3. Классификация зданий повышенной этажности и механизм их систематизации

Высотные здания относятся к числу наиболее сложных объектов строительства, поэтому ряд основных рекомендаций по их проектированию принимается согласованно международными общественными организациями инженеров и архитекторов на их регулярных симпозиумах. В частности, была принята общая классификация зданий по их высоте в метрах. Сооружения высотой до 30 м были отнесены к зданиям повышенной этажности, до 50, 75 и 100 метров, соответственно, к I, II и III категориям многоэтажных зданий, свыше 100 м – к высотным [1].

Для классификации небоскребов был принят критерий высоты в метрах, а не этажности, поскольку высоты этажей принимаются различными в зависимости от назначения здания и требований национальных норм проектирования [1].

Естественно, рамки классификации не являются жесткими и в различных странах могут быть скользящими в соответствии со сложившимися традициями проектирования и его нормами. В частности, в Москве, где практика многоэтажного массового жилищного строительства и нормы проектирования были ориентированы на высоту зданий до 75 м, сложилась тенденция отнесения к высотным зданий выше 75 м.

В работе предлагается новая классификация зданий повышенной этажности, основанная на различных характеристиках зданий, касающихся назначения, архитектурно-планировочных решений, конфигурации, применения инновационных технологий и других признаков (табл. 1.5).

Таблица 1.5

Классификация зданий повышенной этажности

№пп	Классификационные признаки	Категории сложности	Характеристика признака
1	Высота здания, м	D	75-100
		С	100-150
		В	150-200
		А	200-300 и более
2	Этажность	D	20-30
		С	31-50
		В	51-70
		А	71-100 и более этажей
3	Архитектура (конфигурация)	D	Равномерное по высоте (тип «свечка»)
		С	Равномерные по высоте или переменной этажности с дополнением архитектурных элементов в виде бассейнов, смотровых площадок, зимних садов, парковок выше нулевого этажа и проч. элементов
		В	Здание нестандартной архитектуры повышенной сложности (нависающие и консольные элементы, асимметрия и т.д.)

Окончание таблицы 1.5
№пп	Классификационные признаки	Категории сложности	Характеристика признака
		А	Здание нестандартной архитектуры типа В с дополнительными элементами (бассейны, сады, площадки, парковки и т.д.)
4	Конструктивные решения	D	Стандартные железобетонные, металлические конструкции и монолиты
		С	Железобетонные, металлические конструкции, применение нетрадиционных видов конструкций (вентилируемые, светопрозрачные фасады и проч.)
		В	Каркас повышенной сложности, применение облегченных конструкций повышенной прочности
		А	Каркас повышенной сложности, применение облегченных конструкций повышенной прочности, новых технологий и материалов
5	Ресурсосбережение	D	Стандартные технологии инженерных коммуникаций
		С	Использование ресурсосберегающих технологий в области утепления и отделки здания
		В	Пассивный дом
		А	Активный дом
6	Степень технической оснащенности	D	Стандартное техническое оснащение (освещение, отопление, кондиционирования)
		С	Сложный инжиниринг здания, диспетчеризация инженерных систем
		В	Автоматическое управление системами, система «мультирум»
		А	Системы «Умный дом» и «Интеллектуальное здание»

Представленная классификация несколько ограничивает возможности идентификации креативных решений в области строительства и не дает оценки зданий и сооружений в тех случаях, когда применяются принципиально новые подходы к строительству, определенные ноу-хау в части конструктивных элементов, материалов, технологий, архитектурных решений, технического оснащения.

Вследствие перспектив дальнейшего развития направления предлагается ввести дополнительно новую категорию – класс «А+» или «премиум-класс» для тех объектов, которые в настоящее время не представлены. Эта категория будет важна также в том случае, когда объект недвижимости будет выделен из класса «А» на более высокий уровень по одному или нескольким факторам.

Также можно расширить классификацию в сторону снижения показателей. Это важно для тех объектов, которые по некоторым признакам «не дотягивают» до категории «D», при этом также являются высотными строениями и обладают всеми классификационными признаками. Для таких объектов классификация может быть расширена и дополнена классом «D-».

Таким образом, в каждой группе факторов формируется не четыре признака, а шесть: «А+» («премиум-класс»), «A», «B», «C», «D», «D-».

