ОГЛАВЛЕНИЕ

Итак, цель проекта – базируясь на современных представлениях о техническом совершенстве здания, оказать пользователям профессионалам практическую помощь:

•в оптимизации в каждом конкретном случае конструктивного решения здания в целом, его частей, а также интегрированных в него систем инженерии;

•в осуществлении наиболее рационального выбора строительных и отделочных материалов, изделий и оборудования;

•в профилактике возможных ошибок при применении материалов, изделий и оборудования в процессе проектирования и строительства.

Структура. Проект состоит из трех взаимодополняющих друг друга частей.

Важнейшая составная часть проекта – безусловно, Книга. Она является справочным и методическим пособием по проектированию и строительству зданий. В ней даются практические рекомендации по выбору конструктивных и строительных систем зданий. Обобщается мировой опыт в создании конструкций различных частей и элементов здания. Сравниваются между собой современные методы решения специальных задач, возникающих в процессе строительства и отделочных работ.

Содержание любой технической книги, в отличие от специализированной периодики, носит в большей или меньшей степени общий характер. И это неспроста. Чем более конкретизирована информация, тем книга быстрее устаревает. Выбранный нами уровень конкретизации таков, чтобы при нынешней скорости прогресса в строительстве книга как практическое пособие сохраняла бы свою актуальность примерно 5 лет.

Таким образом, многие конкретные вопросы, необходимые архитекторам, проектировщикам или строителям в их повседневной деятельности остаются за обложками книги. Восполнить пробел должна вторая составная часть проекта – Электронные версии.

Каждая электронная версия выпускается на нескольких CD-ROM, (последующие версии планируется выпускать также на DVD). Наряду с переведенными в электронный вид материалами книги они содержат конструктивные решения, схемы, рабочие чертежи узлов, каталоги продукции, технические характеристики, рекомендации и инструкции по применению конкретных продуктов, другие сведения, необходимые для практической деятельности. Планируется, что последующие выпуски электронных версий будут включать также нормативные документы в области строительства.

Большая часть практической информации в электронных версиях – это информация из первых рук: от производителей строительной продукции, от их официальных представителей или дилеров. В этом ценность информации. Очевидно, однако, что подобного рода информация требует частых корректировок. Поэтому в начале каждого календарного года мы планируем выпускать очередную – исправленную и дополненную электронную версию “Современного здания”.

Технически выпустить электронную версию намного проще, чем книгу. Сложно в сжатые сроки доста-

вить ее потенциальному пользователю. Мы решили облегчить себе эту задачу.

ВНИМАНИЕ! Одновременно с покупкой книги Вы приобрели право на бесплатное получение всех последующих электронных версий.

Для реализации права необходимо отправить заказным письмом приложенный к книге конверт с заполненной Анкетой-заявкой. (Пожалуйста, не откладывайте “на потом”).

Наконец, третья составная часть проекта – это Интернет-версия. Она размещается на веб-сайте http://www.know-house.ru и содержит информацию, того же типа что и электронные версии на CD-ROM. Однако, во-первых, Интернет-версия содержит последнюю информацию, практически ежедневно обновляемую и пополняемую. Именно она аккумулирует те изменения, которые будут находить свое отражение в ежегодно обновляемых электронных версиях.

Во-вторых, Интернет-версия на нашем веб-сай- те дополнена другими необходимыми специалистам разделами. Например, Каталогом, содержащим перечень производителей и поставщиков строительной продукции и подробную информацию о каждом из них (включая ценовую информацию).

И, наконец, в-третьих, благодаря регулярному пополнению объем информации в Интернет-версии намного больше, чем в электронных версиях. В конечном итоге мы планируем собрать воедино всю информацию, необходимую профессионалу в его практической деятельности. Таким образом, в не очень далекой перспективе Интернет-версия перерастет в мощную техническую инфотеку (по аналогии с библиотекой) по строительной тематике.

