Архитектура - Ульяновский государственный технический

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ульяновский государственный технический университет
В. Ф. ФОМИНА
Архитектура
Рекомендовано Государственным образовательным учреждением высшего
профессионального образования «Московский государственный строительный
университет» в качестве учебного пособия для студентов высших учебных
заведений, обучающихся по специальности 270104 «Гидротехническое
строительство», 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция», 270112
«Водоснабжение и водоотведение» направления 270100 «Строительство».
Ульяновск 2009
УДК 72(075)
ББК 85.11 я7
Ф76
Утверждено редакционно-издательским
в качестве учебно-методического пособия
советом
университета
Фомина, В. Ф.
Архитектура : учебно-методический пособие / В. Ф. Фомина ; Ульян.
гос. техн. ун-т. – Ульяновск : УлГТУ, 2009. – 188 с.
ISBN 978-5-9795-0474-2
Комплекс включает руководство по изучению дисциплины, учебное пособие,
практикум по дисциплине. Предназначен для студентов, обучающихся по
специальности 27010965 «Теплогазоснабжение и вентиляция», и направления 27010062
«Строительство» (специализация «Теплогазоснабжение и вентиляция»), изучающих
дисциплину «Архитектура».
УДК 72(075)
ББК 85.11 я7
ISBN 978-5-9795-0474-2
© В. Ф. Фомина, 2009
© Оформление. УлГТУ, 2009
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................................................5
1. РУКОВОДСТВО ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ .....................................................6
1.1. Цели и задачи дисциплины.................................................................................................................................... 6
1.2. Методические рекомендации по изучению дисциплины................................................................................. 7
1.3. Глоссарий ................................................................................................................................................................ 15
2. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ..................................................................................................17
2.1. Основы архитектурно-строительного проектирования ................................................................................ 17
2.1.1. Сущность архитектуры и ее задачи................................................................................................................ 17
2.1.2. Краткие сведения из истории развития архитектуры ................................................................................... 19
2.1.2.1. Архитектура древних эпох ...................................................................................................................... 19
2.1.2.2. Архитектура феодального строя............................................................................................................. 27
2.1.2.3. Архитектура эпохи капитализма ............................................................................................................ 34
2.1.2.4. Русская архитектура................................................................................................................................. 37
2.1.2.5. Советская архитектура............................................................................................................................. 44
2.1.3. Планировка, застройка и благоустройство населенных мест ...................................................................... 51
2.1.3.1. Общие положения по архитектурно-планировочной организации территории................................ 51
2.1.3.2. Благоустройство и инженерная подготовка территории населенного места...................................... 52
2.1.4. Общие сведения о зданиях.............................................................................................................................. 55
2.1.4.1. Классификация зданий по назначению .................................................................................................. 55
2.1.4.2. Конструктивные элементы зданий ......................................................................................................... 56
2.1.4.3. Требования к зданиям.............................................................................................................................. 58
2.1.4.4. Единая модульная система в строительстве .......................................................................................... 61
2.1.4.5. Правила привязки конструктивных элементов зданий к разбивочным модульным осям ................ 62
2.1.5. Общие положения архитектурно-строительного проектирования.............................................................. 63
2.1.5.1. Основные принципы архитектурной композиции здания.................................................................... 63
2.1.5.2. Вопросы конструктивного проектирования зданий.............................................................................. 65
2.1.6. Основы строительной физики......................................................................................................................... 65
2.2. Гражданские здания и их конструкции............................................................................................................. 70
2.2.1. Общие положения проектирования квартир жилых домов ......................................................................... 70
2.2.2. Инженерное оборудование жилых зданий .................................................................................................... 72
2.2.3. Общественные здания ..................................................................................................................................... 75
2.2.3.1. Общие требования.................................................................................................................................... 75
2.2.3.2. Планировочные решения общественных зданий .................................................................................. 76
2.2.3.3. Эвакуация людей из помещений общественных зданий ...................................................................... 77
2.2.3.4. Видимость в зрелищных помещениях общественных зданий ............................................................. 77
2.2.3.5. Система инженерного обеспечения общественных зданий ................................................................. 80
2.2.4. Конструкции гражданских зданий ................................................................................................................. 83
2.2.4.1. Конструктивные системы зданий ........................................................................................................... 83
2.2.4.2. Конструктивные схемы зданий............................................................................................................... 85
2.2.4.3. Основания и фундаменты........................................................................................................................ 86
2.2.4.4. Каркас........................................................................................................................................................ 91
2.2.4.5. Наружные стены и их элементы ............................................................................................................. 94
2.2.4.6. Конструкции стен..................................................................................................................................... 95
2.2.4.7. Балконы, лоджии, эркеры........................................................................................................................ 99
2.2.4.8. Внутренние вертикальные несущие и ограждающие конструкции .................................................. 102
2.2.4.9. Перекрытия ............................................................................................................................................. 109
2.2.4.10. Крыши ................................................................................................................................................... 113
2.2.4.11. Лестницы, пандусы, эскалаторы ......................................................................................................... 119
3
2.3. Промышленные здания и их конструкции..................................................................................................... 123
2.3.1. Общие сведения о промышленных зданиях ................................................................................................ 123
2.3.2. Основы проектирования промышленных зданий ....................................................................................... 125
2.3.2.1. Технологическая схема производства .................................................................................................. 126
2.3.2.2. Подъемно-транспортное оборудование ............................................................................................... 126
2.3.3. Физико-технические особенности проектирования промышленных зданий........................................... 128
2.3.3.1. Воздухообмен в производственных помещениях ............................................................................... 128
2.3.3.2. Освещение промышленных зданий...................................................................................................... 130
2.3.3.3. Меры по борьбе с шумом в промышленных зданиях ......................................................................... 131
2.3.4. Конструктивные решения промышленных зданий..................................................................................... 132
2.3.4.1. Несущие конструкции одноэтажных промышленных зданий ........................................................... 132
2.3.4.2. Ограждающие элементы покрытий ...................................................................................................... 139
2.3.4.3. Кровли и водоотвод с покрытий ........................................................................................................... 139
2.3.4.4. Вертикальные ограждения .................................................................................................................... 141
2.3.4.5. Световые, светоаэрационные и аэрационные фонари ........................................................................ 142
2.3.4.6. Унификация и типизация промышленных зданий.............................................................................. 145
2.4. Специальные здания и сооружения ................................................................................................................. 147
2.4.1. Принципы размещения и способы прокладки подземных сетей............................................................... 147
2.4.2. Здания и сооружения водопроводно-канализационного назначения........................................................ 149
2.4.2.1. Водопроводные и канализационные насосные станции..................................................................... 149
2.4.2.2. Резервуары, водонапорные башни и градирни.................................................................................... 152
2.4.2.3. Внешние сети водопровода и канализации (трубопроводы, коллекторы, колодцы) ...................... 165
2.4.3. Здания и сооружения теплогазоснабжения ................................................................................................. 168
2.4.3.1. Здания отдельно стоящих котельных ................................................................................................... 168
2.4.3.2. Внешние сети теплогазоснабжения...................................................................................................... 170
3. ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ..............................................................................176
3.1. План проведения практических занятий........................................................................................................ 176
3.2. Тесты...................................................................................................................................................................... 178
3.2.1. Тесты к теме 1: Основы архитектурно-строительного проектирования................................................... 178
3.2.2. Тесты к теме 2: Гражданские здания и их конструкции............................................................................. 180
3.2.3. Тесты к теме 3: Промышленные здания и их конструкции ....................................................................... 183
3.2.4. Тесты к теме 4: Специальные здания и сооружения................................................................................... 184
3.3. Расчетно-графическая работа ........................................................................................................................... 185
4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................187
5 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ..........................................................................188
4
ВВЕДЕНИЕ
Архитектура, или зодчество, – понятие многозначное, смысл которого невозможно
сразу раскрыть в одной фразе. Для его определения сначала следует шире взглянуть на
некоторые особенности человеческой деятельности, благодаря чему человек вообще стал
человеком.
Прежде всего следует отметить главную особенность человека (и человеческого
общества), благодаря которой он выделился из мира животных. Это – способность к
целенаправленному общественно значимому труду, на основе чего человек научился не
пассивно приспосабливаться к окружающим условиям существования, как это происходит в
мире животных, а активно преобразовывая их, делая их подходящими, удовлетворяющими
потребностям человека.
Создание одежды, самых примитивных форм жилища – все это появилось вначале как
механизм приспособления человека к суровой действительности. Говорят, поэтому, что
человек своим трудом преобразуя природу, создает тем самым собственную искусственную
среду обитания, «вторую природу», по выражению К. Маркса. Другими словами,
преобразовательная человеческая деятельность, направленная на природу, «очеловечивает»
ее, «гуманизирует» природу.
Важнейшим компонентом этой искусственной среды всегда было и есть множество
зданий, возводимых обществом для удовлетворения самых разнообразных человеческих
потребностей. К ним следует отнести, прежде всего, жилище, т. е. тот тип жилых зданий, вне
которых жизнь человека немыслима.
Проектирование и возведение объектов архитектуры, так или иначе, связано с учетом
особенностей географии среды обитания, особенностей бытового, национального уклада
общества, системой его верований, эстетических воззрений и т. д.
Благодаря такому сложному «устройству» архитектуры мы можем прослеживать
исторические закономерности становления и развития архитектурного творчества,
устанавливая «связь времен», поскольку исторически сложившаяся архитектура, даже
дошедшая до нас в руинах, может много рассказать о делах давно минувших дней. Она,
наряду с другими памятниками материальной культуры, оказывается носителем социальной
памяти человечества.
Архитектура – это искусственная среда обитания, материальное «тело» общества,
рукотворная вторая природа, в которой происходят практически все формы жизни и
деятельности человека в материальной и духовной его сферах.
Архитектура является одной из важнейших сторон человеческой деятельности,
направленной на преобразование природы в соответствии с потребностями труда, быта,
отдыха, общения, возникающими в обществе.
Архитектура должна быть привлекательной, радовать глаз, создавать хороший
эмоциональный настрой.
Красота – это необходимое, но далеко не достаточное условие, чтобы делать
произведение архитектуры произведением искусства.
Часто говорят об архитектуре, как о застывшей в камне музыке, и это образное
сравнение очень точно и емко выражает суть дела.
Архитектура – это строительное искусство, вид творчества, формирующего
действительность по законам красоты. Древнегреческий теоретик архитектуры Витрувий
сформулировал триаду: прочность, польза, красота.
Все архитектурные сооружения имеют три группы характерных качеств:
• функциональные (удобство, польза);
• конструктивные (прочность, экономичность);
• эстетические (красота, художественный образ, выраженное идейное содержание).
5
1. РУКОВОДСТВО ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цели и задачи дисциплины
Цель обучения по дисциплине – предусматривает достаточно широкое знакомство с
объемно-пространственной структурой зданий и сооружений в целом и их отдельных
элементов; освоение методик комплексного проектирования зданий с применением
прогрессивных интересных решений архитектурных и строительных задач в условиях,
определяемых новым уровнем развития науки и требованиями современного общества.
Изучение дисциплины способствует развитию архитектурного вкуса, осуществляет
эстетическое воспитание, развивает творческое мышление, учит применять знание законов
науки в практике.
Дисциплина выполняет задачи обеспечения необходимого уровня образования
студентов в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта.
С этой целью предполагается изучение следующих аспектов:
1. Изучение основ архитектурного проектирования, т. е. принципов объемнопланировочной структуры зданий, их внешнего вида и внутреннего облика в тесной связи с
конструктивным решением и окружающей средой.
2. Виды конструкций гражданских и промышленных зданий (их классификация,
области применения, принципы работы конструкций в сооружении, их роль в формировании
объемно-планировочного и архитектурно-художественного решения здания).
3. Ознакомление с системой инженерного обеспечения.
В результате изучения дисциплины студент должен:
иметь представление:
• об историческом развитии архитектуры;
• о планировке, застройке и благоустройстве населенных мест;
• об общих положениях архитектурно-строительного проектирования;
• об основах строительной физики;
• об общей классификации зданий и сооружений и требованиях, предъявляемых
к ним;
знать:
• архитектурно-конструктивную форму зданий и сооружений;
• правила привязки конструктивных элементов зданий к разбивочным осям;
• основные требования к проектированию жилых зданий;
• основные требования к проектированию общественных зданий;
• основные требования к проектированию промышленных зданий;
• основные требования к проектированию зданий специального назначения;
• основы строительной физики для зданий и сооружений;
• основы благоустройства территорий;
уметь:
• использовать методологию проектных решений ограждающих конструкций в
соответствии с требованиями, предъявляемыми к ним;
• пользоваться методами функционального зонирования зданий гражданского и
промышленного назначения, а также застройки;
• использовать методы защиты территории зданий, сооружений от отрицательного
воздействия климатических условий;
• использовать модульную координацию в строительстве;
• применять систему инженерного обеспечения зданий и сооружений;
6
владеть навыками:
• восприятия и изображения формы (графическая подача); понимания ее эстетики;
• обеспечения прочности, устойчивости и долговечности конструкций;
• формирования окружающей среды для небольшого жилого дома коттеджного типа;
• насыщения объекта системой инженерного обеспечения;
• создания комфортной среды для проживания семьи в доме коттеджного типа.
1.2. Методические рекомендации по изучению дисциплины
Тема 1. Основы архитектурно-строительного проектирования
Цель: знать сущность архитектуры, ее роль в жизни общества, понять значение
конструктивной формы, взаимное влияние архитектуры и строительной техники в их
историческом развитии, иметь понятие о зданиях, о предъявляемых к ним требованиях;
усвоить применение в строительстве таких материалов и конструкций, таких размеров и
формы помещений, которые обеспечили бы оптимальные параметры данной архитектурно
организованной среды; ознакомиться с функциональными вопросами проектирования,
обосновывающими выбор параметров и формы некоторых видов помещений; иметь
представление о роли архитектуры в организации окружающей среды; ознакомится с
физическими явлениями и процессами в конструкциях зданий, связанными с переносом
тепла, звука и света, а также явлениями и процессами в помещениях зданий, связанными с
распространением звука и света.
Учебные вопросы:
1. Сущность архитектуры и ее задачи.
2. Краткие сведения из истории развития архитектуры.
3. Планировка, застройка и благоустройство населенных мест.
4. Общие сведения о зданиях.
5. Общие положения архитектурно-строительного проектирования.
6. Основы строительной физики.
Изучив тему, студент должен:
иметь представление:
• об истории развития архитектуры;
• о различных типах зданий и требованиях, которые к ним предъявляются;
• о конструктивных элементах зданий;
• об единой модульной системе;
• о принципах архитектурной композиции здания;
• о градостроительных принципах;
знать:
• сущность архитектуры и ее роль в жизни общества;
• статическую роль конструктивных элементов зданий;
• происходящие в конструкциях зданий и окружающей среде физические явления и
процессы;
• правила привязки конструктивных элементов к разбивочным модульным осям;
уметь:
• выявлять стиль в архитектуре;
• пользоваться вопросами функционального зонирования поселений;
• использовать вопросы инсоляции, шумозащиты, проветривания территорий;
7
владеть навыками:
• понимания эстетического восприятия и изображения формы любого объекта;
• обеспечения прочности, устойчивости и долговечности конструкций зданий, а также
выбора таких размеров и формы помещений, которые обеспечили бы оптимальные
температурно-влажностные, акустические и светотехнические условия в помещениях,
соответственно их функциональному назначению;
• формирования окружающей среды здания.
• акцентировать внимание на следующих терминах: стоечно-балочная ордерная
система, базилики, термы, ампир, эклектика, модерн, селитьба, инсоляция, инфильтрация,
прочность, устойчивость, жесткость, долговечность, типизация, унификация, ЕМС, привязка,
тектоника, контраст, масштаб, ритм, пропорции, конструкции несущие и ограждающие,
пространственная жесткость, строительная теплофизика, строительная климатология,
строительная светотехника, строительная акустика, звукоизоляция, реверберация;
• ответить на контрольные вопросы:
1. К какому времени относится возникновение архитектуры как искусства?
2. Какие памятники первобытной эпохи сохранились до наших дней?
3. Какие типы греческих храмов Вы знаете?
4. Какие типы зданий характерны для Древнего Рима?
5. Какие архитектурные типы зданий были характерны для романского и
готического стилей?
6. Что мы называем эклектикой в архитектуре?
7. Каковы характерные черты стиля модерн?
8. Когда на Руси были возведены первые кирпичные здания и какую роль они
сыграли в развитии крестово-купольной системы?
9. Назовите памятники русского барокко и их основные отличительные черты.
10. Какие факторы оказали влияние на направление архитектуры в середине XIX в.?
11. В чем выразились новые тенденции развития архитектуры 70-х годов на примере
Москвы?
12. Назовите примеры Олимпийских объектов в Москве.
13. Каковы главные свойства архитектурно-пространственных форм?
14. Какими средствами достигается единство архитектурной композиции?
15. Каковы типы зданий по назначению?
16. Каковы основные требования, предъявляемые к зданиям?
17. На какие типы делят здания по этажности, долговечности, огнестойкости?
18. На какие типы делят каркасы по характеру работы?
19. Объясните сущность индустриализации строительства и связанных с ней
типизации конструктивных решений, стандартизации, унификации сборных
конструкций и деталей.
20. Что называется несущим остовом здания?
21. Из каких частей состоит крыша, и какие Вы знаете типы крыш?
22. Классификация конструкций зданий по принципу пожарной безопасности.
23. Предельный срок службы зданий.
24. Что такое фундамент?
25. Классифицируйте стены по статической функции.
26. Что такое шаг, пролет?
27. Что относится к постоянным нагрузкам?
28. Что относится к временным нагрузкам?
29. Какие перекрытия различают по расположению в здании?
30. Что такое КЕО?
31. Что такое порог слышимости?
32. Что такое реверберация?
8
Тема 2. Гражданские здания и их конструкции
Цель: широкое знакомство с классификацией гражданских зданий, их
функциональными и градостроительными требованиями, а также принципами объемного
решения жилых и общественных зданий и архитектурно-конструктивной структурой и их
системой инженерного обеспечения.
Учебные вопросы:
1. Общие положения проектирования квартир жилых домов.
2. Инженерное оборудование жилых зданий.
3. Общие требования к общественным зданиям.
4. Планировочные решения общественных зданий.
5. Эвакуация людей из помещений общественных зданий.
6. Обеспечение видимости зрелищных зданиях.
7. Система инженерного обеспечения общественных зданий.
8. Конструкции гражданских зданий.
Изучив тему, студент должен:
иметь представление о:
• классификации гражданских зданий;
• требованиях, предъявляемых к объемно-планировочным и конструктивным
решениям общественных и жилых зданий;
знать:
• основные конструктивные элементы жилых и общественных зданий, систему их
инженерного обеспечения;
• требования, предъявляемые к жилым и общественным зданиям с точки зрения
безопасности людей;
уметь:
• выбирать конструкции гражданских зданий в зависимости от их назначения и
обеспечения прочности и надежности несущего остова;
владеть навыками:
• инженерного обеспечения жилых и общественных зданий;
• научного подхода в выборе планировочного решения жилых и общественных
зданий.
• акцентировать внимание на следующих терминах: усадебные, блокированные,
атриумные жилые дома; лифтовое хозяйство, система мусороудаления жилых домов;
коридорная, анфиладная, центрическая, зальная, секционная схемы планировки
общественных зданий; горизонтальные и вертикальные зрительские углы общественных
зданий; конструктивная система; глубина заложения фундамента; балконы, лоджии, эркеры,
крыши, внутренний и наружный водоотвод;
• ответить на контрольные вопросы:
1. Классификация общественных зданий по назначению.
2. Классификация жилых зданий по назначению.
3. Какие различают жилые дома по планировочной структуре?
4. Назовите требования, предъявляемые к проектированию квартир жилых домов.
5. Зона дневного пребывания квартир.
6. Что включает в себя система инженерного оборудования жилых зданий?
7. Назовите планировочные схемы общественных зданий.
8. Что такое вынужденная эвакуация людей общественных зданий?
9. Назовите факторы, от которых зависит видимость в зрелищных зданиях?
10. Горизонтальные и вертикальные зрительские углы.
11. Чем обеспечивается система инженерного обеспечения общественных зданий?
12. Что такое конструктивная система?
13. Назовите все виды основных конструктивных систем.
9
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
Назовите комбинированные конструктивные системы.
Что такое конструктивная схема?
Назовите конструктивные схемы каркасных зданий.
Что такое глубина заложения фундамента?
Назовите основные типы фундаментов.
Что такое каркас? Назовите основные его элементы.
Какую статическую роль играют наружные стены в каркасной системе?
Каким воздействиям подвергаются наружные стены?
Толщина кирпичных стен.
Разрезка крупноблочных стен.
Какие конструкции панелей различают?
Что такое балкон, лоджия, эркер?
Что относится к вертикальным внутренним ограждениям?
Каким силовым воздействиям подвергаются внутренние стены?
Конструкции перегородок.
Что такое перекрытия? Какие виды нагрузок действуют на них?
Виды сборных перекрытий.
Где используются подвесные потолки?
Основные воздействия на конструкцию крыш.
Что такое совмещенная крыша?
Что такое ендова?
Где используется внутренний водосток?
Где используется наружный водосток?
Классификация лестниц по назначению.
Какие лестницы используются в многоэтажных жилых домах?
Тема 3. Промышленные здания и их конструкции
Цель: ознакомится с особенностями проектирования промышленных зданий, видами
объемно-планировочных решений, в соответствии с требованиями технологического
процесса,
расположения
подъемно-транспортного
оборудования
и,
особенно,
конструктивного решения; знать основные конструктивные элементы, обеспечивающие
жесткость, прочность и устойчивость промышленных зданий и систему инженерного
обеспечения, обеспечивающую нормальные условия для работы.
Учебные вопросы:
1. Общие сведения о промышленных зданиях.
2. Основы проектирования промышленных зданий.
3. Технологическая схема производства.
4. Подъемно-транспортное оборудование.
5. Физико-технические особенности проектирования промышленных зданий.
6. Конструктивные решения промышленных зданий.
7. Унификация и типизация промышленных зданий.
Изучив тему, студент должен:
иметь представление о общих требованиях, предъявляемых к промышленным
зданиям, в зависимости от назначения здания (технологического процесса), этажности, от
характера застройки промышленного предприятия и конструктивного решения;
знать:
• что производственные процессы требуют строго определенной высоты помещений,
размеров пролетов и шагов несущих конструкций, определяемых расстановкой
технологического оборудования, характером и движением внутрицехового транспорта;
10
• что различные технологические процессы требуют определенного санитарногигиенического режима помещений, к которому относится температура и влажность воздуха,
обеспечение в зонах рабочих мест необходимого уровня освещенности;
• что производственные здания оснащены сложными системами инженерного
оборудования;
уметь:
• использовать метод унификации, т. е. установление ограниченного числа
строительных параметров (шагов, пролетов, высот), и создавать условия, обеспечивающие
возможность взаимосочетания объемно-планировочного и конструктивного элементов
зданий;
• определять правила привязки несущих конструктивных элементов к разбивочным
осям;
владеть навыками создания прочного, устойчивого и жесткого остова промышленного
здания.
• акцентировать
внимание
на
следующих
терминах:
производственные,
вспомогательные и обслуживающие предприятия; шаг, пролет и высота производственных
зданий; технологическая схема производства, подвесное оборудование – мостовой кран,
кран-балки, монорельс; инфильтрация, механическая вентиляция, аэрация; приточные и
вытяжные отверстия; естественное и искусственное освещение; зенитные, прямоугольные,
шедовые фонари; колонны, связи между колоннами; железобетонные формы и арки
покрытий; подстропильные конструкции; сборный балочный и без балочный каркасы;
• ответить на контрольные вопросы:
1. Что такое промышленное здание?
2. Что относится к производственным зданиям?
3. Что относится к обслуживающим зданиям?
4. Что означает сплошная и павильонная застройки промышленных предприятий?
5. Классификация промышленных зданий по характеру расположения внутренних
опор.
6. Степень долговечности промышленных зданий.
7. Что такое шаг и пролет в промышленном здании?
8. Что означает технологическая схема для разработки плана производственного
здания?
9. Назовите виды внутрицехового горизонтального транспорта.
10. Что такое инфильтрация?
11. Где применяется механическая вентиляция?
12. Что такое аэрация?
13. Как добиться интенсивной аэрации производственного здания?
14. Что учитывается при выборе типа фонаря?
15. Что используют для снижения шума в помещениях промышленных зданий?
16. Из чего состоит каркас одноэтажных промышленных зданий?
17. Какой тип фундамента используют для каркасной системы?
18. Что такое отмостка, где и для чего ее устраивают?
19. Что такое фахверк?
20. В каком случае применяют связи между колоннами?
21. Плоские несущие конструкции покрытия – как они выглядят и где их
используют?
22. Охарактеризуйте пространственные несущие конструкции покрытия.
23. Что входит в состав ограждающей части покрытия?
24. Как осуществляется отвод воды с кровель отапливаемых многоэтажных зданий?
25. Что относится к вертикальным ограждениям промышленных зданий?
11
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
Конструкции наружных стен по способу восприятия нагрузок.
Классификация стеновых панелей в зависимости от месторасположения.
Назовите элементы сборного железобетонного каркаса.
Где применяются незадуваемые аэрационные фонари и их конструкция?
Что называется световыми фонарями?
Для чего используют аэрационные фонари?
Какой модуль используют для промышленных зданий?
Что такое унифицированный типовой пролет и что он из себя представляет?
Тема 4. Специальные здания и сооружения
Цель: ознакомиться с особенностями проектирования специальных зданий и
сооружений водопроводно-канализационного назначения и зданий теплогазоснабжения: их
устройством и конструктивным решением.
Учебные вопросы:
1. Водопроводные и канализационные насосные станции.
2. Резервуары, водонапорные башни и градирни.
3. Трубопроводы, коллекторы, колодцы.
4. Здания отдельно стоящих котельных.
5. Внешние сети теплогазоснабжения.
Изучив тему, студент должен:
иметь представление:
• об общих требованиях, предъявляемых к специальным зданиям и сооружениям
водопроводно-канализационного назначения в зависимости от характера использования
природных источников, от способов подачи воды, кратности использования воды, от рельефа
местности, от рода и количества объектов, снабжаемых водой;
• о системах отопления, вентиляции, кондиционировании воздуха и горячего
водоснабжения с точки зрения строительной науки;
знать:
• конструктивные особенности специальных зданий и сооружений водопроводноканализационного назначения и зданий теплогазоснабжения;
уметь:
• использовать возможности объемно-планировочные решения специальных зданий и
сооружений в конкретных случаях;
владеть навыками:
• создания комфортных условий для проживания людей, отдыха, трудовой
деятельности и гармоничной природной среды.
• акцентировать внимание на следующих терминах: источник воды, береговой
колодец, очистные сооружения, резервуары чистой воды; канализация – бытовая,
производственная; насосная станция перекачки; канализационные насосные станции;
резервуары, градирни – капельные и вентиляторные; водопроводные колодца;
канализационные коллекторы; смотровые канализационные колодца; котельные;
теплофикация; бесканальный теплопровод; газопроводы;
• ответить на контрольные вопросы:
1. Что называется системой водоснабжения?
2. От чего зависит состав зданий и сооружений систем водоснабжения?
3. Объясните общую схему водоснабжения города с использованием речной воды.
4. Где и как используют сточные воды?
5. Что такое канализация?
12
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
Классификация насосных станций по назначению.
Для чего предназначены канализационные станции и их состав?
Конструктивное решение канализационной насосной станции.
Конструктивное решение прямоугольных резервуаров.
Конструктивное решение цилиндрического резервуара.
Для чего используют водонапорные башни и ее основные характеристики?
Конструктивное решение водонапорной башни.
Что такое градирни? Их разновидности.
Что представляет из себя капельная градирня (принцип ее действия),
конструктивное решение?
Как работает вентиляторная градирня, каково ее конструктивное решение?
Для чего используют наружную водопроводную сеть, ее трассировка?
Какие трубы используют для наружной водопроводной сети?
Где устанавливают водопроводные колодцы, из каких элементов они состоят?
Трассировка канализационной сети.
Где и для чего используют канализационные коллекторы?
Конструктивное решение канализационных коллекторов.
Где используют смотровые канализационные колодца?
Классификация системы теплоснабжения.
Классификация отдельно стоящих котельных по назначению и видам топлива, по
типам и производительности котлов.
От чего зависит планировочное решение котельной?
Конструкции отдельно стоящих котельных.
Для чего служат сети теплоснабжения? Их разновидности?
Где устраивают прокладку систем теплоснабжения?
Бесканальная прокладка теплопроводов.
Что является источником газоснабжения и кто потребители?
1.2.1. Вопросы итогового контроля по дисциплине
1. К какому времени относится возникновение архитектуры как искусства? Памятники
первобытной эпохи, сохранившиеся до наших дней.
2. Характерные черты эпохи развития архитектуры Древнего Египта.
3. Древняя Греция: архитектура античного мира, типы греческих храмов, греческие
ордеры.
4. Древний Рим – типы зданий, характерные в этот период.
5. Византийская архитектура – значительные памятники.
6. Романский стиль.
7. Готический стиль.
8. Ренессанс, барокко.
9. Классицизм, рококо.
10. Эклектика, модерн.
11. Русская архитектура IX–XIV вв.
12. Русская архитектура XV–XVII вв.
13. Русская архитектура 1-я половина XVIII в.
14. Русская архитектура 2-я половина XVIII в. – 1-я треть XIX в.
15. Русская архитектура сер. XIX – нач. XX вв.
16. Советская архитектура в середине 30-х годов и послевоенная архитектура.
17. Характерные черты развития советской архитектуры 60-х годов.
18. Тенденции развития архитектуры 70-х годов на примере Москвы.
13
19. Примеры Олимпийских объектов в Москве.
20. Сущность архитектуры и ее задачи.
21. Вентиляция, дымоходы, водостоки для малоэтажных жилых домов.
22. Основные функциональные зоны населенного места.
23. Фундаменты под отдельные опоры.
24. Проезды, пешеходные дорожки, тропинки при разработке усадьбы малоэтажных
жилых домов.
25. Каркасная система.
26. Классификация зданий, требования, предъявляемые к ним.
27. Балконы, эркеры, лоджии.
28. Несущая и ограждающая функции наружных стен.
29. Градирня (назначения, конструкция, способ работы).
30. Воздухообмен в промышленных зданиях.
31. Кровля (назначение, конструкции, виды).
32. Котельная (назначения, конструкции, способ работы).
33. Виды конструктивных систем общественных зданий.
34. Лестницы. Основные требования.
35. Стеновая система.
36. Основные конструктивные элементы зданий.
37. Гражданские здания (виды, требования).
38. Общие сведения о промышленных зданиях.
39. Элементы инженерного оборудования зданий.
40. Общие сведения о общественных зданиях.
41. Основные планировочные схемы общественных зданий.
42. Функциональное зонирование общественных зданий.
43. Фундаменты (общие сведения).
44. Стены (общие сведения).
45. Обеспечения видимости в зрелищных зданиях.
46. Требования пожарной безопасности в общественных зданиях.
47. Здания и сооружения водопроводно-канализационного назначения.
48. Особенности конструктивных решений промышленных зданий.
49. Правила привязки конструктивных элементов здания.
50. Инженерная подготовка территории населенного места (ориентация, роза ветров,
расположение отдельных функциональных зон относительно друг друга).
51. Вентиляция, водоотвод общественных зданий.
52. Шаг, пролет в промышленных зданиях.
53. Основные элементы стропильной системы.
54. Селитебная зона (общие требования).
55. Резервуары (назначения, конструкция).
56. Перекрытия (общие требования, конструкция).
57. Подъемно-транспортное оборудование для промышленных зданий.
58. Входные узлы для общественных зданий (требования, планировка).
59. Инсоляция в гражданских зданиях.
60. Стены из кирпича (общие требования, конструкция, привязка).
61. Водонапорные башни (назначения, конструкции).
62. Лестницы для общественных зданий.
63. Веранда, терраса (назначения, конструкции).
64. Зрелищные здания (основные требования, конструкции).
65. Основные требования к организации участка для малоэтажных домов.
66. Стены из панелей и блоков.
67. Вопросы строительной физики.
14
1.3. Глоссарий
Агора – место народных собраний в Древней Греции – площадь с расположенными на
ней торговыми, общественными или культовыми зданиями.
Акведук – сооружение в виде моста (или эстакады), водопровода на аркадах.
Акрополь – верхний город – укрепленная часть города, расположенная на
возвышенности.
Амфитеатр – древнеримское монументальное сооружение для публичных зрелищ с
ареной и концентрически расположенными рядами мест для зрителей.
Арка – криволинейное перекрытие между двумя опорами.
Аркада – протяженный ряд арок, опирающихся на столбы или колонны.
Архитектура
–
деятельность
по
созданию
художественно-осмысленной
пространственной среды для жизненных процессов общества в конкретных естественноприродных условиях, органически сочетающая в себе рационализм научно-технического
метода со свободой и творческими вдохновениями художественного метода.
Аэрация
–
организованный,
управляемый,
регулируемый
воздухообмен
производственных зданий.
Базилика – здание, разделенное внутри продольными рядами столбов или колон на
несколько частей – нефов.
Балка – несущий линейный элемент строительной конструкции, расположенный
горизонтально или наклонно и опирающейся на две или несколько опор.
Балкон – выступающая на фасаде здания площадка, огороженная перилами.
Вестибюль – большое входное коммуникационное помещение с распределительными
функциями, обеспечивающее доступ во внутреннюю часть здания.
Водонапорные башни – инженерное сооружение, служащее для регулирования напора
и расхода воды в водопроводной сети.
Градирни – инженерное сооружение, служащее для охлаждения значительного
количества нагретой циркулярной (оборотной) воды, поступающей из систем охлаждения
компрессоров, двигателей и других промышленных установок.
Долговечность – предельный срок сохранения физических качеств конструкций
зданий, их элементов и деталей.
Дольмены – состоящие из двух или четырех вертикально поставленных камней,
перекрытые камнем, служили местом захоронения членов рода.
Жесткость – способность конструкции или ее элемента осуществлять свои статические
функции с малыми, заранее заданными величинами деформаций.
Инсоляция – прямое солнечное освещение.
Интерьер – внутренний вид помещений, архитектура внутренних пространств.
Инфильтрация – проникновение внутрь помещения наружного воздуха через
неплотности, имеющееся в ограждающих конструкциях, и поры самого материала
ограждения.
Канализационные насосные станции – предназначены для перекачки сточной
жидкости к очистным сооружениям.
Канализация – совокупность инженерных сооружений, предназначенных для
обработки сточных вод.
Каркас – остов здания, состоящий из стержней (стоек и балок).
Композиция – построение (структура) произведения искусства, соотношение его
отдельных частей, составляющих единое целое.
Кондиционер – установка для подготовки воздуха.
Кромлех – сооружение из каменных плит или столбов, расположенных по кругу.
Лоджия – часть здания, внутреннее пространство которой открыто с одной стороны.
15
Менгиры – вертикально поставленные камни, иногда завершающееся изображением
головы, обозначали место общественных церемоний.
Модуль – условная единица измерения, с которой должны быть согласованы размеры
зданий, их элементов и деталей.
Ордер – принцип архитектурной композиции со строгим соотношением определенных
элементов и пропорций.
Пандус – пологий спуск, заменяющий лестницу.
Пирамиды – надгробные сооружения в Древнем Египте.
Прочность – способность воспринимать силовые нагрузки воздействия без
разрушений.
Реверберация – показатель акустических свойств помещений – наличие остаточного
звучания в помещении после прекращения основного звука вследствие многократных
отражений звуковых волн от поверхностей стен, потолка и др.
Резервуары – емкости для систем водоснабжения и канализации.
Рециркуляция – повторное использования воздуха.
Санитарные
узлы
–
помещение
санитарно-гигиенического
назначения,
сгруппированные в узлы (туалет, умывальники, ванные, душевые, сушилки и т. п.).
Стиль в архитектуре – совокупность общих черт и признаков архитектуры данного
времени и данного народа, проявляющееся в особенностях функциональной, конструктивной
и художественной характеристик архитектурного объекта.
Строительная акустика – занимается уровнями процессов отражения и поглощения
звука в помещениях.
Строительная климатология – наука, изучающая условия формирования климата и
климатических факторов, влияющих на здание.
Тамбур – часть помещения между наружной и внутренней дверями или небольшая
пристройка к зданию перед дверями для защиты от ветра, холода, жары, пыли и т. п.
Термы – древнеримские бани, в которых помимо собственно банных помещений были
и другие – спортивные, предназначенные для собраний, отдыха и т. п.
Устойчивость – способность конструкции сохранять равновесие при силовых
нагрузках и воздействиях.
Фасад – каждая из внешних сторон здания.
Фахверк – плоский каркас, остов стены, состоящий из железобетонных,
металлических, деревянных линейных элементов.
Фонарь – остекление в покрытии или надстройка на крыше с проемом для освещения и
вентиляции помещения.
Фундамент – подземная часть здания или сооружения, передающая нагрузки на грунт.
Функциональное зонирование – планировочное выделение зон архитектурного
объекта, состоящих из однородных групп помещений по назначению и внутренним
взаимосвязям.
Эркер – остекленная часть объема здания, выступающая за пределы плоскости фасада.
16
2. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
2.1. Основы архитектурно-строительного проектирования
2.1.1. Сущность архитектуры и ее задачи
Архитектура – явление сложное. Постройки служат для практического использования
и в то же время являются (или по крайней мере должны являться) произведениями
искусства. Представление об архитектуре, о ее задачах, ее роли в жизни общества, о том,
какую направленность должно иметь творчество зодчих, бывает различным.
Архитектор создает общий замысел постройки (или комплекса), определяет объемнопространственное решение объекта, планировку, форму целого и деталей. Наряду с
архитектором в проектировании зданий (или застройке территории) участвуют и другие
специалисты. Инженер-строитель производит расчет конструкций с тем, чтобы постройка
была достаточно прочной; специалист по санитарной технике проектирует системы
отопления, водоснабжения, канализации; если проектируется производственное здание, в
дело включается технолог, который предусматривает рациональную организацию
производственного процесса. Все эти и другие специалисты, участвующие в
проектировании, решают технические задачи. Архитектор, связывает их решения с
обеспечением удобства для людей и заботится о том, чтобы постройка удовлетворяла
эстетическим требованиям. Архитектура преследует двуединую цель – удобства и красоты;
архитектор должен обеспечить оптимальное решение и того, и другого.
Архитектура возникла и существует вследствие общественной потребности в ней.
В начальный период истории человеческого общества различные трудовые и бытовые
процессы протекали в естественном, природном пространстве, т. е. под открытым небом, в
примитивных шалашах или в естественных убежищах (пещерах). Со временем научились
возводить постройки. Сооружая здание, люди создают так называемое архитектурное
пространство, которое не только ограничено стенами и крышей, но и организованно, т. е.
имеет заданную нужную форму. Первостепенной задачей архитектуры является организация
пространства для процессов человеческой жизнедеятельности. Это пространство люди для
своего удобства оборудуют различными предметами и, таким образом, в дополнение к
естественной, природной среде создают для себя искусственную среду.
Здания и сооружения, построенные с целью организации пространства для различных
процессов социальной деятельности людей (труд, быт, культура), – это один из элементов
искусственной предметной среды, ее основной элемент, костяк. Кроме архитектуры, в
комплекс искусственной среды входят необходимые людям в их жизнедеятельности вещи и
устройства: мебель, посуда, аппаратура и многое другое, образующее в своей совокупности и
в сочетании с архитектурой целостное единство предметного мира.
Когда говорят о среде, то обычно имеют в виду нечто сплошное, непрерывное,
находящееся «вокруг». Действительно, прочитав, например, «воздушная среда» или «водная
среда», можно легко представить себе эти среды и даже их обитателей. Но когда средой
называют архитектуру, это, на первый взгляд, кажется несколько странным. Ведь каждый
знает, что архитектура складывается из отдельно стоящих зданий; между ними достаточно
ясно просматриваются «разрывы» – улицы, дворы, переулки, проезды, площади, пустыри.
Правда, иногда можно встретить примеры «сплошной застройки», что чаще всего находится
в старинных «исторических» районах многих городов, когда дома стоят фактически
вплотную друг к другу. Надо сказать, что именно такого рода застройка вызвала к жизни это
17
понятие «архитектурная среда», однако сегодня оно охватывает более широкий класс
архитектурных объектов.
Нынешнее понимание архитектурной среды не сводит ее только к физической
сплошности и непрерывности каменных или кирпичных строений. Создать «архитектурную
среду» – это не значит построить некое «суперздание», в котором можно разместить все
население, скажем, поселка или города (хотя, в некоторых случаях это кажется вполне
целесообразным).
Архитектурная среда – это не физический, а социальный феномен, ибо ее образуют не
столько материальные сооружения сами по себе, а сооружения, в которых живут люди.
Именно этот человеческий фактор, непрерывный процесс жизни людей заставляет нас
видеть в архитектуре то, чего не дает никакая сплошная застройка, – человеческую среду
обитания, поэтому архитектура существует, живет только постольку, поскольку в ней кипит
жизнь. Если же по каким-либо причинам из дома, поселка, города уходят люди, то
отсутствие людей превращает их в разрозненное, безжизненные деревянные, каменные,
бетонные предметы. Люди – это кровь архитектуры: только они несут ей жизнь, превращая
ее в некую целостность – архитектурный организм. Таким образом, создавать архитектуру –
это значит проектировать и строить жизнь во всем многообразии и индивидуальности ее
проявления. Подобный подход к архитектурной деятельности требует понимать архитектуру
как вместилище всех жизненных процессов, главным феноменом которого выступает
человек со всеми его материальными и духовными потребностями, причем не человек
вообще, а сегодняшний конкретный человек, современник архитектора, который есть
продукт сегодняшних сложнейших общественных отношений.
Отдельные элементы искусственной среды – здания и предметы, которые находятся в
зданиях и вне их, – создаются разными специалистами, в различных отраслях производства.
В специальной литературе эти предметы рассматриваются раздельно, в отрыве друг от друга.
Но в действительности они обретают жизнь лишь в совокупности: квартира представляет
собой комплекс, в котором архитектурное пространство и дополняющие его предметы
образуют единое целое. Здания и разнообразные предметы, которыми пользуются люди,
должны создаваться так, чтобы они функционально и эстетически подходили друг другу,
образуя единство предметной среды, целостное материальное окружение.
Архитектура самым тесным образом связана с жизнью своего времени, поэтому в ней
выражен характер эпохи. На формирование архитектуры оказывают влияние и природные
условия, но решающее значение имеют социальные предпосылки и технические методы
строительства. Изучая зодчество разных эпох, мы видим, как характер общественного
устройства, интересы господствующих классов, господствующая идеология формируют
архитектуру. Мы видим также, что архитектурные формы вырабатывались в зависимости от
тех или иных применявшихся в строительстве материалов и освоенных строительной
техникой конструкций. Но материалы и конструкции формируют отнюдь не автоматически и
не однозначно. Большую роль играют сложившиеся архитектурно-строительные традиции
данной страны. Первостепенное же значение имеют общественные условия, цели и задачи,
исходя из которых зодчие применяли те или иные приемы. В конечном счете архитектуру
создает не архитектор, а общество через посредство творческой деятельности архитектора.
Архитектура – явление социальное. При социализме она предопределялась
коллективными общественными потребностями и служила обществу в целом, всему народу.
Но в обществе, состоящем из антагонистических классов, слоев, характер архитектуры
диктуется интересами той или иной общественной группы.
Все, что нас окружает, оказывает воздействие на наше восприятие, поведение и
мышления. Среда, в которой живут люди, является одним из важнейших факторов,
формирующих мировоззрение. Поскольку мы проводим жизнь прежде всего в искусственной
предметной среде, она в первую очередь играет эту роль (хотя, конечно, и естественная
среда, природная среда в большей мере влияет на наши чувства): архитектура окружает нас
постоянно, и ее образы обладают большой силой психологического воздействия. Без
18
преувеличения можно сказать, что архитектура – самое близкое человеку искусство.
Поэтому важно понимать, чувствовать архитектуру.
Архитектура, являясь атрибутом человеческого бытия, всегда выступает (в буквальном
виде как среда и в снятом виде как пространственный порядок) одной из основных
составляющих любого деятельного процесса, мышления, мировоззрения, нравственности.
Исходя из этого, понимание законов взаимообусловленности архитектуры и собственного
бытия есть фундаментальная потребность человека.
Прежде в условиях патриархального, относительно стабильного уклада жизни человек
обычно познавал эти законы непосредственно в процессе семейного воспитания и трудовой
деятельности, во взаимосвязи с освоением других необходимых знаний, умений. Сегодня в
условиях многократно возросшей динамики жизни и изменившейся системы воспитания
такое познание стало неэффективным. Потому, не имея иных методов, человек вынужден
дополнительно самообразовываться путем чтения специальной литературы, туризма и т. п.
Такого рода самообразование весьма далеко от основательности и массовости, вследствие
чего современный человек, как правило, так и остается творчески невоспитанным и
архитектурно безграмотным. Последствия такой невоспитанности и безграмотности – не
только экономические (производительность труда падает, сроки износа среды сокращаются),
но и социальные (нетворчески действующий человек несет в себе пассивное, иждивенческое,
индивидуальное или даже деструктивное начало в общегражданский процесс
жизнестроительства). Человек в этом случае беспринципно обращается со средой, а среда,
естественно, платит тем же – формирует беспринципного человека.
Общество должно поднять уровень архитектурной образованности, т. е. каждый член
общества должен стать архитектурно культурным с точки зрения современных
представлений об архитектуре.
2.1.2. Краткие сведения из истории развития архитектуры
Как известно, история человечества включает в себя пять основных типов
производственно-общественных отношений: первобытнообщинный, рабовладельческий,
феодальный, капиталистический, социалистический.
В каждом из перечисленных типов в определенный исторический период на основе
относительного постоянства материально-технических и идеологических предпосылок
складывается своя характерная система архитектурно-художественных образов – свой стиль,
представляющий собой характерную устойчивую общность функционального содержания,
материально-конструктивной схемы и художественного образа сооружений конкретного
исторического периода.
Стиль – совокупность основных черт и признаков архитектуры определенного времени
и места, проявляющихся в особенностях ее функциональной, конструктивной и
художественных сторон (приемы построения планов и объемных композиций зданий,
строительные материалы и конструкции, а также формы и мотивы отделки фасадов и
интерьеров).
2.1.2.1. Архитектура древних эпох
В доклассовом обществе архитектура еще не выделилась в самостоятельную область
человеческой деятельности, и в первобытнообщинном строе человек выработал лишь
зачатки архитектурных типов сооружений.
Вся история технических и культурных достижений первобытного человека на основе
применения различного материала и техники изготовления орудий делится на три эпохи:
каменную, бронзовую, железную.
19
Первобытные люди еще в каменную эпоху строили полуземлянки, деревянные дома на
сваях и жилища из глины, которые выполняли лишь утилитарную функцию (рис. 1).
Рис. 1. Примеры первых жилищ человека
Начало архитектуры как искусства проявилось на высшей ступени варварства, когда в
строительстве начинают действовать не только законы необходимости, но и законы красоты.
В эпоху бронзы (2-е тысячелетие до н. э.) возводили сооружения из огромных каменных
глыб: менгиры, дольмены, кромлехи, циклопические крепости и городища – так называемая
мегалитическая архитектура (греческий megas – большой, lithos – камень) – (рис. 2).
Рис. 2. Менгир, дольмен, кромлех
Мегалитические постройки несли в себе образное начало и были художественным
выражением идеологических, духовных и эстетических потребностей. Так, менгиры –
вертикально поставленные камни, иногда завершавшиеся изображением головы, обозначали
место общественных церемоний. Дольмены, состоящие обычно из двух или четырех
вертикально поставленных камней, перекрытые камнем, служили местом захоронения
членов рода (отдаленный прототип гармоничной стоечно-балочной системы). Кромлех
сооружали из каменных плит или столбов, расположенных по кругу.
Архитектура Древнего Египта
Египет тех времен представлял собой деспотически организованное государство. Воды
реки Нила, протекающего с юга на север страны, требовалось регулировать в период
20
разливов, а военизированный рабовладельческий строй давал возможность привлекать к
ирригационному строительству большие массы рабов.
Фараоны возглавляли строительство каналов и оросительных систем, а позже –
усыпальниц (пирамид). В руках фараона сосредотачивались громадные богатства, ему были
подчинены сотни тысяч рабов.
Жаркий сухой климат Египта, обилие тростника и ила определили характер
строительных материалов. Художественные формы и изобразительные мотивы
сохранившихся храмов, дворцов, гробниц царей и знати взяты у природы: солнце,
считавшиеся священными лотос и папирус, пальма, львы и т. п. Памятники
древнеегипетской архитектуры имели в основном культовое значение.
Архитектура Египта имеет длительную и богатую историю. Памятники архитектуры
этого государства можно подразделить на три группы: храмы, надгробные сооружения и
жилища.
Гробницы. Каменные пирамиды, колоссальные по размерам, были построены в
основном в начале III тысячелетия до н. э. Принуждая сотни тысяч рабов строить
десятилетиями грандиозные усыпальницы, египетские фараоны предназначали их для
захоронения своих останков. Вечная сохранность мумии как бы символизировала и вечность
жизни погребенного.
Египетские гробницы с их лаконичными формами поражают своей простотой и
несокрушимой устойчивостью.
В эпоху первых фараонов гробницы с наклонными стенами и плоской крышей,
называемые мастаба, имели сходство с хижинами земледельцев (феллахов). Однако в
последующие времена форма гробниц фараонов видоизменилась. Путем надстройки одной
гробницы над другой были созданы ступенчатые пирамиды (рис. 3), а позже усыпальницы
строгой геометрической формы, примером чему служат пирамиды в Гизе вблизи Каира.
Самым крупным погребальным сооружением Древнего Египта является пирамида
фараона Хеопса (Хуфу), построенная около 3000 лет до н. э. Высота ее достигает 147 м,
длина сторон квадратного основания – 230 м (рис. 4).
