| ГРАЖДАНСКИЕ ЗДАНИЯ | ПРОМЫШЛЕННЫЕ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ | |||
| Жилые | Общественные | Производственные | Вспомогательные | |
| индивиду- альные | учебно- воспитательные | металлургические | административно- бытовые | |
| блокиро- ванные | лечебно-оздоро- вительные | машинострои- тельные | ||
| многоквар- тирные | торговые | химической про- мышленности | вспомогательного производства | |
| общественного питания | ||||
| общежития | лесной про- мышленности | транспортные | ||
| здания для кратковременного проживания | культурно- просветительские | инженерного обеспечения | ||
| строительства | ||||
| пищевой промышленности | ремонтные и строительные | |||
| спортивные | ||||
| административно-хозяйственные | легкой промыш- ленности | складские | ||
| научно- исследователь- ские и проектные институты | сельскохозяй- ственные | |||
| транспортные | ||||
| сервисные учреждения |
Жилые здания:
1) индивидуальные жилые дома – на 1 семью, малоэтажные;
2) блокированные жилые дома – «таунхаузы» – предназначе-
ны для проживания нескольких семей, однако каждая квартира име- ет обособленный вход и небольшой приусадебный участок;
3) многоквартирые жилые дома – мало-, средне-, многоэтажные;
4) общежития – семейные и несемейные, разной этажности;
5) здания для кратковременного проживания – гостиницы,
пансионаты, жилые корпуса санаториев и домов отдыха…
Общественные здания:
1) учебно-воспитательные – детские сады-ясли, школы, гим- назии, лицеи, колледжи, техникумы, вузы;
2) лечебно-оздоровительные – поликлиники, больницы, кли- ники, госпитали, лазареты, санатории, профилактории…
3) торговые – магазины встроенные, отдельностоящие, комплексы;
4) общественное питание – столовые, кафе, кафетерии, рестораны, быстрое питание;
5) культурно-просветительские – библиотеки, клубы, дома и дворцы культуры, театры, концертные залы, кинотеатры, музеи, выставки…
6) спортивные – учебно-тренировочные, демонстрационные – комплексы, отдельные специализированные;
7) административно-хозяйственные – офисы;
8) научно-исследовательские и проектные институты;
9) транспортные – вокзалы, станции, депо, коммунально- хозяйственные;
10) учреждения сервисные – бытового обслуживания, связи, банки.
Производственные здания классифицируются в соответствии с основными видами промышленности (металлургические – черная и цветная, машиностроительные, химической промышленности, лесной, пищевой).
Сельскохозяйственные здания – здания, предназначенные только для сельскохозяйственных процессов – содержания скота и птицы, хранения и ремонта сельскохозяйственной техники и т.д.
Вспомогательные промышленные здания:
1) административно-бытовые – управления, гардеробно-душевые, медицинские, столовые;
2) вспомогательного производства – модельные, механические;
3) транспортные – гаражи, депо, диспетчерские;
4) инженерного обеспечения (водоснабжения – насосные, очистные сооружения, энергоснабжения – генераторные, тепло- снабжения – котельные, бойлерные);
5) ремонтные и строительные;
6) складские.
1.5. Требования к зданиям и их классификация
Одним из первых требования, предъявляемые к зданиям, сформулировал архитектор Древнего Рима Витрувий (середина I века до н.э. – «Десять книг об архитектуре »): «Польза, прочность, красота».
Любое здание должно отвечать основным требованиям:
1. Функциональная (технологическая) целесообразность – здание должно полностью отвечать тому процессу, для которого оно предназначено (для труда, жизни, отдыха и т. д.);
2. Техническая (конструктивная) целесообразность – здание должно быть прочным и устойчивым, т. е. выдерживать различные нагрузки, долговечным т.е. сохранять нормальные эксплуатационные качества во времени, надежно защищать людей от всех воздействий окружающей среды (низких или высоких температур, осадков, ветра);
3. Архитектурно-композиционная и художественная выразительность – привлекательным по своему внешнему (экстерьеру) и внутреннему (интерьеру), благоприятно воздействовать на психологическое состояние и сознание людей;
4. Экономическая целесообразность – получение максимально целесообразного результата при минимальных затратах с учетом не только затрат на возведение здания, но и на его эксплуатацию.
Отдельно каждое из этих требований не может ни рассматри- ваться, ни решаться.
Любой строительный объект – результат взаимоувязки всех этих составляющих.
Только при такой постановке вопроса возможно получение хорошего результата.
Главным из перечисленных требований является функциональная или технологическая целесообразность.
Здание является материально-организованной средой для осуществления людьми самых разнообразных процессов труда, быта и отдыха, то помещения здания должны наиболее полно отвечать тем процессам, на которое данное помещение рассчитано.
