2.6 Архитектурное конструирование здания

2.6.1 Архитектурное конструирование малого общественного здания со зрительным залом должно обеспечивать вариантность выбора окончательного решения, в соответствии с образом, объёмом здания и его функцией, удовлетворять высоким архитектурно-художественным и эстетическим требованиям. При этом должны учитываться новейшие строительные технологии и производства, ведущие к уменьшению материалоемкости и массы здания, эксплуатационных затрат, сокращению трудозатрат и сроков строительства, увеличению долговечности строительных конструкций и материалов.

Анализ строительства и особенностей эксплуатации малых общественных зданий клубной типологии, принимаемый в мировой практике, показывает тенденцию развития таких конструктивных решений, которые позволяют применять унифицированные планировочные системы зданий с универсальным использованием внутреннего пространства. Это повышает рентабельность и отвечает изменяющимся требованиям, предъявляемым потребителями к его социально-функциональному многообразию (клубной деятельности и досугу), обеспечивает эксплуатационные качества в течение всего срока службы здания.

Для удовлетворения этим условиям, наиболее рациональными являются принцип «свободного плана». Такой принцип позволяет использовать функциональные внутренние пространства отдельных блоков для совместной деятельности или внутреннюю перепланировку, трансформацию помещений отдельных блоков, без нарушения конструктивного остова здания. При этом вертикальные и горизонтальные связующие коммуникаций (коридоры, переходы, лестничные площадки, лифты и пандусы, каналы инженерных сетей) остаются не изменяемыми. Предлагаемые автором конструктивные решения должны обеспечивать необходимую прочность и устойчивость здания при постоянных и временно действующих нагрузках вертикального и горизонтального воздействия. Для достижения этой цели необходимо определить: несущий остов здания и его элементы; ограждающие конструкции; вид перекрытия и покрытия; светопрозрачные устройства;

2.6.2 Несущий остов. Наиболее прогрессивными при формировании несущего остова клубных зданий являются каркасная, комбинированная (каркасно-стеновая) и рамная системы, а также использование наклонных и криволенейных распорных конструкций (арки, рамы разных форм и шатры). Конструктивные схемы рамных каркасов могут быть рамно-связевыми или связевыми. В пределах блоков здания или для всего объёма клуба, возможно размещение колон «зальное» (по периметру), что способствует реализации принципа «свободного» плана и применению различных пространственных систем перекрытия, влияющих на образ здания.

Для формирования несущего остова могут применяться каркасно-ригельные системы, каркасно-консольно-ригельные системы, каркасно-панельные системы, каркасные системы с плоскими перекрытиями.

Разнообразное членение фасадов в вертикальном и горизонтальном направлениях, обеспечивается устройством уступов, навесов консолей, или применением консольно-ригельного каркаса, с вылетом консоли от 0,3 до 2,7 метров. Безригельный каркас с бортовыми консольными элементами, выносимыми от 0,6 до 2,4 метров, позволяет решать любую пластику наружных самонесущих или навесных стен, выполнять ограждающие функции. Такой каркас позволяет применять свободу при использовании прозрачных световых устройств, витражей, в соответствии с архитектурно-художественным замыслом, композиционным решением объема.

Каркас здания может выполняться как сборным (изготавливаемым на строительной площадке, или в заводских условиях), так и монолитным. Системы из монолитного бетона изготавливаются в переставной, несъёмной или скользящей опалубке. При использовании в проекте пространственных перекрёстных систем покрытий (со своими несущими опорами), применимы фахверковые колоны любой конфигурации, для восприятия нагрузки от навесных наружных стен и светопрозрачных ограждений. Возможны каркасы на основе легких металлических конструкций и применение изделий из эффективных материалов (клееной древесины, алюминия, пеностекла, пластмасс и др.).

2.6.3 Наружные ограждающие конструкции могут быть несущими, самонесущими или навесными, как из легких панелей, так и в монолитном исполнении. При конструировании отдельных блоков здания часть внутренних стен, характеризующих периметр или его часть, может выполнять функции диафрагм жесткости для нейтрализации воздействия горизонтальных нагрузок.

Монолитные самонесущие стены, как правило, выполняют из облегченных материалов, обладающих необходимыми теплотехническими свойствами (пено и газобетоны, пеностекло, керамический гравий, пенополистиролы и др.). Стены по составу материалов могут быть однородными или многослойными (армирование стекловолокном, торкретированный бетон, использование штучного утеплителя и т.д.). Толщина наружных стен зависит от выполнения несущих функций и теплотехнических свойств материалов. Устройство вентилируемых и не вентилируемых фасадов также влияет на толщину стен. Навесные панели с использованием эффективного утеплителя, могут быть толщиной до 50 мм., а кирпичные не вентилируемые фасады без отделки 770 мм.

