — блокируемые как по длине, так и по ширине; II — блокируемые только по длине; III — пристраиваемые к многопролетным зданиям. Указания к составу, оформлению, согласованию, утверждению, изданию и распространению территориальных каталогов конструкций и изделий для промышленного, жилищно‐ гражданского и сельскохозяйственного производственного строительства, а также порядок 43 внесения в них изменений и дополнений содержатся в "Методических указаниях по разработке территориальных каталогов конструкций и изделий для строительства". Утверждены Минстроем Российской Федерации 2 декабря 1996 г. Введены в действие с 1 января 1997 г. Территориальные каталоги предназначены для организации и функционирования единой информационно‐справочной системы, охватывающей деятельность строительного комплекса в каждом субъекте (территории) Российской Федерации в части производства строительных конструкций и изделий. Территориальные каталоги являются рекламно‐информационным материалом, предназначенным для использования заказчиками, проектными и подрядными организациями, предприятиями строительной индустрии и другими юридическими и физическими лицами ‐ участниками инвестиционного процесса в области капитального строительства. Непрерывность действия и актуализация территориальных каталогов, а также своевременность их издания должны обеспечиваться службой ведения территориальных каталогов в организациях‐разработчиках при методическом содействии, если это необходимо, Центра проектной продукции в строительстве (ГУП ЦПП). Территориальные каталоги разрабатываются для каждого субъекта Федерации: республики, края, области, городов ‐ Москва и Санкт‐Петербург. Разработка территориальных каталогов может осуществляться проектными, научно‐ исследовательскими и другими организациями, объединениями, юридическими лицами ‐ участниками инвестиционного процесса в строительстве, определяемыми решением соответствующего органа исполнительной власти. Территориальные каталоги разрабатываются на основе третьей части Российского строительного каталога (СК‐3), а также других представляемых изготовителями информационных материалов, содержащих сведения о номенклатуре и объемах производства продукции на предприятиях стройиндустрии, и должны содержать номенклатуру изделий, обеспечивающую потребности всех видов массового строительства на данной территории независимо от источников финансирования, подчиненности и форм собственности заказчика, изготовителя и подрядной организации. В территориальные каталоги включаются, как правило, изделия, изготовляемые по сертифицированной проектной документации. Возможность использования для изготовления изделий проектной документации, не имеющей сертификата соответствия, определяется заказчиком конкретного проекта, в котором предусмотрено применение указанных изделий*. В территориальные каталоги включаются изделия из различных материалов (бетонные, железобетонные, металлические, деревянные, асбестоцементные, керамические и др.) в наборе, необходимом для осуществления всех видов массового строительства, и выпускаемые (осваиваемые) предприятиями стройиндустрии, расположенными на данной территории. Для данной территории каталог является единой для всех видов строительства информационной единицей и комплектуется в виде сборников каталожных листов для каждого вида строительства: 1. Сборник каталожных листов на конструкции и изделия для промышленного строительства. Разделы: ‐ одноэтажные здания; ‐ многоэтажные здания; ‐ инженерные сооружения. 44 2. Сборник каталожных листов на конструкции и изделия для жилищно‐гражданского строительства (единые для строительства в городах, поселках городского типа и в сельской местности). Разделы: ‐ кирпичные здания и здания со стенами из мелкоштучных материалов; ‐ каркасно‐панельные здания; ‐ крупноблочные и крупнопанельные здания; ‐ здания из других, в том числе местных материалов. В раздел "Крупноблочные и крупнопанельные здания" включаются изделия, изготовляемые на ДСК для возведения крупнопанельных блок‐секций жилых домов как по типовым проектам из второй части Строительного каталога (СК‐2), так и по местным проектам. Изделия, включаемые в территориальные каталоги, классифицируются по следующим признакам: Т.1 ‐ типовые, освоенные и сохраняемые в производстве; Т.2 ‐ типовые, подлежащие освоению к установленному в каталоге сроку; Т.3 ‐ типовые, подлежащие снятию с производства в установленный срок как устаревшие или по другим обоснованным причинам; М.1 ‐ местные, освоенные и сохраняемые в производстве; М.2 ‐ местные, подлежащие освоению к установленному сроку; М.3 ‐ местные, подлежащие снятию с производства в установленный срок. Правовые основы стандартизации и виды ее нормативных документов определены Федеральным законом "О стандартизации" (введен с 10 июля 1993 г.). Его преамбула определяет обязательность установленных этим законом правовых основ стандартизации для всех государственных органов управления. Государственная система стандартизации (ГСС), изложенная в ГОСТ Р 1‐92, введена с 1 января 1993 г. Система нормативных документов в строительстве (СНДС) регламентирована СНиП 10‐01‐94, базируется на принципах ГСС и действует с 1 января 1995 г. В состав нормативных документов по строительству входят: ‐ строительные ГОСТы, СНиПы, ЕНиР, СН, ВСН, СП, РД, РДС, сметные нормы, СанПиН, расценки, нормативы, правила и др. документы. Федеральный закон определяет четыре основных вида нормативных документов: государственные стандарты (ГОСТ), отраслевые стандарты (ОСТ), стандарты предприятия (СТП), стандарты научно‐технических, инженерных обществ и других общественных объединений (СТО). ГСС несколько расширяет этот перечень, в частности за счет технических условий (ТУ). СНДС исключает из законодательного перечня нормативных документов отраслевые стандарты (ОСТ) и, со странной ссылкой на ГСС, вводит (п. 5.1) другую классификацию и номенклатуру нормативных документов. К федеральным нормативным документам по СНДС относятся: строительные нормы и правила (СНиП), государственные стандарты, своды правил по проектированию и строительству (СП) и руководящие документы системы (РДС). Для субъектов Российской Федерации СНДС вводит новый нормативный документ ‐ территориальные строительные нормы (ТСН), а СТП и СТО относит к производственно‐ отраслевым нормативным документам. 45 46