Основным в здании или в его отдельных помещениях является функциональное назначение.
Все помещения в здании, отвечающие главным и подсобным функциям, связываются между собой помещениями, основное назначение которых – обеспечение движения людей.
Эти помещения принято называть коммуникационными.
К ним относятся коридоры, лестницы, вестибюли, фойе, кулуары и т.п.
Помещение должно обязательно отвечать той или иной функции.
При этом в нем должны быть созданы наиболее оптимальные условия для человека, т. е. среда, отвечающая выполняемой им в помещении функции.
1. Требование функциональной (технологической) целесообразности
Требование функциональной целесообразности здания является главным при его проектировании и подразумевает максимальное соответствие помещений здания протекающим в нем функциональным процессам.
Различают главные и второстепенные функции как для здания в целом, так и для каждого помещения.
Проект здания должен обеспечивать оптимальную среду для протекания всех функциональных процессов, для которых это здание предназначено.
Параметры среды определяются функциональными факторами и предопределяют параметры помещений.
а – пространство для размещения людей и оборудования (парты, стулья, расстояния между ними для прохода, доска);
б – пространство для движения – проходы между рядами парт;
в – освещение – количество и размеры окон, освещение слева;
г – видимость – > 45о, подъем рядов при необходимости;
д – акустика и звукоизоляция;
е – состояние воздушной среды – объем воздуха на 1 чел > 15 м3.
Рис. 2. Влияние функциональных факторов на планировочные параметры помещения
Качество среды должно обеспечивать, в первую очередь, главную функцию помещений.
При проектировании обязательно учитываются и вспомогательные функциональные процессы – так, при проектировании учебного здания большую часть его площади занимают помещения аудиторий для занятий, но обязательно предусматриваются помещения административные, медицинского обслуживания, питания, санитарные.
Для них вспомогательные функциональные процессы здания в целом являются главными.
Все помещения – главные и вспомогательные объединяются дополнительными помещениями, основное функциональное назначение которых – движение людей – коридоры, фойе, рекреации, вестибюли и пр.
Это коммуникационные помещения, их размеры определяются интенсивностью людских потоков в нормальных условиях и обеспечению безопасной эвакуации людей в аварийных ситуациях. Коммуникационные помещения могут занимать до 30 % площади здания.
Факторы, от которых зависит качество жизненной среды
Помещение – основной структурный элемент или часть здания.
Соответствие помещения той или другой функции достигается только тогда, когда в нем создаются оптимальные условия для человека, т. е. среда, отвечающая выполняемой им в помещении функции.
Качество среды зависит от ряда факторов.
К ним относят:
1) Пространство необходимое для деятельности человека, размещения оборудования и перемещения людей;
2) Состояние воздушной среды (микроклимат) – запас воздуха для дыхания с оптимальными параметрами температуры, влажности и скорости его движения, соответствующими нормальному для осуществления данной функции тепло- и влагообмену человеческого организма.
Состояние воздушной среды характеризуется также степенью чистоты воздуха, т. е. количеством содержания вредных для человека примесей (газов, пыли);
3) Звуковой режим – условия слышимости в помещении (речи, музыки, сигналов), соответствующие его функциональному назначению, и защита от мешающих звуков (шума), возникающих как в самом помещении, так и проникающих извне, и оказывающих вредное влияние на организм и психику человека.
Со звуковым режимом связана акустика - наука о звуке;
архитектурная акустика - наука о распространении, отражении и поглощении звука в помещении;
строительная акустика – передача звука через конструкции;
4) Световой режим – условия работы органов зрения, соответствующие функциональному назначению помещения, определяемые степенью освещенности помещения.
Со световым режимом тесно связаны проблемы цвета; цветовые характеристики среды оказывают влияние не только на органы зрения, но и на нервную систему человека;
5) Инсоляция – условия прямого влияния солнечного освещения.
Эффективность влияния солнечного освещения на здания и окружающую территорию определяется продолжительностью их прямого облучения, т. е. продолжительностью инсоляции, которая в городской застройке регламентируется санитарными нормами;
6) Видимость и зрительное восприятие – условия для работы людей, связанные с необходимостью видеть плоские или объемные объекты в помещении, например, в аудитории: записи на доске или демонстрацию действия прибора; условия видимости тесно связаны со световым режимом.
Большинство перечисленных факторов влияет на выбор размеров помещений и их конструкций (Рисунок 2.).
Например: Состояние воздушной среды зависит от теплотехнических качеств наружных ограждений помещения, через которые происходят потери тепла в холодное время года, воздухо- и влагообмен за счет их известной воздухопроницаемости и влагопроницаемости.
На защиту помещений от: внешних шумов влияют звукоизоляционные качества как наружных, так и внутренних ограждающих конструкций.