а
б
Рис. 3. Древнеегипетская
ступенчатая пирамида фараона
Джосера в Саккаре
Рис. 4. Группа древнеегипетских
пирамид в Гизе. В центре пирамида
Хеопса: а) общий вид; б) разрез
пирамиды Хеопса
Храмы. В середине II тысячелетия до н. э. (в период Среднего царства) в связи с
ослаблением власти фараонов и усилением роли жречества возведение пирамид было
прекращено – вместо них сооружались храмы, посвященные не фараонам, а богам. Храм
рассматривался как жилище бога. В состав помещений храма обычно входили святилище –
самая недоступная часть, служившая условно местом пребывания божества, главный зал
21
храма, открытый лишь для посвященных, и обширный двор, окруженный портиками, для
молящихся.
Примером грандиозных храмов
а
Египта служит храмовый комплекс в
Карнаке (рис. 5), постройка которого
длилась несколько столетий.
В египетских храмах широко
применялись колоннады, состоящие из
рядов вертикальных опор, каменных
балок и архитравов из плит. Своими
исполинскими
размерами
колонны
храма в Карнаке (диаметром более 3,4 и
высотой до 20 м), сильно затеснявшие
б
залы и лишенные освещения, порождали
суеверия и страх. Кроме круглых опор
конической формы (рис. 6, а) были
распространены многогранные опоры,
представляющие собой своеобразную
связку стеблей (рис. 6, в). Особенно
были распространены капители в форме
нераспустившегося
цветка
лотоса
Рис. 5. Храм Аммона в Карнаке:
(рис. 6, б), а также с украшениями из
а) гипостильный зал (разрез); б) план храма
листьев пальмы (рис. 6, г, д, е).
а
б
в
г
д
Рис. 6. Типы древнеегипетских колонн:
а) с гладким стволом и пальмовидной
капителью;
б) лотосовидная;
в) папирусообразная;
г), д) композитные
Жилые здания. По плану и устройству жилые дома сходны с азиатскими жилищами:
стены большой толщины выкладывались из кирпича-сырца, окна были обращены во двор,
покрытия имели вид террас. Народные жилища, состоявшие обычно из двух комнат, были
крайне тесными, темными и одновременно служили для хранения продуктов питания.
Загородные дворцы египетской знати состояли из отдельных легких по конструкции
павильонов, расположенных среди садов, окруженных высокими оградами. Колонны в
дворцах применялись более тонкие, чем в храмах, с одинаковыми капителями.
Древняя Греция
В философии греков много веков распространялось учение о гармонично устроенном
государстве и о физически совершенном человеке, как мере всех вещей.
Уважение к порядку, организованности, дисциплине, жизненно необходимое для
защиты городов-государств в условиях частых войн и в мореплавании, глубоко проникло в
сознании греческих граждан.
22
В конечном счете, зародилось идея четко спланированного города с прямолинейной
сеткой улиц, даже в условиях гористой местности с большими перепадами ее высот, и с
постановкой построек на улицах в строгий ряд.
В Древней Греции рабовладельческий строй получил развитие в VII в до н. э. Это
способствовало высокому развитию искусства, в том числе и архитектуры.
Наивысший расцвет античной архитектуры относится к V в до н. э. В этот период с
использованием ордерных систем (от слова «ордо» – строй) были созданы ранее известные
типы зданий и сооружений: театры, школы, дома общественных собраний и пр. В это время
в Афинах были сооружены такие шедевры мирового зодчества, как Парфенон в Акрополе и
другие храмы, определившие мировое значение древнегреческой архитектуры (рис. 7).
Рис. 7. Храм Парфенон. Общий вид (современное состояние)
Греческая архитектура создала три основных архитектурных ордера: дорический,
ионический, коринфский (рис. 8).
Основа ордера – колонна и ее капитель – завершающая часть. Греческие зодчие
определили зависимость диаметра колонны от ее высоты.
а
б
в
Рис. 8. Греческие
ордера:
а) дорический;
б) ионический;
в) коринфский.
1) эхин; 2) абака;
3) мутулы с гутами;
4) метопы; 5) риглифы;
6) антаблемент (архитрав,
фриз и карниз);
7) волюты;
8) баллюстрады;
9) база колонны;
10) стилобат;
11) капитель (листья
аканта)
23
Древний Рим
Начиная с III века до н. э., центр политической и экономической жизни из Древней
Греции переместился в Древний Рим, и Рим стал преемником культуры Греции.
Архитектура. Одним из источников римской архитектуры являлось этрусское
зодчество (Этрурия граничила с римскими владениями, расположенными севернее их).
В дальнейшем исключительно большое влияние на ее развитие оказала архитектура
греческих колоний Южной Италии и собственно греческая. Кроме того, завоевав многие
страны, римляне переняли часть архитектурных форм у порабощенных народов. Римляне
создали несколько новых видов сооружений общественного и инженерного назначения:
акведуки, мосты, дороги, форумы, термы, цирки, базилики.
У этрусков римляне заимствовали арочный свод, у греков – стоечно-балочную
ордерную систему. Видоизменив ордер для придания ему большой декоративности
(пьедесталы), римляне ввели в архитектуру полуколонны и пилястры. Римская аркада
представляет собой сочетание греческой
колонны, поставленной на пьедестал, с
этрусской аркой.
Римские императоры стремились придать
особый блеск форумам, храмам, триумфальным
аркам с целью подчеркнуть свое культурное
превосходство и военное могущество.
Арка Тита (70–81 гг. н. э.), воздвигнутая в
память подавления иудейского восстания,
богато украшена сюжетными композициями
представляет собой ордерный портик с
арочным проездом, в ней впервые применен
самый богатый и мощный из римских ордеров –
Рис. 9. Арка Тита в Риме (I в. н. э.)
композитный или сложный (рис. 9).
Жилища. Тип жилого дома римляне заимствовали от этрусков. Дом представлял собой
группу жилых помещений, сгруппированных вокруг дворика (атриума) (рис. 10). Жилые
дома римлян периода II–IV в. н. э. совершенствовались по планировке и объемному
построению. Преобладали одноэтажные дома, построенные из камня. Внутреннее убранство
домов римской знати обычно состояло из облицовок стен мрамором, полы покрывались
мозаикой, а своды штукатурились. Стены расписывались фресками, в том числе горячим
способом восковыми красками (энкаустика) (рис. 11). Во дворах устраивали небольшие
фонтаны, устанавливали скульптуру.
Рис. 10. План древнеримского
жилого дома
24
Рис. 11. Интерьер дома
в Помпеях
Храмы. Римляне заимствовали у этрусков типы их храмов; вводя в их композицию
тосканский ордер с антаблементом, состоящим из одного архитрава. Для покрытия храмов
применялись сильно выступающие двускатные крыши. Позже для убранства храмов
использовались элементы ионического и коринфского ордеров.
Наиболее
ценным
памятником
храмовой архитектуры является Пантеон,
или «Храм всех богов», сооруженный в
Риме в начале II века н. э. (рис. 12). В нем
впервые
было
найдено
органичное
инженерное и архитектурное решение
столь большого внутреннего пространства
центрической формы. Пантеон имеет в
плане
круглую
форму
перекрытую
куполом диаметром в 43,3 м. Такова же
высота здания от пола до верха купола. В
верхней части купола расположено круглое
отверстие для освещения диаметром 5 м.
Внутренняя поверхность купола разделена
Рис. 12. Пантеон (главный зал)
пятью рядами уменьшающихся кверху
кессонов, что зрительно увеличивает
высоту всего помещения. Площадь зала Пантеона около 1500 м2.
Здание Пантеона было построено с применением бетона, в котором имеется каркас из
кирпичных арок. Распор купола воспринимается стенами огромной толщины – 6,3 м.
В стенах имеется восемь внутренних больших ниш и столько же наружных, уменьшивших
массу их на одну треть. Купол выполнен из бетона с легким каменным заполнителем –
пемзой.
Амфитеатры в Риме предназначались для массовых зрелищ. В них имелись овальные
площадки – арены – для гладиаторских боев. Первый каменный амфитеатр построен в 25 г.
до н. э. Арены имели продолговатую овальную форму с выходом с обоих концов ее.
Из акведука арена могла наполняться водой для проведения спортивных состязаний. Вокруг
арены амфитеатром располагались ряды мест для зрителей.
Рис. 13. Амфитеатр Колизей в Риме (70–90 гг. н. э.)
Крупнейшим амфитеатром является Колизей (рис. 13) (по латыни «Колоссальный»),
построенный в конце I в. н. э. и вмещавший до 50 тыс. зрителей. Для художественного
членения фасада первого этажа был применен тосканский ордер, второго – ионический,
третьего – коринфский. Стена четвертого этажа расчленяется легкими коринфскими
пилястрами. Такие членения, отображая внутреннюю структуру здания, усиливали
впечатление большой его высоты и зрительно облегчали верх здания.
25
Базилики служили вначале местом для общественных собраний и для заседаний судов.
Их начали строить во II в. до н. э. для народных собраний, происходивших ранее на форуме
под открытым небом. В состав базилики входят три нефа (зала): центральный и два боковых.
Все здание покрывалось деревянной крышей. Базилики явились прообразом для первых
культовых зданий христиан.
Термы римлян состояли из комплекса различных сооружений, в число которых помимо
основного (бани) входили залы для игр, базилики и даже библиотеки.
Термы имелись почти во всех римских городах. Важно отметить, что термы еще в те
отдаленные времена отапливались помещенными в подвалах калориферами.
Самыми крупными были термы Каракаллы в Риме (рис. 14). Термы, построенные в
конце III в» н. э., вмещали до 3200 человек. Главное здание имело прямоугольную форму
плана. На центральной оси его последовательно размещались открытый бассейн для
плавания с холодной водой, парадный зал, вестибюль и бассейн с горячей водой. Справа и
слева от входа располагались большие залы. Имелись также и открытые площадки
(палестры) для занятий гимнастикой.
Рис. 14. Термы Каракаллы (реконструкция)
Утилитарные сооружения. Мосты и акведуки римляне строили с использованием
арочных конструкций. Материалом для строительства служил камень. Строили они
капитально, на века. Дороги прокладывались преимущественно в стратегических целях.
Проезжая часть настилалась из весьма крупных камней, а на мостах – из каменных плоских
плит.
Водопроводные сооружения римлян – акведуки, дошедшие до наших дней,
свидетельствуют о высоком строительном искусстве римлян (рис. 15).
26
Рис. 15. Акведук в Ниме (Франция)
2.1.2.2. Архитектура феодального строя
В III–IV вв. происходит кризис рабовладельческого строя в Римской империи, затем
наступает период упадка и гибели древнеримского государства (IV–VI вв.), при этом класс
рабов, который не был носителем более прогрессивного способа производства, не смог взять
власть в свои руки. На месте рабовладельческой формы эксплуатации трудящихся появилась
другая, несколько менее жестокая, – феодальная с частичной самостоятельностью
крепостных.
Византийская архитектура
Значительная роль в развитии градостроительства принадлежит зодчим Восточной
Римской империи, или Византии, периода VI–XI вв. В этот период продолжали развиваться
эллинистические города и возникали новые, например столица Византии Константинополь.
С начала IV в. христианство стало господствующей религией Византии, что
способствовало строительству многих культовых зданий.
Византийские зодчие, строившие здания из обожженного кирпича и мелкого камня,
создали более экономичные системы сводчатых конструкций по сравнению с римскими.
К их числу относятся крестовый свод из кирпича и купол на парусах в форме сферического
треугольника. К концу VI в. была выработана система сводчатых культовых зданий: круглых
в плане, восьмиугольных и квадратных.
Одним из характерных элементов византийской архитектуры была аркада на колоннах
в различных вариантах.
Выдающимся памятником византийской архитектуры и крестовокупольной системы
является собор Святой Софии в Константинополе (532–537). Главный купол пролетом 33,1 м
поддерживается сложной системой опор, арок и сводов. Строителями этого собора были
зодчие Исидор из Милета и Анфимий из Тралл (рис. 16).
27
а
в
б
Рис. 16. Храм Святой Софии в Константинополе (VI в., Анфимий и Исидор):
а) разрез; б) план; в) интерьер
В основе конструктивной системы этого сооружения лежит большой квадрат плана с
четырьмя огромными столбами, возвышающимися по его углам, которые соединены наверху
мощными арками: на эти арки и столбы опирается с помощью сферических поверхностей
(парусов) огромный купол, покрытый снизу золотой мозаикой; основание купола как бы
пробито расположенными по кольцу окнами.
Романский стиль
В средневековой архитектуре Европы различают два стиля: романский (VII–XII вв.) и
готический (конец XII–XIV вв.). Эти стили развивались примерно в одинаковых
общественных условиях и поэтому имеют известную общность строительных приемов.
Помимо строительных конструкций и материалов общими были и типы зданий. Так,
романские и готические церкви имели в плане форму латинского креста и внутренние
пространства, разделенные каменными столбами на три – пять нефов (залов), из которых
центральный был шире и выше боковых.
Романской архитектуре присуща несовершенная моделировка грузных каменных
элементов зданий. В соборах, конструкции и формы которых родственны формам
крепостных сооружении, все части отличались значительной массивностью. Толстые глухие
стены храмов обычно усиливались снаружи контрфорсами, а внутри мощными столбами,
несущими своды. Небольшие, редко расставленные окна завершались полуциркульными
арками.
В X–XII вв. в Европе было сооружено много замков феодалов. Основой замка являлся
так называемый донжон – большая квадратная или круглая башня в 2–3 этажа, являвшаяся
укрепленным жилищем феодала. В состав замка входили жилые комнаты, парадный
рыцарский зал, хозяйственные помещения, кладовые с запасами продовольствия, пекарня.
Часть замков во Франции и особенно в Германии сохранилась до настоящего времени.
Примером романских сооружений может служить замок с двойным поясом укреплений
в городе Каркассон на юге Франции (рис. 17).
Для романской архитектуры Франции и Германии характерны монументальность,
суровость и лаконичность форм, для Италии – нарядные многоярусные мраморные аркады.
Например, главная площадь в Пизе с собором (1063–1118), баптистерием (1153) и
знаменитой «падающей башней», (1174) отличается единством пластической обработки
фасадов со сквозными либо глухими полициркулярными характерными романскими
аркадами (рис. 18).
28
Пизанская башня окружена архитектурными галереями. Из-за неравномерной осадки
грунта еще при строительстве она получила наклон.
Рис. 17. Графский замок
в Каркассоне
Рис. 18. Соборная площадь
в Пизе (XI–XIII вв.)
Готический стиль
Готическая архитектура складывалась в период развития городских ремесел и торговли
в конце XII–XIII в. В результате притока в города ремесленников, бежавших от гнета
феодалов, увеличилась численность населения, города экономически окрепли. Кроме
жилищ, в городах возводились крупные соборы (высотой иногда более 100 м) и церкви, а
также оборонительные укрепления. В сельской местности по-прежнему строились замки
феодалов и рыцарей.
Переход от романского стиля к готическому был постепенным: начатые ранее
романские соборы нередко достраивались в духе готики. Одна и та же цель – покрыть
стрельчатым сводом латинскую базилику решалась по-разному: изыскивались более легкие и
экономичные конструкции. Форму стрельчатого свода готические зодчие заимствовали из
восточной (исламской) архитектуры.
Для увеличения высоты соборов несущие
конструкции их постепенно усовершенствовались
с применением прочных камней для колонн и
сводов.
Требованию
высотности
отвечала
разработанная
зодчими
готики
каркасная
облегченная конструктивная система зданий с их
тонкими опорами и нервюрами (утолщенные
каменные жгуты) стрельчатых сводов. Были до
предела уменьшены сечения конструкций и
толщина опор, которые делали в виде пучков
тонких колонн. Опирающиеся на колонны стены
облегчены за счет больших окон. Появляются
круглые окна – «розы». Своды строили на системе
арок, переброшенных в нескольких направлениях.
Нагрузка от сводов передавалась на контрфорсы,
вынесенные наружу, а распор сводов – на
Рис. 19. Готическая конструктивная
аркбутаны, наклонные упорные арки, имеющие
система (аркбутаны)
вид ребер (рис. 19).
Особенно большие достижения готическая архитектура имела во Франции в XIII в. и в
Германии в XIV–XV вв. Всемирно известным памятником романско-готической
архитектуры является собор Парижской богоматери (XII в.). В нем использована
конструктивная схема, присущая готической архитектуре, однако из-за того, что
29
строительство собора было начато во второй половине XII столетия, он имеет пропорции,
характерные для романского стиля, что особенно заметно в горизонтальных членениях и
нижних опорных частях (рис. 20).
Интерьеры готических храмов отличаются торжественностью, создаваемой высокими
сводами, пучками колонн, скульптурами и витражами из цветного стекла (рис. 21).
Рис. 20. Собор Нотр-Дам в Париже.
Общий вид (аркбутаны)
Рис. 21. Интерьер собора
в Страсбурге
Главными достижениями готического зодчества являются разработка облегченной
каркасной системы, просторных и высоких сводчатых залов, удивительная дерзость
инженерной мысли при возведении ажурных шатров огромной для того уровня техники
высоты (в Кельнском соборе – более 150 м). Зодчие Франции и Германии достигли очень
большой художественной выразительности, как в силуэтах соборов, так и в их молельных
залах, освещаемых через цветные стекла – витражи.
Ренессанс, барокко
В XIII–XIV вв. в городах республиках Италии начала формироваться новая светская
культура, проникнутая гуманизмом античности. Движение за возрождение античной
цивилизации получило название Ренессанса (франц. – возрождение). На основе
архитектурных форм античности создавались новые типы зданий: учебные заведения,
больницы, воспитательные дома и т. д.
Время архитектуры Ренессанса в Италии – XIV–XV вв., основные периоды – ранний,
высокий и поздний Ренессанс. Наиболее характерные памятники раннего Ренессанса
сохранились во Флоренции. В этом городе работал виднейший архитектор раннего
Ренессанса Ф. Брунеллески (1377–1446). По его проекту возведен грандиозный купол собора
Санта Мария дель Фиоре (1420–1434). Оригинальна конструкция купола: две оболочки,
скрепленные ребрами. Купол доминирует в застройке города, высота его 13,5 м, диаметр
42 м (рис. 22).
30
Рис. 22. Флорентийский собор Санта Мария дель Фиоре
(с 1294 г. – А. Камбио, с 1334 г. – Джотто, с 1420 по 1434 г. – Ф. Брунеллески)
Значительное место в архитектуре итальянского Возрождения занимала гражданская
архитектура. К ней относятся в первую очередь крупные городские дворцы (палаццо)
предназначавшиеся, кроме жилья, для торжественных приемов. Средневековые дворцы,
постепенно сбрасывая с себя суровую романскую и готическую одежду с помощью
мраморной облицовки и скульптуры, приобретали жизнерадостный облик.
Особенностями ренессансных фасадов являются огромные оконные арочные проемы,
разделенные колонками, рустовка первых этажей камнями, верхних – плитами, карнизы
большого выноса и тонко прорисованные детали. В отличие от строгих фасадов архитектура
хорошо освещенных интерьеров имеет жизнерадостный характер.
Одним из примеров дворцовой архитектуры середины XV в. во Флоренции может
служить трехэтажный дворец Медичи-Рикарди, построенный по проекту зодчего Микелоццо
ди Бартоломео в период 1444–1452 г. по заказу Козимо Медичи, правителя Флоренции.
По схеме фасада палаццо Медичи позже и в других городах были построены сотни дворцов
(рис. 23).
Рис. 23. Паллацо Медичи-Рикарди
во Флоренции
Рис. 24. Паллацо Ручеллаи
во Флоренции. Фрагмент фасада
31
По проекту выдающегося зодчего и теоретика архитектуры Леона Альберти во
Флоренции в 1446–1452 гг. был построен дворец Ручеллаи (рис. 24), отличающийся
относительно сдержанной обработкой фасадов, Альберти впервые в архитектуре
Возрождения расчленил фасад с помощью пилястр и тяг на три яруса, а также применил для
его облицовки дощатый руст. Вынос карниза был значительно уменьшен. Архитектура этого
дворца послужила прототипом для строительства особняков в XVII–XVIII вв. во многих
европейских городах.
Высокое возрождение, получившее развитие в архитектуре Италии в конце
XV – первой половине XVI в., отличается более сдержанной обработкой фасадов, красотой
пропорций и применением скульптуры по внешней композиции дворцов.
Одним из виднейших представителей Высокого
Возрождения
был
Донато
Браманте,
много
занимавшийся
изучением
памятников
античного
зодчества. Лучшие постройки Браманте – церковь Санта
Мария деле Грация в Милане и часовня Темпьетто в
Риме (рис. 25).
Вследствие экономического упадка городов
Северной Италии в связи с перемещением мировых
торговых путей в Атлантику и усилением влияния
католической церкви, обладавшей значительными
богатствами, центром строительной деятельности в XVI
в. стал Рим. В XVI–XVII вв. продолжали строить
дворцы, виллы и храмы, которые стали богаче по форме,
пластически насыщеннее. Этот стиль, получивший
название барокко (по итальянски – причудливый,
странный),
завершил
ренессанс
усложненными,
подчеркнуто экспрессивными формами.
Рис. 25. Часовня Темпьетто
К выдающимся сооружениям Рима относится собор
в Риме
Святого Петра, основную конструктивную схему
которого заложил Браманте. Собор был начат строительством в XV в. по проекту Расселино
на месте древней базилики. После кончины зодчего эти работы были поручены в 1506 г.
Браманте. Кубический объем собора оканчивался полусферой главного купола с окружением
его по углам четырьмя малыми куполами. Форма главного купола складывалась под
влиянием формы купола Пантеона (рис. 26).
Рис. 26. Римский собор Святого Петра
(1547–1564) Микеланджело Буонарроти, с 1607 г. – К. Мадерна,
(1656–1667) Л. Бернини
Для стиля барокко характерны криволинейные очертания плана, сложные
пространственные построения, частое применение овала, разорванные фронтоны, спаренные
колонны и пилястры.
32
В эпоху барокко были развиты приемы ансамблевого строительства. Ансамбль
Капитолийского холма в Риме (1546, Микеланджело) объединил несколько дворцовых
зданий вокруг трапециевидной площади с ведущей к ней парадной лестницей.
Барокко проявилось своеобразно в каждой из стран Западной Европы как стиль
феодально-католической реакции.
Классицизм, рококо
С середины XVIII в. во Франции под влиянием демократических идей, классического
искусства и литературы начал развиваться новый рациональный архитектурный стиль –
классицизм. Важным требованием классицизма была экономичность строительства по
сравнению с архитектурой Возрождения и особенно барокко.
Одним из первых крупных французских
зодчих-классицистов был Ж. А. Габриель, по
проекту которого в парке Версаля был построен к
1764 г. дворец Малый Трианон. Это здание
отличается гладкими стенами, облицованными
мрамором и четким почти квадратным планом.
Архитектура Малого Трианона послужила
прототипом для городских особняков (рис. 27).
Композициям классицизма свойственны
симметрия и соподчинение частей. Восточный
фасад Лувра в Париже в этот период обогатился
мощной колоннадой коринфского ордера со
сдвоенным колоннами, которая послужила
Рис. 27. Дворец Малый Трианон
образцом для архитектуры классицизма в разных
в Версале
странах (рис. 28).
В начале XVIII в. во Франции наряду с классическим стилем с его суровым величием
возник легкий, как бы напряженный стиль рококо (от французского «рокайль» – раковина),
который особенно ярко проявился в интерьере. Декор интерьера маскирует конструкцию
помещений, чему способствует пышная резная орнаментика, бронза, зеркала, живописные
панно, светлые цвета, позолота. Примером стиля рококо является отель де Субиз (1730 г.) –
рис. 29.
Рис. 28. Лувр. Восточный фасад
(Париж. 1667–1678, К. Перро)
Рис. 29. Отель де Субиз в Париже
(1730-е годы, Р. Деламер, Ж. Боффран)
33
Стиль рококо не просуществовал и нескольких десятилетий. Со второй половины
XVIII в. господствующим опять становится классицизм, который теперь в качестве образца
взял архитектуру Древней Греции.
Завершающая форма классицизма начала XIX в. – ампир (стиль империи Наполеона)
отличающийся монументальностью, лаконичностью, контрастом рельефных деталей и
приставных колонн на фоне нейтральной поверхности стены. Прямым подражанием
сооружению императорского Рима явилась арка Карусель в Париже (рис. 30).
Рис. 30. Арка Карусель в Париже (1806 – Ш. Персье, П. Фонтек)
2.1.2.3. Архитектура эпохи капитализма
Со второй половины XIX в., в первый период бурного развития металлургии и
строительства железных дорог, в связи с новыми социальными потребностями появилось
много новых типов зданий. Это монтажные жилые дома доходного типа, промышленные
здания, универсальные магазины, здания банков, вокзалов, депо и т. п. В композиции и
художественной отделке этих зданий использовались механически элементы стилей
прошлых эпох. Такое направление относится к архитектурной эклектике. Распространение
ее объясняется тем, что определяющей художественной идеей архитектуры для капиталистов
была и остается реклама своих фирм и учреждений, их представительность. Эклектика
начала распространяться в западных странах с тридцатых годов, а в России – с середины
XIX в.
Главным отличием архитектурной эклектики является смешение различных форм в
одних и тех же сооружениях. Для придания зданиям парадности заимствовались
декоративные мотивы готики, ренессанса, в особенности барокко. При этом внешняя
композиция – обычно не отражала планировочной структуры зданий, которые неплохо
удовлетворяли функциональным требованиям новой эпохи.
При создании новых типов зданий была нарушена органическая связь между тремя
сторонами архитектуры – функциональной, конструктивной и художественной. Среди
направлений, распространенных в период 1840–1860 гг. в европейском строительстве, были
псевдоготический и так называемые помпейский и мавританский. Помпейский стиль
применялся для внутренней отделки зданий с имитацией росписей в древнеримском городе
Помпеи. В широко распространенном псевдоготическом стиле появились характерные для
готики башенки и обрамления окон и дверей в форме стрельчатых арок.
34
В России наряду с мотивами, пришедшими из Западной Европы, с 1850 г. начал
проявляться интерес к древнерусскому зодчеству и византийскому, что привело к
псевдорусскому стилю.
В 1890-х годах в европейской архитектуре появилось новое течение – стиль модерн
(новейший). Ценным в этом направлении было стремление создать удобные и продуманно
расположенные помещения с использованием новых строительных и облицовочных
материалов – бетона, стали, керамики. Для отделки стен широко применялись облицовочный
и глазурованный кирпич (белый, зеленый, синий), мозаика из смальты и поливной керамики.
Примерами архитектуры модерн могут
служить
крупные
особняки,
построенные в Москве в начале XX в.
Для них характерны большие размеры
окон, облицовка стен глазурованным
кирпичом или бетонной штукатуркой,
цветные вставки или лепной орнамент.
Для модерна характерны также
асимметричные фасады и нередко
тяжеловесная и дорогая внутренняя
отделка. Примером является особняк
миллионера Рябушинского на ул.
А. Толстого в Москве, построенный
Рис. 31. Дом Рябушинского
архитектором
Ф. О. Шехтелем
в
на ул. А. Толстого в Москве
начале XX в. (рис. 31).
Одновременно с этим в архитектуре появились признаки течения нового направления –
конструктивизма. Этот стиль, в котором инженерные конструкции из железобетона и
стекла являлись главными компонентами архитектуры, начал распространяться после первой
мировой войны.
В условиях развивающегося капитализма возникла потребность в очень больших по
размерам конторских зданиях, в крупных универмагах, вокзалах, гостиницах и т. п. В США
еще в конце XIX в. появились упоминаемые выше высотные дома-небоскребы в несколько
десятков этажей с их упрощенными формами объемов.
Подобное строительство высотных зданий нельзя полностью отнести за счет
возникновения нового направления в архитектуре – конструктивизма; это течение
правильнее назвать техницизмом.
В архитектуре капиталистических стран после первой мировой войны преобладают три
основных направления: функционализм, прогрессивные поиски новых форм при
использовании в основном железобетона и различные виды формализма. Часть западных и
японских архитекторов настойчиво работают над созданием новых, более совершенных
форм зданий из современных конструкций и материалов в национальных традициях
зодчества.
Одним из видных пропагандистов и авторов конструктивистских форм в архитектуре
был французский архитектор Ле Корбюзье. В 1925 г. он выдвинул основную формулу
функционализма: «Дом – это машина для жилья». Следуя арх. Лоосу, Ле Корбюзье
предельно упростил формы домов с железобетонными стенами и сплошными полосами
остекления, вследствие чего они утратили характерный художественный облик, которым
должно обладать жилище.
Пять основных принципов новой архитектуры, сформулированные Ле Корбюзье в
1920-х годах: гибкая планировка плана; свободное решение фасада; сплошная лента окон;
плоская крыша; постановка здания на столбы.
Плоская, крыша предназначалась зодчим для открытых террас-садов, а постановка
здания на столбы – для размещения под зданиями открытой галереи. Эти принципы по
35
замыслу Ле Корбюзье должны были стать основой для всех видов зданий, независимо от
назначения и местных условий – климата, специфики сооружений, национальных,
художественных особенностей и пр.
Архитектурные композиции значительной части зданий Ле Корбюзье, построенных в
последний период его творчества, были несколько упрощены. Так, композиция домакоммуны, построенного в 1953 г. в Марселе, отличается геометризмом форм с характерными
для конструктивизма полосами сплошного остекления (рис. 32).
Рис. 32. «Лучезарный дом» в Марселе
Для художественного обогащения композиции зданий конструктивисты нередко
удачно использовали выступающие из основных объемов зданий лестничные клетки,
наружные лестницы и т. п. (рис. 33).
Примером формализма является мистическая композиция церкви в Роншане,
отличающаяся нагромождением форм и их нарочитым примитивизмом (рис. 34).
Рис. 33. Здание ЮНЕСКО в Париже.
Фрагмент фасада
Рис. 34. Часовня в Роншане.
1956 г. Арх. Ле Корбюзье
Архитектура 50–60-х годов при строительстве отелей, мотелей, зрелищных
сооружений, крытых бассейнов, стадионов широко использовала достижения строительной
техники. Большие залы стали перекрываться вантовыми покрытиями – гибкими элементами
типа растяжек, системой стальных тросов, растянутых между наклоненными
железобетонными контурами. Для этого периода характерно массовое строительство
высотных зданий (небоскребов), создание нового тип здания – параллелепипеда со стальным
каркасом, с нерасчлененным внутренним пространством и сплошным остеклением навесных
стен (здание Сиграм Билдинг в Нью-Йорке, 1956–1958 гг. Мисс Ван дер Роэ, Джонсон) –
36
(рис. 35). Здание имеет простую геометрическую форму, выразительность которой
достигается простейшими архитектурными средствами.
Жилой дом в Токио с квартирами – капсулами, навешанными на металлические башни
остова, демонстрирует отход от традиционных тектонических схем и пластических средств
гармонизации (рис. 36).
Рис. 35. Сиграм Билдинг (Нью-Йорк.
1956–1958 гг. Мисс Ван дер Роэ, Ф Джонсон)
Рис. 36. Жилой дом «Накагин» в Токио
(1970-е годы. К. Курокава)
2.1.2.4. Русская архитектура
Русское зодчество XI–XVII вв.
Русское зодчество ведет свое начало от далекого прошлого.
Зодчество Древней Руси, развиваясь в особых исторических, природных и духовноидеологических условиях, значительно отличалось от современной ему архитектуры стран
Запада и Ближнего Востока. В условиях
окружения селений могучими лесными
массивами в раннесредневековый период
жилища и церкви строились на Руси
преимущественно из дерева. Русские
зодчие создали особые исключительно
рациональные
конструктивнотектонические системы жилых домов,
отличающиеся красотой пропорций и
декоративным убранством. Дома, или
избы, они строили чаще всего с
выпусками концов бревен наружу, что
Рис. 37. Крестьянский жилой дом (изба)
обеспечивало срубам большую прочность
37
и долговечность. Из-за обилия снега и дождей особое внимание уделялось конструированию
крыш над жилищами. Крутые высокие крыши с большим выносом надежно защищают стены
от осадков и придают постройкам с их простыми четкими формами красивый облик (рис.
37).
Формы первых деревянных церквей на Руси были общими с жилыми домами. Клетские
деревянные церкви получили название от рубленых домов-клетей. Над крышами
размещались небольшие главки в виде луковиц. Деревянные соборы строили с
восьмигранными шатровыми крышами и главками. Основой шатрового собора служил
четырехстенный сруб, на который на определенной высоте укладывались бревна в виде
более устойчивого восьмигранника. Высота некоторых шатровых церквей превышала
40 м (рис. 38).
Дерево, вплоть до конца XVII в.,
оставалось на Руси основным строительным
материалом. Вместе с тем, начиная с конца
X в., со времени принятия Древней Русью
христианства, укрепившего связь ее с
Византией, в культовом зодчестве начали
строить каменные здания. Приезжавшие из
Византии зодчие ввели приемы кирпичной
кладки из широкого плоского кирпичаплинфы на цемяночном растворе. С их
участием было построено несколько храмов
в Киеве.
Древнейшим памятником каменного
русского зодчества является собор Софии в
Рис. 38. Деревянные церкви:
Киеве с его 13 куполами и богатым
клетская, шатровая, ярусная
внутренним убранством (мозаичные панно).
Стены здания сложены из плинфы на известковом растворе. Оштукатурили их при
восстановлении собора. Внешний вид киевского собора, построенного к 1037 г. при великом
князе Ярославе Мудром с помощью византийских мастеров, теперь сильно изменен (рис. 39).
Рис. 39. Собор Святой Софии в Киеве.
Общий вид и план
Выдающимся архитектурным памятником является собор св. Софии в Новгороде,
построенный в 1045–1052 гг. Собор представляет собой пятизальное крестовокупольное
здание, залы которого разделены продольными рядами колонн. Собор вначале завершался
пятиглавием; большой цельностью и монументальностью отличается его внешний объем.
Стены собора выложены из крупного камня с применением кирпича для арок сводов,
обрамлений порталов и оконных проемов, крыты фресковой росписью (рис. 40).
38
а
б
Рис. 40. Собор св. Софии в Новгороде:
а) общий вид; б) разрез и план
К памятникам мировой архитектуры, характеризующим особенности владимиросуздальского зодчества, относится хорошо сохранившаяся церковь Покрова при впадении
р. Нерли в Клязьму (1165). Церковь эта имеет одну главу и три апсиды; в плане она
несколько вытянута, причем длина почти равна ее высоте. Стены выложены из камней
правильной геометрической формы – квадров (рис. 41).
С XIV в. в Москве начал постепенно сосредоточиваться опыт русского деревянного и
каменного зодчества. Значительную роль в строительстве того времени играл известковый
белый камень, который при извлечении его из каменоломен легко поддается обработке.
Из такого камня делали колонны, наличники окон, орнаментную резьбу, барельефы. Белый
камень в XVI–XVII вв. широко использовался в архитектуре крупных зданий в сочетании с
красным кирпичом, что придавало своеобразие постройкам.
а
б
Рис. 41. Церковь Покрова на Нерли близ Владимира:
а) фасад; б) план
Особое внимание в Москве уделялось строительству каменных стен Кремля, храмов и
новых великокняжеских хором. В помощь псковским и новгородским мастерамградодельцам великий князь Иван III пригласил ряд выдающихся зарубежных зодчих,
39
начиная с итальянского зодчего Аристотеля Фиораванти. Из наиболее значительных
сооружений, построенных им в Кремле, было здание Успенского собора (1475–479) (рис. 42).
Редкостным образцом каменных шатровых храмов является церковь Вознесенья в селе
Коломенском под Москвой, построенная к
1532 г. В плане эта церковь имеет форму
квадрата. Объем ее во втором ярусе
восьмигранный
(восьмерик),
служит
основанием пирамидального шатра. Переход
от квадрата в плане к восьмиугольнику
выполнен
с
помощью
кокошников
килевидной
формы.
Шатер
церкви
Вознесения был впервые в русском
зодчестве сложен из кирпича по типу
шатровых деревянных церквей.
Это высотное сооружение, стоящее над
крутым обрывом Москвы-реки, производит
необычайно
сильное
художественное
впечатление
вследствие
стройной
одностолпной композиции, торжественноустремленной ввысь, и отражает стремление
князя Василия III объединить все русские
княжества под властью Москвы (рис. 43).
Рис. 42. Успенский собор
в Московском Кремле
п
осбиедляВ
У
Зов/А
.Л
Г
ельф
он
д.–М
:А
рхи
текура–С
.,206.–260с.
Общий вид и план
Дальнейшее развитие тип шатрового храма получил в композиции собора Василия
Блаженного на Красной площади Москвы. Здесь воедино скомпонованы девять высотных
столпов, объединенных к тому же галереями с крыльцами. Собор построен по заказу Ивана
Грозного под руководством выдающихся русских зодчих Посника и Бармы в 1555–1561 гг. в
память о разгроме Казанской орды (рис. 44).
40
Рис. 44. Храм Василия Блаженного (Покровский собор, «что на рву» в Москве).
Общий вид и план
Развивая мотивы прикладного декоративного искусства, отражавшие живописность
природы, московские зодчие создали композиции церквей с красивым декоративным
убранством. Примером зодчества так называемого нарышкинского барокко служит церковь
Покрова в Филях близ Москвы (1693–1694). Впечатление торжественной праздничности
достигнуто здесь благодаря тонкому сочетанию белого, красного и золотого цветов (рис. 45).
Замечательным памятником деревянной культовой архитектуры, построенным в начале
XVIII в. в традициях северного русского зодчества, является 22-главая церковь
Преображения на погосте в Кижах Купола ее, покрытые лемехом (осиновой дощечкой),
расположены в несколько ярусов по примеру глав собора Василия Блаженного (рис. 46).
Рис. 45. Церковь Покрова
в Филях (Москва)
Рис. 46. Храм Преображения
на погосте в Кижах
41
Русская архитектура XVIII в. – первой трети XIX в.
Архитектура первой половины XVIII в. В начале XVIII в. в русское зодчество были
привнесены некоторые элементы стилей Возрождения и голландского барокко. В сочетании
с русской архитектурой конца XVII в. сложилось своеобразное направление в зодчестве
петровской эпохи. Отличительными чертами его являются рациональность и сдержанность в
применении декоративных средств, а также своеобразная выразительность (например, здание
Кунсткамеры и Летний дворец).
Большое градостроительное значение для Петербурга, как равнинного города, имеют
такие высотные акценты, как колокольня Петропавловского собора, построенного
в 1712–1733 гг. под руководством зодчего Д. Трезини. Шпиль этой колокольни вместе со
шпилем Адмиралтейства и куполом Исаакиевского собора придают особенную
художественную окраску и торжественный вид центральной части Санкт-Петербурга и
сейчас.
После
смерти
Петра I
широкая
градостроительная деятельность прекращалась
на десятилетия. В дворцовую архитектуру
начала проникать декоративное начало –
показной блеск, характерный для позднего
барокко. Крупным представителем этого
направления был зодчий В. В. Растрелли. В
зданиях, возведенных по его проектам, на
фоне яркоокрашенных стен выделялись богато
оформленные окна, фасады украшались
многочисленными спаренными колоннами, Рис. 47. Зимний дворец в Санкт-Петербурге
замысловатыми картушами и орнаментом.
По проекту В. В. Растрелли были построены Зимний дворец, (рис. 47), многие церкви,
собор Смольного монастыря в Петербурге, Андреевский собор в Киеве.
Во второй половине XVIII в. в России новые архитектурные идеи зародились под
влиянием идей Просвещения и вследствие усиления роли среднего дворянства.
Основоположниками художественного стиля русского классицизма были выдающиеся
зодчие В. И. Баженов и М. Ф. Казаков. Особенностью этого стиля являлось органичное
сочетание основных тектонических принципов античной архитектуры и классицизма с
конструктивными
и
художественными
приемами русского зодчества. В результате
творчества этих выдающихся зодчих и их
последователей была создана оригинальная по
форме русская классическая архитектура.
К архитектурным сооружениям относится
дом
Пашкова
на
Моховой
улице
(1784–1787), который многие годы по праву
считался одним из самых красивых домов
Рис. 48. Дом Пашкова в Москве.
Москвы (рис. 48).
Главный фасад
Одним из замечательных представителей
русского классицизма был петербургский зодчий Дж. Кваренги (1744–1817 гг.), приехавший
в Россию из Италии молодым. К крупным постройкам его относятся здания Эрмитажного
театра (1783–1787) и Смольного института (1805–1809) в Петербурге и Гостиного двора в
Москве. В здании Смольного института с его торжественной архитектурой фасада и
актового зала, как известно, размещался штаб Октябрьской революции (рис. 49).
Шедевром мировой классической архитектуры является здание Адмиралтейства в
Петербурге, построенное в 1806–1820 гг. под руководством выдающегося зодчего периода
42
русского зрелого классицизма А. Д. Захарова. Здание это служит главной архитектурной
доминантой всего центра города (рис. 50).
Рис. 49. Смольный институт в Санкт-Петербурге.
Фрагмент главного фасада
Рис. 50. Адмиралтейство.
Общий вид
Как упоминалось, первоначально здание Адмиралтейства было построено в 1739 г. по
проекту архитектора Коробова.
При сооружении нового комплекса Адмиралтейства деревянный шпиль был сохранен;
снаружи его был сооружен существующий в настоящее время новый золоченый шпиль
высотой 73 м.
К замечательным памятникам позднего русского классицизма относятся сооружения
крупных русских зодчих Стасова, Росси, Михайлова, Бове и др. В Петербурге в период
1817–1820 гг. В. П. Стасовым были построены так называемые Павловские казармы (ныне
здание Ленэнерго) (рис. 51).
Отличаясь строгой монументальной
композицией фасада, они торжественно
замыкают одну из сторон Марсова поля.
Учитывая большую градостроительную
роль здания, Стасов придал казармам
торжественный вид дворца с помощью
портиков и аттика. В средней части
фасада
располагается
выдвинутый
вперед портик строго монументального
ордера в 10 колонн с расположенным за
фронтоном аттиком. Здание казарм было
предназначено
для
размещения
Павловского полка, имевшего большие
заслуги в Отечественную войну 1812 г.,
и рассматривалось как своеобразный
Рис. 51. Марсово поле. На втором плане
памятник победы русских войск над
казармы Павловского полка
захватнической армией Наполеона.
К заслугам архитектора К. И. Росси, творчество которого протекало после войны
1812 г. относится создание системы гармонично-уравновешенных стройных архитектурных
ансамблей площадей в центре Петербурга. Наиболее значительными сооружениями
К. И. Росси являются здание Главного штаба на Дворцовой площади (1819–1820) (рис. 52).
43
Архитектурные сооружения К. И.
Росси
отличаются
пластичностью
симметричных композиций объемов и
стройностью. Особенно убедительно он
показал
большие
преимущества
тектонической системы классицизма
перед
тектоникой
барокко
в
величественном здании Главного штаба,
стоящем против Зимнего дворца. Для
убранства зданий зодчий использовал
античные статуи, гирлянды и барельефы
военных доспехов. Росси широко
Рис. 52. Арка здания Главного штаба
применял
в
градостроительстве
в Санкт-Петербурге
художественное литье.
Как и в Адмиралтействе, скульптурная группа на здании Главного штаба выполняет не
декоративную, а важную идейно-художественную роль. Воины, ведущие лошадей,
символизируют победоносную русскую армию, изгнавшую наполеоновские полчища осенью
1812 г.
2.1.2.5. Советская архитектура
В развитии мирового зодчества советская архитектура представляет собой новый
прогрессивный этап, рожденный новым социальным строем.
Цель советской архитектуры, в отличие от архитектуры капиталистических стран, –
служить интересам народа. Для нее характерна связь с природой, соразмерность по
отношению к человеку, цельность композиции, жизнеутверждающий колорит.
В основе строительства городов лежит плановая система народного хозяйства. Цель
строительства – создание комфортабельных условий для работы, быта и отдыха.
На пути своего становления и развития советская архитектура всегда участвовала в
решении важнейших задач преобразования материальной и духовной жизни страны.
1917–1932 гг.
Началом революционных перемен в архитектуре было изменение назначения ряда
зданий: в дворцах разместились учреждения, в особняках – рабочие клубы,
детские сады и т. д.
В 1919 г., когда в стране шла гражданская война, молодая Советская республика начала
заниматься строительством промышленных сооружений и жилых поселков. Так, в
планировке жилого поселка в Шатуре впервые намечались мероприятия по благоустройству
кварталов (рис. 53).
44
Рис. 53. Планировка поселка в Шатуре
Самым крупным объектом, возведенным в нашей стране
до начала первой пятилетки, был Дом государственной
промышленности в Харькове, являющийся, по существу,
первым высотным железобетонным зданием в СССР
(высота около 70 м). Авторами проекта были архитекторы
С. С. Серафимов, С. М. Кравец и др. (рис. 54).
Дом госпромышленности является ярким примером
конструктивистского
направления
в
архитектуре.
Нагромождения объемов, членения здания на кубы,
параллелепипеды, формы машин и деталей – все это было
использовано в качестве архитектурных мотивов, иногда
без учета функционального назначения помещений. Эти
Рис. 54. Дом Госпрома
конструктивные приемы зданий, отразившиеся на
в Харькове
планировке помещений, привели к излишествам в
архитектуре, усложнили и удорожили строительство. Конструктивной основой этого здания
является железобетонный каркас.
В нем были построены первая в Советском Союзе плоская крыша. Объем здания –
340 000 м3. Крупномасштабный комплекс Госпромышленности вместе с другими
построенными здесь позже крупными зданиями, расположенными по периметру площади
им. Дзержинского, образует выразительный ансамбль, сомасштабный крупному
индустриальному центру, каким является Харьков.
Большим этапом в советской мемориальной архитектуре было сооружение на Красной
площади Москвы мавзолея В. И. Ленина. Каменный мавзолей был возведен в 1930 г. взамен
временного деревянного, построенного ко дню похорон В. И. Ленина. Композиция
деревянного мавзолея была настолько удачной, что автору проекта А. В. Щусеву было
поручено при перестройке сохранить основной тектонический строй здания в ином
материале.
Архитектура мавзолея, отличающаяся лаконизмом и монументальностью форм,
хорошо связывается с композицией кремлевских стен, а по ярусным членениям гармонирует
с тектоникой наиболее крупных башен (рис. 55).
Органично вписанный в торжественный
ансамбль Красной площади, гранитный объем
мавзолея
с
трибуной
придает
этому
выдающемуся историческому ансамблю новое
смысловое звучание – величие и нерушимость
идей ленинизма.
Распространенным творческим направлением в советской архитектуре 1920–1930 гг. был
конструктивизм. Под этим направлением
понимают архитектурный стиль, основой
которого является художественное осмысление
инженерной формы из железобетона и стекла.
Слабой
стороной
конструктивизма
было
Рис. 55. Мавзолей В. И. Ленина
отрицание
традиционных
тектонических
на Красной площади в Москве
приемов. Вместе с тем положительными чертами
его являются поиск рациональных планировочных решений для зданий нового назначения,
широкое использование в строительстве новых эффективных материалов – бетона и стекла –
начало применения индустриальных методов строительства.
Благодаря этому школа братьев Весниных и проф. А. В. Кузнецова, достигла крупных
творческих успехов в промышленном строительстве и архитектуре первых довоенных
пятилеток (1929–1937). Образцом комплексной застройки и благоустройства
45
промышленного района нового типа служил созданный по проектам братьев Весниных при
участии Г. М. Орлова, Н. Я. Колли и С. Г. Андриевского комплекс сооружений Днепрогэса и
города Запорожья. Новаторская архитектурно-тектоническая система плотины Днепрогэса и
его машинного зала, построенных в 1929–1932 гг., отличается монументальными
обобщенными формами, красотой членений (рис. 56).
К монументальным общественным зданиям, построенным в Москве из железобетона по
новым композиционным приемам – без применения традиционного декора, относится
Дворец культуры автозавода им. Лихачева (архитекторы братья Веснины) (рис. 57).
Рис. 56. Машинный зал и плотина
на Днепрогэсе. Фрагмент
Рис. 57. Дворец культуры автозавода
им. Лихачева
Дом
правительства
в
Ереване,
построенный по проекту арх. А И. Таманяна,
имеющий в плане форму неправильного
пятиугольника
и
обращенный
протяженными фасадами на площадь,
удачно
объединяет
разнообразные
помещения. Это здание, возведенное на
главной площади города, послужило как бы
отправным
пунктом
для
создания
архитектурного ансамбля нового Еревана.
В тектоническом строе и декоре этого нового
по назначению сооружения творчески
использованы мотивы древнеармянского
зодчества и классической литературы.
Здание выполнено в монументальных и
четких формах и облицовано розовым туфом
(рис. 58).
Рис. 58. Правительственное здание
Армянской республики в Ереване
1933–1955 гг.
Советская архитектура предвоенного периода характеризуется монументализацией
архитектурного образа, парадной представительностью.
Для решения транспортных проблем в Москве в 1932–1935 гг. была введена в действие
первая очередь Московского метрополитена. Впервые в мире городская подземная дорога
стала не только сложным техническим сооружением, но и высокохудожественным
архитектурным ансамблем (рис. 59).
46
Восстановление, строительство и реконструкция городов после войны потребовали
научного обоснования.
В 1947 г. было принято решение о строительстве в Москве высотных зданий, как
символа победы в Великой Отечественной войне. В это же время были построены в Москве
жилые дома по проектам И. Жолтовского на Смоленской площади и Большой Калужской
улице, решенные на основе разработки тем классики. Дом на Смоленской площади наделен
легкими, облегчающимися к верху пропорциями, основанными на отношениях золотого
сечения и его функций (рис. 60).
Рис. 59. Станция метро «Маяковская»
(арх. А. Душкин)
Рис. 60. Жилой дом на Смоленской площади
в Москве (1940–1954) И. Жолтовский
Показательная в этом отношении архитектура восьми высотных зданий в Москве.
Проектирование их начато было в 1947 г., семь из них было построено к 1955 г.
В размещении и силуэтах высотных зданий в плане города были учтены сложившаяся
панорама столицы с ее шпилеобразными архитектурными акцентами, а также радиальнокольцевая структура города. Система расстановки этих высотных акцентов как бы отмечала
положение крупных районов Москвы.
Советские инженеры-конструкторы
и строители высотных зданий показали
техническую
зрелость
в
области
строительной механики и организации
работ на больших высотах, создав
надежнейшие конструкции сооружении
высотой более 200 м. В первую очередь
это относится к высотному зданию
Московского государственного университета,
построенному
по
проекту
коллектива архитекторов Л. В. Руднева,
С. Е. Чернышева, П. В. Абросимова, А. Ф.
Рис. 61. Высотное здание Московского
Хрякова и инженера В. Н. Насонова
государственного университета
(рис. 61).
им. М. В. Ломоносова
Пятибашенная
симметричная
композиция этого комплекса с 39-этажной центральной башней высотой 225 м по праву
занимает роль архитектурного центра в обширном Юго-Западном районе. Это огромное
здание, в котором размещено 150 аудиторий и более 1000 научных лабораторий, отличается
гармоничной уравновешенностью форм. Высотная композиция имеет все признаки
произведения национального русского градостроительного искусства.
47
1956–1986 гг.
С 60-х годов все большее число зданий стали строить по индивидуальным проектам.
К значительным новаторским зданиям и комплексам, построенным к середине
60-х годов, относятся Кремлевский Дворец съездов, новая часть пионерского лагеря Артек,
здание Совета Экономической Взаимопомощи, 25-этажные административные здания на
проспекте Калинина в Москве.
В празднично приподнятой, легкой и простой по конструктивной основе архитектуре
спальных пионерских корпусов в Артеке архитекторы А. Т. Полянский и Д. С. Витухин
показали пример технически целесообразного и художественно осмысленного
использования стекла и деталей из сборного железобетона в условиях гористой местности и
теплого климата Крыма (рис. 62).
Лаконизм форм при функционально-эстетически обоснованных объемнопланировочных решениях, отразивших стилевые особенности 60-х годов, проявились в
сооружении ансамбля проспекта Калинина (1962–1968 гг. М. Посохин и др.) (рис. 63).
Рис. 62. Всесоюзный пионерский
лагерь Артек им. В. И. Ленина.
Спальный корпус в лагере
«Морской»
Рис. 63. Проспект Калинина
в Москве (1962 – 1968 гг. М. Посохин и др.)
Новаторским
архитектурным
сооружением
является
построенное в 1968 г. в Москве 31-этажное здание Совета
Экономической Взаимопомощи, расположенное на проспекте
Калинина (рис. 64).
Главные фасады здания обращены в сторону Москвы-реки и
нового моста. Высотная часть корпуса, поднимающаяся на 100 м,
представляет собой два изогнутых в плане объема, издали
напоминающих раскрытую книгу (авторы проекта – арх.
М. В. Посохин и А. А. Мндоянц). Своеобразие форм, красота
пропорций и голубовато-зеленая окраска фасадов здания обогатили
панораму этой части столицы. В отделке интерьеров здания СЭВ
использованы современные материалы, конструктивное решение их Рис. 64. Здание СЭВ
в Москве
позволяет изменять размеры внутренних помещений с учетом
потребностей.
Характерными для советского зодчества признаками лучших общественных и жилых
зданий, построенных в последние годы, являются также новые приемы включения в
архитектурную композицию реалистической скульптуры, мозаичных панно и других средств
монументального искусства. Применение этих средств композиции в зданиях придает их
архитектуре особое идейно-художественное звучание.
48
К примерам художественного решения площади, в котором групповые скульптурные
композиции удачно сочетаются с архитектурой высотных зданий современных форм, можно
отнести ансамбль площади Победы в Санкт-Петербурге, на которой размещены три
мемориальные групповые скульптуры в честь героических подвигов защитников этого
города в 1941–1944 гг. Скульптурные группы расположены в центральной части площади, по
флангам которой построены 22-этажные здания из сборно-монолитного железобетона
Образы скульптур раскрывают различные эпизоды легендарной обороны Ленинграда: здесь
и воины, и рабочие, льющие сталь в цехах, и спасатели раненых. В ансамбле площади
Победы ощущается логическая связь мемориальной скульптуры с архитектурным
окружением и с героической историей Ленинграда (рис. 65, а).
Создание этого комплекса было отмечено высокой наградой Родины – Ленинской
премией 1978 г. Авторы ее – народный художник СССР М. К. Аникушин, народные
архитекторы СССР С. Б. Сперанский и В. А. Каменский (рис. 65, б).
Рис. 65. Мемориальный комплекс на площади Победы в Санкт-Петербурге.
Общий вид и групповая скульптура
Государственной премии удостоены авторы проекта Дворца им. В. И. Ленина в АлмаАте, построенного в 1970–1975 гг. В проектировании Дворца принимали участие
архитекторы В. Ким, Ю. Т. Ратушный, Л. Л. Ухоботов и др. Дворец, с вместимостью
главного зала в 3000 человек, предназначен для проведения съездов, сессий, а также
театрально-концертных представлений (рис. 66).
Примером учета местных природно-климатических условий и переосмысления
национальных художественных приемов может служить архитектура здания Туркменской
Государственной библиотеки имени К. Маркса, построенного по проекту арх. А. Р. Ахмедова
(руководитель) и инженера И. Э. Буча (рис. 67).
Рис. 66. Дворец им. В. И. Ленина
в Алма-Ате
Рис. 67. Государственная библиотека
Туркменской республики в Ашхабаде
(1974 г. А. Ахметов и др.)
49
Конструктивной основой здания является монолитный железобетонный каркас, что
особенно целесообразно в условиях высокой сейсмичности данного района строительства.
По-новому, весьма рационально и удобно размещено в этом здании книгохранилище в
центральном ядре и группировка 16 читальных залов вокруг трех внутренних двориков.
Журчащая вода, переливающаяся в водоемах, и декоративная зелень создают посетителям
уют и прохладу, весьма нужную в условиях туркменской жары. Как в двориках, так и в
открытых террасах имеются уютные затененные места для читателей.
Рис. 68. Олимпийский комплекс
на проспекте Мира (1980 г. М. Посохин и др.)
В 1976 г. началось строительство олимпийских объектов к XXII Олимпиаде 1980 г. в
Москве. Некоторые из построенных олимпийских объектов являются уникальными по своим
архитектурным и инженерно-техническим решениям, технологическому оборудованию.
Таковы крытый спортивный стадион и бассейн «Олимпийский» на проспекте Мира (рис. 68).
Крытый стадион имеет трибуны на 45 тыс. зрителей, позволяет проводить
соревнования по любым видам спорта (впервые применена трансформация трибун, легко
передвигающихся на воздушной подушке). Бассейн с трибунами вместимостью 12 тыс. мест
включает 6 плавательных ванн.
Велотрек в Крылатском имеет трибуны на 6 тыс. зрителей. Перекрытия в виде двух
мембранных седловидных оболочек, закрепленных на четырех наклонных бесшарнирных
арках пролетом 168 м, пяты которых соединены с затяжками (рис. 69).
Универсальный зал «Дружба» для 12 видов спорта имеет трибуны на 1,5 тыс.
постоянных и 2,5 тыс. трансформирующихся зрительских мест. Размеры игрового поля
42×42 м (рис. 70).
Рис. 69. Крытый велотрек в Крылатском
(1980 г. Н. Воронина и др.)
Рис. 70. Спортзал «Дружба» в Лужниках
50
2.1.3. Планировка, застройка и благоустройство населенных мест
2.1.3.1. Общие положения по архитектурно-планировочной
организации территории
Населенные места застраивают зданиями и сооружениями, существенно
различающимися по функциональному назначению, санитарно-гигиеническому режиму и
условиям эксплуатации. Каждую группу зданий определенного назначения вместе с
территорией их расположения принято называть функциональной зоной. В проектах
планировки и застройки городских и сельских поселений для создания взаимосвязанной
планировочной структуры должно быть обеспечено зонирование территории по видам ее
использования с выделением следующих функциональных зон (рис. 71).
Рис. 71. Функциональное зонирование
городской территории:
1) селитебная зона; 2) тяжелая промышленность;
3) обрабатывающая промышленность; 4) санитарно
защитная зона; 5) зеленые насаждения общего
пользования; 6) городской центр; 7) общественный
центр жилого района; 8) городская магистраль;
9) железная дорога
Селитебной принято называть зону, предназначенную для размещения жилых районов,
общественных центров и зеленых насаждений общего пользования. Для этой зоны выделяют
наиболее благоприятную в санитарном отношении часть территории населенного места.
Основным санитарным требованием является размещение селитебной зоны с наветренной
стороны относительно промышленных зон и выше по течению рек. Преобладающее
направление ветра определяют по розе ветров, согласно данным СНиП 23–01–99
«Строительная климатология». Промышленной принято называть зону, предназначенную
для размещения промышленных предприятий и связанных с ними объектов. Она
обеспечивается удобными транспортными связями с жилыми районами и с внешними
транспортными магистралями.
Коммунально-складская – для размещения баз и складов, гаражей, трамвайных депо,
троллейбусных и автобусных парков и т. п. Она размещается вне селитебной территории,
преимущественно на территории санитарно-защитных зон промышленных предприятий.
Санитарно-защитная для размещения зеленой полосы между источником
производственных вредностей и границей селитебной территории. Промышленные
предприятия в зависимости от вида производства, выделяемых вредностей и условий
технологического процесса, а также с учетом проведения мероприятий по очистке вредных
выбросов в атмосферу делят на пять классов: предприятия с особо вредными
производствами относятся к I классу (черная и цветная металлургия, химическая
промышленность), с наименее вредными – к V классу (легкая и пищевая промышленность,
приборостроение, машиностроение и т. п.).
У предприятий I класса требуется устраивать санитарно-защитные зоны шириной
1000 м, у предприятий II, III, IV и V классов необходимы санитарно-защитные зоны
шириной собственно 500, 300, 100 и 50 м.
Зоны внешнего транспорта для размещения транспортных устройств и сооружений
(пассажирских и грузовых станций, портов, пристаней и др.).
Мест отдыха населения для размещения мест кратковременного и длительного
массового отдыха населения (сады и парки, водоемы, пляжи и т. п.).
51
Основным структурным элементом селитебной территории следует принимать
микрорайон, границами которого являются красные линии магистральных и жилых улиц.
На территории микрорайона размещаются жилые дома и общественные учреждения (яслисады, школы, магазины, бытовое обслуживание, поликлиники и пр.). Размещение
учреждений в микрорайоне должно располагаться в радиусе пешеходной доступности
(радиус обслуживания). Радиусом обслуживания называется длина пешеходного пути от
наиболее удаленного жилища до обслуживающих учреждений или до остановки городского
транспорта (рис. 72).
Рис. 72. Организация городской территории:
а) микрорайоны:
1) жилые массивы; 2) школа; 3) детские ясли – сады; 4) магазины; 5) торговые центры;
б) размещение общественных учреждений в микрорайоне и радиусы обслуживания:
1) общественный центр микрорайона; 2) блоки первичного обслуживания; 3) школа;
4) детские ясли – сады
Школы, магазины, а также остановки городского транспорта могут быть удалены от
жилого дома на расстояние не свыше 500 м, а детские ясли-сады – на расстояние 300 м.
Внутри микрорайона транзитное городское движение исключается, чем создаются
условия, при которых население (особенно старики и дети) избавляются от необходимости
пересекать напряженные транспортные магистрали. В пределах микрорайона допускается
передвижение только автомобильного транспорта для перевоза грузов в магазины,
универмаги, столовые и др. учреждения обслуживания.
Как микрорайоны, так и поселения в целом должны представлять собой законченные
архитектурные ансамбли. Все здания в них должны быть гармонично увязаны друг с другом
и природной средой.
2.1.3.2. Благоустройство и инженерная подготовка территории
населенного места
При решении вопросов планировки и застройки населенного места должны быть по
возможности обеспечены наилучшие санитарно-гигиенические условия жизни людей, это
достигается:
• расстановкой зданий с учетом требований инсоляции;
• выбором расположения зданий с учетом режима проветривания;
• правильным решением озеленения, как по форме, так и по размерам, создающим
защиту от загрязнения воздуха и шума.
Инсоляция территорий и помещений измеряется количеством времени прямого
облучения в часах и минутах. Ее минимальная величина для квартир, жилых комнат,
52
гостиниц и общежитий, классов школ, спален и групповых детских учреждений и
территорий детских площадок и зон отдыха составляет 3 часа в дни осеннего и весеннего
равноденствия.
Обеспечение необходимой инсоляции достигается
соответствующей ориентацией зданий и сокращением
сроков и площади затенения зданий и территорий
соседними зданиями. Для домов, в которых все комнаты
квартир выходят на одну сторону (дома ограниченной
ориентации), не допускается ориентация жилых комнат на
северный сектор горизонта в пределах от 310 до 50°
(рис. 73).
Для обеспечения необходимой инсоляции дома
ограниченной ориентации (меридиональные) располагают в
застройке только меридионально с допустимым в северных
и средних широтах отклонением от этого направления
Рис. 73. Ориентация жилых
в ± 15° (рис. 74).
помещений (заштрихованные
Для домов, в которых размещены квартиры с
участки горизонта, ориентация
двусторонней
ориентацией
(дома
неограниченной
на которые не допускается)
ориентации – широтные), по условиям инсоляции возможно
любое расположение в застройке, по оптимальным для средних широт являются
расположение под углом 30° к меридиану, обеспечивающее равномерное облучение обоих
фасадов (рис. 75).
Для домов частично ограниченной ориентации (часть квартир имеет одно-, часть –
двустороннюю ориентацию) возможно меридиональное и широтное (при ориентации
односторонних квартир на юг) расположение в застройке (рис. 76).
Рекомендуемой является ориентация жилых комнат на юго-восток. Восточная, южная и
юго-восточная ориентация рекомендуется также для основных помещений детских
учреждений и школ. Такая ориентация при обеспечении необходимой длительности
инсоляции исключает перегрев помещений под воздействием солнечной радиации.
Для исключения перегрева помещений в южных районах не допускается ориентация на
юго-западный сектор горизонта (от 200 до 290°) жилых комнат односторонних
ориентированных квартир и основных помещений детских учреждений и школ.
Затенение территорий и зданий зависит от высоты стояния солнца, обусловленной
географической широтой места строительства, времени года, высоты и формы затемняющих
зданий. Чем южнее расположена застройка, тем выше солнцестояние, короче тени,
отбрасываемые зданием, меньше затенение территории и зданий, тем меньше могут быть
разрывы между зданиями.
Длительность затенения территории связана с ориентацией и формой здания: затенение
территории с северной стороны широтных зданий на несколько часов длиннее, чем
затенение с западной и восточной сторон меридиональных зданий, хотя ширина затенения
меньше (в первом случае она достигает 2Н3, а во втором – 3Н3, где Н3 – высота здания).
Наименее длительно затенение территории башенными зданиями, отбрасывающими не
постоянные, а скользящие тени.
Проветривание территории застройки хорошо обеспечивается при чередовании
(через 250–300 м) застройки с озелененными территориями, ориентации домов торцами к
господствующему направлению ветров, необстроенных первых этажах в домах,
ориентированных протяженными фасадами в наветренную сторону. Защита населения и
территории от неблагоприятных ветров обеспечивается компактной застройкой без
разрывов, а в особо неблагоприятных климатических условиях – соединением жилых домов
с обслуживающими учреждениями крытыми отапливаемыми переходами. На наветренную
сторону в таких неблагоприятных условиях ориентируют подсобные помещения жилых и
общественных зданий либо специальные ветрозащитные закрытые галереи этих зданий.
53
а
в
Допустимая зона
ориентации
б
Рис. 74. Схемы ориентации и размещения меридиональных домов:
а) допустимая зона ориентации;
б) оптимальное расположение продольной оси здания в умеренном климате;
в) размещение домов в застройке
Рис. 75. Схема ориентации
широтных домов
54
Рис. 76. Схема размещения домов
частично ограниченной ориентации
Защита от шума при проектировании обеспечивается архитектурно-планировочными и
строительно-акустическими мерами. К ним относятся рациональное функциональное
зонирование территории населенного места (без включения промышленных зон с большими
грузопотоками в селитебную), использование удобных приемов трассировки скоростных
дорог, укрепления размеров межмагистральных территорий с уменьшением числа
перекрестков и других транспортных узлов, специальные приемы микрорайонной
планировки.
Жилая застройка в большей степени должна быть надежно защищена от шума.
Источниками шума являются транспортные потоки на улицах и магистралях, городские
вводы железнодорожного транспорта, открытые участки линий метрополитена мелкого
заложения, воздушный транспорт. В застройке возникает внутриквартальный шум на
спортивных и детских площадках, при загрузке магазинов товарами. Наибольшей
интенсивностью и постоянством отличаются неблагоприятные шумовые воздействия
транспортных потоков.
Шумозащитные зеленые насаждения могут служить дополнительным средством
защиты от шума при шахматной высадке деревьев и кустарников в несколько полос.
В зависимости от ширины и конструкции шумозащитной зеленой полосы может быть
достигнуто снижение шума на 5–10 дБА.
Озеленение территорий жилых районов имеет большое гигиеническое значение как
средство улучшения ее теплового режима, оздоровления воздушного бассейна, защиты от
ветра, уменьшения шума и сорбции пыли. Очень значительна эстетическая роль озеленения
как одного из средств индивидуализации и формирования архитектурного ландшафта.
В связи с этим не менее 40 % территории микрорайонов отводится под озеленение; при этом
норма озеленяемой площади на одного жителя составляет не менее 10 м2.
2.1.4. Общие сведения о зданиях
2.1.4.1. Классификация зданий по назначению
Существуют различные виды зданий и сооружений. Зданиями принято называть
наземные сооружения, имеющие внутреннее пространство, которое предназначено для
удовлетворения различных потребностей человеческого общества. К зданиям относятся
жилые дома, школы, театры, больницы, заводские корпуса и др. Наземные сооружения, не
имеющие внутреннего пространства, а также подземные сооружения называются
инженерными сооружениями (мосты, радиомачты, резервуары, плотины, набережные,
станции метро и др.).
Основные типы зданий по назначению подразделяют на гражданские (жилые и
общественные), промышленные (производственные, обслуживающие, вспомогательные).
Жилые здания предназначаются для постоянного и временного проживания людей.
Общественные здания предназначаются для временного пребывания людей при
осуществлении в этих зданиях определенных функциональных процессов, связанных с
образованием, здравоохранением, зрелищами, спортом, отдыхом и т. п., в ходе
общественного развития возникают новые общественные связи между людьми.
Соответственно возрастает число видов общественных зданий, различающихся по
назначению.
Промышленные здания предназначаются для осуществления в них производственных
процессов (или подсобных функций) для различных отраслей промышленности. Основные
типы зданий легко различимы по их внешнему облику.
Жилые здания содержат большое число мелких структурных единиц (жилых комнат,
кухонь и других помещений квартир), большинство из которых нуждается в естественном
55
освещении. Поэтому на фасадах жилых домов много оконных проемов и присущих
большинству квартир открытых помещений – балконов, лоджий.
Общественные здания содержат разнообразные структурные элементы: очень крупные
(зрительные, торговые или спортивные залы), средних размеров (учебные помещения,
больничные палаты) и мелкие (конторские помещения, лечебные кабинеты). В соответствии
с функциональным назначением помещений общественных зданий предъявляются
различные требования к их естественной освещенности: от интенсивной освещенности
(групповые помещения детских учреждений) до ее полного исключения (зрительные залы
кинотеатров). Во внешнем облике общественных зданий эти особенности их структуры и
светового режима выявляются крупными членениями объемной формы, различной
этажностью частей здания, большой шириной здания, а также контрастностью в размерах
светопроемов вплоть до сочетания больших глухих поверхностей с большими
светопрозрачными поверхностями витражей.
Промышленные здания содержат крупные помещения – цехи, а иногда состоят
полностью из одного помещения. Характер и технологическое оборудование
производственных процессов требуют больших размеров помещений цехов, а
необходимость естественного освещения – больших светопроемов в наружных стенах и
специальных надстроек – световых фонарей – на крышах цехов. Внешний облик
промышленных зданий часто характеризует также наличие примыкающих к ним
технологических и транспортных устройств – эстакад, транспортных галерей, трубопроводов
и т. п. Для промышленных зданий характерны крупные членения архитектурных форм, их
простота и четкость.
2.1.4.2. Конструктивные элементы зданий
Каждое здание состоит из совокупности взаимосвязанных конструктивных элементов,
выполняющих в нем различные функции: фундаментов, стен, каркаса, перекрытий, крыш и
перегородок (рис. 77).
а
б
Рис. 77. Поперечные разрезы зданий:
а) с несущими стенами; б) с несущим каркасом и их основные конструктивные элементы:
1) фундамент; 2) наружная несущая стена; 3) внутренняя стена; 4) цокольное перекрытие;
5) междуэтажное перекрытие; 6) чердачное перекрытие; 7) стропила; 8) крыша;
9) слуховое окно; 10) стойка; 11) ригель; 12) несущая стена; 13) цоколь; 14) перегородка
56
Фундаменты – подземные несущие конструкции, которые передают силовые
воздействия от здания на грунт. Они устанавливаются под вертикальными несущими
конструкциями здания – стенами или столбами (стойками каркаса). Нижняя горизонтальная
плоскость фундаментальной конструкции называется подошвой фундамента; толща
поверхностных геологических пород грунтов, на которую передается нагрузка от здания
через его фундаменты, – основанием здания или сооружения.
Стены – разделяются на наружные и внутренние по их расположению в плане и на
несущие и ненесущие по статической функции. Наружные стены являются ограждающими
конструкциями, которые защищают помещение от неблагоприятных внешних воздействий.
Внутренние стены также служат ограждающими конструкциями, защищая помещение в
первую очередь от звуковой энергии, проникающей из смежных помещений
(звукоизоляция). Несущие стены воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки и
передают их на фундамент, ненесущие передают свой вес поэтапно на другие несущие
конструкции зданий. Конструкция стен может совмещать несущие и ограждающие функции
или быть только ограждающей.
Внутренняя (ненесущая) стена, имеющая только ограждающие функции, называется
перегородкой. Перегородки делят внутреннее пространство здания на отдельные
помещения, не имеют фундаментов и устанавливаются непосредственно на перекрытие.
Каркас состоит из вертикальных (стойки или колонны) и горизонтальных (ригели)
стержневых элементов, концентрированно воспринимающих внешние нагрузки и
воздействия и сосредоточенно передающих их основанию через фундаменты колонн. Каркас
применяется вместо несущих стен или в сочетании с ними при необходимости раскрытия
большого внутреннего пространства или его многократной трансформации с помощью
мобильных (подвижных) конструкций перегородок.
Перекрытия – горизонтальные несущие и ограждающие конструкции.
Они воспринимают вертикальные и горизонтальные силовые воздействия и передают их на
несущие стены или каркас. Перекрытия разделяют внутреннее пространство здания по
горизонтали. В зависимости от их расположения различают перекрытия:
• междуэтажные – между двумя смежными по высоте этажами;
• чердачные – между верхним этажом и чердачным пространством;
• цокольные – между первым этажом и подвалом или техническим подпольем;
• перекрытия над проездами – между этажом и пространством проезда под зданием.
Функции перекрытий, как ограждающих конструкций, зависят от их расположения в
здании. Междуэтажные перекрытия являются внутренними ограждениями, их основная
функция – звукоизоляция. Перекрытия чердачные, над проездами и подпольями являются
наружными ограждениями. Их основная функция – теплоизоляция ограждаемых помещений.
Крыша – наружная несущая и ограждающая конструкция здания, которая
воспринимает вертикальные (в том числе снеговые) и горизонтальные нагрузки и
воздействия. В качестве ограждающей конструкции крыша имеет основную функцию –
гидроизоляцию внутреннего пространства от атмосферных осадков. Плоскости крыши
называются скатами, они располагаются под углом (уклоном) к горизонту для стока
дождевых и талых вод. Для освещения и вентиляции чердака устраивают «слуховые окна».
Несущими конструкциями «плоских» крыш являются железобетонные кровельные
панели и поддерживающие их вертикальные конструкции (стены или каркас),
расположенные в чердачном пространстве, которое иногда называют техническим этажом,
так как в нем располагают элементы сети инженерного оборудования здания. Для
вентиляции технического этажа предусматривается отверстия в его наружных стенах,
которые называются фризовыми.
57
2.1.4.3. Требования к зданиям
Здания любого типа должны в максимальной степени удовлетворять функциональным,
техническим, экономическим и художественным требованиям.
Функциональная целесообразность подразумевает максимальное соответствие
помещений здания протекающим в них функциональным процессам. Проект должен
обеспечивать 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 (условия слышимости в
помещении и защита его от шумов, проникающих из внешней среды) – устанавливаются для
каждого вида здания СНиПом – строительными нормами и правилами – основным
государственным документом, регламентирующим проектирование и строительство.
В соответствии с функциональным назначением здания в нем содержатся помещения,
отвечающие его основной функции и составляющие большинство помещений здания
(учебные классы в школе, палаты и медицинские кабинеты в больнице и т. п.), кроме того,
здание должно содержать в необходимом объеме помещения для осуществления подсобных
функций: столовые, буфеты, актовые залы, группы входных и коммуникационных
помещений (вестибюли, лестнично-лифтовые холлы, лестничные клетки, коридоры),
санитарно-технические помещения и т. п. Коммуникационные помещения обеспечивают
удобную связь основных и подсобных помещений в условиях нормальной эксплуатации
здания и играют решающую роль при эвакуации людей в аварийных условиях (пожар,
землетрясение или др.). Возможность безопасной и срочной эвакуации (время эвакуации
здания оговаривается соответствующими требованиями СНиПа) обеспечивается
планировочными (ширина и протяженность путей эвакуации, уклоны лестниц и т. д.) и
конструктивными (использование несгораемых материалов конструкций) решениями, а
также инженерными системами (механическое дымоудаление, противопожарный
водопровод и т. п.).
Техническая целесообразность подразумевает защиту внутренних помещений от
воздействия внешней среды и обеспечение необходимой прочности, устойчивости,
долговечности,
огнестойкости
и
сопротивляемости
конструктивных
элементов при действии нагрузок. Для
этого необходимо выявить и точно
учесть все внешние воздействия на
здание, которые разделяются на
силовые и несиловые (рис. 78).
К силовым относятся следующие
виды нагрузок и воздействий:
• постоянные нагрузки – от
собственного веса конструкций здания
и давления грунта основания на его
подземную часть;
• длительно
действующие
временные нагрузки – от стационарного
технологического
оборудования,
перегородок, длительно хранимых
грузов (книгохранилища и т. п.),
Рис. 78. Внешние воздействия
на здания
58
воздействия неравномерных деформаций грунтов основания и т. п.;
• кратковременные нагрузки – от массы подвижного оборудования, людей, мебели,
снега, ветра и т. п.;
• особые воздействия – от систематических явлений, взрывов, просадочности
грунтового основания здания, воздействия деформаций земной поверхности в районах
влияния горных выработок и т. п.
К несиловым относят воздействия:
• переменных температур наружного воздуха, вызывающих линейные изменения
размеров наружных конструкций здания или температурные усилия в них, при стесненности
проявления температурных деформаций, вследствие жесткого закрепления конструкций;
• атмосферной и грунтовой влаги на материал конструкций, приводящие к
изменениям физических параметров, а иногда и структуры материалов, вследствие их
атмосферной коррозии, а также воздействие парообразной влаги воздуха помещений на
материал наружных ограждений;
• солнечной радиации, влияющей на световой и температурный режим помещений и
вызывающей изменение физико-технических свойств поверхностных слоев конструкций
(старение пластмасс, плавление битумных материалов и т. п.);
• инфильтрации наружного воздуха через неплотности ограждающих конструкций,
влияющей на их теплоизоляционные свойства и температурно-влажностный режим
помещений;
• химической агрессии водорастворимых примесей в воздушной среде, которые в
растворенном атмосферной влагой состоянии вызывают разрушение (химическую коррозию)
поверхностных слоев материала конструкций;
• разнообразных шумов от источников вне и внутри зданий, нарушающих
нормальный акустический режим помещений;
• биологических – от микроорганизмов и насекомых, разрушающих конструкции из
органических материалов.
При проектировании конструкций зданий должно предусматриваться их сопротивление
всем перечисленным воздействиям. Это требование обеспечивается прочностью,
устойчивостью и жесткостью конструкций, долговечностью и стабильностью
эксплутационных качеств ограждающих.
Прочность конструкций – способность воспринимать силовые нагрузки и воздействия
без разрушения. Устойчивость – способность конструкции сохранять равновесие при
силовых нагрузках и воздействиях. Она обеспечивается целесообразным размещением
элементов несущих конструкций в пространстве и прочностью их сопряжений. Жесткость –
способность конструкций осуществлять свои статические функции с малыми, заранее
заданными величинами деформации.
Долговечность – предельный срок сохранения физических качеств конструкций
здания в процессе эксплуатации. Долговечность конструкций зависит от следующих
факторов:
• ползучести – процесса малых непрерывных деформаций материала конструкции при
длительном загружении;
• морозостойкости – сохранение влажными материалами необходимой прочности при
многократном чередовании замораживания и оттаивания;
• влагостойкости – способности материалов противостоять воздействию влаги без
существенного снижения прочности, вследствие размягчения, разбухания или расслоения,
коробления или растрескивания;
• коррозиестойкости – способности материалов сопротивляться разрушению,
вызываемому химическими, физико- и электрохимическими процессами;
59
• биостойкости – способности органических материалов противостоять разрушающим
воздействиям микроорганизмов и насекомых.
Условная оценка долговечности применяется по предельному сроку службы здания.
По этому признаку здания и сооружения разделяют на четыре степени:
1. Со сроком службы более 100 лет.
2. От 50 до 100 лет.
3. От 20 до 50 лет.
4. До 20 лет.
Кроме того, классификация конструкций зданий осуществляется по признаку пожарной
безопасности, которая определяется возгораемостью конструкций и их огнестойкостью по
степеням:
1. Конструкции стены из несгораемых материалов.
2. Внутренние стены из трудносгораемых материалов.
3. Перекрытия из трудносгораемых материалов.
4. Все несущие конструкции из трудносгораемых материалов.
5. Полностью из сгораемых материалов.
Экономическая целесообразность при проектировании зданий выражается в
функциональной и технической стороне. При решении функциональных задач – размеров,
размещения, количества помещений и их инженерного благоустройства – следует исходить
из
действительных
потребностей
и
возможностей
общества.
Экологическая
целесообразность в отношении конструктивной части заключается в назначении при
проектировании необходимых запасов прочности и устойчивости конструкций, а также их
долговечности и огнестойкости в соответствии с назначением здания и его проектным
сроком службы. Выбору экономически целесообразного решения конструкций способствует
отнесение здания при проектировании к определенному классу. Класс здания назначают при
проектировании в соответствии с его народнохозяйственной и градостроительной ролью:
I класс – крупные общественные здания, жилые дома повышенной этажности (более 9
этажей), уникальные промышленные здания. К ним предъявляют повышенные требования
долговечности, огнестойкости, комфортности;
II класс – многоэтажные жилые дома, основные корпуса промышленных предприятий,
общественные здания массового строительства;
III класс – жилые дома до 5 этажей, общественные здания небольшой вместимости,
вспомогательные здания промышленных предприятий;
IV класс – временные здания.
Основные конструкции зданий I класса должны иметь 1-ю степень долговечности и
огнестойкости, II класса – 2-ю степень, III класса – 2-ю степень долговечности и
3-ю огнестойкости, IV класса – 3-ю степень долговечности без ограничений по
огнестойкости.
Архитектурно-художественные требования к зданию заключаются в необходимости
соответствия внешнего вида здания его назначению и формирование объемов и интерьеров
здания по законам красоты.
Функционально-обусловленные объемные формы, членения и детали здания должны
быть художественно взаимоувязаны, гармонизированы в общей архитектурной композиции,
которая должна восприниматься как художественно целесообразная и единственно
возможная для данного сооружения.
Типизация, унификация и стандартизация зданий и сооружений
Строительство в России осуществляется преимущественно индустриальными
методами, основанными на механизации производственных процессов.
Индустриализация строительства основывается на:
• расчленении здания на конструктивные элементы, предназначенные для заводского
изготовления;
• массовом производстве сборных конструкций на заводах строительной индустрии;
60
• комплексной механизации и автоматизации строительных работ;
• возведении зданий поточными методами.
Возведение зданий из сборных элементов требует унификации, типизации и
стандартизации строительных изделий и конструкций.
Под типизацией понимают разработку и отбор наиболее рациональных и экономичных
решений отдельных конструкций, пригодных для многократного использования в
строительстве.
Типизация не может осуществляться без унификации объемно-планировочных
параметров здания (длины, ширины, высоты
этажа и т. д.).
Унификация
позволяет
привести
разнообразные виды типовых конструкций и
изделий к ограниченному числу их видов.
Унифицированные сборные конструкции можно
использовать в зданиях различного назначения.
Конечная цель унификации, типизации и
стандартизации заключается в определении
минимального
количества
типоразмеров
изделий
с
учетом
разнообразия
композиционных, архитектурно-планировочных
и конструктивных решений зданий различного
назначения.
Рис. 79. Марки конструктивных
При одних и тех же габаритах (ширине,
элементов одного типа размера
длине, высоте) и одинаковой конструкции
изделия относят к одному и тому же
типоразмеру. Если они имеют различное армирование, закладные детали или монтажные
отверстия, то их обозначают одной маркой (рис. 79).
2.1.4.4. Единая модульная система в строительстве
Основной для унификации геометрических размеров изделий является ЕМС – единая
модульная система в строительстве – совокупность правил координации (взаимного
согласования) объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий с размерами
сборных конструкций и оборудования на базе основного модуля. За основной модуль (М)
принимают величину 100 мм. Все размеры объемно-планировочных, конструктивных
элементов здания и сборных конструкций должны быть кратны 100 мм. При проектировании
и строительстве используются также производные модуля на целый и дробный
коэффициент.
Укрупненный модуль (мультимодуль) равен основному – М, увеличенному в целое
число раз. Установлен следующий предпочтительный ряд величин укрупненных модулей:
3М, 6М, 12М, 15М, 30М, 60М (т. е. 300, 600, 1200, 1500, 3000, 6000 мм). Укрупненный
модуль используется при назначении основных конструктивно-планировочных размеров
зданий по горизонтали и по вертикали, а также типоразмеров крупных сборных изделий.
Дробный модуль равен какой-либо из следующих частей основного модуля –
1/2 М, 1/5 М, 1/10 М, 1/50 М и 1/100 М, т. е. 50, 20, 10, 5, 2, и 1 мм. Кратными дробными
модулями назначают размеры сечений сборных элементов. Взаимное расположение
элементов здания в пространстве устанавливают с помощью трехмерной условной
пространственной системы взаимно пересекающихся модульных плоскостей.
Расстояние между плоскостями кратны основному или избранным для проектируемого
объекта нескольким взаимосвязанным мультимодулям (рис. 80, а).
61
Основные конструкции здания при проектировании размещают в пространстве,
совмещая с модульными плоскостями (рис. 80, б).
б
а
Рис. 80. Применение модульной системы в проектировании:
а) модульная сетка; б) планировочные решения на основе модульной сетки
Линии пересечения модульных плоскостей, совмещенных с несущими конструкциями
здания, образуют линии модульных разбивочных осей в плане и разрезе. Оси обозначают
марками (цифрами и буквами) в кружках (маркировка осей). Оси маркируют арабскими
цифрами и прописными буквами русского алфавита. Цифрами маркируют оси вдоль стороны
плана с большим числом разбивочных осей. Порядок маркировки: снизу вверх и слева
направо по левой и нижней сторонам плана. На чертежах разрезов, кроме расстояний между
разбивочными осями, выносятся отметки – расстояния в метрах от горизонтальной
плоскости, уровень которой условно принят нулевым. Чаще всего за нулевой уровень
принимается отметка чистого пола первого этажа (рис. 81).
а
б
Рис. 81. Маркировка разбивочных осей:
а) на чертежах плана; б) и разреза
2.1.4.5. Правила привязки конструктивных элементов зданий
к разбивочным модульным осям
Модульные разбивочные оси определяют расположение основных несущих и
ограждающих конструкций, а также членение здания или сооружения на основные элементы.
Под привязкой понимают расстояние от модульной разбивочной оси (продольной,
поперечной) до грани или геометрической оси конструктивного элемента. Привязка
конструктивных элементов зданий к модульным разбивочным осям осуществляется с учетом
62
возможности использования строительных изделий одних и тех же размеров для средних и
крайних однородных элементов.
Несущие конструкции привязывают к модульным разбивочным осям по-разному: в
средних пролетах – посередине конструкции, в крайних – со смещением конструкции в ту
или иную сторону.
В практике проектирования и строительства привязка стен к модульным разбивочным
осям может осуществляться так, как показано на (рис. 82).
Рис. 82. Примеры привязки несущих, самонесущих или навесных
стен и колонн к модульным разбивочным осям в зданиях:
а) с поперечными и б) продольными несущими стенами; в) каркасных
одноэтажных; г) каркасных многоэтажных
2.1.5. Общие положения архитектурно-строительного проектирования
2.1.5.1. Основные принципы архитектурной композиции здания
Основной архитектурной композиции является объемно-пространственная структура
здания, т. е. гармоничная связь его внутреннего пространства и внешнего облика. Средства
архитектурной композиции предназначены для достижения наибольшей художественной
выразительности как отдельного здания, так и целого ансамбля.
К числу композиционных средств относят тектонику, контраст, масштаб, ритм,
пропорции и др. Важнейшее из них – тектоника. Она раскрывает единство конструктивной
системы и объемно-пространственной структуры. В тектонике органически сочетаются
конструктивные и художественные особенности его замысла. Основные конструктивные
элементы здания (стены, проемы, колонны, перекрытия) образуют его внешний облик, и в
зависимости от назначения здания, места его в окружающей среде, а также от
композиционной идеи создается та или иная тектоническая выразительность здания. Другое
средство архитектурно-художественной выразительности здания – контраст: размер и формы
элементов здания, характер их расположения, различная степень освещенности,
интенсивность цвета и т. п. (ярко освещенная часть здания резко контрастирует с глубокой
тенью на нем, глухая стена – со стеной с проемами, вертикальные элементы –
с горизонтальными).
63
Большое значение в композиции здания
имеет членение поверхности архитектурного
объема на отдельные объемные элементы в
задуманном архитектурном масштабе. Под
архитектурным масштабом понимают степень
расчлененности композиции, крупности ее форм
по отношению ко всему зданию.
При проектировании зданий и объединении
их в архитектурные ансамбли часто используют
такое композиционное средство, как ритм, под
которым понимают закономерность повторения
(чередования) различных элементов здания с
равными интервалами в общей композиции
архитектурного
сооружения
(рис. 83, а, б).
Равномерное чередование одного или нескольких
Рис. 83. Чередования:
элементов с равными интервалами называют
а, б) ритмические; в–е) метрические
метрическим (рис. 83, в–е).
Важным средством художественной выразительности являются его пропорции.
Пропорциями называют определенную систему отношения частей и форм архитектурного
сооружения. Определяя пропорции архитектурного сооружение и его отношения к
ансамблю, в котором оно является одним из элементов, необходимо выявить характерные
для него соотношения частей и целого, например, нахождение пропорций при назначении
размеров помещений и здания в плане и разрезе (рис. 84).
Используя те или иные средства архитектурной композиции, необходимо помнить
об экономической целесообразности их применения. Излишнее количество деталей на
фасаде или большие глухие плоскости снижают архитектурно-художественную
выразительность здания. Творческое использование средств архитектурно-художественной
композиции позволит создать неповторимые по своей выразительности архитектурные
сооружения и ансамбли.
вв
а а
бб
г
д
д
г
д
Рис. 84. Иррациональные соотношения и подобия геометрических фигур:
а) отношение стороны и диагонали квадрата; б) деление отрезка в среднем и крайнем отношении;
в) ряд «золотого сечения»; г) подобие прямоугольников; д) взаимосвязь подобных прямоугольников на
основе арифметической прогрессии; е) взаимосвязь подобных прямоугольников на основе
геометрической прогрессии
64
2.1.5.2. Вопросы конструктивного проектирования зданий
Материальную основу здания составляют его конструкции. Подземную часть здания
образуют фундаменты и стены подвалов. Надземную часть – наружные и внутренние стены,
перекрытия, лестницы, крыши и др.
Конструктивный тип здания определяется пространственным сочетанием стен, колонн,
перекрытий и других несущих элементов, которые образуют его остов, обеспечивающих
восприятие всех действующих на здание нагрузок.
Здание в целом и отдельные его элементы, подвергающиеся воздействию различных
нагрузок, должны обладать:
1. Прочностью, которая определяется способностью здания и его элементов не
разрушаться от действия нагрузок.
2. Устойчивостью,
обусловленной
способностью
здания
сопротивляться
опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок.
3. Пространственной жесткостью, характеризующейся способностью здания и его
элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.
Общая устойчивость и пространственная жестокость здания зависят от взаимного
сочетания и расположения конструктивных элементов, прочности узлов соединений и т. д.
Материалы для несущих и ограждающих конструкций принимают в зависимости от
назначения здания, его этажности, протяженности и наличия материально-производственной
базы. При этом учитывают технические условия по экономному расходованию металла,
цемента, стекла, леса и других строительных материалов. При выборе ограждающих
конструкций большое внимание уделяют сохранению теплоты в здании, поэтому материалы
ограждающих конструкций должны обладать высокими теплотехническими и другими
свойствами. Для несущих конструкций применяют материалы, обладающие необходимыми
механической прочностью, влаго- и морозостойкостью.
2.1.6. Основы строительной физики
Эксплутационные качества зданий тесно связаны с качеством ограждающих
конструкций, которые защищают помещения от холода, солнечной радиации, ветра,
атмосферных осадков, шума и других воздействий. Изучением воздействий на ограждающие
конструкции, а также физических процессов, происходящих в них, занимается строительная
физика. Методы строительной физики основаны на анализе физических процессов,
происходящих в ограждениях и в окружающей их среде.
Главными разделами строительной физики являются: строительная теплотехника;
строительная климатология; строительная светотехника; строительная акустика.
Элементы строительной теплотехники
На основе учета климатических данных выбирают наиболее целесообразные наружные
ограждающие конструкции отапливаемых зданий, которые должны удовлетворять ряду
теплотехнических требований:
• обладать достаточными теплозащитными свойствами, чтобы не допускать излишних
потерь тепла в холодное время года и перегрева помещений летом в условиях жаркого
климата;
• температура внутренней поверхности ограждения не должна опускаться ниже
определенного уровня, чтобы исключить конденсацию пара на ней и одностороннее
охлаждение тела человека от излучения тепла на эту поверхность;
65
• обладать воздухопроницаемостью, не превосходящей допускаемого предела, выше
которого чрезмерный воздухообмен снижает теплозащитные свойства ограждений, приводит
к дискомфорту помещений и излишним теплопотерям;
• сохранять нормальный влажностный режим в процессе эксплуатации здания, что
особенно важно, поскольку увлажнение ограждения снижает его теплозащитные свойства и
долговечность.
Все эти вопросы решаются с помощью расчетов заданных величин по СНиП II–3–79∗.
«Строительная теплотехника».
Элементы строительной климатологии
Науку, изучающую условия формирования климата и климатический режим различных
стран и районов, называют климатологией. Отрасль климатологии, изучающая
климатологические факторы, влияющие на здания, называют строительной климатологией.
С учетом физико-климатических воздействий в северных районах здания следует
располагать так, чтобы обеспечить максимальное облучение их солнцем, в южных, наоборот,
требуется защищать здания от излишнего облучения.
С помощью определенных планировочных приемов, соответствующих местным
условиям, обеспечивают наиболее благоприятный климатический режим для жизни
населения (микроклимат).
По климатическим признакам территория Российской Федерации согласно
СНиП 1.01.01–82 «Строительная климатология» разделена на четыре климатических района,
(холодный, умеренный, теплый и жаркий климат), внутри которых различают еще 16
районов. Ориентация зданий по странам света, а также расстояние между зданиями должны
обеспечивать необходимую инсоляцию.
Средствами обеспечения инсоляции служат ориентация зданий и их форма –
конфигурация планов, разрывы между зданиями и их высота.
При проектировании застройки (группы зданий), необходимо предусматривать
наилучшее проветривание территории, а в необходимых случаях – обеспечить ветровую
защиту.
В СНиП 23.01–99 «Строительная климатология» приведены данные о летних и зимних
осадках в различных населенных пунктах. Эти данные учитывают при выборе профиля
здания и его расположения на территории застройки для предотвращения больших снеговых
заносов на крышах и между зданиями.
Элементы светотехники
В строительной светотехнике изучаются методы проектирования естественного и
искусственного освещения зданий различного назначения. Естественное освещение можно
обеспечить через окна в наружных стенах (боковое освещение), через световые фонари и
светопрозрачные покрытия (верхнее освещение), а также одновременно через окна и фонари
(комбинированное освещение).
Необходимый уровень естественного и искусственного освещения помещений
устанавливают в зависимости от их назначения, особенностей технологических и
функциональных процессов, характера и степени точности различения объектов зрительной
работы.
Все помещения по задачам зрительной работы разделены на четыре группы:
• производственные помещения, различные служебные кабинеты конструкторов,
врачей и операционные, групповые комнаты дошкольных учреждений, классы, аудитории,
лаборатории, читальные залы и т. п.;
66
• торговые залы магазинов, залы столовых, выставочные залы, картинные галереи,
помещения длительного пребывания детей (кроме групповых в яслях-садах),
производственные помещения, в которых осуществляется надзор за работой
технологического оборудования, и т. п.;
• концертные залы, зрительные залы и их фойе, актовые залы, вестибюли, гардеробы и
т. п.;
• проходы, коридоры, гардеробные производственных зданий, санузлы, закрытые
стоянки автомобилей и т. п.
Проектирование естественного освещения помещений заключается в целесообразном
выборе размеров, форм, расположения световых проемов, создающих необходимые
благоприятные условия освещенности помещений. Естественное освещение в той или иной
точке помещения характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО).
КЕО – отношение естественной освещенности, создаваемое в некоторой точке заданной
плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений) ЕВ, к
одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом
полностью открытого небосвода ЕН; выражается в процентах:
е = (Е В / Е Н ) ⋅ 100 .
При боковом освещении освещенность нормируют в наиболее неблагоприятной зоне,
т. е. в зоне, более удаленной от окна. При верхнем и комбинированном освещении
нормируется средняя освещенность на уровне рабочей поверхности.
Величины коэффициентов естественной освещенности приведены в СНиП 23–05–95
«Естественное и искусственное освещение».
Все расчеты естественной освещенности помещений связаны с воздействием
солнечных лучей на человеческий организм. Проникая через световые проемы, лучи солнца
оказывают большое воздействие на микроклимат, освещенность и гигиену помещений.
В результате облучения какой-либо поверхности солнечной радиацией возникает явление
инсоляции. Под инсоляцией понимают совокупность светового, ультрафиолетового
действия солнца. В зависимости от интенсивности, продолжительности и времени действия
солнца влияние инсоляции может быть как положительным, так и отрицательным.
Важнейшая задача – архитектурно-планировочными и инженерно-строительными
средствами максимально использовать положительные качества солнца и всемерно снизить
или устранить его отрицательные воздействия.
Прямые солнечные лучи, проникая в помещении, вызывают резкую контрастность в
освещенности отдельных поверхностей и помещения в целом, а также блесткость предметов
с гладкой отражающей поверхностью. Для зрительной работы прямые солнечные лучи,
падающие под углом меньше 30° к горизонту, и отражающие лучи, падающие под углом от
45° до 60°, считаются вредными. Поэтому при проектировании микрорайонов и отдельных
зданий необходимо определить действительную продолжительность инсоляции на
рассматриваемой территории и степень затенения помещений балконами, лоджиями,
пилонами, пилястрами и другими деталями. В южных районах страны для защиты
помещений от перегрева применяют солнцезащитные средства, которые в ряде случаев
придают и определенную выразительность фасадам зданий. К ним следует отнести
правильную ориентацию зданий по странам света, озеленение и обводнение территорий;
использование различных затеняющих устройств – козырьков, жалюзи, экранов, штор и др.;
применение солнцезащитных, теплопоглощающих, светорассеивающих стекол и изделий из
них. При применении световых фонарей в южных районах следует отдавать предпочтение
фонарям типа шэд, а также зенитным фонарям с применением солнцезащитных средств.
67
Элементы строительной акустики
Прикладная акустика состоит из двух частей – строительной, которая рассматривает
вопросы звукоизоляции и защиты от шума, и архитектурной, исследующей акустические
свойства помещений.
Одной из важнейших гигиенических проблем в зданиях и помещениях является
проблема звукоизоляции. При решении вопросов звукоизоляции ограждающих конструкций
всякий звук, проникающий в помещения извне, называют шумом. С генетической точки
зрения под шумом понимают такой звук, который неблагоприятно воздействует на
жизнедеятельность человека и раздражает его нервную систему. Ухо человека воспринимает
звук в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц. Чем больше частота, тем меньше длина волны и
выше тон. Избыточное давление в воздушной среде, возникающее при возбуждении
звуковых колебаний, называется звуковым давлением. Восприятие звука ограниченно в
пределах между значением порога слышимости (ρ0 = 2·10–5 Па) и болевого порога
(ρ = 20 Па). Шумовое воздействие на человека характеризуется уровнем силы звука:
Ζ = 10lq (Ι / Ι O ) (qБ);
чем больше уровень силы звука, тем громче звук, и, следовательно, шум. Так как сила звука
пропорциональна квадрату амплитуды звукового давления, то, исходя из значения звукового
давления, уровень силы звука
Ζ = 10 lg
p2
p
= 20 lg
,
2
pO
pO
где ρ0 – соответствует пороговому давлению слышимости, равному 2⋅10–5 Па;
ρ – звуковое давление (болевой порог), 20 Па.
По условиям возникновения и распространения шум различают воздушный и ударный.
Воздушный шум возникает и передается по воздушной среде, ударный возникает и
распространяется по конструктивным элементам здания.
Борьба с шумом – одна из необходимых задач при проектировании и строительстве
зданий. Можно предположить следующие меры по ограничение внутренних шумов:
• применение мало- и бесшумного оборудования, усовершенствование существующих
машин и механизмов;
• максимальная локализация шума непосредственно у источников;
• поглощение возникающего шума звукопоглощающей отделкой или перегородкой;
• группировка помещений по их шумности.
Внешний шум может быть ограничен:
• планировочными решениями, задерживающими его распространение по территории;
• учетом господствующих ветров в борьбе с формированием шумового поля на
застраиваемых территориях;
• устройством шумоизоляционных экранов путем использования зеленых насаждений,
рельефа местности, инженерных сооружений (насыпей, выемок);
• применением усовершенствованных покрытий дорог и вынесением магистралей в
шумобезопасные зоны;
• борьбой за снижение интенсивности источников внешних шумов.