Оппоненты часто спрашивают нас, зачем мы сводим воедино на своем веб-сайте информацию, большая часть которой в той или иной форме итак присутствует в интернете? Безусловно, во всемирной паутине сегодня можно найти практически все. Но

вотличие от интернета вообще информация на нашем веб-сайте – высокого качества. Она упорядочена и структурирована, и подана не сообразно со вкусами дизайнеров множества веб-сайтов, а единообразно (т.е. удобно для пользователя) – в соответствии с разработанным нами протоколом. Не случайно уже сегодня ведущие поисковые машины (Яндекс, Рамблер, Апорт и др.) по очень многим запросам, касающимся строительства, адресуют именно к нашему веб-сайту. Унификация в интернете неизбежна; вот почему мы будем продолжать двигаться в этом направлении.

Взаключение нам хотелось бы выразить огромную признательность более чем 300 фирмам, которые предоставили нам необходимую информацию и поделились с нами своими знаниями и практическим опытом. Без них этот проект бы не состоялся.

Мы также будем благодарны за все замечания и дополнения, направленные по адресу:

199178, Санкт-Петербург, В.О., 11-я линия, 28-3. Тел./факс: в Москве - (095) 658 50 94,

вСанкт-Петербурге - (812) 325 32 93.

E-mail: novoe@know-house.ru.

Евгений Карант главный редактор

Что такое современное здание? Критерии технического совершенства.

Испокон веков при разработке новых видов строительных материалов, конструкций, изделий и технологий преследовались ясные цели. Сделать так, чтобы здание стало более функциональным и комфортным. Чтобы оно приобрело большую надежность и необходимую долговечность. Чтобы архитектор получил новые возможности для реализации своих эстетических идей. Наконец, чтобы по возможности сократились расходы на строительство и последующую эксплуатацию. Продукция, которая на своем историческом отрезке решало такие задачи, становилась классикой. Все остальное заходило в тупик или оставалось на обочине прогресса.

Данная книга – не историческая. Она – о современном здании. В это понятие можно вкладывать разный смысл. Ниже под современным зданием или зданием сегодняшнего дня будет пониматься здание, являющееся технически совершенным. В соответствии с современными представлениями о техническом совершенстве!

Не представляя, на какой уровень поднята планка в строительстве, невозможно на практике ни найти оптимальное для каждого конкретного случая конструктивное решение здания в целом или его частей. Ни рационально выбрать строительные и отделочные материалы или изделия.

О том, что считать совершенным в архитектуре, люди задумались давным-давно, по крайней мере, уже во времена Витрувия. Со временем критерии его триады “польза, прочность, красота” много раз пересматривались. В связи с расширением номенклатуры зданий и многообразия их функций. В связи с появлением дополнительного ассортимента технических средств для строительства – изобретением и внедрением стального проката, железобетона, алюминиевых сплавов, полимерных материалов, новых видов стекла. В связи с изобретением новых конструктивных систем зданий (каркасных, ствольных, оболочковых и др.). В связи с изменением облика зданий и их эстетических качеств.

В наши дни степень совершенства здания принято определять следующими основными группами критериев:

-критерии функциональности и комфортности;

-критерии прочности, надежности и долговечности;

-критерии выразительности (композиция, цветовой образ, пластика и т.п.);

-экономические критерии.

Кратко рассмотрим, что стоит за этими группами критериев.

Критерии функциональности и комфортности.

Как и во времена Витрувия функциональность (или полезность) стоит на первом месте. Совершенное здание – предельно функционально. Так как должно проектироваться исходя из принципа “изнутри - наружу”: от анализа и построения оптимальной схемы функционирования к соответствующему объемно-планировочному решению и затем к внешнему облику.

Комфортность включает в себя несколько аспектов. Один из важнейших – это требования к физическим параметрам внутренней среды в помещениях. Для обеспечения здоровья и работоспособности человека там всегда должен быть чистый, богатый кислородом воздух необходимой влажности. Необходимо также, чтобы помещения легко и без сквозняков проветривались и были достаточно теплыми. Оптимальные значения большинства микроклиматических параметров (температура, влажность, скорость движения воздуха и др.) для комфортного пребывания человека в помещениях различного назначения хорошо известны, нормированы и в технически совершенном здании должны быть обеспечены.