Слышимость в помещении зависит от его:
1)Формы;
2)Размеров;
3)Характеристик поверхностей ограждающих конструкций по звукопоглощению или звукоотражению.
Световой режим определяется размерами окон (световых проемов в наружных стенах), высотой и глубиной помещения, т. е. расстоянием от окна до противоположной стены.
Беспрепятственная видимость зависит от удаления наблюдателя от объекта, угла зрения, под которым виден объект, профиля пола, подъем которого позволяет смотреть выше головы впереди сидящего зрителя, т. е. беспрепятственная видимость влияет на длину, ширину и высоту помещения.
В связи с развитием науки и техники ряд факторов теряет свое значение при выборе размеров помещений.
Например: Требуемое состояние воздушной среды может быть достигнуто не только за счет объема помещения (запаса воздуха), но и путем применения систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
В этих системах нагнетаемый в помещение воздух приготавливается по заранее заданным параметрам (температура, влажность и др.).
Естественное освещение в ряде случаев заменяется искусственным с применением люминесцентных источников света, обеспечивающих требуемую освещенность и необходимый по санитарно-гигиеническим условиям состав света.
Системы электроакустики обеспечивают хорошую слышимость вне зависимости от размеров и формы помещений.
Чтобы правильно запроектировать помещение, создать в нем оптимальную среду для человека в соответствии с выполняемыми им функциями, необходимо соблюдать все требования, определяющие качество среды.
Требования для каждого вида зданий и его помещений устанавливаются Строительными нормами и правилами (СНиП) - основным государственным документом, регламентирующим проектирование и строительство зданий и сооружений в нашей стране.
Воздушная среда помещения и обеспечение установленных СНиП параметров (температуры, влажности и др.) являются предметом заботы инженеров-строителей, специалистов по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха.
Инженеры специальности «Промышленное и гражданское строительство» (ПГС) получают об этом лишь необходимые элементарные представления.
Проектирование ограждающих конструкций с требуемой звукоизоляцией от шумов и обеспечение соответствия теплозащитных качеств ограждения теплотехническим требованиям, предъявляемым к помещению, являются задачей инженеров- строителей.
Принципы оптимизации пространства (определение размеров помещений, звукового, светового режима в них, обеспечение видимости) и конструктивных решений ограждающих конструкций (вопросы звукоизоляции и теплотехники) излагаются в курсе «Архитектурно-строительная физика».
2. Требования технической целесообразности
Техническая целесообразность здания определяется решением его конструкций в соответствии с законами физики и химии.
Для этого необходимо знать и учитывать все виды воздействий на здания в целом и на каждую конструкцию в отдельности.
Воздействия делятся на силовые и несиловые.
Силовые воздействия:
1) Постоянные нагрузки – от собственного веса (массы) здания, давления грунта;
2) Временные длительные нагрузки – от веса (массы) стационарного оборудования, собственного веса (массы) некоторых конструкций (например, перегородок);
3) Кратковременные нагрузки – от подвижного оборудования, людей, снега, ветра (Рисунок 3);
4) Особые нагрузки – сейсмические, аварийные, динамические.
Несиловые воздействия:
1) Температурные – вызывают изменение размеров строительных материалов (удлинение и уменьшение), которые могут привести к значительным деформациям и силовым воздействиям, а также влияют на температурный режим помещений;
2) Влажностные – атмосферная, грунтовая влага, а также влажность пара, находящегося в воздухе атмосферы и помещений, вызывающие изменение свойств материалов конструкций;
3) Химическая агрессия – от веществ, находящихся в грунте, атмосфере помещений и окружающей среды, при взаимодействии с водяными парами или влагой атмосферной и грунтовой вызывает коррозию материалов конструкций;
4) Биологическая агрессия – от воздействия микроорганизмов и насекомых на материалы органического происхождения;
5) Солнечная радиация – вызывает перегрев помещений, конструкций, а также изменение физико-технических поверхностных слоев свойств материалов ограждающих конструкций;
6) Воздействие шумов – звуковые колебания и ударные шумы, нарушают нормальный звуковой режим помещений.
Рис. 3. Внешние воздействия на здание
Комплекс технических требований включает:
1) Прочность – способность воспринимать внешние воздей- ствия без разрушений и существенных остаточных деформаций – обеспечивается правильным выбором строительных материалов и конструкций и их расчетом.
2) Устойчивость (жесткость) – способность сохранять равновесие и конструктивную форму в процессе эксплуатации – обеспечивается целесообразным взаимным размещением конструкций, использованием дополнительных конструктивных элементов (Рисунок 4) и расчетом.
Дополнительные элементы формируются из отдельных стержней, используемых в качестве связи, из плоскостных элементов (чаще всего – стен или перегородок), образующих диафрагмы жесткости.