Наружная отделка возможна полимерной покраской любого цвета по несъемной опалубке (водостойкая фанера). Возможна облицовка стен естественным полированным материалами (туф, известняк, мрамор, ракушечник, гранит и т.д.). В настоящее время для отделки фасадов зданий широко применяют искусственные материалы (различные пластики, сайдинг искусственная керамика и т.д.), металлические поверхности (на основе окрашенных эмалями или анодированных алюминиевых панелей и плит), металлопластики, позволяющие выполнять любые гнутые формы и членения.

2.6.4 Перекрытия и покрытия зданий. Для зданий с изменяющимися функциями в пределах блоков, рационально использовать перекрытия из сборных плит и настилов толщиной от 140 до 600 мм, длиной 6,9,12,15,18 метров и шириной 0,9; 1,2; 1,5 метров. Использование этих плит позволяет применять разные системы и любые каркасы с шагом 6х9; 6х12; 6х15; 6х18м; 9х12; 9х15м, или несущие параллельные стены. Возможно применение других линейных размеров, в пределах координационных, равных укрупнённому модулю ЗМ=300 мм. При необходимости, в зависимости от принятой автором конфигурации здания, или соблюдении условий сейсмической устойчивости уместно применение монолитного перекрытия. Увеличение пролета каркасной системы и свободная планировка, улучшают архитектурно-типологические качества, влияют на снижение массы и материалоемкости здания. Для сложных по форме объемов, могут использоваться плоскостные перекрестные балки и фермы, арки и рамы, как бетонные, так и металлические или пространственные покрытия. Пространственные покрытия работают в двух или нескольких направлениях, к ним относятся: перекрестные системы (ребристые и стержневые), и тонкостенные пространственные конструкции (оболочки, складки, висячие покрытия). Необходимо учитывать, что на все многообразие форм в интерьере, влияют принятые конструктивные системы (сечение колонн, консоли, элементы ферм, монолитные ограждения антресолей, балки и т.д.), архитектурные конструкции и их детали, своей необычностью и пластикой, формируют эстетический образ интерьера.

Большепролетные конструкции: оболочки и купола большего диаметра, вантовые системы, металлические структуры, мембранные покрытия в малых зданиях общественного назначения не применяются и могут быть использованы только в исключительных случаях, для создания особо выразительного архитектурно - художественного образа.

2.6.5 Перегородки. Гибкая организация внутреннего пространства является основой к созданию компактного в плане здания со свободной планировкой и широкой функциональной трансформацией помещений. Расчленение внутреннего большепролетного пространства осуществляется перегородками: облегченными, самонесущими не стационарными (раздвижными, экранами, мебелью и оборудованием). Это обеспечивает снижение стоимости строительства, эксплуатационные расходы и затраты на реконструкцию, по сравнению с обычной планировкой основанной на применении стационарных перегородок. В зависимости от принятого конструктивного решения каркаса, перегородки могут выполнять функции диафрагм жесткости. Перегородки в функциональных блоках могут быть инвентарными, облегченными, с возможностью использования любых отделочных материалов для внутренних пространств.

2.6.6 Светопрозрачные устройства. На формирование композиции и типологического образа здания клуба, большое влияние оказывают разнообразные светопрозрачные устройства (световые фонари, вертикальные и наклонные светопрозрачные конструкции). Для освещения внутреннего пространства естественным светом на расстоянии более 7,2м от наружных стен, используются зенитные фонари любой формы: круглые купола, своды, шатровые, коробчатые, прямоугольные, трапециевидные, шедовые и т.п. Фонари устраивают, приподнимая их, над плоскостью горизонтального покрытия не менее чем на 350-500 мм, что необходимо из-за климатических особенностей, или в плоскости наклонных покрытий. В летнее время фонари могут использоваться для вентилирования внутреннего пространства за счет вертикального тока перегретого воздуха и организации забора воздуха на уровне поверхности грунта. Уклон боковых стенок для зенитных фонарей от 25 до 45 градусов и 60-75 градусов для фонарей шедового типа. Светопрозрачные вертикальные (наклонные) ограждения, окна, балконные двери, витражи и витрины - обеспечивают необходимую освещенность помещений, связывают внутреннее пространство здания с внешним пространством. Размеры светопрозрачных ограждений должны обеспечивать нормативную освещенность, ориентировочное отношение их площади, к площади пола 1:5,5 - 1:8. При применении тонированного остекления площадь световых проёмов можно увеличивать. Для освещения внутренних пространств лучше всего применять стеклопакеты из трёх слоев стекла, с воздушными прослойками. Такие стеклопакеты толщиной не менее 27 мм., обладающие высокими теплотехническими свойствами, выдерживают температуру наружного воздуха минус 70 градусов. В международной практике широко применяют многослойные покрытия из прозрачных полимерных материалов, воздушные прослойки из мелких ячеек обеспечивают им необходимые теплотехнические свойства. Светопрозрачные ограждения важнейший элемент, влияющий на архитектурное и конструктивное решение фасада, экстерьеров и интерьеров. При проектировании клубов допустимо использование световодов, с зеркальными поверхностями для освещения помещений, если по архитектурному замыслу это невозможно выполнить через боковое освещение. Свет в световоды проникает через зенитные фонари.