Большое значение для человека имеет комфортная светоцветовая среда в помещениях, включающая в себя высококачественное освещение с нормируемым количеством естественного света, а при необходимости также солнцезащиту.

И, наконец, помещения совершенного здания должны обладать необходимой звукоизоляцией и быть защищенными от посторонних шумов. Проникающие в помещение уровни шума от любых источников не должны превышать нормативных величин. Во многих случаях ар- хитектурно-строительные параметры помещений должны быть таковы, чтобы обеспечить необходимые акустические характеристики (время реверберации, структуру звуковых отражений и диффузность звукового поля).

Критерии прочности, надежности и долговечности. Современный уровень общественного развития требует большого разнообразия зданий, а их многообразные функции – резкого изменения габаритов (по высоте и величинам пролетов). Технический прогресс во многом позволил удовлетворить этим требованиям за счет освоения

ивнедрения высокопрочных несущих пространственных конструкций.

Физико-технические качества созданных к настоящему времени материалов и технических решений позволяет строить здания высотой около 500 м. Достигнутая величина пролетов – около 250 м. При этом тенденция в направлении роста этажности и строительства зданий большой вместимости продолжается. А, следовательно, продолжается и поиск материалов и конструкций, обладающих запасом прочности, необходимым для рационального решения сегодняшних и будущих задач.

Наряду с увеличением этажности современное строительство все чаще предполагает освоение подземного пространства под зданием. Современное здание должно иметь подземную часть. Для этого разработаны специальные технологии, особенно если существуют риски повреждения соседних близко стоящих зданий. Современные технологии позволяют заглубляться вниз от отметки земли до 5 уровней этажей.

Важнейшим критерием технического совершенства является надежность, как здания, как единого целого, так

иего частей и элементов. Поэтому еще одно направление поиска – создание материалов, которые обеспечивали бы необходимую надежность и долговечность при минимуме затрат.

Так сравнительно недавно разработаны обладающие необходимой надежностью материалы для заглубленных частей здания. Например, специальные водонепроницаемые бетоны марок В-6 – В-10, устойчивые к агрессивной среде и перепадам температур. Большое внимание следует уделять также надежности подземной гидроизоляции. Решать проблемы, связанные с нарушениями ее работы, в процессе эксплуатации зданий чрезвычайно сложно.

Современный дом не должен “трещать” и давать деформацию после ввода в эксплуатацию. Причина этого – как правило, учет не всех факторов при проектировании. Так, например, при строительстве вблизи источников вибрации (метро, железная дорога) конструктор обязан предусмотреть виброзащиту.

Очень важно обеспечить надлежащую надежность вертикальных ограждающих конструкций (стен). Действующим нормам по энергосбережению отвечают только многослойные стены. Независимо от конструкции (колодцевая кладка, система утепления “мокрого” типа, навесной вентилируемый фасад и т.д.), все они должны рассчитываться как единая система. Несколько надежных элементов, соединенных воедино, отнюдь не всегда являются надежной системой. Необходимо учитывать множество факторов, таких как явления тепло- и массопереноса, морозостойкость, коррозионная стойкость и т.д. для системы в целом.

Вообще для современного здания, которое само должно представлять собой высоконадежную систему, характерно применение все большего числа хорошо выверенных и апробированных в лабораторных условиях и на практике надежных подсистем.

Долговечность – способность здания и его элементов сохранять в течение заданного времени заданные качества при определенных условиях и режиме эксплуатации без отказов. Долговечность зависит, в частности, от вида здания, его назначения, используемых строительных конструкций и материалов и т.п.

Безопасные и комфортные условия эксплуатации зданий могут быть продлены за счет исполнения сроков ремонтов. Для большинства зданий примерные сроки таковы: поддерживающий ремонт – раз в 3-5 лет; выборочный капитальный ремонт – раз в 15-20 лет; капитальный ремонт – определяется по совокупности условий; реконструкция и реставрация с сохранением или перепрофилированием назначения зданий – раз в 50-100 лет.

Долговечность зданий определяется на основе тройной иерархии долгосрочности: первая – полная продолжительность срока службы здания, которую, как правило, не рассчитывают. Вторая – распространяется на половину срока службы здания – приблизительно на 40-50 лет, сюда входят конструкции стен, перегородок, двери, окна и т.д. Третья – распространяется на элементы быстрого износа и элементы, у которых физическое существование ограничено 10-20 годами (облицовка, обшивка и т.д.). Интересно, что в наше динамичное время отнюдь не все из перечисленных сроков имеют тенденцию к увеличению.

Критерии выразительности. Совершенное здание должно иметь современный силуэт, красивые пропорции

и привлекательные интерьеры. Прослеживаются несколько основных тенденций. Первая – эстетическое освоение все увеличивающихся габаритов зданий и их внутренних пространств. Вторая – эстетическое освоение новых необычных геометрических форм конструкций. И, наконец, третья – эстетическое преодоление сухости и монотонности, диктуемой индустриальным характером современного строительства.

Во многом на помощь приходит технический прогресс. Так, например, совершенный жилой дом – это возможность заказчика (клиента) при помощи дизайнера найти самовыражение в обустройстве купленных квадратных метров свободной планировки его квартиры. В совершенном доме квартира площадью 150-200 м2 предполагает наличие не более 2-х и 3-х несущих колонн.

Внешний вид современного дома должен быть устойчив к “кислотным дождям”, атмосферным загрязнениям, а иногда и к актам вандализма. Фасады не только должны быть правильно выполнены, но и обладать ремонтопригодностью: легко чиститься и перекрашиваться.

Экономические критерии. К важнейшим критериям относятся: стоимость возведения здания, включая стоимость работ и материалов; временной критерий (продолжительность возведения здания) и затраты на последующую эксплуатацию (включая затраты на ремонты и на энергоресурсы). Обычно при прочих равных условиях сокращение сроков строительства влечет увеличение стоимости. Уменьшение стоимости, очень часто достигается ценой увеличения эксплуатационных затрат. На практике принято минимизировать приведенные затраты – сумму всех затрат с соответствующими весовыми коэффициентами.

Стоимость и скорость возведения зданий напрямую связаны не только с уровнем развития строительных технологий, но и с рыночной конъюнктурой. Так, например, в России монолитное домостроение считается более дорогим, чем панельное. Во всем мире – наоборот. Тем более что скорость возведения зданий в “монолите” сравнительно высока (при нормальных условиях за летний месяц – примерно четыре этажа). Поскольку технология “монолита” не является сложной, можно предположить, что с дальнейшим обострением конкуренции на строительном рынке стоимость возведения монолитных зданий будет уменьшаться.

Эксплуатационные расходы в современном жилом здании (включая расходы на всю инфраструктуру) не должны превышать 0,95-1,0 $ за 1 м2. Для этого уже на стадии проектирования следует предусмотреть учет и контроль всех расходов и сделать выбор в пользу более высоких и рациональных технологий и оборудования, которые впоследствии обеспечат низкие затраты на эксплуатацию.

Итак, мы попытались, безусловно, весьма конспективно представить себе образ современного здания. В последующих главах дадим обзор технических возможностей конструкций и материалов для его возведения.

1

дйзлнкмднаЗзхЦ лалнЦех а нЦпзйгйЙаа ЗйбЗЦСЦзаь ЙкДЬСДзлдап бСДзав

1.1КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗДАНИЯ

Несмотря на значительные различия, существующие между зданиями разного назначения как во внешнем виде, так и во внутренней структуре, все они состоят из некоторого ограниченного числа основных взаимосвязанных архитек- турно-конструктивных элементов, выполняющих вполне определенные функции (рис.1.1).

Основные элементы здания можно подразделить на следующие группы:

а) несущие, воспринимающие основные нагрузки, возникающие в здании; б) ограждающие, разделяющие помещения, а также защи-

щающие их от атмосферных воздействий и обеспечивающие сохранение в здании определенной температуры; в) элементы, которые совмещают и несущие, и ограждающие функции.

К основным элементам (или частям) здания относятся фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыша, перегородки, лестницы, окна, двери.

Фундаментом называется подземная конструкция, основным назначением которой является восприятие нагрузки от здания и передача ее основанию.

Стены отделяют помещения от внешнего пространства (наружные стены) или от других помещений (внутренние стены), выполняя тем самым ограждающую функцию. Кроме того, стены могут нести нагрузку не только от собственного веса, но и от вышележащих частей здания (перекрытий, крыши и др.), осуществляя несущую функцию. Стены, воспринимающие, кроме собственного веса, нагрузку и от других конструкций и передающие ее фундаментам, называют несущими.

Стены, опирающиеся на фундаменты и несущие нагрузку от собственного веса по всей высоте, но не воспринимающие нагрузки от других частей здания, носят название

самонесущих.

Наконец, стены, которые служат только ограждениями и свой собственный вес несут в пределах лишь одного этажа, опираясь на другие важные элементы здания, называют ненесущими.

Перекрытиями называют конструкции, разделяющие внутреннее пространство здания на этажи. Перекрытия ограничивают этажи и расположенные в них помещения сверху и снизу (ограждающие функции) и несут, кроме собственного веса, полезную нагрузку, т.е. вес людей, оборудования и предметов, находящихся в помещениях (несущие функции). Кроме того, перекрытия играют весьма существенную роль в обеспечении пространственной жесткости здания, т.е. неизменяемости его конструктивной схемы под действием всех возможных нагрузок.

Перекрытия, в зависимости от их расположения в здании, бывают междуэтажные, разделяющие смежные по высоте этажи; чердачные, отделяющие верхний этаж от чердака; нижние, отделяющие нижний этаж от грунта, и надподвальные, отделяющие первый этаж от подвала.

По верху междуэтажных перекрытий настилают полы в зависимости от назначения и режима эксплуатации помещения. А нижняя поверхность перекрытия (или покрытия) образует потолок для нижележащего помещения.

дйзлнкмднаЗзхЦ лалнЦех а нЦпзйгйЙаа

Отдельными опорами называют стойки (столбы или колонны), предназначенные для поддержания перекрытий, крыши, а иногда и стен и передачи нагрузки от них непосредственно на фундаменты.

Перекрытия могут опираться или непосредственно на колонны, или, что чаще, на уложенные по ним мощные балки, называемые прогонами.

Колонны и прогоны образуют так называемый внутренний каркас здания.

Крыша является конструкцией, защищающей здание сверху от атмосферных осадков, солнечных лучей и ветра. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Крыша вместе с чердачным перекрытием образует

покрытие здания. Мансардным этажом (или мансардой)

называется этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью (поверхностями) наклонной или ломаной крыши.

В том случае, если в здании отсутствует чердак, функции чердачного перекрытия и крыши совмещаются в одной конструкции, которая называется бесчердачным покрытием.

Перегородками называют сравнительно тонкие стены, служащие для разделения внутреннего пространства в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются в каждом этаже на перекрытия и никакой нагрузки, кроме собственного веса, не несут.

5

3

7

2

6

6

4

1

êËÒ. 1.1 ëıÂχ ÏÌÓ„Ó˝Ú‡ÊÌÓ„Ó „ ‡Ê‰‡ÌÒÍÓ„Ó Á‰‡ÌËfl:

1 - ÙÛ̉‡ÏÂÌÚ;

2 - ̇ ÛÊÌ˚ ÌÂÒÛ˘Ë ÒÚÂÌ˚;

3 - ‚ÌÛÚ ÂÌÌflfl ÌÂÒÛ˘‡fl ÒÚÂ̇;

4 - ÔÂ ÂÍ ˚ÚËfl:

5 - Í ˚¯‡;

6 - ÔÂ Â„Ó Ó‰ÍË.

7 - ОВТЪМЛˆ‡