Важной проблемой оценки объектов недвижимости является их идентификация, то есть соотнесение к определенному классу в пределах рассматриваемой категории. Для этого использован аппарат теории нечетких множеств, позволяющий определить степень принадлежности i-того признака к заданному интервалу. Этот механизм существенно снижает погрешность экспертных оценок. Моделирование процесса с использованием тории нечетких множеств позволяет преобразовать параметры, не поддающиеся однозначной числовой оценке, в нечеткий формат (процедура фазификации). Все системы с нечеткой логикой функционируют по одному принципу: показания фазифицируются (переводятся в нечеткий формат), обрабатываются и дефазифицируются [82, 84].

В качестве лингвистических переменных выберем качественные признаки объектов:

₁ - высота здания;

₂ - этажность;

₃ - архитектура и наружная отделка;

₄ – конструктивные решения;

₅ - ресурсосбережение;

₆ – техническая оснащенность и инженерия.

В каждой из рассмотренных категорий недвижимости предлагается выделить следующие классы в зависимости от характеристик объектов и их качеств. Предлагаемая классификация предполагает разбиение всех представленных выше групп недвижимости на классы престижности А+, А, В,С, D, D-. В класс А дополнен подклассом А+. Это позволяет сделать поправку на возможность улучшений при развитии отрасли, внедрения инновационных технологий, материалов, инженерных систем.

Таким образом, имеем шесть классов объектов: А+, А, В, С, D, D-. Количество выделенных признаков, по которым идентифицируются объекты, также равно шести. Целесообразно ввести оценочную шкалу следующим образом (табл. 3.2).

Таблица 1.6

Оценка высотных зданий в баллах.

Классы	Балл
А+	6
А	5
В	4
С	3
D	2
D-	1

Сложность оценки заключается в том, что по отдельным признакам объект может принадлежать к различным классам. Механизм идентификации объекта построен на инструментарии теории нечетких множеств.

Задача соотнесения объекта недвижимости к определенному классу в соответствии с его качественными характеристиками состоит в следующем. Как правило, объект не имеет явно выраженных характеристик одного качественного признака.

Он может иметь хорошие планировочное и конструктивное решения, соответствующие функциональному назначению, при этом низкое качество, например, инженерии здания не позволит отнести его к высокому классу.

В этом случае только на основании совокупной оценки всех качественных параметров объекта можно присвоить ему определенный класс.

Таблица 1.7

Определение объекта по принадлежности классу.

№пп	Классификационные признаки	Категории сложности	Объект
1	Высота здания, м	D
		С	+
		В
		А
2	Этажность	D
		С	+
		В
		А
3	Архитектура (конфигурация)	D
		С
		В	+
		А
4	Конструктивные решения	D
		С
		В	+
		А
5	Ресурсосбережение	D
		С
		В	+
		А

Окончание таблицы 1.7
№пп	Классификационные признаки	Категории сложности	Объект
6	Степень технической оснащенности	D
		С
		В
		А	+

З адана функция принадлежности качественного признака к классу:

, (1.9)

где b_i – балл качественной оценки i-го признака; x_i – балл, установленный экспертами для i-того признака объекта [82].

В соответствии с функцией (1.9) определим степень принадлежности каждого i-го признака к тому или иному классу (табл. 3.3).

Таблица 1.8

Показатели принадлежности качественных характеристик объекта к классам

Класс объекта недвижимости		D-	D	C	B	А	А+
Соответствующий балл		1	2	3	4	5	6
Оценка объекта недвижимости по признакам	высота здания	0,02	0,61	1,00	0,78	0,45	0,22
	этажность	0,02	0,61	1,00	0,78	0,45	0,22
	архитектура	0,00	0,14	0,72	1,00	0,82	0,51
	конструктивные решения	0,00	0,14	0,72	1,00	0,82	0,51
	ресурсосбережение	0,00	0,14	0,72	1,00	0,82	0,51
	техническая оснащенность	0,00	0,01	0,26	0,78	1,00	0,85

По совокупности характеристик объект принадлежит к классу «В»

На основании (1.10) определяется степень принадлежности каждого i-го признака к j-му классу. Для расчета интегрального показателя принадлежности объекта к какому-либо классу по совокупности признаков строятся функции принадлежности каждого i-того признака и определяются значения функций принадлежности в точках пересечений, что представлено на рис. 1.10.

