Текст
учебник для вузов
ГРАЖДАНСКИЕ ЗДАНИЯ
и их техническая
МИ®^ИЯВ1^^И
!< .11 ! I.,—. —.»».
М. с ШУМИЛОВ
ГРАЖДАНСКИЕ ЗДАНИЯ
и их техническая эксплуатация
Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Экономика и организация городского хозяйства»
МОСКВА „ВЫСШАЯ ШКОЛА“
1985
ББК 85.11
Ш 96
УДК 725
Рецензенты:
кафедра технической эксплуатации зданий МИСИ им. В. В. Куйбышева (доц., канд. ар хит. В. Н. Кутуков);
доц.. канд. техн, наук А. Г. Ройтман (Мосжилнинпроект)
Шумилов М. С
Ш 96 Гражданские здания и их техническая эксплуатация: Учебник для студентов вузов по спец. «Экономика и орг. гор. хоз-ва». — М.: Высш, шк., 1985. — 376 с., ил.
В пер.: I р. 50 к.
В книге рассмотрены вопросы архитектурного проектн- . ровання при строительстве, капитальном ремонте с модернизацией и реконструкции .гражданских зданий и сооружений, особенности планировочных решений и применяемых конструкций. изложены основы технической эксплуатации, определены функциональные и экономические требования к проектированию и содержанию зданий.
3202000000—448 001(01)—85
168—85
ББК 85.11
72
© Издательство «Высшая школа», 1985
ПРЕДИСЛОВИЕ
В книге впервые объединен комплекс сведений о гражданских зданиях и сооружениях с оковами их технической эксплуатации, отражены два направления архитектурного проектирования, одно из которых связано со строительством объектов, другое — с их капитальным ремонтом и модернизацией. Это позволит читателю понять всю сложность и многогранность системы «строительство — эксплуатация».
Дисциплину «Гражданские здания, сооружения и конструкции, включая техническую эксплуатацию» рассматривают как ведущую в цикле специальной подготовки инженеров-строителей по экономике и организации городского хозяйства. Ее изучают на первом и втором курсах высших учебных заведений с целью ознакомления студента с основами строительных и экономических знаний, необходимых ему для последующего освоения общетехнических и специальных дисциплин.
Задача учебника — познакомить с типа**::, и особенностями гражданских зданий и сооружений, закономерностями объемно- и конструктивно-планировочных решений, архитектурными конструкциями, теорией и практикой эксплуатации, характерными дефектами построек и методами их устранения, системой текущих и капитальных ремонтов, модернизацией и реконструкцией. В учебнике отражены все разделы программы курса, утвержденной Учебно-методическим управлением по высшему образованию МВ и ССО СССР 22 июля 1983 г. и предназначенной студентам специальности 1722 «Экономика и организация городского хозяйства». Поскольку книга рассчитана на будущих инженеров-экономистов, вопросы экономики, оценки социально- и технико-экономической эффективности выделены особо.
Основой изложенного материала в части капитального ремонта и реконструкции являются
многолетние научно-исследовательские и проект но - экспериментальные работы, выполняемые на кафедре городского строител ьства Всесоюзного заочного инженерностроительного института. В книге использован большой фактический материал по реконструкции жилой застройки в Москве, Ленинграде и других городах страны, а также действующие нормативные документы и информация научных учреждений Госстроя и Госгражданстроя СССР.
Автор выражает при
знательность коллективу кафедры технической эксплуатации зданий МИСИ им. В. В. Куйбышева, доц., канд. архитектуры В. Н. Кутукову и директору института Мосжилниипроект, доц., канд. техн, наук А. Г. Ройтману, сделавшим ряд ценных замечаний при рецензировании рукописи и подготовке ее к печати.
Автор будет благодарен всем приславшим свои замечания для улучшения последующего издания учебника
Автор
ВВЕДЕНИЕ
Коммунистическая партия и Советское правительство всегда уделяли особое внимание строительству. Уже в первое десятилетие Советской власти была поставлена и успешно решена задача воспроизводства разрушенного гражданской войной жилишного фонда с наименьшими затратами. Тогда эта задача была первостепенной, поскольку города испытывали жилищный голод. На одного жителя рабочих окраин крупных городов дореволюционной России приходилось не более 2...2,5 хг жилой площади, коммунально-бытовое обслуживание было представлено мелкими лавками, кабаками да небольшим числом начальных школ. Проблема усугублялась тем, что пришедший в упадок фонд гражданских зданий было сложно эксплуатировать. Трудно было наладить действен
ные формы их технической эксплуатации на плановой основе, обеспечить ветхие и некапитальные дома хотя бы такими первоочередными видами инженерного благоустройства; как водопровод и канализация.
В последующий период начала 30-х годов партией и правительством были определены социальные задачи гражданского строительства. В важнейшем документе тех времен — постановлении ЦК ВКП(б) от 16 мая 1930 г. «О работе по перестройке быта» — отмечалось, что в новом строительстве должны быть максимально обеспечены доступные гигиенические условия и удобства и приняты все меры к максимальному его удешевлению. За годы первых пятилеток построены жилые дома принципиально новой планировки, дворцы
культуры и клубы для широкого круга посетителей, фабрики-кухни и универмаги, общедоступные детские учреждения и школы.
Результатом возросших темпов гражданского строительства явилось увеличение к 1940 г. жилищного фонда городов более чем в два раза. Однако количество горожан увеличилось в 3 раза, что, естественно, осложнило задачу жилищной обеспеченности.
Несмотря на объективные трудности, темпы роста гражданского строительства были устойчивыми даже при возросших требованиях к качеству, определенных в 1934 г. постановлением Совнаркома СССР «Об улучшении жилищного строительства». Этим постановлением, подводившим итог предшествующему периоду, определено прогрессивное социальное требование: «социа-
5
диетической семье — жилите нового качества», ставящее жилищное и все гражданское строительство на более высокую ступень качества.
Ввод в эксплуатацию значительного числа зданий потребовал перестройки всего городского хозяйства в части модернизации и. улучшения водоснабжения, эффективного удаления и очистки сточных вод, расширения системы энергообеспечения застройки, создания разветвленной сети подземных инженерных коммуникаций, способных справиться с возросшими нагрузками.
В результате строительства довоенного периода наметился не только количественный рост жилищного фонда городов. Этот фонд изменился и качественно: увеличилась его капитальность, повысилась степень инженерного благоустройства, что сказалось на условиях эксплуатации. С одной стороны, упростился уход за частями здания, поскольку они стали долговечными, с другой — в зданиях появились сложные механизмы и инженерные системы, потребовавшие
высококвалифицированного обслуживания.
В период до 1951 г. гражданское строительство, резко приостановленное войной, было осложнено проблемами разрушенного народного хозяйства. Сооруженные здания массового строительства несут в себе все противоречия этого трудного для страны периода. Социальные задачи требовали интенсивного восстановления и значительного повышения обеспеченности населения жильем, а экономика испытывала трудности последствий войны. Несмотря на это, гражданское строительство набирало темпы и уже в 1950 г. жилищный фонд городов превысил довоенный на 12%. Однако жилищная обеспеченность составляла в среднем 5,5 м2/чел и большинство семей жили в коммунальных квартирах. Рост городского населения по-прежнему опережал рост жилищного фонда, хотя к 1955 г. в стране ежегодно вводили в эксплуатацию около 25 млн. м2, что более чем в 1,5 раза выше ежегодного ввода в первых пятилетках.
Стабильный приток населения в города вызывал необходимость кардинального решения жилищной проблемы. Документом, определившим дальнейшие пути развития строительства, явилось постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 31 июля 1957 г. «О развитии жилищного строительства в СССР». С этого времени ее решали на базе полносборного домостроения. Невиданные ранее возможности выдвинули новые качественные задачи. Стало ясно, что принцип предоставления каждой семье благоустроенного жилья возможен, если жилой фонд будет состоять из небольших квартир экономичной планировки, преимущественно в домах, возводимых индустриально по типовым проектам.
Стандартизация и индустриализация позволили достичь высоких показателей. В 1960 г. ввод нового жилья составил 110 млн. м2, за десять лет жилой фонд увеличился почти вдвое, а количество квартир — втрое. •
К 1963 г. был четко
б
сформулирован основной социальный принцип жилищного строительства: экономичная квартира для каждой семьи, высокое качество при минимуме затрат. И если до этого времени строили квартиры с минимумом планировочных удобств, то теперь деятельность проектировщиков направляется на повышение эксплуатационных качеств жилья, улучшение изолированности комнат, увеличение подсобной площади. Второй социальный принцип состоит в том, чтобы обеспечить население комплексом учреждений социально-бытового обслуживания, создания вместе с жильем сети услуг, выступающей как фактор сокращения домашнего труда и улучшения условий отдыха советских людей.
В этот же период наметился коренной перелом в технической эксплуатации. Возникла тенденция сопровождать капитальный ремонт модернизацией. Большие квартиры в ремонтируемых домах стали разукрупнять, вводить в них недостающие элементы благоустройства, а ре
площади. ний.
монтные работы вести индустриальными методами. По аналогии с новым строительством получила развитие индустриальная база, в ремонт начали внедрять сборные типизированные конструкции.
Сейчас, когда мы достигли жилищной обеспеченности, равной 12,6 м2 общей
на человека (в... 8,5 м2 жилой/чел), что превышает почти в два раза обеспеченность 1940 г., гражданское строительство продолжает совершенствоваться. В развитие решений XXVI съезда КПСС и последующих постановлений ноябрьского (1982 г.), февральского (1983 г.)? внеочередного февральского (1984 г.) и апрельского (1984 г.) Пленумов
ЦК КПСС специалисты переходят к новым качественным рубежам, ликвидации недостатков предшествующих лет, улучшению планировки и оборудования квартир, совершенствованию сферы услуг, ускоренному внедрению прогрессивных серий жилых и общественных здании, что направлено на удовлетворение материальных и
культурных запросов трудящихся.
Средством достижения поставленных партией и правительством социальных задач является не только новое строительство, но и реконструкция старой застройки в сложившихся "районах городов, капитальный ремонт гражданских зда-Принимаемый сей
час за основу комплексный подход к восстановлению и улучшению морально устаревшего жилищного и культурно-бытового фонда, предусматривающий реконструкцию не отдельных зданий, а застройки на территории квартала, микрорайона или района, признают единственно правильным. Такой подход наиболее полно отражает цель реновации отдельного сооружения или их группы как решения частного вопроса комплексной проблемы совершенствования городской среды в целом.
Особое значение приобретает комплексный подход к реконструкции архитектурно - исторической среды города, когда необходимо интенсифицировать использование сооружений, возродить
7
полноценную их функциональность, модернизировать, одновременно сохраняя неповторимый облик старины. Партия и правительство всегда уделяли этому вопросу особое внимание.
На совещании в ЦК КПСС по вопросам ускорения научно-технического прогресса (11 июня 1985 г.) было отмечено.
что капиталовложения, направленные на реконструкцию, дают примерно вдвое выше отдачу, чем при новом строительстве.
Государство взяло под охрану памятники архитектуры, культуры и истории. Решениями правительства в старых городах создаются охранные и заповедные зоны. Большие средства выделяют
ся на реставрацию и модернизацию зданий в этих зонах, а это ставит перед строителями и ремонтниками новые практические задачи. В соответствии с этими задачами студенту при изучении курса необходимо усвоить излагаемую в учебнике информацию на высоком уровне знаний.
РАЗДЕЛ I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЯХ И ИХ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ЗДАНИЙ
Общим понятием «гражданские здания» объединяют жилье и общественные сооружения.
Гражданские здания состоят из объемно-планировочных и конструктивных элементов. Объемно-планировочным элементом называют часть объема здания, ограниченную такими параметрами, как высота этажа, продольный и поперечный шаг. Высотой этажа Н (рис. 1.1) является размер, отмеряемый от уровня пола до верха вышележащей перекрывающей конструкции.
Шаг — это расстояние между вертикальными несущими конструкциями (колоннами, столбами, стенами или оконными простенками), членящими здание на планировочные элементы. В большинстве случаев шаг совпадает с несущим пролетом горизонтальных конструкций. Так, в здании, показанном на рис. 1.1, a, Bi— поперечный шаг, совпадающий с
пролетом балок перекрытия, a L, — продольный шаг, совмещенный с пролетом плит.
1.1. Конструктивные элементы зданий
Здания состоят из таких конструктивных элементов, как фундаменты, стены, колонны, перекрытия, крыша, лестницы, перегородки, окна и двери.
Фундаменты представляют собой подземные конструкции, предназначенные для передачи нагрузки от здания через подошву* на грунт основания. В домах с подвалами фундаменты одновременно являются стенами подземных помещений.
Стены делят на наружные и внутренние. Наружные ограждают внутренний объем здания
* Здесь и далее чначеннс нс поясненных в тексте терминов см. в кратком словаре основных терминов, прк веденном в конце книги.
от внешней среды, внутренние разделяют помещения. Глухие поперечные стены из огнестойких материалов, выполненные в качестве противопожарной преграды, называют брандмауэрами.
Колонны и столбы именуют опорами или стойками. Их устанавливают внутри здания как конструкции, воспринимающие нагрузки от перекрытий, а иногда и стен, и передающие их на фундамент.
Перекрытия - это конструкции, разделяющие здание на этажи, несущие собственный вес и полезные (временные) нагрузки от людей и различных предметов, стоящих на полах. Перекрытия служат и диафрагмами пространственной жесткости здания, воспринимают горизонтальные усилия, например, от ветра. Различают перекрытия надподвальные, междуэтажные и чердачные.
Крыша состоит из
9
кровли и конструкции, ее поддерживающей. Кровля — это водонепроницаемое покрытие здания. Его выполняют по специальным конструкциям, называемым стропильной системой, или непосредственно по чердачному перекрытию. Такую крышу называют совмещенной.
Лестницы являются вертикальными коммуникациями здания. В целях защиты от огня и задымления их почти всегда огораживают несгораемыми стенами. Пространство внутри этих стен называют лестничными клетками. Пожарные запасные. лестницы иногда устанавливают снаружи здания и делают в виде металлических стремянок или системы стремянок с переходными площадками в каждом этаже.
Перегородки — это диафрагмы, устанавливаемые на перекрытия в целях разделения пространства в пределах этажа на помещения. Поскольку перегородки не несут нагрузок, кроме собственного веса, их делают тонкими.
Окна и двери часто называют оконными и дверными проемами. Окна являются прозрачными ограждающими конструкциями здания, а внутренние двери служат для изоляции помещений и связи между ними. В некоторых зданиях окна полностью заменяют наружные стены.
10
Части зданий, предназначенные для восприятия всех видов нагрузок, возникающих в зданиях и действующих на него извне, и передачи этих нагрузок на грунты оснований, называют несущими. Фундаменты, колонны, перекрытия и стены, если они не подвешены к перекрытиям, относят к несущим конструкциям, которые образуют несущий остов здания, его повреждение может привести к обрушению всего сооружения.
Другие части здания, защищающие от внешней среды или разделяющие помещения между собой, называют ограждающими. Прочность этих конструкций не влияет на устойчивость и целостность всего здания, поэтому их часто реконструируют, заменяют новыми или разбирают вовсе. Ограждающими конструкциями являются стеновые элементы, кровли, полы, перегородки, окна и двери.
В зависимости от конструктивной схемы остова здания некоторые конструкции могут нести двоякую функцию. Так, несущие стены, воспринимающие постоянные и временные нагрузки, используют как преграды, которыми защищают здание от холода и солнечной радиации, ветра, дождя и снега. Внутренние ограждения — меж
дуэтажные перекрытия и стены, — являясь несущими, одновременно обеспечивают изоляцию помещений.
В зависимости от материала стен здания могут быть каменными, деревянными или смешанными, а от способа их возведения — выложенными из мелкоштучных материалов, например кирпича, или сборными. К сборным относят дома, монтируемые из крупных деталей: блоков, панелей, объемных элементов и т. д. (рис. 1.1, б, в).
1.2. Конструктивные схемы зданий
В практике строительства гражданских зданий широкое применение получили конструктивные схемы с несущими стенами и каркасные. В последнее время используют системы, собираемые из объемно-пространственных элементов.
Первая схема представляет собой конструкцию, объединяющую наружные и внутренние стены в единый стеновой остов (рис. 1.1, а). Этот остов, являясь одновременно ограждающей и несущей конструкцией, воспринимает все нагрузки: ветровые, от крьгФи и перекрытий. В схеме1 с несущими стенами часть стен иногда заменяют столбами, выполненными из этого же материала. Такой прием дает опре
деленный экономический эффект, поскольку сокращается расход материа1 лов. Кроме того, в стеновом остове, где нет сплошных внутренних стен, проще решать внутреннее пространство, так как здесь архитектура интерьера не так жестко связана с конструкциями.
В каркасных схемах нагрузки воспринимает система вертикальных и горизонтальных элементов, связанных между собой в виде этажерки. Вертикальными элементами служат колонны, а горизонтальными — балки, прогоны и ригели перекрытий.
При полном каркасе колонны устанавливают внутри здания и по его периметру, а стены, которые служат только ограждающими конструкциями, навешивают на горизонтальные элементы, называемые ранд-бал ками (см. рис. 1.1, б). В зданиях с неполным каркасом колонны устанавливают только внутри здания, а ригели и прогоны одной стороной укладывают на наружные стены. Эти стены исполниют двойную функцию, так как являются несущей н ограждающей конструкцией.
Многоэтажные н высотные здания строят, применяя одну нз конструктивных схем, описанных в 12.3.
... Принципиально отличная от описанных выше конструкция зданий разработана и внедрена в Советском Союзе. Она показана на рис. 1.1, в и состоит из деталей, называемых объемно-пространственными. Из этих
деталей дом собирают, как из кубиков.
Основным планировочным параметром конструктивной схемы являются пролеты b и /. В зданиях нового строительства величина пролета зависит от модуля (см. 3.1) и в жилых обычно не превышает 6 м. В общественных сооружениях эта величина может быть большей — 9 и 12 м, а зрительные и спортивные
Рис. 1.1. Основные элементы гражданских зданий: а — старинной постройки: б --современное каркасное: в — из объемно-пространственных элементов; / - фундамент,- 2 — горизонтальная гидроизоляция стен; j — несущие продольные стены; 4 — перекрытия; 5 — перегородка;
залы перекрывают конструкциями с пролетами 30... 100 м и более. В жилых домах старой постройки модуль в современном понимании использовали редко, размер пролетов колеблется в широких пределах, в большинстве зданий от 4 до 8 м, а каркасные системы применялись редко, в виде неполного каркаса.
6 — стропильная система; 7 — кровля; 8 — лестничная клетка; 9 — колонны и ригели каркаса; i0 — совмещенное покрытие; П -навесные стеновые панели; 12 - -сваи; 13—15 — объемно-пространственные блоки (i3 --- комнаты; 14 — санузла-кухни; 15—лестничной клетки)
11
1.3. Техникоэкономические сведения
Конструктивное решение элементов и схемы здания в целом выбирают на основе вариантного проектирования. Варианты сравнивают, производя технико-экономический анализ. Про ектные решения анализируют, изучая техническую целесообразность конструкций и оценивая технико-экономические показатели.
Степень технической целесообразности выявляют. определяя, какие отличительные признаки конструктивного решения наиболее полно отвечают архитектурному замыслу сооружения, его планировочной и объемной композиции. Одновременно анализируют
Рис. 1.1. Продолжение
12
возможности производственной и материально-технической базы строительства. поскольку уровень этих возможностей предопределяет реальность осуществления в натуре задуманных решений.
Проектные решения обосновывают сравнением таких технико-экономических показателей, как степень заводской готовности, число типоразмеров, масса элементов, расход материалов, трудоемкость, приведенные затраты и сборность конструкций. Первые два показателя имеют значение в производстве, поскольку большое количество типоразмеров усложняет изготовление, а применение деталей с разной массой вызывает недостаточно полное использование грузоподъемности кранов и других подъемно-транспортных машин.
Показателем расхода материалов определяют их количество, необходимое для изготовления конструкции и отнесенное к ее единице (мэ — объема, м2 — поверхности, м — линейного размера). Обычно этот показатель применяют для таких дефицитных, нормируемых материалов, как цемент, древесина, сталь и др.
Удельной трудоемкостью (ТР) называют числовой показатель количества труда, затрачи
ваемого на изготовление единицы продукции. Этот показатель рассчитывают по формулам (чел • ч на единицу продукции)
TP^TPy„/q-
TP=(TPMr+TPM)/qy
где ТРУ„, ТРтп ТРЫ -расчетная трудоемкость соответственно устройства монолитной конструкции, изготовления и монтажа сборной, чел. • ч; q — объем, площадь или протяженность конструкции, выраженные в м3, м2 или м.
Приведенными затратами учитывают не только капиталовложения (затраты на строительство или модернизацию). В анализ включают и ежегодные эксплуатационные расходы, складываемые из затрат на содержание и профилактический ремонт (руб): П — С^+ЕС. где £ — нормативный коэффициент эффективности; С — капитальные затраты, условно принимаемые равными сметной стоимости; Сэк — ежегодные эксплуатационные затраты.
!? этой формуле Е - норма тивный коэффициент, определяющий эффективность капитальных вложении. По типовой методике для нового строительства его принимают рав ным 0.12, для районов Край-него Севера - 0,08. а для капитального ремонта - 0,10. В основу определения значения коэффициента принят нормативный срок окупаемости капп тальных вложений. Это величина. обратная коэффициенту
Для приведенных значений Е он соответственно равен 8,22, 12,5 и 10 лет. Эти значения усреднены, поэтому предыдущая формула пригодна для анализа проектов сооружения в целом, причем сопоставимых по мощности, общей площади или вместимости.
Сравнивая варианты конструктивных решений отдельных элементов здания, учитывают не эксплуатационные расходы, а капитальные вложения в производство их деталей, материалов и полуфабрикатов, из которых эти элементы собирают. Тогда формула приобретает вид
/7 = С+ЕК,
где К — капитальные вложения в производство, изготавливающее детали, материалы и полуфабрикаты (остальные обозначения см. предыдущую формулу).
Если же хотят сравнить конструкции по сроку службы, то коэффициент эффективности заменяют Т — фактической или расчетной продолжительностью эксплуатации этих конструкций до полного износа
77 = Сэн+ С/Т.
Подробно об износе и продолжительности эксплуатации см. 2.8.
Экономическую эффективность сравниваемых вариантов конструкций оценивают по индексу эффективности Э
Э= /7, - /7, =
= £(G— С,„н) ± С,к.
13
где flt и FIf — приведенные затраты конструкций по вариантам i и /; Cb Cj— капитальные затраты на устройство конструкций I и / вариантов; С»и — разность между ежегодными расходами на эксплуатацию сравниваемых вариантов
i и /, равная См= = Сэж<—С>м/.
Коэффициент сборно-сти является отношением сметной стоимости конструкций, смонтированных из сборных деталей, к сметной стоимости строительства
Ксб=Сев/С/,
где Сев — стоимость конструктивных элементов здания, выполненных из сборных деталей, руб.£ С' — сметная стоимость строительства сооружения без стоимости земляных работ, руб.
ГЛАВА 2. КАЧЕСТВО ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ
Понятие качества гражданских зданий охватывает такие свойства, как комфортность и капитальность. В зависимости от совокупности этих свойств в Строительных нормах и правилах (СНиП) установлена классификация сооружений на четыре класса. К I относят здания, удовлетворяющие повышенным требованиям, а к IV — минимальным.
Комплексная количественная оценка показателей качества строится на применении методов ква-лиметрии (квэпи — качество) — науки, в основе которой лежит классификация свойств по уровням. Структуру качества представляют в виде дерева свойств, показанного на рис. 2.1.
Показатели свойств рассматривают на различных уровнях: на нижнем — самые общие комплексные свойства, а на других — последовательно от уровня к уровню расчленяют на частные, простые свойства. На
всех уровнях свойства рассматривают в совокупности с показателями экономичности.
2.1. Комфортность зданий
В разные исторические периоды объем комфортных'требований был различным. С увеличением технических возможностей общества увеличивается количество и поднимается уровень этих требований, т. е. расширяются рамки понятия «комфортность*. Сейчас мы рассматриваем комфортность не как набор частных проблем, связанных с удобством жизни в доме, а оптимизируем систему «человек— среда». На базе изучения этой системы создана новая наука эргономика. Она представляет собой совокупность сведений о взаимодействии человека с искусственной средой. Под средой в данном случае подразумевают сумму всех факторов.
влияющих на человека, в том числе пространство, в котором он находится, используемые предметы и машины, а также приемы функционирования.
Критерии комфортности среды, замкнутой стенами здания, делят на три группы: гигиены, удобства (функциональности) и безопасности.
Гигиенические требования направлены на обеспечение в помещениях наиболее благоприятного для человека микроклимата. Показателями климатической среды являются: тепловлажностный режим, чистота воздуха, зрительный и звуковой комфорт. Параметры- среды подбирают с учетом функционального состояния людей, рассматривая условия, необходимые для отдыха, работы и т. д.