Изменение сочленения конструкций с шарнирного на жесткое образует раму, обладающую повышенной жесткостью в результате совместной работы конструкций.
Рис. 4. Возможность потери устойчивости конструкций и конструктивные способы ее обеспечения
3) Долговечность – сохранение эксплуатационных качеств здания и его элементов весь период эксплуатации – зависит от:
- ползучестиматериалов – накапливание малых непрерывных деформаций от длительного действия нагрузок;
- морозостойкостиматериалов – способности материала со- противляться многократному замораживанию и оттаиванию;
- влагостойкостиматериалов – способности противостоять длительному воздействию влаги (размягчению, короблению, набуханию, расслоению, растрескиванию и т. д.);
- коррозиестойкости материалов – способности сопротивляться разрушению вследствие химических и электрохимических воздействий;
- биостойкости материалов – способности органических строительных материалов противостоять действию бактерий и насекомых.
Долговечность определяется предельным проектным сроком службы здания.
По степеням долговечности здания делятся:
1 степень – срок службы более 100 лет – все основные кон- струкции здания обладают высокой стойкостью к перечисленным выше воздействиям;
2 степень – срок службы от 50 до 100 лет;
3 степень – срок службы от 20 до 50 лет;
Здания, срок службы которых менее 20 лет считаются временными.
Важным техническим требованием к зданиям является пожарная безопасность,
4) Пожарная безопасность – обеспечивается системой мероприятий, уменьшающих вероятность пожара, обеспечивающих безопасную эвакуацию людей и ценного оборудования и обеспечением средств пожаротушения.
Строительные материалы делятся на три группы:
Несгораемые материалы под воздействием огня не загораются, не тлеют, не обугливаются.
Трудносгораемые материалы под воздействием огня с трудом загораются, или тлеют, или обугливаются, но после удаления источника огня этот процесс прекращается.
Сгораемые материалы под воздействием огня загораются и продолжают гореть, тлеть или обугливаться и после удаления источника огня.
Конструкции характеризуются пределом огнестойкости (измеряется в часах) – время сопротивления конструкции действию огня до потери несущей способности или до прогрева конструкции на противоположной от источника огня стороне до температуры 140 оС.
По огнестойкости здания разделяются на пять степеней в за- висимости от степени возгорания и предела огнестойкости конструкций.
Наибольшую огнестойкость имеют здания I степени, а наименьшую V степени.
К зданиям I, II и III степеней огнестойкости относят
каменные здания;
к IV – деревянные оштукатуренные;
к V – деревянные неоштукатуренные здания.
В зданиях I и II степеней огнестойкости стены, опоры, перекрытия и перегородки несгораемые.
В зданиях III степени огнестойкости стены и опоры несгораемые, а перекрытия и перегородки трудносгораемые.
Деревянные здания IV и V степеней огнестойкости по противопожарным требованиям должны быть не более двух этажей.
5) Инженерное благоустройство зданий – обеспечение водоснабжением, отоплением, бытовым оборудованием и т. п.
6) Пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений и зданий
Важные технические (и отчасти функциональные) требования для зданий и сооружений регламентируются Федеральным законом Российской Федерации:
«Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», который вступил в силу 1 мая 2009 г.
Этот закон принят в целях защиты жизни, здоровья, имущества граждан и юридических лиц, государственного и муниципального имущества от пожаров и устанавливает общие требования пожарной безопасности к объектам защиты, в том числе к зданиям и сооружениям.
В «Техническом регламенте» разработана пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий (пожарных отсеков) для установления необходимых требований по их противопожарной защите.
К лассификация основывается на их разделении:
1) По свойствам, способствующим возникновению опасных факторов пожара и его развитию – пожарной опасности;
2) По свойствам сопротивляемости воздействию пожара и распространению его опасных факторов – огнестойкости.
Строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью.
Пожарная опасность строительных материалов характеризуется свойствами:
1) Горючестью;
2) Воспламеняемостью;
3) Распространением пламени по поверхности;
4) Дымообразующей способностью;
5) Токсичностью продуктов горения.
По горючести строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г).
Горючие строительные материалы, подразделяются на четыре группы:
1. Г1 (слабогорючие);
2. Г2 (умеренногорючие);
3. ГЗ (нормальногорючие);
4. Г4 (сильногорючие).
Горючесть и группы строительных материалов по горючести, а также по воспламеняемости, по распространению пламени на поверхности, по дымообразующей способности и токсичности устанавливаются Государственными общесоюзными стандартами (ГОСТами): ГОСТ 30244-94, ГОСТ 57270-2016 (Принят, дата введения в действие 30.04.2018) Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть; ГОСТ 30402-96 Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость.