ЛЕКЦИЯ+21РЭА

ЛЕКЦИЯ 21. Балконы, лоджии, эркеры и светопрозрачные, солнцезащитные конструкции

Балконы и лоджии — открытые помещения, связывающие внутреннее пространство жилых комнат (кабине­тов, больничных палат) с внешним.

Наряду с этим в жилых и обществен­ных зданиях балконы и лоджии при­меняют в качестве элемента пути ава­рийной эвакуации. Такие балконы обычно размещают в зонах лестнично-лифтовых узлов, торцах коридоров и др.

В южных районах страны использо­вание балконов и лоджий дает дополни­тельный микроклиматический эффект. Благодаря затеняющему действию открытых помещений уменьшается перегрев прилегающих комнат кварти­ры.

В городской за­стройке не только в жарком, но и в уме­ренном климате балконы и лоджии стали широко применяемым элементом квартир, гостиниц, пансионатов, сана­ториев и др. В жилых домах площади балконов и лоджий составляют до 15 % общей площади квартир. Балконы и лоджии не проектируют только в кли­матических районах с наиболее суро­вым климатом. Но и в этих условиях при устройстве трансформирующихся светопрозрачных ограждающих конст­рукций возможно устройство лоджий.

Балкон — открытая площадка, при­мыкающая с одной стороны к наруж­ной стене, а по остальным замкнутая ограждением высотой не менее 1 м.

Лоджия — площадка, с трех сторон окруженная стенами и только с одной стороны — ограждением. По отноше­нию к основному объему здания лод­жия может быть спроектирована встро­енной и выносной. В практике проекти­рования применяют ряд комбинирован­ных конструктивно-планировочных ти­пов открытых помещений — балкон с боковыми ветрозащитными стенками из легких материалов, встроенные и выносные лоджии — балконы. Возник­новение этих комбинированных реше­ний связано с поисками средств повы­шения микроклиматических качеств открытых летних помещений в уме­ренном климате. Основными конструктивно-планировоч­ными решениями открытых помеще­ний, предназначенных для отдыха, являются лоджии и лоджии-балконы, несмотря на их большую стоимость, а для хозяйственных це­лей — открытые балконы при кухнях.

Глубина открытых помещений по функциональным требованиям дости­гает 1,4 м. Протяженность и формы их планов весьма разнообразны и вы­бираются по функциональным, компо­зиционным и конструктивным сообра­жениям. Наряду с балконами и лод­жиями протяженностью на квартиру на 1—2 комнаты возможны балконы протяженностью по всему фасаду или даже по всему периметру здания. Столь же разнообразны и формы планов от­крытых помещений — прямоугольные, трапециевидные, полукруглые, пило- и волнообразные.

Конструкция балкона состоит из горизонтальной железобетонной пли­ты, ограждения, гидроизоляции и пола. Иногда применяют также дополни­тельные, поддерживающие плиту бал­кона, элементы — подвески, стойки, стенки или консольные балки. Сечение плиты, как правило, сплошное, толщина не ме­нее 100 мм. Плиту балкона проектируют как консольную или балочную с различным опиранием в зависимости от конст­рукции наружных стен дома и его кон­структивной системы. Консольная плита передает на конст­рукции здания вертикальную нагрузку и опорный изгибающий момент. Вос­приятие этих усилий осуществляют различно в зависимости от конст­рукций стен.

В зданиях с массивными несущими наружными стенами из кирпича, камня или легкобетонных блоков вер­тикальная нагрузка воспринимается стеной, а опорный момент — удержи­вающим моментом вертикальной пары сил, создаваемой пригрузкой балкон­ной плиты весом наружной стены. В панельных зданиях с облегченными бетонными наружными стенами вертикальную реакцию вос­принимает стена, а изгибающий мо­мент — горизонтальная пара сил, создаваемая жесткими связями между плитами балкона и перекрытия. При наружных стенах-экранах из небетонных материалов нагрузки от бетонной плиты полностью передают на внут­ренние конструкции дома или на дополнительные конструкции в виде консолей колонн (в каркасных домах), жестко соединенных с поперечными внутренними стенами консольных балок или балок-стенок, образующих торцовые ограждения лоджий-балконов, приставных ко­лонн Г-образной формы и др.

Балконные плиты в этом случае работают, по балочной схеме. В кирпичных стенах типовое монтаж­ное крепление консольной балконной плиты — сварка закладных деталей плиты с арматурными выпусками из железобетонных надоконных перемы­чек; в крупноблочных — сварка сталь­ных анкеров с закладными деталями перемычечного блока и балконной плиты.

Конструкция встроенной лоджии состоит из наружных стен и плиты перекрытия с гидроизоляцией, полом и ограждением. Стены лоджий в зависимости от конструктив­ной схемы дома решают различно. В домах с продольными стенами лоджию образуют несущие наружные сте­ны, на которые опирают её перекры­тие; в домах с поперечными несу­щими внутренними и несущими на­ружными стенами — плиты перекрытия опирают на внутренние стены, что требует в полносборных домах применения дополнительных утеп­ляющих конструкций для примыкаю­щих к лоджии внутренних стен.

Конструкции выносных лоджий состоит из дополнитель­ных перпендикулярных фасаду сте­нок — «щек» лоджий, перекрытий и ограждения. В кирпичных зданиях «щеки» лоджий выполняют в кладке, в полносборных — из железобетонных панелей. Вместо стенок в качестве опор перекрытий лоджий могут быть использованы консоли фасадных ко­лонн или консольные балки, защемлен­ные в поперечных внутренних стенах, дополненные легкими ветрозащитными экранами.

Перекрытия балконов и лоджий должны обеспечивать отвод воды от наружных стен. Для этого полы балко­нов и лоджий обычно располагают ниже пола примыкающих помещений на 50…70 мм, поверхность перекры­тия покрывают оклеечной гидроизо­ляцией, поверх которой по стяжке из цементного раствора устраивают пол из керамических плиток с уклоном 2…3 % плоскости фаса­да. Сопряжение плиты балкона или лод­жии с фасадной стеной защищают от протеканий заведением на стену края гидроизоляционного ковра с пе­рекрытием его двумя дополнительны­ми слоями гидроизоляции шириной 400 мм.

Ограждение балконов и лоджий состоит из металлической решетки и прикрепленных к ней глухих или решетчатых ограждений-экранов. Стойки металлической решетки приваривают к закладным деталям балконной плиты или перекрытиям лоджии.

Эркер — отнесенная за плоскость фасадной стены часть помещений, преимущественно жилых комнат, номе­ров гостиниц или палат санатория. Иногда эркеры служат для размеще­ния в них вертикальных коммуника­ций — лестниц, лифтов и др. Эркеры проектируют прямоугольной, треуголь­ной, трапециевидной, полукруглой или другой формы в плане. Функциональ­ное назначение эркера — увеличение площади помещения и обогащение его интерьера, улучшение условий освеще­ния и инсоляции помещений. В соот­ветствии с функциональным назначе­нием эркер имеет в своих вертикаль­ных гранях окна или сплошное остекление.

Особенно ценно применение эрке­ров в районах с умеренным и холод­ным климатом, как средство повыше­ния психологического комфорта жи­лища: они расширяют обзор, повы­шают связь с окружающей средой.

Существенную роль играет обеспе­чиваемая эркерами возможность улуч­шить инсоляцию неблагоприятно ори­ентированных квартир, особенно в ус­ловиях плотной городской застройки. Так, применение эркеров в комнатах, ориентированных на ССВ и ССЗ, позволяет сократить регламентируе­мый СНиПом сектор недопустимой ориентации односторонних квартир на 30-35° и тем самым повысить градо­строительную маневренность меридио­нальных домов и блок-секций.

Конструкции эркеров проектируют с несущими, самонесущими или нене­сущими наружными стенами. Несущие и самонесущие стены опирают на собственный фундамент и проектируют — аналогичными остальным наружным стенам здания. В зданиях с непо­вторяющимися поэтажными планами эркеры могут иметь различную протяженность по высоте здания, начинаться со второго или третьего этажа, представляя собой консольную конструкцию. В домах с массивными наружными стенами такие эркеры могут опираться на консольные плиты или балки, защемленные в наружных стенах. В зданиях с ненесущими наруж­ными стенами конструкции эркеров проектируют облегченными и опирают на различного типа консоли из внут­ренних несущих конструкций — консо­ли колонн каркаса, перекрытий, балок, защемленных во внутренних стенах.

В панельном домостроении исполь­зуют для ограждения эркеров бетонные панели наружных стен однорядной и горизонтальной разрезки, легкие конст­рукции стен с деревянным каркасом, обшивками и утеплением из небетон­ных материалов, бетонные объемные блоки открытого треугольного, П- и Z-образного сечения.

При устройстве консольных эркеров их верхние и нижние перекрытия утепляют.

Светопрозрачные и солнцезащитные конструкции. В наружных стенах зданий предусматривают раз­нообразные проемы. Большую часть из них заполняют светопрозрачными ог­раждениями.

Основными светопрозрачными ог­раждающими конструкциями являются окна и балконные двери, витрины и витражи. Стандартные конструкции наружных входных дверей также со­держат светопрозрачные элементы.

Назначение светопрозрачных ог­раждений - обеспечение необходимой естественной освещенности основных помещений и возможности визуально­го контакта с окружающей средой.

Конструкции светопрозрачных ог­раждений подвержены силовым и не­силовым воздействиям: снаружи на них воздействуют ветровые нагрузки, ат­мосферные осадки, переменные темпе­ратура и влажность воздуха, солнеч­ная радиация, шум, пыль и водораст­воримые химические примеси в атмо­сферной влаге, изнутри - потоки тепла и пара, шум.

Соответственно перечисленным воз­действиям светопрозрачные ограждаю­щие конструкции должны обладать: необходимой прочностью и жест­костью; герметичностью сопряжений элементов ограждения между собой и со стеной при температурно-влажностных деформациях конструкции и инфильтрации наружного воздуха; со­ответствующими условиям эксплуата­ции величинами индекса звукоизоляции и сопротивления теплопередаче. В районах, расположенных южнее 57-й параллели, конструкция светопрозрачного ограждения в жилых домах должна быть дополнена элементами солнцезащиты.

В качестве обрамляющих конструкций исполь­зуют деревянные, древесно-алюминиевые, алюминиевые, стальные или железобетонные элементы.

Окна и балконные двери. Размеры окон назначают в соответствии с нормативными требованиями естест­венной освещенности, архитектурной композицией, экономией единовременных и эксплуатационных затрат.

Так, площадь окон жилых комнат и кухонь должна составлять не менее 1/8 (1/10 для IV климатического района) от площади пола, а в сумме по зданию не превышать 1/6,5 для I, IIА и IVА и 1/5,5 — во всех остальных климатичес­ких подрайонах. В общественных и промышленных зданиях размеры, про­порции и расположение светопроемов назначают в соответствии с требуе­мыми нормами величинами коэффи­циента естественной освещенности для функциональных и производственных процессов, протекающих в помеще­ниях. Необходимость ограничения площади светопрозрачных конструкций объясняется их высокой стоимостью (они в среднем в 1,4 раза дороже глухой части ограждения) и увеличе­нием эксплуатационных затрат на отопление при увеличении размеров окон в связи с их меньшим по срав­нению с глухой стеной сопротивлением теплопередаче. В южных районах до­полнительным удорожающим факто­ром является требуемое нормами про­ектирования устройство солнцезащиты световых проемов.

В процессе проектирования опреде­ленные по указанным критериям раз­меры светопроемов согласуют с разме­рами конструкций заполнения проемов в жилых и массовых общественных зданиях, предусмотренными государст­венными стандартами. Стандартные величины проемов кратны укрупненно­му модулю ЗМ и весьма разнообразны по размерам и пропорциям. Так, высота оконного проема в жилом здании по стандарту может быть выбрана от 0,6 до 1,5 м с градацией в 300 мм, а ширина - от 0,6 до 2,1 м с той же градацией. Стандарт предусматривает возможность многочисленных попарных сочетаний названных размеров по ширине и высоте, и различные их соотношения от 1:2,5 до 1:0,75. Благодаря этому применение окон стандартных размеров не вызывает существенных ограничений архитектурно-композиционного решения.

Коробку устанавливают в проем и крепят к стенам гвоздями к деревянным пробкам в бетонных стенах или ершами, забиваемыми в швы клад­ки в каменных стенах. Защиту со­пряжения коробки со стеной от ин­фильтрации холодного воздуха в ка­менных и бетонных стенах обеспе­чивают: верхняя и боковая четверти в проемах, уплотнение зазоров между коробкой и стеной строительной пеной, специальные внутренние наличники или штукатурка откосов. В деревянных стенах, толщина которых мала для устройства четвертей, стык коробки со стеной защищают наружным налични­ком, а крепление коробки выполняют соединением в шпунт с конструкцией простенка (рис. 1).

Рис. 1. Установка оконных блоков в стенах: а - кирпичных; б - деревянных брусчатых; в - панельных легкобетонных; г - панельных из листовых материалов: 1-деревянная антисептироаанная пробка; 2-стальной костыль; 3-слив из оцинкованной стали; 4-герметик; 5-строительная пена; 6-рубероид; 7-штукатурка; 8-наличник; 9-подоконная доска; 10-стальная консоль

Конструкция балконной двери име­ет одинаковые с окном, решения переплетов, коробки и светопрозрачной части. Сопротивление теплопередаче окон назначают в зависимости от климати­ческих условий строительства.

Сопротивление теплопередаче за­полнения оконных проемов зависит от числа рядов остекления, расстояния между ними, герметичности воздуш­ного прослойка и конструкции окон­ного блока.

Для повышения теплозащитной способности и светоактивности окон предусматривают заполнение перепле­тов двух- или трехслойными стеклопакетами (с двумя или тремя рядами стекла). Прослойки между стеклами в стеклопакетах герметичны, заполне­ны обезвоженным, обеспыленным га­зом или воздухом. Толщина прослоек (9…18 мм) фиксируется распорными рамками из гнутого алюминиевого профиля. В многоэтажных общественных зданиях с повышенными требо­ваниями к долговечности и герметич­ности переплетов и коробок для заполнения проемов применяют алюми­ниевые конструкции.

Ещё одно эксплуатаци­онное требование к окнам — защита от шума, вызываемого транспортными по­токами. На крупных транспортных ма­гистралях уровень уличного шума до­стигает 80 дБА. В то же время сани­тарные нормы требуют, чтобы уровень шума в жилых помещениях составлял не более 40 дБА. Таким образом, конструкции окон, выходящие на ма­гистрали, должны обладать звукоизо­ляцией не менее 40 дБА. Снижение шума, обеспечиваемое стандартными конструкциями, существенно меньше: окна со спаренными переплетами сни­жают уровень шума на 22…24 дБА, с раздельными — на 30…32 дБА. Поэто­му при застройке магистралей внед­ряют специальные конструкции шумозащитных окон. Они имеют тройное остекление с неравной шириной межстекольных пространств, двойные и тройные ряды уплотняющих прокла­док, звукопоглощающие обкладки по внутреннему периметру окна. Шумозащитные окна имеют как спаренную, так и раздельную конст­рукцию. Раздельная конструкция по­зволяет снизить уровень шума на 40 дБА и применяется на особо шум­ных магистралях. Высокой изолирущей способности такого окна помимо перечисленных выше мер, способству­ет применение самостоятельных коро­бок для наружного и внутреннего переплетов.

Витражи — большие участки наружного светопрозрачного ограждения высотой в один или несколько этажей. Протяженность вит­ража может составлять несколько мет­ров или равняться всей длине фасада. Функциональное назначение витра­жа — обеспечение естественной осве­щенности помещений и визуальной связи внутреннего пространства с внешним. Решение наружного ограж­дения в виде витража может быть принято также по композиционным или конструктивным соображениям. В конструк­тивных целях витраж используют для уменьшения массы ненесущего на­ружного ограждения. Наиболее харак­терны витражи для крупных общест­венных зданий — выставочных павильонов проходных витрин предус­матривают горизонтальные консольные выносы из плоскости цоколя наруж­ной стены или второй выносной цоколь, параллельный основному цоколю зда­ния и дополнительное покрытие над витриной.

Солнцезащитные устройства. Нали­чие светопрозрачных ограждений обес­печивает естественную освещенность и требуемую (при соответствующей ори­ентации) инсоляцию помещений. В то же время светопроёмы могут служить источником радиационного перегрева помещений в летний период, так как через них проходит в помещения большая часть радиационных теплопоступлений. Через глухую часть на­ружных стен, теплоустойчивость кото­рых соответствует нормативным требо­ваниям, поступает не более 5 % тепла, падающего на них. В связи с этим в районах со среднемесячной темпера­турой июня 21 °С и более следует применять солнцезащитные устройст­ва оконных проемов, лоджий, витрин и витражей в жилых домах, детских учреждениях, школах, лечебных уч­реждениях, домах-интернатах для ин­валидов и престарелых.

Солнцезащитные устройства проек­тируют в виде стационарных конструктивных элементов или регулируемо­го (чаще временного) оборудования. К стационарным относят­ся горизонтальные и наклонные (сплошные или решетчатые) козырь­ки, вертикальные стенки — солнцеломы, ячеистые конструкции. Временное регулируемое оборудование — жалюзи, маркизы (парусиновые тенты). Используют также комбинированные устройства, сочетающие, например, стационарные козырьки или стенки с регулируемыми жалюзями. Для солнцезащиты служат также и теплоотражающие сорта стекла, которым запол­няют проемы или солнцезащитные экраны.

Выбор типа солнцезащитных уст­ройств диктуется условиями ориента­ции помещений и солнечной траекто­рией, а также композиционными и экономическими требованиями. Горизонтальные устройства — наилучшая защита при высоком солнцестоянии, и поэтому целесообразны для помещений южной ориентации, вертикальные — от лучей низкостоящего солнца, поэтому их применяют для защиты меридионально ориентированных помещений.

Стационарные солнцезащитные конструкции выполняют из железобе­тона, металла или дерева и крепят на относе от наружных стен, чтобы избежать дополнительных поступлений тепла, аккумулированного солнцеза­щитным устройством.

Геометрические параметры (выно­сы козырьков, стенок, размеры ячеис­тых конструкций) солнцезащитных устройств определяют в зависимости от высоты солнцестояния и углов между солнечным лучом и нормалями к по­верхности затеняемых стен в плане и разрезе.