В помещениях общественных зданий, предназначенных для умственного труда (аудитории, читальные залы, кабинеты и т. д.), предъявляют
14
Первый Второй Третий Четвертый уровень I уровень! уровень (уровень । Пятый уровень
Шестой уровень
Комфортность
Гигиена
Функциональность
Тепловлажностный режим Температура внутреннего воздуха Относительная влажность внутреннего воздуха Перепад температур у внутренней
Чистота воздушной среды Of pUKACfJftA Теплопроводность, тепловая инерция н влажность ограждения
Воздухообмен с наружной средой Воздухопроницаемость ограждений Инсоляции помещений Аэрация застройки
Зрительный комфорт
Зрительная изоляция помещений Окружение дома Освещенность помещений Видимость в зрелищных залах
Звуковой комфорт
Уровень звукового давления Звуковая изоляция помещений Реверберация н артикуляция
Эстетика здания
Художественная выразительность, сочетание с окружением Архитектурно-историческая ценность (для старой застройки) Качество отделки и допуски
Структура помещений (индивидуальное пространство)
Состав, площадь н пропорции помещений Функциональное зонирование и взаимное расположение помещений
Инженерное оборудование
Наличие систем Технический уровень систем Соответствие систем физиологии челонека
Структура внешних связен (общественное пространство)
Уровень обеспечения бытовыми услугами Уровень обеспечения культурных запросов Уронень обеспечения лечебными, оздоровительными н спортивными сооружениями
Связь с внешней средой, пешеходная н транспортная доступность
Связь с природой н обеспеченность зелеными насаждениями
Комплексное понятие качества
Интегральное значение качества гражданских I зданий
Прочность и устойчивость
Безопасность Взрыв о-безопасность
Пожаро-безопасность
Капиталь-г Огнестойкость ность
Деформации и перемещения, предельные усилия, несущая способность и запас прочности_______________________________
Специальные условия, зависящие от функции помещений_________
Пути эвакуации и планировка помещений Степень возгораемости конструкций Степень огнестойкости конструкций
Долговечность
Экономичность
Экономичность в строительстве
Срок службы
Надежность и работоспособность Ремонтопригодность Физический н моральный износ
Экономичность в эксплуатации
Единовременные капитальные вложения
Эксплуатационные расходы
Рис. 2.1. Структура качества гражданских зданий
повышенные требования к акустике и освещению, направленные на снижение утомляемости работающего. В зрительных и концертных залах обеспечивают условия хорошего восприятия звука и видимости.
Условия удобства здания многочисленны и разнообразны. В системе «человек—здание» центральным звеном является человек. Это означает, что проектирование начинают с оценки того, чем нужно снабдить человека, чтобы он смог оптимально функционировать в данной среде.
При создании здания учитывают ассоциации, установившиеся привычки и антропометрические характеристики человека. Например, в окраске помещений принимают во внимание, что темные предметы ассоциируются с тяжелыми, которые привычно видеть внизу, и, наоборот, светлоокрашенные — вверху.
Учет установившихся привычек весьма важен, поскольку человек может быстро освоиться с устройством, когда заранее ожидает, что оно действует «определенным образом». Типичным примером может служить водоразборный кран. Люди привыкли, что его вращение против часовой стрелки увеличивает поток воды. Подобных стереотипов множество. При проектировании же
лательно их использовать.
Антропометрические характеристики получают, измеряя человеческое тело. Эти данные наряду с характеристикой моторной деятельности (движений человека) используют при проектировании. Так, размеры дверных проемов устанавливают, учитывая размеры человека, ручки на дверях и кнопки выключателей размещают, приспосабливая к удобству так называемого слепого поиска, а уклон лестниц назначают, исходя из условия комфортности передвижения.
Ощущение комфортности в немалой степени зависит от уверенности в безопасности пользования зданием. Ее можно обеспечить, построив дом в соответствии с требованиями прочности, устойчивости, пожаро- и взры-вобезопасности. Необходимо учесть и физиологические особенности людей, которые будут пользоваться этим зданием.
2.2. Микроклимат помещений
Понятие микроклимат трактуют как тепловлажностный режим и чистота воздуха помещений, а микроклиматические условия выбирают, исходя из таких физиологических показателей теплового состояния человека, как температура тела и
кожи на туловище и конечностях, влагопотерп испарением при возлей-* ствии перегрева и тепло--ощущение. ।
Термическое воелрия-} тие человека не совпадает со значением температуры воздуха. Ощущения теплового комфорта зависят не только от температуры, показываемой «сухим» термометром (/сух), но и увлажненным (/».,), а также относительной влажности <р„ и скорости v движения воздуха.
Неблагоприятные сочетания этих факторов затрудняют теплообмен, вызывают усиленную деятельность терморегуляции, сказываются ни мышечном н психическом тонусе человека.
Исследователи многих стран пытаются увязать перечисленные выше факторы микроклимата помещения с целью оценки теплового ощущения человека. Примером может ел у-
Рис. 2.2. Характеристика теп-ловла ж постного режима среды:
и номограмм и теплового ощущения человека при переходе из одной среды а другую; б -- то же. при пребывании в одной среде: п линии распределения температуры । и соответствующего ей насыщающего парциального давления водяного пара (Е) в двухслойной стене; г колебании тем-' иературы внутри ограждения, зависящие от перепада температуры наружного воздуха; д --линии насыщающего парциального дан дения (£) и фактического н.п-расчетного парциального давления (<’) в степе, условии конденсации пэра в которой отсутствуют; < то же. конструкции, н которой нмеюгси условия образования Koii.ieni.iia. так как сеть участки.
где < > Е
16
20° 22е 2<f' 26’ 23° 30* 22.* &• 36’ 9озможмий
„Сухая* температура тяпденещии парой
жить номограмма, составленная во Франции для случая, когда человек быстро переходит из одной среды в другую, отличную по тепловлажиостному режиму (рнс. 2.2, а). Эта номограмма дает весьма ориентировочное представление о комплексном воздействии факторов и пригодна только для их качественной, а не количественной оценки.
В помещениях, где окна закрыты и нет побудительной вентиляции, движение воздуха незначительное н нм можно пренебречь. Для этого случая некоторые зарубежные исследователи применяют график, показанный на рнс. 2.2, б. По этому графику можно.приближенно определить, находятся лн температура н влажность воздуха в эоне комфорт^ Если точка, определяющая тепловлажностный режим, расположена вне этой, зоны, то из графика вытекает, что надо изменить параметры среды.
Согласно исследованиям, проведенным в Советском Союзе
(ЦНИИЭПжилища, НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сыси-на, МНИИГ им. Ф. Ф. Эрисмана и др.), тепловлажностный режим оптимальной комфортности может быть обеспечен параметрами, приведенными в табл. 2.1. Строительными нормами и правилами (СНиП) регламентированы количественные показатели, характеризующие условия,-близкие к комфортным, но несколько менее жесткие. Так, зимой нижний предел температуры воздуха в. помещениях /а на всей территории страны задан равным 18°С, а на крайнем севере — 20°С.
Таблица 2.1. Показатели комфортности микроклимата в жилых помещениях квартирных домов, общежитий и гостиниц
Показатели Сезоны года 1
холодный теплый
Температура воздуха Z.. °C 20...22 22...25
Подвижность воздуха о, м/с 0.1...0,15 0,15—0,25
Влажность воздуха ф., % Перепад температур AZ, °C: 30...45 30-60
между стеной и воздухом помещений 2...3 —
между полом н воздухом помещений Объем воздуха на одного человека. мэ/чел. при однократном воздухообмене: в жилых комнатах и кухнях с электроплитами или двухкомфорочнымн 1.5
газовыми плитами 60 60
с плитами на 4 комфорки 90 90
в санитарных узлах Концентрация легких ионов в воздухе. 25 25
ион/смэ 1000...3000 I000...3000
Концентрация озона в воздухе, м • кг/м3 10...40 10...40
Перепад температур А/ между внутренним воздухом и наружными стенами назначен не более 6°С и перекрытием 4°С. Относительную влажность задают в зависимости от назначения помещения и протекающих в нем технологических процессов. При этом считают, что внутренний воздух сухой, если его расчетная относительная влажность фв<50%; нормальный, если 51%<фв<60%; влажный, если 61%<фв< <75% и мокрый при Фн>75%.
Тепловлажностый режим в помещении во многом зависит от теплообмена между внутренней и наружной средой и, следовательно, изоляционных свойств наружных ограждающих кон
струкций: стен, перекрытий, оконных и дверных заполнений. Советскими строительными нормами тепловлажностный режим тесно увязан с теплотехническими свойствами этих конструкций и в первую очередь теплообменом.
Теплообмен — это совокупность явлений, связанных с распределением тепловой энергии от нагретых тел к более холодным. Различают три вида теплообмена: теплопроводность, конвекция н излучение.
Теплопроводностью . называют передачу теплоты между соприкасающимися частицами материала. Этот вид передачи теплоты характерен длн ограждений из таких твердых материалов. как кирпич, бетон н др.
Конвекция — это процесс передачи теплоты в результате направленного перемещения в пространстве газообразного нлн жидкого вещества. Колнче-
1Я
ство теплоты Q,. передаваемой конвекцией единицей площади поверхности за единицу времени, зависит от разности температур у ограждения и ско рости движения воздуха о.
Излучение называют иногда лучистым теплообменом. Сущность этого нвления состоит в том, что часть энергии теплоты преобразуется в электромагнитные волны, которые передаются через пространство и, встречая на своем пути преграду, поглощаются ею, превращаясь снова в тепловую энергию. Этот вид передачи теплоты наблюдают, например, при воздействии на здание солнечной энергии. Количество теплоты Q3, передаваемой единицей площади поверхности за единицу времени, зависит от разности температур /,—12 между облучаемым и излучающим телами и излучательной способности поверхности.
Перенос теплоты через толщу ограждения называют теплопередачей. Этот процесс включает два вида теплообмена: с одной стороны, между стеной и холодным наружным воздухом, с другой — внутренней поверхностью ограждения и нагретой средой помещения (рис. 2.2, в).
Теплопередача зависит от сопротивлении ограждения теплопередаче. Строительными нормами н правилами установлено, что теплотехнические свойства ограждающей конструкции достаточны, если ее сопротивление теплопередаче— термическое сопротивление /?0 — отвечает условию RO>R'S, где #ор — нормативное термическое сопротивление. Обе величины рассчитывают по формулам строительной физики, приведенным в специальной литературе |5].
Выбирая конструкцию ограждения, учитывают и его тепловую инерцию. Это необходимо, поскольку резкий перепад температуры наружного воздуха может не оказать существенного влияния на тепловлажностный режим помещения, если ограждения обла
дают большой тепловой инерцией. Толстые стены за короткий период времени не смогут, например, охладиться настолько, чтобы это повлияло на внутреннюю среду. Если же тепловая инерция ограждения невелика, то перепады наружной температуры могут быстро отразиться на температуре внутреннего воздуха.
Тепловая инерция — это свойство медленного затухания колебаний температуры внутри конструкции (рис. 2.2,г).
Колебания температуры на наружной поверхности (г„) зависят от погодных перепадов температуры 'наружного воздуха /*. В связи с этими перепадами в толще ограждения возникают колебания температуры, которые распределяются по затухающей амплитуде Л, с определенной длиной волны /. Особенность процесса заключается в том. что с каждой последующей волной амплитуда колебаний уменьшается, поскольку температурный режим внутри стены стабилизируется. Кроме того, чем больше температурных волн может разместиться в толще ограждения, тем меньший перепад температур будет наблюдаться на внутренней поверхности. Поэтому количество волн в известной мере может служить критерием оценки тепловой инерции, характеристика которой выражена D н равна D = R„s, где s — коэффициент тсплоусвоения. Вт/(ма • К)
По индексу D ограждения делят на легкие — D<4, средние при 4,1<D<7 н массивные D>7, т. е. оценивают нх теплоустойчивость — свойство ограничивать колебания температуры на пнутренних поверхностях при ее перепадах под действием высоких температур наружного воздуха в сочетании с солнечным облучением (инсоляцией). Проверка на теплоустойчивость необходима для стен и покрытий гражданских зданий, располагаемых в южных районах страны и особенно с резко континентальным климатом |5].
Теплотехнические свойства
стен, перекрытий и покрытий do многом зависят от воздухопроницаемости и влажности материалов, нх составляющих. За счет воздухопроницаемости возможна эксфильтрация — возникновение фильтрационного потока из помещений, когда разность давлений на внутренней и наружной поверхностях ограждения превышает сопротивление воздуха.
Критерием воздухопроницаемости является сопротивление воздухопроницаемости. В соответствии с существующими нормами ограждение отвечает условию воздухопроницаемости, если выдержано отношение Ru > Я'ы, где — необходимое общее сопротивление воздухопроницаемости. Ru и рассчитывают по методике, изложенной в |5].
Влажность ограждений является следствием различных причин. Влага проникает в конструкции из грунтов, поднимаясь по капиллярам материалов, если нет- гидроизоляционной преграды. Ограждения могут увлажняться под действием окружающей наружной или внутренней среды, вследствие гигроскопичности материала, т. е.. его свойства сорбировать млн поглощать влагу нз воздуха. Особо опасна конденсация водяных паров на внутренней поверхности или в толще ограждения — процесс, вызываемый диффузней пара через преграду, разделяющую две среды: внутреннюю н наружную.
Влага может * конденсироваться на внутренней поверхности стен или перекрытий, если ее температура т. ниже точки росы Тр, т. е. r,<tp. В этом случае воздух, соприкасающийся с ограждением, охлаждается и нз него на поверхность выпадает конденсат.
Диффузия паров — это процесс паропроннцання — явление, происходящее на молекулярном уровне н вызванное перемещением молекул газа в сторону наименьшего его лан-лення: нз теплой среды помещения в наружную, более
19
холодную. Тогда при определенных условиях в конструкции возможно сорбционное увлажнение, представляющее собой поглощение материалом водяного пара, когда под действием молекулярных сил частицы материала притягивают к себе отдельные молекулы пара и они обволакивают поверхности этих частиц равномерным тонким слоем.
Различают две степени сорбционного увлажнения. Вначале зимнего периода в ограждении снижается температура, повышается относительная упругость водяного пара н происходит увлажнение материала до равновесного состояния с упругостью пара в его порах. Предельное равновесное увлажнение частиц материала имеет место при максимальной упругости Е водяного пара в порах. Даже незначительное превыше ине этого значения упругости приводит к нарушению равновесия н выпадению конденсата внутри конструкции, . е. второй степени увлажнения
Величина максимальной упругости водяного пара — насыщающего парциального давления Е — является функцией температуры: Е = Дт) (см. рис 2.2. в), а фактической н расчетной упругости пара е функ цией парциального давления между отдельными слоями ог раждення, упругости пара во внутреннем и наружном возлу хе, сопротивления паропрони-цаиию. Если в каких-то зонах поперечного сечения конструкции оказывается, что е>Е, то это указывает на возможность конденсации водяного пара в этих эонах (рис. 2.2, е)
В процессе диффузия ма териал ограждения оказывает сопротивление потоку пара. Это свойство называют сопротивлением паропроницанию н обозначают Эгу величину рассчитывают и сопоставляют с требуемым сопротивлением па-ропронннгчию /?’.г по условию R. > R7
В соответствии с действующими нормативами не все огражд.'чия н.-эбхедимо рас
считывать на паропроннцае-мость. Примером могут служить однослойные стены зданий с нормальным температурно-влажностным режимом, т. е. влажностью воздуха в помещении <р.<60%. и многослойные, если соотношение между сопротивлением паро-проиицанию внутреннего слоя н наружного #п2 в помещениях с нормальным режимом составляет /?П|//?п2> 1,2 и ЯП|/ /Rn. > 1,5 в помещениях с влажностным режимом.
Для создания комфортного тепловлажностного режима необходимо, чтобы температурный перепад в помещении не превышал 3°С по горизонтали и 2°С по вертикали. Обеспечить такой ровный режим в комнате можно не только применяя ограждения с высокими теплотехническими свойствами, но и правильно располагая отопительные приборы. Установлено, например, что при радиаторе, смонтированном под окном, зона полного теплового комфорта создается только в глубине комнаты, а около окна условия дискомфортны. Если же отопительные панели совместись с внутренней поверхностью наружной стены, то зона комфорта придвигается к окну на расстояние 1м. В проб-’ леме создания стабильного теплового режима большое значение имеет установка приборов с автономными и главное надежными регулирующими устройствами. Регулирование подачи теп
лоносителя на отопительные приборы позволяет жильцам управлять процессом обогрева.
Микроклимат приокон-ной зоны можно улучшить, применяя оконные заполнения повышенной эффективности и герметичности. Повышая тепловую надежность окна, можно не только сократить до минимума размер дискомфортной зоны, но и снизить бесполезные теплопотери. Для этого усиливают заполнение и обеспечивают температуру на внутренней поверхности стекла не 5еС, как это предусмотрено нормами, а 10...
12°С.
Чистота воздушной среды является важным показателем комфортности жилища. Под чистотой воздуха подразумевают такое загрязнение, при котором содержание примесей не превышает нормативных пределов. В воздухе содержится много газообразных веществ, вредных для человека. Это антропотокси ны.— продукты деятельности человека в помещениях (дыхания, разложения пота, горения и испарения, табачного дыма и запахов еды). Кроме того, в помещениях концентрируются и так называемые фоновые химические вещества, присутствующие в атмосфере города, особенно его центральных районов. Это — продукты
20
сгорания горючего в двигателях. автомашин и котельных предприятий, выделения отходов производств и др.
Очистке воздуха в помещениях способствует воздухообмен с наружной средой. Его кратность* устанавливают исходя из количества находящихся в помещении людей. Исследованиями, проведенными в Институте общей и коммунальной 'гигиены им. А. И. Сытина АМН СССР, установлено, что для создания комфортной среды помещения нужно 60 м3 чистого воздуха па I человека в I ч и повышенной комфортности — 180 м3/(ч • чел) (см. табл. 2.1). Гигиеническими нормами установлен менее жесткий предел — 30 м3/(ч • чел), что соответствует минимально необходимому газообмену человека и норме заселения 10м2/чел при условии однократного воздухообмена.
Для улучшения воздухообмена помещений ограждения делают воздухопроницаемыми, создавая конструкции, сопротивление воздухопроницаемости которых Ru находится в пределах не-
Кратностью лалынают отношение количества свежего |ю.тл\х«1. поступающего в помещение. к объем\ этого помещения. В гражданских зданиях обычно принимают однократный воздухообмен в течение часа.
обходимых значений. Воздухообмен обеспечивают. устанавливая вентиляционные системы с естественной и принудительной вытяжкой. Наиболее просто организовать воздухообмен через форточки и притворы оконных створок, если это не • противоречит условиям комфортности тепловлажностного ре жима.
Воздухообмен эффективен, если наружная среда достаточно чиста. При ее загрязнении, как это имеет место в некоторых крупных городах промышленно развитых капиталистических стран, вентиляция помещений не представляется надежной защитой от ядовитых примесей в воздухе. Тогда прибегают к искусственной обработке атмосферного воздуха. Однако такая обработка нс только уменьшает концентрацию вредных примесей, но нарушаем природные свойства воздуха, уменьшает содержание озона, изменяет ионный состав, что отрицательно сказывается на состоянии людей. Установлено, что при кондиционировании, например, из воздуха удаляются отрицательные ионы, увеличивается содержание положительных, а это ухудшает психическое состояние и настроение, вызывает головные боли.
В Советском Союзе
ведут постоянное наблюдение за санитарным состоянием воздушной среды городов (запрещается использование опреде ленных видов топлива, ограничивается влияние «вредных» предприятий, обеспечивается очистка газообразных отходов и переход на централизованное энергоснабжение).
Если воздушная среда чиста, эффективность воздухообмена помещений, особенно при открытых окнах, зависит от аэрации застройки. Этим термином в градостроительстве обозначают проветривание (воздухообмен) на улицах, во дворах и других прилегающих к зданию территориях благодаря перемещению масс воздуха.
Чистота воздуха зависит не только от концентрации газообразных примесей, но и содержания пыли. Ее отрицательное воздействие в непроизводственных помещениях заключается в обсеменении частиц болезнетворными микробами. Поэтому в планировке помещений и их отделке предусматривают удобное пылеудаление, устраняют места аккумуляции пыли.
Особое внимание уделяют инсоляции помещений, поскольку солнечные лучи оказывают гигиеническое действие на внутреннюю среду и чисто психологическое тони
21
зирующее влияние на человека.
Эффективность инсоляции зависит от ее продолжительности, которую нормируют Строительными нормами и правилами. Нормативную продолжительность задают на определенный период года. Норма зависит от климатической зоны размещения здания иЛ непрерывности инсоляции.
В южной зоне, расположенной ниже 48е с. ш., устанавливают, что продолжительность непрерывной инсоляции в период с 22 февраля по 22 октября может быть ограничена 2 ч в день. В центральной зоне (40...580 с. ш.) минимальное время инсоляции увеличивают до 2,5 ч на период с 22 марта по 22 сентября. Для северных широт (выше 58° с. ш.) это время еще больше увеличивают — до Зч на период с 22 апреля до 22 августа.
Когда территория н здания облучаются прерывисто, частично затененные соседними объектами, нормами предусмотрено увеличение суммарной продолжительности инсоляции на 0,5 ч в день. В условиях плотной застройки на сложившихся территориях центра города минимальную продолжительность инсоляции старых зданий допускают сократить на 0,5 ч. Допуски утверждают местными нормами. Такие нормы разработаны, например, для Москвы и Ленинграда.
В новом строительстве продолжительность инсоляции регулируют ориентацией здания относительно стран света. В зонах с умеренным климатом, где опасность перегрева практически отсутствует, здания распола
гают на местности так. чтобы максимально увеличить продолжительность инсоляции. Площадь остекления окон расширяют, открывая помещения для солнечных лучей. В зонах с жарким климатом к этим мероприятиям подходят с осторожностью, учитывая возможность нарушения тепловлажностного режима за счет перегрева под действием солнца.
Реконструируя старую застройку, где дома жестко закреплены на местности, удовлетворительную продолжительность Инсоляции обеспечивают, употребляя три метода. Это перепланировка квартир, снос затеняющей застройки, если она малоценна, и замена деревянных переплетов в окнах на металлические, у которых площадь остекления больше.
2.3. Звуковой комфорт
Звук как физическое явление представляет собой центростремительное волновое движение упругой среды, а как физиологический процесс является ощущением, возникающим при воздействии звуковых волн на органы слуха и организм в целом.
Звуковое движение среды представляют в виде синусоиды колебаний. Амплитуду этих колебаний характеризуют частотой и величиной звукового давления.
Под частотой / подразумевают число колебаний в секунду. Единица измерения частоты — герц (Гц)—выражает одно колебание в секунду: От частоты зависит высота тона звука.
Органы слуха человека способны воспринимать звуки частотой от 16 до 20 000 Гц и оценивать не абсолютное значение изменения частоты, а относительное. Увеличение частоты вдвое вызывает ощущение повышения тона на величину, называемую октавой. Октавная полоса частот — это полоса, в которой вер*ння граничная частота в два раза больше нижней. В практике спектр воспринимаемых человеком звуков делят на 8 октав. Установлено, что слух улавливает увеличение частоты нс менее чем в 1,°6 раза, поэтому, каждая октава частот разделена на три третьоктавных, где соотношение граничных частот равно 1,26.
Различают три внда спектров: низкочастотный, средне-* частотный и высокочастотный. Низкочастотный — это спектр звуков с максимумом звукового давления в границах частот до 300 Гн, среднечастотиый — в области частот 300—800 Гц и высокочастотный — выше 800 Гц (рис. 2.3, а).
Звуковое давление представляют как разность между мгновенным полным давлением в момент прохождения звука и средним в среде при отсутствии звукового поля. Звуковое давление р выражают в паскалях. Чем больше значение р, тем громче ощущаемый нами звук. Нижний предел р, за которым человеческое ухо нс может ощущать звук, называют порогом слышимости^:; а верхний, который воспринимается как болевое ощущеицр,.— болевым порогом.
Звуковое давление зависят от звуковой мощности источника и интенсивности звука, излучаемого им в окружающее пространство. Их значения в абсолютных величинах трудно оценивать в акустических расчетах. Кроме того, ухо челове
22
ка воспринимает не абсолютное. а относительное изменение звукового давления. В прикладной акустике поэтому используют понятие уровня звукового давления (дБ}
Z.=20 1g Рср/Ро.
где рСр — измеряемое среднеквадратичное звуковое давление; pQ — то же. принятое за начальную величину отсчета.
Уровни звука, выраженные в дБ, отражают объективную физическую характеристику звука. Однако при одном и том же уровне звукового давления человек воспринимает звуки высоких тонов как более громкие. Для характеристики субъективного восприятия звука ухом человека в некоторых западных странах введена величина громкости, называемая фон. Зависимость между фонами и деци белами выражена графиком на рис. 2.3, б, на котором построены кривые равной громкости (нзофоны). Изменение громкости происходит в логарифмический зависимости, поэтому шкала частот представлена в логарифмической форме. Из графика явствует, что при частоте, равной 1000 Гц, значения величин уровня звука н громкости совпадают.
С физиологической точки зрения звуковые волны делят на полезные звуки и шум. Шум вызывает раздражающее действие на организм. Предельный уровень звукового давления, длительное воздействие которого не приводит к преждевременным повреждениям органов слуха, равен 80...90 дБ. Если же уровень звукового давления превышает 90 дБ, то это постепенно приводит к частичной или даже полной глухоте.
Шумовой комфорт не
обходим человеку для нормальной деятельности его нервной системы. В практике поэтому шумы делят по интенсивности на трн группы. Во время сна н пассивного отдыха человеку нужна относительная тншнна, и к первой группе относят шумы от звукового порога до уровня звукового давления в 40 дБ.
Во время бодрствования н работы тишина не нужна, шум средней силы не мешает человеку трудиться и отдыхать, поскольку происходит частичная адаптация организма и ухо способно дифференцировать звуки такой силы. Этим состояниям людей соответствует вторая группа шумов с уровнем звукового давления от 40 до 80... ...90 дБ. В эту группу входит основная масса звуковых сигналов окружающей среды: шум инженерного оборудования зданий, работа радиоаппаратуры, громкий разговор.'
Особо нежелателен в общественных и особенно жилых зданиях шум с уровнем звукового давления от 90дБ до порога болевого ощущения. Такой шум вызывает не только быстрое звуковое утомление, нервозность, но может привести к указанным выше последствиям.
Уровень шума в помещениях зависит от внешних и внутренних возбу
дителей. Внешние источники — это промышленные предприятия и городской транспорт. Внутренние шумы порождает инженерное оборудование, которым насыщен современный дом. Источниками шума могут быть санитарно - технические, электротехнические н механические устройства, радио- и телевизионная аппаратура, а также бытовые приборы.
Все эти устройства являются источниками звука разной частоты. Накладываясь друг иа друга, они действуют в широком спектре, а исследование уровня звукового давления на разных частотах представляет определенную сложность. В практике поэтому часто используют, особенно для оценки транспортных и других городских шумов, величину суммарного уровня звука La. выражаемую в дБ • А. Этим термином называют уровень звукового давления с корректировкой в части снижения влияния низких частот. £а измеряют специальными шумомерами с фильтрами, уменьшающими чувствительность в низкочастотном спектре.
Советским строительным законодательством установлен нормативный уровень звукового давления LH из условия максимально - возможного уменьшения отрицательного воздействия шума
23
Среднаанчегтряеские чаапоты окпяйньа полос, Гц
Рис. 2.3. Характеристика звуковых волн:
а- предельные спектры звука; б шкалы уровня звукового давления в фонах и децибелах; в. г —
пути распространения звуковых волн в здании от источника мощностью Р (в разрез; г план)
а)
Рис. 2.4. Реверберация: а — схема распределения прямых и отраженных звуковых лучен от источника звука Р к слушателю А'.
б график действия звука и помещении; в наложение зву-
ков вследствие реверберации
Рис. 2.5. Схемы отражений звуковых волн в зрительных залах: а - от стен в плаке здания; б—в от потолка в продольном разрезе
24
на организм человека (см. рис. 2.3, а). На графике построены предельно допустимые изофоны LH, называемые предельным спектром. Их кодируют одним числом, например ПС-40. Номер предельного спектра численно равен уровню звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой /ср, равной 1000 Гц. Здесь /ср = VA/2 » где /, и /2 — соответственно нижняя и верхняя граничные частоты.
Параметр £н нормируют в октавных полосах со среднегеометрически ми частотами от 62 до 8000 Гц. В помещениях для спокойного отдыха и сна предел допустимого уровня звукового давления принят по кривым ПС-20 ..25, для аудиторий, зрелищных и читальных залов — по ПС-30...35, в помещениях для активной деятельности — ПС-45 .50, а в залах предприятий торгово-бытового обслуживания, вокзалов и аэропортов — ПС-55.
Для ориентировочной оценки шумового режима используют пределы суммарного уровня звука Z/д. Нормами проектирования помещен); й для спокойного отдыха эта величина ограничена 25...30 дБ • А, а для общественных зданий с активной деятельностью принята 40..,60дБ«А.
Для того чтобы до-
биться звукового комфорта, т. е. создать в помещениях автономный шумовой режим нормативного уровня, прибегают к выполнению звукоизолирующих ограждающих конструкций.
Акустический расчет этих конструкции основан на представлении, что звук от источника шума, установленного в помещении /, распространяется по схемам, показанным на рис. 2.3. Волны / проникают в соседнее помещение // через отверстия и щели в ограждении. Волны 2, попадая на разделяющее ограждение, вызывают его колебания и сама преграда превращается в источник шума, излучаемого в комнату //. Волны 3 вызывают колебания других ограждений помещения /. Эти колебания передаются ограждениям помещения //. которые являются дополнительным источником шума. Волны 4 приводят в колебательное движение перекрытие I1 через него разносятся по конструкциям здания.
Волны /—4 первоначально распространяются через воздух н воздействуют на воздушную среду изолируемого помещения непосредственно или излучением звуча колеблющимися под их действием ограждениями. Поэтому такие волны паз ы дают воздушным шумом.
Существует и другой вил шума -- ударный, возникающий а результате механического воздействия на ограждения во время, например, хождения излучаемый колеблющейся конструкцией в виде звуковых волн (см. схему на рис. 2.3, я). Механическому воздействию чаще всего подвержены перекрытия гражданских зданий
Исходя нз изложенного выше, по действующим нормам проектирования стены н перегородки рассчитывают на звукоизоляцию от воздушного шу
ма. а перекрытия проверяют и на звукоизоляцию от ударного шума. Звукоизоляционные способности конструкций, ограждающих помещения жилых и общественных зданий, рассчитывают исходя нз предпосылки, что звукоизолирующая способность ЕЧ стен при воздушной передаче звука должна находиться в пределах —20Z E4Z. + 10 дБ. Перекрытия дополнительно проверяют на изоляцию от ударного шума, устанавливая его изолирующую способность Е* при уларах в рамках неравенства —SZfyZ +20 дБ. Расчет ведут по методикам [5].
Защищая от внешних источников шума, создают шу-мозащнтные разрывы между магистралями и зданиями, а также возводят экраны. Если это невозможно, как, например, при реконструкции застройки, прибегают к устройству шумозащнтных ломов с оконными заполнениями, обладающими повышенными звукоизоляционными свойствами и вентиляционными клапанами, заменяющими форточки и предохраняющими от проникновения звука прн проветривании помещения.
Необходимость устройства шумозашнтных мероприятий проверяют расчетами (9J. Коп струкции ограждений выбирают, рассчитывая нх звукоизо ляцноиную способное) ь методами строительной физики |5|.
Другой аспект проблемы звукового комфорта заключается в качестве восприятия полезных з-.уксв (музыки, речи / т л.) посетителями аудиторий и залов зрелищных сооружений. Слушатель воспринимает нс только звуки поступающие непосредственно от источимкое звукового сигнала, но и отраженные от стен, потолка я других предметов. Пря
25
мой и отраженные звуки проходят путь разной длины, что иллюстрирует геометрическое построение на рис. 2.4, а. Следовательно, при равной скорости они достигают слушателя в разное время.
Звуковые сигналы поступают к слушателю ослабленными за счет сопротивления воздуха и поглощения части энергии поверхностями ограждений. Отраженные звуки обладают меньшим звуковым давлением вследствие большего пути от источников, а также поглощения при отражении. Таким образом, к слушателю приходят постепенно затухающие звуки. В начальный период процесс быстро следующих одно за другим отражений усиливает и обогащает звучание прямого сигнала (рис. 2.4,6). Эту часть процесса расценивают как полезную, поскольку улучшается слышимость и исчезает эффект <глу-хого> восприятия. Значительно опаздывающий отраженный звук, близкий по звуковому давлению к прямому, мешает восприятию, так как вызывает эхо (рис. 2.4, в). Эта часть процесса передачи звука в помещении является нежелательной, если уровень звукового давления отражения не меньше полезного на 60 дБ и более.
Описанный выше .про
цесс затухания звуковой энергии в закрытом помещении после прекращения звукового сигнала называют реверберацией и обозначают Т. Ее исчисляют в секундах.
Акустические свойства залов зрительных сооружений оценивают, определяя ожидаемое время, в течение которого уровень звукового давления после прекращения звучания уменьшается на 60 дБ. Величина Т на данной частоте
Г = 0,163^/1Лови/р(аср)1, где V — объем помещения, м3; А общ — общая площадь внутренних поверхностей помещения, м2; <р(аср) — функция среднего коэффициента звукопоглощения.
Частотная характеристика величины Т не прямо пропорциональна и выражена кривой. Ее ордината в спектре средних частот (500...2000 Гц) практически постоянна, но возрастает в спектре высоких (более 2000 Гц) и особенно низких частот (100...500 Гц). В залах клубов и кинотеатров поэтому Т рассчитывают дважды — для частот 125 и 500 Гц, а в музыкальных залах — и для частоты 2000 Гц.
Получаемое значение Т сравнивают с оптимальным временем реверберации 7О11Т по соотношению Т = Топг± 10%. При этом считают, что места зрительного зала заполнены людьми на 70%.
Оптимальную' продолжительность ревербера
ции Топт устанавливают опытным путем, она зависит от назначения и объема помещения.
Акустические свойства аудиторий характеризуют артикуляцией — степенью разборчивости речи. Критерием этого показателя является процент слоговой артикуляции РА, представляющий собой выраженное в процентах отношение понятных слогов к общему количеству прочитанных слогов. Восприятие речи считают достаточным, если слоговая артикуляция РА >75%.
РА рассчитывают по эмпирической формуле
РА = *,*z*3*4, где *, — коэффициент, которым учитывают влияние уровня громкости на разборчивость речи; k2 — то же, влияние времени реверберации; *s — то же, помехи вследствие шумового фона; k4 — то же, влияние формы помещения, при обеспечении диффузности звукового поля принимают = = 1, в больших помещениях = 0,9; в малых при звукоотражающей отделке k< — 1,06.
Процент слоговой артикуляции увеличивается с повышением уровня громкости и уменьшается при нарастании времени реверберации и шумового фона. Если вринять, что шумовой фон не превышает 35 дБ, а уровень громкости голоса лектора равен 50 дБ, то РА будет иметь следующие значения:
Время ре- Процент слоговой вербера- артикуляции РА ции Т, с при:
*4 = 1 *4=1.06
1 72,5 77
1,5 71 75
2 68 72
2.5 65 69
26
На акустические свойства помещения большое влияние оказывает его форма. Конфигурацию зала выбирают, исходя из условия компенсации ослабления прямого звука в последних рядах за счет звуковых волн, отраженных от ограждений. Плоскости этих ограждений выбирают таким образом, чтобы обеспечить равномерное распределение отражений площади зала (рис. 2.5, а). Особого эффекта достигают регулированием поверхности потолка (схемы бив). При выборе конфигурации зала стремятся не только создать диффузное поле равного звукового давления, но и исключить возможность появления фокусов отраженных волн. Поэтому избегают эллиптических форм планов и сводчатых потолков.
Равномерное рассеивание звуковых волн обеспечивают, расчленяя поверхности. В зданиях театров классической архитектуры такими членениями являются пилястры, ярусы амфитеатра н балконов, лепные украшения и кессонные поверхности потолка. Залы современной архитектуры отличаются отсутствием многоярусных балконов к гладкими поверхностями. Акустике таких залов способствуют волнистые звукорассенвающие поверхности стен и потолка, а иногда и круто поднятый амфитеатр. Размер волн поверхности ограждения принимают равным не менее I50...200 см, поскольку мелкие поверхности не дают желаемого эффекта рассеивания звука.
В современных залах уни
версального назначения и большой вместимости ограждения расположены на значительном расстоянии о г слушателя. Следовательно, я таких залах среднее время реверберации не может служить критерием оценки акустических свойств помещения. Криме того, частотные характеристики реверберации больших залов при прослушивании классической и джазовой музыки или воспроизведении речи существенно изменяются. Одновременно из-за больших расстояний между источником звука и слушателями происходи! интенсивное затухание звуковой волны в воздухе, поэтому создать диффузное поле равного звукового давления практически невозможно. При проектировании описываемых залов источники звука дробят, устанавливая в разных точках электронные системы звукоусиления. Отделку выбирают с такими показателями звукопоглощения, чтобы создать оптимальное звучание речи (здесь требуется наименьшее время реверберации).
Зал с повышенным звукопоглощением называется «глухим» для восприятия музыки. Поэтому системы звукоусиления делают управляемыми, т. с. такими, чтобы можно было их настраивать на соответствующие .программы звукового источника. регулируя практически все параметры акустики зала: степень днффузнисти звукового поля, продолжительность и частотную характеристику реверберации.
2.4. Зрительный комфорт
Ощущение комфортности зрительного восприятия человека зависит от внешнего вида среды, окружающей дом, зрительной изоляции помещений и главное их освещенности. Зрительный комфорт посетителя зре
лищных сооружений обусловлен хорошей видимостью происходящего на сцене или эстраде со всех мест зала.
Окружающая дом среда является фактором, влияющим на зрительный комфорт. Красивая перспектива, открывающаяся из окон, способствует хорошему настроению. Учитывая это, парадные помещения общественных зданий и общие комнаты квартир стремятся разместить на фасад, открывающий широкий обзор. Окна спален и рабочих комнат могут выходить во двор, желательно озелененный. Такое решение не противоречит требованиям звукового комфорта, так как. соблюдено правило: спальные комнаты- обращены на тихую сторону, а прочие — на более шумную.
Комфорт часто может быть не обеспечен из-за нарушения зрительной изоляции между помещениями, особенно между смежными квартирами жилых зданий (рис. 2.6). Этого можно избежать, объединив в одной квартире комнаты с просматриваемыми окнами или ликвидировав один из оконных проемов.
Потребность в освещенности помещений зависит от функционального состояния человека. Для активной деятельности необходим свет значительной интенсивности, а для сна или отдыха —
27
мягкий рассеянный. Это противоречие легко смягчить, применяя во время отдыха шторы, жалюзи и т. п. Таким образом, исходной величиной следует считать освещенность, необходимую для активной деятельности.
Естественное освещение в жилых и общественных зданиях регламентируют исходя из нормативной величины освещенности — коэффициента естественного освещения еН1 сокращенно называемого КЕО. Его значение определяют для каждого конкретного случая, учитывая световой климат в районе расположения здания и характер активной деятельности людей в помещении. Физический смысл КЕО
ен = Е/Е0 - 100%, где Е — освещенность исследуемой точки внутри помещения, лк; Ео — освещенность точки на горизонтальной поверхности под открытым небом, лк.
Следовательно, нормативная величина КЕО показывает, какую долю от освещенности на открытом- воздухе должна составить освещенность исследуемой точки. При этом предполагают, что небо излучает диффузный свет.
В жилых и общественных зданиях ей, задаваемое нормами, колеблется в широких пределах. Так. при боковом освещении для жилых комнат и
кухонь квартир е —0,5%, для аудитории и читальных залов е=1,5, для палат больниц, актовых и спортивных залов е=1, для операционных е = — 2,5, а для зрительных залов е = 0,5.
Естественный свет проникает через световые проемы в сто нах и крыше. Приемы в сте нах (окна и двери) называют боковым освещением, а в крыше (различного рода фонари и проемы в плоскости перекрытия) — верхним. Если свет попадает в здание через боковые и верхние проемы, то освещение считают комбинированным.
Интенсивность освещенности помещений зависит от суммарной площади световых проемов. Необходимой освещенности достигают, варьируя размеры проемов и их количество. При этом учитывают, что боковое освещение эффективней верхнего. Так, если для бокового освещения классной комнаты е=1,5. то для верхнего е' — 4, т. е. отношение е/е' =• = 2,7. Для зрительного зала это отношение равно 4, а для выставочного — только 1,35.
В некоторых странах нормируют не КЕО, а площадь световых проемов Ло. При этом рассматривают отношение Д, к площади пола К,- — — Ло/Ап. В Советском Союзе тоже применяют это отношение, но только при ориентировочной оценке освещенности.
Площадь световых проемов подбирают, применяя методы расчета, излагаемые в специальной литературе |5|.
Искусственное освещение играет существенную роль при создании зрительного комфорта в помещении. Здесь имеет значение не только яркость света (уровень освещенности), но и расположение светильников. Выбор системы освещения особенно важен в общественных зданиях.
поскольку восприятие человеком пространственной композиции интерьера зависит от удачного распределения световых потоков.
Различают три системы освещения интерьера: равномерное, локальное и комбинированное. Равномерное или диффузное характерно созданием по всей площади помещения рассеянного света, приближающегося к естественному. Обычно высветляют потолок, чтобы отраженный свет мягко освещал интерьер.
При локальном освещении светильники располагают, стремясь направить световой поток на определенные участки. Осветить эти участки необходимо для создания комфортных условий работы или же направленный свет нужен для выявления архитектурных форм в помещении.
Система комбинированного освещения заключается в сочетании рассеянного и направленного света. Такая система находит широкое применение, когда наряду с обеспечением общего уровня освещенности, необходимого для хорошей видимости, требуется регулировать световой поток, направленный в определенные зоны. ,
В отличие от естественной освещенность искусственным светом оценивают, нормируя освещенность Е" (лк) опре
28
деленных плоскостей. В Строительных нормах и правилах освещенность регламентирована исходя из условий создания зрительного комфорта во время определенной активной деятельности че ловека. При этом нормируют освещенность £" расчетных плоскостей. В рабочих комнатах и читальных залах такую поверхность принимают в виде условной плоскости, расположенной на уровне стола, т е. на вы соте 0,8 м от пола. Освещенность аудиторий проверяют не только для этой поверхности, но и для плоскости, где помещена доска. В зрительных залах и жилых комнатах в качестве расчетной плоскости принимают пол.
В зависимости от вида зрительной работы помещения делят на три группы. К первой относят такие, где необходима ф иксирова н и а я на правлен ность зрения человека на рабочую поверхность. Характерным примером помещений этой группы являются рабочие комнаты, кабинеты, аудитории, читальные залы и рабочие помещения учреждений социального обслуживания.
Вторая группа — это помещения. где степень зрительной работы не столь высока, но нужно обеспечить возможность хорошего обзора окружающего пространства. К таким помещениям относятся залы заседаний. торговые помещения магазинов и обеденные залы столовых.
К третьей группе причисляют помещения, в которых необходим только обзор окружающего пространства. В их числе находятся зрительные
залы зрелищных сооружении и такие вспомогательные помещения, как фойе, вестибюли. коридоры, лестницы, гар деробныс и санитарные узлы.
Действующими Строительными нормами регламентируют не только величину нормативной освещенности £". Устинов лены ограничения на цилиндрическую освещенность, показатель дискомфорта и коэффициент пульсации.
Величиной цилиндрической освещенности характеризуют степень насыщенности поме щения светом. Этот показатель определяют как среднюю плотность светового потока на поверхности вертикально расположенного цилиндра бесконечно малого диаметра и высоты. Цилиндрическую освещенность определяют только в тех случаях, когда по условиям светового оформления необходимо обеспечить впечатление насыщенности помещения светом. К таким помещениям относят, например, конферечцзалы, предназначенные для проведения торжественных собраний, или фойе крупных театров и кинотеатров.
Показателем дискомфорта называют величину, характеризующую степень напряженности зрительной работы, вызванной разницей яркости одновременно видимых в помещении объектов. Этим показателем ограничивают слепящее воздействие на зрение общего освещения.
Коэффициент пульсации является критерием оценки колебаний освещенности при использовании газоразрядных ламп и их питании перемен ным током.
В системе освещения при выборе места и типов светильников учитывают факторы физиоло
гического восприятия света человеческим глазом. Например, свет, направленный в глаза, раздражает, а рассеянный свет располагает к отдыху, источник, освещающий непосредственно объект, благоприятствует восприятию, но блеет -кость мешает различать детали.
Видимость в зрелищных помещениях является очень важным условием ощущения комфортности. Видимость зависит от таких физиологических законов зрения, как способность глаза различать мелкие детали только на небольших расстояниях (разрешающая способность), зрелищное поле и искажение восприятия. Удобства и беспрепятственной видимости достигают объемно-пространственным решением: оптимальной
формой, размерами и пропорциями зрительного помещения, пандусом-полом, приподнятой сценой и т. д.
Разрешающую способность человеческого глаза учитывают, определяя максимальное удаление зрительных мест от объекта наблюдения. В драматических театрах, где необходимо видеть мимику актера, зрителя приближают к сцене. В оперном театре, где мимике отводят второстепенную роль, расстояние до последних зрительных рядов увеличивают.
29
Рис. 2.7. Зрительный комфорт посетителя зрелищных залов: а - зрительное поле человека; б— размещение зрительных мест п плане зала; в — то же. в разрезе;
Рис. 2.6. Нарушение зрительной изоляции смежных квартир
с — среднее расстояние между горизонтальной осью глаз и верхней точкой головы человека; г -- превышение уровня иола заднего ряда над передним
Зрительные места размещают сообразно со зрительным полем человека: Этим термином обозначают выраженную в градусах область, видимую фиксированным глазом. В вертикальной плоскости это сектор, ограниченный углом а = = 20°, горизонтальной — Р = 40°, а по американским нормативам — до 60° (рис. 2.7, а). Слишком близко сидящие зрители не в состоянии охватить всю сцену фиксированным взглядом и вынуждены все время поворачивать голову, что сказывается на психологическом состоянии человека, вызывая раздражение и даже утомление.
Приближение зрителя к объекту вызывает и опасность сильных ракурсов (больших перспективных искажений). Предмет представляется сильно искаженным при наблюдении с боковых мест. Кроме того, на этих местах зритель сидит в неудобной позе, держа голову под углом к креслу. Поэтому для создания условий равноценной комфортности места часто располагают по дугам концентрических окружностей. Кресла изготовляют, придерживаясь принципов, изложенных в $ 2.5, а протяженность рядов, особенно первых, ограничивают, обеспечивая видимость всей сцены. Гра
ницы рядов совмещают с лучами видимости задников, проведенными через край портала — преграды для зрительных лучей (рис. 2.7,6).
В противоположность такой, традиционной сцене, сейчас применяют и другую — выдвинутую далеко в зрительный зал, раскрытую для обозрения (угол 0 = 90 4-120°). Существует мнение: при этом повышается эмоциональное воздействие на зрителя, он чувствует себя как бы сопричастным к происходящему на сцене.
Препятствием для зрительных лучей являются и тела впереди сидящих зрителей, поэтому повышают уровень сцены и поднимают задние зрительные места (рис. 2.7, в).
Профиль пола строят в системе декартовых координат по линии, характер которой определяют по формуле (см. рис. 2.8).
У,= Г1Хп[Х| + сХп(Х1 + + адддхх,),
где Y„ — ордината луча видимости с последнего ряда обследуемого участка зрительного зала; Yt — разность ординат фокуса и глаза зрителя первого ряда; Х1 — абсцисса расстояния между фокусом и глазами зрителя первого ряда; Х„ — расстояние между зрителем первого и последнего рядов обследуемого участка зала; \Х — расстояние между смежными рядами; с — расчетное превышение луча видимости.
Величина Хп завнснт от количества рядов в рассматриваемом участке зрительного зала. При построении пола по кривой с
Хп •= АХ превышение каждого последующего ряда г переменно, что исключает типизацию конструктивных элементов пола и приводит к удорожанию строительства. Поэтому пол часто строят по ломаной линии, а зрительные ряды разделяют на три-четыре группы. Первую группу составляют из 5—7 рядов (ХЯ^ЬАХ~7АХУ, вторую — из 7... 10 рядов (Х« — = 7ДХч- 10ДХ), третью — из 10... 14 рядов (Хл=ЮДХч-Ч-14ДХ) и т. д. В этом случае расчетная кривая пола близка к идеальной, как при Хп = = &Х, но становится экономически оправданной.
Величины с и У, зависят от антропометрических характеристик человека. Значение с равно расстоянию между глазами и верхней точкой головы (рис. 2.7, в). По статистическим данным это расстояние колеблется в пределах 0,106 Z ZcZ 0,150 м. Среднее значение составляет с = 0,12 м. Y, представляют как сумму
где У3 — высота глаз человека в положении сидя; Ya — ордината от пола до уровня фокуса.
Значение У3 определяют, исходя из того, что высота глаз человека в положении сидя составляет 1,03 Z У3 Z I,25 м, а среднее У3 — 1,14 м. Ординату Ya принимают со знаком < + » для F, расположенного ниже высоты зрителя сидя, со знаком <—» для F, расположенного выше.
В приведенном расчете использованы средние антропометрические характеристики человека. Однако в зрительном зале находятся люди разного роста, поэтому может случиться, что зритель небольшого роста окажется сидящим за высоким человеком. Для создания ему условий хорошей видимости кресла устанавливают в шахматном порядке. Тогда каждый хорошо видит объект между головами впереди сидящих.
31
Рнс. 2.8. Схема к расчету
профили пола зрительного зала
2.5. Функциональная комфортность
Функциональная комфортность — это удобство пребывания людей и их деятельности в среде общественного или жилого здания. Параметры этой среды задают, оценивая функциональные процессы. Например, в кинотеатре основным процессом является показ кинофильмов. Этот процесс делят на: обслуживание посетителей, производство и управление.
В результате анализа исходных параметров намечают деление сооружения на функциональные зоны, определяют точки их соприкосновения, пути миграции людей, движения изделий и материалов. Так, учитывая цикличную смену зрителей, загрузку зоны для посетителей и эвакуацию осуществляют без пересечения людских потоков.
Поэтому входы и выходы из этой зоны располагают с противоположных сторон зала.
Расположение помещений подчиняют последовательности операций функционального процесса. В данном случае процесс охватывает приобретение билетов — вход — ожидание. которое может сопровождаться посещением читальной, буфета, курительной и туалетов — просмотр кинофильма — выход. Именно такая технология основного процесса зало-, жена в функциональную схему на рис. 2.9, которую составляют параллельно с матрицей-диаграммой. Строя нх, функциональные связи формализуют, представляя в виде стрелок.
Производственную зону в составе кинопроекторной. комнаты для ее технического обслуживания и хозяйственных помещений полностью отделяют от зоны посетителей. Административную зону располагают таким образом, чтобы она имела точки соприкосновения с двумя другими, поскольку по условиям эксплуатации администрации необходим, с одной стороны, контакт с посетителями и с другой — с обслуживающим персоналом.
Выше описаны основные функциональные процессы.
протекающие в кинотеатре, но п каждом общественном здании кроме этих процессов совершаются и другие, вспомогательные. В кинотеатре таким процессом является общественное питание — буфет. Для его оптимального функционирования необходимо обеспечить следующий цикл: загрузку продуктов. нх хранение и сортировку, подготовку к продаже, выдачу пищи и се потребление. а также мойку посуды и сбор отходов. Структуру помещений блока 5 на схеме рис. 2.9, а намечают в соответствии с составом н особенностями процесса.
Характерным примером подчинения структуры помещений функции является планировка квартир жилого дома. Здесь структура находится в зависимости от течения жизненных процессов семьи. Их делят на коллективную деятельность всех членов семьи или ее части и пассивный отдых млн индивидуальное времяпрепровождение.
Исходя из изложенного, квартиру членят на
32
Рис. 2.9. Функциональная схе- ма (6) связей помещений кнно-ма (а) и матрица-днаграм- театра
зоны, отделяя помещения для коллективной деятельности от индивидуальных, как это показано на рис. 2.10. Иногда эти зоны называют зонами дневного и вечернего пребывания.
Современное представление о функциональной комфортности расширилась за счет включения понятие среды не только помещений здания, но д «его окружения. Напри-кЧнёр, сейчас уже нельзя .оценивать индивидуаль- ное пространство семьи в Обрыве от внешних связей семьи с городом.
Учитывая рост общественных интересов членов семьи жилье рассматривают как элемент, фор-*2—205
мирующий городскую среду системы, объединяющей производство, жилье и обслуживание. С этих позиций функциональную комфортность понимают, как гармоничное сочетание массы индивидуальных жилых ячеек-квартир с многообразными общественными услугами. Оценивают поэтому пешеходную доступность остановок общественного транспорта и учреждений обслуживания, транспортную доступность этих учреждений, мест приложения труда и зон отдыха, уровень обеспеченности магазинами, мастерскими, пунктами приема комбинатов бытового обслуживания,
детскими учреждениями и школами, театрами и библиотеками, поликлиниками и спортивными сооружениями и даже стоянками и гаражами для индивидуальных машин.
Такая оценка необходима, поскольку многие функции семьи, отправляемые ранее в пределах квартиры, постепенно переходят к общественному сектору. Поэтому правильно подобрать параметры жилых и подсобных помещений- можно, только еслд< учесть степень проникновения коллективных начал и общественных форм потребления во внутрисемейный быт.
зз
Рнс. 2.10. Схемы функционального зонирования квартир модернизированного в результате капитального ремонта жилого дома постройки 30-х годов: а — квартира, не имеющая четкого зонирования; б — квартира
даучастного деления; в — то же. трехчастного; г — то же. четырехчастного; / — зона дневного пребывания; 2 — то же. вечернего; 3 — эона приготовления пнщн (ВН — ванная; КБ — кабинет; КР — коридор; КХ — кухня; ОК — обшая комнат?; ПР —
прихожая; СП - спальная; СТ — столовая; СУ — совмещенный санузел; УБ — уборная)
Инженерное оснащение является одним из основных факторов, определяющих удобство здания. Современный городской дом немыслим без центрального отопления, водопровода, канализации, электроосвещения, радиофикации и телефонизации. Широко внедрены в быт горячее водоснабжение, газификация, централизованное мусо-роудаление. Многоэтажные дома оборудуют лифтами.
С ростом технических
возможностей общества наблюдается закономерное явление повышения технического уровня инженерного оборудования. Так, вместо традиционных лифтов монтируют подъемники с программным управлением и запоминающими устройствами, вместо центрального отопления все шире применяют установки для кондиционирования воздуха, взамен внутренних телефонов монтируют комплексные системы диспетчерской связи, как это
имеет место в жилищно-эксплуатационных конторах.
Особое значение имеет специальное инженерное оборудование обществен-. ных зданий. Так, совре-. менный спортивно-зрелищный комплекс осна;; щают сложнейшим обо-; рудованнем для трансформации зрительного зала в плавательный бассейн, футбольное поле или каток. Не менее сложны установки для очистки, осветления и циркуляции воды в бассейнах
34.
или устройства для ее заморозки на катках.-Сцена современного театра является инженерным сооружением с вращающейся, а иногда поднимающейся и опускающейся сценой, подъемниками для занавеса, задников, кулис и декораций, осветительными и пиротехническими устройствами. Не менее сложно инженерное оборудование цирковых арен с приспособлениями для их трансформации, располагаемыми в подвале, и верхними колосниками, к которым крепят механизмы для подвески различных цирковых приспособлений.
Оборудование и элементы дома приспосабливают к физиологическим особенностям человека. Например, с учетом того, что большинство людей лучше владеют правой рукой, чем левой, предпочтение отдают правой навеске дверей и окон, а на двустворчатых ручки укрепляют справа. В смысле удобства не меньшее значение имеют габариты дверей, высота установки перил и санитарно-технических приборок (рис. 2.11).
Лестницы делают удобными для передвижения человека. Прежде всего это относится к выбору уклона, который выражают отношением высоты ступени — подступенком h, к ее ширине — проступи Ь. Уклоны назначают, исходя нз физических нагрузок, испытываемых
при подъеме: чем больше уклон, тем тяжелее подниматься. Наиболее удобны пологие лестницы с отношением подступенка и проступи, равным 1:2, но для второстепенных лестниц можно принять отношение 1:1.75 нлн даже 1:1,5.
Размер ступеней приспосабливают к размаху шага человека при подъеме и спуске, равном 0.6 м (рис. 2.11, а). Габариты ступеней (м)
0,6 = Ь + 2й.
В соответствии с этой формулой для уклонов 1:2. 1:1,75 н 1:1,5 принимают следующие размеры ступеней (h:b): 0,15 X X 0,3; 0.165 x 0.285 н 0.18 X Х0.27 м. Учитывая перечисленные требования, лестницы строят. как показано на рис. 2.11. ') При этом заранее задаются размером ступеней, выбирая величины подступенка и проступи. Количество подступенков в марше
п = H„fh.
где Н„—высота марша, равная = H/N; И — высота этажа; N — количество маршей.
Длину горизонтальной проекции марша (£„), называемую его заложением, находят по формуле £„ = Ь(л—1), в которой учитывают, что число проступей в каждом марше на одну меньше, чем подступенков, поскольку верхняя проступь совмещена с лестничной площадкой. Длина лестницы
= LM + fl, + fl2,
где В| и В2 — ширина этажной и промежуточной площадок.
Ширина лестничной клетки
АЛ = 2АИ + ДА,
где Вн — ширина марша, задаваемая расчетом или нормативами; АВ — зазор между маршами.
Эстетическое совершенство сооружения и его оборудования в развитом социалистическом обществе приобретает все большее значение. Функ
циональное удобство, утилитарная полезность и эстетические качества воспринимаются человеком нерасчлененно. Здесь проявляется определенная зависимость между художественным обликом сооружения и его функциональной пригодностью.
Окружающая искусственная среда зданий и архитектурных ансамблей является важным фактором эстетического воспитания, поскольку в ней материализована социал'ь-но-преобразующая деятельность людей на разных этапах развития общества. Воспринимая эту среду, человек сознает себя частицей мира, созданного трудом его предков и современников. С этих позиций эстетическое воспитание сочетается с патриотическим.
В современном обществе эстетическая функция архитектуры усложнилась, сама архитектура вступила в качественно новый этап развития. С внедрением в строительство стандартизации и индустриализации возникла проблема гармонического сочетания типовых элементов и целых объемов, применения таких новых материалов, как алюминий и пластические массы.
Эстетические особенности имеют значение фактора, предопределяющего отношение человека к сооружению, поскольку психологический
з*
^S^SSSSSSSSSSiSSSSSS^
ssssssss
20>
Рнс. 2.11. Компоновка элементов и оборудования здания: а — выбор размера ступеней лестницы; б — оптимальные размеры люков и стремянок; в — зона доступности рук стоящего человека, в которой располагают ручкн дверей и окон, краны н выключатели инженерного оборудования; г — то же, сидящего человека; д — схема разбивки лестницы; е — уклоны вертикальных коммуникаций дома
20:.Я5
V/ !
60-90
.qn жэ
ЮН
•ггэ । :;н I
io-t°
Рампы, 10
36
эффект восприятия во многом зависит от художественной выразительности здания, его силуэта, соподчинения с окружающей средой.
Восприятие сооружения и его интерьеров зависит от цвета, фактуры и текстуры поверхностей, а также качества отделки. В нормативных документах предусмотрено три вида отделки: простая, улучшенная и высококачественная.
2.6. Условия безопасности
Безопасность относят к комфортности, поскольку здание психологически не может быть удобным для людей, если оно представляет собой потенциальную опасность. Неудачная планировка помещений, недостаточная прочность конструкций или плохо отлаженные системы инженерного оборудования могут служить причиной несчастных случаев. Неисправности механического оборудования способны привести к травматизму, систем с горячим тепло-' носителем — ожогам, а газового и электрохозяйства — вызывать взрыв или пожар.
Пожаробезопасность зависит не только от исправности возможных источников возникновения пожаров, но и от того, насколько легко могут воспламеняться различ
ные части здания. Их по-жаростойкость складывается из двух факторов: степени возгораемостн и предела огнестойкости.
По степени возгораемости части зданий делят на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. К несгораемым относят конструкции, изготовленные из неорганических материалов, сгораемым — из органических горящих материалов, не подвергнутых специальной обработке, повышающей их огнестойкость. Трудносгораемые конструкции представляют собой сочетание несгораемых и сгораемых конструкций.
Пределом огнестойкости называют продолжительность в часах действия огня или высоких температур до потери конструкцией несущей способности, начала появления сквозных трещин (отверстий) или повышения температуры необогреваемых поверхностей более чем на 140°С. По огнестойкости конструктивные части зданий подразделяют на пять степеней. При этом к I степени относят несгораемые, имеющие высокий предел огнестойкости, а если эти качества частично или полностью отсутствуют, назначают более низкую степень — от II до V.
Архитектурно - планировочное решение здания влияет на безопасность
пользования им. Здесь имеют значение не только общие принципы, заложенные в планировку, но и каждая деталь. Например, такая «мелочь», как ступень лестницы, расположенная близко к 'выходу, может привести к падению, а дверью, открывающейся в коридор, можно нанести травму человеку, проходящему мимо.
С точки зрения безопасности особое значение имеют правильно спланированные пути эвакуации. Различают два вида эвакуации: нормальную и аварийную (вынужденную). Нормальная характеризуется спокойным течением процесса, связанного с повседневным функционированием сооружения. Вынужденную эвакуацию отличает кратковременность, поскольку она вызвана возникшей опасностью и потребностью быстро покинуть здание. При этом не исключена паника, и во всяком случае каждому человеку, движимому инстинктом самосохранения, свойственно стремиться ускорить процесс эвакуации. В результате происходит уплотнение людского потока и, как следствие, уменьшение скорости движения.
Оценивая изложенное, следует считать, что при вынужденной эвакуации сложней обеспечить должную безопасность. Поэтому планировку эва-
37
Рис. 2.12. Эвакуация из зданий: а — диаграмма эвакуационных потоков людей зрелищного учреждения (толщиной линии эвакуации в масштабе отражена интенсивность потока); б — зависимость скорости движения потока и от его плотности Q
куационных путей реша-шают исходя из создания оптимальных условий в период аварийной эвакуации.
Понятием ^эвакуационные пути здания* объединяют такие его элементы; как коридоры, проходные помещения, лестницы, дверные проемы и тамбуры (рис. 2.12). Размеры этих элементов выбирают с учетом физиологических характеристик людского потока. Ширину дверей и коридоров назначают кратной ширине одинарного потока, когда люди движутся шеренгой один за другим. Ширина такого потока >500 мм, поскольку максимальная ширина плеч человека составляет 480...500 мм. Расстояние между людьми в шеренге учитывают, вводя понятие линейной плотности потока. Этим понятием выражают длину свободного участка пути, приходящегося на одного человека (м/чел).
Быстро движущийся человек при скорости 70 м/мин (1,16 м/с) делает шаг, равный 0,7 м. Поэтому ему необходимо иметь примерно 0,8 м до препятствия впереди, что соответствует линейной плотности 0,8 м/чел. Если же плотность >0,8, то скорость передвижения уменьшается. При максимальной плотности людского потока, равной 0,25 м/чел, скорость сокращается в 4,5 раза и составляет только 16 м/мин (0,27 м/с), а по лестнице—10 м/мин (0,17 м/с).
Процесс эвакуации характеризуют продолжительностью эвакуации при людском потоке максимальной плотности.
Этим же показателем оценивают протяженность эвакуационных путей. В соответствии со строительными нормами длина путей отвечает условиям эвакуации, если выдержаны отношения:
Т< Г;
Л < Л, где Т и 7’н — соответственно расчетная и нормативная продолжительность эвакуации из здания, мин (с); Г, и Г" — соответственно расчетная и нормативная продолжительность эвакуации из помещения от наиболее удаленной точки до двери, мин (с).
Г" и Т" нормируют в зависимости от степени огнестойкости здания (см. § 2.7). Так, если здание относят к I или II степени огнестойкости, то 7’н = 6 мин (360 с), а при IV...V степени Т" = = I мин (60 с).
7", рассчитывают по формуле 7"|= /раем/ Ц|
где V) — скорость движения людского потока по горизонтальному пути, м/мин (м/с); /расч — расчетная длина пути от точки до двери, принимаемая равной от 0,85 до 1 фактического расстояния в зависимости от сложности выхода.
Общая расчетная продолжительность эвакуации (мин или с)
38
т = г, + т, + г3 + г4, где Т2 — продолжительность движения от выхода из помещения до лестницы, мин (с): Гэ — то же, по лестнице, мин (с); Г, — то же, от лестницы до выхода из здания, мин (с).
Значения Г3; Т9 и 7\ определяют как частное от деления длины пути I (м) на скорость v движения потока (м/мин или м/с):
7*2 “ W Тз = W ^4 ~ где /2 и /э — длина эвакуационных путей от выхода нз помещения до лестницы, протяженность лестницы и расстояние от нее до выхода из здания; v, — скорости движения.
Местные сопротивления людскому потоку, например двери выходов, проверяют на продолжительность эвакуации отдельно. Расчет ведут по пропускной способности дверей: Г = Л7(6по) <Г; 7\ = = N/(bn^< Г", где Д' — количество подлежащих эвакуации людей; b — ширина дверей, м; п0 — расчетная пропускная . способность выхода, чел/мин (чел/с).
Конструктивное решение играет первостепенную роль в безопасности здания. От выбора общей конструктивной схемы и подбора параметров каждого элемента зависит прочность -и устойчивость сооружения. Конструкции должны быть надежными. Это условие вступает в противоречие с экономикой, поскольку влечет за собой увеличение сечений рабочих элементов конструкции и, .следовательно, удорожание строительства. Возникает поэтому вопрос об оптимальных запасах
прочности, которые обеспечивали бы необходимую степень безопасности при минимальных затратах.
2.7. Капитальность зданий и сооружений
В зависимости от капитальности 'здания подразделяют на классы. В нормативных документах нет единой классификации по этому признаку, жилые дома делят на 4, 6 и 7 классов. Однако во всех этих документах понятие капитальности объединяет совокупность таких характеристик основных конструкций здания, как огнестойкость и долговечность. Признаки огнестойкости рассмотрены при описании условий пожаробезопасности (см. § 2.6).
Долговечность — это продолжительность периода нормального функционирования здания и его элементов, по истечении которого настолько утрачиваются основные свойства, что наступает предельное состояние, т. е. дальнейшая эксплуатация сооружения становится невозможной. Основным показателем долговечности является срок службы.
Различают сроки службы первого вида — между постройкой дома и первым капитальным ремонтом, отождествляемого иногда с межремонт
ным циклом, и второго вида — до предельного состояния, когда капитальный ремонт невозможен или экономически нецелесообразен и здание или его элемент подлежит замене.
Существуют нормативные и средние сроки службы. Нормативные — это минимально допустимые сроки, регламентированные директивными документами. Так, строительными «нормами и правилами установлены три степени долговечности ограждающих конструкций зданий: I — срок службы не менее 100 лет; II — не менее 50 лет и III — не менее 20 лет. Фактические сроки часто не соответствуют нормативным. В городской застройке часто можно увидеть гражданские здания, построенные 200...300 лет назад и даже в более ранние эпохи. Средние сроки устанавливают статистическим путем как усредненные значения фактических сроков службы зданий и его элементов.
Эксплуатационные качества зданий и эффективность их технического обслуживания во многом зависят от ремонтопригодности, работоспособности и надежности.
Ремонтопригодность — это приспособленность элементов здания к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей при техническом обслуживании и ремонтах. Чем меньше ремонтопригодность, тем сложнее техническая эксплуатация, тем больше трудоемкость и продолжительность ремонта.
Работоспособность —
39
Рис. 2.13. Износ зданий: а зависимость вероятности безотказной работы Н и отказа А от продолжительности эксплуатации Т, здания; б - зависимость физического износа Ф здания от продолжительности эксплуатации; / — период приработки; 2 — то же, нормальной работы; 3 — то же, интенсивных отказов J
это состояние, при котором здание и его элементы способны нормально функционировать в заданных режимах. Работоспособность зависит от исправности элементов, т. е. соответствия основных и второстепенных параметров установленным для них нормам. К основным параметрам относят прочность, жесткость, влажность, а к второстепенным — внешний вид, удобство эксплуатации н т. д. Неисправность — состояние элемента, при котором в данный момент его основные или второстепенные параметры не соответствуют хотя бы одному из установленных требований.
Надежностью называют свойство сохранения работоспособности в течение всего срока службы здания или его элемента. Явление, когда частично или полностью теряется работоспособность в результате возникновения неисправности, называют отказом. Различают отказ внезапный и постепенный. Внезапный — потеря работоспособности,
вызванная случайными факторами. В отличие от внезапного постепенный отказ — закономерное* явление, связанное с естественным старением элементов и, как следствие, накоплением признаков физического износа.
Надежность элемента характеризуют двумя показателями: вероятностью безотказной работы Н и вероятностью отказа А (рис. 2.13, а).
Первую величину определяют с помощью формулы теории вероятности:
H=(N—n)/N,
где N — общее количество проверенных элементов, проработавших в течение данного промежутка времени; п — число отказавших элементов.
Вероятность отказа А определяют как разность:
A = i—H = n/N.
Вероятность безотказной работы здания зависит от количества составляющих его элементов, совершенства проек
та, способов постройки и методов эксплуатации здания.
Для надежности эксплуатации современного дома, насыщенного инженерным оборудованием, особое значение приобретает зависимость вероятности безотказной работы от количества элементов. Безотказная работа здания, состоящая из п последовательно соединенных независимых элементов, период эксплуатации которых составляет Тэ
Я(Т9) =Я1(Т,)Я2(Л)...
ЯДГэ),
где Нь Н2, ..., Нп — вероятность безопасной работы первого, второго, n-го элементов за период эксплуатации, равный Т*.
2.8. Износ зданий
Вероятность безотказной работы Н и отказ А зависят от продолжи-* тельностн эксплуатации здания или его элемента 7> Такая зависимость отражена на графике рис. 2.13, а. Характерно, что с приближением Т9 к значению срока службы
40
здания возрастает вероятность отказа А, а вероятность безотказной работы Н стремится к нулю. Эта закономерность является следствием физического износа.
Под физическим износом, называемым иногда Материальным или техническим, подразумевают частичную или полную потерю зданием или его элементом эксплуатационных свойств. Такая потеря возникает в результате накопления неисправностей, ухудшения или потери работоспособности. В обычных условиях физический износ — следствие взаимодействия двух факторов: разрушающего действия сил природы и функциональных процессов, протекающих в здании.
Физический износ выражают в процентах и рублях. Процент износа определяют двояко. Для приближенных оценок используют сопоставление фактической продолжительности эксплуатации с нормативным сроком службы. Тогда физический износ (%)
Яф=100Т,/Т,.11, где Ли — нормативный срок службы элемента или здания.
При необходимости точного определения физического износа обследуют фактическое состояние здания, его конструктивных частей и инженерных систем. Сте
пень их износа Иф, устанавливают технической экспертизой и на основании данных этой экспертизы рассчитывают процент износа всего здания
Иф = S ДСв//ф(/100, где ДСВ, — стоимость х-го элемента в общей восстановительной стоимости дома, %; Иф, — износ элемента, %.
Под восстановительной стоимостью Сф подразумевают стоимость воспроизводства здания в современных ценах. Значения ДСф приведены в соответствующих инструкциях Госстроя СССР.
В тех случаях, когда нужно узнать физический износ здания (%) спустя несколько лет после переоценки основных фондов
Иф=Иф .пер + ДИф//10, где Иф — физический износ на год обследования; ИфПер — то же, на год переоценки основных фондов; ДИф — прирост физического износа за 10 лет; t — количество лет после переоценки.
Стоимость износа (руб.) Сф=ИфСв/Ю0, где Св — восстановительная стоимость здания.
Физический износ зданий, продолжительность эксплуатации которых близка к нормативному сроку службы, определяют по одной из двух формул (%)
Яф= IOO7\.h/(7\.b + Д*,); Иф=Т,(Тэ.и+Г»)/(2П), где ДГ, - возможный остаточный срок службы по заключению экспертизы технического обследования здания.
В первой формуле предусмотрена линейная зависимость износа от возраста здания, во второй — параболическая (см. график на . рис. 2.13, б).
Здание стареет не только физически, но и морально. Различают два рода морального износа.
Моральный износ пер* вого рода — это снижение восстановительной стоимости здания вследствие уменьшения затрат на воспроизводство (руб.) См,= Л4] Сдер, где См, стоимость морального износа первого рода; Л4, — коэффициент, учитывающий отношение новой стоимости конструкций и инженерных систем к старым; Спер — первоначальная стоимость здания, руб.
Моральный износ второго рода отражает несоответствие планировки, конструктивных решений и инженерного оборудования здания современным требованиям. Износ этого рода может быть выражен в процентах и рублях. В первом случае моральный износ (%):
Им,= (ЕДИм,- 100)/ /(100 — 0,52 ДИм,), где ДИМ, — показатели
41
морального износа, зависящие от качества конструктивных частей здания и планировки квартир, отсутствия элементов инженерного оборудования и изношенности инженерных сетей.
Выражение стоимости морального износа второго рода формализуют (руб.): СМ1 = Ян,Спег/100.
Два рода морального износа обычно сопутствуют друг другу. Общая величина износа Си = Си, 4" См, = = Спер(Ям, + Ям,)/100.
2.9. Технико-экономические сведения
Качество сооружений является не только совокупностью свойств, относящихся к комфортности и капитальности, но и экономических, поскольку его повышение приводит к уменьшению эксплуатационных расходов: долговечность качественно выполненного здания или его элементов больше. Службы эксплуатации вынуждены ремонтировать чаще дома низкого качества, что вызвано меньшей надежностью некачественных элементов и, следовательно, сокращением межремонтных сроков. Это приводит к неоправданному отвлечению, средств, необходимых народному хозяйству.
Эксплуатационные расходы, особенно зимой, зависят от качества на
ружных ограждающих конструкций, поскольку, отапливая помещения, компенсируют потери теплоты и в здании без должной теплоизоляции ограждений эксплуатационные расходы повышены за счет интенсификации отопительного режима.
Интенсификация чревата увеличением расхода топлива, а это противоречит энергетической программе, отраженной в Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 — 1985 годы и . на период до 1990 года, утвержденных XXVI съездом КПСС. Отмечается, что наряду с развитием энергетики необходимо бережно использовать топливно-энергетические ресурсы.
В деле решения этой проблемы не может быть мелочей. Например, регулирующими кранами на отопительных приборах или применением специальных оконных переплетов можно добиться экономии топлива, но наибольшего эффекта достигают, используя ограждения с повышенными теплотехническими свойствами. Однако такие ограждения увеличивают затраты на строительство, поэтому подбирают такое сочетание теплотехнических свойств и интенсивности отопления, при котором эконо-
мический эффект будет максимальным.
Экономически целесообразный уровень теплозащиты зданий определяют по условию максимально возможного сокращения общих приведенных затрат, т. е. когда П—*• min, при этом общие приведенные затраты (руб/м2):
П = ПcfOct 4" Пз|Дэп 4-4“ /7пкрСпкр»
где /7СТ, /7зп и П икр соответственно приведенные затраты на устройство стен, заполнение оконных проемов и покрытий, включая чердачные перекрытия, руб/м2; Ост, Озп И апир — суммарные площади соответствующих ограждений, м2.
При расчете отдельно находят приведенные затраты на устройство стен и покрытий, а также заполнение оконных проемов. При этом в каждом случае учитывают капитальные вложения и эксплуатационные расходы на устройство системы отопления и пользование ею. Так. для определения приведенных затрат на заполнение оконных проемов применяют формулу
Пэп- (1 + 0,05£.) С,п + (СЛЛ<+ + ЕнСот)//?;°.
где См — удельная стоимость оконных заполнений, руб/ма; С,«от — удельные годовые эксплуатационные расходы на отопление, руб/м2; Ст— то же, капитальные вложения на устройство системы отопления, руб/м2; /?” — экономический критерий сопротивления теплопередаче, м2 • К/Вт.
42
ГЛАВА 3. ОСНОВЫ АРХИТЕКТУРНО-
КОНСТРУКТИВНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Советская действительность выдвигает новые требования к проектам зданий и сооружений, характерной чертой которых является не только повышение комфортного и эстетического уровня, но использование эффективных материалов, применение изделий, обладающих максимальной заводской готовностью н позволяющих кардинально уменьшить массу зданий.
3.1. Единая модульная система
Единая модульная система (ЕМС) создает основу для стандартизации в проектировании, изготовлении изделий и строительстве. ЕМС представляет собой совокупность правил согласования размеров объемнопространственных и конструктивных элементов зданий на базе единого модуля М, равного 100 мм. Этот модуль принят в качестве исходного для производных модулей, который разделяют на укрупненные и дробные. Их образуют умножением величины М на целые и дробные коэффициенты. Укрупненные модули (6М... 10М) применяют для членения конструктивных элементов, разметки пролетов и шагов. В совре
менной практике предпочтение отдают крупным модулям 30М...60М. Дробные модули (I/I0M... 1/100М) применяют, назначая толщины листовых материалов и зазоры между элементами. Прн этом учитывают стандарты на изготовление этих материалов.
Основные и производные модули используют при выборе расстояний между условными модульными плоскостями (рис. 3.1, а). Пространственное расположение элементов здания обозначают с помощью трехмерной системы этих плоскостей. Следы плоскостей называют разбивочными осями. Местоположение элемента относительно этих осей определяют привязкой. Привязку выражают расстоянием между разбивочной осью и гранью или геометрической осью элемента.
Привязку несущих элементов осуществляют в соответствии с указаниями Строительных норм и правил.* Например, в зданиях с несущими стенами разбивочные оси располагают как показано на рис. 3.1, б. В каркасных зданиях геометрические осн колонн средних рядов совмещают с пересечением разбивочных осей (рнс. 3.1, в). Расположе
ние крайнего ряда иногда определяют привязкой по грани колонн, если это не противоречит конструктивному решению здания.
ЕМС применяют не только в новом строительстве, но и при реконструкции зданий, если это возможно в пределах стенового остова старого здания. ЕМС не применяют, когда остов не прямоуголен, криволинеен или имеет очень сложное членение объемов, но такое решение тщательно обосновывают.
Элементы привязывают к осям с помощью линейных размеров, определяющих расстояние. Размер, однозначно установленный в проекте; называют номиналом. Проектное расстояние между разбивочными осями является номинальным модульным размером, а размер конструктивного элемента — конструктивным номинальным. Фактический размер элемента, выполненного в натуре, называют натурным. Натурные размеры всегда отличаются от номинальных на какую-то величину. Разрешенные величины таких отклонений от номинала называют допуском. В зависимости от функциональной необходимости элементы разрешают выполнять по
43
Рис. 3.1. 'Модульная система в строительстве
одному нз 12 классов
точности.
Допуски выражают формулой
Д£ = 1,58‘А ’’КЕД.
где Д£ — допуск, мкм; К — = 64 — коэффициент точности; N — класс точности от 1 до 12; ЕД — единицы допуска, которые в зависимости от размера номинала рассчитывают по одной из формул
при L < 20 м ЕД = 0,45 VC + + 0,001 L;
при L > 20 м ЕД = 4,5 VL + + 2,75 VC,
где Z — номинал.
Строительные элементы выполняют по разному классу точности. Так, стеновые панели с фрезерованными торцами соответствуют 1—4-му классу, металлические балки — 4-6-му, оконные переплеты 2—5-му, а земляные сооружения дорог — 10—12-му классам.
Выбор класса точности не только техническая проблема, но и экономическая. Поэтому его обосновывают технико-экономическими расчетами, приведенными в $ 3.4.
3.2. Стандартизация в строительстве
Стандартизацией называют государственную систему Единых норм и правил по технологии изготовления, номенклатуре и качеству изделий, методам их испытания и контроля, маркировки и хранения, применению при проектировании и в тртроительстве. Основной вадачей стандартизации {является регламентация Параметров изделий с целью максимального сокращения типоразмеров. Это создает предпосылки
рациональной организации производства, повышения производительности труда и снижения себестоимости.
В процессе стандартизации создают системы единых требований к готовой продукции. Требования формируют в виде эталона изделия или документа, называемого стандартом. Индекс - стандарта, например ГОСТ 24402—80, означает Государственный стандарт Союза ССР № 24402, утвержденный в 1980 г. Существуют ОСТы. РСТы и СТП. ОСТ — это отраслевой стандарт, обязательный для всех предприятий данной отрасли, РСТ — республиканский стандарт, используемый только в данной республике, СТП — стандарт предприятия.
Стандартизацию внедряют в строительство, используя методы унификации, типизации и нормализации.
Унификация означает приведение элементов здания к единообразию. Основой унификации является универсальность деталей и узлов, т. е. возможность замены одного элемента другим, оптимальным для данного здания. Так, заменить две плиты перекрытия одной, перекрывающей сразу все помещение, можно, если ширина плиты «на комнату» кратна ширине узких плит, а длины одинаковы. Более того, одинаковые элементы перекрытий могут быть использованы в зданиях различного назначения, если допустимые нагрузки на эти
плиты не ниже расчетных, а размеры соответствуют таким планировочным параметрам здания. как пролет и шаг опорных конструкций. В этом свете унификация в строительстве связана с модульной системой, позволяющей создавать ограниченное число конструктивных и объемнопространственных элементов. Их использование в определенном соче- ’ танин дает возможность возводить разнообразные здания, подбирать оптимальное. для данного случая решенне.-
Типизация является этапом унификации. Типизация основана на классификации зданий и конструктивных элементов по типам н сериям. Так, жилые здания определенной серии делят на типы, представляющие модификацию этой серии. Для нее промышленность выпускает набор типовых деталей, но в здании могут быть использованы и унифицированные изделия, применяемые для зданий различных серий.
Нормализация — это определение требований к качеству унифицированных. элементов здания. Для жилых и общественных зданий установлено два вида нормалей: планировочные и объемно - планировочные. Эти нормали являются проектно - типологическими стандартами. Их
45
выпускают в виде документа, состоящего нз набора типовых планировочных и объемно-планировочных решений
различных элементов
зданий: учебных помещений, квартир и т. д. Существуют нормали и менее крупных элементов, например планировочных составляющих квартир (санитарных узлов или санитарно-кухонных блоков', спальных и общих комнат).
В современных методах типового проектирования нормали используют при разработке отдельных планировочных ячеек, например квартир жилого дома. Эуи элементы соединяют в более крупные — секции, т. е. объемно -планировочный элемент, объединенный одной лестничной клеткой. Дом компонуют, слагая из секций. Иногда процесс разработки планировки квартир исключают, применяя нормали секций.
В современном строительстве стандартизируют качество и свойства материалов, деталей и полуфабрикатов. Основными документами, регламентирующими эти параметры, являются ГОСТы и ОСТы. Эти основополагающие нормативные документы содержат номенклатуру материалов и изделий для строительства, основные требования к показателям важнейших свойств, ус-
46 «-
ловням комплектации, маркировки, перевозки и хранения. Технические требования к различным материалам одинакового назначения унифицированы. На основе этих требований установлены допуски на размеры и основные параметры таких наиболее характерных свойств, как прочность, плотность, моро-зо- н водостойкость, во-до- и паронепроницаемое™, истираемость, огнеупорность, кислотостойкое™ и др. Для некоторых материалов, на которые ГОСТы отсутствуют, допуски принимают по единым каталогам, Техническим условиям (ТУ) на их изготовление или указаниям, приведенным в Строительных нормах и правилах (СНиП).
3.3. Архитектурная композиция
Под архитектурной композицией здания понимают структуру (построение) архитектурного произведения, соподчинение его частей, обусловленное замыслом и назначением сооружения.
Самым существенным в творческом процессе архитектурной композиции является единство, формы и содержания. Рассматривая варианты планировки здания, решают ряд задач, изучают не только функциональные особенности процес
сов, ради которых оно строится. Учитывают возможности материально-технической базы строительства, виды материалов и конструкций, которыми располагает заказчик, вероятность применения той или иной конструктивной схемы. Не исключают нз поля зрения и объемное решение, связь с окружающей средой и, в частности, соседней застройкой. Создавая интерьер, думают о художественном образе здания в целом и, наоборот, решая фасады и ориентируя сооружение на местности, учитывают композицию интерьеров и перспективы, открывающиеся нз окон.
Основой проектирования является экономичность, поскольку для воплощения архитектурного произведения необходимо привлечь большие материальные средства, чем для воплощения замысла художннка-мону1 менталиста. Требования экономичности в большинстве случаев обусловливают выбор решения, а иногда предопределяют основные принципы архитектурной компо-. зиции.
Композицию внутреннего пространства подчиняют функциональным процессам, протекающим в здании. Планировочные элементы взаимоувязывают, обеспечивая
удобство пользования ими и сооружением в
целом. Сочетание элементов определяет характер архитектурной композиции. Различают три композиционные схемы, которые обычно закладывают в основу планировочных решений: ячейковую, зальную и смешанную.
Ячейковые планировочные схемы применяют, когда необходимо сгруппировать систему равнозначных помещений-ячеек. Существует несколько разновидностей таких схем. Они показаны на рис. 3.2, а—в.
Анфиладная схема характерна последовательно расположенными проходными помещениями. В схеме а отсутствует изоляция комнат, поскольку они являются проходными. Композиционная ось такой планировки проходит через середину дверей. Их располагают по оси симметрии, но не исключено и смещение к одной из стен. В последнем случае достигают некоторой изоляции помещений за счет удаления основного объема от прохода.
В коридорной схеме проход отделяют от помещений ограждением — перегородками, как показано на рис. 3.2, б, чем обеспечивают надежную изоляцию отдельных ячеек. Помещения располагают с одной или двух сторон коридора, создавая симметричные или несимметричные
композиции. Их применяют в планировке гостиниц. школ, больниц, административных, проектных и научно-исследовательских организаций, а иногда и жилых домов.
Секционные схемы (рис. 3.2, в) используют главным образом в жилых зданиях, где необходимо обеспечить выход из изолированных ячеек-квартир на лестницу. Здания компонуют из одной или нескольких секций, имеющих самостоятельную связь с внешней средой. Здесь входные узлы являются композиционными осями здания.
Зальным планировочным схемам свойственно выделение основного функционального элемента — обычно большого зала. В одном случае такой элемент является единственным объемом, в другом — ядром здания, вокруг которого группируют вспомогательные помещения (рис. 3.2, г, д). Схемы первого вида применяют при проектировании выставочных павильонов, крытых рынков и других сооружений с функциональным процессом, протекающим в одном помещении, а второго — театров, спортивных залов и других зрелищных сооружений.
Смешанными называют планировочные схемы, композиционно по
строенные на сочетании вышеописанных систем. В результате объединения зала с помещениями-ячейками создают компактные. линейные или свободные композиции.
Объемно - пространственные структуры гражданских здании создают, группируя отдельные объемы. Существует три композиции таких групп: единая, блокированная и павильонная. Наглядным примером единой композиции, когда все функциональные группы помещений расположены в одном объеме, являются все ранее рассмотренные схемы.
Блокированные системы, в которых каждая из групп родственных помещений размещена в отдельном блоке, показаны на рис. 3.3, а, б. Такие решения удобны, когда необходима изоляция функциональных групп и даже некоторых помещений, например зрительных залов. Решения часто используют в школах и детских садах. Характерной особенностью блочного общественного здания является коридор, объединяющий все блоки. В жилых секционных домах такого коридора нет.
В павильонных композициях, изображенных на схемах в—д, можно обеспечить еще большую изоляцию групп помещений. В некоторых решениях блоки-павильоны
4г
Рис. 3.2. Композиционные схемы внутренней планировки зда-
Рнс. 3.3. Объемно-пространственные структуры здании: а, б — блочные для жилого дома (а) и общественного зда-
ния (б); в—д — павильонные с переходной галереей (в. г) и без нее (д)
связывают между собой наземными или подземными галереями, но иногда нх не делают. Тогда каждый павильон функционально превращается в самостоятельный объем, связанный с соседним.
внутренним двором. Такой прием применяют в районах с жарким кли-м атом.
Объемную композицию здания создают, обращаясь к широкому кругу средств художественной
выразительности, исполь- ' зуя возможности лако-. ничных форм или архитектурного декора, подчеркивая динамизм и напряженность этих форм или функциональную зависимость отдельных по-
48
метений, работая на контрасте, ритме н игре светотенью. Но отправной точкой всегда является композиция внутреннего пространства здания, закономерности его внутреннего построения и конструктивного решения.
Связь интерьера с внешним обликом ищут не только, выявляя функциональную зависимость отдельных объемов, но в рисунке и расстановке световых проемов, решении входов. Проемы, разрезая или заменяя плоскости стен, могут служить акцентами художественного образа. С другой стороны, окна и двери представляют собой существенную часть интерьера. Помещения различного назначения по-разному освещают естественным светом, создают различные условия зрительной связи с внешним пространством.
Назначение здания передают благодаря, например, подчеркиванию замкнутости внутренних объемов кинотеатров, где главное помещение — зрительный зал — изолируют от дневного света, показывая замкнутый, ^пшенный света объем. В отличие от зала главный вход вместе с вестибюлем и фойе имеют другой характер. В объемной композиции здания отражают эту потребность интерьеров, открывая их во внешнее
пространство, используя контраст между лаконичностью гладких стен и графичностью оконных переплетов.
Единства композиции здания добиваются соподчинением отдельных объемов, их членением в соответствии с законами пропорциональности, ритма и масштабности. Под архитектурной пропорциональностью подразумевают гармоничное соотношение между размерами здания и его отдельными частями. Пропорции, как характерная для сооружения система соотношений, дают возможность создать образ, которому внутренне будет присуще совершенство. Здесь используют исторически выработанные законы построения архитектурных форм, их зрительного восприятия.
Наиболее совершенным признано так называемое «золотей* сечение», т. е. деление отрезка на две неравные части так, чтобы большая из них была средним пропорциональным между всем ' отрезком и его частью. Золотое сечение выражают функцией Зс = а/Ь- 1,618. Обратное „ отношение 1/Зс= = 0.618. Существуют производные этих отношений (выраженные как 3" или 1/3?. где п-= 1,2...6) и многие другие функции, к которым прибегают при проектировании.
В архитектурном творчестве используют закономерности ритма, т. е. равномерного чередования соразмерных архитектурных элементов.
Ритм является одним из средств достижения выразительности композиции Ритмы бывают метрическими, когда элементы чередуют с равными интервалами, и геометрическими. В последнем случае интервалы чередования назначают увеличивающимися или уменьшающимися по функциональному закону. Например, каждый последующий интервал получают, умножая или деля предыдущий на VT= 1,414.
Выбирая размеры отдельных элементов композиции, учитывают масштаб. Под архитектурным масштабом понимают соотношение этих размеров к человеку. Масштаб сооружения подчеркивают элементами, величина которых понятна с первого взгляда, поскольку они связаны с размерами человеческого тела. В их число входят ограждения и ступени лестниц, балюстрады, окна и двери. Масштабностью можно не только выявить действительные размеры сооружения, но зрительно увеличить или, наоборот, уменьшить отдельные объемы. Особенно легко воспринимается масштаб, если в основе соотношений между частями здания лежит единая система пропорций.
Работу архитектурных конструкций, динамизм, напряженность форм под-
Рис. 3.4. Проект института нм. В. И. Ленина в Москве.: Лрх. И. И. Леонидов (1927): а - фасад; б — план
черкивают средствами тектоники. Этим термином обозначают закономерности художественного выражения конструктивной основы сооружения.
Тектоника очень важна для архитектурного творчества. Средствами тектоники можно усилить или ослабить ощущение действительной работы конструкций. Образного выражения надежности и устойчивости достигают усилением видимой прочности несущих элементов, зрительным утяжелением низа здания или, наоборот, видимым
облегчением вышележащих его частей.
Примером блестящего использования архитектурно-композиционных средств служит проект института им. В. И. Ленина, выполненный в 20-х годах архитектором И. И. Леонидовым (рис. 3.4). В проекте виртуозно сочетается тектоника, масштабность и ритм контрастных и геометрически четких объемов, ясно выражена трехмерность пространства, цельность и свобода композиции.
3.4. Состав проектов и их технико-экоиомиче-ское обоснование
Гражданские здания проектируют в две и одну стадию. Исходными материалами являются задание на проектирование, данные о ситуации на местности, подземных коммуникациях, геологии и гидрологии грунтов.
Двухстадийно проектируют уникальные сооружения и крупные городские комплексы. Вначале разрабатывают и утверждают технический проект (первая стадия), а на
50
его основе выполняют рабочий (вторая стадия). В техническом проекте обосновывают технические и архитектурно-планировочные решения зданий и определяют сметную стоимость строительства. На стадии рабочего проекта разрабатывают рабочие чертежи здания, его конструктивных элементов, узлов и деталей, необходимые для осуществления объекта в натуре.
При проектировании в одну стадию выполняют так называемый технорабочий проект. Одностадийное проектирование имеет место, как правило, при привязке типовых проектов к местности, повторном использовании индивидуальных проектов и составлении технической документации несложных сооружений.
В состав архитектурной части проектов входят генеральный план, фасады, планы этажей, поперечные и продольные разрезы, чертежи и шаблоны архитектурных деталей, в том числе окна и двери, выполняемые по индивидуальному заказу. Иногда в состав проекта включают перспективу. Это чертеж-рисунок, раскрывающий архитектурно-художественный образ, дающий возможность наглядно показать объем и форму объекта, его элементов, а также ближайшего окружения. Проекты сложных сооружений часто дополняют макетами — уменьшенными моделями предмета проектирования.
Вопросы экономики решают на всех стадиях
проектирования. Уже при выборе применяемых деталей и изделий экономическими расчетами определяют оптимальный класс точности их изготовления. В основу этих расчетов заложен анализ затрат на выполнение сооружения или его части с разными уровнями точности. При использовании сборных деталей эти затраты складываются из двух составляющих
Зов = Зп+ Зс, где 3„ — затраты производства, включающие изготовление деталей, затраты на технологическое оборудование и измерительную аппаратуру; Зс — затраты на строительной площадке, связанные с монтажом и окончательной отделкой деталей.
Взаимозависимость составляющих этой формулы проиллюстрирована графиком на рис. 3.5. 3„ возрастает с повышением класса точности. Наступает момент, когда увеличения уровня точности можно достигнуть только, на основе качественно новой технологии, а это вызывает большие дополнительные затраты на создание технологических линий, приобретение нового оборудования и даже строительство новых предприятий. Кроме того, может возникнуть необходимость создания новой измерительной аппарату-
Рис. 3.5. Зависимость затрат на изготовление деталей (Зп). их монтаж (Зс) и суммарных (Зоб) от класса точности (Л/)
ры с большей разрешающей способностью, поскольку существующая непригодна для замеров с нужной точностью.
С повышением уровня точности Зс • уменьшается. Это естественно, если учесть, что применение изделия с технически неоправданными большими допусками потребует дополнительных затрат на подгонку при монтаже и последующую отделку. Оптимальным уровнем точности будет тот, при котором обеспечены минимальные затраты без ущерба качеству и прочности детали, т. е. выдержано условие Зоб= = min.
Проекты гражданских зданий обосновывают анализом технико-экономических показателей сравниваемых вариантных решений или их сопоставлением с показателями выполненного ранее сооружения, принятого в качестве эталона. Конструктивные решения проекта сравнивают по ме
3*
51
тодике, изложенной в § 1.3, а архитектурнопланировочные варианты оценивают объемными и планировочными показателями, а также индексом эффективности. Объемным — Л2 определяют объем здания, приходящийся . на единицу его функциональной площади
Л2 = У/Л,
где V — расчетный объем здания, м3; А — цифровое значение показателя площади, м2.
Сущность показателя площади в зданиях различного назначения неодинакова. Так, для жилых зданий в качестве показателя используют жилую площадь = = У/Лж, где Лж — жилая площадь дома, м2.
В общественных зданиях основным функциональным показателем является рабочая площадь. В таком случае формула будет выглйдеть так: k2 = = V/Ap, где Ар — рабочая площадь здания, м2.
Плоскостным архитектурно-планировочным показателем является коэффициент kt. Для оценки планировочных реше
ний квартир в жилых домах его рассчитывают по формуле Л| = A JA(t, где Ло — общая пл о-
2 щадь квартир» м .
В нежилых зданиях Л । = Л р/ Л о.
Для общественных зданий, функциональный показатель которых выражен в количестве рабочих, посадочных или зрительных мест, определяют плоскостной планировочный коэффициент Хг3 = =AO/N, где N — количество функциональных мест в здании (рабочих, учебных, торговых н зрительных).
Компактность объемно-планировочных решений характеризует коэффициент kA, он выражает отношение площади ограждений к общей площади или объему здания &4 ~ А огр/о> ^4 = Л огр/ У» где Л огр — площадь наружных ограждающих конструкций здания, м2.
Сравнительную экономичность вариантов выявляют по индексу эффективности, выраженному как разность приведенных затрат (руб.):
Э = Е(С—Cj)+C„, где Е=0,10 — нормативный коэффициент эффек
тивности; Ci и С, — сметные стоимости строительства <-го и /-го вариантов; руб.; Сэк — разность между ежегодными эксплуатационными затратами сравниваемых вариантов, равная Сэи Сэц, Сэк/, руб.
В тех случаях, когда варианты по своему планировочному или объемному решению не сопоставимы, в эту формулу вместо значения С вводят удельную стоимость строительства. Эта величина отражает сметную стоимость, приведенную к единице функционального показателя (объема полезной или рабочей площади сооружения, одному рабочему или зрительному месту). Удельная стоимость
СОб= С/К руб/м3;
Со = С/Л о, руб/м2;
Ср = С/Ар, руб/м2;
См = С/Л/, руб/место, где Сой, Со, Ср, См удельная сметная стоимость 1 м3 расчетного объема здания, 1м2 общей или рабочей площади, одного рабочего или зрительного места; С — сметная стоимость строительства сооружения, руб.
ГЛАВА 4. ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГРАЖДАНСКИХ СООРУЖЕНИЙ
Жилые и общественные здания представляют собой непроизводст
венные фонды. Хозяйственное отношение к этим фондам, как обществен
ному достоянию — осно ва экономической поли тики страны, что отмеча
52
Рис. 4.1. Содержание эксплуатации зданий и сооружений
лось на XXVI съезде КПСС. Сохранность зданий и сооружений во многом зависит от методов эксплуатации.
4.1. Содержание и задачи эксплуатации
Эксплуатацией называют использование сооружений в течение длительного периода — не менее нормативного срока износа, — поскольку многие постройки значительно более долговечны, чем это предусмотрено правилами.
Эксплуатационные мероприятия делят на две группы (рис. 4.1). Первую называют функциональной эксплуатацией, «потреблением объекта», т. е. обеспечение тех технологических процессов, для которых сооружение предназначено.
Содержание и обслуживание зданий включает не только санитарную очистку зданий и прилегающей территории, но и создание оптимальных условий эксплуатации конструкций и инженерных систем, обеспечивающих нормативные сроки их службы, поскольку изменение этих условий приводит к преждевременному износу и даже отказам. Например, повышение температуры в чердачном помещении выше нормы зимой вызывает образование конденсата на кровле и усиление коррозии металла покрытия. Несвоевременная его очистка от пыли, опадающих листьев и другой грязи, может служить причиной появления дефектов, поскольку их скопление аккумулирует влагу.
Аналогичные явления наблюдают при неправильной эксплуатации
инженерных систем. Так, сверхнормативные перепады давления в трубопроводах могут привести к выходу из строя системы отопления, например, и даже вызвать аварию.
Вторую группу мероприятий, связанных с управлением процессом старения зданий и сооружений, называют технической эксплуатацией. Это меры, направленные на обеспечение бесперебойной работы и надежности элементов и систем объекта в течение всего срока его службы. В состав технической эксплуатации входят различные виды осмотров и ремонтов зданий.
Система осмотров регламентирована Правилами и нормами технической эксплуатации жилищного фонда, утвержденными республиканскими министерствами жилищно-коммунального хозяйства. В соответст
53
вии с этими нормативами различают три вида осмотра: общий, частичный и внеочередной.
Общий осмотр заключается в обследовании здания в целом, включая отделку помещений, конструкции, инженерное оборудование и элементы внешнего благоустройства. Здание осматривают два раза в год — весной и осенью.
Весенний осмотр проводят после таяния снега, когда все наружные части здания становятся доступными и дефекты, связанные с наиболее суровым периодом эксплуатации (зимним), выявляются особенно отчетливо. Осмотры весной преследуют цель обнаружить эти дефекты и наметить объемы ремонтных работ, которые необходимо выполнить в благоприятный период времени — летом.
Осенним осмотром выявляют недостатки, подлежащие устранению перед наступлением отопительного сезона и направленные на утепление здания, создание условий экономного расхода энергоресурсов, в том числе теплоносителя в отопительных системах. Особо тщательно поэтому обследуют чердаки, подвалы и входные узлы в сооружениях.
Во время общих осмотров, кроме того, выявляют признаки коррозии конструкций, устанавливают степень нх износа. При
обнаружении симптомов загнивания деревянных элементов отбирают и лабораторно испытывают пробы материалов. Обнаруживают и дефекты, связанные с увлажнением конструкций. а также места повышенной звукопроводности ограждений. При необходимости проводят инструментальные испытания теплотехнических и звукоизоляционных свойств. Результаты осмотров отражают в актах.
Частичным осмотрам подвергают отдельные элементы здания и его инженерного оборудования в тех случаях, когда обнаружены неисправности, влекущие за собой нарушение работоспособности в нормальных режимах, и не исключена возможность отказов. В этом случае ненадежные элементы осматривают регулярно в сроки от одного до десяти дней.
Внеочередные осмотры направлены на выявление дефектов, вызываемых стихийными бедствиями. Не позднее чем через два дня после обильного снегопада или ливня, наводнения или бури осматривают.те конструкции и оборудование, которые потенциально могли потерять работоспособность или подвергнуться разрушению.
Система ремонтов упорядочена в Советском Союзе «Положением о проведении планово-предупредительных ремонтов жилых и общественных зданий», утвержденным Госстроем СССР. Система охватывает пла
новые ремонты профилактического характера, обследование и наладку, а также аварийные ремонты. Все ремонты разделены на текущие и капитальные.
Текущий ремонт неразрывно связан с повседневной эксплуатацией дома. Цель такого ремонта заключается в предупреждении преждевременного износа конструкций и инженерных систем. При текущем ремонте физическое состояние конструкций не изменяют, но их консервируют в проектном состоянии.
В основе текущего ремонта лежит систематическое обследование и регулировка частей зданий и оборудования, планируемое устранение возникающих в процессе эксплуатации мелких неисправностей, а также срочная ликвидация случайных отказов, вызвавших аварийные ситуации. Устранение мелких неисправностей, планируемое по времени и объему, называют планово-предупредительным текущим ремонтом, а выполнение непредвиденных работ — аварий ным (неплановым). Поэтому планово-предупредительные ремонты проводят регулярно с'интервалами, обусловленными указанным выше «Положением», а непредвиденные — при случайных отказах прибо
54
ров, нарушениях нормальной работы систем или отдельных конструкций.
Капитальный ремонт, как и текущий, носит планово-предупредительный характер, поскольку его целью является предупреждение неисправностей, поддержание здания в хорошем эксплуатационном состоянии, поэтому этот вид ремонта выполняют не только для восстановления физического износа элементов, частично или полностью утративших работоспособность. Заменяют и ненадежные элементы с большой вероятностью отказа.' Так, при капитальном ремонте кровлю могут ремонтировать не потому, что она пришла в негодность, а по причине ее ненадежности вследствие истечения межремонтного цикла.
Межремонтным циклом называют продолжительность эксплуатации элементов между капитальными ремонтами, а ремонт с восстановлением эксплуатационных свойств всех ненадежных элементов, продолжительность службы которых равна межремонтному циклу, именуют комплексным капитальным ремонтом.
При комплексном ремонте максимально устраняют не только физический, но и моральный износ второго рода. Для этого предусматривают
модернизацию — повышение степени благоустройства зданий путем улучшения планировки и замены инженерного оборудования на более совершенное. Здание модернизируют в целях улучшения социальных условий жизни трудящихся, создания оптимальной комфортности. Степень модернизации обосновывают и экономическими критериями.
Выборочным капитальным ремонтом называют восстановление отдельных элементов, потерявших работоспособность и нуждающихся в полной или частичной замене, хотя здание в целом находится в удовлетворительном состоянии. При четко организованной системе планово-предупредительных ремонтов вероятность таких отказов невелика, но они все же возможны.
Выборочный ремонт проводят и в ветхих домах, с износом 60% и более. Здесь заменяют отказавшие, ненадежные и аварийные элементы, поэтому ремонт - носит характер охранного, поддерживающего безопасность проживания жильцов до их отселения в новые квартиры.
В практике нет четкого деления между работами, проводимыми при текущем и капитальном ремонте. Принципиальное различие заключает
ся в цели, преследуемой при выполнении этих ремонтов. Цель текущего — наладка, предупреждение . преждевременного 1 износа, цель капитального — восстановление износа элементов и здания в целом.
Капитальный ремонт довольно часто сопровождают реконструкцией. Это переустройство здания с изменением его объема и внешнего вида за счет надстройки, встроек и пристроек.
Надстраивают обычно дома, имеющие прочные несущие конструкции. увеличивая полезную площадь без расширения площади застройки. Встройками или пристройками изменяют конфигурацию здания. Встройки практикуют, когда необходимо заполнить разрыв между двумя домами, объединить их в один объем. В пристройках обычно располагают помещения самостоятельного функционального назначения общественных здании. Например, к школе пристраивают спортивный зал или плавательный бассейн. К жилым домам иногда пристраивают дополнительные секции, реже — помещения социально-бытового обслуживания.
Капитальный ремонт, которому сопутствуют модернизация и реконструкция или одно из этих мероприятий, называют переустройством здания.
4.2. Обследование зданий и проектирование ремонтов
Проектирование текущих ремонтов заключается в оформлении рас-
55
цепочных описей работ. Их составляют на основании очередных осмотров технического состояния здания. При выявлении в процессе ремонта дополнительных работ опись корректируют.
Для капитального ремонта зданий разрабатывают проекты. Проектирование представляет собой поэтапный процесс. Первым этапом является проект реконструкции застройки квартала, микрорайона или жилого района, которым уста навливают место каждого здания в модернизируемой системе городской среды, определяют их дальнейшую судьбу: вид ремонта, реконструкции и даже снос.
Начальной стадией проектирования являются инженерные изыскания. Эти изыскания в жилищном хозяйстве называют обследованием. Различают общее и детальное обследование.
Общее обследование проводят в проектах реконструкции застройки с целью получения исчерпывающих сведений о каждом доме, входящем в эту застройку. Обследование ведут по схеме, показанной на рис. 4.2.
Обследование состоит нз поиска архивных материалов, натурных изысканий и камеральной обработки. Отправными документами являются: ситуационный план существующей застройки,
технические паспорта зданий с инвентаризационными поэтажными планами, исторические документы и чертежи зданий и планировки территории, а также генеральный план реконструкции города, где определена перспективная структура изучаемого района.
Во время обследования планы сверяют с ситуацией на местности, корректируя все несоответствия с натурой. При этом прибегают к визуальной и геодезической съемке. Ситуационные планы сверяют с генеральными, нанося красные линии проездов, в том числе проектируемых по генеральному плану города. На плане обозначают участки, резервируемые под сооружения общегородского назначения. Одновременно ранжируют застройку на жилую и общественную, уточняют наименования учреждений, составляя их перечень с указанием арендуемой площади и места расположения — занимают ли они дом целиком или только первые этажи. Результаты показывают на планах застройки (рис. 4.3, а).
В технических паспортах отражают состояние здания и все происшедшие в них изменения. При натурном обследовании уточняют такие данные паспортов, как
время постройки здания и его последнего капитального ремонта, этажность, объем, общую полезную и жилую площадь, количество квартир и комнат, площадь нежилых помещений, высоту здания, виды инженерного оборудования и восстановительную (балансовую) стоимость единицы площади. В дополнение к этому изучают поэтажные планы и фасады, получаемые в архивах. Физический и моральный износ рассчитывают по методике, изложенной в § 2.8. Полученные параметры фиксируют для наглядности на планах территории типа показанных на рис. 4.3, в, г.
Особую сложность представляет общее обследование застройки в исторических, так называемых защитных зонах города (охранной, заповедной и регулирования). Охранной зоной называют территории, примыкающие к архитектурно-историческим памятникам. Границами и конфигурацией зон задаются из условия обеспечения оптимального обозрения памятников, сохранения окружающего его городского ландшафта. Охранная зона — это территория, примыкающая к старинным центрам городов, где весь городской ландшафт включается в понятие архитектурного памятника или
56
Рнс. 4.3. Картограммы жилого фонда:
а — принадлежность домов; / — жилые здания райисполкома; 2 -то же. ведомственного фонда; 3 -учреждения ДЭЗ и райисполкома;
4 — то же. в первых этажах: 5 -здания, занятые ведомственными учреждениями; б — то же. D ннж-них этажах; 7 — здания, занятые учреждениями торгово • бытового обслуживания; 8 — то же. в нижних этажах; 9 — детские учреждения и школы; 10 — то же. в нижних этажах; б — архитектурно-историческая ценность зданий; / --памятники архитектуры; 2 — здания, предложенные под охрану как памятники архитектуры^культуры и истории; 3 — силуэт здания играет важную градостроительную роль; 4 — постановка здания
архитектурно - исторической среды.
Заповедные зоны, или заповедники. — это участки города, насыщенные памятниками архитектуры, и крупные архитектурно-исторические ансамбли. Зоны регулирования представляют собой территории, расположенные за пределами охранной зоны. Здесь стремятся сохранить старинную застройку окружения памятников, создать наиболее благоприятные условия обзора с разных направлений подхода к ним. Новое строительство разрешают с ограничением этажности и плотности застройки. При этом сохраняют исторически сложившуюся планировочную . структуру и характер городского ландшафта.
Поскольку на территории описываемых зон проводят рсстав-
имсет важное значение; 5 — здания. не представляющие ценности как элемент архитектурно-исторической среды; 6 — саран, склады, гаражи н другие производственные сооружения; в — физический износ зданий; / — от 0 до 30%; 2 — от 31 до 60%; 3 — от 61 до 80%; 4 — нет данных; г — моральный износ зданий; / — от 0 до 20%; 2 - от 21 до 40%; 3 — от 41 до 60%; 4 — арендуемые здании; д — ннсоляцнонный режим застройки; 1 — обеспечена нормативная продолжительность инсоляции помещений; 2 — нормативная продолжительность нс обеспечена; 3 — полугодичное затенение территории; 4 — то же, круглогодичное; е — шумовой режим застройки; I — зона дискомфорта в помещениях; 2 — то же. на территории; 3 — кривые равных уровней шума; 4 — экви
рацию или щадящую реконструкцию с максимальным сохранением старых построек, при обследовании очень важно выявить не только исторически ценные элементы городской среды, но и изучить развитие планировочной структуры территории. Эволюцию старинных зданий изучают по документам, сохранившимся в исторических архивах и музеях, по сведениям, приведенным в художественной. мемуарной и исторической литературе. Выясняют нс только время постройки и перестроек, но и уточняют фамилии архитектора, владельцев и даже арендаторов. В зданиях, подвергавшихся неоднократным переделкам, стараются восстановить первоначальный облик, определить насколько он искажен впоследствии н какие элементы ансамбля утрачены.
На основе получаемых данных застройку ранжируют на памятники архитектуры, культуры и истории, здания-элементы архитектурно-исторической среды, а также отделяют от этой застройки сооружения, карди-
валентный уровень шума ив улицах; ж. з — аэрация территории для теплого (яг) н холодного (з) периодов года; / — эоны со скоростями ветра ниже допустимых; 2 — то же, с комфортными скоростями; 3 — то же, со скоростями. близкими к допустимым; 4 — то же. с повышенными скоростями; и — предложения по реконструкцией ным мероприятиям; 1 — реставрация без перепланировки; 2 — реставрация с перепланировкой; 3 — планово-предупредительный ремонт; 4 — капитальный ремонт с частичной перепланировкой; 5 — то же, с надстройкой; 6 — капитальный ремонт с полной перепланировкой; 7 — то же. с надстройкой; 8 — передача в аренду; 9 — то же, под жилье; 10 — сносимые здания или нх части; 11 — новое строительство; 12 — сохраняемые учреждения
нальная реконструкция или даже снос которых не противоречит восприятию целостности ансамбля. Ранжируют н части здания, отмечая, сохранилась ли объемная композиция, представляет ли фасад ' художественную ценность, не утрачены ли элементы первоначальной архитектуры или ценные декоративные и композиционные детали. Архивные данные сверяют с натурой, фасады сопоставляют с чертежами, хранящимися в архивах. Данные этой части обследования фиксируют на планах типа, показанного на рис. 4.3, б, где дополнительно отмечают степень сохранности фасадов в первоначальном виде, их архитектурной ценности и утраченности декоративных и композиционных элементов. Для этого делают условные пометки
1 2 3 4 3 Ь 7 8 9 10 11
59
Рис. 4.3. Продолжение
/ 2 3 4»
WHOIS'S I _ .
60
Рис. 4.3. Продолжение
it-
fA
Рис. 4.3. Продолжение
1 2 3 4 J 6 7 8 9 10 // 12
на полосах вдоль фасадов .на планах зданий, которые условно не заполнены на схеме рис. 4.3, б.
Поэтажные планы проверяют, внося коррективы, отражающие планировку помещений на период обследования. Такое исследование помогает получить не только сведения об архитектуре здания, но и упрощает диагностику конструкций, так как расширяет знания об изменениях, внесенных во время перестроек.
Планировочную структуру территории исследуют, последовательно совмещая старинные планы с более поздними. Так изучают эволюцию уличной сети, устанавливают преемственность или, наоборот, последующие разрушения исторической планировочной структуры.
В натуре устанавливают функциональное зонирование района, территории, занимаемые детскими, административными и производственными учреждениями и группами жилых зданий, определяют площади зеленых насаждений и асфальтированных покрытий. Отдельно обследуют радиусы обслуживания и пешеходные пути, транспортное обеспечение населения и составляют схемы (рис. 4.4). Изучают сеть социального обслуживания района, рас
положение и вместимость магазинов и предприятий общественного питания, школ и детских садов-яслей, учреждений коммунально-бытового обслуживания и систему служб дирекции эксплуатации зданий. На основании такого обследования составляют схемы, показанные на рис. 4.5.
Второй этап общего обследования — камеральный. Именно на этом этапе рассчитывают показатели, характеризующие санитарно-гигие^ ническое состояние городской среды, устанавливают данные об инсо-ляционном, шумовом и аэрационном режимах застройки и отдельных 'зданий.
Условия инсоляции выявляют способами, описанными в специальной литературе. Данные. полученные в результате расчетов, наносят на опорный план территории в виде картограммы инсоляции. На рис. 4.3, д показан фрагмент такого плана. Условные обозначения в габаритах плана зданий характеризуют состояние солнечного облучения помещений существующей застройки. Картограммы инсоляции помогают решить следующие задачи. Во-первых, установить, какие здания и их части следует снести для обеспечения нормальной инсоляции. Во-вторых, определить здания, подлежащие переоборудованию в учреждения с кратковременным пребыванием людей. В-третьих, оптимально разместить на территории пло-* щадки, требующие повышенной инсоляции.
Шумовой режим застройки изучают, рассматривая два вида шумов: транспортный и производственный.
Источником транспортного
шума являются движущиеся транспортные средства — экипажи. Шум такого рода оценивают суммарным уровнем звука /.д. Величину этого показателя рассчитывают, применяя методику, изложенную в |11].
Производственные шумы вызваны работой машин и различного рода установок на предприятиях, расположенных вблизи застройки. Шумы этого рода обычно обследуют путем натурных замеров. Уровень звука замеряют непосредственно у отверстия, излучающего в атмосферу шум. В последующих расчетах эту величину принимают за исходную. Уровень звука в любой точке на прилегающей территории к в помещениях застройки рассчитывают по упомянутой выше методике. Поскольку спектр производственных звуков велик, замеры суммарного уровня звука /.* иногда не дают реальной физической характеристики звука. В этих случаях приходится, исследовать уровень звукового давления L в разных октавах: высоко-, средне- и низкочастотных.
Расчетные и фактические данные, полученные в результате общего исследования зашумленности застройки, фиксируют картами шумового режима. Их строят по аналогии с приведенной на рис. 4.3, - е. Для построения карт шумового режима иногда используют шумографы — номограммы, накладываемые на опорный план и позволяющие построить «изо-децибелы» — линии равного уровня звукового давления. Числовое значение изодецибел определяют как разность между суммарным уровнем звукового давления у источника шума и снижением при удалении от него или за экранами.
Аэрационный режим в застройке оценивают, используя данные о направлении и скорости ветров. Эти данные обобщают. строя розу ветров, на которой по векторам румбов откладывают повторяемость ветров в процентах.
63
Рис. 4.4. Схемы, составляемые в результате обследования территории:
а — схема функционального зонировании; / — участки, занимае
мые учреждениями-арендаторами; "2 — участки школ н детских учреждений; 3 — зеленые насажде мня; 4 - асфальтированные площади: б — схема пешеходной доступности; / — предприятия
социального обслуживания; 2 — детские учреждения и школы; 3 — пути движения пешеходов; 4 — остановки наземного пассажирского транспорта; 5 — то же. внеулнчного
64
Аэрационный режим в застройке исследуют натурным обследованием, аналитическими методами и испытанием моделей. .Метод обследования в натуре требует бол.
шнх затрат труда. Кроме того, в условиях старой городской застройки на эксперимент всегда влияют посторонние факторы, что мешает установить основные закономерности процесса.
Поэтому при общем обследовании натурные испытания обычно не проводят.
Аналитические методы используют. когда хотят получить приблизительные данные о дви-
65
Рис. 4.5, Схемы, иллюстрирующие систему социального обслуживания населения: а — схема размещения школ и детских учреждений; / -- школы, отдельно стоящие; 2 — то же. детские сады и ясли; 3 — встроенные детские сады и ясли; б — схема обслуживания предприятия
ми торговли и общественного питания; / — промтоварные магазины; 2 — то же. продуктовые; 3 — кафе и столовые (цифры на планах обозначают вместимость учреждений обслуживания); в — схема предприятий коммунальнобытового обслуживания н здраво охранения; 1 — аптеки; 2 — пунк
ты детского питания; 3 — поликлиники; 4 — приемные пункты прачечных н химчистки; >5 - -пошивочные и фотоателье; 6 — почта-телеграф, г ~~ схема служб ДЭЗ (дирекции эксплуатации зданий); / — конторы ДЭЗ: 2 — объединенные диспетчерские пункты; 3 — клубы ДЭЗ
женин воздуха на территории {11J'. Эти методы несовершенны, результаты расчетов страдают значительными погрешностями, поэтому для получения более точных данных прибегают к методу моделирования. Суть его заключается в том, что изготовляемые для этой цели макеты застройки продувают в аэродинамической трубе (физическое моделирование) или подвергают действию струи воды (моделирование аналогиями). Последний метод допустим, поскольку наблюдается аналогия между уравнениями движения невязкой несжимаемой жидкости в открытом канале и уравнениями плоского движения газа. На основании полученных данных строят картограммы аэрационного режима (рис. 4.3, ж, з). Они дополняют предыдущие планы.
На втором этапе проектирования реконструкции застройки решают, какие ремонтно-реконструктивные мероприятия являются оптимальными для каждого из зданий. Выбор решения основывают анализом данных, полученных в результате общего обследования.
Существует несколько методов анализа. Все они основаны на классификации зданий по группам, каждая из которых объединяет объекты, обладающие определенной комбинацией исходных свойств. При этом считают, что дома, причисленные к той или другой группе, могут быть подвергнуты строго регламентированным и экономически оправданным мероприятиям.
Как показала практика, единовременная
оценка всего многообразия комбинации факторов позволяет дать приближенное заключение, заставляет, например, назначить комплексный капитальный ремонт без учета вариантности сопутствующих мероприятий. Кроме того, выбор решения во многом зависит от интуиции проектировщика, что приводит к разночтению значимости параметров. В результате расхождение в окончательном решении о дальнейшей судьбе здания, принятом в разных вариантах проекта, достигает 40%.
Возможен другой подход к решению проблемы: поэтапная оценка каждого из факторов, характеризующих здание. Тогда поиск оптимального решения можно представить в виде логической схемы, показанной на рис. 4.6, где показатели ранжированы на 11 уровней. На каждом из них оценивают один фактор. Так, на первом выявляют архитектурноисторическую ценность. По этому признаку объекты распределяют на памятники архитектуры, здания-элементы архитектурно-исторической среды города и строения, не представляющие такой ценности. Это прерогатива государственных испекций по охране памятников, специалистов-искусствоведов и реставраторов. На
втором уровне дома распределяют по первоначальной функции, ради которой они построены, а на последующих рассматривают их градостроительные, технические и планировочные характеристики (табл. 4.1.).
Критическими значениями факторов, стоящим и на рубежах того или иного решения, задаются исходя из градостроительной концепции, принятой в конкретном городе, практики капитального ремонта н статистического анализа реальных проектов.
Например, значение Г, — минимальной этажности сохраняемых зданий в больших городах может составлять 3 этажа, а в малых— всего 1. Аналогично, решают вопрос о критической капитальности строений и приведенной их площади.
Известно, что-ветхие рядовые дома эксплуатировать как жилые нецелесообразно, поэтому критическое значение физического износа принимают Ж>60%, а промежуточные — на основе научного анализа практики эксплуатации жилищного фонда. Значения показателя И выбирают, анализируя проекты капитального ремонта здании соответствующей группы, сопоставляя нх с нормами проектирования.
Г радостронтельные показатели анализируют, вначале определяя отношение дома к красным линиям застройки. На уровне генерального плана реконструкции города, при пробивке магистралей и улиц, т. е. до начала разработки проекта реконструкции застройки меж-магнетральных территорий, решают вопросы передвижки илн сноса. Поэтому в схеме логического поиска эти вопросы сняты (см. уровень В). Решения о надстройке принимают после оценки второго уровня градостроительных требований
67
Рис. 4.6. Схема поэтапного поиска реконструктивных мероприятий при проектировании модернизации застройки:
1 — путь поиска: 2 - направление пути; 3 — промежуточное решение — слагаемое окончательного; 4 — окончательное решение
(Л) и обследования технического состояния конструкций, определения их несущей способности.
К числу ремонтно-реконструктивных мероприятий, проводимых на территории застройки, относят снос С, передачу дома в аренду различным учреждениям У. очередной планово-предупредительный ремонт Р|, выборочный капитальный ремонт охранного порядка Р2. обеспечивающий безопасность проживания до сноса
строения в перспективе н комплексный капитальный ремонт (без перепланировки Р3. с частичной Pt или полной перепланировкой) — кодирование проектных решений соответствует схеме на рис. 4.6. Основным мероприятием считают комплексный капитальный ремонт. направленный на сохранение жилищного фонда и при необходимости улучшение комфортных условий проживания.
Комплексные капитальные ремонты могут не сопровож
дать (00) нлн сопровождать сопутствующие мероприятия: снос части здания (01), передача в аренду учреждениям части дома — нижних этажей нлн одного из корпусов (02), комбинация решений 01 и 02, т. е. частичный снос и передача в аренду (03). Кроме того, возможна передвижка здании [ПД] и его реконструкции надстройкой, встройками и пристройками (НД). С учетом всех этих решений число возможных вариантов только комплексного
68 о.
капитального ремонта достигает 36. Одиако в рассматриваемой логической схеме поиска нх количество можно сократить, если считать, что выбор решений по реконструкции проблема градостроительного характера, но не технической эксплуатации. Тогда, применив принятый выше метод кодирования, систему возможных вариантов можно представить в виде:
Возможные вариан- Варианты ты.комплексного прочих
капитального решений ремонта
Р3 • 00 Р4 • 00 Ps • 00 С
Р3 • 01 Р4 - 01 Р3 • 01 У
Р3 • 02 Р4 • 02 Р5 • 02 /Л
Р3 • 03 Р4 • 03 Р3 • 03 Р,
Особо сложен выбор решения на защитных территориях города, где основным критерием является социально-экономическая эффективность реконструкции. поскольку сохранение зданий, представляющих архитектурно-историческую ценность, — непреложный социальный фактор, от которого отталкиваются, принимая решения об их дальнейшей судьбе.
Памятники архитектуры и исторически ценные здания включают в структуру современного города, наделяя их определенными функциями. Их подбирают, приспосабливая к сооружению. Памятники архитектуры целесообразно рестав
рировать, сохраняя как жилье или подбирая для размещения в них музеев, административно-хозяйственных организаций, структура которых наиболее полно отвечает объемно-планировочной композиции сооружения.
За сохраняемыми старинными фасадами дома-элемента архитектурно-исторической среды можно расположить современные квартиры или учреждения, отвечающие самым последним требованиям эксплуатации. Другое дело — решение вопроса об изменеинн внешнего облика здания: надстройке, пристройке или частичной разборке. Здесь нельзя обойтись без экспертизы искусствоведов
695*‘‘
Таблица 4.1. Критерии, характеризующие здание
Индекс уровня оценки Наименование критерия (фактора) Индекс критерия и его физический смысл
А Архитектурно-историческая ценность здания по экспертной оценке Госинспекции охраны памятников архитектуры н истории (ГИОПАиИ) А| — памятник архитектуры или здание, предложенное к охране как памятник; А3 — здание является элементом архитектурно-исторической среды города, имеет важное градостроительное значение; А3 — рядовое здание, не являющееся элементом архитектурно-исторической среды города
Б Группы домов по первоначальному назначению Ба...Бл — категории памятников архитектуры и истории; Б, — жилые дома, построенные в 1956—1980 гг.; Б3— то же, в 1935—1955 гг.; Б3 — то же, в 1920—1934 гг.; Б4 — доходные квартирные дома постройки конца XIX— начала XX в.; Б5 — то же, бывшие гостиницы и дома с меблированными комнатами; £»6 — бывшие особняки и одноквартирные дома
В Градостроительная характеристика: отношение здания к красным линиям застройки или месту посадки сооружений общегородского значения по проекту реконструкции города Взаимоотношение красных линий и жилого здания, представляющего архитектурно-историческую ценность, так же как многоэтажного, построенного после 1930 г., устанавливают на уровне генерального плана реконструкции города, т. е. вопрос о реконструктивных мероприятиях решают до разработки проекта реконструкции межмагистральной территории. Остальные здания оценивают, принимая: — здание, стоящее перед красной линией или на месте, выделенном для последующего размещения сооружения общегородского значения; В13 ~ здание на красной линии или за ней, но не на месте, выделенном для сооружения общегородского значения
Г Этажность здания Критические значения показателя Г принимают на основании градостроительной концепции генплана реконструкции города и оценки практики проектирования ремонтов Критические значения показателя Д принимают на основе анализа эффективности технической эксплуатации зданий Критические значения показателя Е принимают на основе анализа проектов реконструкции застройки, капитального ремонта зданий и эффективности их технической эксплуатации
Д Капитальность здания
Е Общая приведенная площадь здания
Ж Физический износ здания То же
3 Вид планировки квар!ир в здании 3) — регулярная, близкая к современной, отвечающей действующим требованиям комфорта; 32 — то же, но без некоторых элементов благоустройства, ее возможно приспособить к современным комфортным требованиям; З3 — планировка с многокомнатными квартирами, недостаточно регулярная или хаотичная, трудно приспосабливаемая к современным требованиям комфорта для жилища
И Конфигурация здания и ширина корпуса Критические значения показателя И задают, анализируя проекты капитального ремонта с перепланировкой, например принимают: — до 14 м, конфигурация здания несложная; И? — более 14 м, конфигурация сложная
К Инсоляционный режим помещений в здании Ki — благоприятный; К2 — наличие затеняющего объема в составе рассматриваемого здания, который следует снести; К3 — в нижних этажах здание затенено объемом, который нельзя снести; К4 — комбинация условий К3 и К3; «з—здание затенено по всей высоте объемом, который нельзя снести
Л Второй уровень градостроительной характеристики здания — соответствие этажности архитектурной композиции застройки Показатели Л — критерии возможности надстройки (НД) — определяют после экспертной оценки таких параметров градостроительной ситуации, как этажность прилегающей застройки, разрыв между строениями, архитектурной и физической ценности здания, а также исследования прочности его существующих конструкций
70
и специалистов-реставраторов.
Рядовые здания, имеющие износ, близкий к 60%, часто причисляют к условно опорному фонду и намечают к сносу в перспективе при условии проведения выборочного капитального ремонта, обеспечивающего безопасность жильцов. Реконструкция опорных зданий с трансформацией имеет несколько разновидностей. Жилые дома можно трансформировать в ведомственные или детские учреждения, гостиницы илн общежития, клубы и кинотеатры. Возможна реконструкция с приспособлением под квартиры жилищно-строительного кооператива. В некоторых случаях оправдывает себя преобразование здания под гараж-стоянку уборочной техники или индивидуальных машин. Однако решения о перспективном сносе илн передаче зданий учреждениям является вынужденной альтернативой основному виду мероприятий в старых домах ~~ комплексному капитальному ремонту.
Результаты проектного анализа отражают на планах в виде схемы, фрагмент которой показан на рис. 4.3, и.
Определение дальнейшей судьбы зданий, находящихся на рассматриваемой территории города, — задача главная, но не единственная. При разработке проекта реконструкции квартала, микрорайона или района изменяют схему зонирования территории и ее баланс, благоустраивают дворы, модернизируют систему социально-бытового обслуживания,
улучшают схему транспортного и пешеходного сообщения.
Функциональную струк
туру застройки реконструируют, ликвидируя вкрапления учреждений в жилую застройку, выделяя жилые группы, свободные от предприятий и административных организаций. Баланс изменяют в пользу зеленых насаждений, которых обычно не хватает на плотно застроенных территориях центров городов.
Детальное обследование является первым этапом проектирования капитальных ремонтов отдельных домов. Его проводят в опорных и условно опорных зданиях, отобранных для дальнейшего использования в результате разработки проекта реконструкции застройки. Различают два вида детального обследования: предварительное и техническое. При предварительном уточняют общие сведения, характеризующие сооружение. В результате конкретизируют первоначальное заключение о возможности предполагаемой реконструкции или ремонта и одновременно разрабатывают задание на техническое обследование.
Предварительное обследование — это анализ имеющейся документации и тщательный осмотр здания. Особое внимание уделяют таким характеристикам, как возраст дома, тип н техническое состояние несущих кон
струкции, конструктивная схема здания и проведенные за время эксплуатации перестройки. Анализируют также условия содержания элементов здания, фиксируя все отступления от правил эксплуатации. На основе этого выявляют 'причины появления дефектов. Исследуют тепловлажностный и аэрационный режим чердачного и подвального помещений, содержание фасадов и перекрытий. В результате предварительного обследования устанавливают места вскрытий конструкций для их освидетельствования.
В состав технического обследования входит подробное изучение архитектурно-планировочного и объемного решения здания, конструкций и инженерного оборудования. Целью этого вида обследования является разработка технического заключения о мероприятиях по дальнейшей безопасной эксплуатации зданий, виде ремонта и восстановления несущей способности поврежденных конструкций. При обследовании стремятся выявить фактическую схему работы несущих конструкций как элементов, входящих в единую систему.
В старом доме большинство конструкций работает не самостоятельно. а во взаимодействии с другими. За счет жест-
71
кости остова здания в целом н неравномерности его осадки, возникновения дополнительных опор в виде перегородок н дверных колод, появления омо-ноличиваюшихся со временем узлов происходит не только перераспределение нагрузок, но и изменение конструктивной схемы.
Количественная оценка этих факторов, не учтенных при проектировании и строительстве, но возникших в результате длительных процессов, является серьезной задачей, решение которой выходит за рамки нормативных и справочных документов. применяемых для расчета конструкций нового строительства. С другой стороны, использование резервов прочности. возникающих в период эксплуатации, является насущной задачей конструирования ремонтов. При детальном обследовании возникает необходимость в научном исследовании работы элементов.
Обследование архитектурно-планировочного и объемного решения преследует цель получения исчерпывающих данных о планировке, объеме и архитектуре фасадов здания. В процессе обследования составляют обмерные чертежи поэтажных планов, разрезов и фасадов. На планах указывают назначение и характер использования помещений, наносят размеры несущих элементов и санитарнотехнического оборудования. Детали, вызывающие большие дополнительные нагрузки на несущие конструкции, отмечают особо. Разрезы делают по наиболее характерным местам здания, в том числе по лестничным клеткам. 72
Фасады представляют в виде чертежей или фотографий. Фотографируют и прилегающие объекты. На фасадах старинных зданий обмеряют архитектурные детали, изучают архивные материалы с целью восстановления первоначального облика.
На генеральном плане прилегающего участка показывают всю застройку, зеленые насаждения и участки прилегающих улиц.
Конструкции обследуют для получения данных об их прочности и надежности. Тщательному обследованию подвергают основные несущие элементы: фундаменты, стены, столбы и колонны, перекрытия и крыши.
Техническое заключение составляют, отражая результаты детального обследования здания. Заключение состоит из четырех частей: архитектурной, конструктивной, экономической, выводов и предложений. Выводы содержат рекомендации о дальнейшей судьбе здания в целом и его отдельных элементов. Рекомендации являются отправной точкой проектирования капитального ремонта.
Проекты капитального ремонта жилых и общественных зданий разрабатывают в одну стадию при стоимости работ до 50 тыс. руб. При этом выпускают технорабочий
проект со сметой. В две стадии выполняют проекты при стоимости ремонта более 50 тыс. руб. На первой стадии разрабатывают проектное задание. После утверждения оно служит основанием для выполнения рабочего проекта со сметой.
Исходными материалами для проектирования служат нс только выводы общего обследования и заключение о техническом состоянии здания, выполненные на основе детального обследования, но и сведения о материально-технической базе ремонтно-строительных организаций, выполняющих реконструкцией-ные работы, номеклатуре основных строительных материалов и сборных деталей, применяемых в данном городе, и возможностях парка подъемнотранспортных механизмов.
Задачу и цель проектного поиска окончательно формулируют в результате анализа, основанного на сопоставлении технического состояния конструкции. возможностей примыкающей к зданию площадки и материально-технического снабжения, а также характера внутренней планировки. Здесь разрабатывают окончательное задание на проектирование капитального ремонта здания.
На второй ступени про^ктн-. ровання выполняют оптимизационный поиск архнтекту011д-планировочного решения, анализируют геометрические параметры плана здания в пределах его стенового остова. На основе такого обследования выполняют эскизы прнн-
пнлпальпых планнропочных ?хсм. Ими определяют размеры секций к длину прилегающих 1неквартирных коммуникаций. В результате устанавливают.' какие планировочные схемы можно применить и как разместить квартиры, чтобы добиться решений по параметрам, нс выходящим за пределы ограничений СНиП.
Решают также вопрос о допустимости сохранения или необходимости изменения конструктивной схемы здания, обосновывают возможность надстройки. Конкретное решение о количестве надстраиваемых этажей принимают путем последовательного поиска, основанного на сравнении вариантов.
Третий цикл поиска заключается в детализации архитектурных к конструктивных решений. Архитектур но-пл а н и ровоч -ные схемы совмещают с конструктивными решениями. Такая конкретизация схемы необходима для выяснения, как композиционно можно решить конструктивно-планировочную схему, где пройдут вертикальные опоры н прогоны, выступающие из плоскости потолка, расположатся санитарные узлы н подводка к ним. Определяют. какой конструктивной схеме следует отдать предпочтение с точки зрения соответствия архитектурно-планировочному замыслу. В результате этих операций получают принципиальные схемы модернизации. Ими определяют реконст-рукннонные возможности здания.
Анализ принципиальных архитектурно-конструктивных решений сводится к определению экономической эффективности. Расчет ведут, сопоставляя индексы реконструкции Эр<.и и применяя методику, изложенную в § 4.3. В результате расчетов проектные предложения располагают в ди
намичном ряду,построенном по убыванию индекса реконструкции Эрсм.
Далее выбирают базисные варианты. Для отбора используют наиболее эффективные в динамичном ряду принципиальные схемы. Базисные варианты разрабатывают в виде эскизов планировки секций и планов раскладки деталей перекрытий. На этой стадии проектирования решают вопросы инженерного оборудования и обеспечения квартир. По базисным вариантам рассчитывают общую и полезную площадь, а также описанные в § 4.3 натуральные показатели.
Варианты оценивают по этим показателям и индексу реконструкции Эрск. В результате расчетов вторично строят динамичный ряд. При проектировании модернизации зданий, в которых поиск решений относительно прост, варианты можно разработать, не прибегая к анализу принципиальных схем. При этом варьируют и анализируют только эскизы планировочных и конструктивных решений.
За основу проекта капитального ремонта с модернизацией принимают варианты, имеющие лучший показатель <Эрги. При этом возможно использование отдельных узлов из последующих вариантов. Окончательный технико-экономический ана
лиз основывают на сметной документации и сопоставлении с аналоговыми проектами капитального ремонта и нового строительства.
Проектно-сметную документацию согласовывают с организацией, эксплуатирующей здание, заказчиком, т. е. органом, финансирующим ремонтные работы, и подрядчиком — строительным подразделением, которое будет ремонтировать дом. Завершенные проекты рассматривают в архитектурно-планировочном управлении города.
4.3. Технико-экономические сведения
Цель технической эксплуатации заключается не только в обеспечении постоянной работоспособности сооружения и его элементов, но и в удовлетворении растущих запросов населения. С этих позиций эффективность функционирования всего комплекса эксплуатации перерастает в социальный заказ и здесь не последнее место занимает периодическая модернизация, как средство приведения устаревшей структуры сооружения в соответствие с растущими требованиями населения. Капитальный ремонт поэтому всегда необходимо совмещать с модернизацией.
Технико-экономическая оценка проектов ка-
73
Рис. 4.7 Зависимость натуральных* и стоимостных технико-экономических показателей проектных решений
пнтального ремонта основана на анализе системы показателей, применяемых для нового строительства и в какой-то мере отражающих социальные потребности общества. Однако смысл некоторых из них, например функциональных показателей, несколько видоизменяют. Так, в формулах, приведенных в $ 3.4, подразумевают значение жилой и обшей площади, количество рабочих, учебных, торговых и зрительных мест в сооружении после реконст-’ рукции:
k2 = V^/A ж.рск> k2 — И рек/ N рею
k । = А ж.рек/ А о.рек, k\ = А о.рек/ ^рск =
.= Аа.рек/ № рею
где индексы УрСк;
А ж.рек И До.рек ОТраЖЭ-ют соотвественно объем, количество мест, жилую и общую полезную площадь здания после модернизации.
В дополнение к этим натуральным показате
лям вводят новые £рГк И Лгав.- Первый является плоскостным планировочным коэффициентом, характеризующим потерю жилой площади в результате модернизации Лрек = Дж.рск/Дж, Где Дж и Дж.рек—соответственно жилая площадь до и после модернизации.
Другим планировочным показателем, который может быть применен для оценки решений модернизации, является габаритный коэффициент Лгав.. Он характеризует степень использования площади жилого здания в пределах стенового остова и выражается зависимостью Лгав ~~ До рек/Дгаб' где Afae — площадь в габаритах здания за вычетом площади горизонтальной проекции стен и других несущих конструкций.
Введение показателя Лгав в аппарат техникоэкономической оценки проектных решений продиктован тем обстоятельством, что затраты на модернизацию не нахо
дятся в корреляционной зависимости от коэффициента Ли обычно отражающего фактор удельной стоимости жилой площади в зданиях нового строительства. Этот вывод подтверждает зависимость, показанная на рис. 4.7, а.
Коэффициент Лгаб является стабилизатором кривой зависимости удельных затрат на модернизацию от планировочного решения, характеризуемого коэффициентом Л| (рис. 4.7, б).
Удельные затраты на модернизацию дома определяют на основе сметной стоимости работ. Эти затраты обычно приводят к единице объема здания, его жилой или полезной площади, рабочему или зрительному месту в общественных зданиях. Затраты на модернизацию характеризуют не стоимость объекта после завершения ремонтных ра-> бот, как это имеет место со сметной стоимостью строительства при возведении нового здания. В ап
74
парате анализа проектов модернизации используют именно показатели затрат на ремонт, оставляя «за скобками» восстановительную стоимость ремонтируемого дома С8ст. которая постоянна и зависит от физического и морального износа здания на данный период времени: Свст=С|— (Сф4-+ СМ), где С, — первоначальная стоимость здания; Сф и См — соответственно стоимость физического и морального износа (см. § 2.8).
Показатель удельных затрат на единицу объема Сирт определяют путем деления сметной стоимости модернизации (затрат на модернизацию) объекта Срек на его расчетный объем V. Этот показатель при реконструкции не имеет того значения, как в новом строительстве, поскольку в старых зданиях наблюдается большая разница высот этажей. Следовательно, при сравнении решений модернизации в разных домах показатель Со .рек не будет сопоставимой величиной.
Удельные затраты на единицу жилой площади в модернизированном доме определяют как частное от деления Сметной стоимости модернизации на общую жилую площадь дома после проведения работ (руб/м2): Сж.рск = Срек/ А ж. рек-
Аналогично определяют удельные затраты на
модернизацию единицы общей площади (руб/м2): Со.реи= Срск/Ао.реи ИЛИ ОДНОГО рабочего и посадочного места (руб/место): Си. рем = С рем/ N.
В этих формулах Срек можно трактовать не только как сметные, но и фактические затраты с учетом стоимости возврата материалов, полученных от разработки старых конструкций. При сравнении решений на стадии проектирования применяют сметную стоимость, а при оценке выполненного в натуре ремонта — фактические затраты.
Реконструкция здания предполагает возможность не только модернизации дома в пределах его габарита, но и изменение объема путем надстроек и пристроек. Тогда удельные затраты на реконструкцию единицы площади в здании (руб/м2)
Сж.реи= ( Срск^с+Снс "1" + сПС)/(А рек-!- А нс +АПС),
где Срек —* затраты на капитальный ремонт с модернизацией в пределах габарита здания; Сне — затраты на надстройку; Спс — то же, на пристройки; А рем—площадь в габаритах старых стен; Ане—то же, в надстройке; Апс — то же, в пристройках; kc — коэффициент удорожания ре-конструкционных работ в пределах габарита старо
го здания в связи с надстройкой.
Затраты на капитальный ремонт и так называемое новое строительство (надстройку и пристройку) определяют по различным сметам. Две сметы составляют, поскольку ремонт и строительство оплачивают из разных источников* финансирования.
При сравнении решений проекта реконструкции здания применяют показатель приведенных затрат, в которых учитывают не только стоимость реконструкции, но и эксплуатационные расходы. Эти затраты на реконструкцию единицы площади в здании (руб/м2)
Дрек — СрекСрек"’" Сэм.
где £ргк — нормативный коэффициент эффективности, для реконструкции принимаемый 0,1; —
удельные затраты на реконструкцию единицы площади в здании; С,« — удельные ежегодные эксплуатационные затраты на единицу плойхади в реконструированном доме.
Простое сравнение по приведенным затратам Дрек правомерно, если в вариантах модернизации предусмотрен одинаковый - уровень комфорта. В противном случае попытка сравнения недопустима, поскольку анализу подвергают несопоставимые с точки зрения
75
Рис. 4.8. Сравнение вариантов по комплексным показателям: приведенным затратам, коэф-
фициенту модернизации н индексу реконструкции
комфортности величины. Графическая интерпретация этого положения приведена на рис. 4.8. Здесь видно, что в наиболее эффективном по приведенным затратам варианте 4 обеспечен уровень комфортности, чуть превышающий 90% аналогичного критерия в эталоне*. В равнозначных по приведенным затратам вариантах, отмеченных индексами и 3 достигнут различный уровень комфортности, и с точки зрения эксплуатация 3-й вариант несколько выше 1-го. Таким образом комфортная
* При решении вопроса об экономической эффективности ремонта дома, не являющегося архитектурным или историческим памятником, под эталоном подразумевают новое здание аналогичного класса, в котором отражены все современные требования к комфортности жилья.
оптимальность одного из вариантов не может быть выявлена сравнением приведенных затрат. Более того, методика такого сравнения способна привести к абсурдным результатам: эффективным может оказаться вариант, в котором объемы работ и, следовательно, затраты сведены до минимума, но за счет качества жилья, уменьшения уровня его комфортности.
Уровень комфортности модернизируемого дома выражают коэффициентом модернизации kv, который является комфортной характеристикой намеченных проектом мероприятий. Такой коэффициент отражает остаточный моральный износ помещений и инженерного оборудования. Учитывая изложенное смысловое значение, коэффициент можно представить
в виде Лм = (100—Л4)/100, где М— величина (%) остаточного морального износа здания; для нового дома, в котором отражены все современные требования к комфортности (эталона), М=0 н, следовательно, Лм=1.
С введением в аппарат анализа коэффициента модернизации величины становятся сопоставимыми и их можно сравнивать между собой (при условии учета фактора времени). Такая сравнимая величина названа индексом реконструкции: «^рск = (^7нов/Гное П рек/ / Тм) 1100, где П Н(1В — приведенные затраты на новое строительство здания-эталона; Тиов и Гргк — продолжительность службы нового здания (эталона) и дома после реконструкции; kv — коэффициент модернизации.
В этой формуле индекс реконструкции ннтерпре-
76
тирован как разность между приведенными затратами на новое строительство и модернизацию. Сроки службы зданий введены в формулу, поскольку продолжительность полного износа нового и модернизированного дома не тождественны. Следовательно, значение Эрек может полностью отразить существо явления только после отнесения приведенных затрат к соответствующему времени службы сравниваемых вариантов.
Систему, состоящую из i вариантов проектных решений, рассматривают как динамичный ряд, построенный по признаку убывания значения
Эрек,-
Лучшим признают вариант с большим значением Эрск-
ВОПРОСЫ
ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Конструктивные элементы и схемы зданий. Ограждающие и несущие конструкции. Здания с полным и неполным каркасом.
2. Требования к качеству гражданских зданий, иерархическая структура качества.
3. Критерии комфортности зданий: показатели микроклимата, звукового и зрительного комфорта. функциональной комфортности и безопасности.
4. Классификация зданий по капитальности, критерии капитальности.
5. Критерии оценки эксплуатационных свойств, долговечность. надежность, работоспособность и др.
6. Физический и моральный износ, методы нх определения.
7. Приведенные затраты в методы их расчета.
8. ЕМС в строительстве, модуль. номинал и допуски.
9. Стандарэизация и средства памдартизацнн.
10. Архитектурная композиция. методы построения планов и фасадов.
11. Показатели оценки проектов жилых и общественных зданий, методы нх расчета.
12. Функциональная и техническая эксплуатация зданий, нх содержание и задачи.
13. Планово-предупредительные и капитальные ремонты, их цели и различие, межремонтные циклы. Назначение зданий на ремонт.
14. Виды обследований, различие общего и детального обследования, методы выбора ремонтно-реконструктивных мероприятий.
15. Показатели оценки проектов капитального ремонта н реконструкции зданий. Отличие от аналогичных показателей для нового строительства.
РАЗДЕЛ II ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ
ГЛАВА 5. АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ВИДЫ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ
Жилые здания (квартирные дом'а и общежития) подразделяют на малоэтажные и многоэтажные. Первые применяют в малых городах, поселках и сельской местности, вторые являются наиболее распространенными в застройке крупных городов. Основными функциональными элементами современного квартирного дома являются квартиры, иногда называемые жилыми ячейками.
5.1. Квартира и ее элементы
Квартиры, как правило, предназначают для заселения одной семьей. Такую квартиру планн-ровочно решают, рассматривая как единое целое, но в общей площади выделяют жилую и подсобную. Жилая площадь состоит из комнат, в число подсобных помещений входят кухня 11 санитарные узлы, встроенные шкафы, передняя н коридоры, балконы и лоджии.
Общая комната, как правило, является композиционным ядром квартиры и ее наделяют наибольшей площадью. Эта комната предназначена для общих занятий и отдыха членов семьи, приема гостей и . может быть использована как столовая. При необходимости в общей комнате устанавливают спальное место. Его стараются отделить от основного объема, предусматривая ниши ц альковы. В двухкомнатной квартире общую комнату делают изолированной, а в больших она может быть проходной. Исходя нз удобства расстановки мебели, ее площадь в малокомнатных квартирах назначают а, > 15 м2, а ширину б|>3 м. В многокомнатных эти величины принимают равными > 18 м2, в|>3,5- м (рис. 5.1,а).
Спальни или индивидуальные комнаты предназначают для личного отдыха или работы отдельных членов семьи. Эти комнаты рассчиты
вают на одного или двух человек. Первую спальную ' для двух человек делают с а2> 12 м?, вторую — а2 > 10 м2, а ддя одного человека площадь может быть уменьшена до а2>8 м2. Ширину спален принимают в пределах 2,2<в<3 м (рис. 5.1,6).
Кухни являются местом, где домашняя хозяйка проводит значительную часть времени, отведенного для домашнего хозяйства. Это помещение рассматривают как производственное, подчиняя технологии обработки посуды, приготовления и приема пищи. Особое внимание уделяют расстановке кухонного оборудования, состоящего из очага, мойки, рабочих столов-шкафов и навесных полок. Рабочий фронт кухни включает и холодильник. Минимальная длина этого фронта задана нормами и равна 2,7...3 м (рис. 5.2).
По планировочному решению различают три вида кухонь: кухни-сто-
78
Рис. 5.1. Варианты компоновки жилых комнат
Рис. 5.2. Типы кухонь
ловые, рабочие кухни и кухни-ниши. Кухня-столовая удобна в небольших квартирах, где она превращается в дополнительную комнату. Рабочая кухня представляет собой изолированный объем, предназначенный только для приготовления пищи. Ее располагают рядом со столовой или общей комнатой. В разделяющей эти по
мещения перегородке часто пробивают проем для подачи пищи, что экономит время на переходы от плиты к обеденному столу. Кухни-ниши размещают в жилой комнате или передней. Глубину ниши принимают не менее 0,7 м, а длину — по фронту оборудования.
Описание приемов размещения оборудования в кухнях см. гл. 19.
Санитарный узел объединяет помещения, в которых устанавливают унитаз, умывальник, биде, ванную или душевой поддон. Размеры этих узлов выдерживают в соответствии с рнс. 5.3. В квартирах для семей в 3 н более человек делают раздельный санитарный узел, отделяя уборную от ванной (рис. 5.3, а). Если же преду-
79
Рис. 5.3. Санитарные узлы квартир:
а—в — модификации раздельного санузла: г—е — то же. совмещенного: ж — уборная с душевым поддоном; з -- то же. с умывальником (а. г — блоки с минимальным оборудованием: б, в. д. е — блоки перспективных квартир)
сматривают квартиры повышенного типа, то площадь ванной увеличивают, выделяя место для биде (рис. 5.3, б, в). Иногда такие квартиры оборудуют двумя санузлами. В парадной части устраивают уборную с умывальником, показанную на рис. 5.3, з, а в остальной — один из типов совмещенного санитарного узла.
В однокомнатных квартирах, как правило, применяют совмещенный санузел, объединяя ванную с уборной, как изображено на рис. 5.3, г—е. В квартирах гостиничного типа используют и санитарные узлы минимальных размеров, в которых ванную заменяют душевым поддоном (рис. 5.3, ж). Особенности расстановки оборудования и устройства санитарно
технических кабин рассмотрены в гл. 19.