Снижение шума в здании можно достичь усовершенствованием конструкций. Для
повышения звукоизолирующей способности стен, перегородок и перекрытий без увеличения
их массы целесообразно применять раздельные конструкции со сплошной воздушной
прослойкой без жесткой связи. Улучшение звукоизолирующих качеств при этом происходит
за счет того, что воздух, подобно амортизатору, упруго воспринимающему колебания одной
68
стенки, передает их второй стенке ослабленными. Для экономии площади воздушный
промежуток обычно делают не более 60 см.
В целях обеспечения хорошей звукоизоляции без увеличения массы стены или
перегородки целесообразно применять слоистые конструкции, состоящие из нескольких
слоев материалов, резко отличающихся по своей плотности и жесткости (гипсобетон, гипс,
минеральный войлок и т. п.). Междуэтажные перекрытия необходимо звукоизолировать не
только от воздушного шума, но и ударного. Упругое основание пола гасит звуковые
колебания, возникающие при ходьбе и ударах. Энергия колебания затрачивается на сжатие
упругого основания и, следовательно, передается на несущую часть перекрытия в
значительной мере ослабленной. Поэтому следует предусматривать полы по сплошному
упругому основанию или засыпке, ленточным или отдельным прокладкам.
Архитектурная акустика
Звук, возникший в помещении, частью поглощается, а частью отражается
ограждающими конструкциями, оборудованием, зрителями. Уровнями процессов отражения
и поглощения звука определяются акустические свойства помещения. Для хорошей акустики
необходимо обеспечить по возможности равномерное распределение звука в объеме
помещения и особенно в зоне зрителей. Процесс затухания отраженных звуков должен идти
так, чтобы не искажался прямой звук от источника, а усиливался при восприятии
слушающими.
Одним из важнейших показателей акустических свойств помещений является
реверберация. Реверберацией называют наличие остаточного звучания в помещении после
прекращения основного звука вследствие многократных отражений звуковых волн от
поверхностей стен, потолка и др.
Продолжительность реверберации, или время затухания отраженного звука до порога
слышимости, зависит как от акустических свойств помещения, так и от мощности источника
звука. При продолжительной реверберации помещение становится гулким, при весьма
короткой – глухим. Время реверберации зависит от объема и общего звукопоглощения
помещения и объектов, находящихся в нем, а также от частоты звука. Опытным путем
установлен оптимум стандартной реверберации Топт – такая длительность ее, при которой
создаются наилучшие условия слышимости в данном помещении.
Оптимальное время реверберации Топт для частоты 500 Гц можно приближенно
определить по формуле
Т ОПТ = К lg V ,
где V – объем помещения; К – коэффициент, принимаемый 0,41 для оперных театров и
концертных залов, 0,36 – для драматических театров, 0,29 – для кинотеатров и аудиторий.
Для обеспечения требуемой акустики в помещении используют материалы, хорошо
поглощающие звук. Поглощение звука характеризуется коэффициентом звукопоглощения
α , выражающим отношение звуковой энергии, поглощенной поверхностью ограждения, к
звуковой энергии, падающей на него. Он является безразмерной величиной, которая
используется для характеристики звукопоглощающих свойств материала. Его значения
колеблются в соответствии с определением между нулем (полное отражение) и единицей
(полное поглощение).
Реверберация увеличивается с увеличением общего объема помещения и уменьшением
величины общего поглощения помещения. Время реверберации Тст должно быть равно
оптимальному Топт. Так как коэффициенты звукопоглощения обычных строительных
материалов (штукатурка, кирпич, бетон, дерево) сравнительно невелики, то время
стандартной реверберации зрительных залов, как правило, превышает время оптимальной
69
реверберации. В связи с этим для уменьшения гулкости часть ограждений зала
облицовывают звукопоглощающими материалами и устанавливают резонаторы.
Для хорошего восприятия звука в помещении требуется диффузное, т. е. равномерное,
распределение звуковой энергии путем регулирования отражения звука. Время стандартной
реверберации определяют по формуле Сэбина.
2.2. Гражданские здания и их конструкции
Гражданские здания наиболее часто применяются в строительстве. В зависимости от
назначения эти здания разделяют на жилые и общественные.
К жилым относят квартирные дома, общежития, гостиницы, дома-интернаты.
Классификация общественных зданий и сооружений соответствует структуре
государственных учреждений и организаций: учреждения здравоохранения (больницы,
диспансеры, поликлиники, амбулатории, фельдшерские пункты, родильные дома, санатории,
дома отдыха, пансионаты и пр.), физкультурные и спортивные (стадионы, спортивные залы,
плавательные бассейны, катки, лыжные базы, тиры, спортивные клубы и пр.); учреждения
просвещения (детские ясли-сады, общеобразовательные школы, профессиональнотехнические училища, колледжи, лицеи, высшие учебные заведения и пр.); учреждения
культуры и искусства (библиотеки, музеи, зоопарки и ботанические сады, парки культуры и
отдыха, клубы, Дворцы культуры, театры, цирки, кинотеатры, концертные залы, планетарии
и пр.); организации и учреждения управления и финансирования (министерства и ведомства,
суды, нотариальные конторы, банки и пр.); предприятия торговли, общественного питания и
коммунально-бытового обслуживания (магазины, супермаркеты, рынки, аптеки, рестораны,
столовые, кафе, бани, парикмахерские, Дома быта, ателье, прачечные и пр.); предприятия
транспорта и связи (железнодорожные, речные, морские, автомобильные и аэровокзалы,
почтамты, отделения связи, телеграфы, телефонные станции, радио- и телевизионные
центры, гаражи и пр.).
Особое место в классификации гражданских зданий занимают общественно-торговые
центры, жилые дома с обслуживанием, общественно-транспортные и другие
многофункциональные комплексы и сооружения.
2.2.1. Общие положения проектирования квартир жилых домов
В историческом отношении основные типы зданий произошли от жилища.
На определенных исторических отрезках из него выделились культовые, досуговые,
промышленные и административные здания. «Первым сооружением человека было жилище,
дом… С жилища начинается архитектура, с жилища начинается город», – отмечал теоретик
советской архитектуры А. К. Буров.
Жилые здания предназначены для проживания всех групп населения. По назначению
их подразделяют на три основные группы:
• квартирного типа, для посемейного заселения с открытой системой обслуживания;
предназначены для проживания основных групп населения: с квартирой в качестве жилой
ячейки и открытыми пространствами общего пользования. К ним также относят
индивидуальные дома с открытой или полузакрытой системами обслуживания для
проживания малых групп населения, с жилой ячейкой – домом, и открытыми
пространствами личного пользования;
• специализированные, с закрытой системой обслуживания и номером (жилой
комнатой) в качестве жилой ячейки, с открытыми пространствами ограниченного
пользования; предназначены для проживания, лечения, обучения социальных групп с ярко
70
выраженными отличиями в образе жизни – туристов, престарелых, учащихся и др. Это
общежития, гостиницы, интернаты;
• рекреационные, без системы обслуживания для сезонного отдыха граждан с жилой
ячейкой в виде жилого дома.
По этажности жилые здания бывают:
• малоэтажные, 1–2 этажа;
• среднеэтажные, 3–5 этажей;
• многоэтажные, 6 этажей и выше.
Последние в свою очередь, подразделяются на дома повышенной этажности
(10–29) этажей и высотные дома (более 30 этажей).
По планировочной структуре, различают следующие группы жилых зданий: усадебные,
блокированные, атриумные, многосекционные, односекционные (башенные, точечные),
коридорные, галерейные, коридорно-секционные, галерейно-секционные, смешанной
структуры.
Оценка комфортабельности планировки квартиры производится по комплексу
показателей – гигиенических, функциональных, психологических, эстетических и др.
Но основным критерием комфортабельности и основой для хорошего решения всех
показателей квартиры в целом являются функциональные требования.
Возможность беспрепятственного осуществления каждого вида жизнедеятельности в
своем жилище – основное условие его комфортабельности. Проект должен обеспечивать
определенную свободу выбора для размещения человека, мебели и различных предметов в
помещениях, предназначенных для выполнения того или иного бытового процесса.
Квартира посемейного заселения является основным повторяемым планировочным
элементом жилого дома квартирного типа. В состав ее входят помещения жилые (общая
комната и спальни), подсобные (кухня, передняя, ванная, туалет, кладовые или
хозяйственный шкаф), летние (балконы, лоджии).
Семьи, объединенные признаком одинакового численного состава (1, 2, 3, 4, 5 и более
человек), различаются по родственным отношениям, полу и возрасту членов семьи и т. п.,
поэтому требования проектирования квартир принимаются следующими:
• квартира должна рассчитываться на заселение одной семьи;
• общая комната должна быть освобождена от спального места;
• для супругов должна быть предусмотрена отдельная спальня с расположением
спального места ребенка до 3 лет;
• члены семьи должны иметь отдельные спальни;
• для дифференциации планировки квартир желательно предусмотреть применение
трансформируемых перегородок;
• для родственных семей их трех поколений целесообразно предусматривать
использование смежных квартир (эластичная квартира);
• размещение лоджий на стыке общей комнаты с передней, позволяющее превратить
последнюю в светлый холл;
• замена кухни кухней-столовой либо расчленение ее на два взаимосвязанных
помещения – рабочую кухню (не менее 6 м2) и столовую (не менее 8 м2).
Обычно квартиру делят на две части: дневного и ночного пребывания или
индивидуального и общесемейного назначения. Зона дневного пребывания (общесемейного
назначения) содержит следующие помещения: переднюю (холл), общую жилую комнату,
кухню, санузел, кладовую. Зона ночного пребывания (индивидуального назначения)
включает в себя помещения: личные жилые комнаты (спальни), ванную, санузел. При
расположении квартиры в одном уровне принимают горизонтальное зонирование: у входа
размещают зону дневного пребывания, в глубине квартиры – зону ночного пребывания.
Независимость использования обеспечивается связью с передней каждой зоны квартиры.
При расположении квартиры в двух уровнях принимается поэтажное (вертикальное
71
зонирование: на первом этаже размещают общесемейные помещения квартиры – переднюю,
общую комнату и кухню-столовую, на втором этаже – личные жилые комнаты (спальни) и
гигиенический блок. Общая комната должна занимать центральное положение в квартире,
находясь смежно с передней. Спальни следует располагать в наиболее изолированной части
квартиры, в ее глубине, по возможности, в отдалении от кухни и лестничной клетки.
Спальни должны быть удобно связаны с санузлами.
2.2.2. Инженерное оборудование жилых зданий
Инженерное оборудование жилых зданий разнообразно и предназначено для создания
комфортных условий проживания. Оно включает в себя системы: отопления, вентиляции,
водоснабжения, канализации, лифтового хозяйства, мусороудаления, электросети,
газопровода, слаботочных сетей (радио, телефон), телевизионных кабелей и др.
Отопление используют, в основном, централизованное, которое снабжает большие
районы, застройки. Кроме того, существуют котельные, которые могут обслуживать только
один дом или группу.
По виду теплоносителя различают водяное, паровое и воздушное отопление. В жилых
зданиях применяют обычно водяное отопление, оно наиболее безопасно и легче поддается
регулированию температуры нагрева воды. В многоэтажных жилых домах применяют
системы с искусственной циркуляцией, осуществляемой центробежными насосами.
Вентиляция помещений жилых домов осуществляется через вытяжные отверстия с
естественной тягой. Кухни, санитарные узлы, ванные или объединенные санитарные узлы
должны иметь вытяжную вентиляцию непосредственно из помещений. В жилых комнатах
одно- и двухкомнатных квартир вентиляция, кроме естественной (через форточки),
осуществляется через вытяжные каналы кухонь, санитарных узлов, ванных или
объединенных санитарных узлов. В квартирах в три комнаты и более предусматривают
вытяжную вентиляцию непосредственно из всех жилых комнат, за исключением двух,
ближайших к кухне.
Каналы естественной вентиляции рекомендуется выполнять раздельными от места
входа воздуха в решетки жалюзи до его выхода в атмосферу (рис. 85, а). Отдельные
вытяжные каналы можно объединять на чердаке в общий чердачный короб, по которому
загрязненный воздух подводят к вытяжной шахте (рис. 85, б).
Рис. 85. Схемы систем
вытяжной вентиляции с
вертикальными каналами:
I–V – номера этажей;
1 – жалюзи; 2 – кровля; 3 – зонт;
4 – сборная шахта
а) отдельные вытяжные каналы;
б, в) объединенные вытяжные каналы
(для пятиэтажного и десятиэтажного)
жилых домов
72
В жилых зданиях с числом этажей более пяти допускается объединять вытяжные
каналы из каждых 4…6 этажей в один сборный магистральный канал, доведенный до верха
здания (рис. 85, в). Вентиляционные каналы располагают во внутренних стенах из
специальных железобетонных панелей высотой в этаж, имеющих круглые отверстия
(рис. 86).
Водоснабжение. Вода поступает в жилое здание по трубам через вводы и
распределяется через водопроводную сеть по помещениям (рис. 87).
Горячую воду для бытовых целей получают в ТЭЦ или путем подогрева в газовых,
электрических колонках и кипятильниках.
Санитарно-технические блоки и кабины. В зданиях индустриального строительства
применяются так называемые санитарно-технические блоки, в которые вмонтированы
трубопроводы отопления, горячего и холодного водоснабжения, трубы канализации (рис. 86,
в). Такие панели изготавливают на ширину санитарного узла или широкие, с учетом ширины
всего санитарного узла и подключения кухонной мойки. Бетонные санитарно-технические
панели служат одновременно перегородками. Некоторым недостатком их является трудность
замены труб повреждении или коррозии. В этом отношении более удобны санитарнотехнические блоки-шахты швеллерообразной формы, имеющие в сечении открытые стояки,
в которых удобнее производить ремонт и замену трубопроводов. Открытую сторону шахты
закрывают съемным щитом (рис. 86, в).
Рис. 86. Санитарно-технические
панели и блоки:
а) панель узкая; б) то же, широкая; в) план
блок - шахты;
1) газовый стояк; 2) канализационный;
3) отопительный; 4) стояк горячего
водоснабжения; 5) стояк холодного
водоснабжения
Рис. 87. Основные элементы:
внутреннего водопровода:
1) наружный колодец; 2) ввод водопровода в
здание; 3) поливочный кран; 4) водомерный узел;
5) насосная установка; 6) обратные клапаны;
7) вентили; 8) стояки; 9) пожарные краны;
10) водонапорный бак; 11) водоразборные
приборы; 12) подводки к приборам;
17) магистраль
73
Современной широко применяемой
рациональной
конструкцией
являются
объемно-пространственные
санитарноа
технические
кабины
заводского
изготовления, доведенные до полной
готовности. Такие кабины (рис. 88, а)
представляют собой объемные элементы
полной готовности с отделанными стенами,
потолком и полом, в которых смонтированы
б
в
все
трубопроводы
и
установлены
санитарно-технические приборы (ванна,
умывальник, унитаз) (рис. 88, б).
Лифтовое хозяйство. Пассажирские
лифты устраивают в жилых домах высотой
шесть этажей и выше при отметке пола
верхнего этажа над уровнем тротуара или
Рис. 88. Санитарно-технические кабины:
а) общий вид; б, в) план соответственно раздельных и
отмостки, равной 14 м и более. В секции 6–
совмещенных кабин;
9-этажных домов предусматривают один
1) туалет; 2) ванная; 3) вентиляционный поворотный
лифт, а в домах более 10 этажей – по два
патрубок над отверстием кабины; 4) вентиляционный
лифта (один – пассажирский, другой –
блок; 5) выпуск канализационного стояка
грузовой). Пассажирские лифты обычно
устанавливают в глухих шахтах из бетона, кирпича или других несгораемых материалов,
размещая шахты лифтов внутри здания с выходом на лестничные площадки этажей.
Лифт состоит из кабины с противовесом, присоединенной посредством троса к
подъемному механизму с электродвигателем. Кабина движется в шахте между двумя
вертикальными направляющими. Вертикальная шахта и машинное отделение должны быть
ограждены стенами и перекрытиями из несгораемых материалов. Машинное отделение
лифтов устраивают, как правило, над шахтами, под ней или рядом (рис. 89).
а
в
г
б
Рис. 89. Лифты:
а) план шахты; б) план помещения; в, г) разрезы
74
Система мусороотделения. Жилые здания высотой более
четырех этажей оборудуются мусоропроводом, которые обычно
размещаются в лестничных клетках в виде отдельных
мусоропроводных
блоков.
Мусоропровод
состоит
из
вертикального ствола с приемными клапанами, короба очистки
ствола, вытяжных труб и мусоросборного бункера, размещаемого
в специальной камере. Стволы мусоропроводов обычно
выполняют из асбестоцементных труб диаметром 400 мм.
Мусороприемные клапаны располагают на лестничных
площадках между этажами (рис. 90).
Газоснабжение. Природный и искусственный газ
применяют как топливо в газовых плитах и колонках. Он почти
полностью сгорает, не загрязняя атмосферу. Газ передается по
газопроводам на большие расстояния, а затем поступает в газовые
сети уличные и внутренние.
Рис. 90. Устройство
Электроснабжение жилых домов осуществляется от
мусоропровода:
трансформаторных подстанций, где напряжение понижается до
1) ствол; 2) приемный
127 или 220 В. Кабель от трансформаторной подстанции
клапан; 3) бункер;
заканчивается
в
щитовой.
Дальнейшее
распределение
4) бадья для мусора;
5) щетка для чистки;
электроэнергии происходит по внутренней электропроводке
6) дефлектор
(скрытой и открытой).
Скрытая электропроводка закладывается в панели
перекрытий и перегородок при их изготовлении или в специальных бороздах, сделанных в
стенах, плинтусах и т. д. Открытая электропроводка проходит по стенам и крепится на
специальных изоляторах (роликах). В систему проводки входят электросчетчики, розетки,
предохранители и др.
Одновременно с электропроводкой монтируют телефонную и радиотрансляционную
сети.
В целом, инженерное оборудование обеспечивает качество жилого пространства.
2.2.3. Общественные здания
2.2.3.1. Общие требования
Помимо требований, которым должно удовлетворять любое здание, к общественным
зданиям предъявляют еще ряд специальных требований – и утилитарных, и художественных,
и конструктивных.
Особенностью общественных зданий, отличающей их от жилых, является массовое
одновременное пребывание в них людей. Таковы, например, зрелищные и спортивные
здания, учебные, культурно-просветительские, торговые и др. Массовость пользования
помещениями общественных зданий вызывает необходимость предусматривать при
проектировании специальные помещения, приспособленные к тому, чтобы организованно
принимать и выпускать в короткий срок большое количество людей: вестибюли,
аван-вестибюли, фойе. Для обеспечения кратчайшего расстояния и прямоточного
направления людского потока в соответствующие места здания проектируют пути связи и
эвакуации (коридоры, кулуары, промежуточные проходные помещения, лестницы, пандусы,
лифты, эскалаторы). Поэтому, несмотря на разнообразие общественных зданий, все они
содержат ряд общих планировочных элементов: входные узлы с вестибюлями и
гардеробами, пути связи и эвакуации.
75
Объемно-пространственную структуру общественного здания можно рассматривать с
точки зрения организации его внутреннего пространства, а также композиции его внешнего
объема и взаимосвязи этого объема с окружением. Обе эти концепции объемнопространственной структуры здания нужно рассматривать комплексно, во взаимной связи и
взаимовлиянии, так как они объединяются общим архитектурным замыслом. В зависимости
от функции здания, его расположения и значения в системе застройки с учетом конкретных
условий среды могут быть избраны различные приемы композиции. Найденный прием
композиции, планировочное и объемно-планировочное решение общественного здания
должны отвечать не только его функциональному назначению, но и архитектурнохудожественным и градостроительным требованиям, климатическим и национальнобытовым особенностям района строительства. Поэтому на основе одной и той же
функциональной структуры может быть создано бесконечно много различных и
своеобразных зданий.
В крупных общественных зданиях при большом количестве помещений, различных по
своему назначению, их целесообразно группировать исходя из общности функциональных
процессов.
2.2.3.2. Планировочные решения общественных зданий
Для каждого типа общественного здания в зависимости от его назначения и
вместимости применяется своя планировочная структура. Планировочные решения
общественных зданий весьма разнообразны, так как отражают различные функциональные
процессы, происходящие в определенных условиях. Однако это многообразие решений
сводится всего лишь к нескольким планировочным схемам: коридорной, анфиладной,
центрической, зальной, секционной и их сочетаниям (рис. 91).
Коридорная
–
схема
планировки
в
а
характеризуется расположением помещений с двух
г
б
сторон коридора. При одностороннем расположении
помещений планировка называется галерейной.
Через коридор или галерею осуществляется связь
г
б
между помещениями. Коридорная схема широко
д
применяется в различных общественных зданиях:
учебных,
административных,
лечебнод
профилактических и др. (см. рис. 91, а).
Анфиладная
схема
предусматривает
непосредственную связь смежных помещений,
Рис. 91. Планировочные схемы зданий: расположенных последовательно, одно за другим.
а) коридорная и галерейная; б) анфиладная; Анфиладная схема имеет ограниченное применение:
музеи,
выставки,
торговые
залы
в) центрическая; г) зальная; д) секционная
(см. рис. 91, б).
Центрической называют такую планировочную схему, в которой четко выделяется
одно явно главное большое помещение, а вокруг него группируются второстепенные,
меньшие. Примерами применения этой схемы могут быть зрелищные здания – театры,
кинотеатры, концертные залы, цирки (см. рис. 91, в).
Зальная планировочная схема характерна для зданий, состоящих из одного помещения
на этаже, – рынков, выставочных павильонов, спортивных сооружений, гаражей и т. п.
(см. рис. 91, г).
Секционная схема включает ряд повторяющихся и изолированных друг от друга
частей – секций. В пределах секции помещения могут быть расположены по разным
планировочным схемам. Эта схема чаще всего применяется в квартирных жилых домах
(см. рис. 91, д).
В многофункциональных и сложных по условиям строительства зданиях и комплексах,
как правило, сочетается несколько планировочных схем.
76
2.2.3.3. Эвакуация людей из помещений общественных зданий
При проектировании общественных зданий с помещениями массового пользования
очень важно обеспечить благоприятные условия эвакуации людей из здания. Эвакуационные
пути должны обеспечивать эвакуацию через эвакуационные выходы всех людей,
находящихся в помещениях зданий и сооружений, в течение необходимого времени
эвакуации.
Эвакуационными считают выходы из помещений:
а) первого этажа непосредственно наружу или через вестибюль, коридор, лестничную
клетку;
б) любого этажа, кроме первого, в коридор, ведущий в лестничную клетку, или в
лестничную клетку, имеющую выход непосредственно наружу через вестибюль, отделенный
от примыкающих коридоров перегородками с дверями;
в) в соседнее помещение в том же этаже, обеспеченное выходами, указанными в
пунктах а и б.
Количество эвакуационных выходов из зданий, помещений и с каждого этажа следует
принимать по расчету, но не менее двух. Выходы должны располагаться рассредоточено на
путях эвакуации, двери должны открываться по направлению выхода из здания.
Различают эвакуацию нормальную (при одиночном и массовом движении людей) и
вынужденную, которая носит массовый характер и протекает в условиях паники в связи с
неожиданно возникшей опасностью (например, пожаром).
Наиболее ответственной и сложной в отношении обеспечения безопасности движения
людских масс является вынужденная эвакуация, так как она протекает в условиях, которые
угрожают здоровью или даже жизни людей.
Для обеспечения безопасной эвакуации людей расчетное время эвакуации – tр не
должно быть больше необходимого времени эвакуации – tн:
tр ≤ tн.
Расчетное время эвакуации определяется по расчету времени движения одного или
нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест
размещения людей. При этом весь путь движения людского потока делится на участки, а
расчетное время эвакуации определяется как сумма времени движения по отдельным
участкам пути. В расчете учитываются параметры движения людей:
• длина и ширина пути;
• скорость и интенсивность движения;
• плотность людского потока.
Расчетное и необходимое время эвакуации следует определять по методике,
приведенной в СНиП 21–01–97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений».
2.2.3.4. Видимость в зрелищных помещениях общественных зданий
Видимость со всех зрительских мест происходящего на сцене, эстраде или арене
является важнейшей задачей при проектировании помещений и зданий массового
пользования (театров, кинотеатров, стадионов и др.).
В зависимости от специфики зрелищных сооружений массового пользования теория и
метод расчета видимости при построении зрительских мест не меняются. Однако принципы,
которыми руководствуются при проектировании зрительного пространства, а также
нормативы видимости для театра, кинотеатра или стадиона значительно отличаются друг от
друга.
77
К числу факторов, от которых зависит видимость в театре (кинотеатре) или стадионе,
относятся:
• объемно-пространственная структура интерьера сооружения и его частей (сцена и
зал, арена и трибуны);
• условия освещенности (естественные или искусственные);
• физиологические законы зрения.
Геометрический фактор видимости включает в себя следующие элементы:
1. Предельное удаление зрителя от наблюдаемой точки.
2. Горизонтальный и вертикальный зрительные углы, определяющие положение
зрителя по отношению к наблюдаемому зрелищу, и, следовательно, степень зрительного
искажения наблюдаемых процессов.
3. Отсутствие преград на пути зрительного луча от наблюдаемой точки к глазу зрителя.
При проектировании зрительных залов
а
прежде всего необходимо решить вопрос о
расположении зрительских мест в плане с учетом
предельного
удаления,
допустимого
для
помещений и зданий определенного типа.
Например, для кинотеатра предельная длина
зала (круглогодичного действия) составляет 45 м,
б
так как при большем расстоянии нарушается
одновременное (синхронное) восприятие зрителем
звука и изображения – звук запаздывает. Для
драматического театра существенно, чтобы
зрители воспринимали мимику актера. В оперном
же театре мимике отводится меньшая роль и,
следовательно, удаление зрителя может быть
в
несколько большим, чем в драматическом театре.
При футбольной игре на стадионе удаление
зрителя может быть гораздо больше, однако
зритель должен иметь возможность детально
воспринимать весь ход игры и отчетливо видеть
перемещения мяча.
Для театров и кинотеатров наряду с
вопросом о максимально допустимом удалении
имеет значение вопрос о минимально допустимом
Рис. 92. Схема построения углов
расстоянии зрителя от предмета наблюдения.
видимости:
а) горизонтальных в театральных залах;
Действительно, зритель, находящийся на местах,
б) горизонтальных в кинотеатрах;
близких к сцене (порядка 2–3 м), не в состоянии
в) вертикальных
окинуть одним взглядом, без поворота головы,
всю картину театрального представления. Причина этого заключается в ограниченности поля
ясного видения, охватывающего при зрении двумя глазами около 30о в горизонтальной
плоскости и 20о в вертикальной (рис. 92).
Горизонтальные и вертикальные зрительные углы
При расчетах видимости необходимо правильно выбрать точку наблюдения зрителей.
Например, для оперных театров ее обычно принимают в центре игровой площадки на уровне
пола сцены, а в драматических театрах – на линии портала сцены, т. е. на уровне 0,5 м от
пола; в кинотеатрах такая точка расположена на нижнем краю экрана.
Система расположения зрительских мест обычно зависит от характера
демонстрируемых зрелищ или объектов. Например, при проектировании круглой цирковой
78
арены или эстрады эти места целесообразно располагать по дугам концентрических
окружностей с центром, совмещенным с центром арены (эстрады). Для наилучшего
наблюдения объемных зрелищ в театре и плоскостных (вертикальных или горизонтальных) в
кинотеатре зрительские места можно размещать как параллельными рядами, так и
концентрическими с большими радиусами кривизны.
Границы зон с местами, создающими оптимальную видимость, могут быть получены
графически (рис. 93, а) отрезками прямых, проведенных через крайние точки задних
декораций и через грань портала сцены. Горизонтальный угол, образованный этими
зрительными лучами, называется оптическим углом зала. С боковых мест, располагаемых за
пределами зрительных лучей, видимость ограничена только частью сцены. Вертикальный
угол на точку в середине красной линии сцены на высоте 0,5 м от планшета не должен
превышать для средних мест верхних рядов 25о, а для боковых – 35о.
в
а
б
Рис. 93. Схемы построения горизонтальных углов видимости в зрительных залах:
а) оперных и драматических; б) с эстрадой; в) цирков;
1) сцена; 2) эстрада; 3) вход в нижний ярус; 4) арена; 5) место для оркестра
Для театра удаление последних рядов зала от
а
рампы сцены обычно колеблется в пределах от 24
(для зала на 600 человек) до 30 м (для залов более
1200 человек).
В залах для исполнения индивидуальных
эстрадных номеров оптический угол зала может
б
достигать 150о, что дает возможность уменьшить
длину (глубину) зала за счет увеличения его ширины
(см. рис. 93, б). В залах для цирковых представлений
оптический угол может быть увеличен до 310–315о с
расположением зрительских мест почти по полным
в
концентрическим окружностям (рис. 93, в).
В
зрелищных
помещениях
массового
пользования головы впереди сидящих зрителей
являются основным препятствием для зрительных
лучей. Улучшение видимости в удаленных от сцены
или эстрады местах зала достигается повышением
уровня сцены (эстрады) и наклонным расположением
Рис. 94. Схемы расположения
зрительских мест.
зрительских мест в залах:
Для беспрепятственной видимости выбранной
а) прямолинейная наклонная;
б) криволинейная наклонная;
точки (объекта) необходимо обеспечить условие, при
в) ломаная наклонная (поделенная на
котором
зрительный
луч (отрезок
прямой,
три группы)
проведенный к ней от глаза наблюдателя) проходит
на высоте с = 12 – 15 см над уровнем глаза впереди сидящего зрителя (величина с
соответствует вертикальному расстоянию от уровня глаза зрителя до верха головы).
79
Беспрепятственная видимость достигается при размещении зрительских мест по трем
следующим видам поверхностей (рис. 94).
1. Прямолинейной наклонной, где высота подступенка γ для всех рядов зрительских
мест будет одинаковой. Вместе с тем превышение зрительского луча с станет переменным,
увеличиваясь от последнего ряда к первому (рис. 94, а).
2. Криволинейной, создающей наименьший подъем мест при сохранении постоянства
превышения зрительного луча с, однако величина подступенка γ будет переменной, что
нарушает унификацию размеров (рис. 94, б).
3. Ломаной, предусматривающей устранение трудностей и противоречий между
идеальным и реальным профилем зрительских мест. В этом случае профиль поверхности
зала делят на несколько крупных групп зрительских мест, в пределах каждой из которых
места размещают на прямой наклонной плоскости (рис. 94, в).
Архитектурная акустика зальных помещений
При проектировании аудиторий, залов собраний, концертных залов, а также залов
оперных и драматических театров, кинотеатров необходимо создавать такие условия
передачи звука, которые обеспечивали бы наилучшую слышимость музыки или речи.
Слышимость в помещениях большой вместимости зависит от мощности и размещения
источников звука, от объема и формы помещения, очертания и факторов ограждающих
конструкций, определяющих поглощение и рассеяние звуковой энергии при отражении ими
падающих звуковых волн.
При акустическом проектировании концертных и театральных залов большое значение
имеет форма помещения в плане и разрезе. Конфигурация помещения должна быть такой,
чтобы уровень силы звука был равномерным по всей площади, занятой зрителями, и на
последних местах зала звуковые
волны, ослабленные расстоянием,
усиливались бы за счет отражения от
близлежащих поверхностей. Рассматривая форму потолка (рис. 95), можно
сделать вывод, что решающим в
акустическом отношении является не
общая форма потолка, а только его
размеры и углы наклона отдельных его
отрезков. Поэтому целесообразно
Рис. 95. Форма и профили потолка,
подразделить потолок на отдельные
обеспечивающие необходимое отражение звука
наклонные отрезки (рис. 95).
2.2.3.5. Система инженерного обеспечения общественных зданий
К инженерному оборудованию общественных зданий принято относить санитарнотехнические устройства (системы отопления, вентиляции, кондиционированного воздуха,
холодного и горячего водоснабжения, канализации, газоснабжения), электрооборудование,
слаботочные сети телефона, радио и телевидения, устройства по уходу за зданиями и
помещениями, внутренний вертикальный транспорт; оборудование, связанное со
специализацией общественных зданий; оборудование сценических площадок, в театрах;
холодильное и транспортное оборудование в торговых зданиях и др.
Современное инженерное оборудование должно обеспечивать надежность в работе,
удобство эксплуатации при его малой стоимости, металлоемкости, трудоемкости монтажа и
максимальной индустриализации строительства зданий.
80
К внешнему виду инженерного оборудования в общественных зданиях, к форме и
конструкции установок и приборов предъявляются повышенные эстетические требования.
В общественных зданиях все виды инженерного оборудования в большинстве случаев
приводятся в действие от внешних источников различных видов энергии.
Учитывая санитарно-гигиенические требования к чистоте воздушного бассейна,
крупные источники теплоснабжения ТЭЦ располагают за чертой города, если они
потребляют твердое топливо или мазут.
Одни и те же инженерные сети снабжают теплом, водой и газом общественные и
жилые здания, а иногда и здания промышленных предприятий, расположенные в черте
города.
Для приема этих энергоносителей устраиваются вводы к зданиям. Наиболее сложны и
требуют больших площадей тепловые вводы (для отопления, вентиляции и горячего
водоснабжения).
Инженерное оборудование в зданиях повышенной этажности (высотных) зонируется,
т. е. делится на части определенной высоты.
Для отопления общественных зданий применяются в основном два теплоносителя –
вода и воздух.
Пар применяется значительно реже и используется иногда для предприятий
общественного питания, торговых комплексов, бань и прачечных.
Системы отопления общественных зданий по характеру теплообмена между
отопительными устройствами и воздухом отапливаемых помещений можно подразделить на
три группы:
1. Системы отопления конвективно-излучающего действия.
2. Системы отопления излучающего действия.
3. Системы отопления конвективного действия.
Воздушное отопление находит широкое применение в зрелищных и спортивных
комплексах, клубах, выставочных залах и других помещениях значительного объема. Для
защиты помещений от охлаждающего действия больших остекленных поверхностей в
современных общественных зданиях также широко применяется воздушное отопление.
В этом случае струи теплого воздуха подаются через щели под окнами.
Система вентиляции, создавая микроклимат помещений, выполняет две задачи:
санитарно-гигиеническую – создание благоприятных условий для людей и
технологическую – создание условий для сохранности и долговечности строительных
конструкций, отделки помещений и оборудования.
Параметры микроклимата – это температура, влажность, подвижность и чистота
воздуха. Определенные соотношения указанных параметров предопределяют тот или иной
микроклимат.
Вентиляция помещений осуществляется путем извлечения из помещения загрязненного
воздуха (вытяжная) или путем подачи в помещения чистого наружного воздуха (приточная),
или же извлечением и подачей воздуха одновременно (приточно-вытяжная).
Приточные агрегаты рекомендуется устанавливать в помещениях детских учреждений,
больниц, школ и административных зданий. Такие агрегаты могут также применяться для
понижения температуры воздуха в помещениях путем повышения скорости движения его в
рабочей зоне. В странах с жарким климатом они применяются в летних выставочных залах,
магазинах, фойе кинотеатров; залах ожидания, кафе и других помещениях общественных
зданий.
Централизованные вентиляционные системы механической вентиляции применяются в
общественных зданиях наиболее часто. Как правило, это системы приточной или вытяжной
вентиляции, в которых движение воздуха осуществляется вентилятором, устанавливаемым в
приточной или вытяжной камере.
81
Иногда используются системы естественной вентиляции, при которых движение
воздуха осуществляется воздействием на здание ветра.
Устройства для кондиционирования воздуха представляют собой комплекс приточных
и вытяжных вентиляционных установок, полностью автоматизированных для создания и
поддержания заданных неизменяемых параметров воздушной среды в помещениях в течение
года (создание искусственного микроклимата).
В общественных зданиях применяют так называемое комфортное кондиционирование,
т. е. создание температурно-влажностных условий, наиболее благоприятных для пребывания
человека.
Установка для подготовки воздуха называется кондиционером.
Вытяжка воздуха из помещений, оборудованных системами кондиционирования
воздуха, осуществляется механической вытяжной вентиляцией. Удаляемый воздух либо
полностью выбрасывается наружу, либо частично подается к кондиционерам на
рециркуляцию (повторное использование).
Для улучшения работы систем кондиционирования воздуха и снижения капитальных и
эксплуатационных расходов необходимо предусматривать устройство тамбуров у входных
дверей, надежную герметизацию оконных створов, применение нестворных переплетов,
уменьшение световых проемов, вертикальное озеленение, разделение кондиционируемых и
некондиционируемых помещений герметизированными дверными проемами.
В многоячейковых общественных зданиях (гостиницы, больницы) целесообразно
применение подоконных кондиционеров, которые в зимнее время подогревают воздух.
Уход за помещениями
В помещениях общественных зданий образуется, а также заносится с улицы пыль,
которая оседает на различные предметы, и мельчайшие частицы ее взвешены в воздухе.
Системы вентиляции освобождают помещения от пыли, находящейся в воздухе.
Мусор из зданий удаляется одним из трех способов: мусоровозами, передачей по
мусоропроводам пневматическим способом или гидравлическим со спуском в канализацию
(измельчение мусора в дробилках и спуск в канализационную сеть).
Устройства водоснабжения, канализации, горячего водоснабжения и газоснабжения
общественных зданий по схемным решениям мало отличаются от подобных установок в
жилых зданий.
В ряде общественных зданий, в связи с их назначением, применяются специальные
системы и установки по подаче и использованию холода (в торговых зданиях, крытых
рынках и т. д.).
Эскалаторы – непрерывно движущиеся лестницы со ступенями в виде металлических
тележек на бегунках, связанных с бесконечной тяговой цепью.
Эскалаторы применяются при необходимости перемещения больших и непрерывно
движущихся людских потоков на станциях метрополитена, вокзалах, магазинах. Лестницы
эскалаторов имеют уклон 30о и проектируются с параллельными, последовательными или
перекрестными маршами. В магазинах и вокзалах устраивают эскалаторы с шириной полосы
0,63 м, со скоростью движения 0,5 м/с, на станциях метрополитена с шириной 1 м и
скоростью 0,75 м/с, обеспечивающие пропускную способность 150 чел/мин.
Многоэтажные здания дополнительно оборудуются системами вертикального
транспорта.
Лифты – основное средство вертикального транспорта в многоэтажных зданиях:
пассажирские с грузоподъемностью 320–500 кг и грузопассажирские с грузоподъемностью
1000–1600 кг, со скоростью 0,5 м/с (больницы), а также – 1; 1,4; 2,8 и 4 м/с; грузовые лифты
грузоподъемностью от 500 до 5000 кг. Для транспортировки грузов весом до 100 кг
используют малые лифты, которые в зависимости от области применения подразделяются на
магазинные, больничные, библиотечные, кухонные, буфетные и др.
82
2.2.4. Конструкции гражданских зданий
2.2.4.1. Конструктивные системы зданий
Конструктивная система представляет собой совокупность взаимосвязанных
конструктивных элементов здания, обеспечивающих их прочность и необходимый уровень
эксплуатационных качеств. В конструктивной системе совмещаются несущие конструкции,
воспринимающие силовые воздействия и выполняющие функции защиты внутреннего
пространства зданий от несиловых воздействий. При компоновке конструктивной системы
здания определяется статическая роль каждой из его несущих и ограждающих конструкций.
Несущие конструкции здания состоят из вертикальных и горизонтальных
взаимосвязанных элементов.
Вертикальные несущие конструкции воспринимают все вертикальные нагрузки на
сооружение и передают их основанию.
Горизонтальные несущие конструкции – покрытия и перекрытия – воспринимают все
приходящиеся на них вертикальные нагрузки и поэтажно передают их вертикальным
несущим конструкциям.
Передача горизонтальных нагрузок и воздействий на вертикальные несущие
конструкции решается в проектировании двояко:
• с распределением их либо на все вертикальные конструкции здания;
• с распределением на отдельные специальные вертикальные конструкции жесткости
(стены – диафрагмы жесткости, решетчатые ветровые связи или стволы жесткости).
Возможно промежуточное решение с распределением в различных пропорциях
горизонтальных нагрузок между элементами жесткости и конструкциями, работающими
преимущественно на восприятие вертикальных нагрузок.
Вертикальные несущие конструкции зданий разнотипны. Тип конструкции служит
определяющим признаком для классификации конструктивных систем. Различают
следующие типы вертикальных несущих конструкций:
• стержневые из элементов сплошного сечения (каркас);
• плоскостные (стены);
• объемно-блочные;
• объемно-пространственные элементы в виде тонкостенных стержней открытого или
замкнутого профиля (стволы жесткости). Ствол жесткости обычно располагается в
центральной части здания, а во внутреннем пространстве ствола размещаются лифтовые и
вентиляционные шахты и другие коммуникации. В зданиях большой протяженности имеется
несколько стволов жесткости;
• объемно-пространственные элементы в виде тонкостенной оболочки замкнутого
профиля, образующей наружное ограждение здания. В зависимости от архитектурного
решения наружная несущая оболочка может иметь призматическую, цилиндрическую,
пирамидальную или другую форму поверхности.
Соответственно различают пять основных конструктивных систем зданий: каркасную,
стеновую, ствольную и оболочковую и объемно-блочную.
Выбор типа вертикальных несущих конструкций и характера распределения
горизонтальных нагрузок и воздействий между ними является одним из основных вопросов
при компоновке конструктивной системы. Он также оказывает влияние на планировочное
решение, архитектурную композицию и экономичность проекта.
Наряду
с
основными
конструктивными
системами
широко
применяют
комбинированные, в которых вертикальные несущие конструкции компонуются из
разнотипных элементов – стержневых и плоскостных, стержневых и ствольных и т. п.
Рассмотрим наиболее распространенные комбинированные конструктивные системы
(рис. 96).
83
Рис. 96. Комбинированные системы:
а) с неполным каркасом; б) со связевым каркасом; в) каркасно-ствольная;
г) ствольно-стеновая; д) оболочково-ствольная; е) каркасно-оболочковая
Система с неполным каркасом основана на распределении всех вертикальных и
горизонтальных нагрузок между стенами и каркасом. Система применяется в двух
вариантах: с несущими наружными стенами и внутренним каркасом или наружным каркасом
и внутренними несущими стенами (рис. 96, а).
Система каркасно-диафрагмовая (каркасно-дисковая, каркасно-стеновая) основана
на разделении статических функций между стеновыми (связевыми) и стержневыми
элементами несущих конструкций: на стеновые элементы передаются все или большая часть
горизонтальных нагрузок и воздействий на стержневые (каркас) – преимущественно
вертикальные нагрузки (рис. 96, б).
Каркасно-ствольная система основана на разделении статических функций между
каркасом, воспринимающим вертикальные нагрузки, и стволом (или несколькими стволами),
воспринимающим горизонтальные нагрузки и воздействия (рис. 96, в).
Системы каркасно-ствольная и каркасно-диафрагмовая являются производными от
системы пространственного рамного каркаса, исходной для всех каркасных систем.
Ствольно-стеновая система основана на сочетании несущих стен и ствола (стволов) с
распределением вертикальных и горизонтальных нагрузок между этими элементами в
различных соотношениях (рис. 96, г).
Оболочково-ствольная система основана на сочетании наружной несущей оболочки
и несущего ствола внутри здания, работающих совместно на восприятие вертикальных и
горизонтальных нагрузок. Совместность перемещений ствола и оболочки обеспечивается
горизонтальными несущими конструкциями отдельных ростверковых этажей, редко
расположенных по высоте здания. Ствольно-стеновая и оболочково-ствольная принадлежат
к типу бескаркасных систем (рис. 96, д).
Каркасно-оболочковая система основана на сочетании наружной несущей оболочки
здания с внутренним каркасом при работе оболочки на все виды нагрузок и воздействий, а
каркаса – преимущественно на вертикальные нагрузки Совместность горизонтальных
перемещении оболочки и каркаса обеспечивается так же, как и в зданиях оболочковоствольной системы (рис. 96, е).
Области и масштабы применения в строительстве отдельных конструктивных систем
различны и определяются назначением здания и его этажностью.
84
2.2.4.2. Конструктивные схемы зданий
Конструктивная схема представляет собой вариант конструктивной системы по
признаку взаимного размещения (продольного, поперечного или перекрестного) в
пространстве вертикальных несущих конструкций здания.
Конструктивная схема выбирается на начальном этапе проектирования во взаимосвязи
с объемно-планировочным решением здания и определяет тип его основных конструкций.
В проектировании зданий наиболее распространенной бескаркасной системы
используются пять конструктивных
схем, представленных на рис. 97:
I
II
III
схема I – с перекрестным
расположением внутренних стен при
малом шаге поперечных стен;
схема II – с чередующимися
размерами (большим и малым) шага
поперечных
несущих
стен
и
IV
V
отдельными продольными стенами
жесткости (схема со смешанным
шагом);
схема
III
–
с
редко
расположенными
поперечными
несущими стенами и отдельными Рис. 97. Конструктивные схемы бескаркасных зданий
продольными стенами жесткости
(с большим шагом поперечных стен);
I
схема IV – с продольными
а
б
в
наружными и внутренними несущими
стенами и редко расположенными
поперечными стенами – диафрагмами
жесткости;
схема V – с продольными
несущими наружными стенами и
Рис. 98. Конструктивные схемы каркасных зданий:
редко расположенными поперечными
а) с продольными; б) с поперечными рамками;
диафрагмами жесткости.
в) безригельная (безбалочная)
Схема I в соответствии с
а
особенностями ее статической работы
б
называется
также
перекрестностеновой,
схемы
II–V
–
плоскостенными.
В
каркасных
зданиях
применяются конструктивные схемы,
различающиеся размещенем в плане
Рис. 99. Конструктивные схемы
рам каркаса (продольным или
блочно-панельных зданий:
а) с поперечными; б) с продольными несущими
поперечным)
и
его
составом
конструкциями
(ригельный или безригельный каркас)
(рис. 98).
На рис. 99 даны примеры конструктивных схем блочно-панельной системы,
различающихся расположением несущих элементов в плане здания: схема а – с поперечным
расположением объемных элементов и стен и схема б – с продольным расположением
несущих стен и объемных элементов.
85
2.2.4.3. Основания и фундаменты
Основания и их свойства играют
большую роль в сохранности зданий, их
деформативности,
а
также
в
экономичности строительства. Поэтому
проектированию
и
строительству
предшествуют инженерно-геологические и
гидрогеологические
изыскания.
Они
заключаются в выявлении типов грунтов
оснований,
их
прочностных
и
деформативных характеристик, уровня
грунтовых вод, скорости их движения и
химического состава для установления
степени агрессивности по отношению к
материалу фундаментов. Геодезическая
съемка
местности
и
инженерногеологические исследования позволяют
определить рельеф площадки, строение и
напластования
грунтов
основания,
показать их на чертежах вертикальных
разрезов территории по характерным
направлениям (рис. 100).
Фундаменты не только передают
силовые воздействия от здания основанию,
но и сами подвергаются ряду статических
и динамических силовых и несиловых
воздействий (рис. 101).
Рис. 100. Геологическое строение
участка:
1) насыпной грунт; 2) торф;
3) пластичные суглинки;
4) сапропель;
5 и 6) среднезернистые пески
Рис. 101. Основные
воздействия на конструкции
фундамента и стен подвала:
1) вертикальные нагрузки;
2) горизонтальные силовые
воздействия;
3) отпор грунта;
4) боковое давление грунта;
5) силы пучения грунта;
6) вибрации;
7) миграция грунтовой влаги;
8) тепловой поток;
9) диффузия водяного пара
86
К статическим силовым относятся воздействия собственного веса конструкций здания с
приходящимися на них вертикальными нагрузками, бокового давления грунта, его упругого
отпора и неравномерных деформаций основания; к динамическим – ветровые, сейсмические,
вибрационные воздействия. При высоком уровне стояния грунтовых вод фундамент
подвергается также гидростатическому давлению по боковой поверхности и подошве; при
основании, сложенном пучинистыми грунтами, – воздействию сил пучения. К несиловым
относят воздействие грунтовых вод и растворенных в них химически агрессивных примесей,
а также переменных температур по высоте фундамента и его толщине (при наличии теплого
подвала или подполья).
Глубина заложения фундаментов назначается в зависимости от объемнопланировочного решения здания (наличие подвала, подземных коммуникаций), величины и
характера нагрузок на основание, геологического строения и характера напластований
отдельных видов грунтов (глубина заложения может быть несколько увеличена с прорезкой
слабого слоя грунта для установки подошвы фундамента на более прочный подстилающий
слой), гидрогеологических и климатических условий, определяющих глубину сезонного
промерзания и оттаивания грунтов.
B случаях, когда объемно-планировочные и другие факторы не влияют на глубину
заложения фундаментов, ее величина принимается минимальной. На нескальных и
непучинистых грунтах она составляет 0,5 м для наружных стен и колонн, для внутренних
стен – 0,2 м при сборной конструкции фундаментов и 0,5 м при монолитной.
В пучинистых глинистых грунтах, мелкозернистых и пылеватых влажных песчаных и
илистых грунтах глубина заложения фундаментов зависит от глубины сезонного
промерзания и температурного режима здания, его подвала или подполья. Глубина
заложения фундаментов наружных стен и колонн отапливаемых зданий при таких грунтовых
условиях принимается не менее расчетной глубины промерзания Н, внутренних опор при
холодных подвалах и подпольях – 0,5 Н, при теплых – вне зависимости от этой величины.
Для неотапливаемых зданий глубина заложения фундаментов наружных и внутренних опор
принимается не менее Н.
Конструкции фундаментов бывают различных типов: ленточные, столбчатые,
плитные (сплошные) и свайные. Выбор типа фундаментов зависит от конструктивной
системы зданий, величины передаваемых нагрузок, а также от несущей способности и
деформативности грунтов.
Для бескаркасных зданий с несущими стенами чаще всего применяют ленточные или
свайные фундаменты, для каркасных – столбчатые или свайные, для многоэтажных и
высотных зданий различных конструктивных систем – плитные или свайные фундаменты.
Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную подземную стену
(рис. 102), передающую нагрузку от наземных стен или колонн грунту через уширенную
нижнюю часть – подушку и песчаную либо щебеночную подсыпку толщиной 50–100 мм.
Ленточный фундамент без подушек устраивается только под малонагруженными стенами.
Ленточные фундаменты проектируют монолитными или сборными. Монолитные ленточные
фундаменты выполняют из бетона или бутобетона. Переход к уширенной подошве в
бутобетонных фундаментах осуществляется уступами высотой не менее 30 см при
отношении высоты уступа к его ширине в пределах 1,25–1,75.
При различных проектных отметках заложений фундаментов наружных и внутренних
стен переход от пониженных отметок к повышенным должен быть отнесен от места
пересечения стен и осуществляться уступами длиной 1–1,2 м, высотой не более 0,6 м.
Наиболее распространенным вариантом ленточных фундаментов является сборная
конструкция из железобетонных блоков-подушек трапециевидного сечения и
прямоугольных бетонных стеновых блоков. Согласно государственному стандарту,
номинальные размеры блоков-подушек по ширине составляют 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2 8 и
3,0 м; по длине – 1,2; 2,4 и 3,0 м; по высоте – 0,3 и 0,5 м; стеновых блоков соответственно по
87
ширине 0,3; 0,4; 0,5 и 0,6 м при длине от 0,8 до 2,4 м и единой высоте 0,6 м. Совместность
статической работы сборных элементов обеспечивается их укладкой горизонтальными
рядами на цементный раствор с взаимной перевязкой швов и армированием стальными
сварными сетками горизонтальных швов в местах пересечений стен.
Столбчатые фундаменты (рис. 103) в виде сборных железобетонных столбов и
подушек применяют для передачи грунту нагрузок от колонн каркасных зданий. Подушки
таких фундаментов выполняют в виде специальных блоков стаканного типа или различных
комбинаций из трапециевидных сборных подушек ленточных фундаментов. При больших
нагрузках фундамент колонны может быть дополнен плоскими железобетонными плитами
необходимых размеров.
Наружное ограждение подпольного пространства зданий со столбчатыми
фундаментами устраивают из цокольных панелей, которые опирают на специальные консоли
колонн наружных рядов или уступы фундаментных подушек. Если ограждение подполий
проектируют из мелкоразмерных элементов, опорой для них служат специальные
железобетонные балки, уложенные по консолям колонн или фундаментным подушкам.
Сплошные (плитные) фундаменты (рис. 104) применяют преимущественно при
строительстве многоэтажных зданий на слабых, неравномерно сжимаемых грунтах.
Фундаментная плита проектируется плоской или ребристой с расположением ребер под
несущими стенами или колоннами.
Толщина фундаментной плиты назначается в зависимости от пролета (шага) несущих
конструкций и типа самой плиты и составляет для ребристых плит 1/8–1/10 пролета, а для
сплошных 1/6–1/8 пролета.
Железобетонные свайные фундаменты
(рис. 105) применяют для зданий различных конструктивных систем, этажности и в
разнообразных грунтовых условиях. Наиболее целесообразны такие фундаменты при
слабых, неравномерно деформируемых основаниях. Различают два типа свай – сваи-стойки и
висячие сваи. Фундамент на сваях-стойках обеспечивает минимальную осадку здания.
Наиболее распространены фундаменты из забивных висячих коротких (длиной 4–7 м)
железобетонных свай квадратного или круглого, сплошного или полого сечения площадью
до 0,1 м2. Верхняя часть свай, частично разрушаемая при забивке, срезается, усиливается
специальным сборным железобетонным оголовком, а полость между оголовком и сваей
замоноличивается. Нагрузка от несущих конструкций передается на сваи через сборные или
монолитные элементы – ростверки. Их располагают в плане здания в виде перекрестных
балок под несущими стенами по сваям, забитым в один – два ряда (в зависимости от
требований прочности).
В панельных домах высотой до 12 этажей с малым шагом поперечных стен и
перекрытиями из панелей размером на комнату применяется наиболее экономичный вариант
конструкции – безростверковые свайные фундаменты. При этом роль продольных
ростверков выполняют наружные цокольные панели, роль поперечных ростверков–
поперечные стены в первом этаже, а панели перекрытия в уровне пола первого этажа
опираются непосредственно на оголовки свай. Эта конструкция требует размещения верхней
опорной поверхности оголовков с точностью 7–10 мм.
Под колонны многоэтажных каркасных зданий забивают несколько (куст) свай, так как
несущая способность одной забивной сваи относительно невелика. Наряду с забивными
используют набивные сваи из монолитного бетона, заполняющего специально пробуренные
скважины в грунте. Под сильно нагруженные колонны высотных зданий устраивают опоры
глубокого заложения (15–40 м) из набивных железобетонных свай-оболочек. Несущая
способность таких свай выше, чем забивных, в 8–10 раз.
88
Рис. 102. Ленточные фундаменты:
а) фрагмент плана сборного фундамента из бетонных блоков; сечения фундаментов;
б) из монолитного бетона; в) из пустотелых бетонных блоков; г) панельного; д) сборно-монолитного;
е) армирование горизонтальных швов в местах пересечения сборных стен фундамента:
1) железобетонная подушка; 2) бетонный блок; 3) цокольная панель; 4) монолитный бетон
(бутобетон); 5) песчаная подушка; 6) обмазочная гидроизоляция; 7) армированный шов;
8) железобетонный монолитный пояс; 9) арматурная сетка; 10) забетонка или заполнение кирпичом
по месту; 11) горизонтальная гидроизоляция стен
Рис. 103. Столбчатые фундаменты:
а) фрагмент плана фундаментов; конструкции опор; б) фундаментный блок стаканного типа;
в) железобетонные блоки ленточных фундаментов; г) блок-стакан и железобетонные плиты:
1) блок-стакан; 2) колонна; 3) железобетонная фундаментная подушка; 4) железобетонная плита;
5) цокольная панель
89
Рис. 104. Плитные фундаменты:
а) в виде ребристой железобетонной плиты;
б) в виде плиты сплошного сечения
Рис. 105. Свайные фундаменты:
а) фрагмент плана фундамента под несущие стены; б) фундамент под колонну; в) фундамент на сваяхстойках; г) то же, на висячих сваях; д) стык сборного ростверка с забивной сваей;
е) деталь свайного фундамента без ростверка; 1) свая; 2) ростверк; 3) оголовок сваи;
4) колонна; 5) монолитный ростверк стаканного типа под колонну; 6) арматура сваи;
7) свая-стойка; 8) висячая свая; 9) монолитный ростверк; 10) бетон замоноличивания;
11) закладная деталь; 12) стальная накладка; 13) панель перекрытия; 14) панель стены;
15) цементный раствор
90
Гидроизоляция подземной части здания. Фундаменты подвергаются увлажнению
грунтовой влагой и просачивающейся в грунт атмосферной влагой. Увлажнение
фундаментов может снизить их долговечность, вызвать отсыревание стен подвала и
повысить влажность стен наземной части здания вследствие капиллярного подсоса влаги.
Для исключения капиллярного подсоса наземную часть стен (наружных и внутренних)
изолируют от фундаментов горизонтальной гидроизоляцией в уровне низа цокольного
перекрытия. В зданиях с подвалами предусматривается еще один ряд горизонтальной
гидроизоляции в уровне пола подвала. Горизонтальная гидроизоляция устраивается обычно
из двух слоев рубероида на битумной мастике (рис. 102).
По всей внешней поверхности фундаментов устраивается вертикальная обмазочная
гидроизоляция горячим битумом в два слоя. Возможность увлажнения фундамента
дождевыми и талыми водами должна исключаться планировкой территории застройки и
устраиваемой по внешнему периметру здания отмосткой из плотных водонепроницаемых
материалов – асфальта, асфальтобетона. Отмостка имеет уклон от здания 3 %.
Полы подвалов и технических подполий, как правило, должны располагаться выше
уровня грунтовых вод. В тех случаях, когда это невыполнимо, должны предусматриваться
меры по водопонижению.
2.2.4.4. Каркас
Каркас проектируют, как правило, сборным железобетонным. Разрезка рам
железобетонного каркаса на сборные элементы осуществляется в соответствии с расчетной
схемой каркаса. Для рамного каркаса применяют разрезку на Г, Т, Н-образные плоскостные
или пространственные элементы, что позволяет обеспечить заводское изготовление узлов
рам и стыкование сборных элементов в зонах нулевых изгибающих моментов (рис. 106).
Для связевого каркаса применяют разрезку на прямолинейные элементы с отсечением
ригеля от стойки в узле рамы, поскольку при восприятии горизонтальных нагрузок
диафрагмами жесткости сопряжение ригеля со стойкой может быть шарнирным.
Применение унифицированного сборного каркаса со связевой системой позволяет
проектировать разнообразные по этажности и форме здания. Эта возможность
обеспечивается наличием в составе номенклатуры изделий для разных высот этажей,
величин пролетов и унифицированного ряда нагрузок на перекрытия в 450, 600, 800
и 1250 кгс/м2.
Рис. 106. Примеры разрезок
железобетонных рамных каркасов
на сборные элементы и основные изделия:
а) разрезка плоской рамы на двухэтажные колонны
с двумя и четырьмя консолями; б) разрезка
пространственной рамы на одноэтажные колонны
с четырьмя консолями в двух плоскостях;
в) разрезка плоской рамы на одноэтажные
Н-образные двухконсольные элементы; г) разрезка
плоской рамы на двухэтажные колонны и
однопролетные ригели; 1) колонна с консолями;
2) фрагмент плоской рамы; 3) фрагмент
пространственной рамы; 4) Н-образный элемент;
5) колонна; 6) ригель
а
в
б
г
91
Промышленностью сборного железобетона освоено производство изделий для связевого
каркаса по государственному стандарту индустриальных изделий.
Оба каркаса основаны на единой конструктивной системе, но имеют частичные
различия в параметрах и привязках. Приняты размеры пролетов 6,6; 6,0; 5,4; 4,2 и 3 м; высот
этажей – 3,0; 3,3; 3,6; 4,2 и 4,8 м (рис. 107).
Рис. 107. Основные элементы и конструктивные узлы сборного
железобетонного связевого каркаса:
а) колонны; б) ригели; в) настилы перекрытий; г) стык ригеля с колонной; д) стык колонн;
е) диафрагма жесткости и ее сопряжение с колонной;
1) рядовая колонна; 2) то же, фасадная; 3) фасадная с балконной консолью; 4) рядовой ригель;
5) фасадный ригель-распорка; 6) настил перекрытия; 7) настил-распорка; 8) сантехнический настилраспорка; 9) стенка-диафрагма; 10) стальная накладка; 11) цементный раствор; 12) полуавтоматическая
сварка выпусков арматуры колонн; 13) хомут; 14) центрирующая стальная прокладка; 15) бетон
замоноличивания
Каркас собирают из колонн, ригелей, ригелей-распорок и настилов-распорок,
обеспечивающих жесткость каркаса в направлении, перпендикулярном плоскости рам,
диафрагм жесткости и многопустотных панелей перекрытий. В комплект сборных
конструкций каркаса входят панели наружных ненесущих стен ленточной разрезки с
высотой 1,2; 1,5; 1,8 и 2,1 м, а также панели однорядной разрезки. Из унифицированных
92
элементов могут быть скомпонованы каркасы с поперечным и продольным расположением
ригелей. Компоновка диафрагм жесткости также может быть разнообразной в соответствии с
планировочным решением и величинами внешних воздействий на здание. Однако наиболее
целесообразной является компоновка диафрагм в пространственные связевые системы
замкнутого или открытого сечения либо в плоские стенки на всю ширину здания (рис. 108).
а
г
б
б
д
в
Рис. 108. Компоновка связевого каркаса:
а) с продольными ригелями и отдельными стенами жесткости; б) то же с поперечными ригелями;
в, г, д) примеры компоновки пространственных связевых систем; Р) ригель; СЖ) стена жесткости; ПСС)
пространственная связевая система
Колонны имеют высоту в 2–4 этажа, стыки колонн расположены на высоте 0,7 м над
перекрытием, что упрощает их выполнение. Стыкование осуществляется через
центрирующую стальную прокладку со сваркой выпусков угловых стержней продольной
арматуры колонии обетонированием. Ригели каркаса имеют тавровое сечение с полкой
понизу для опирания настилов перекрытий, что обеспечивает уменьшение конструктивной
высоты перекрытия. Ригель опирается на консоль колонны. За счет специальной подрезки
ригеля консоль полностью входит в его габариты: образуется так называемый узел со
скрытой консолью, наиболее приемлемый в интерьере. Частичное защемление ригеля на
опоре обеспечивается сваркой закладных деталей ригеля с закладными деталями колонны и
консоли. Помимо консолей для опирания ригелей колонны имеют консоли для опирания
ригелей-распорок и консоли с вылетом до 1,7 м для устройства балконов и лоджий.
Вертикальные диафрагмы имеют составное сечение из колонн каркаса и приваренных к ним
железобетонных стенок. Фасадные ригели-распорки имеют Z-образное сечение, верхняя
полка которого предназначена для опирания панелей наружных стен, а нижняя для опирания
перекрытий. При расположении рам каркаса перпендикулярно фасаду панели наружных стен
опирают на фасадный настил-распорку. Панели наружных стен крепят в двух уровнях,
понизу – к ригелю-распорке или перекрытию, поверху – к колоннам (рис. 109).
В местах пропуска сантехнических и других коммуникаций применяют настилы
перекрытий корытного сечения с тонкой плитой, в которой по месту пробивают отверстия
нужной величины.
93
Рис. 109. Наружные стены зданий со связевым сборным железобетонным каркасом:
а) номенклатура панелей по высоте и схема их взаимосвязи с внутренними конструкциями здания;
б) раскладка стеновых панелей на плоском фасаде; в) то же, в ризалитах; г) примыкание панелей наружных
стен к стыку колонны; 1) стеновая панель рядовая; 2) угловая; 3) колонна;4) закладная деталь; 5)
соединительный стержень; 6) арматурный выпуск
2.2.4.5. Наружные стены и их элементы
Наружные стены – наиболее сложная конструкция здания. Они подвергаются
многочисленным и разнообразным силовым и несиловым воздействиям (рис. 110).
Рис. 110. Основные воздействия на конструкцию
наружной стены:
1) вертикальные нагрузки; 2) горизонтальные силовые
воздействия; 3) колебания температуры наружного воздуха;
4) колебания его влажности; 5) солнечная радиация;
6) атмосферные воздействия; 7) шум;
8) тепловой поток; 9) диффузия водяного пара
Несущие стены воспринимают собственный вес и временные нагрузки от опертых на
стены перекрытий и крыш, воздействия от ветра, неравномерных деформаций основания,
сейсмики и др. С внешней стороны наружные стены подвержены действию солнечной
радиации, атмосферных осадков, переменных температур и влажности наружного воздуха,
уличного шума, а с внутренней – воздействию теплового потока и потока водяного пара.
94
Выполняя функции наружного ограждения, основного конструктивного и
композиционного элемента фасадов, а часто и несущей конструкции, наружная стена должна
отвечать требованиям прочности, долговечности и огнестойкости, соответствующим классу
капитальности здания, обеспечивать благоприятный температурно-влажностный режим
ограждаемых помещений, обладать декоративными качествами, защищать помещения от
неблагоприятных внешних воздействий.
Наружные стены могут выполнять в здании статические функции несущей,
самонесущей или ненесущей конструкции. Несущие стены воспринимают и передают на
фундамент нагрузку от собственного веса, конструкций перекрытий и крыш, самонесущие –
нагрузку от собственного веса, ненесущие поэтажно передают нагрузку от собственного
веса на внутренние несущие конструкции здания. Несущие и самонесущие стены
воспринимают наряду с вертикальными и горизонтальные нагрузки, являясь вертикальными
элементами жесткости сооружения. В зданиях с ненесущими наружными стенами функции
вертикальных элементов жесткости выполняют внутренние стены-диафрагмы или стволы
жесткости.
Толщина наружных стен назначается по максимальной из величин, полученных в
результате статического и теплотехнического расчетов.
В строительстве из кирпича или камня эта величина согласуется с их размерами и
принимается равной ближайшей большей конструктивной толщине стены, получаемой при
ее кладке. Так, например, толщина кирпичных стен в 1; 1½, 2, 2½ или 3 кирпича с учетом
вертикальных швов между отдельными камнями (по 10 мм) составляет 250, 380, 510, 640,
770 мм.
В полносборном бетонном домостроении расчетная толщина наружной стены
увязывается с ближайшей большей величиной из унифицированного ряда толщин наружных
стен, принятых при централизованном изготовлении формовочного оборудования, – 300,
350, 400 мм для панельных, 300, 400, 500 мм для крупноблочных зданий.
2.2.4.6. Конструкции стен
Наружные стены из крупных блоков проектируют несущими или самонесущими с
двух, трех- или четырехрядной разрезкой на блоки по высоте этажа. Наиболее
распространена двухрядная разрезка с применением блоков массой 3–5 т. При любой из
разрезок соблюдается принцип перевязки кладки (несовпадение вертикальных швов между
блоками в смежных горизонтальных рядах) и укладки блоков на раствор. В соответствии с
назначением различают блоки простеночные, перемычечные, поясные, подоконные,
цокольные, карнизные, парапетные, рядовые и угловые (рис. 111).
Рис. 111. Крупноблочные наружные
стены:
а) разрезка стен на блоки; б и в) типы блоков;
1) простеночный;
2) перемычечный;
3) подоконный;
4) легкобетонный сплошного сечения;
5) то же, с щелевыми пустотами;
6) кирпичный с утеплением легким бетоном
95
Прочность и устойчивость крупноблочной стены обеспечивают перевязка кладки
блоков и их сцепление раствором, поэтажная обвязка перемычечными блоками,
соединенными стальными связями, укладка перекрытий на наружные стены по раствору и
установка стальных связей между ними, связи с внутренними стенами.
В зданиях средней этажности связи пересекающихся стен проектируют из сварных
Г-, или Т-образных сеток, проложенных в растворе горизонтальных швов; в зданиях
повышенной этажности применяют жесткие сварные связи (рис. 112).
Рис. 112. Связи и стыки блоков стен многоэтажных зданий:
а, б) связи блоков наружной стены с перекрытием; в) то же с внутренней стеной; г) изоляция вертикальных
стыков; 1) перемычечныи блок; 2) настил перекрытия; 3) подъемная петля стенового блока; 4) то же, настила
перекрытия; 5) стальной анкер; 6) жесткая связь из уголка; 7) герметизирующая мастика по упругой
прокладке; 8) обклейка рулонным гидроизоляционным материалом; 9) легкий бетон; 10) цементный раствор;
11) блок внутренней стены
Наружные стены из крупных бетонных панелей проектируют несущими,
самонесущими или ненесущими. В связи с массовым применением панельных стен почти во
всех странах мира они отличаются разнообразием конструкций и разрезок.
Конструкции бетонных панелей проектируют одно-, двух-, или трехслойными
(рис. 113).
Рис. 113. Бетонные панели наружных стен:
а) одно-, б) двух-, в) трехслойная; 1) конструктивно-теплоизоляционный легкий бетон; 2) защитно-отделочный
слой; 3) тяжелый или конструктивный легкий бетон; 4) эффективный утеплитель
Трехслойные панели могут иметь сплошное сечение или включать в себя воздушные
прослойки. Последнее решение целесообразно для строительства в южных районах как мера
борьбы с перегревом помещений в летнее время за счет вентиляции воздушной прослойки.
Воздушная прослойка находится между наружным бетонным слоем и утеплителем, а
последний защищают от инфильтрации воздухонепроницаемой оболочкой (рис. 114).
96
б
а
а
б
в
г
Рис. 114. Трехслойная бетонная панель:
а) фасад панели; б) арматурный каркас внутреннего бетонного слоя; в) вертикальный стык панелей;
г) горизонтальный стык; 1) элемент гибкой связи; 2) бетонные слои панели; 3) сгораемый утеплитель;
4) несгораемый утеплитель; 5) панель внутренней стены; 6) панель перекрытия
Панели из небетонных материалов проектируют с наружной облицовкой листами
анодированного алюминия, эмалированной стали, металлопластов, закаленного стекла
(стемалита), асбестоцемента и преимущественно применяют для ненесущих стен
общественных зданий. В жилищном строительстве применяют легкие стены с облицовкой
асбестоцементными листами.
Легкие стены выполняются в виде фахверковых конструкций полистовой сборки либо
панельных. В жилищном строительстве применяются панельный вариант преимущественно
с однорядной разрезкой на панели.
Конструкции стыков панелей наружных стен должны обеспечивать изоляционные
свойства ограждения. Для этого конструкции стыков панелей наружных стен должны
обладать теплоизоляционной способностью, исключающей выпадение конденсата в зоне
стыка, воздухопроницаемостью в пределах нормативных требований и полностью исключать
возможность сквозного протекания. Все вертикальные и горизонтальные стыки наружных
стен, их примыкания к балконам, карнизам, парапетам, цоколям и лоджиям утепляют
вкладышами из материалов высокой тепловой эффективности (например, пенополистирола)
и заполняют образующиеся после установки вкладышей пазухи и колодцы бетоном для
снижения воздухопроницаемости стыка. Особое внимание уделяется теплоизоляции
выступающих угловых вертикальных стыков наружных стен, отличающихся
максимальными теплопотерями. С этой целью применяют утепляющие вкладыши,
устройство внутреннего скоса, наружной утепляющей пилястры или подачу
дополнительного тепла в стык от замоноличенного или свободно установленного стояка
отопления (рис. 115).
а
г
б
д
в
е
Рис. 115. Утепление угловых стыков:
а) вкладышем из эффективного утеплителя;
б) легкобетонным скосом;
в) наружной пилястрой;
г, д) подогревом отопительным стояком
(открытым или закрытым);
е) нахлесткой и утепляющим вкладышем
97
Конструктивное обеспечение защиты панельных стен от протекания определяется
выбором конструкции и материала стен в соответствии с климатическими воздействиями и
выбором соответствующей этим условиям системы водозащиты стыков. В зависимости от
системы водозащиты различают закрытые, дренированные, открытые и комбинированные
стыки (рис. 116).
Рис. 116. Стыки панелей наружных стен:
горизонтальные:
а) с противодождевым барьером; б) плоский; в) внахлестку;
вертикальные:
г) стык, защищенный вертикальной лентой; д) стык, заделанный уплотняющими материалами;
е) стык, заделанный снаружи; 1) бетон замоноличивания; 2) герметизирующая мастика; 3) упругая
прокладка; 4) цементный конус-фиксатор; 5) обклейка гидроизоляционным материалом; 6) водоотбойная
лента; 7) водоотводящий фартук; 8) утепляющий вкладыш; 9) цементно-песчаная паста;
10) гидроизоляционная обмазка; 11) пакля, смоченная в гипсовом растворе
98
2.2.4.7. Балконы, лоджии, эркеры
Балконы и лоджии представляют собой открытые помещения, которые связывают
внутреннее пространство здания с внешним, обогащают объемно-пространственную
композицию сооружения и улучшают его эксплуатационные качества. Балкон – открытая
площадка, примыкающая с одной стороны к наружной стене, а по остальным – замкнутая
ограждением высотой не менее 1 м. Лоджия – площадка, с трех сторон окруженная стенами
и только с одной стороны имеющая ограждение. Ширина балкона редко превышает 1 м, а его
протяженность и форма плана выбираются с учетом функциональных, композиционных и
конструктивных требований.
Плита балкона проектируется как консольная или балочная с различным опиранием в
зависимости от конструкции наружных стен дома и его конструктивной системы.
Консольная плита передает на конструкции здания вертикальную реакцию и опорный
изгибающий момент.
Сопряжение балконной плиты с наружной стеной и перекрытием должно
удовлетворять требованиям не только прочности, но и теплоизоляции. Поэтому выполнение
балконной плиты в виде консоли перекрытия возможно только в тепловом климате или при
перекрытии из легкого бетона. В консольном перекрытии из тяжелого бетона по линии
пересечения с наружной стеной предусматривают установку утепляющих вкладышей.
Непосредственный контакт балконной плиты с панелью перекрытия предусматривают
только на участках расположения стальных связей (рис. 117).
Вертикальная нагрузка от балочной плиты передается по внутреннему продольному
краю на наружную стену, а по наружному – на дополнительные опоры – колонны или
подвески (к внутренним наружным стенам, перекрытию или карнизу). Полное исключение
передачи вертикальной нагрузки на наружные стены возможно при введении
дополнительных поперечных опор балконной плиты. Ими служат консоли колонн
(в каркасных домах); консольные балки в плоскости поперечных внутренних стен, жестко
соединенные с ними; железобетонные балки-стенки, также жестко соединенные с
внутренними стенами и образующие торцовые ограждения балкона; приставные колонны
Г-образной формы и др. (рис. 118).
Лоджии проектируют шириной 1,2 м и более встроенными или выносными по
отношению к плоскости фасада.
В зданиях с поперечными несущими стенами во встроенных лоджиях требуется
дополнительное утепление внутренних стен, служащих торцовыми стенками («щеками»)
лоджий. Между плитой перекрытия лоджии и перекрытием здания устраивают утепленный
зазор. В зданиях с продольными несущими стенами встроенные лоджии образуются
расположением наружных несущих стен по внутреннему обводу лоджии. Выносные лоджии
получаются с помощью дополнительных, перпендикулярных фасаду навесных
железобетонных стен лоджий, консолей колонн каркаса или консольных балок,
защемленных в поперечных внутренних стенах. Стены выносных лоджий проектируют
несущими только для зданий малой и средней этажности. Для обеспечения совместной
осадки лоджий и здания стены лоджий опирают на участки фундаментов поперечных
внутренних стен, вынесенные за плоскость фасада (рис. 119).
Полы балконов и лоджий располагают на 50–70 мм ниже пола примыкающих
помещений. Поверхность балконных плит покрывают оклеечной гидроизоляцией, поверх
которой по стяжке из цементного раствора устраивается пол из керамических плиток или
асфальта с уклоном не менее 3 % от плоскости фасада. Наружный край плиты снабжается
металлическим сливом и слезником (водоотводящей подсечкой) на ее нижней поверхности.
99
а
в
бб
г
Рис. 117. Схемы передачи изгибающего момента усилий
от балконной плиты на конструкцию:
а) наружной несущей стены; б) легкобетонной панели перекрытия (и наружной стены); в) перекрытия из
тяжелого бетона; г) приставной опоры;
1) балконная плита; 2) наружная стена; 3) перекрытие; 4) внутренняя стена; 5) Г-образная стойка;
6) утеплитель; 7) стальная связь
Рис. 118. Примеры конструктивных решений балконов:
а) с консольной балконной плитой; б) с подвеской к внутренней поперечной стене; в) с подвеской к
карнизной плите; г) то же, к панели перекрытия; д) с опиранием плиты на стойки; е) из навесных
объемных элементов; ж) с опиранием плиты на стенки; з, и) то же, на консольные балки
100
Рис. 119. Лоджии:
a) встроенная; б) выносная;
в) конструкция встроенной лоджии
в панельном здании с поперечными
несущими стенами; г) то же, с
продольными;
д) с использованием объемного
блока; е) конструкция выносной
лоджии на навесных поперечных
стенах; ж) то же, на несущих
стенах; з) на консольных балках;
и) на консолях колонн
Сопряжение плиты балкона или лоджии с фасадной стеной защищают от протеканий
заведением на стену края гидроизоляционного ковра с перекрытием его дополнительным
слоем гидроизоляции шириной 400 мм и закрывают фартуком из оцинкованной стали.
В нижней обвязке дверной коробки и дверного полотна устраивают слезники (рис. 120).
Рис. 120. Гидроизоляция плиты (балкона или лоджии) и ее сопряжения с наружной стеной:
1) плита балкона; 2) ее гребень; 3) панель наружной стены; 4) слезник; 5) металлический слив;
6) гидроизоляционный слой (рулонный или мастичный); 7) цементный раствор; 8) метлахские плитки;
9) герметик по упругой прокладке; 10) утепляющий вкладыш
Ограждения балконов и лоджий выполняют из металлических решеток с редко
расположенными стойками, которые крепят к бетонной плите. В композиционном и
функциональном отношении целесообразно ограждение балкона полностью или частично
делать глухим. В домах с наружными стенами из кирпича или керамических камней
балконные ограждения иногда выполняют в виде тонкой кирпичной стенки с отверстиями
для водостока.
Эркер – вынесенная за плоскость фасадной стены часть комнаты прямоугольной,
треугольной, трапециевидной, полукруглой или другой формы (рис. 121).
Поскольку функциональным назначением эркера является улучшение условий
инсоляции помещений и сектора обзора, он имеет на вертикальных гранях окна или
сплошное остекление. В зависимости от объемно-планировочного решения здания и его
конструктивной схемы стены эркера проектируют несущими или ненесущими.
101
Рис. 121. Эркеры:
а) формы эркеров; б) схема несущего эркера; в) навесного; г) опирание эркера на железобетонные
консольные балки; д) на консоль панели перекрытия с утепляющей прослойкой; е) эркер из стеновых
панелей; ж) то же, из объемного элемента
В зданиях с повторяющимися поэтажными планами эркер устраивают на всю высоту здания
при этом стены эркера проектируют несущими, опирающимися на собственный фундамент.
В зданиях с неповторяющимися поэтажными планами эркеры могут иметь различную
протяженность по высоте здания, начинаться со второго или третьего этажа и т. п.,
представляя собой навесную конструкцию. В домах с массивными наружными стенами
такие эркеры могут опираться на консольные плиты или балки, защемленные в наружных
стенах. В зданиях с ненесущими наружными стенами конструкции эркера проектируют
облегченными и опирают на различного типа консоли из внутренних несущих конструкций –
консоли колонн каркаса, перекрытий, балки, защемленные во внутренних стенах.
Поскольку пол комнаты в эркере и за его пределами должен находиться на одной
отметке, утеплитель, находящийся под полом или в толще перекрытия, должен обладать
минимальной толщиной при максимальной эффективности. Иногда утепление располагают
под плитой перекрытия эркера в виде утепляющей панели или подвески слоев утепляющего
материала и облицовочных плит. Покрытие эркера проектируют как совмещенную или
чердачную крышу.
2.2.4.8. Внутренние вертикальные несущие и ограждающие конструкции
Вертикальные
внутренние
ограждения
образуются несущими стенами вентиляционными и
дымовентиляционными
блоками
и
шахтами,
перегородками, стенами лифтовых шахт и санитарнотехнических кабин.
Внутренние стены подвергаются силовым
воздействиям нагрузок от собственной массы,
перекрытий и покрытий, воздействиям ветра,
Рис. 122. Основные воздействия на
сейсмических сил и др., а также акустическим
конструкции внутренних стен:
воздействиям. В связи с этим внутренние стены 1) вертикальные нагрузки;
должны удовлетворять требованиям прочности, 2) горизонтальные силовые воздействия;
огнестойки и звукоизоляции (рис. 122).
3) воздушный шум
102
Поэтому внутренние стены возводят из прочных несгораемых материалов – кирпича,
блоков естественного камня, бетона (в виде блоков, панелей или монолита).
Внутренние стены крупноблочных зданий проектируют в той же системе разрезки
(двух-, четырехрядной), что и наружные стены, с размещением горизонтальных швов между
блоками стен на одном уровне.
Железобетонные настилы междуэтажных перекрытий опираются на специальные
четверти поясных блоков и объединяются стальными связями. В обычных условиях
строительства применяется и однорядная разрезка внутренних стен (рис. 123).
Рис.123. Конструкции внутренних
стен крупноблочных зданий:
а) при двухрядной; б) при однорядной
разрезке стены на блоки;
1) блок простеночный;
2) блок перемычечный;
3) настил перекрытия;
4) анкерная связь между настилами;
5) цементный раствор
Блоки стен проектируют из тяжелого бетона М 200, реже – из легкого М 150. Поясные
блоки имеют сплошное сечение, простеночные – сплошное или многопустотное с
облегчающими вертикальными пустотами. Номинальная толщина блоков 300 и 400 мм,
приведенная – не менее 200.
Внутренние стены панельных домов имеют, как правило, однорядную разрезку.
По длине стен применяется разрезка, соответствующая размерам конструктивнопланировочной ячейки. При наличии дверных проемов в панели их проектируют
замкнутыми с перемычкой над проемом и перемычкой (либо арматурной связью) под ним.
В дополнение к этой разрезке применяют Т-, и Г-образные изделия (рис. 124).
Рис. 124. Типы панелей внутренних стен
Панели несущих стен обычно имеют сплошное сечение. Многопустотные панели
применяются в случае использования для несущих стен элементов с вентиляционными
каналами. Материал панелей стен – тяжелый бетон. Стены из легкого бетона применяют
только тогда, когда это технически обосновано или экономически целесообразно.
Минимальная марка бетона стен из тяжелого бетона М 150, из легкого М 100.
Толщина панелей внутренних несущих стен определяется прочностью среднего
сечения панели, компоновкой узла опирания перекрытий на стену и требованиями
звукоизоляции.
При необходимости большей звукоизоляции в панельных зданиях применяются
акустически неоднородные конструкции с гибкими экранами. Требования звукоизоляции
учитывают при назначении не только сечений ограждающей конструкции, но и ее
сопряжений с остальными элементами здания. Для этого предусматривают в стыках
внутренних стен с наружными и с перекрытиями взаимный перепуск на глубину
не менее 30 мм, устройство замоноличиваемых шпоночных сопряжений в стыках с
103
несущими конструкциями, а в стыках с ненесущими конструкциями – заделку
герметизирующими упругими прокладками (рис. 125).
Горизонтальные стыки панелей обеспечивают прочность сооружения при силовых
воздействиях. Эти стыки проектируют контактными с передачей вертикальной нагрузки от
вышележащей стеновой панели к нижележащей через растворный или бетонный шов или
платформенными с передачей нагрузки через опорные участки панелей перекрытия.
Рис. 125. Вертикальные стыки панелей внутренних стен и перегородок:
а–е) стыки несущих панелей между собой и с наружной стеной; ж) стык ненесущих перегородок со
стеновой панелью; 1, 2) панели поперечных и продольных внутренних стен; 3) панель перегородки;
4) бетон замоноличивания; 5) шпоночные рифления стыковых граней панелей; 6) упругие прокладки;
7) раствор; 8) панель наружной стены
Платформенный стык является наиболее распространенным, так как он позволяет
применять изделия простейшей формы. Обычно он содержит три шва из цементного
раствора: два горизонтальных (под и над перекрытием) толщиной не более 20 мм и один
вертикальный (между торцами элементов перекрытий). Прочность стен в зоне стыка зависит
от прочности раствора в них и величины площадки опирания перекрытий на стену (рис. 126).
а
б
б
Рис. 126. Платформенный стык на фиксаторах:
а) с панелями перекрытий сплошного сечения; б) с многопустотными настилами; 1) панель стены; 2) панель
перекрытия; 3) фиксатор; 4) цементный раствор (или паста); 5) бетон замоноличивания; 6) бетонные пробки
в пустотах панели перекрытия; 7) стык арматурных выпусков перекрытия
104
Контактный стык (рис. 127) выполняют с опиранием перекрытий на специальные
консоли внутренних стен или с заведением железобетонных опорных выпусков – «пальцев»
настилов перекрытий в соответствующие им пазы по верху стеновой панели. Недостаток
первого варианта – необходимость устройства консолей. Они нежелательны в интерьере и
усложняют изготовление панелей. Недостаток второго – опасность нарушения
звукоизоляции перекрытия в местах его неплотного примыкания к стене (между
«пальцами»). Этих недостатков лишены конструкции контактно-гнездового и сборномонолитного стыков.
Рис. 127. Контактные стыки панелей внутренних стен:
I) с опиранием перекрытий на консоли стен;
а) горизонтальный стык на растворе расположен выше уровня перекрытий; б) стык через
монолитное ядро; в) стык на растворе в уровне низа перекрытий; в1) то же, в зоне связей между
перекрытиями через отверстия панели стены;
II) контактно-гнездовой стык;
III) контактные стыки на пальцах (бетонных или стальных);
а) через монолитное бетонное ядро; б) через растворный шов в уровне низа перекрытий;
в) через монолитное бетонное ядро при опирании панелей перекрытия пальцами из стальных
коротышей;
1) цементный раствор; 2) монолитный бетон; 3) арматурные выпуски; 4) звукоизоляционные
прокладки; 5) стальная накладка; 6) отверстие в стеновой панели; 7) железобетонный «палец»;
8) стальной «палец»
Контактный стык применяют при сопряжениях панелей сильно нагруженных стен с
многопустотными перекрытиями. Он исключает опасность хрупкого раздавливания тонких
сводиков железобетона над пустотами. Однако многопустотные железобетонные перекрытия
могут быть применены и в платформенных стыках при повышении прочности опорных
участков перекрытия путем замоноличивания пустот, уменьшения их диаметра, опирания
панели стены непосредственно на межпустотные ребра перекрытия при подрезке его
верхних сводчатых участков на опорах или другими способами.
Горизонтальные стыки стеновых панелей обычно проектируют плоскими. Обжатые
горизонтальные плоские стыки обычно обеспечивают восприятие усилий сдвига от
воздействия ветра за счет трения и сцепления раствора. При более интенсивных
горизонтальных воздействиях, например сейсмических, прочность горизонтальных стыков
на сдвиг увеличивают путем устройства железобетонных или стальных шпонок.
105
Рис. 128. Пример конструкции
шпоночного стыка стеновых панелей
и перекрытий сейсмостойкого здания
Прочность и звукоизоляция вертикальных
стыков панелей несущих стен при этом
обеспечивают
устройством
шпоночных
замоноличиваемых соединений с передачей
распора от шпонок на стальные связи между
панелями стен и на перекрытия (рис. 128).
Требования индустриализации приводят к
расширению функций конструкций, которые
насыщают
элементами
инженерного
оборудования и сетей. В панелях внутренних
стен размещают дымовентиляционные и
вентиляционные
каналы,
отопительные
регистры,
стояки
отопления,
скрытую
электропроводку (рис. 129).
а
б
в
г
Рис. 129. Вертикальные внутренние конструкции с элементами
инженерного оборудования и сетей:
а) стеновая панель, отопительный прибор; б) самонесущая стена из вентблоков; в) ненесущий вентиляционный
блок; г) панель стены с каналами скрытой электропроводки; 1) нагревательный элемент; 2) регулировочный
кран; 3) канал для электропроводки; 4) арматурная сетка; 5) лунка для распаячной коробки; 6) ниша для
штепсельной розетки; 7) вентиляционный канал; 8) цементный раствор; 9) риска для вентиляционного
отверстия; 10) сборный канал
Стены с дымовыми каналами, отводящими газы с температурой до 600 ºС (от плит,
работающих на твердом топливе), допускается применять в зданиях высотой не более пяти
этажей. Такие стены проектируют самонесущими и выполняют из панелей
(дымовентиляционных блоков) высотой в этаж, отформованных из жаростойкого бетона.
Стены с дымовыми каналами, которые отводят газы с температурой не выше 200 ºС,
также проектируют самонесущими, панели таких стен формуют из обычного тяжелого
бетона марки не ниже М 300 или из легкого бетона марки М 150.
106
Стены с вентиляционными каналами проектируют несущими, самонесущими и
ненесущими. В зависимости от этажности здания и системы его вентиляции применяют
вентиляционные блоки высотой в этаж с однорядным расположением круглых или овальных
каналов с площадью сечения не менее 200 см2 или шахты с крупными каналами
прямоугольного или квадратного сечения с отношением сторон до 1:1,5. Обособленность
каналов в местах сопряжения блоков и шахт обеспечивается герметизацией горизонтальные
стыков. Вентиляционные блоки применяют для несущих и самонесущие стен,
вентиляционные шахты – для самонесущих или ненесущих конструкций, устанавливаемых
на перекрытия (в зданиях повышенной этажности).
Вентиляционные панели и шахты, устанавливаемые выше чердачного перекрытия или
бесчердачного покрытия, проектируют утепленными.
Шахты дымоудаления (в зданиях высотой более 9 этажей) проектируют бетонными
самонесущими или ненесущими с пределом огнестойки не менее 1 ч.
Лифтовые шахты выполняют из тяжелого бетона М 200 в виде объемнопространственных железобетонных блоков-тюбингов на один или два лифта. В комплекте с
ними применяют плоскую железобетонную плиту покрытия шахты и стойки – тумбы под
буфер кабины лифта (рис. 130).
Шахты лифтов проектируют как самонесущие конструкции с толщиной стенок не
менее 100 мм. В целях звукоизоляции стенки и фундамент шахты отделяют воздушным
зазором в 20–40 мм от примыкающих конструкций. Зазор между перекрытиями и стенами
шахты заполняют звукоизоляционными прокладками. Элементы лифтовых шахт поступают
с предприятий сборного железобетона на строительство с максимальной заводской
готовностью, включая установку дверей и пр.
а
б
Рис. 130. Сборные железобетонные элементы шахты лифта:
а) номенклатура элементов:
1) плита перекрытия шахты; 2) верхний блок; 3) этажный блок; 4) нижний блок; 5) тумба под буфер кабины;
б) этажный блок шахты:
1) монтажные петли; 2) отверстия для опирания инвентарных подмостей; 3) внутренняя коническая сквозная
ниша; 4) отверстия для вызывного аппарата; 5) закладные стальные детали; 6) ниши с внутренней стороны с
закладными пластинками для связи с петлями нижестоящего блока
107
Санитарно-технические кабины – сборные изделия с полным инженернотехническим оборудованием и отделкой помещений ванной и уборной.
Для удобства монтажа и эксплуатации стояков горячего и холодного водоснабжения и
канализации их размещают в специальной шахте кабины (рис. 131).
Перспективно решение кабины,
совмещающей строительные конструкции
не только с санитарно-техническим
оборудованием, но и с вентиляционными
каналами
или
шахтами.
Кабина
представляет
собой
объемнопространственный
конструктивный
элемент. Он имеет железобетонный
поддон, а стенки и перекрытия из
различных
материалов.
Наибольшее
распространение получили бескаркасные
санитарно-технические кабины с тонкими
железобетонными
стенками
и
перекрытием.
Кабины
обычно
проектируют
ненесущими, их поэтажно устанавливают
Рис. 131. Общий вид санитарно-технической
на перекрытия по распределяющему
кабины, совмещенной с вентиляционными
нагрузки слою из древесноволокнистой
блоками
плиты или песка. В зданиях малой и
средней
этажности
целесообразно
использовать железобетонные кабины в качестве несущей конструкции. Стенки кабин,
особенно выполненных из небетонных материалов, имеют малую звукоизоляционную
способность. Поэтому при необходимости звукоизоляцию этого ограждения увеличивают
акустическим экраном, роль которого выполняет установленная на перекрытии
перегородочная панель или самонесущий вентиляционный блок.
Конструкции перегородок проектируют трудносгораемыми или несгораемыми в
зависимости от степени огнестойкости сооружения. Звукоизоляция перегородок
обеспечивается по принципу акустически неоднородных или однородных конструкций в
зависимости от целесообразности конструирования ограждения в избранном материале.
Панели перегородок формуют из тяжелого или легкого бетона толщиной не менее
60 мм или из гипсобетона толщиной не менее 80 мм. Межквартирные перегородки, как
правило, проектируют акустически раздельными, т. е. двойными с воздушным зазором
между панелями не менее 40 мм (рис. 132).
Перегородки из небетонных материалов выполняют слоистыми каркасными с
поэлементной сборкой или монтируют из каркасных или бескаркасных щитов высотой в
этаж и шириной 0,6; 0,9 или 1,2 м. В зданиях с трансформирующейся в процессе
эксплуатации планировкой перегородки из небетонных материалов проектируют сборноразборными или раздвижными.
Во внутренних стенах и перегородках предусматривают дверные проемы. Размеры
проемов стандартизованы. Количество типов проемов сведено к функционально
необходимому минимуму. Так, например, координационные высоты проемов в жилых и
общественных зданиях ограничены всего двумя величинами – 2,1 и 2,4 м, а ширина –
величинами 0,7, 0,8 и 1,0 м – для однопольных дверей и 1,2; 1,3; 1,5; и 1,9 м – для
двупольных. Ограничение количества вариантов размеров дверных проемов диктует
механизированное производство конструкции дверей.
108
Рис. 132. Конструкции перегородок:
а) гипсобетонная перегородочная панель; б, в) перегородочные панели на деревянном каркасе
с асбестоцементной обшивкой (б) и с гипсовой обшивкой (в); г) гипсовая экструзионная панель;
д) жесткая складчатая перегородка; 1) обвязка; 2) реечный каркас; 3) гипсошлакобетон; 4) дверная
коробка; 5) прорезь для строповки; 6) анкер для крепления к стене или перекрытию; 7) обшивка;
8) звукоизоляционный материал; 9) створка; 10) твердая древесина; 11) деревянная ручка;
12) направляющая; 13) ролик (металлический или капроновый); 14) резиновая шайба; 15) крюк-винт
2.2.4.9. Перекрытия
Перекрытия являются одним из важнейших и наиболее трудоемких конструктивных
элементов здания: затраты труда на их устройство достигают 25 %, стоимость 20 %, а расход
стали от 25 до 35 % (в зависимости от конструктивной системы) общих затрат по зданию.
Конструкции перекрытий подвергаются силовым воздействиям от постоянных,
временных и особых нагрузок, акустическим воздействиям, воздействиям теплового потока
на чердачные перекрытия и на перекрытия над подпольями и проездами (рис. 133).
109
Рис. 133. Основные воздействия на конструкции покрытий:
а) чердачных; б) междуэтажных; в) цокольных; 1) вертикальные нагрузки; 2) горизонтальные силовые
воздействия; 3) тепловой поток; 4) диффузия водяного пара; 5) воздушный шум; 6) ударный шум
Соответственно воздействиям конструкции перекрытий должны удовлетворять
требованиям прочности и жесткости, огнестойкости, звукоизоляции (для междуэтажных
перекрытий), теплоизоляции (для перекрытий чердачных, над подпольями и проездами),
ряду требований, касающихся гигиенических свойств материала покрытия пола, и общим
требованиям экономической эффективности. По требованиям жесткости допустимая
величина прогиба перекрытий составляет от 1/200 до 1/400 пролета в зависимости от его
величины. В соответствии с требованиями огнестойкости несущую часть перекрытий
гражданских зданий выполняют, как правило, из железобетона.
Конструктивное решение междуэтажных перекрытий определяется избранным
принципом обеспечения требуемых показателей его звукоизоляции как акустически
однородного или неоднородного. К акустически однородным относят однослойные или
слоистые железобетонные настилы и панели, слои которых жестко связаны между собой, а
масса достаточна для погашения энергии воздушного звука до нормативно ограниченного
уровня.
К акустически неоднородным относят конструкции из двух или более слоев жестких
материалов, отделенных друг от друга воздушными прослойками или звукоизоляционными
материалами. Звукоизоляция таких конструкций от воздушного и ударного шумов
обеспечивается всем комплексом слоев ограждения.
Сборные железобетонные перекрытия монтируют из панелей размерами на
конструктивно-планировочную ячейку (панель на комнату) или из отдельных узких плит
(настилов). Сборные перекрытия представляют собой разрезные однопролетные
конструкции. Панели перекрытий в зависимости от конструктивных системы и схемы зданий
проектируют опертыми на две, три, четыре стороны, по четырем углам, по стороне и двум
углам, по двум смежным сторонам и одному углу; настилы – по двум коротким сторонам,
реже – по двум коротким и одной длинной стороне (рис. 134); элементы перекрытий
объединяют стальными сварными замоноличиваемыми связями.
Рис. 134. Схемы опирания сборных элементов перекрытий
110
Поскольку для большинства гражданских зданий по гигиеническим условиям
требуется наличие гладкой потолочной поверхности, то для несущей части акустически
однородных и акустически неоднородных перекрытий применяют панели и настилы с
плоскими горизонтальными поверхностями или шатровые панели, имеющие ребра только по
контуру изделия (рис. 135).
д
г
Рис. 135. Сборные элементы перекрытий:
а) сплошного сечения; б) с овальными пустотами; в) с круглыми пустотами;
г) с вертикальными пустотами; д) ребристые; е) шатровые
Сечение панелей и настилов может быть сплошным одно- двух- или трехслойным
(с расположением более плотного и прочного бетона в нижней или в нижней и в верхней
зонах сечения) либо многопустотным. Панели и настилы сплошного сечения используют для
перекрытия пролетов в 2,4; 3; 3,6; 4,2; 4,5; 6 м; многопустотного и ребристого – 2,4; 3; 3,6;
4,2; 5,4; 5,7; 6; 6,3; 6,6; 7,2; 9; 10,5 и 12 м. Ширина настилов и панелей составляет 1; 1,2; 1,5;
1,8; 2,4; 3; 3,6 и 4,2 м.
Изделие сплошного сечения формуют из тяжелого или конструктивного легкого бетона
марки М 150 и выше. Многопустотные настилы и панели имеют конструктивную высоту
220 мм для пролетов до 9 м включительно и высоту 300 мм для пролета 12 м. Марка бетона
не ниже М 200.
Ребристые настилы применяют для перекрытий и покрытий общественных зданий с
пролетами 9 м и более главным образом в виде акустически неоднородной конструкции с
раздельным потолком. Для пролетов 9 м используют ребристый настил с контурным ребром
высотой 400 мм, для пролетов 12 и 15 м – настил 2Т – двухконсольный с двумя продольными
ребрами высотой 600 мм. Ребристые настилы формуют из тяжелого бетона М 300 и М 400 с
предварительным напряжением арматуры.
Конструкции перекрытий, выполняющих функции наружных ограждений, помимо
несущей части обязательно содержат утепляющий и пароизоляционный слои (рис. 136).
а
б
Рис. 136. Схемы утепленных перекрытий:
а) чердачного; б) цокольного;
1) несущий элемент;
2) пароизоляционный слой;
3) утеплитель;
4) выравнивающая стяжка;
5) покрытие пола
111
В комплексе перекрытий над подпольями и проездами, кроме того, включаются
конструкции пола. В целях унификации несущую часть утепленных перекрытий обычно
выполняют из таких же несущих элементов, что и междуэтажные перекрытия.
Пароизоляционный слой располагают так, чтобы он предшествовал утепляющему слою
при прохождении через ограждение теплового потока. Это позволяет исключить или
существенно уменьшить конденсацию водяного пара в толще утеплителя.
Пароизоляционный слой выполняют из рулонных материалов – рубероида, алюминиевой
фольги и т. п.
Подвесные (раздельные) потолки (рис. 137) применяют в целях:
• звукоизоляционных – для обеспечения нормативных показателей звукоизоляции;
• акустических – для повышения звукопоглощения поверхностью потолка или
обеспечения диффузности звукового поля в помещении;
• противопожарных – путем создания несгораемого или трудносгораемого экрана для
перекрытий или покрытий, выполненных из легких стальных, деревянных или алюминиевых
конструкций;
• архитектурно-декоративных – для придания необходимых по композиции интерьера
цвета и фактуры потолочной поверхности, маскировки несущих конструкций или
технологических проводок;
• светотехнических – для обеспечения светового комфорта путем рационального
размещения светильников, светорассеивающих и отражающих поверхностей и устройств.
Рис. 137. Подвесные потолки:
а) примеры композиционных решений подвесных потолков, совмещенных с искусственным освещением
и вентиляцией, в интерьерах общественных зданий; б, в) схемы крепления подвесных потолков к несущим
конструкциям покрытий и перекрытий: 1) ферма; 2) настил перекрытия; 3) подвески; 4) основной каркас
потолка; 5) дополнительный каркас; 6) плиты потолка; 7) крепление подвесок; г) конструктивные решения
подвесных потолков с креплением встреливаемыми дюбелями: 1, 2, 3) реечные лицевые элементы;
д) примеры конструктивных решений подвесок: 1) устройство для регулировки подвесок; 2) нижняя
поверхность несущей конструкции перекрытия; 3) каркас потолка
112
В соответствии с назначением различают архитектурно-декоративные, акустические и
световые потолки, а также потолки комплексного назначения.
Соответственно назначению потолка определяются и специфические требования к
нему. Общими являются требования к жестокости конструкций потолков любого
назначения: их прогиб не должен превышать 1/250 пролета перекрытия.
Самонесущие потолки применяют для перекрытия пролетов до 3,6 м, подвесные – без
ограничения величины пролета.
Плафоны встроенных светильников целесообразно выносить в интерьер за плоскость
потолка, что улучшает его композиционное решение и повышает светотехническую
активность светильников.
В композиционном отношении лицевая поверхность потолка может быть однородной,
расчлененной в различном ритме встроенными светильниками или открытыми в интерьер
нижними полками направляющих реек. В последнем случае металл направляющих
окрашивают эмалями.
2.2.4.10. Крыши
Крыша – наружная несущая и ограждающая конструкция, подверженная силовым
воздействиям собственного веса, снега, ветра, кратковременных эксплуатационных нагрузок
и несиловым воздействиям атмосферных осадков, солнечной радиации, переменной
температуры и влажности наружного воздуха, химических реагентов, содержащихся в
атмосфере и атмосферной влаге, теплового потока и потока пара (рис. 138). Конструкция
крыши должна удовлетворять требованиям прочности, устойчивости, гидро-, тепло- и
пароизоляции, а ее наружное покрытие (кровля), кроме того, должно обладать
морозостойкостью, химической и радиационной стойкостью. Если поверхность крыши
используется для размещения игровых и прогулочных площадок, открытых кафе и т. п.
(эксплуатируемая крыша), ее покрытие должно обладать не только механической
прочностью, но и архитектурно-декоративными свойствами.
Рис. 138. Основные воздействия на конструкцию крыш:
1) вертикальные нагрузки (постоянные); 2) то же, временные
(снег и др); 3) ветер; 4) отсос; 5) атмосферные осадки;
6) переменные температура и влажность наружного воздуха;
7) солнечная радиация; 8) химические примеси воздушной среды;
9) тепловой поток; 10) диффузия водяного пара
Конструкция крыши должна содержать несущие элементы, теплоизоляцию,
пароизоляцию, гидроизоляцию и основание под нее. Несущие конструкции крыш выполняют
из железобетона, дерева или металла; теплоизоляцию – из плитных или засыпных
материалов (плиты пенополистирольные, минераловатные на синтетической связке,
фибролит, ячеистый и легкий бетон, керамзитовый гравий и др.); пароизоляцию – из
рулонных материалов (рубероид, пергамин, фольга и др.); гидроизоляцию – из кровельных
плиток (глиняная черепица, асбестоцементные плоские плитки, шифер, деревянный гонт и
др.), листовых (кровельная сталь, волнистый асбестоцемент) или рулонных материалов
(рубероид, стеклорубероид, гидроизол, фольгоизол и др.) либо из мастик. Основанием под
кровлю служат деревянные доски или бруски (обрешетка), цементный раствор или
асфальтобетон (стяжка), либо бетон несущей конструкции крыши.
Все элементы конструкций могут быть совмещены (совмещенная крыша) или
разъединены пространством чердака (чердачные крыши). В зависимости от размещения
113
теплоизоляции по верху или по низу чердачного пространства различают чердачные крыши
с холодным или теплым чердаком. Крыша с холодным чердаком является наиболее
распространенной конструкцией. В ней могут быть использованы несущие элементы из
дерева или железобетона и любые кровельные материалы. Наличие вентилируемого
чердачного пространства облегчает борьбу с перегревом помещений верхних этажей в
жарком климате и осушение конструкций над помещениями с влажным или мокрым
режимом.
Крыши с теплым чердаком выполняют с несущими конструкциями только из
железобетона и применяют в многоэтажных жилых домах при использовании чердачного
пространства в качестве воздухосборной камеры вентиляционной системы здания.
Совмещенные крыши применяют в большинстве общественных зданий. В жилищном
строительстве совмещенные крыши применяют в домах высотой до 4 этажей, строящихся во
II и III климатических районах.
Для отвода воды с крыши ее верхняя плоскость (скат) делается наклонной. По величине
угла наклона (или его тангенса в дробях или процентах) ската к горизонту (уклону)
различают три группы крыш: крутые (с уклоном ската более 15 %), пологие (от 4 до 15 %),
плоские (2–3 %). Величина уклона назначается в зависимости от изоляционных свойств
кровельного материала и плотности его сопряжений.
Крыша может иметь один или несколько скатов в зависимости от ширины здания, его
конструктивной системы и формы в плане (рис. 139), в качестве несущей конструкции
скатной крыши в зданиях, имеющих внутренние опоры, применяются деревянные стропила
(рис. 140). Всем скатам крутых и пологих крыш придают обычно один угол наклона. Ребра
пересечения скатов имеют следующие наименования: горизонтальное – конек крыши,
выступающее наклонное ребро пересечения скатов – наносное ребро, а западающее –
ендова. Ребро западающего угла иногда бывает срезано узкой плоскостью, называемой
лотком (рис. 141).
Рис. 139. Формы скатных крыш:
а) односкатная; б) двускатная; в) четырехскатная (вальмовая); г) шатровая; д) многоскатные;
1) щипец; 2) конек; 3) скат; 4) вальм; 5) ребро; 6) ендова
114
в
б
а
Рис. 140. Конструктивные схемы:
а, б) наслонных стропил; в) то же висячих; 1) стропильная нога; 2) мауэрлат; 3) подкосы; 4) стойки;
5) распорка; 6) затяжка; 7) подвесное перекрытие
а
б
Рис. 141. Ребра и плоскости скатных крыш:
а) с наружным; б) с внутренним водоотводом;
1) скат; 2) конек; 3) накосное ребро; 4) ендова; 5) лоток; 6) парапет
Ендовы и лотки используют для отвода
а
б
воды с крыши, по их оси размещают
приемные воронки водостоков. Дождевая и
талая вода с поверхности крыши отводится
наружу на прилегающую территорию –
наружный
водоотвод
либо
через
Рис. 142. Водоотвод с крыши:
расположенные внутри здания стояки –
а) схема внутреннего; б) наружного водоотвода
внутренние водоотводы (рис. 142).
Чердачная сборная железобетонная крыша с холодным чердаком (рис. 143) держит
утепленное перекрытие, неутепленные фризовые наружные стены, кровельные и лотковые
панели и поддерживающий их железобетонный каркас. Холодное пространство чердака
вентилируется наружным воздухом через отверстия в панелях фризовых стен. Высота
чердака назначается не менее 1,6 м. При толщине несущих панелей чердачного перекрытия
более 100 мм в связи с малой паропроницаемостью железобетона сплошной
пароизоляционный слой не устраивается, осуществляется только проклейка сверху стыков
панелей узкими полосками пароизоляционного материала.
Рис. 143. Чердачная сборная железобетонная крыша с рулонной гидроизоляцией:
1) чердачное перекрытие; 2) пароизоляция; 3) утепляющий слой; 4) фризовая панель;
5) кровельная панель; 6) водоотводящий лоток; 7) каркас крыши; 8) гидроизоляционный ковер;
9) парапетная плита; 10) воронка внутреннего водостока
115
Гидроизоляция железобетонных крыш выполняется из рулонных материалов либо
безрулонной из гидроизоляционных мастик. Основанием под гидроизоляцию служат
кровельные панели. Для обеспечения надежных эксплуатационных свойств безрулонных
крыш стыки кровельных панелей размещают выше поверхности крыши и выполняют
внахлестку или с железобетонными нащельниками. Для этого в кровельных панелях
предусматривают ребра понизу и поверху (рис. 144).
Кровельные панели безрулонных крыш выполняют предварительно напряженными из
бетонов высоких марок по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости (М 400,
Мрз200 и В6).
а
Рис. 144. Безрулонная чердачная крыша:
а) с внутренним водоотводом;
б) с наружным;
в) продольный стык кровельных панелей, перекрытый
железобетонным нащельником;
г) то же, внахлестку
б
в
г
Чердачная сборная железобетонная крыша с теплым чердаком (рис. 145) имеет
утепленные наружные ограждения из фризовых панелей, аналогичные по конструкции
наружным стенам здания, утепленные панели покрытия и лотка и неутепленное чердачное
перекрытие. Воздух, поступающий из всех открытых в чердак вентиляционных каналов и
шахт здания, удаляется через общую вытяжку шахту. Гидроизоляция и парапетные элементы
чердачных крыш с теплым и холодным чердаком одинаковы. Панели покрытия теплых
чердаков выполняют однослойными из легких или ячеистых бетонов либо из трехслойных
комплексных панелей (две железобетонные плиты с теплоизоляционным слоем между
ними).
Рис. 145. Чердачная сборная железобетонная крыша с теплым чердаком:
1) чердачное перекрытие; 2) фризовая стена; 3) утепленная панель покрытия; 4) лотковая панель;
5) парапет; 6) гидроизоляционный ковер; 7) опорная рама; 8) оголовок вентблока;
9) вытяжная вентиляционная шахта
Совмещенные крыши проектируются полносборными и построечного изготовления
(рис. 146).
Совмещенные покрытия построечного изготовления возводят путем последовательной
укладки по железобетонному перекрытию верхнего этажа пароизоляционного и
теплоизоляционного материалов, выравнивающей стяжки и рулонного гидроизоляционного
ковра.
116
а
б
в
Рис. 146. Совмещенные крыши:
а) однослойная; б) двуслойная; в) построечного изготовления; 1) панель совмещенной крыши;
2) гидроизоляционный ковер; 3) панель перекрытия; 4) утепляющая панель; 5) пароизоляционный
слой; 6) утеплитель; 7) выравнивающая стяжка под гидроизоляционный ковер; 8) водосточная воронка;
9) сборные подкладки или ребра, создающие уклон покрытия
В зданиях с нормальной влажностью воздуха в помещениях обеспечивают
возможность быстрого снижения изготовительной влажности совмещенной крыши за счет
воздухообмена в помещении. С этой целью в покрытии обычно не устраивают
пароизоляционный слой. Снижение влажности конструкции в подкровельном слое
обеспечивается введением вентиляционных каналов или зазоров в конструкцию панели.
В однослойных комплексных или утепляющих панелях для этого устраивают тонкие
цилиндрические каналы (рис. 147),
расположенные
перпендикулярно
продольным фасадам здания, а в
трехслойных панелях – вентилируемое
воздушное
пространство
над
утепляющим слоем. Вентиляционные
полости
в
кровельных
панелях
сообщаются с наружным воздухом
через приточно-вытяжные отверстия во
фризовых участках наружных стен.
Сохранению рулонного ковра способствует создание под гидроизоляционным
Рис. 147. Детали вентилируемой конструкции
покрытием воздушной микрослойки,
совмещенной крыши из однослойных панелей:
1) панель крыши; 2) вентиляционный канал;
сообщающейся с наружным воздухом.
3) фризовая панель
Эксплуатируемые крыши-террасы
(рис. 148) устраивают, как правило, над
чердачными крышами с рулонной гидроизоляцией. Пол крыши-террасы имеет
горизонтальную поверхность, а кровля – уклон до 25 %. Для гидроизоляции крыш-террас
применяют наиболее долговечные рулонные материалы (гидроизол и др.), а число слоев
изоляции назначают на один большим, чем при неэксплуатируемых крышах. По поверхности
рулонного ковра наносят сплошной 2-мм слой горячей мастики. Битумные мастики
антисептируют гербицидами, препятствующими прорастанию растений из случайно
занесенных на крышу семян и спор.
117
а
б
в
Рис. 148. Эксплуатируемые крыши:
а) схема чердачной крыши; б) деталь устройства чердачной крыши с полом по железобетонным
подкладкам; в) деталь совмещенной эксплуатируемой крыши;
1) несущая конструкция чердачного перекрытия или покрытия; 2) пароизоляция; 3) теплоизоляция:
4) стяжка; 5) пятислойный рулонный ковер на антисептированной битумной мастике; 6) защитный
дренирующий слой из кварцевого песка под горизонтальный уровень; 7) каменные или железобетонные
плиты; 8) железобетонные подкладки: 9) асфальтовые маяки по уровню; 10) кровельная панель
Внутренний водоотвод с крыш осуществляется через водосточные воронки (рис. 149),
стояки, трубопроводы и выпуски (закрытые – в ливневую канализацию или открытые – на
отмостку). Воронки располагают в пониженных частях крыши – лотках или ендовах. Лотки
применяют преимущественно в чердачных крышах, ендовы – в бесчердачных. Над зданиями
сложной конфигурации в плане количество воронок определяется из расчета 400 м2
покрытия на воронку при расстоянии до нее не более 24 м, а в жилых домах
предусматривают не менее одной воронки на секцию. Стояки внутреннего водоотвода
располагают в отапливаемых подсобных помещениях (санузлах, коридорах, лестничных
клетках) и присоединяют к трубопроводам ливневой канализации. В случае отсутствия
ливневой канализации дождевые и талые воды из стояков внутреннего водоотвода через
открытые выпуски отводят к кювету по железобетонному лотку, расположенному на
тротуаре. Открытые выпуски располагают преимущественно на южных фасадах.
Рис. 149. Сопряжение совмещенной крыши
с воронкой внутреннего водоотвода:
1) сливной патрубок;
2) нижний прижимной фланец;
3) упругая прокладка;
4) утеплитель;
5) асбестоцементная труба;
6) панель крыши;
7) верхний фланец;
8) кровельный ковер;
9) воронка;
10) крышка-колпак
118
Наружный водоотвод проектируют организованным по желобам и водосточным трубам
либо неорганизованным со свободным сбросом воды с карнизных свесов крыши.
Неорганизованный водоотвод допускается только в малоэтажных зданиях, расположенных с
отступом от красных линий застройки при сбросе воды на газоны. При организованном
наружном водоотводе карниз устраивают за счет свеса панели крыши или кровельной
панели. Край рулонного ковра у карнизного свеса защищают сливом из оцинкованной стали.
Желоб располагают на карнизном свесе крыши или подвешивают к нему (рис. 150).
Рис. 150. Конструкция карниза при наружном водоотводе:
а) при консольном выносе панели крыши; б) с подвесным желобом;
1) панель крыши; 2) водосточная труба; 3) костыль; 4) металлический слив; 5) желоб;
6) кровельный ковер; 7) деревянная антисептированная рейка
Шаг наружных водосточных труб по фасаду должен быть не менее 24 м. Их размещают
также на всех углах и в ризалитах. Минимально необходимое количество труб определяется
из расчета 1,5 см2 поперечного сечения трубы на 1 м2 площади крыши. На крышах зданий
выше двух этажей обязательно устраивают ограждение из металлической решетки высотой
не менее 0,6 м на неэксплуатируемых и не менее 0,9 м на эксплуатируемых.
2.2.4.11. Лестницы, пандусы, эскалаторы
Лестницы в зданиях служат для вертикальной связи помещений, находящихся на
разных уровнях. Расположение, число лестниц в здании и их размеры зависят от принятого
архитектурно-планировочного решения, этажности, интенсивности людского потока, а также
требований пожарной безопасности.
По назначению различают лестницы: основные (или главные) – для повседневной
эксплуатации, вспомогательные – запасные, пожарные, аварийные, служебные, служащие
для аварийной эвакуации, сообщения с чердаком или подвалом, для подхода к различному
оборудованию и др., входные – для входа в здание, устраиваемые обычно в виде широкой
входной площадки со ступенями.
По расположению в здании различают: внутренние лестницы общего пользования,
расположенные в лестничных клетках, или открытые в парадных вестибюлях – холлах
общественных зданий, внутриквартирные, служащие для связи жилых помещений в
пределах одной квартиры при расположении ее в нескольких уровнях, и наружные.
Помимо лестниц лестничная клетка используется для размещения инженерных
коммуникаций (сетей водопровода, теплоснабжения, электрощитов и др.). В зданиях более
пяти этажей в лестничных клетках располагают мусоропроводы и лифты.
Лестницы состоят из наклонных элементов – лестничных маршей со ступенями и
горизонтальных площадок, из которых одни находятся на уровне этажа – этажные площадки,
а другие – между этажами – промежуточные или междуэтажные площадки. В зависимости от
количества маршей в пределах этажа лестницы подразделяют на одно-, двух-, трех- и
119
четырехмаршевые (рис. 151). Применяют также лестницы с перекрещивающимися маршами,
с забежными ступенями, винтовые лестницы (рис. 152).
Рис. 151. Типы лестниц:
а) двухмаршевая;
б) трехмаршевая;
в) объемный блок-лестница;
1) площадка этажная;
2) то же, промежуточная;
3) лестничный марш;
4) ступени;
5) косоур;
6) площадочная балка
Рис. 152. Принципиальные схемы лестниц и пандусов
120
Уклоном лестничного марша называют отношение высоты к горизонтальной проекции
марша или заложению. Шириной марша считают расстояние от стены до ограждения
лестницы или расстояние между двумя ограждениями.
Уклон лестничного марша и его ширину устанавливают в зависимости от назначения
лестницы, этажности зданий и условий эксплуатации лестниц. Для наименее загруженных
лестниц (внутриквартальные, служебные, лестницы на чердак, в подвалы и т. п.) принимают
крутые уклоны (1:1,25 и 1:1), для лестниц крупных общественных зданий, предназначенных
для движения большого потока людей, принимают уклоны, близкие к отношениям 1:2.
Для удобства пользования лестницей необходимо, чтобы удвоенная высота
подступенка h и ширина проступни b равнялись среднему шагу человека, принимаемому от
до 640 мм: b + 2h = 570 ÷ 640 (чаще 600) мм.
В практике массового строительства высоту подступенка обычно принимают равной
140 – 170 мм, но не более 180 мм и не менее 135 мм, а ширину проступи принимают равной
280 – 300 мм, но не менее 250 мм. Для основных лестниц, для увязки с ЕМС ширину
проступи обычно принимают равной 300 мм, а высоту подступенка – 150 мм, что
соответствует приведенной формуле (300 + 2 · 150 = 600 мм). Размер ступени в этом случае
определяет угол наклона = 26º40´´ (1:2). Количество ступеней в одном марше основных
лестниц должно быть не менее 3 и не более 18, так как при меньшем числе ступеней легко
оступиться, при большем – затруднен подъем по лестнице.
Ширина марша определяется прежде всего требованиями пожарной безопасности, а
также габаритами переносимых по лестнице предметов. Суммарную ширину лестничных
маршей принимают в зависимости от количества людей, находящихся на наиболее
населенном этаже израсчета не менее 0,6 м на 100 человек.
Необходимо иметь в виду, что максимальное расстояние до лестничной клетки от
двери эвакуируемого помещения в зданиях коридорного типа не должно превышать 40 м
(если помещение выходит в коридор между двумя лестницами) и 20 м (тупиковом коридоре).
В многоэтажных жилых домах (более 9 этажей), оборудованных грузопассажирскими
лифтами с глубиной кабины не менее 2 м, подъем и спуск людей, мебели и других грузов
обеспечивается в основном лифтами. В данном случае проектируют незадымляемые
лестницы трех типов:
1. С выходом через наружную воздушную зону по открытым переходам.
2. С подпором воздуха при пожаре.
3. С входом с этажа через тамбур-шлюз.
Ширина лестничных площадок и маршей зависит от значимости лестницы и числа
людей, пользующихся ею. Минимальная ширина марша может быть 0,9 м, если лестницей
пользуются не более 5 человек. Минимальная ширина марша основных лестниц должна быть
не менее 1,2 м, а максимальная – не более 2,4 м (при большей расчетной ширине необходимо
на марше устанавливать промежуточные перила с поручнем). Во всех лестницах ширина
маршей должна быть одинаковой, а ширина площадок – равной ширине марша или больше
ее. Исключение составляют двухмаршевые разветвленные лестницы, где ширина среднего
марша должна быть не менее суммарной ширины боковых маршей, а ширина
промежуточной площадки допускается равной 0,7 ширины среднего марша. В лестницах с
шириной марша до 1,5 м устанавливают один поручень (с правой стороны по ходу движения
при спуске), а при ширине марша более 1,5 м поручни целесообразно устраивать с двух
сторон. Высота поручня от плоскости проступи не должна быть менее 0,9 м.
Для связи между этажами в общественных зданиях наряду с лестницами используются
пандусы – плоские наклонные конструкции без ступеней. Однако ввиду большой
протяженности применение их ограничено, особенно внутри зданий. Так, вследствие
пологого уклона (от 1:6 до 1:10) они занимают в 2–3 раза большую площадь, чем лестницы, и
поэтому неэкономичны. В отличие от лестниц, путь по пандусам значительно длиннее, что
121
при экстренной эвакуации людей имеет важное значение. При этом ухудшается и
комфортность движения, так как при спуске по пандусу требуется большее напряжение сил,
чем по лестнице. В конструктивном отношении пандусы также имеют недостатки – они
более сложны и менее индустриальны, чем лестницы. Вместе с тем пандусы отличаются
высокой пропускной способностью и служат хорошими коммуникационными путями в
зданиях с интенсивным массовым движением людей: (спорткомплексы, общественноторговые центры, вокзалы). Пропускная способность и расчет ширины пандусов
определяются аналогично лестницам.
Наряду с лестницами и пандусами во многих общественных зданиях в качестве
вертикальных
коммуникаций
используются
механические
устройства
(лифты
периодического и непрерывного действия, эскалаторы).
К механическим подъемным устройствам непрерывного действия относятся также
эскалаторы – наклонные движущиеся лестницы с большой пропускной способностью
(до 150 пассажиров в минуту). Они применяются, как правило, в общественных зданиях и
сооружениях с постоянными интенсивными пассажиропотоками: на станциях
метрополитена, в зданиях железнодорожных вокзалов и аэропортов, в крупных торговых
центрах, в ряде других зрелищных и административных зданий. Для обеспечения связи
между этажами зданий конструкция эскалатора выполняется навесной, опирающейся на их
перекрытия, а при большой высоте подъема или спуска – на специальных фундаментах
(рис. 153).
В конструкцию эскалатора также входят поручни, движущиеся на барьерах высотой
900 мм, поддоны, мусоросборники.
Ширина барьеров принимается в зависимости от их назначения и величины
грузопотоков и равна: между смежными маршами 1000–1200 мм и крайних 500–750 мм.
Рис. 153. Эскалаторы
122
Угол наклона эскалатора принимается обычно не больше 30 º (глубина ступенитележки равна 400 мм, высота 200 мм).
Ширина эскалаторного полотна рассчитана на размещение одного или двух человек на
одной ступени без груза или на одного человека с грузом и принимается 500, 600, 750, 1000 и
1200 мм.
Эскалаторы, устанавливаемые в зданиях, имеют скорость 0,5–0,75 м/с, в
метрополитенах – 0,75–1 м/с.
Для облегчения передвижения людских потоков и грузов по горизонтам применяются
движущиеся тротуары и карвейеры, принцип механического устройства которых подобен
устройству эскалаторов (рис. 154).
Рис. 154. Движущийся тротуар и карвейер
2.3. Промышленные здания и их конструкции
2.3.1. Общие сведения о промышленных зданиях
К промышленным относятся такие здания, в которых размещают орудия производства
и осуществляются трудовые процессы с целью получения промышленной продукции.
Характерными для этих зданий являются относительно крупные по площади
помещения, наличие устройств и конструктивных элементов для крепления и движения
подвесных или опорных кранов, надстроек на покрытиях в виде световых и
светоаэрационных фонарей и ряд других особенностей (например, повышенная влажность,
значительные тепловые выделения, высокий уровень шума и т. д.).
Промышленные здания подразделяются по следующим основным признакам:
1. Назначение и принадлежность к той или иной отрасли (подотрасли)
промышленности (что определяется технологическим процессом).
В зависимости от назначения здания предприятия делят на производственные, в
которых размещают основные, обслуживающие и вспомогательные предприятия или цехи.
К производственным зданиям относят основные цехи (заготовительные,
обрабатывающие,
сборочные)
и
подсобные
(ремонтные,
инструментальные).
К обслуживающим зданиям обычно относят энергетические производства (котельные,
электростанции, компрессорные), транспортные (депо и гаражи) и различные склады.
Вспомогательными называют здания, в которых размещают бытовые, административноконторские, лаборатории и т. п.
2. По этажности, которая является главным классификационным признаком
промышленного здания. Различают одноэтажные, двухэтажные, многоэтажные и смешанной
этажности.
123
В одноэтажных зданиях размещают производства с тяжелым и громоздким
оборудованием, значительными динамическими нагрузками, а также производства с
горизонтальной схемой технологического процесса. Многоэтажные промышленные здания
сооружают большей частью для тех отраслей промышленности, которые используют легкое
оборудование и изготавливают изделия небольшой массы (приборостроительная,
радиотехническая, электронная, легкая и пищевая отрасли промышленности). К отдельной
группе относят двухэтажные промышленные здания, где на первых этажах размещают
тяжелое оборудование, а на вторых – легкое.
3. В зависимости от характера застройки промышленного предприятия
производственные здания могут быть сплошной и павильонной застройки (рис. 155).
а
в
б
г
Рис. 155. Схемы объемно-пространственных
и конструктивных решений одноэтажных
производственных зданий:
а) сплошной застройки пролетного типа;
б) то же, ячейкового;
в) то же, зального;
г) павильонной застройки
Производственные здания сплошной застройки отличаются значительными
размерами – многопролетный корпус большой длины и ширины, в котором можно
компактно организовать технологический процесс (рис. 155, а).
В зданиях павильонной застройки, имеющих сравнительно небольшую ширину,
можно лучше обеспечить естественное освещение и проветривание, чем в зданиях сплошной
застройки (рис. 155, г).
4. По характеру расположения внутренних опор различают промышленные здания трех
типов: пролетные, ячейковые и зальные.
В зданиях пролетного типа (рис. 155, а) размер пролета преобладает над шагом колонн.
Здания ячейкового типа (рис. 155, б) представляют собой здания обычно с квадратной
или близкой к ней сеткой колонн.
Производственные здания зального типа (рис. 155, в) сооружают, когда необходимо
иметь значительные производственные площади без внутренних опор.
5. По оснащенности подъемно-транспортным оборудованием – на крановые,
оборудованные электрическими мостовыми опорными кранами и электрическими или
ручными подвесными кранами, и бескрановые.
6. По виду освещения – на здания с естественными (боковыми и верхним), постоянным
рабочим искусственным (безоконные и бесфонарные) и совмещенным освещением, т. е.
недостаточным по условиям зрительной работы естественным, к которому добавляется для
обеспечения нормированной освещенности постоянное искусственное освещение.
7. По системе воздухообмена – на здания с общей естественной вентиляцией
(аэрацией), с механической вентиляцией и с кондиционированием воздуха.
8. По наличию систем отопления – на отапливаемые (с воздушными, центральными и
местными системами отопления) и неотапливаемые.
9. По капитальности – на четыре класса капитальности в зависимости от их назначения
и народнохозяйственной значимости.
124
2.3.2. Основы проектирования промышленных зданий
Все промышленные здания по признаку объемно-планировочного решения делят на
одноэтажные и многоэтажные. В свою очередь одноэтажные здания различаются по
количеству и величине пролетов, планировочному типу здания, а также по характеру
профиля покрытия.
В строительстве широкого применяют одно- и многопролетные здания (рис. 156).
а
б
Рис. 156. Одноэтажные производственные здания:
а) однопролетные; б) многопролетные
Одноэтажные производственные здания обычно проектируют каркасными.
В зависимости от величины и характера крановой нагрузки, основных объемнопланировочных параметров и внутреннего режима помещений цеха элементы каркаса
применяются из сборного железобетона или из стали, чаще применяют железобетонный
каркас.
Колонны каркаса здания располагают в плане в местах пересечения взаимно
перпендикулярных и поперечных разбивочных осей, образующих сетку колонн.
В одноэтажных производственных зданиях наиболее часто применяют сетку колонн
размерами 18×12 и 24×12 м. На чертежах разбивочные оси маркируют по длинной стороне
здания цифрами (слева направо) и по короткой (торцовой) – прописными буквами русского
алфавита.
Основными объемно-планировочными параметрами здания являются шаг, пролет и
высота.
Под шагом в плане принято понимать расстояние между разбивочными осями,
определяющими членение зданий на планировочные элементы, или расположение
вертикальных несущих конструкций зданий – стен и отдельных опор. Величину шага
принимают обычно 6 или 12 м; в зависимости от характера производства иногда она может
быть и большей, но обязательно кратной 6 м.
Пролетом в плане называют расстояние между разбивочными осями несущих стен или
отдельных опор в направлении, соответствующем пролету основных несущих конструкций
покрытия (балок, ферм) или перекрытия в многоэтажных зданиях. Величину пролетов
одноэтажных производственных зданий принимают обычно в пределах от 12 до 36 м; при
необходимости
могут
быть
а
использованы
крупнопролетные
здания с еще большей величиной
пролета. Размер пролета следует
назначать кратным 6 м; в отдельных
б
случаях
допускается
применять
пролеты кратные 3 м.
Рис. 157.
Высотой
одноэтажного
Многоэтажное
производственного здания называют
производственное
расстояния
от
уровня
пола
здание: а) общий вид;
(от отметки 0.00) до низа несущей
б) схематичный разрез
конструкции покрытия на опоре.
Высота помещений колеблется в
125
значительных пределах (но не менее 3 м) и ее следует назначать кратной 0,6 м.
Многоэтажные производственные здания (рис. 157), как и одноэтажные, проектируют и
строят преимущественно сборными каркасными.
В многоэтажных зданиях размеры пролетов следует назначать кратными 3 м, шаг
колонн – 6 м, высотой этажей – 0,6 м, но не менее 3 м. Сетку колонн принимают обычно 6×6
или 6×9 м, в зданиях, разработанных в последнее время, – 6×12, 6×18 и иногда 6×24 м.
2.3.2.1. Технологическая схема производства
Современное промышленное предприятие и его производственные здания и
сооружения должны быть запроектированы с учетом требований наиболее прогрессивного
технологического процесса и перспектив его развития.
Разрабатывая тот или иной проект производственного здания, необходимо прежде всего
изучить производственно-технологическую схему производства, которая представляет собой
графическое
изображение
взаимной
функциональной
зависимости
между
производственными процессами, проходящими на промышленном предприятии и в его
цехах.
Структура производственного процесса и формы ее организации обусловливаются
рядом факторов: например, таких, как разнообразие производимых на заводе изделий,
степень устойчивости их номенклатуры, объем выпускаемой продукции и характер
технологии.
Производственный цикл промышленного предприятия включает в себя целый ряд
транспортных операций, связанных с перемещением обрабатываемых материалов и
производственных отходов.
При разработке системы транспорта для проектируемых промышленных зданий и всего
предприятия важным фактором является грузонапряженность потоков, исключающих
возможность пространственного пересечения потоков материалов и обеспечивающих
кратчайшую протяженность этих потоков.
2.3.2.2. Подъемно-транспортное оборудование
Промышленные здания могут быть оснащены подъемно-транспортным оборудованием
для перемещения различных материалов, изделий, полуфабрикатов и готовой продукции
внутри цеха.
Различают два вида внутрицехового горизонтального транспорта – надземный и
напольный (или наземный). К оборудованию первого вида транспорта относят мостовые и
консольные краны, подвесные краны, монорельсовые тельферы и др. Напольным
транспортом могут служить железнодорожные вагоны широкой и узкой колеи, козловые
краны, электрокары, автопогрузчики, транспортеры ленточные и др.
Подвесное оборудование проектируют в виде электроталей или подвесных кранов
(кран-балки). При закреплении электротали в отдельной точке обеспечивают подъем и
перемещение груза только по вертикали. При расположении электротали на тележке,
движущейся вдоль нижнего пояса жестко закрепленной верхним поясом к покрытию
стальной балки (монорельсу), груз можно перемещать вдоль цеха. Монорельс устраивают
прямолинейным или с поворотами и разветвлениями, что дает возможность перемещать груз
в различные участки цеха и даже за его пределы. Основные особенности монорельсового
подвесного оборудования – ограниченная грузоподъемность (0,1–10 т) и малая ширина зоны
обслуживания (рис. 158, а).
126
в
Рис. 158. Схемы подъемнотранспортного оборудования
и обслуживаемых им зон
в плане этажа:
а) монорельсовый подвесной кран;
б) кран-балка;
в) мостовой кран;
1) зона обслуживания
Подвесной кран представляет собой двутавровую балку, движущуюся вдоль цеха с
помощью катков по нижним полкам рельсов, подвешенных к нижним поясам конструкции
покрытия. По нижнему поясу кран-балки поперек цеха перемещается электроталь или
тельфер. Подвесной кран позволяет перемещать грузы вдоль и поперек пролета и
обслуживать большую часть площади помещении. Грузоподъемность подвесных кранов не
превышает 10 т. Наиболее распространенный вид опорного подъемно-транспортного
оборудования – электрические мостовые краны, имеющие очень широкий диапазон
грузоподъемности – от 5 до 600 т.
Мост передвигается по рельсам, закрепленным на подкрановых балках. Через
подкрановые балки на несущие конструкции здания передаются вертикальные и
горизонтальные силовые воздействия от крана. Аналогично подвесному, мостовой кран
обслуживает большую часть пространства цеха (или его пролета) по длине и ширине, за
исключением «мертвых зон» – участков, расположенных вдоль подкрановых балок и возле
торцовых стен в связи с устройством в конце и начале кранового пути упоров для крана, а на
концах крана – упоров для его тележки. Ширина «мертвых зон» конструктивно обусловлена
и увеличивается с ростом грузоподъемности крана, что оказывает влияние и на привязку
осей подкрановых балок (рис. 159).
Рис. 159. Привязка осей подкрановых балок:
а) краны первой группы; б) краны второй группы
Рис. 160. Схема размещения
козлового крана в одноэтажном
промышленном здании
Применение мостовых кранов приводит к удорожанию производственных зданий из-за
необходимости увеличения их высоты и усиления несущих конструкций на восприятие
крановых воздействий. В связи с этим в проектировании промышленных зданий существует
тенденция к замене во всех случаях, когда это возможно, опорного подъемно-транспортного
оборудования напольным. При больших пролетах и грузоподъемности 500 т и выше
127
переходят к применению козловых кранов, а при относительно малых нагрузках – к
напольному безрельсовому транспорту (автопогрузчики, автомобильные краны, электрокары
и пр.). Козловые краны представляет собой мосты, поднятые на высокие опоры,
перемещающиеся вдоль цеха по напольным рельсам (рис. 160).
Вдоль крана перемещается тележка с подъемным оборудованием и приспособлениями.
Козловые краны обеспечивают обслуживание большей части площади цеха и не вызывают
дополнительных усилий в конструкциях, но создают мертвые зоны и затрудняют
передвижение по цеху на участках, расположенных вдоль его путей.
2.3.3. Физико-технические особенности проектирования
промышленных зданий
2.3.3.1. Воздухообмен в производственных помещениях
Различные производственные вредности в виде газов, пыли, пара, избыточных
тепловыделений и т. д. можно удалить из помещения цехов усиленным воздухообменом,
осуществляемым различными способами, а именно:
• инфильтрацией – проникновением внутрь помещения наружного воздуха через
неплотности, имеющиеся в ограждающих конструкциях, и поры самого материала
ограждения. В обычных условиях инфильтрация создает незначительный воздухообмен и
учитывается при проектировании помещений с относительно малым выделением
вредностей. Инфильтрация в определенной мере противодействует конденсации водяных
паров на остекленных поверхностях;
• неорганизованным воздухообменом, который осуществляется естественным
проветриванием помещений посредством форточек, дверей и ворот. При этом регулировать
количество поступающего и выходящего воздуха не представляется возможным, так как оно
зависит от ряда факторов (разности температур, направления и силы ветра и др.);
• механической вентиляцией, применяемой главным образом в цехах со строго
заданным внутренним режимом, в которых фонари используют только для естественного
освещения. Этот способ воздухообмена целесообразен, когда источником вредных
выделений являются отдельные агрегаты или их группы, снабжаемые местными отсосами,
удаляющими эти выделения непосредственно в местах их возникновения;
• аэрацией – организованным управляемым и регулируемым воздухообменом
производственных помещений.
Для аэрации в оконных проемах стен и фонарей устраивают достаточные по площади
приточные и вытяжные отверстия, переплеты которых снабжены механизмами для
открывания (рис. 161, а–е).
Регулируя угол наклона при открывании переплетов, можно осуществлять
воздухообмен в заранее заданных объемах, в соответствии с внутренними и внешними
условиями (температурой воздуха, направлением и скоростью ветра).
При аэрации поступление и удаление воздуха происходит вследствие разности
давлений по одну и другую сторону приточных и вытяжных отверстий. Разность давлений
возникает вследствие разности температур внутреннего и наружного воздуха и воздействия
ветра на ограждения здания.
Для получения наибольшего эффекта от аэрации необходимо создать максимальный
высотный перепад, т. е. максимальную разность уровней расположения приточных и
вытяжных отверстий. В зависимости от времени года изменяют расстояние между центрами
приточных и вытяжных отверстий, открывая летом проемы нижнего яруса, а зимой –
верхнего.
128
а
Рис. 161. Аэрация производственных
зданий:
б
в
д
г
е
а) схема воздушных потоков при отсутствии
ветра; б) схема воздушных потоков при наличии
ветра; в) направление струй при вихревом
движении воздуха при обтекании здания в
профиле и г) направление струй при вихревом
движении воздуха при обтекании здания в плане;
д) распределение давления на здание в профиле;
е) распределение давления на здание в плане
(давления больше атмосферного обозначены
знаком «+», а меньше «–»);
1) приточное отверстие зимнее; 2) приточное
отверстие летнее; 1-1) сечение, в котором
отсутствуют разрежения; 2-2, 3-3) сечение,
в котором имеются разрежения
Аэрация необходима в самые жаркие месяцы – при минимальной разнице температур
внутреннего и наружного воздуха, поэтому аэрационная система должна быть рассчитана на
этот наименее выгодный период времени.
Вытяжные отверстия располагают как можно выше над рабочей поверхностью, обычно
в створных элементах фонарей. Поэтому цехи с большим тепловыделением должны иметь
достаточную высоту для организации эффективной аэрации.
Двухъярусное расположение приточных отверстий исключает воздействие приточного
холодного воздуха на работающих в цехе. В этом случае наружный воздух, поступающий на
высоте 4–6 м, успевает достаточно прогреться до достижения им рабочей зоны (рис. 162, а).
Рис. 162. Схема аэрации и расположения приточных и вытяжных отверстий:
а) одноэтажного однопролетного здания;
б) то же, многопролетного при повышенных пролетах;
в) то же, при повышенных фонарях
Лучшим решением аэрации многопролетных зданий значительной ширины является
полностью увязанное с технологическими требованиями размещение производства в
пролетах с различной высотой. В этом случае фонари, расположенные над низкими
129
пролетами, могут работать на приток воздуха, а фонари над высокими пролетами – на
вытяжку (рис. 162, б).
При проектировании следует стремиться к расположению агрегатов – источников
вредных или тепловых выделений – в пролетах с большей высотой, чтобы приток воздуха
осуществлялся из пролетов с меньшими тепловыделениями. В тех случаях, когда нет
необходимости в пролетах с большой высотой, также должен соблюдать высотный перепад
(рис. 162, в).
Количество воздуха, поступающего в цех, во многом зависит от направления и
скорости ветра. Ветер при встрече со зданием создает вихревые потоки, воздействие которых
на поверхность зданий характеризуется графическими эпюрами давления (рис. 161, д, е).
Наветренная сторона здания испытывает повышенное положительное влияние (выше
атмосферного), подветренная – пониженное отрицательное давление (или отсос). Чтобы
добиться более интенсивной аэрации помещения, нужно приточные створки оконных
переплетов располагать с наветренной стороны, а вытяжные створки фонарей –
с подветренной, в этом случае в зоне фонарей будет возникать разрежение, способствующее
эффективной вытяжке (рис. 163).
а
б
Рис. 163. Схема ориентации здания, способствующая
повышению эффективности аэрации:
а) схема движения воздуха при ветре; б) схема движения воздуха у поверхности здания
Для обеспечения одновременной работы вытяжных отверстий с обеих сторон фонаря
применяют так называемые незадуваемые аэрационные фонари с вертикальным
остеклением.
2.3.3.2. Освещение промышленных зданий
Освещение промышленных зданий проектируют естественным, совмещенным или
искусственным.
Естественное освещение применяют в большинстве производственных помещений с
постоянным пребыванием людей. Совмещенное – на участках производства. Совмещенное
освещение обеспечивает большее постоянство величин освещенности рабочих мест, чем
естественное.
Искусственное освещение в дневное время предусматривают в герметизированных
цехах с кондиционированным метеорологическим режимом и в негерметизированных цехах,
где оно необходимо технологически.
130
Естественное освещение промышленных зданий бывает верхним, верхнебоковым и
боковым (рис. 164).
Рис. 164. График естественной освещенности в многопролетном производственном
здании с фонарными надстройками
Для верхнего освещения используют продольные фонари прямоугольного,
треугольного или трапециевидного сечений с двусторонним вертикальным или наклонным
остеклением, поперечные пилообразные фонари (шеды) с односторонним вертикальным или
наклонным остеклением и зенитные точечного панельного или ленточного типа (рис. 165).
а
б
в
г
Рис. 165. График естественной освещенности помещений при фонарях:
а) прямоугольном; б) трапециевидном; в) треугольном; г) зенитном
При выборе типа фонаря помимо его светотехнических показателей учитывают
природно-климатические характеристики места строительства, температурный режим
помещения, условия эксплуатации фонаря и его технико-экономические показатели.
2.3.3.3. Меры по борьбе с шумом в промышленных зданиях
Производственный шум оказывает вредное воздействие на человеческий организм и
повышает утомляемость, в связи с чем санитарные нормы ограничивают его допустимые
величины в помещениях 90 дБ при низкочастотном шуме, 80 дБ при среднечастотном
и 75 дБ при высокочастотном.
Борьба с шумом идет тремя основными путями:
• устранение и уменьшение шума в источнике;
• снижение шума на путях его распространения;
• использование индивидуальных средств защиты рабочих.
Начиная с проектирования генерального плана предприятий, предусматривают
компоновку наиболее шумных объектов в отдельные комплексы, исключают расположение
вблизи них объектов, требующих защиты от шума (вычислительных, лабораторных и др.).
При расположении открытых источников шума на территории предприятия их изолируют
специальными боксами, кожухами. В планировочных решениях отдельных зданий
предусматривают предельное удаление тихих помещений от помещений с интенсивными
источниками шума. Защита рабочих от шума источника, расположенного внутри помещения
или в смежном помещении, осуществляется путем дистанционного управления
технологическим процессом, размещения персонала в изолированных кабинах наблюдения и
строительно-акустическими мерами, основанными на принципах звукоизоляции,
звукопоглощения и звукоотражения. Для звукоизоляции помещений, смежных с шумным,
применяют стены и перегородки однослойной конструкции из легких бетонов с несквозными
порами либо многослойные конструкции с нежестко связанными слоями. Такие конструкции
дают снижение уровня шума на 30–40 дБ.
131
Для снижения уровня шума в помещении используют звукопоглощающие кожухи на
шумных агрегатах, звукопоглощающие конструкции: облицовки, кулисы и штучные
звукопоглотители (рис. 166).
б
Рис. 166. Звукопоглощающие конструкции:
а) облицовка балок и стен; б) звукопоглощающие «балки»; в) штучные поглотители;
г) подвесные потолки;
1) балки покрытия; 2) стена; 3) акустическая плитка; 4) деревянный каркас;
5) звукопоглощающий материал; 6) стальной прогон; 7) подвеска; 8) акустическая балка;
9) супертонкое стекловолокно; 10) декоративная стеклоткань; 11) алюминиевый каркас;
12) перфорированное покрытие; 13) защитная оболочка.
Насыщение производства газодинамическими установками – компрессорами,
вентиляторами, газотурбинами и пр. – приводит к повышению уровня шума за счет
аэродинамических шумов, которые поступают в помещение по воздуховодам или каналам.
Принцип отражения звука используют, устанавливая акустические экраны для
отгораживания наиболее шумного оборудования. Экраны применяют в дополнение к
звукопоглощающим облицовкам и конструкциям. Экран изолирует примыкающие рабочие
места от источника шума благодаря образованию акустической тени. Он представляет собой
твердый металлический лист с облицовкой звукопоглощающим материалом со стороны
источника шума.
2.3.4. Конструктивные решения промышленных зданий
2.3.4.1. Несущие конструкции одноэтажных промышленных зданий
Одноэтажные промышленные здания сооружают обычно каркасного типа из сборного
железобетона (рис. 167). Каркасные несущие конструкции одноэтажных промышленных
зданий состоят из поперечных рам и продольных связей между ними. Поперечные рамы
чаще всего образуются из защемленных в фундаментах колонн, шарнирно связанных с
балками или фермами покрытия, которые выполняют функции ригелей рам. Роль
продольных связей каркаса выполняют обвязочные, подстропильные и подкрановые балки
(или фермы), специальные связевые конструкции, а также панели или настилы покрытия,
жестко связанные с верхним поясом ферм или балок. Каркас воспринимает все постоянные и
132
временные нагрузки, а также подвергается комплексу несиловых воздействий на
конструкции, вызванные технологическими особенностями воздушной среды, в виде
тепловых ударов, повышенного влагосодержания, наличия примесей химических веществ,
аэрозолей и пр. Последовательно рассмотрим конструктивные элементы каркаса.
Фундаменты. Конструкции фундаментов (сборные или монолитные) представляют
собой отдельно стоящие опоры – башмаки ступенчатой формы с гнездом («стаканом») в
верхней части для установки железобетонных колони (рис. 168). Сборные фундаменты
выполняют из элементов массой до 12 т – подколонника со стаканом и опорных плит. Обрез
фундамента располагают ниже отметки чистого пола при железобетонных колоннах
на 0,15 м, при стальных – на 0,6–1,2 м.
а
б
Рис. 167. Одноэтажное многопролетное каркасное здание из сборного железобетона:
а) с опорными; б) с подвесными кранами; 1) фундаменты колонн; 2) пристенная и 3) средняя колонны;
4) ферма покрытия; 5) подстропильная ферма; 6 и 12) панели покрытия; 7) стеновая панель;
8) подкрановая балка; 9) вертикальные связи; 10) фундаментная балка; 11) отмостка
133
Рис. 168. Железобетонные
фундаменты производственных
зданий:
I) типы фундаментов;
а) монолитный;
б) сборный составной;
в) то же, с пустотами;
г) свайный;
II) фундаментные балки;
III) опирание фундаментных балок;
а) через сборный столбик;
б) арматурными выпусками;
в, г) разрез и общий вид
фундаментного узла
При
слабых
и
неравномерно
деформируемых
грунтах
основания,
а также
а
при устройстве фундаментов глубокого
заложения под оборудование, фундаменты
колонн проектируются свайными из
железобетонных
забивных
или
буронабивных свай. Монолитный или
сборный ростверк свайного фундамента
служит одновременно и подколонником
каркаса. Несущие наружные и внутренние
стены
здания
обычно
передают
б
приходящиеся на них силовые воздействия
фундаментам колонн через специальные
фундаментные балки. Фундаментные балки
проектируют сборными железобетонными
таврового или трапециевидного сечения,
высотой от 0,3 до 0,6 м с предварительного
напряженным армированием (рис. 168, II,
III, в, г).
Вдоль фундаментных
балок на
поверхности грунта устраивают отмостку,
для стока воды ей придают уклон–
Рис. 169. Железобетонные колонны
0,03–0,05 от стены здания.
одноэтажных производственных зданий:
Колонны.
В
одноэтажных
а) одноветвевые прямоугольного сечения –крайние
промышленных зданиях применяют обычно
и средние; б) то же, сквозные двухветвевые
унифицированные сплошные железобетонные одноветвевые колонны прямоугольного сечения (рис. 169, а) и сквозные двухветвевые
(рис. 169, б). Прямоугольные унифицированные колонны могут иметь размеры сечения
400×400, 400×600, 400×800, 500×500, 500×800 мм; двухветвевые – 5001000, 500×1400,
600×1900 мм и др.
134
Железобетонные
колонны
одноэтажных зданий могут быть бесконсольными
(без мостовых кранов) и с консолями – для
опирания подкрановых балок. Высоту
колонн подбирают в зависимости от высоты
помещения и глубины их заделки в стакан
фундамента. Заделка колонн ниже нулевой
отметки в зданиях без мостовых кранов
равна 0,9 м; в зданиях с мостовыми кранами
1,0 м – для одноветвевых колонн
прямоугольного сечения, 1,05 и 1,35 м – для
Рис. 170. Железобетонные колонны фахверка: двухветвевых колонн.
а) в торцовых стенах; б) то же, в продольных;
При
необходимости
усиления
в) крепления стойки торцового фахверка каркаса
основного каркаса применяют колонны
к ферме; г) верх фахверковой стойки
вспомогательного каркаса. Фахверк –
легкий вспомогательный каркас. Он
предназначен для восприятия значительных ветровых нагрузок и массы стенового
заполнения.
Для
зданий
высотой
10,6
и
12,6 м фахверковые колонны принимают из железобетона прямоугольного сечения 400×600
мм, выше 12,3 м – из железобетона с металлическим оголовком; высота колонны переменная
и зависит от места установки. Схема фахверковых колонн, стен и детали показаны
на рис. 170.
Связи между колоннами. Вертикальные связи, расположенные по линии колонн
здания, создают жесткость и геометрическую неизменяемость колонн каркаса в продольном
направлении (рис. 171, а, б) здания. В зданиях малой высоты (высота колонн 7–8 м) связи
между колоннами можно не устраивать, а в зданиях большей высоты предусматривают
крестовые или портальные связи. Крестовые связи (рис. 171, а) применяют при шаге 6 м,
портальные (рис. 171, б) – 12 м, их выполняют из прокатных уголков и соединяют с
колоннами путем сварки косынок крестов с закладными деталями (рис. 171, г).
а
б
в
Рис. 171. Расположение
вертикальных продольных связей
между колоннами:
а) крестовых;
б) портальных;
в) конструкций связей;
г) деталь крепления связей;
1) колонны;
2) ферма покрытия;
3) то же, плиты;
4) подкрановые балки;
5) сварные швы;
6) связь
б
Подкрановые балки предназначены для опирания крановых рельсов, по которым
перемещаются электрические мостовые краны. Эти балки являются также продольными
элементами каркаса здания и повышают его пространственную жесткость (рис. 172, а–д).
Применяют предварительно напряженные железобетонные подкрановые балки
пролетом 6 и 12 м и высотой 800–1000 мм при шаге колонн 6 м и 1400–2000 мм – при шаге
12 м.
135
в
г
а
б
Рис. 172. Железобетонные подкрановые балки:
а) пролетом 6 м; б) то же, 12 м; в) опирание подкрановой балки на колонну;
г) крепление рельса к балке; д) крепление балки к колонне
Несущие конструкции покрытий
1. Плоские – к ним относятся балки, фермы арки и подстропильные конструкции.
Железобетонные балки покрытий. В качестве несущих конструкций в ряде случаев
используют железобетонные предварительно напряженные балки пролетом до 12 м для
односкатных и малоуклонных покрытий, двускатные решетчатые пролетом 12 и 18 м – при
наличии подвесных монорельсов и кран-балок (рис. 173, а–в).
Односкатные балки предназначены для зданий с наружным водоотводом, двускатные
можно применять в зданиях, как с наружным, так и внутренним водоотводом. Уширенную
опорную часть балки (рис. 173, г) прикрепляют к колонне шарнирно посредством анкерных
болтов, выпущенных из колонн и проходящих через опорный лист, приваренный к балке.
Железобетонные фермы и арки покрытий.
Очертание фермы покрытия зависит от вида кровли, расположения и формы фонаря и
общей компоновки покрытия. Для зданий пролетом 18 м и более применяют железобетонные
предварительно напряженные фермы из бетона марки 400, 500 и 600. Фермы
предпочтительнее балок при наличии различных санитарно-технических и технологических
сетей, удобно располагаемых в межферменном пространстве, и при значительных нагрузках
от подвесного транспорта и покрытия.
В зависимости от очертания верхнего пояса различают фермы сегментные, арочные, с
параллельными поясами и треугольные.
Для пролетов 18 и 24 м применяют раскосные фермы сегментного очертания
(рис. 174, б), а также типовые безраскосные фермы при скатной и малоуклонной кровлях
(рис. 174, а).
Фермы с параллельными поясами используются, главным образом, на многих
действующих предприятиях при пролетах зданий 18 и 24 м и шаге 6 и 12 м (рис. 175, а–г).
Подстропильные конструкции предназначены для опирания стропильных балок или
ферм, когда шаг колонн превышает шаг основных несущих конструкций покрытия
(рис. 176, а–г).
Подстропильные балки формы применяют пролетом 12 м. Для опирания стропильных
балок в середине пролета на нижней полке подстропильной формы имеются банкетки.
Подстропильные конструкции крепят к колоннам каркаса аналогично основным
конструкциям.
136
а
б
Рис. 173. Железобетонные балки покрытий:
Рис. 174. Железобетонные фермы
покрытия:
а) односкатные для пролетов 12 м; б, в) двускатные
решетчатые для пролетов 12 и 18 м;
г) сопряжение балки с колоннами
а
а) безраскосные арочные;
б) раскосные сегментные
в
г
б
Рис. 175. Конструктивные схемы ферм с параллельными поясами:
а) с шагом 6 метров для опирания по колоннам;
б) с шагом 6 метров с опиранием на колонну и на подстропильную ферму;
в) с шагом 6 метров с опиранием обоих концов на средние узлы подстропильных ферм;
г) с опиранием по колоннам шагом 18 м
в
Рис. 176. Железобетонные подстропильные балки и фермы покрытия:
а, б) конструктивные схемы; в) подстропильная балка; г) подстропильная ферма
137
Связи покрытий. Для восприятия ветровой нагрузки, действующей на торец здания, в
покрытии по нижнему поясу ригелей устраивают горизонтальные связи в виде
горизонтальной связевой фермы. Такие связи рациональны в цехах значительной высоты и с
большими пролетами. Их выполняют в виде блока-решетки из стальных уголков между
двумя крайними ригелями покрытия (рис. 177, а). Вертикальные связи между несущими
конструкциями покрытия устраивают в крайних пролетах температурного отсека,
ограниченного температурными швами или торцом здания. Если ригель рамы представляет
собой сквозную полигональную ферму, то вертикальные связи выполняют в виде крестовой
решетки из стальных уголков (рис. 177, б).
а
Рис. 177. Схема расположения связей
покрытия при ЖБ каркасе в пределах
температурного блока:
б
а) горизонтальных по нижнему поясу ферм (балок);
б) вертикальных между несущими конструкциями
покрытия; 1) связевая ферма; 2) распорка
2. Пространственные
При возведении большепролетных производственных зданий в покрытиях часто
используют пространственные конструкции, так как плоскостные конструкции получаются
очень громоздкими, с большим собственным весом.
Особенностями пространственных конструкций покрытий являются совмещение
несущих и ограждающих функций и совместная статическая работа конструкции.
Применение таких конструкций позволяет перекрывать значительные площади без
промежуточных опор.
В настоящее время применяются оболочки двоякой положительной кривизны,
бочарные своды и висячие покрытия разных конструкций, а также длинные и короткие
цилиндрические оболочки, складки, коноидальные оболочки, оболочки отрицательной
гауссовой кривизны и т. п. (рис. 178). При выборе типа покрытия руководствуются
технической и экономической целесообразностью.
Рис. 178. Схемы оболочек:
а) длинные цилиндрические; б) длинные шедовые; в) короткие цилиндрические; г) купол;
д) оболочки двоякой положительной и е, ж) отрицательной кривизны; и) коноидальные;
к) многоволновый свод; л, м) висячие покрытия с круглым и н) с прямоугольным планом
138
2.3.4.2. Ограждающие элементы покрытий
В состав ограждающей части покрытия могут входить:
• кровля (водоизоляционный слой) – чаще всего рулонный ковер, реже
асбестоцементные волнистые листы и др.;
• выравнивающий слой – стяжка из асфальта или цементного раствора;
• теплозащитный (термоизоляционный) слой, который, в зависимости от местных
условий, может состоять из плит пенно- и керамзитобетонных, минеральной пробки и т. п.;
• пароизоляция, предохраняющая теплоизоляционный слой от увлажнения водяными
парами, проникающими в покрытие из помещения;
• несущий настил, поддерживающий ограждающие элементы покрытий.
По степени утепления ограждающие конструкции покрытий производственных зданий
разделяют на холодные и утепленные. В неотапливаемых помещениях или горячих цехах со
значительным выделением производственной теплоты ограждение покрытия проектируют
холодным (изоляционный слой не укладывают). В помещениях отапливаемых зданий
покрытия предусматривают утепленные, причем степень утепления определяют, исходя из
требования предотвращения конденсации влаги на внутренней их поверхности.
2.3.4.3. Кровли и водоотвод с покрытий
В современном промышленном строительстве применяют скатные, малоуклонные
кровли с гидроизоляционным ковром из рулонных материалов – рубероида, стеклоткани,
гидроизола и др.
В большинстве случаев рекомендуют покрытия отапливаемых зданий с рулонной или
мастичной (безрулонной) кровлей проектировать малоуклонными, т. е. с уклонами от 1,5 до
5 %. В случаях применения более теплостойких мастик на отдельных участках допускается
проектировать покрытия с несколько большим уклоном.
Отвод воды с кровель, отапливаемых многопролетных зданий, как правило, следует
предусматривать по внутренним водостоком. Покрытие с наружным отводом воды
допускается проектировать при отсутствии на площадке дождевой канализации, высоте
зданий не более 10 м и общей длине покрытия (с уклоном в одну сторону) не более 36 м при
соответствующем обосновании. Наружный водоотвод в одноэтажных однопролетных
производственных зданиях принимают обычно произвольным, т. е. неорганизованным.
В неотапливаемых зданиях следует проектировать свободный сброс воды с покрытия.
Внутренний отвод воды с покрытий этих зданий допускается применять при наличии
производственных тепловыделений, обеспечивающих положительную температуру в здании
или при специальном обогреве водосточных воронок и труб. Из стояка вода поступает в
подземную часть водоотводной сети, которую можно устраивать из бетонных,
асбестоцементных, чугунных, пластмассовых или керамических труб, в зависимости от
местных условий (рис. 179, а). На рис. 179, б–в показаны детали конструкции покрытия в
крайних и средних пролетах с внутренним водостоком.
Для обеспечения надежного отвода воды в сеть внутренних водостоков особое
значение имеет конструкция ендов кровельного покрытия. Необходимый уклон в сторону
водоприемных воронок создают укладкой в ендовах слоя легкого бетона переменной
толщины, образующего водораздел. По периметру здания с внутренними водостоками
предусматривают парапеты (рис. 179, б), а при наружном сводном сбросе воды с кровли–
карнизы (рис. 180). Система внутренних водостоков с кровли состоит из водосточных
воронок, стояков, отводных трубопроводов и выпусков в канализацию.
139
а
б
в
б
Рис. 179. Решение внутренних водостоков скатной кровли:
а) вариант с подпольным расположением трубопровода; б) пристенная ендова; в) средняя ендова
Рис. 180. Деталь конструкции скатной кровли с
наружным водоотводом:
1) накладка для крепления карнизной панели к покрытию;
2) плитка покрытия;
3) упругая прокладка;
4) бетонная плита;
5) слив из оцинкованной стали;
6) деревянный антисептированный брусок
При отводе воды по внутренним водостокам необходимо предусматривать
равномерное размещение водосточных воронок по площади кровли. Максимальное
расстояние между водосточными воронками на каждой продольной разбивочной оси здания
не должно превышать для скатных кровель 48 м, малоуклонных (плоских) – 60 м.
В поперечном направлении здания на каждой продольной разбивочной оси здания следует
располагать не менее двух воронок.
140
2.3.4.4. Вертикальные ограждения
Наружные и внутренние стены вмести с конструктивными элементами их заполнения
(окна, двери, ворота и др.) образуют вертикальные ограждения производственных зданий.
При проектировании наружных вертикальных ограждений производственных зданий
необходимо учитывать:
• внутреннюю среду производственных помещений (режим работы);
• внешнюю среду – климатические условия района строительства;
• материал в конструкции ограждения;
• архитектурную композицию здания;
• технико-экономическую эффективность.
Для стеновых ограждающих конструкций производственных зданий применяют
унифицированные легкобетонные стеновые панели, реже – крупноблочные или кирпичные
стены, а также стены из местного природного камня или их заменители и др.
Крупнопанельные стены устраивают обычно самонесущие и располагают их перед
наружными гранями крайних колонн каркаса. Применяют также и навесные панели.
Стеновые панели, применяемые в промышленном строительстве, делятся на панели для
неотапливаемых и отапливаемых производственных зданий.
Для неотапливаемых зданий панели изготовляют из железобетона.
Панели отапливаемых зданий обязательно должны быть утепленными.
Наибольшее применения получили панели длиной 6 м при таком же шаге колонн по
крайним рядам здания. Для панелей длиной 12 м принят шаг колонн крайних рядов 12 м.
В зависимости от месторасположения различают стеновые панели рядовые,
перемычечные, простенные, парапетные и карнизные.
В большинстве случаев применяют два конструктивных решения крепления панельных
стен: навесные стены – с опиранием на колонны через столики, расположенные в швах
между панелями (рис. 181, а) и самонесущие (рис. 181, б) с передачей их веса на
фундаменты.
На рис. 181, в–д приведены варианты деталей крепления панелей к колонне.
а
б
в
г
д
Рис. 181. Детали опирания:
а) на опорных столиках; б) на уголках;
в, г, д) крепления стеновых панелей к колоннам
Разработаны также комплексные крепления, которые обеспечивают передачу
горизонтальных и вертикальных усилий на каркас здания. При этих креплениях исключается
необходимость в опорных столиках; каждая панель отдельно подвешивается к несущему
каркасу.
Для одноэтажных зданий применяют схемы компоновки фасадов с горизонтальной или
вертикальной разрезкой (рис. 182) с навесными панельными стенами, с проемами и
простенками шириной 6 м и самонесущими панельными стенами с проемами и простенками
шириной 1,5 и 3,0 м.
141
а
в
б
г
д
е
Рис. 182. Компоновка стен в одноэтажных производственных зданиях:
а, б, в, е) варианты раскладки панелей продольных стен на фасаде;
г) то же, в разрезе; д) то же, торцовых стен
Для взаимоувязки отметок верха карнизной или парапетной панели и верха балки или
фермы покрытия необходимо, чтобы нижняя плоскость верхней стеновой панели
располагалась на 600 мм ниже опоры балки или фермы покрытия (рис. 182, г, д).
В таком случае при высоте балки на опоре 800 мм верхняя стеновая панель будет иметь
высоту 1200 мм; при высоте фермы 1500 или 2700 мм – соответственно 1800 мм или
состоять из двух панелей 1200 + 1800 мм.
Эксплуатационные качества панельного здания в значительной степени зависят от
конструктивного решения горизонтальных и вертикальных стыков стеновых панелей.
Исследование показали, что в стыках, заполненных полностью цементно-песчаным
раствором, с течением времени возникают трещины в результате температурных или
усадочных деформаций панелей.
Для повышения качества стыков их следует заполнять эластичными материалами
(гернитом, пороизолом в сочетании с изолом и др.). Для герметизации стыка с наружной
стороны его рекомендуется заполнять мастиками – герметиками.
2.3.4.5. Световые, светоаэрационные и аэрационные фонари
Для освещения помещений естественным светом в верхних этажах одноэтажных и
многоэтажных промышленных зданий в покрытиях предусматривают проемы, над которыми
устраивают остекленные надстройки, называемые световыми фонарями. Фонари можно
использовать также для удаления из помещений вредных газов или избыточного тепла;
в этом случае их называют аэрационными.
В некоторых случаях конструкцию фонарей выполняют в расчете на освещение
и аэрацию помещений. Такие фонари называют светоаэрационными. Фонари обычно
142
размещают на покрытии вдоль здания, в середине пролета, не доводя их до торцов здания
обычно на 6 м.
Расстояние между торцами фонарей торцами фонаря и наружной стеной должно быть
равным или кратным шагу стропильных конструкций.
По форме поперечного сечения различают фонари прямоугольные с вертикальным
остеклением, трапецеидальные, зенитные и зубчатые (шеды) с односторонним,
преимущественно вертикальным остеклением (рис. 183).
Основным типом фонаря современных зданий является прямоугольный с вертикальным
(рис. 184) остеклением. Для защиты помещений от попадания прямых солнечных лучей
применяют шедовые фонари с остеклением, обращенным на север. Фонари состоят из
несущей части (каркаса) и ограждения. Несущие конструкции фонарей монтируют из
стальных профилей или железобетонных несущих конструкций покрытия. Наиболее простой
каркас представляет собой ряд стоек, опирающихся на несущие элементы покрытия. Для
повышения поперечной жесткости в контур рам фонаря вводят раскосы, а торцевые стенки
усиливают элементами фахверка.
б
Рис. 183. Типы световых фонарей:
а) прямоугольной с наружным водоотводом;
б) то же, с внутренним; в) трапецеидальный
с наружным водоотводом; г) то же, с внутренним;
д) зенитный треугольный; е) зенитный
сферический; ж) зубчатого профиля (шед);
и) зенитный плафонного типа
Рис. 184. Прямоугольный
светоаэрационный фонарь:
а) фасад; б, в) поперечные фонарные фермы
для покрытий пролетом 12 и 18 метров (б)
и для пролетов 24,30 и 36 м (в);
г) поперечный разрез фонаря шириной 6 м
В промышленном строительстве применяют зенитные фонари точечные (рис. 185, в) и
секционные панельного типа (рис. 185, а). Основными деталями конструкций зенитных
фонарей являются опорный стакан и элементы светопропускающего заполнения.
Разработана также конструкция зенитного фонаря из плоских цельноформованных панелей,
включающая в себя стакан, опорную раму и светопропускающее заполнение. Стакан
устанавливают на железобетонные плиты покрытия и приваривают к закладным деталям
несущих конструкций (плит, балок, ферм) (рис. 185, б, г).
В производственных зданиях металлургии, химии и других, характеризующихся
большим выделением избыточной теплоты и различных вредностей, используют
аэрационные фонари. Такие фонари являются характерным типологическим элементом
фасадов большинства вредных и горячих цехов. Чаще всего применяют так называемые
незадуваемые аэрационные фонари, конструктивной особенностью которых являются
специальные ветрозащитные панели (щиты) для обеспечения одновременной работы
вытяжных отверстий вдоль продольных его стен.
143
а
б
в
г
Рис. 185. Конструкции зенитных фонарей:
а) план и разрезы устройств панельного типа; б) опорный узел; в) план и поперечный
разрез устройств точечного типа; г) деталь опорного узла
Незадуваемые аэрационные фонари работают на вытяжку при любом направлении
ветра, так как с подветренной их стороны создается отсос (разрежение), благодаря срыву
струй ветра с ребер ветрозащитных панелей (щитов). На рис. 186 приведены схемы
различных систем фонарей.
а
б
в
г
Рис. 186. Схемы наиболее распространенных типов незадуваемых фонарей:
а) системы КТИС; б) системы ПСК-2; в) Гипромеза; г) Батурина-Бранта; 1) ветрозащитные панели с
нижней подвеской; 2) направление ветра; 3) отработанный воздух; 4) ветрозащитные панели со средней
подвеской; 5) щель для отвода атмосферных осадков; 6) поворотный клапан; 7) защитный зонт;
8) жалюзийная решетка; 9) глухие остекленные переплеты
144
2.3.4.6. Унификация и типизация промышленных зданий
Унификация и типизация при проектировании промышленных комплексов, зданий и
сооружений, независимо от их технологического профиля, осуществляется на единой
научно-методической основе с соблюдением принципов индустриализации и модульной
координации. В применении ЕМС к промышленным зданиям отличительным по сравнению
с гражданскими является использование укрупненных модулей большей величины
(30 м, 60 м) и специфических приемов привязки осей несущих конструкций к модульным
осям. В проектировании промышленных зданий осевые размеры в плане назначают
кратными укрупненному модулям 60М (для шага колоны одно-, и многоэтажных зданий и
пролетов одноэтажных) и 30М (для пролетов многоэтажных зданий), а по высоте – 6М. Для
сохранения номенклатуры сборных изделий из числа возможных модульных размеров
шагов, пролетов и высот этажей в проектировании применяют относительно ограниченный
ряд величин.
Одноэтажные здания чаще всего содержат несколько параллельно расположенных
пролетов одинаковой ширины и высоты, что наиболее целесообразно для строительства
индустриальными методами. Взаимно перпендикулярное расположение пролетов, их
различная ширина и перепады высот пролетов одного направления должны быть не менее
1,2 м.
Разработка проектов промышленных зданий на базе габаритных схем является не
единственным путем их типизации. Более высокой формой является применяемая для целого
ряда отраслей промышленности компоновка зданий из их унифицированных фрагментов –
унифицированных типовых пролетов (УТП) или унифицированных типовых секций (УТС).
Эти объемные элементы зданий типизированы по габаритам, нагрузкам и
конструкциям. Унифицированный типовой проект представляет собой фрагмент здания
шириной в один пролет, длиной, чаще всего соответствующей протяженности
температурного блока. Различают два
а
б
типа УТП – средний и крайний (левый
и правый).
Унифицированная
типовая
секция – фрагмент здания, состоящий
из одного или нескольких пролетов
единой
высоты,
чаще
всего
представляющих собой температурный
блок здания. Длина температурных
блоков составляет 72 или 144 м.
в
В зависимости от приема компоновки
в здании применяют три типа УТС:
• блокируемые по длине и
ширине;
• блокируемые только по длине;
• одно-, и двухпролетные УТС,
пристраиваемые к многопролетным
секциям. Наибольшее применение в
проектировании одноэтажных зданий
Рис. 187. Примеры компоновки зданий из УТС:
получили УТС с размерами в плане
а) из секций типа I; б) из секций типа II;
144×72 и 72×72 м, с сетками колонн
в) из секций типа III и I
24×12 и 18×12 м (рис. 187).
Правила привязки модульных осей в промышленных зданиях разработаны с учетом
необходимости унификации и ограничения номенклатуры сборных изделии и сводятся к
следующему (рис. 188):
145
а
ж
б
в
и
д
г
к
Рис. 188. Унифицированные схемы привязок модульных осей вертикальных конструкций
одноэтажных промышленных зданий:
а) привязка продольной наружной стены в зданиях без мостовых кранов; б) в зданиях с мостовыми
кранами грузоподъемностью до 30 т; в) то же, при грузоподъемности до 50 т; г) привязка торцевой стены
здания всех видов; д) в поперечных температурных швах; е) в продольных при нулевых привязках колонн;
ж) то же, при привязках 250 мм; и) параллельных; к) перпендикулярных пролетов
• модульные оси
внутренних колонн
(за
исключением
примыкающих
к температурным швам) совпадают с их геометрическими осями;
• колонны крайних рядов каркаса имеют различную привязку к продольным
модульным осям – нулевую (по наружной грани колонны) 250 и 500 мм (от наружной
грани колонны). Выбор привязки определяется в зависимости от типа и мощности подъемнотранспортного оборудования;
• перепад высот между смежными параллельными или перпендикулярными
пролетами образуют на парных колоннах со вставкой и привязкой осей по правилам для
крайних (продольных или торцовых) колонн, изложенным в п. 2; соответственно вставки
между типовыми элементами фасада и покрытия получают размеры 300, 350, 400, 500 или
1000 мм;
• в местах расположения поперечных температурных швов модульная ось
совмещается с осью шва, а геометрические оси примыкающих к шву колонн размещают на
расстоянии 500 мм от его оси;
• в продольных температурных швах привязка колонн к продольным модульным осям
осуществляется как для колонн крайнего продольного ряда (по п. 2). Размеры вставок
наружных стен и покрытий в температурных швах те же, что и в местах перепадов высот –
300, 350, 400, 500 и 1000 мм;
• оси подкрановых балок привязывают к продольным осям здания на расстояниях в
750 мм при грузоподъемности мостовых кранов до 50 т и в 1000 мм при большей
грузоподъемности.
146
В многоэтажных промышленных зданиях модульные оси средних колонн совмещают с
их геометрическими осями, а для крайних применяют нулевую привязку или привязку на
расстоянии «а» от внутренней грани (размер «а» равен половине ширины колонны среднего
ряда) (рис. 189). Температурные швы устраивают с применением парных колонн, расстояние
между осями которых принимают кратным М или ½ М.
в
а
б
г
д
е
ж
Рис. 189. Привязка осей колонн в многоэтажных зданиях:
а, б) нулевая привязка; в, г) по геометрическим осям колонн; д, ж) в температурных швах
2.4. Специальные здания и сооружения
Инженерное оборудование современного города представляет собой сложную систему
инженерных коммуникаций, сооружений и вспомогательных устройств.
Подземные инженерные сети, главным образом используемые в городах, являются
одним из важнейших элементов инженерного благоустройства городских территорий.
В подземном хозяйстве города используют трубопроводы разного назначения:
трубопроводы сети водоснабжения (хозяйственно-питьевые, противопожарные, горячего и
промышленного водоснабжения, поливочные); трубопроводы
канализации (бытовых,
дождевых, и промышленных вод); теплопроводы тепло- и газоснабжения.
Основную сеть трубопроводов, каналов и кабелей размещают под улицами и
площадями города, и они образуют сплошные подземные системы. При этом некоторые из
них прокладывают под проезжими частями улиц.
2.4.1. Принципы размещения и способы прокладки подземных сетей
При планировки новых и реконструкции существующих городов, жилых районов и
микрорайонов подземные инженерные сети проектируются комплексно, с учетом начертания
улично–дорожной сети города, размещения крупных потребителей, характер рельефа.
При проектировании подземных инженерных сетей учитываются нормы взаимного
расположения различных трубопроводов и кабелей, глубина заложения их и минимальные
допустимые расстояния от сетей до зданий и сооружений. Подземные инженерные сети
прокладываются в основном параллельно оси улицы или красным линиям, прямолинейно, с
пересечением сетей в разных уровнях на перекрестках и вводах в микрорайоны.
147
Для прокладки подземных инженерных коммуникаций под улицами используют следующие
способы размещения – прокладку в грунте, каналах и коллекторах. Рекомендуется размещать
подземные сети вне проезжей части улиц – под полосами зеленых насаждений и тротуарами.
Учитывая продолжительность службы сетей, кабельные сети размещают под тротуарами.
Магистральные сети водопровода, канализации, газо- и теплопроводов прокладывают под
полосами зеленых насаждений, а в случае их недостаточной ширины – под проезжей частью.
Под тротуаром или примыкающей к нему полосой зелени на расстоянии не менее 0,6м от
зданий прокладывают кабели слабого тока – радио, сигнализации, междугородней связи и
специального назначения, затем – кабели телефонной связи, с разрывом от них 0,5 – 0,6м –
силовые кабели. Кабели постоянного тока для электротранспорта размещаются на удалении
0,5м от силового кабеля. Остальные подземные сети располагаются по возрастающей
глубине их заложения от зданий к оси улицы (рис. 190)
Рис. 190.
Расположение сетей по глубине залегания от здания к оси улицы
1 – кабели слабого тока; 2 – кабели телефонной связи; 3 – силовые кабели;
4 – теплопровод; 5 – газопровод; 6 – водопровод; 7 – канализация
В общей траншеи обычно размещают водопроводные и канализационные сети,
теплопровод, газопровод и водосток. При совмещенной прокладке сетей желательно
располагать траншею под тротуаром и полосами зеленых насаждений с газоном и
кустарником (рис. 191 )
Рис. 191. Совмещенная прокладка подземных сетей под тротуаром улицы
1 — кабели слабого тока; 2— канализация телефона; 3 — кабели силовые; 4 — газопровод;
5 — водопровод; 6 — канализация; 7 — кабель наружного освещения; 8 — водосток
148
Рис. 192. Совместная прокладка подземных сетей в технической зоне
1 — водопровод; 2 — водосток;3 — канализация
При совмещенной прокладке в одной траншее подземные коммуникации размещают
параллельно друг другу с одинаковым, кроме канализации, продольным уклоном.
Водопровод следует размещать выше канализационных сетей (Рис. 192).
Расстояние между трубопроводами в свету при совмещенной прокладке,
расположенными на разных отметках (Рис. 193).
Рис. 193. Расстояние между трубопроводами при совмещенной прокладке
Можно определить как
b = 0,2 + h + 0,2,
где 0,2 – горизонтальное расстояние от подошвы внутреннего откоса до стенки
трубопровода, м;
h – разность отметок расположения трубопроводов, м;
0,2 – горизонтальное расстояние от бровки откоса до стенки трубопровода, м.
внутренний откос обычно принимают с заложением 1:1, наименьший перепад в
отметках заложения 0,4м.
2.4.2. Здания и сооружения водопроводно-канализационного назначения
2.4.2.1. Водопроводные и канализационные насосные станции
Системой водоснабжения называется комплекс сооружений, предназначенный для
приема воды из источников, перекачки, очистки, хранения и транспортирования ее к месту
потребления. В зависимости от ряда признаков системы водоснабжения классифицируют по
роду обслуживаемых объектов – на городское, поселковое, промышленное,
сельскохозяйственное; по назначению – хозяйственно-бытовых нужд, питьевую,
производственную,
противопожарную
и
объединенную
(хозяйственно-бытовую
149
с противопожарной, производственно-противопожарную); по характеру использования
природных источников – поверхностные источники (речные), подземные воды (родниковые,
артезианские), смешанные (речные и артезианские); по способам подачи воды – самотечные
(гравитационные), с механической подачей (насосные); по способу кратности использования
воды – прямоточные системы (с однократным использованием), оборотные системы
(с многократным использованием), с повторным (последовательным) использованием воды.
Состав зданий и сооружений систем водоснабжения зависит от многих факторов: вида
источников и свойств воды, рельефа местности, от рода и количества объектов, снабжаемых
водой, и т. п.
На общей схеме водоснабжения города показаны здания и сооружения для
использования речной воды (рис. 194).
Рис. 194. Общая схема водоснабжения города:
1) водоприемное сооружение; 2, 9) водопровод; 3) очистные сооружения; 4) насосная станция первого
подъема; 5, 6) емкость для очистки воды; 7) резервуары чистой воды; 8) насосная станция второго подъема;
10) водонапорная башня
Водопроводное сооружение 1 забирает из источника воду, самотечным водопроводом
2 подает ее в береговой колодец 3. Насосная станция 4 первого подъема перекачивает воду в
очистные сооружения 5, в которых вода осветляется, фильтруется, дезинфицируется и
накапливается в водоводе 6. Из этих сооружений очищенная вода поступает в резервуары
чистой воды 7 и станциями второго подъема 8 подается в водопроводную сеть 9. Часть воды
аккумулируется в напорно-регулирующем сооружении 10, а часть по магистральным
трубопроводам поступает в различные районы города, где распределяется по домовым
ответвлениям к потребителям. В производстве воду часто используют для охлаждения
агрегатов и отдельных аппаратов промышленных установок. Использованная вода в этом
случае только нагревается, прочие свойства ее не изменяются, поэтому после охлаждения ее
повторно используют (оборотная система).
Использованную воду со значительным количеством загрязнений называют сточной.
Прием, транспортирование, очистку и сброс сточных вод осуществляют по системам
канализации. Под канализацией понимают совокупность инженерных, сооружений,
предназначенных для обработки сточных вод. В зависимости от вида использования
сточные воды подразделяют на бытовые, производственные и атмосферные.
Канализационная сеть, транспортирующая бытовые сточные воды (от санитарных приборов,
приготовления пищи, мытья посуды, полов и т. п.), называется бытовой;
производственной – отводящая производственные сточные воды. Если в канализационную
сеть поступают сточные воды различных видов, такую систему канализации называют
общесплавной.
В зависимости от рельефа местности территорию города условно делят на бассейны
канализации, т. е. на участки, ограниченные водоразделами. В каждом бассейне
150
по подземным канализационным трубам уличной сети сточные воды собирают в один или
несколько коллекторов. Если в коллектор отводят сточные воды нескольких бассейнов, то он
называется главным, а если проложен вне территории города – загородным.
Сточные воды сплавляют по коллекторам самотеком, а в случаях большого
заглубления коллектора сеть разделяют на несколько районов с нормальным заглублением
трубопроводов. Из районных сетей сточные, воды направляют к районной насосной станции
перекачки (РСП), откуда они по напорному трубопроводу поступают на более высокую
отметку в самотечные коллекторы. Устраивают также канализационные насосные станции
для подачи сточных вод на очистные сооружения, откуда очищенные воды отводят в водоем
по трубопроводу, называемому выпуском.
На рис. 195 приведен пример общей схемы канализации города.
Рис. 195. Общая схема
канализации города:
ГСН) главная насосная станция; РСП) районная станция
перекачки; ОС) очистные сооружения;
1) границы города; 2) напорный водопровод; 3) уличная
сеть; 4) границы бассейнов канализаций; 5) коллекторы;
6) главный коллектор; 7) аварийный выпуск;
8) загородный коллектор; 9) выпуск в водоем
Насосные станции по их назначению подразделяют на водопроводные и
канализационные. Здания насосных станции различают незаглубленные и углубленные
(рис. 196).
а
б
Рис. 196. Углубленная водопроводная насосная станция первого подъема:
a) разрез; б) план машинного зала; 1) всасывающий трубопровод; 2) напорный трубопровод;
3) насос центробежный; 4) кран-балка подвесная грузоподъемностью 1 т
При возведении того или иного типа здания учитывают ряд факторов места
строительства: состав грунта, глубину залегания грунтовых вод, источник воды, объект
обслуживания и др. По характеру оборудования насосные станции бывают с центробежными
насосами или поршневыми, а также компрессорами для обслуживания воздушных
водоприемников.
Канализационные насосные станции предназначены для перекачки сточной жидкости к
очистным сооружениям или из более заглубленного коллектора в вышерасположенный
(рис. 197).
151
Рис. 197. Канализационная насосная станция:
1) центробежные насосы; 2) напорный трубопровод; 3) подводящий коллектор;
4) механизированная решетка; 5) ручная решетка; 6) дробилка (отметки в числителе даны при
заглублении подводящего коллектора на 5 м, в знаменателе – на 4 м)
Станции первого вида называют главными, второго – станциями перекачки. Насосные
канализационные станции включают машинный зал, приемный резервуар, всасывающие и
нагнетательные трубопроводы и их оборудование, вспомогательные устройства (решетка,
металлический шибер). В машинном зале размещают центробежные насосы, к которым
подключают напорный трубопровод, служащий для перекачивания сточных вод из
приемного резервуара. Приемный резервуар, располагаемый в подземной части здания
станции, служит для приема сточной жидкости с учетом неравномерности ее поступления.
Канализационные насосные станции, как правило, устраивают заглубленными шахтного
типа. Стены надземной части станции возводят из кирпича, а подземной – железобетонные.
Покрытие из железобетона, утепленное, с рулонной кровлей. Днище и перекрытие также
выполняют из железобетона. Полы в станциях покрывают керамической плиткой или
цементом.
2.4.2.2. Резервуары, водонапорные башни и градирни
В качестве емкостей для систем водоснабжения и канализации широко используют
различные резервуары, главным образом прямоугольной и цилиндрической формы в плане
(Рис.198).
Прямоугольная форма резервуара позволяет обеспечить компактное и простое
решение. Наиболее целесообразны прямоугольные резервуары для хранения воды,
поскольку их высота отвечает технологическим требованиям. Цилиндрическая форма дает
возможность использовать в применяемых конструкциях эффект предварительного
напряжения, кроме того, цилиндрические резервуары менее чувствительны к
неравномерным осадкам.
По расположению резервуары могут быть надземные, подземные и частично
заглубленные (Рис. 199, 200).
Наиболее часто применяется третий тип резервуаров. Резервуары изготовляют из стали,
железобетона сборного или монолитного. Стены и покрытия прямоугольных резервуаров
выполняют сборными, а днище – монолитным. Для стен таких резервуаров применяют
сборные плоские панели, размеры которых зависят от высоты резервуара и расстояния
между вертикальными швами; панели имеют постоянную толщину, а в верхней части –
небольшое уширение для опирания плит перекрытия (Рис. 201).
152
Рис.198. Виды резервуаров
а – по форме;
б – в зависимости от их
размещения на земле;
в – секционные решения
б
Рис. 199. Примеры решения
резервуаров
а – надземный; б – заглубленный.
Рис. 200. Объемно-планировочное и
конструктивное решение крытого надземного
резервуара с одной внутренней опорой
153
Рис. 201. Отдельные решения заглубленных резервуаров
а – открытый;
б – крытый с концентрически расположенными опорами;
в – небольшие полузаглубленные резервуары без опор
154
Прямоугольная
форма
емкостных
сооружений с размерами в плане, кратными
6 м, позволяет использовать для устройства
покрытий типовые плиты и ригели,
применяемые в промышленных зданиях.
Цилиндрические резервуары строят с
купольным
покрытием
или
плоским
безбалочным (рис. 202).
Купольные перекрытия применяют для
резервуаров вместимостью до 600 м3; при
большей
вместимости
целесообразно
строить плоские безбалочные перекрытия,
обеспечивающие хорошую циркуляцию
воздуха над уровнем воды. В перекрытиях
устраивают отверстия для вентиляционных Рис. 202. Сборный цилиндрический резервуар:
труб и люк для доступа внутрь резервуара, в 1) утепление дерном по цементной стяжке,
котором имеется переливная и сливная обмазанной горячим битумом за 2 раза; 2) грязевая
трубы, необходимые для установления труба; 3) лаз; 4) приямок; 5) монолитное днище;
определенного уровня воды и ее перекачки 6) сборные колонны; 7) лестница; 8) стеновые
для потребления. В днище резервуаров панели; 9) трапециевидные плиты покрытия;
предусматривается приямок глубиной 1 м, из 10) сборные фундаментные башмаки под колонны;
11) напрягаемая кольцевая арматура
которого выходит приемная труба, служащая
также для слива грязи.
Водонапорные башни сооружают из металла, железобетона, кирпича и других
материалов и служат для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети.
Сооружение состоит из фундамента 1, ствола 2 и башни 3, в которой размещается
водонапорный бак 4 (рис. 203).
В баке накапливается запас воды в период, когда подача
превышает потребление. В период максимального расхода вода
поступает из бака в водопроводную сеть. Для предупреждения
возможного перелива через верхнюю кромку бака устраивают
переливную трубу с воронкой. К баку подведены подающая и
разводящая трубы, которые в районах с низкой зимней
температурой утепляют. Стены водопроводного бака
покрывают теплоизоляционным слоем, предохраняющим в
зимнее время от замерзания, а в летнее время – от перегрева
воды.
Подающая и разводящая трубы снабжены арматурой,
регулирующей подачу и разбор воды. Основными параметрами,
характеризующими
водонапорную
башню,
являются
вместимость бака и ее высота. Вместимость бака определяют в
основном режимом потребления воды и работой насосной
Рис. 203. Схема
установки; в большинстве случаев она колеблется от 15 до 1000 м3.
оборудования
Высота башни зависит от величины требуемого свободного
водонапорной башни
напора в сети и определяется гидравлическим расчетом.
Опоры водонапорных башен могут быть выполнены из кирпича, железобетона, стали, а
небольшие – иногда из дерева. Опоры башен малых емкостей (15...50 м3) можно
проектировать кирпичные при высоте опор до 15 м, стальные – от 18 м и выше, деревянные
(в лесопромышленных районах) для башен вместимостью 25 м3 – до 18 м. При вместимости
башен 100 м3 и более опоры следует проектировать железобетонные монолитные или
сборные. Баки водонапорных башен обычно выполняют из стали или железобетона.
155
Наиболее простая форма бака – цилиндр с плоским дном. Днища сферические или
коническо-сферические экономичнее, хотя изготовлять их сложнее.
Конструктивные решения водонапорных башен обладают большими возможностями
для создания разнообразных архитектурных ансамблей (Рис.204, 205, 206).
Рис. 204. Некоторые конструктивные
особенности водонапорных башен
а – при галерее на всю высоту бака;
б – при галерее не на всю высоту
Рис. 205. Конструктивные
и объемно – простанственные решения
водонапорных башен (резервуара и
опорной части) соответственно
емкости их баков
156
Рис. 206. Примеры архитектурного решения небольших водонапорных башен
Водонапорные башни активно участвуют в формировании силуэта и архитектуры
промышленного комплекса.
При решении общей композиции водонапорной башни необходимо руководствоваться
следующими принципами:
─ чем башня выше, тем зрительно более легкой она должна выглядеть (Рис.207);
─ башня должна иметь максимально полезный объем с высоким коэффициентом
полезного действия;
─ в силуэте должен выявиться основной объем бака, для которого подыскивают
подходящую форму и пропорции (Рис. 208);
157
Рис. 207. Примеры архитектурного решения небольших водонапорных башен
158
Рис. 208. Примеры архитектурного решения больших водонапорных башен
159
─ определять соотношения между технически необходимой высотой башни Н и
высотой бака Р, предпочитая обратно пропорциональную зависимость (при
более высокой башне – меньший по объему резервуар) (Рис.209),
Рис. 209. Влияние пропорций резервуара и его опорной части на зрительное
восприятие
─ чтобы уменьшить отрицательное воздействие массы высокорасположенного
бака, необходимо стремиться к большей пластичности формы;
─ изучить композиционную роль башни в формировании силуэта жилого или
промышленного района.
Оформление элементов должно быть подчинено основной композиционной идее.
Градирни служат для охлаждения значительного количества нагретой циркуляционной
(оборотной) воды, поступающей из
систем
охлаждения
компрессоров,
двигателей и других промышленных
установок. Основными типами градирен
являются
башенные
капельные
и
вентиляторные. Башенные капельные
градирни
(рис. 210)
состоят
из
водораспределительного
и
оросительного устройства, водосборного
бассейна и вытяжной башни.
Башенные
градирни
видны
издалека и подобно промышленным
трубам требуют целостного восприятия,
хотя бы с главных подступов и
магистралей. Поэтому, когда требуется
построить
несколько
башенных
градирен,
необходимо
тщательно
Рис. 210. Капельная градирня с башней
продумать
их
расположение
с
учетом не
из монолитного железобетона:
только технологических параметров
1) кольцевой железобетонный фундамент;
2) решетчатый пояс из сборных железобетонных
(сокращения коммуникаций или лучшего
раскосов; 3) оросительное устройство; 4) подача
обдувания ветром для устойчивого
теплой воды; 5) башня
режима воздушного потока и т. д.), но и
их композиции. Не должно быть
впечатления случайного размещения градирен. В этом смысле расположение их по
диагональной прямой, а при большем числе – веерообразно, дает хороший зрительный
эффект (рис.211, 212).
160
Рис.211. Вид отдельно стоящих
вентиляторных градирен со стороны их
обслуживания
Рис. 212. Воздействие группы градирен на силуэт застройки
Башенные градирни обладают оригинальными формами. Своими размерами они
создают впечатление монументальности и, естественно, привлекают внимание наблюдателя.
Необходимо разнообразить формы и объемы этих сооружений (рис. 213).
В химической и нефтяной промышленности в качестве охлаждающих устройств
применяют вентиляторные градирни. Они целесообразны при необходимости постоянного и
глубокого охлаждения воды, а также в районах с жарким климатом. Конструктивные
решения вентиляторных градирен разработаны на основе секций, что позволяет в
зависимости от необходимости обеспечить гибкую и экономичную их эксплуатацию. Сетка
колонн для разных секций принята единой – 4×4 м. Размеры секций обусловлены габаритами
осевых всасывающих вентиляторов, которые обеспечивают эффективные скорости воздуха
в оросителях (Рис. 214).
Вентиляторные градирни состоят из водонапорного бассейна и наземного
пространственного каркаса с установленными на нем вентиляторами. Водосборные бассейны
таких градирен имеют в плане прямоугольную форму. Высота панелей принимается равной
глубине бассейна, а длина – кратна шагу колонн каркаса. Каркас градирен представляет
собой пространственную пятиярусную этажерку с узлами сопряжений вертикальных и
горизонтальных элементов в двух направлениях. Вертикальными элементами служат
прямоугольные колонны, горизонтальными – ригели. Колонны изготовляют цельными на
высоту четырех ярусов, что позволяет значительно уменьшить количество стыков,
являющихся наиболее слабыми местами в градирнях.
161
Рис. 213. Примеры решения градирен различных платформ
Рис. 215. План и разрез вентиляторной градирни, выявляющие активную форму
оболочки и радиальную распределительную сеть
162
Ригели имеют сплошное сечение; их устанавливают по периметру в нижнем ярусе (над
входными окнами). Горизонтальную плиту днища, колонн и нижних обвязочных балок
первого яруса выполняют часто в монолите, а стены – из сборных панелей толщиной 120 мм;
покрытие градирен – из сборных железобетонных плит, укладываемых на ригели последнего
яруса каркаса. Наружная и межсекционная обшивка – из асбестоцементных волнистых
листов или листовых изделий.
Вентиляторные градирни можно располагать и более компактно (по четыре или шесть
в блоках), что облегчает композиционное решение (рис. 216, 217).
Рис. 216. Групповое размещение градирен. Вентиляторные градирни – одиночные и
секционные, с вертикальными и горизонтальными вентиляторами
Открытые градирни не имеют башен и вентиляторов; работа их основана на
использовании силы ветра. Направление движения воздуха горизонтальное. Для этого типа
водоохладителей требуется большой оборот воздуха (рис. 218).
Наилучшие аэродинамические характеристики имеют башни, выполненные в форме
гиперболоидных оболочек с горловиной, расположенной на высоте около 4 от низа башни
5
(Рис. 219).
163
Рис. 217. Секционные вентиляторные градирни
Рис. 218. Схема действия градирни с естественной тягой (а) и деталь
водоразбрызгивающего устройства (б)
Рис. 219. Конструктивные схемы сборных гиперболоидных градирен
164
Улучшение формы достигается путем акцентирования отдельных элементов, например
кольцевых скрепляющих элементов для перераспределения усилий на колонны опорной
части и др. Этот тип сооружений характеризуется пластичностью и чистотой линий
(выявляемых светотенью), обоснованных функциональностью (аэродинамически и
конструктивно), что достигается за счет единства формы, функции и структуры.
2.4.2.3. Внешние сети водопровода и канализации
(трубопроводы, коллекторы, колодцы)
Наружная водопроводная сеть служит для распределения воды к местам потребления.
Водопроводные сети состоят из магистральных и распределительных линий.
По магистральным подают основные потоки воды, а из них по
а
распределительным – к отдельным зданиям. Трассировка
водопроводных сетей может быть выполнена по кольцевой,
тупиковой или смешанной схемам. Тупиковая схема (рис. 220, а)
наиболее экономична, однако при аварии на одном из участков
или выключении его из работы по разным причинам все
б
последующие за ним участки будут лишены снабжения водой.
Кольцевая схема (рис. 220, б) состоит из одного или нескольких
замкнутых контуров (колец), что дает возможность отключать
различные участки без перерыва в снабжении водой остальной
сети за счет другой линии. Такие же преимущества имеет
Рис. 220. Водопроводная
смешанная схема.
Для устройства водопроводной сети применяют трубы из схема снабжения города:
а) тупиковая схема;
различных материалов: чугунные, стальные, асбестоцементные,
б) кольцевая
железобетонные, пластмассовые и др. Чугунные трубы
изготовляют диаметром от 50 до 100 мм и длиной от 2 до 5 м.
С одной стороны трубы имеют раструб для соединения между собой. Преимуществом этих
труб является их стойкость против коррозии, недостатком – сложность и трудоемкость
заделки стыков в раструбных соединениях. Стальные трубы по способу изготовления
подразделяют на цельнотянутые (бесшовные) и сварные с продольным или спиральным
швом. Цельнотянутые стальные трубы изготовляют диаметром от 25 до 800 мм и длиной от 4
до 12,5 м, сварные с продольным швом – диаметром от 400 до
1600 мм и длиной от 5 до 24 м. Стальные трубы соединяют в трубопровод посредством
сварки, что обеспечивает прочность, плотность и водонепроницаемость стыков. Недостатком
стальных труб является их подверженность коррозии под действием грунтовых вод,
химически агрессивного грунта и блуждающих электрических токов, поэтому стальные
трубы покрывают противокоррозионной изоляцией из нескольких слоев битумной эмали и
гидроизола.
Асбестоцементные трубы (напорные) изготовляют диаметром от 50 до 1000 мм и
длиной 3–4 м. Соединяют трубы с помощью специальных муфт с резиновыми
уплотняющими кольцами. По сравнению со стальными асбестоцементные трубы менее
теплопроводны, диэлектричны, более стойки в отношении коррозии; у них меньшее
гидравлическое сопротивление, однако они слабее сопротивляются ударам и динамическим
нагрузкам. Железобетонные напорные трубы изготовляют с предварительно напряженной
арматурой. Такие трубы делают большого диаметра (от 50 до 1500 мм) и их можно
применять для устройства водоводов наравне с металлическими. Стыковые соединения
железобетонных напорных труб устраивают раструбные с уплотнением резиновыми
кольцами.
Водопроводные трубы нужно укладывать в траншеи на такой глубине, чтобы вода в
них не замерзала при наиболее низкой температуре. Ориентировочно такую глубину можно
165
принимать 3–3,5 м для северных районов, 2,5–3 м – для средней полосы и 1–1,5 м – южных
районов. Минимальная глубина заложения водопроводных труб должна обеспечивать
защиту их от динамических нагрузок, вызываемых движением транспорта, а также защиту
воды от нагрева в жаркие солнечные дни. В большинстве случаев минимальную глубину
заложения труб можно принимать 1 м.
В местах установки на городской водопроводной сети различной арматуры (задвижек,
гидрантов, вантузов — для удаления из сети воздуха, водоразборных колонок, обратных и
предохранительных клапанов и другой арматуры) устраивают колодцы, в основном круглые,
состоящие из стеновых колец, плиты днища, плиты перекрытия, опорного кольца и
чугунного люка (рис. 221). Кольца имеют внутренний диаметр 100, 1000, 1500 и 2000 мм;
номинальная высота их – 300, 600, 900 и 1200 мм, что позволяет принимать общую глубину
колодцев в широком диапазоне. Для жесткости кольца армируют сварным каркасом.
а
б
Рис. 221. Водопроводные колодцы из сборных железобетонных колец:
а) круглый с плоским покрытием; б) прямоугольный; 1) чугунный люк; 2) опорные кольца;
3) плита перекрытия; 4) стеновые панели (кольца); 5) плита днища; 6) монолитные участки заделки
отверстий в колодце; 7) водопроводные трубы; 8) скобы
Прямоугольные колодцы имеют размеры от 1500×2000 мм до 2500×2500 мм;
их собирают из сборных железобетонных панелей.
Внешняя канализационная сеть служит для отвода сточных вод от потребителей до
очистной станции. Канализационная сеть состоит из дворовой и уличной сети и коллекторов.
