1 Основные сведения о зданиях1

1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ЗДАНИЯХ

1.1. Виды зданий и предъявляемые к ним требования

По назначению здания разделяются на четыре основных типа: жилые, общественные, промышленные и сельскохозяйственные. Первые два часто объединяются общим названием гражданские здания.

Все эти виды зданий резко отличаются по своей архитектурно-конструктивной структуре и внешнему облику.

Основные требования, которым должно отвечать любое здание:

1) Функциональная целесообразность (или технологическая), т.е. здание должно быть удобно для труда, отдыха или другого процесса, для которого оно предназначено; осуществление той или иной функции всегда сопровождается осуществлением какой-либо другой функции, имеющей подсобный характер. Например, учебные занятия в аудитории представляют главную функцию этого помещения, движение же людей при заполнении аудитории и после окончания занятий – подсобную. Следовательно, можно различать главные и подсобные функции.

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:

- пространство, необходимое для деятельности человека, размещения оборудования и перемещения людей;

- 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, а также степенью частоты воздуха;

- звуковой режим – условия слышимости в помещении, соответствующие его функциональному назначению, и защита от мешающих звуков (шума);

- световой режим – условия работы органов зрения. Со световым режимом тесно связаны проблемы цвета; цветовые характеристики среды оказывают влияние не только на органы зрения, но и на нервную систему человека.

- видимость и зрительное восприятие – условия для работы людей, связанные с необходимостью видеть плоские или объемные объекты в помещении, например в аудитории – записи на доске. Условия видимости тесно связаны со световым режимом.

Рис. 1.1. Схема функциональных зависимостей

На рис. 1.1 показана общая схема зависимостей архитектурного решения помещения от функциональных процессов и перечисленных факторов. Например, для аудитории (функциональный пример – учебные занятия) при проектировании должны учитываться все перечисленные выше факторы. Большинство перечисленных факторов влияет на выбор размеров помещений и их конструкций. Рассказать о конструкциях и размерах комнат, прямо по факторам.

Таким образом, чтобы правильно запроектировать помещение, создать в нем оптимальную среду для человека в соответствии с выполняемыми им функциями, необходимо соблюдать все требования, определяющие качество среды. Эти требования для каждого вида зданий и его помещений устанавливаются СНИПом – основным государственным документом, регламентирующим проектирование и строительство зданий и сооружений в нашей стране.

2) Техническая целесообразность здания определяется решением его конструкций. Для этого необходимо знать внешние воздействия, воспринимаемые зданием в целом и его отдельными элементами, которые можно разделить на два вида: силовые и несиловые (рис. 1.2).

К силовым воздействиям относятся различные виды нагрузок:

- постоянные – от собственного веса (массы) элементов здания, давления грунта на его подземные элементы;

- временные длительные – от веса стационарного оборудования, длительно хранящихся грузов, собственного веса постоянных элементов здания (например, перегородок);

- кратковременные – от веса подвижного оборудования, людей, мебели, снега, от действия ветра;

- особые – от сейсмических воздействий, воздействий в результате аварии оборудования.

К несиловым относятся:

- температурные воздействия, вызывающие изменения линейных размеров материалов и конструкций, которое приводит в свою очередь к возникновению силовых воздействий, а также влияющие на тепловой режим помещений;

- воздействия атмосферной и грунтовой влаги, а также парообразной влаги, содержащейся в атмосфере и воздухе помещения, вызывающие изменение свойств материалов, из которых выполнены конструкции здания;

- движение воздуха, вызывающее не только нагрузки (при ветре), но и его проникновение внутрь конструкции и помещения, изменение их влажностного и теплового режима;

Грунтовая

влага

Рис. 1.2. Внешние воздействия на здания

- воздействие лучистой энергии солнца, вызывающее в результате местного нагрева изменение физико-технических свойств поверхностных слоев материала конструкций, изменение теплового и светового режима помещений;

- воздействие агрессивных химических примесей, содержащихся в воздухе, которые в присутствии влаги могут привести к разрушению материала конструкции здания (явление коррозии);

- биологические воздействия, вызываемые микроорганизмами или насекомыми, приводящие к разрушению конструкций из органических строительных материалов;

- воздействие звуковой энергии (шума) от источников, находящихся вне или внутри здания, нарушающие нормальный акустический режим помещения.

В соответствии с перечисленными воздействиями к зданию и его конструкциям предъявляется комплекс технических требований.

• Прочность – способность воспринимать внешние воздействия без разрушения и существенных остаточных деформаций.

• Устойчивость (жесткость) – способность сохранять при внешних воздействиях, зависящая от целесообразного размещения элементов конструкций в соответствии с величиной и направлением нагрузок и от прочности их сопряжений.

• Долговечность, означающая прочность, устойчивость и сохранность здания и его элементов во времени. Она зависит от: ползучести, морозостойкости, влагостойкости, коррозиестойкости, биостойкости материалов.

Здания по долговечности условно разделяются на три степени:

1-я – срок службы более 100 лет;

2-я – срок службы от 50 до 100 лет;

3-я – срок службы от 20 до 50 лет.

Важным техническим (и отчасти функциональным) требованием, оказывающим большое влияние на объемно-планировочное и конструктивное решение здания, является пожарная безопасность.

Строительные материалы и конструкции по степени возгораемости делятся на три группы: несгораемые материалы, трудносгораемые материалы, сгораемые материалы.

Конструкции характеризуются также пределом огнестойкости.

Здания по огнестойкости разделяются на пять степеней в зависимости от степени возгораемости и предела огнестойкости конструкций. Первая степень огнестойкости характеризует наибольшую огнестойкость, пятая – наименьшую.

К группе технических требований относится также благоустройство зданий: обеспечение здания отоплением, вентиляцией, газоснабжением, холодным и горячим водоснабжением, канализацией, электроосвещением, лифтами, бытовым оборудованием, радиотрансляцией, телефоном и прочим инженерным оборудованием; к этому же понятию относится качество отделки элементов здания.

3) Архитектурно-художественная выразительность, т.е. здание должно быть привлекательным по своему внешнему виду, благоприятно воздействовать на психологическое состояние и сознание людей.

4) Экономическая целесообразность, предусматривающая при минимальной затрате труда, средств и времени на постройку здания получение максимума полезной площади. Кроме того, требование экономичности должно распространяться не только на единовременные затраты (при строительстве), но и на эксплуатационные расходы в течение всего срока использования здания по назначению.

Для выбора экономически целесообразных решений СНИПом установлено деление зданий по капитальности на четыре класса в зависимости от их назначения и значимости. К первому классу относятся здания, удовлетворяющие повышенным требованиям; ко второму – средним; к третьему и четвертому – средним пониженным и минимальным.