Рис. 1.10. Графики функций принадлежности

характеристических признаков

Множество решений данной задачи будем называть базовым множеством (пространством) X. В примере базовое пространство X = R, а информацией о решении является нечеткое множество, отвечающее понятию «площадь фигуры». Пересечение двух отношений R₁ и R₂ обозначается R₁R₂ и определяется выражением:

(1.10)

Пересечение функций принадлежности графически представлено на рис. 1.11.

Рис. 1.11. Графическое определение степени принадлежности

к определенному классу здания.

На рис. 1.10 приняты следующие обозначения: b_i – балльная оценка класса престижности; [b_i-, b_i+] – интервал балльной оценки соответствующего класса престижности.

В поставленной задаче для определения принадлежности объекта по совокупности признаков к классу имеется множество функций принадлежности. Графически показатель принадлежности P определен как сумма площадей заштрихованных фигур или сумма пересечений множеств, ограниченных функциями принадлежности каждого признака.

, (1.11)

где s_n – площадь фигуры, ограниченной осью абсцисс, k-той функцией принадлежности, функциями x= b_i- и x= b_i+ .

Множество решений задачи – дискретное множество, то есть балльная оценка каждого класса определена некоторым постоянным числом. Это значит, что [b_i-, b_i+] b_i. В этом случае можно определить показатель принадлежности объекта к i-ому классу престижности как максимальную сумму значений функций принадлежности в точке b_i :

. (1.12)

Таким образом, на основании (1.12) можно определить класс высотного объекта, максимально соответствующий его фактическим характеристикам.

Таблица 1.9

Показатель принадлежности к классу престижности

Класс объекта недвижимости		D-	D	C	B	А	А+
Соответствующий балл		1	2	3	4	5	6
Оценка объекта недвижимости по признакам	высота здания	0,02	0,61	1,00	0,78	0,45	0,22
	этажность	0,02	0,61	1,00	0,78	0,45	0,22
	архитектура	0,00	0,14	0,72	1,00	0,82	0,51
	конструктивные решения	0,00	0,14	0,72	1,00	0,82	0,51
	ресурсосбережение	0,00	0,14	0,72	1,00	0,82	0,51
	техническая оснащенность	0,00	0,01	0,26	0,78	1,00	0,85
Показатель принадлежности к классу		0,04	1,63	4,41	5,34	4,35	2,83

График интегрального показателя принадлежности P представлен на рис. 1.12.

Рис. 1.12. График показателя принадлежности высотного

объекта к соответствующему классу.

Предложенный метод позволит определить класс объекта с учетом различных качественных признаков и их оценок, что весьма важно для оценки совокупности показателей, а также прогнозирования доходности коммерческого объекта и его позиционирования на рынке.

Дальнейшее исследование и построение решения требует детального анализа риск-факторов и методов их оценки.

Таким образом, развитие высотного строительства во многих странах является креативным направлением, существенно меняющим облик застройки, позволяющим рационально использовать земельные ресурсы. Это особенно актуально для стран, в которых наблюдается постоянный рост дефицита земельных ресурсов при высокой демографической динамике.

Высотное строительство способствует снижению социальных проблем, связанных с приобретением жилья, а также дает возможность развития коммерческой недвижимости, в том числе туристических зон, что особенно важно для страны.

Анализируя методы и модели развития мирового высотного строительства, следует отметить, что в настоящее время нет целостного алгоритма, способного увязать в единую систему процесс структурирования технических характеристик объектов, механизмов их систематизации и идентификации, моделирование риск-процессов и степени их влияния на эффективность реализации объектов высотного строительства.

Кроме того, анализ показал, что проектирование высотных зданий производится как автономный процесс, без установления взаимозависимости с экономическими показателями прибыли от реализации объекта при увеличении площади и снижении затрат на отвод земельного участка под строительство, а также удорожанием объекта вследствие увеличения высоты здания и использования более сложных конструкций.

Эта проблема особенно актуальна для стран, где высотные здания представлены единичными объектами в крупных городах. В условиях постоянного роста дефицита земельных ресурсов и высокой динамики стоимости земли высотное строительство является объективной необходимостью развития не только строительной отрасли, но и страны в целом.