Основная задача при прокладке сети заключается в том, чтобы наибольшее количество
сточной жидкости отводилось по трубам и каналам самотеком. Сточные воды из внутренней
канализационной сети, расположенной в здании, отводят в дворовую или
внутриквартальную канализацию. Из последнего (контрольного) колодца через
соединительную ветвь и городской колодец сточные воды поступают в уличную
канализационную сеть.
Трассирование канализационной сети выполняют из керамических, бетонных,
железобетонных и асбестоцементных труб. Керамические трубы изготовляют круглого
сечения с раструбами, диаметром от 125 до 600 мм, длиной 800–1200 мм. Стыки в раструбах
уплотняют просмоленной пеньковой прядью с заделкой сверху асфальтовой мастикой,
цементом или асбестоцементом. Керамические трубы не подвержены агрессивному
воздействию сточных вод. Бетонные безнапорные трубы для канализационной сети
изготовляют диаметром 150–600 мм, железобетонные – диаметром 300–1500 мм. Соединение
этих труб раструбное или на муфтах. Асбестоцементные безнапорные трубы изготовляют
166
без раструбов, соединяют их с помощью асбестоцементных цилиндрических муфт. Трубы
эти имеют диаметр от 50 до 700 мм и длину 2,5–4 м.
Глубина заложения труб уличной канализационной сети должна обеспечивать
возможность присоединения к ним с необходимым уклоном труб дворовой канализации.
Наименьшая глубина заложения канализационных труб диаметром до 500 мм может быть
принята на 0,3 м выше глубины положения нулевых температур грунта, учитывая запас
теплоты в сточных водах, выходящих из здания, который предотвращает их замерзание.
Наибольшая глубина заложения канализационных труб при прокладке открытым способом
может доходить в сухих грунтах до 7–8 м. Чем глубже заложены трубы в начальном участке
дворовой сети, тем больше глубина заложения городской. В средней климатической зоне
России глубина заложения подземных сетей канализации может быть принята примерно
3,5–4,5 м.
Канализационные коллекторы в настоящее время устраивают, главным образом, из
сборных железобетонных блоков. Коллекторы обычно имеют следующие конструктивные
решения (рис. 222): верхняя половина коллектора представляет собой двухшарнирный
полуциркульный свод, нижняя – стул, очерченный с внутренней стороны по окружности
(рис. 199, а); верхняя половина коллектора – трехшарнирный полуциркульный свод, нижняя
– стул с внутренним круговым очертанием, состоящие из блоков по ширине (рис. 199, б);
верхняя половина представляет собой трехшарнирный параболический свод, нижняя – стул с
внутренним овоидальным очертанием, состоящие из двух блоков по ширине (рис. 199, в).
Диаметры коллекторов с двухшарнирным полуциркульным сводом – 700, 1000, 1200, 1500,
1800 и 2000 мм. Длину блоков принимают для сводов 2–4 м, для стула 1–2 м, в зависимости
от диаметра коллектора и наличия подъемных механизмов. Коллекторы диаметром более
2000 мм обычно выполняют с трехшарнирным сводом.
а
б
в
Рис. 222. Канализационные коллекторы из сборных железобетонных блоков:
а) с двухшарнирным полуциркульным сводом; б) то же, с трехшарнирным;
в) с трехшарнирным параболическим; 1) шарнир
Необходимым элементом канализационной сети являются смотровые колодцы –
линейные, поворотные, узловые, перепадные. Линейные смотровые колодцы устанавливают
на прямых участках канализационной сети для периодического осмотра и прочистки труб.
Расстояние между колодцами 50, 75 и не более 150 м, в зависимости от диаметра труб.
В местах изменения направления труб устанавливают поворотные колодцы, в местах
присоединения ответвлений труб – узловые, а в местах перепадов – перепадные колодцы.
Различают также контрольные колодцы, располагаемые в местах присоединения дворовой
или внутриквартальной сетей к уличной городской сети.
На рис. 223 изображен круглый смотровой канализационный колодец из сборных
железобетонных элементов, устанавливаемый на сети с трубами диаметром, не
превышающим 500 мм.
167
Рис. 223. Смотровой круглый железобетонный канализационный колодец:
1) кирпич; 2) скобы; 3) полка лотка; 4) щебень; 5) бетон М70; 6) бетон M100
2.4.3. Здания и сооружения теплогазоснабжения
2.4.3.1. Здания отдельно стоящих котельных
Теплоснабжение потребителей подразделяют на системы отопления, вентиляции,
кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения. Любая система теплоснабжения
состоит из источника теплоты, трубопроводов и объектов потребления с нагревательными
приборами.
В зависимости от дальности передачи теплоты и числа потребителей системы
теплоснабжения классифицируют на местные, центральные и централизованные. Местной
системой называют такую, в которой источник теплоты, трубопроводы и объект
теплопотребления находятся в небольшом по объему здании. При центральной системе
теплоснабжение одного здания производят от одного источника, установленного в подвале
дома или отдельно стоящей котельной; при централизованной теплоснабжение многих
зданий обеспечивается от одного источника.
Планировочное деление территории города на районы обусловило размещение в
каждом районе котельной, обеспечивающей теплотой в виде пара или горячей воды жилые и
общественные здания, а также промышленные предприятия. Котельные подразделяют на
отдельно стоящие, сблокированные (примыкающие к другим зданиям) и встроенные
(располагаемые внутри зданий различного назначения).
В дальнейшем мы будем рассматривать только отдельно стоящие котельные, которые в
зависимости от различных признаков могут иметь много разновидностей.
По назначению различают котельные отопительные, отопительно-производственные и
производственные; по видам топлива – на твердом, жидком или газообразном топливе; по
типам и производительности котлов.
В зависимости от схемы теплоснабжения и климатических условий различают
котельные закрытого, полуоткрытого и открытого типов. Котельными закрытого типа
называют такие, в которых все оборудование размещено внутри здания. Эти котельные
строят в тех случаях, когда расчетная температура наружного воздуха ниже минус 30 °С, а
168
также при расположении котельных внутри жилых кварталов и районов. Общий вид
котельной закрытого типа, работающей на мазуте, приведен на рис. 224.
Котельными полуоткрытого типа
называют те, в которых вспомогательное
оборудование
(дымососы,
дутьевые
вентиляторы, золоуловители, деаэраторы,
баки) устанавливают вне здания. Такие
котельные строят в районах с расчетной
температурой наружного воздуха от минус
20 до минус 30 °С при условии, что они
будут размещены за пределами жилого
массива. К котельным открытого типа
относят такие, в которых все оборудование,
за исключением щитов управления, насосов
Рис. 224. Общий вид котельной
и фильтров химической водоочистки,
закрытого типа, работающей на мазуте
устанавливают на открытой площадке.
Планировочное решение котельной зависит от многих факторов: типа котлов, вида
топлива, организации технологического процесса производства и т. п. Размеры котельного
зала обусловливаются габаритами котлов экономайзера, размерами проходов и рабочих мест,
определяемых правилами техники безопасности и противопожарными мероприятиями.
Расстояние от фронтовой стены котлов до противоположной стены здания должно быть не
менее 3 м. Проходы между стенами здания и обмуровкой котла или экономайзера или между
обмуровками котлов должны быть не менее 1 м. Высота помещения котельной должна быть
не менее 2 м до низа несущей конструкции покрытия. Покрытия котельных выполняют
легкосбрасываемыми из легких сборных элементов. Эти мероприятия проводят в целях
безопасности. В случае взрыва котла взрывная волна легко разрушает покрытие, и энергия
выходит наружу. Более тяжелые конструкции покрытия применяют в зданиях котельных, у
которых в наружных стенах против котлов устроено оконное остекление или имеются
фонари.
На рис. 225 показаны поперечный и продольный разрезы здания отопительной
котельной закрытого типа с тремя крупными водогрейными котлами ПТВМ-50,
работающими на газе и мазуте, которые в последнее время находят применение для
отопления гражданских зданий микрорайонов.
Рис. 225. Пример объемнопланировочного решения отдельно
стоящей котельной закрытого типа:
1) водогрейный котел ПТВМ-50;
2) подпиточный насос;
3) вакуумный декэратор;
4) насос;
5) газомазутная горелка;
6) дутьевой вентилятор;
7) декарбонизатор;
8) фильтр водоочистки
169
Компоновка здания котельной и решение генерального плана территории в большой
степени зависят от характера потребляемого топлива и способа его подачи. Наиболее
простой является подача газа. От внешней сети газ подводится к месту газового ввода в
котельную. За вводом устанавливают отключающую задвижку, а за ней фильтр. Далее
располагают предохранительный клапан, затем регулятор давления, который необходим для
поддержания требуемого давления перед горелками на заданном уровне. Газовый ввод
рекомендуется располагать в отдельном помещении с самостоятельным наружным выходом.
Высоту дымовых труб котельных, работающих на твердом топливе и мазуте и
оборудуемых установками для очистки дымовых газов от золы со степенью улавливания
85–90 %, принимают равной 20, 30 и 45 м в зависимости от расхода топлива, его
зольности и сернистости. Для котельных, работающих на газе, высоту дымовых труб
выбирают по конструктивным соображениям не менее 20 м.
В последние годы разработаны унифицированные габаритные схемы отдельно стоящих
котельных. Проектирование котельных на основе габаритных схем дает возможность
применять унифицированные сборные железобетонные конструкции по действующим
каталогам. Здания отдельно стоящих котельных строят одноэтажные бесчердачные
павильонного типа, прямоугольной в плане формы, с пролетами одного направления,
одинаковой ширины и высоты. Размеры пролетов зданий котельных принимают 12, 18, 24 и
30 м. В отдельных случаях допускается применять пролеты 6 и 9 м.
2.4.3.2. Внешние сети теплогазоснабжения
Сети теплоснабжения служат для подачи теплоносителя к потребителям и отвода
охлажденного компонента к теплоэлектроцентралям (ТЭЦ). В качестве теплоносителя в
системах теплоснабжения используют воду или пар.
Теплоэлектроцентраль характеризуется комбинированной выработкой тепловой и
электрической энергии. Централизованное снабжение объектов теплотой на основе ТЭЦ
называется теплофикацией. Теплофикация в отличие от районного теплоснабжения
вырабатывает два вида энергии.
Сети теплоснабжения могут быть надземными или подземными. Надземные
прокладывают на эстакадах со сплошным пролетным настилом, на высоких или низких
отдельно стоящих опорах. Обслуживание запорной арматуры, компенсаторов и других
элементов тепловой сети проводят со специальных площадок, предусмотренных при
монтаже сети. Надземная прокладка сети осуществляется, как правило, на территориях
промышленных предприятий, совместно с технологическим трубопроводом. Наибольшее
распространение получил подземный способ прокладки тепловой сети. В зависимости от
вида прокладок, расстояний между коммуникациями и строительными конструкциями
каналы бывают проходные, полупроходные и непроходные. Кроме каналов, тепловые сети
прокладывают в тоннелях или коллекторах совместно с другими инженерными
коммуникациями. Применяют также бесканальную прокладку в грунте с изоляцией труб
различными теплоизоляционными материалами.
В общих коллекторах обычно размещают сети водопровода, теплопровода, напорной
канализации, электрические кабели сильного и слабого тока. Прокладка газовых сетей в
коллекторах совместно с трубопроводами и электросетями допустима, если коллекторы
оборудованы постоянно действующей приточно-вытяжной вентиляцией и автоматической
сигнализацией. Общие коллекторы оборудуют освещением, вентиляцией, сигнализацией и
другими устройствами, обеспечивающими нормальные условия для эксплуатации сетей.
При значительном количестве сетей или при больших диаметрах трубопроводов
сооружают двухсекционные коллекторы (рис. 226).
170
Рис. 226. Поперечное сечение двухсекционного коллектора
1 – паропровод; 2 – резервный паропровод; 3 – подающий теплопровод; 5 – обратный
теплопровод; 6 – напорный конденсатопровод; 7 – трубопровод умягченной воды;
8 – вентиляционный трубопровод; 9 – трубопровод горячей воды;
10 – мазутопроводы с обогревом
В плане общие коллекторы проектируют под улицами параллельно красной линии или
оси улицы. Размещать их следует под тротуарами, полосами зеленых насаждений или в
технических полосах.
Глубину заложения коллекторов назначают исходя из несущей способности
конструкции коллектора и условий температурного режима в нем. Как правило,
минимальное заглубление перекрытия от поверхности земли порядка 1м. Продольный
профиль коллектора проектируется таким образом, чтобы был обеспечен самотечный сток
аварийных и грунтовых вод. Внутренние габариты принимаются в зависимости от условий
осмотра и ремонта инженерных сетей. Высоту прохода в свету устанавливают не менее 180
см, а ширину прохода – не менее 80 см.
Конструкции каналов унифицированы (рис. 227).
Односекционные каналы высотой 300, 450 и 600 мм в виде лотковых элементов со
сборными плитами перекрытий, а также одно- и двухсекционные каналы высотой 900 и
1200 мм. Из сборных элементов одно- и двухсекционных каналов предусмотрено сооружать
трех-, четырех- и пятисекционные каналы с любым сочетанием секций. Длина основных
элементов принята равной 3 м, доборных – 600 мм.
Внутренняя высота непроходных каналов при диаметре труб от 25 до 700 мм в чистоте
(от пола до низа перекрытия) составляет от 290 до 1120 мм при ширине канала поверху от
750 до 2650 мм.
а
б
Рис. 227. Унифицированные сборные
железобетонные непроходные каналы:
а) для труб малых диаметров; б) то же, средних;
в) то же, крупных;
1) железобетонный лоток марки Л;
2) железобетонная плита перекрытия марки П;
3) стеновая плита марки ПС;
4) плита днища марки ПД;
5) песчаная подготовка
171
Имеются также каналы высотой 1500, 1800 и 2100 мм, предназначенные для прокладки
теплопроводов большого диаметра – 900–1200 мм. Каналы высотой 1500, 1800 мм могут
быть полупроходными или непроходными.
Каналы могут применяться при минимальном заглублении верха перекрытия на 0,1 м,
если над ними нет дорожного покрытия, и на 0,5 м – под бетонным дорожным покрытием.
Максимальное заглубление верха перекрытия канала 2 м. Предусмотрена также возможность
полуподземной прокладки каналов при возвышении верха перекрытия на 0,2–0,4 м над
уровнем планировки грунта. Глубина заложения каналов зависит от гидрогеологических
условий (уровня грунтовых вод, просадочных грунтов и др.). При наличии грунтовых вод
для защиты от избыточной влаги применяют попутный дренаж или защиту каналов
оклеечной гидроизоляцией.
Для периодического осмотра и ремонта тепловых сетей, расположенных в
непроходных каналах, производят их вскрытие, что приводит к порче дорожного покрытия,
перебоям движения транспорта. Поэтому под магистральными улицами целесообразно
устраивать полупроходные каналы, в которых возможен проход эксплуатационного
персонала для осмотра и ремонта трубопроводов без вскрытия каналов. Для ремонта или
частичной замены поврежденных труб в полупроходных и проходных каналах должна быть
организована естественная или принудительная вентиляция.
Прокладку сетей теплоснабжения производят в коллекторах (рис. 228) и тоннелях.
Разработаны и применяются одно- и двухсекционные тоннели высотой 2100, 2400 и
3000 мм, шириной от 1500 до 4200 мм. Односекционные тоннели устраивают из сборных
железобетонных плит (рис. 229).
Рис. 228. Размещение подземных сетей в общем
коллекторе:
1) кабели связи; 2) кабели внутреннего обслуживания
коллектора; 3) кабели силовые;
4) трубопроводы
тепловой сети; 5) бетонная подготовка; 6) водопровод;
7) металлические полочки; 8) железобетонные блоки
Рис. 229. Односекционный тоннель
из сборных элементов:
1) плита перекрытия; 2) стеновая плита;
3) плита днища; 4) песчаный
выравнивающий слой;
5) подготовка из бетона М50
В местах с высоким уровнем грунтовых вод тоннели покрывают гидроизоляцией.
Глубина заложения тоннелей может быть принята от планировочной отметки земли на
0,7–2 м. Готовый тоннель засыпают одновременно с обеих сторон равномерными слоями
толщиной 200–300 мм с плотным трамбованием.
Большое распространение получила бесканальная конструкция теплопровода в виде
блоков, состоящих из стальной трубы, теплоизоляции и оболочки из железобетонной трубы
(рис. 230).
172
Рис. 230. Бесканальный теплопровод в оболочке из железобетонных труб:
1) железобетонная труба; 2) теплоизоляция; 3) опоры теплопровода; 4) стальной теплопровод
Кольцевое пространство между стальной и железобетонной трубами заполняют
минеральной ватой. К стальной трубе приваривают скользящие опоры, которые
обеспечивают центрирование внутренней трубы и возможность ее скольжения внутри
железобетонной оболочки при тепловом удлинении в осевом направлении.
В последние годы широко применяется способ сооружения тепловых сетей путем
протаскивания изолированных и сваренных стальных труб внутри предварительно
уложенных в траншею железобетонных труб с законченным их стыкованием. Конструкция
таких теплопроводов, применяемая при диаметрах стальных труб от 150 до 500 мм,
изображена на рис. 231.
Стальные трубы для защиты от коррозии изолируют двумя слоями изола на битумной
грунтовке. Теплоизоляцию выполняют из минеральной ваты и снаружи трубы покрывают
цементно-песчаной коркой по металлической сетке. Между внутренней поверхностью
железобетонной трубы и теплоизоляцией имеется кольцевая воздушная прослойка, которая
способствует просушке тепловой изоляции.
Применяется также бесканальная прокладка теплопроводов с монолитной
теплоизоляцией из армопенобетона, которой покрывают стальные трубы в заводских
условиях. После сушки оболочку покрывают гидроизоляцией (рис. 232).
а
б
Рис. 231. Конструкция бесканальных
теплопроводов, осуществляемая
способом протаскивания:
а) поперечное сечение; б) продольный разрез
Рис. 232. Конструкция бесканальной
тепловой сети с монолитной
армопенобетонной изоляцией
(обе трубы с теплоизоляцией):
1) песчаная подготовка
Система газоснабжения города включает в свой состав источник газоснабжения,
подземную сеть газопроводов, а также арматуру для подачи и регулирования давления газа,
внутреннее газооборудование.
Источниками газоснабжения служат месторождения природного газа или
искусственные газы, получаемые на газовых заводах. Потребителями газа являются жилые
дома, коммунально-бытовые предприятия, общественные здания, промышленные
предприятия.
173
Для передачи газа с мест добычи или газовых заводов к потребителям применяют
трубопроводы высокого давления, обеспечивающего движение газа в трубах. С этой целью
на магистрали газопровода или на газовом заводе устраивают головные компрессорные
станции. Давление газа в газопроводе значительно превосходит допустимое в городской
сети, поэтому при вводе в населенный пункт устраивают газораспределительную станцию
(ГРС). Для небольших городов и поселков может быть установлен контрольнораспределительный пункт (КРП).
Для распределения газа потребителям наиболее целесообразна кольцевая система
газовых сетей. Преимуществом ее является надежность газоснабжения, которая не
нарушается при выключении отдельных участков сети и дает возможность поддерживать
равномерное давление газа в сети.
На рис. 233 приведена схема трехступенчатой кольцевой системы газоснабжения
города.
Рис. 233. Схема трехступенчатой кольцевой системы газоснабжения города:
1) газопровод; 2) головная газораспределительная станция; 3, 4) газорегуляторная станция;
5) газорегуляторный пункт; 6) сеть низкого давления; 7) газопровод среднего давления;
8) кольцевой газопровод высокого давления
От источника газоснабжения по газопроводу 1 через головную газораспределительную
станцию 2 газ поступает по кольцевому газопроводу высокого давления 8 на
газорегуляторную станцию 3 и газорегуляторную 4, откуда идет в газопроводы среднего
давления 7, которые тоже замкнуты в кольца. Далее через газорегуляторные пункты
5 поступает в сеть низкого давления 6.
Городские газопроводы различают по величине давления, под которым подается газ.
В зависимости от этого городские газопроводы бывают низкого, среднего и высокого
давления. Сети низкого давления обеспечивают подачу газа к жилым домам и мелким
коммунальным потребителям.
Поскольку для подачи определенного количества газа, особенно в отдаленные районы
города, при высоком давлении требуются меньшие диаметры труб, отдельные городские
газопроводные сети целесообразно устраивать высокого или среднего давления, которые
служат для питания сети низкого давления, а также для снабжения газом крупных
коммунально-бытовых и промышленных предприятий через газорегуляторные пункты.
Газорегуляторные пункты бывают одноступенчатыми, оборудованными регуляторами,
снижающими давление с высокого на среднее, со среднего на низкое или с высокого на
низкое, и двухступенчатыми (рис. 234), оборудованными регуляторами первой и второй
ступеней для снижения давления сначала с высокого на среднее, а затем со среднего на
низкое. Обычно газорегуляторный пункт (ГРП) помещают в одноэтажном здании, покрывая
его легкими несгораемыми конструкциями. Здание отапливается, двери его должны
открываться наружу.
174
Рис. 234. Двухступенчатый газорегуляторный пункт:
а) разрез; б) план; 1) регулятор давления РДС-200; 2) регулятор управления;
3) предохранительный запорный клапан; 4) фильтры; 5) регулятор давления ДУ-150;
6) задвижка; 7) уравниватель; 8) подающий газопровод; 9) то же, распределительный;
10) щит контрольно-измерительных приборов
Городские газопроводы прокладывают в грунте главным образом из стальных труб на
сварке (диаметр труб чаще всего бывает от 100 до 400 мм). Для защиты труб от коррозии
перед укладкой на них наносят изоляцию. Для этого трубы сначала очищают от окалины,
ржавчины, грунта и других загрязнений, затем покрывают грунтовкой из нефтяного битума,
растворенного в бензине, и, наконец, накладывают поочередно слои битумной эмали (смесь
нефтяного битума с каолином) и гидроизола.
Подземные газопроводы обычно прокладывают под проезжей частью улиц, а при
наличии широких тротуаров или газонов – под ними.
175
3. ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Работа с Практикумом является завершающим этапом теоретического обучения
учебной дисциплины «Архитектура» и служит практической базой для приобретения
навыков в сфере строительной деятельности и для текущего контроля и самоконтроля за
ходом изучения отдельных тем учебного пособия и непосредственной подготовкой к
теоретическому зачету. Содержание практикума определяется особенностями изучаемой
дисциплины и включает практические занятия, выполнение расчетно-графической работы и
тесты.
Целью выполнения расчетно-графической работы (РГР) и практических занятий
является освоение в процессе архитектурно-строительного проектирования понятий:
единство содержания и формы; постепенное раскрытие процесса организации объемнопространственной структуры здания, связанной с функциональным содержанием, природной
средой, конструктивными особенностями, системой инженерного обеспечения для создания
комфортной среды.
Задачами практических занятий РГР является знакомство:
• с основами методики проектирования;
• с организацией территории усадьбы как самостоятельного фрагмента пространства и
его элементов;
• с основами комплексного (функционального, художественно-композиционного,
объемно-пространственного и конструктивного) решения;
• с проектированием здания как объекта среды.
Предварительно необходимо ознакомиться с методическими указаниями по
практическим занятиям и выполнению расчетно-графической работы для специальности
27010965 «Теплогазоснабжение и вентиляция», автор Н. А. Глушенкова [12].
3.1. План проведения практических занятий
Тема 1. Разработка плана благоустройства усадебного участка
Площадь участка 0,06–0,08 га. Необходимо выбрать ситуацию: конфигурацию участка,
расположение улицы (проезда) относительно участка, показать розу ветров. Участок должен
быть огорожен. Ширина улиц – 9 м и проездов – 7 м в красных линиях. Минимальный
радиус поворота – 6,5 м. Ширина пешеходных дорожек 0,75–1,2 м с плиточным покрытием и
0,35–0,7 для тропинок внутри участка.
На плане благоустройства следует запроектировать следующие элементы:
• проектируемый жилой дом с соответствующей ориентацией по розе ветров и
привязкой относительно улицы;
• площадки с малыми архитектурными формами для отдыха взрослых членов семьи и
детей;
• пешеходные дорожки, тропинки с покрытием, транспортный подъезд к гаражу и т д.;
• газоны, деревья, кустарники;
• мини-огород, фруктовый сад.
Жилой дом должен отстоять от красной линии улиц на 3–5 м.
Задание: разработать 3 варианта схемы благоустройства усадьбы, выбрать один из них
наиболее удачный для дальнейшей проработки в РГР.
176
Тема 2. Объемно-планировочное решение одноквартирного жилого дома
Основной задачей при проектировании индивидуального жилого дома является
создание
благоприятной
жизненной
среды
обитания
человека,
отвечающей
функциональным, физиологическим и эстетическим потребностям людей. Это возможно
только путем грамотной функциональной организации внутреннего пространства жилища.
Помещения, в которых происходят сходные процессы, объединяются в функциональные
зоны. Наиболее распространено двухчастное деление: дневная (общественно-хозяйственная)
и ночная (спальная) зоны, при этом независимость существования зон – обязательное
условие. Они соответствуют активной шумной и тихой зонам. Дневная зона включает
помещения, не требующие изоляции, используемые всеми членами семьи, часто
коллективно. По расположению она тяготеет к входу. Ночная зона состоит из помещений,
используемых в основном индивидуально и требующих изоляции. Особое внимание следует
обратить на размещение санузлов и ванной:
• не допускается их размещение над жилыми комнатами;
• не допускается их размещение вдоль наружных стен.
Наиболее удобны жилые комнаты с соотношением ширины и глубины 1:1; 1:1,25; 1:1,5,
менее удобны – 1:2 (предельно допустимы). Более глубокие комнаты имеют меньше
теплопотерь через наружную стену, но менее благоприятны для размещения мебели,
естественного освещения, инсоляции и имеют худшие эстетические качества.
Задание: разработать 3 варианта объемно-планировочного решения дома – коттеджа
(согласно выданному заданию), выбрать один для дальнейшей проработки в РГР.
Тема 3. Конструктивное решение одноквартирного жилого дома
Понятие «конструктивное решение здания» включает в себя совокупность
конструктивных элементов и их взаимосвязь между собой.
Основными конструктивными элементами являются фундаменты, стены, перекрытия,
крыши, лестницы. Все размеры для них назначаются кратными укрупненному и дробному
модулям.
Стены являются вертикальным конструктивным элементом. В основном для домов
небольшой этажности применяют стены из кирпича. Прочность и устойчивость стен
обеспечивается различными системами кирпичной кладки. Толщина стен определяется
климатическими условиями района строительства (см. СНиП 23–01–99. Строительная
климатология и СНиП II–3–79*. Строительная теплотехника) и должна быть кратна размеру
кирпича.
Особое внимание следует уделить устройству в кирпичных стенах оконных и дверных
проемов. Для этого используют различные виды перемычек. Размеры перемычек зависят от
ширины проема и кратны размерам кирпича. Если на стену, в которой устраивается проем,
опирается плита перекрытия, то высоту перемычки у внутренней грани стены принимают
равной 220 мм.
Для вентиляции помещений кухонь, ванных комнат и санузлов в кирпичных стенах
устраивают вентиляционные каналы размером 140×140 мм.
Фундаменты – конструктивные элементы, воспринимающие нагрузки от здания и
передающие их на основание. Тип фундаментов зависит от конструктивного решения
надземной части здания, а также несущей способности грунтов, слагающих основание.
Кирпичные стены предполагают, как правило, устройство ленточных фундаментов.
Фундаменты сооружают под все несущие и самонесущие стены.
177
При конструировании фундаментов под прямолинейные стены следует устраивать
сборными, начиная с углов, на криволинейных участках – монолитные. Размеры
фундаментов зависят от толщины стен.
Чтобы избежать неравномерной осадки фундамента, очень важно правильно выбрать
глубину заложения фундамента.
Перекрытия – горизонтальные несущие элементы, воспринимающие нагрузки от
людей, оборудования и передающие их на стены. Раскладку плит перекрытий следует
осуществлять с учетом следующих требований:
• использовать как можно меньше типоразмеров плит;
• ширина монолитных участков не должна превышать 300 мм;
• длина участка опирания на стену должна быть не менее 120 мм
(для кирпичных стен);
• при опирании плит на стену необходимо следить, чтобы не были перекрыты
вентиляционные каналы.
Крыша – конструктивный элемент, выполняющий как несущие, так и ограждающие
функции. Несущую функцию выполняют стропильные ноги, стойки, подкосы, брусья.
Лестницы – вертикальные коммуникации, обеспечивающие связь между объемнопланировочными элементами здания, располагающимися на различных уровнях.
Для безопасности движения ширина проступи равной 285–300 мм, высота ступени –
150–180 мм. В случае криволинейного очертания лестницы ширина самой узкой части
проступи должна быть не менее 130 мм.
Задание: Разработать схемы расположения основных конструктивных элементов для
выданной схемы задания РГР.
3.2. Тесты
3.2.1. Тесты к теме 1: Основы архитектурно-строительного
проектирования
1. Закончить предложение.
Зарождение архитектуры следует отнести к эпохе …
2. Памятники первобытной эпохи сохранившиеся до наших дней:
а) курганы;
б) менгиры, дольмены, кромлехи;
в) крепости.
3. Типы архитектурных ордеров греческих храмов:
а) тосканский;
б) дорический;
в) ионический;
г) коринфский;
д) композитный;
е) римско-дорический.
4. Термы – это сооружения, которые включали в себя:
а) жилье;
б) храмы;
в) библиотеки;
г) спортивные сооружения;
д) бани;
е) базилики.
178
5. Закончить предложение.
Акведук – это …
6. Закончить предложение.
Купольные композиции характерны для … архитектуры.
7. Закончить предложение.
Для романской архитектуры характерны …
8. Готический стиль возник в:
а) VIII–IX вв.;
б) XII–XII вв.;
в) X–XV вв.
9. Закончить предложение.
Ренессанс – это …
10. Закончить предложение.
Для стиля барокко характерны …
11. Архитектурный стиль – «классицизм» возник:
а) в Италии;
б) в России;
в) в Франции;
г) в Греции.
12. Завершающая форма классицизма – это:
а) ренессанс;
б) рококо;
в) готика;
г) ампир.
13. Стиль рококо возник:
а) в XV в.;
б) в XVII в.;
в) в XVIII в.;
г) в XIII в.
14. Эклектика – это смешение стилей:
а) классицизм;
б) ренессанс;
в) барокко;
г) готика.
15. Закончить предложение.
Стиль модерн – это …
16. Закончить предложение.
Конструктивизм – это стиль, в котором …
17. К шатровым типам церквей относятся:
а) Храм Василия Блаженного;
б) Успенский собор в Москве;
в) Церковь Вознесения в Коломенском;
г) Собор Святой Софии в Новгороде.
18. Стиль, объединяющий эти здания …
а) здание Эрмитажного театра (Санкт-Петербург);
б) Смольный институт;
в) Гостиный двор в Москве.
19. Закончить предложение.
Средства архитектурно-художественной выразительности здания – это …
179
20. Установить соответствие.
Разделы строительной физики:
а) строительная теплотехника
б) строительная
климатология
в) строительная акустика
г) строительная светотехника
1) обеспечивает наиболее благоприятный режим
для жизни населения (микроклимат)
2) устанавливает необходимый уровень освещения помещений
3) решает вопросы звукоизоляции и защиты
от шума
4) сохраняет нормальный влажностный режим
в здании; не допускает излишних потерь тепла
в холодное время года и перегрева помещений
летом
5) позволяет правильно решать функциональные
требования в здании
21. Дополнить предложение:
Инсоляция – это …
22. Дополнить предложение.
Для размещения жилых районов, общественных центров, зеленых насаждений и
других элементов благоустройства используют … функциональную зону.
23. Установить соответствие:
а) объемно-планировочное
1) помещения, расположенные между перекрырешение
тиями
б) этажи
2) система размещения помещений в здании
в) объемно-планировочные
3) комнаты, кухни, лестничная клетка спальни,
элементы
санузлы и другие
24. Закончить предложение.
Основные типы зданий по назначению подразделяют на …
25. Установить соответствие:
Характеристики здания
Способность здания
а) прочность
1) сохранять свою форму под воздействием
нагрузок
б) пространственная
2) воспринимать нагрузки без разрушения
жесткость
3) сохранять равновесие под нагрузкой
3.2.2. Тесты к теме 2: Гражданские здания и их конструкции
1. Установить соответствие:
а) жилые здания
б) общественные здания
2. Установить соответствие:
Класс здания по этажности
а) малоэтажные
б) среднеэтажные
в) многоэтажные
г) высотные
180
1)
2)
3)
4)
5)
6)
гостиницы, дома-интернаты
театры, цирки
поликлиники, магазины
телеграфы, лицеи, высшие учетные заведения
общежитие, санатории
жилые дома квартирного типа
1)
2)
3)
4)
5)
6)
6–10 этажей
двухэтажные
более 30 этажей
3–5 этажей
10–20 этажей
одноэтажные здания
3. Закончить предложение.
По планировочной структуре жилые здания различают …
4. Установить соответствие:
Функционального деления квартиры
а) ночного пребывания
1) санузлы
2) кухня
3) общая комната
4) спальни
б) дневного пребывания
5) ванна
6) столовая
7) передняя
5. Закончить предложение.
Инженерное оборудование жилых зданий – это: водопровод, канализация …
6. Закончить предложение.
В жилых домах пассажирские лифты устанавливают при этажности …
7. Установить соответствие:
Планировка
Виды зданий
1) рынки, выставочные павильоны, спортива) коридорная;
ные сооружения
б) анфиладная;
2) музеи, торговые залы выставки
3) учебные,
административные,
лечебнов) зальная;
профилактические здания
г) центричная;
4) общежития, жилые дома
д) секционная.
5) театры, кинотеатры, цирки, киноконцертные
залы
8. Закончить предложение.
Количество эвакуационных выходов из здания принимается по расчету, двери
должны открываться …
9. Выбрать номер правильного ответа.
Ограничение видимости в театрах и кинотеатрах для зрителей:
По вертикали
По горизонтали
а) 40°
1) 30°
б) 30°
2) 40°
в) 20°
3) 50°
10. Закончить предложение.
Беспрепятственная видимость при размещении зрительских мест осуществляется
при превышение над уровнем глаз впереди сидящего на …
11. Закончить предложение.
Статистическая роль конструкции – это …
12. Установить соответствие:
Конструкции стен здания
Воспринимают нагрузку
а) несущие
1) только от собственного веса
2) от собственного веса и опирающихся на них
конструктивных элементов
б) самонесущие
3) от собственного веса (в пределах этажа)
и передают ее на перекрытия
в) навесные (ненесущие)
4) от опирающихся на них элементов
13. Назначение отмостки:
а) для равномерной осадки здания;
б) для отвода атмосферных осадков от стен и фундаментов;
в) для обеспечения устойчивости здания.
181
14. Высота уступа ленточного фундамента на местности с уклоном:
а) не больше 0,5 м;
б) не менее 0,5 м;
в) 1 м.
15. Отдельные опоры зданий опираются на фундаменты:
а) ленточные;
б) столбчатые и ленточные;
в) столбчатые, сплошные и свайные.
16. Дополнить предложение.
Балка, объединяющая сваи поверху, называется …
17. Установить соответствие:
а) глубина заложения
1) прочность,
устойчивость,
долговечность,
фундаментов
индустриальность, экономичность
2) расстояние от спланированной поверхности
грунта до уровня подошвы фундамента
б) требования к основанию
3) небольшая и равномерная сжимаемость.
Несущая способность, неподвижность и
другие
в) требования к фундаментам
4) непостоянство объема грунта в разное время
года.
18. Конструкции, перекрывающие проем в стене:
а) карниз;
б) пилястры;
в) перемычки.
19. Увеличение площади и лучшая освещенность помещения достигаются устройством:
а) балкона;
б) эркера;
в) лоджии.
20. Отдельные опоры являются конструктивными элементами:
а) бескаркасных зданий;
б) каркасных зданий;
в) зданий с неполным каркасом.
21. Установить соответствие:
Признаки классификации
Разновидности стен
а) по конструкции
1) наружные, внутренние
б) по местоположению
2) несущие, самонесущие, навесные
3) мелкоэлементные, крупноэлементные
в) по статистической работе
4) поперечные, продольные
22. Установить соответствие:
Виды перекрытий
Содержание требований
а) междуэтажные
1) прочность
перекрытия
2) жесткость
б) перекрытия санузлов
3) водопроницаемость
в) чердачное перекрытие
4) достаточная теплоизоляция
5) экономичность
23. Установить соответствие:
а) крыша
1) наклонная поверхность кровли
б) покрытие
2) совокупность конструктивных элементов,
завершающих здание и защищающих его от
внешней среды
3) завершающая часть здания, объединяющая
перекрытия верхнего этажа и кровлю в один
конструктивный элемент
182
24. Дополнить предложение.
Пересечение скатов в форме западающего угла в многоскатной крыше называется …
25. Дополнить предложение.
Опорной частью наклонных стропил в двускатной крыше является …
26. Установить соответствие.
Средства сообщений между этажами:
а) механические
1) лифты
б) конструктивные
2) эскалаторы
3) пандусы
3.2.3. Тесты к теме 3: Промышленные здания и их конструкции
1. Пространственная жесткость железобетонного каркаса обеспечивается:
а) устройством вертикальных связей между колоннами;
б) устройством горизонтальных связей по нижним и верхним поясом ферм;
в) устройством вертикальных связей между колоннами и плитами покрытия.
2. Закончить предложение.
Основными объемно-планировочными параметрами промышленных зданий
являются …
3. Установить соответствие:
Вид внутрицехового транспорта
а) надземный
1) железнодорожные вагоны, электрокары
2) мостовые и консольные краны
б) напольный
3) монорельсовые тельферы
4) автопогрузчики, транспортеры, козловые
краны
4. Навесная стена промышленного здания передает собственную нагрузку:
а) на колонну через опорный столик;
б) на фундаментную балку;
в) на нижележащие конструкции стен.
5. Закончить предложение.
Стена, воспринимающая нагрузку от вышерасположенных конструкций, называется
6. Фахверк торцевой стены промздания – это:
а) специальная балка, идущая вдоль продольной стены промздания;
б) специальный каркас для устройства торцевой стены;
в) элемент, обеспечивающий жесткость ряда колонн в продольном направлении.
7. Для каких высот рекомендуется использовать двухветвевые колонны?
а) От 8,4 до 12,6 м;
б) от 10,8 до 14,4 м;
в) от 10,8 до 18 м.
8. Колонны высотой более 14,4 м и при грузоподъемности крана 30 т и более
к продольной разбивочной оси имеют привязку:
а) нулевую;
б) 250 мм;
в) центральную.
9. Закончить предложение.
Инфильтрация – это проникновение …
10. Закончить предложение.
Усиленный воздухообмен осуществляется различными способами, а именно …
183
11. Светоаэрационный фонарь в промздании служит:
а) для освещения помещения;
б) аэрации помещения;
в) аэрации и освещения помещений.
12. Расстояние между водоприемными воронками для скатных кровель и для
малоуклонных составляет:
а) не более 60 м;
б) не более 45 м;
в) не более 48 м.
13. Установить соответствие:
Тип фонаря
Показатели
а) прямоугольные
1) минимальное загрязнение, универсальность
использование, равномерность освещения
б) шедовые
2) исключение
перегрева
помещения,
равномерность рассеивания освещения
в) зенитные
3) максимальная
светоактивность,
высокий
показатель
коэффициент
естественного
освещения
14. Крайние подкрановые балки, устанавливаемые в торцах и у температурного шва:
а) укорочены на 500 мм;
б) опорной частью отодвинуты на 500 мм;
в) ничем не отличаются от средних подкрановых балок.
15. Подкрановые связи по колоннам устанавливают:
а) в каждом ряду посередине и в торцах температурного отсека;
б) в крайних рядах посередине температурного отсека;
в) в каждом ряду посередине температурного отсека;
3.2.4. Тесты к теме 4: Специальные здания и сооружения
1. Закончить предложение.
Системой водоснабжения называется комплекс сооружений …
2. Установить последовательность расположения зданий и сооружений.
Водоснабжение города с использованием речной воды состоит из:
а) емкости для очистки воды;
б) насосной станции первого подъема;
в) водоприемного сооружения;
г) водонапорной башни;
д) резервуара чистой воды;
е) насосной станции второго подъема;
ж) водопровода;
з) очистных сооружений.
3. Закончить предложение.
Под канализацией понимают совокупность инженерных сооружений …
4. Закончить предложение.
Насосные канализационные станции состоят из …
5. Стены надземной части канализационной станции возводят из:
а) железобетона;
б) кирпича;
в) металла.
184
6. Материал для водонапорных башен:
а) дерево;
б) металл;
в) железобетон.
7. Установить соответствие:
Градирни
а) капельные
1) водораспределительное
и
оросительное
устройства водосборный бассейн, вытяжная
шахта
б) вентиляторные
2) водонапорный бассейн наземный пространственный каркас с вентиляторами
8. Глубина заложения подземных сетей канализации для средней климатической зоны:
а) 5 – 6 м;
б) 2 – 3 м;
в) 3,5 – 4,5 м.
9. Закончить предложение.
Необходимым элементом канализационной сети являются смотровые колодцы,
различают следующие виды …
10. Закончить предложение.
Теплоснабжение подразделяют на системы …
11. Закончить предложение.
В настоящее время используют следующие типы котельных …
12. Для передачи газа с мест добычи к потребителям используют:
а) трубопроводы высокого давления;
б) трубопроводы среднего давления;
в) трубопроводы низкого давления;
13. Установить соответствие:
Газорегуляторные пункты бывают:
а) одноступенчатые
1) снижают давление с высокого на среднее
2) со среднего на низкое
б) двухступенчатые
3) с высокого на низкое
4) с высокого на среднее
5) со среднего на низкое
3.3. Расчетно-графическая работа
Необходимо
разработать
архитектурно-конструктивный
аспект
жилого
одноквартирного дома (коттеджа) на участке 0,06 – 0,08 га в г. Ульяновске, демографический
состав семьи и другие данные конкретизируются студентом в соответствии с нормами.
Расчетно-графическая работа состоит из графической части, выполняемой на листе
ватмана формата А1 или на кратном количестве листов форматов А3, А2. Чертежи должны
быть выполнены в туши или гелиевой ручкой, с выполнением требований, предусмотренных
стандартами ЕСКД, фасад выполняется с цветной или черно-белой отмывкой, с построением
теней. Возможно выполнение чертежа с помощью компьютера в любой графической
программе (кроме фасада). Допускается использования разных гарнитур шрифтов для подписей.
Состав РГР – гл. фасад (М 1:100), планы этажей (М 1:100 – 1:200), конструктивный
разрез по лестнице (М 1:100 – 1:200), план благоустройства участка (М 1:200), планы
перекрытий (между 1-м и 2-м этажами) и фундаментов (М 1:100 – 1:200), план кровли
(М 1:200).
185
Требования к выполнению чертежей:
1. Планы этажей должны содержать: три размерные линии снаружи здания;
координационные оси здания (расстояния между ними, общий размер); все проемы с
размерами и привязками; отметки участков, расположенных на разных уровнях; маркировку
осей; размерные линии внутри здания; привязки стен (внутренних и наружных); обозначения
сантехнических приборов и газовых или электрических плит в масштабе; площади
помещений; названия помещений; вентиляцию, дымоходы и т. п.; следы разрезов; толщину
стен и перегородок.
2. Конструктивный разрез содержит следующее: две размерные линии; маркировочные
оси; размеры и привязка проемов; отметки на уровне пола каждого этажа и низа несущих
конструкций покрытия; отметки уровня земли, верха стен, карнизов, подошвы фундаментов;
размеры внутри и снаружи здания.
На разрезе вычерчиваем каждый конструктивный элемент и условно показываем
опирание или примыкание друг к другу вертикальных и горизонтальных конструкций.
3. План фундамента содержит следующее: координационные оси с размерами (две
линии – общий размер и расстояние между осями); раскладка сборных железобетонных
блоков; раскладка сборных железобетонных подушек; отметки наиболее характерных
уровней заложения подошвы фундамента; маркировка элементов фундамента с размерами;
монолитные участки с нумерацией, размерами и привязкой.
4. План перекрытий содержит следующее: координационные оси с размерами (две
размерные линии); раскладка сборных железобетонных панелей и монолитных участков.
Грани стен, перекрытые панелями, показывают пунктиром; маркировка плит перекрытий с
размерами; габаритные размеры монолитных участков и их нумерация, с привязкой к
близлежащим осям.
5. План кровли содержит следующее: координационные оси с двойной линией
размеров; маркировка осей; направление и величина уклонов; ендовы, парапеты или
ограждения с размерами; расположение воронок водостока или настенные желоба с
привязкой и размерами; вентиляция и дымоходы с размерами и привязкой.
6. План благоустройства участка содержит следующее: габаритные размеры участка;
роза ветров в верхнем левом углу чертежа; привязка к улице (проезжая часть, тротуары и
т. д.); проектируемый объект (коттедж); привязка проектируемого объекта к участку;
подходы и подъезды к коттеджу; благоустройство (зеленые насаждения, мощения, малые
архитектурные формы, фруктовый сад, огород, зона отдыха для взрослых и детей, водоемы и
т. д.); условные обозначения и экспликация зданий и сооружений.
7. Главный фасад содержит следующее: координационные оси (крайние); уровень
земли жирной линией; отметки характерных для данного здания элементов.
Фасад выполняется с применением техники светотеневой тушевки (отмывки)
архитектурных чертежей при помощи разведенной туши или акварели. Могут быть
использованы и другие приемы: покраска акварельными красками, штриховка, покрытие
гуашью, набрызг.
186
4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В учебном пособии рассмотрен широкий круг вопросов архитектурно-строительного
проектирования и строительства гражданских, промышленных, специальных зданий и
сооружений водопроводно-канализационного назначения, теплогазоснабжения в объеме,
соответствующем необходимому уровню образования студентов по требованиям
Государственного
образовательного
стандарта,
по
специальности
27010965
«Теплогазоснабжение и вентиляция» и направления 27010062 «Строительство»
(специализация «Теплогазоснабжение и вентиляция»)
Пособие содержит четыре части: основы архитектурно-строительного проектирования,
гражданские здания и их конструкции, промышленные здания и их конструкции,
специальные здания и сооружения.
Первая часть знакомит студентов с краткими историческими сведениями; сущностью
архитектуры; основами планировки, застройки и благоустройства населенных мест;
основами строительной физики, т.е. готовит студентов к творческому, профессиональному,
практическому, применению.
Вторая часть отведена типологическим особенностям, объемно-планировочным и
конструктивным решениям гражданских зданий.
Третья
часть
посвящена
особенностям
объемно-планировочных
решений
промышленных зданий. Рассмотрены также взаимосвязи функции, конструкции и
архитектурной формы промышленных зданий.
Четвертая часть содержит анализ архитектурно-планировочных и конструктивных
решений зданий и сооружений водопроводно-канализационного назначения и
теплогазоснабжения. Большая часть этих сооружений имеет значительные линейные
размеры по высоте или длине, в результате чего они могут занимать доминирующее
положение в системе промышленной застройки или природном окружении. Кроме того, они
связанны с такими основными жизненно важными природными элементами как воздух и
вода и поэтому непосредственно влияют на окружающую среду.
«Человек по своей природе – художник. Везде, так или иначе, он стремится вносить в
свою жизнь красоту», – говорил М. Горький.
По законам красоты должна развиваться каждая сфера человеческой деятельности (и
особенно строительства), отражающая культуру нашего общества. Долг инженера– создавать
такие инженерные сооружения, которые отражают высокие достижения одновременно и в
технике, и в архитектуре.
Совершенствование архитектуры является важным фактором, формирующим
мировоззрение общества. Создание полноценных архитектурных произведений достигается
при творческом содружестве и взаимопонимании широкого круга специалистов.
Воспитанию такого активного сотрудничества способствует соответствующая подготовка
специалистов, участвующих в создании объектов, в том числе по специальности 27010965
«Теплогазоснабжение и вентиляция» и направления 27010062 «Строительство»
(специализация «Теплогазоснабжение и вентиляция»).
187
5 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Архитектура: учебник для вузов / Т.2 Т. Г. Маклакова и др. – М: АСВ, 2004. – 464с.
2. Архитектурные конструкции: учебник для вузов / Ф.А. Благовещенский и др. М.:
Архитектура – С, 2007. – 230с.
3. Архитектура: краткий справочник/ под общей редакцией Адамчика М.В. – Минск:
Харвест, 2004. – 623с.
4. Архитектурное проектирование общественных зданий и сооружений: учебное
пособие для ВУЗов / А.Л. Гельфонд. – М: Архитектура – С., 2006. – 260с.
5. Архитектура, строительство, дизайн: учебник для студентов высших и средних
учебных заведений / под общей редакцией А.Г. Лазарева. - 2 изд. – Ростов-на-Дону:
Феникс, 2006 – 317с.
6. ГОСТ 21.501-93. Правила выполнения архитектурно – строительных рабочих
чертежей.
7. Дыховичный, Ю. А. Архитектурные конструкции малоэтажных жилых зданий :
учебное пособие / Ю. А. Дыховичный, З. А. Казбек-Казиев, А. Б. Марцинчик – 2-е
изд., перераб. и доп. М. : Архитектура – С, 2005. – 248с.
8. История архитектуры и строительной техники: учебник для вузов / Т.2 Маклакова –
М.: АСВ, 2003. – 207с.
9. Канчели, Н.В. Строительные пространственные конструкции / Н. В. Канчели. – М.:
АСВ, 2003. – 157с.
10. Конструкции гражданских зданий: учебник для втузов / под общей Т.Т. Маклаковой, 2 изд., перераб. и доп. – М.: АСВ, 2000. – 280с.
11. Конструирование гражданских зданий: учебное пособие / И.А. Шерешевский. – М.:
Архитектура – С, 2005. – 175с.
12. Конструирование прмышленных зданий: учебное пособие / И. А. Шерещевский. –
Изд. стер. – М. : Архитектура – С, 2007. – 167 с.
13. Левадный А.С. Лестницы: Все о конструировании и оформлении лестниц / сост. В.С.
Левадный – М.: Арфа СВ, 1999. – 189с.
14. СНиП 21-01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений
15. СНиП II-3-79*** Строительная теплотехника
16. СНиП 2.07.01-89-89*Градостроительство планировка и застройка городских и
сельских поселений
17. СНиП 23-01-99 Строительная климатология
18. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий
19. СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение
188