Коридоры и передняя являются звеньями, связывающими отдельные части квартиры. Коридоры и шлюзы как внутренние переходы необходимы не только для связи, но и разобщения отдельных объемов. Например: шлюзом отделяют спальные комнаты от помещений коллективной деятельности семьи. При этом соблюдают нормативную ширину проходов: в комнаты не менее 1,1 м, в кухни — 0,85 м. Ширина коридоров, ведущих в спальные комнаты, может быть сокращена до 0.85 м, если имеется второй вход из общей комнаты.
Передняя является помещением, откуда начинаются квартиры. Ее ширину принимают равной
не менее 1,4 м, а площадь — 4 м2. В передней предусматривают места для. вешалки, зеркала и обувных шкафчиков. Длину фронта этого оборудования в однодвухкомнатных квартирах принимают не менее 0,8 м, а в больших — 1,2...1.6 м.
В коридорах и передних размещают встроенные шкафы и кладовые комнаты. Их площадь в малокомнатной квартире находится в пределах 3...3.5 м2, а в многокомнатной — 4.6—6 м2.
В архитектурно-планировочной структуре квартир отражены социальные условия общества, потребности проживающих в них жителей. Так. квартиры в домах застройки начала века имели много комнат, некоторые— 12. В структу-
80
Рис. 5.4. Квартиры в доходных домах дореволюционной постройки
Щ
ре наблюдается четко выраженное членение плана на парадную часть, примыкающую к главной лестнице, и «будничную», тяготеющую ко второй, черной лестнице- В этой части квартиры располагали спальни, детские, санитарные узлы и кухни (рис. 5.4. а). Смежно с ней выделяли помещения для прислуги, иногда в виде коморки без дневного света и площадью нс более 3 м2. «Средние» квартиры старых доходных домов от-’ личались от описываемых меньшим количест
вом комнат (рис. 5.4, б. я), а зачастую и отсутствием ванных. Иногда не делали комнат для прислуги.
Квартиры в домах первых пятилеток показаны на рис. 5.5. Их формировали. когда стерлись грани между барской и рабочей квартирой, а в результате жилищного передела трудящиеся рабочих окраин заселили дома в центре города.
Новое жилищное стро-ител ьст в о осу тест вл ял и под знаком движения к новому социальному строю, перехода на новые ин
дустриальные методы строительства. На первое место были выдвинуты задачи строительства экономичных жилищ для рабочих. Исходя из этого в квартире упразднили комнату для прислуги. Предполагая широкое обобществление домашнего хозяйства с развитием централизованных учреждений обслуживания, уменьшили состав н площадь вспомогательных помещений. В этот период последовательно сокращали площадь кухни, уборной, ванной. Часть из этих помеше-
%4—205
81
Рис. 5.5. Квартиры И домах первых пятилеток
ннй, например ванные, исключали из состава квартир.
Сами квартиры рассчитывали преимущественно на коммунальное заселение. Поэтому комнаты не дифференциро-вали на спальные и общие, их площадь почти всегда выдерживали в пределах 15...20 .м2.
В планировке старались исключить проходные комнаты и обеспечивали высокое соотношение жилой и полезной площади (0.65< Aii <0,75). Средняя площадь квартир была выше рекомендуемой современными нормативами на 8... 15%.
Последующий период жилищного строительства был характерен поисками лучших форм социалистического жилища. Начиная с 1935 г. наблюдается тенденция возврата в квартиру ранее исключаемых подсобных помещений. Этим достигали повышения бытовой ценности жилища. Одна
ко основной ячейкой являлись квартиры с равнозначными комнатами, приспособленные для покомнатного заселения (рис. 5.6). Площадь в них увеличена против современных нормативов. При действующей норме жилой обеспеченности размещение в этих квартирах одной семьи представляет определенные трудности.
В этот период в квартирах получила широкое распространение типизация проектных решений. Развитию типизации в проектировании сопутствовала индустриализация. Эти два фактора явились решающими в деле осуществления программы обеспечения населения благоустроенным жильем. Получила развитие модульная система, появились однотипные решения, в которых нашли отражение требования стандартизации планировочных элементов. Это позволило рас
ширить унификацию конструктивных деталей. Были разработаны ГОСТы на окна и двери, балки перекрытий, щиты наката и перегородок, сборные перемычки и ступени. Все это повысило техническую культуру проектирования, способствовало повышению эффективности гражданского строительства.
В 1945—1957 гг. было расширено производство унифицированных деталей. Например, налажен выпуск ребристых плит перекрытий. Одновременно проводили эксперименты с применением плит-настилов, сборных колонн и деталей фундаментов. Были созданы предпосылки.широкой индустриализации, перехода к массовому монтажу полносборных зданий. Коренной перелом в эту сторону наметился после решений партии и правительства о развитии производства сборных железобетонных кон-
82
Рис. 5.6. Секции в домах конца 30-х годов
струкцнй и деталей для строительства. В последующие годы приобрело небывалый размах массовое возведение зданий из сборных деталей.
Постановление ПК КПСС и Совета Министров СССР от 31 июля 1957 г. «О развитии жилищного строительства в СССР» ознаменовало новый этап типизации, качественное изменение жилищного строительства в сторону перехода к массовому возведению квартир для заселения одной семьей. На первом этапе эти экономичные квартиры строили, применяя планировочные решения, отличительной чертой которых являлась дифференциация комнат, обеспечение всеми необходимыми элементами
инженерного благоустройства. Такую квартиру рассматривали, как единый функциональный объем, отданный в пользование одной семье. Поскольку квартиры предназначали нс для коммунального пользования, в их планировке применены проходные комнаты, совмещенный санитарный узел, уменьшены размеры таких подсобных помещений, как прихожие и кухни, в некоторых решениях упразднены коридоры (рис. 5.7). Основное пространство было отдано жилым помещениям. Это позволило дать семье отдельную квартиру, но не на много увеличить количество общей площади, приходящейся на одного жителя и тем самым добиться большего соци
ально-экономического эф фекта при минимуме затрат.
В этот период эффективность проектного решения оценивали только по стоимости жилой площади, а не обшей (полезной) квартиры. Такая традиционная форма анализа в экономике жилищного строительства привела к применению описываемых планировок с высоким коэффициентом и уменьшенной до минимума вспомогательной площадью квартир. Кроме того, в практике жилищного строительства не было накоплено достаточно опыта эксплуатации квартир, заселенных одной семьей. В результате уровень их комфортности оказался довольно низким и уже в 60-х годах начали по-
83
Рис. 5.7. Секции в ломах 50-х годов
всеместно проводить изыскания по совершенствованию планировочной структуры жилой ячейки.
В истоках этих' изысканий лежало обобщение положительных факторов, достигнутых в результате унификации конструктивных и планировочных элементов зданий. Были установлены предпочтительные параметры секций, разработан единый модуль, нормали планировочных элементов квартир применительно к типам и габаритам ^мебели. Унификация норм площади была увязана с антропометрическими характеристиками человека, функциональными и санитарно-гигиеническими условиями организации быта семьи. Планировку квартиры стали увязывать с удобством для каждого участвовать в коллективной деятельности своей семьи или уединяться для индивидуальных занятий и отдыха.
Выделение н квартире «тихих* зоц представляет определенную трудность, особенно
в .малокомнатной. Поэтому одно- и двух-, реже трехкомнат-ные квартиры обычно не членят на функциональные зоны. Входы в комнаты осуществляют из обшей прихожей, как показано на схеме рис. 2.10. л. Однако н здесь стремятся столовую или общую комнату с обеденным столом расположить смежно с кухней.
В квартирах на три и более комнат применяют функциональное зонирование. Существует три вида такого зонирования: двух-, трех- и четырехчастное.
По двухчастной, самой простой схеме зону коллективной деятельности отделяют от зоны отдыха и самостоятельных занятий. В коллективную зону включают общую комнату, переднюю и в больших квартирах уборную с умывальником, а в зону отдыха спальные комнаты н санитарный узел с ванной (рис. 2.10,6). По трехчастной схеме коллективную зону разбивают на две, отделяя кухню и столовую (рве. 2.10. о). В чстырехчастной схеме предусмотрена еще большая дифференциация помещений. Здесь членят на две не только зону коллективной деятельности, но и зону отдыха В последней выделяют зону для пожилых членов семьи (рис. 2.10, е).
Приспосабливая квартиру к процессам жизнедеятельности семьи, теперь стали учитывать фактор времени, представляя эту семью не статичным, а развивающимся организмом, периодически изменяющим свой демографический состав. Вопрос приспособления жилища
к демографической динамике семьи пристально изучают, поскольку его решение может оказать решающее влияние на увеличение сроков морального износа зданий.
В результате исследований предлагают применять специальные смежно-изолированные, квартиры, рассматриваемые как место пребывания одной сложной семьи. Здесь принцип функционального зонирования доведен до предела, когда одну нз зон выделяют в отдельную квартиру, соединенную с основной общим входом (рис. 5.8. а). По мерс развития семьи эту квартиру заселяют сначала членами старшего поколения, потом молодой семьей, образовавшейся когда дети вырастают. а престарелые требуют постоянного ухода. Схема поэтапной миграции членов семьи пояснена на рис. 5.8. б—д.
Архитектурно-планировочные решения квартир различают по следующим признакам: функциональному, типу блокировки, количеству комнат. размеру площади и ориентации.
По функциональному признаку жилые ячейки делят на квартиры с полным составом подсобных помещений и гостиничного типа. В квартирах первого типа подсобные помещения приспосабливают к ведению домашнего хозяйства. Квартиры
84
Рнс. 5.8. Смежно-изолированные квартиры для сложных семей
Рнс. 5.9. Квартиры в современных коридорно-галерейных домах
гостиничного типа пред назначают для одиночек и небольших семей, не ведущих сложного домашнего' хозяйства. Приспосабливая планировку к такому бытовому укладу, в квартирах сокращают подсобную площадь. Кухни располагают в нише прихожей или обшей комнаты. Уменьшают размеры санитарных узлов (рис. 5.9). Для компенсации исключенных из индивидуальной жилой ячейки удобств в домах гостиничного типа преду
сматривают общие помещения бытового обслуживания, рассчитанные на группу квартир и вынесенные за их пределы.
По второму признаку квартиры делят на одноэтажные и многоэтажные. Последние отличаются расположением комнат в двух и даже трех уровнях. В многоэтажной и особенно малоэтажной застройке наибольшее распространение получили двухэтажные квартиры, поскольку такое объемное решение полно отвечает принципу
функционального зонирования. В первом этаже, называемом иногда ярусом, располагают помещения коллективного пользования, а во втором — остальную часть квартиры (рнс. 5.10).
В зависимости от количества комнат квартиры объединяют в два вида: малокомнатные
(одно- и двухкомнатные) и многокомнатные (трехкомнатные и более). При четкой дифференциации комнат на общие и индивидуальные малокомнатные квартиры назы-
85
1-й ярус 2-й ярус
Рис. 5.10. Квартиры в двух уровнях
1-й ярус
вают квартирами с одной спальней, а много-комнатные — с двумя, тремя и более спальнями.
Количество комнат в квартире устанавливают по норме жилой площади на человека, численному и качественному составу семьи. Норму и количество уленов семьи увязывают формулой заселения: Нк = Ч + kt где Н*— количество комнат в квартире; Ч — количество членов семьи; k — коэффициент, зависящий от нормы площади и состава семьи.
Значение k выражают в полых числах (от —1 до +2). Минимальной норме соответствует значение k = — 1. С ростом нормы жилищной обеспеченности удовлетворяется по-
2-й ярус
требность каждого члена семьи в отдельной комнате, что отвечает условию k ~ + I. Если это условие выдержано, то в обшей комнате отсутствует спальное место. В особых случаях, когда проектируют квартиры для людей, занимающихся творческим трудом в домашних условиях, принимают k = + 2.
На одинаковой площади можно разместить различное количество комнат, что очень важно при заселении квартир семьями разного качественного состава. Установлено. что многим семьям удобнее жить в квартирах с большим количеством комнат, хотя и меньшей площади каждая. В таких семьях предпочитают, например, выделить разнополым детям отдельные комнаты.
Жилой фонд строят надолго и не могут модернизировать часто. Поэтому квартиры проектируют с учетом возможного разуплотнения жильцов без работ, связанных с перепланировкой. Такое положение заложено в рекомендациях, отраженных таблицей на рис. 5.11, а.
Если семья имеет отдельную квартиру, особое значение приобретает ее общий размер. Эту величину характеризуют общей полезной площадью /4,н Нормами проектирования жилых зданий установлена зависимость между А„ и количеством комнат квартиры. На графике рис. 5.11,6 приведена эта за-
86
’ис. 5.11. Нормативные пло-
щади квартир:
। --- площадь квартир и их эле->ентов: б — зависимость верх-их пределов нормативной общей
плошадк Ло квартир от колнчс ства комнат Нк по нормам разных лет: / - СНиП П-Л.1—62: 2 -СНиП П-Л.1-71; 3 — по проекту перспективного СНиПа: 4 — по
«Временным нормам проектирования капитального ремонта жилых домов с перепланировкой в Москве» (1978 г.)
I Состав семей пои новые жилой площади Площадь квартиры, Мг Площадь помещений квартиры, MZ
.л на человека , м* г/чел В одном уровне в двух уровнях * V ХОЗ. ШКирЫ Tt
г 9 12 15 it ь 1 ; полезная § 1 полезная < § < § t % ч ' уворна я It b i J 4» b
1 А 18 36 — — 18 *8 1.8 2.2...3
2 31 55 — — 17 14 ^8 1.8 9
3 42 68 45 71 19 10...14 *8 2,5 ем <xT 4
❖ Уд® Мл 34 81 57 84 20 10J4 >^8 2.5 4
5 йяАА© 66 96 70 100 20 10..14 Z10 3.2 4
5)
87
висимость по СНиПу различных лет. Здесь видна четко выраженная тенденция к росту площади квартир.
Ориентация является настолько важным фактором с точки зрения планировки квартиры и ее комфортности. что многие авторы [8] ставят его во главу классификации. По этому признаку квартиры делят на два вида: односторонней и двусторонней ориентации. В квартирах первого вида все окна располагают по одному из фасадов здания, нн-солируемому не менее двух часов в день (см. § 2.2). Этой продолжительности инсоляции соответствуют фасады, ориентированные в пределах горизонта от 50 до 310° (рис. 5.12). В районах с жарким кли
матом. где помещения дополнительно прогреваются косыми лучами заходящего солнца, благоприятной считают ориентацию в секторе горизонта от 50 до 200°. В северных районах ориентацию квартир ставят в зависимость и от направления господствующих ветров. Здесь не допускают расположения односторонних квартир в секторе от 290 до 70°.
В квартирах двусторонней ориентации окна располагают по двум фасадам здания. Эти квартиры являются более комфортабельными, чем односторонние, поскольку их помещения поочередно инсолируются практически в течение всего дня. Кроме того, в квартирах обеспечено сквозное проветривание, что ценно с точки зрения
Рис. 5.12. Условия ориентации квартир:
А — сектор горизонта, в пределах которого размещение окон жилых комнат в квартирах односторонней ориентации недопустимо во всех климатических районах; Б то же. только в 111 и IV климатических районах: В - то же. в I и II районах не больше одной комнаты в двух- и трехкомнатных квартирах двусторонней ориентации и двух комнат в многокомнатных квартирах
воздухообмена в помещениях. Описываемые квартиры планируют так чтобы на указанные благоприятные секторы горизонта ВЫХОДИЛИ ОКНс одной жилой комнаты е двухкомнатной и coot ветственно две или rpi комнаты в трех- и четы рехкомнатных квартирах
Композиция квартирь во многом зависит от места положения сани тарного узла и кухни Эти элементы блокируют в санитарно-кухонньп блок или размещаю*, раздельно. —
Блоки первого типг чаще всего располагают у входа в квартиру, при мыкая к лестничной клет ке. Существуют также композиционные реше ния с санитарно-кухон ным блоком в глубин! квартиры. В целях умень тения количества сани тарно-технических стоя ков этот блок размещаю смежно с блоком сосед ней квартиры. Такие ре шения продиктован! стремлением приблизит ванные и уборные i спальным комнатам, н< их применение приводи-
88
Рис. 5.13. Квартиры для зданий, принятых к строительству н 1975-1985 гг.
5—205
89
к увеличению протяженности внутриквартирных коммуникаций.
Санитарный узел разобщают от кухни в двух случаях. Во-первых, стремясь оставить кухню в зоне коллективной деятельности семьи, а санузел приблизить к интимной части квартиры. Во-вторых, используя наиболее удаленный от окон объем здания в широких корпусах. Тогда санитарные узлы смежных квартир блокируют, размещая у общих стояков, а кухни располагают отдельно. В многокомнатных квартирах рядом с кухней иногда делают уборную с умывальником, как показано на некоторых фигурах рис. 5.13. Отделение кухни от санитарного узла и тем более применение двух санузлов вызывает увеличе-ние'протяженности санитарко-технических коммуникаций, но повышает комфортность квартир.
Свободная планировка как композиционный прием открывает широкие вариационные возможности трансформации квартиры на протяжении всего периода эксплуатации здания. Как показал отечественный и зарубежный опыт, такая планировка является перспективным направлением, основанным на создании единого помещения универсального назначения, которое может видоизменяться, приспосабливае
мое к вкусам проживающей в квартире семьи.
Суть свободной планировки заключается в том, что в доме жестко фиксируют только несущие конструкции и межквартирные перегородки, а в квартирах создают один стационарно закрепленный элемент — санитарно-кухонный узел. Меж комнатные перегородки отсутствуют, но к каждой квартире прилагают комплект сборноразборных перегородок; Вариантность их установки зависит от условий расселения, состава и потребностей семьи.
Свободная планировка эффективна в квартирах двусторонней ориентации, но может быть применена и для односторонних (рис. 5.14). Возможности такой планировки* находятся в прямой зависимости от площади квартиры: чем она больше, тем больше вариантность. Минимально допустимая площадь составляет 45 м2. В приведенных примерах варианты поставлены в зависимость от пола детей, возраста и количественного состава семьи. В вариантах а, б использовано разное количество перегородок, но возможен и постоянный их набор (рис. 5.14, в).
В свободной планировке лучших результатов достигают, применяя не глухие, а мебельные (шкафные) перегородки. С их помощью добиваются
значительного увеличения свободной площади пола. Например, при обычной «жесткой» планировке мебель занимает примерно 40% площади пола жилых комнат, а при свободной — только 30%. объем шкафов в перегородках возрастает до 2 м* на человека, что соответствует перспективным нормам. В квартирах с «жесткой» планировкой объем шкафов обычно не превышает 1,1 мэ на человека.
5.2. Малоэтажные дома
Малоэтажные дома часто называют домами усадебного типа, поскольку их строят, обеспечивая земельными участками.
В доме усадебного типа население привлекает удобная связь квартиры с участком. В теплое время года он превращается как бы в продолжение квартиры и может быть использован для отдыха взрослых и детей. Немаловажна возможность -хозяйственного использования участка.
Малоэтажные дома планировочно решают таким образом, чтобы обеспечить выход из каждой квартиры на отдельный участок. По этому признаку различают одно-, двух-, четырехквартирные и блокированные дома.
В одноквартирных понятия дома и квартиры совпадают (рис. 5.15, а). В двухквартирном доме под одной крышей объединяют две жилые ячейки, имеющие одну общую стену (рис. 5.15,6).
90
Masi
МддА
Мда
ЛШ
Мик
Рис. 5.14. Варианты квартир со свободной планировкой
Композиция четырехквар-тирного дома характерна приемом, показанным на рис. 5.15,0. Блоки-
рованные дома представляют собой сооружения, состоящие из последовательно соединенных блоков-квартир.
Планировку квартир малоэтажных домов под-
чиняют принципам, изложенным в §5.1. Отличительной чертой таких квартир является решение входного узла: его делают с тамбуром (сенями). Он служит шлю-
5*
91
Рис. 5.15. Планировка малоэтажных домов
зом, отделяющим жилые помещения от наружной среды. Особенность квартир заключается н в воз
можности организации дополнительных входов в дом и размещения окон практически по всем фасадам. а также обеспечения жильцов верандой пли террасой.
Существует несколько объемно-планировочных приемов решения квартир в малоэтажных домах. Их отличие заключается в схеме разреза. В одном случае это но-
92
Рис. 5.16. Схемы разрешив ма лоэтажпых домой
метения с полами в одном уровне (рис. 5.15). в другом (рис. 5.16, а) квартиру дополняют помещения, располагаемые в мансарде. Обычно это спальные комнаты. По некоторым схемам квартиры решают так, что часть помещений, обычно интимную часть квартиры. переносят во второй этаж (рис. 5.16, б, в). Возможно и более сложное решение, когда полы помещений располагают в трех уровнях, но общая этажность квартиры нс превышает двух этажей. К таким решениям прибегают при застройке на местности с крутым рельефом (рис. 5.16, г—е).
5.3. Многоэтажные дома
Многоэтажные, многоквартирные дома строят высотой в пять и выше этажей. В старой застройке встречаются и трех-четырехэтажные. По объемно-планировочной структуре их различие заключается в системе в-неквартирных эвакуационных путей. Эта система объединяет входной узел, лестницы, этажные
площадки и коридоры, а в зданиях высотой более пяти этажей — лифты и мусоропроводы. Эти элементы являются композиционным ядром дома, поскольку в соответствии с противопожарными требованиями их заключают в массивные несгораемые конструкции. В зависимости от планировочного решения внеквартирных коммуникаций дома делят на секционные и коридорно-галерейные.
Секционные дома состоят из одной или нескольких секций, повторяемых по горизонтали. В первом случае их называют односекционными, во втором — двух-, трех- и многосекцион-ными.
Секции представляют собой структурный элемент, состоящий из группы квартир, объединенных вокруг лестничной клетки. Последняя может включать различные помещения, находящиеся вне квартир.
Секциям присваивают шифр, определяющий состав квартир, объединенных одной поэтажной
площадкой. При этом количество цифр в шифре указывает на число квартир, а значение цифр — комнатность квартир. Например, шифр 2—1—3 обозначает трехквартирную секцию с двух-, одно- и трехкомнатными квартирами на каждом этаже.
Главной отличительной чертой, характеризующей секции, являются условия их ориентации по странам света. По этому признаку секции делят на свободно, ограниченно и меридионально рри-ентируемые. Секции первого типа объединяют квартиры двусторонней ориентации (рис. 5.18, а, в, г). Дома с такими секциями допускается свободно размещать на местности даже вдоль географической широты, когда любой из фасадов может х быть северным. Секции поэтому называют широтными.
Секция второго типа объединяет не только квартиры двусторонней ориентации, но и односторонние (рис. 5.18). Их расположение накладывает определенные огра-
93
94
Рис. 5.1 А. Схемы секций первой группы:
а — двухквартирных свободной ориентации (широтных); б, в — трехквартнрных; г. д - четырех-квартирных (б. в, г «храни ценной ориентации; д — меридиональной ориентации)
ничення на ориентацию секции. Поскольку все окна односторонних квартир расположены по одному фасаду, его нельзя ориентировать на неблагоприятную сторону горизонта в пределах углов, показанных на рис. 5.12.
Еще более жестки ограничения на ориентацию секций третьего типа. Эти секции компонуют из односторонних квартир и только в торцах иногда размещают двусторонние (см. рис. 5.18, в, г и рис. 5.19). Дома с такими секциями ориентируют меридионально, обеспечивая требуемые нормами условия инсоляции обоих длинных фасадов.
Односекционные дома широко используют в современной застройке как отдельно стоящие, т. е. не примыкающие к соседним зданиям, поэтому секции имеют окна по вфму периметру стен. Конфигурация этих секций разнообразна: квадрат и круг, прямоугольник и трилистник, Т- и крестообразной формы, а также сложной конфигурации.
Планировка дома, имеющего план, близкий к квадрату, характерна лестнично-лифтовым узлом, этажные площадки которого превращены в компактные холлы (рис. 5.17, а, б). Аналогичный прием используют в домах в виде трилистника, круга или крестообразной формы. В домах-прямоугольниках нлн сложной конфигурации, с отношением сторон 1 : 2 и более применяют холлы вытянутых пропорций или развитие в коридоры (см. рис. 5.17, б).
До революции одно-се^цнонные дома с окнами по периметру строились редко, поскольку преобладала периметральная сплошная застройка улиц и переулков. Однако и среди старой застройки, где-нибудь во дворах, можно найти отдельно стоящее односекцнонное здание. Характерный пример такого здания показан на рис. 5.17, г.
Двухсекционные прямоугольные дома компонуют из торцовых секций — правой и левой, а трех- и многосекционные — из рядовых и тор
цовых. Торцовая секция отличается от рядовой расположением окон не только по длинным фасадам, но и по одной из поперечных ограждающей ее стен. В домах сложной конфигурации (в виде букв Г, Н, Ш, Т и др.) применяют угловые и Т-образные секции. Все эти секции делят на три группы по типу лестнично-лифтового узла: I — с поперечной лестницей, 2 — с распределительными коридорами — «карманами», 3 — с продольной лестницей.
В секциях первой группы входы в квартиры предусматривают непосредственно с поэтажных площадок, как показано на рис. 5.18.
Секции этой группы впервые стали применять в жилой застройке XIX в., но широкое распространение они получили с первого десятилетия XX в. в доходных домах крупных городов России. Обычно секции строили, компонуя на этаже по две многокомиатные квартиры или три-четыре, ио с меньшим количеством комнат. В секциях с дорогими квартирами располагали две лестницы: парадную и черную. Последнюю делали в зоне хозяйственно-кухонного блока квартир.
В годы первых пятилеток
95
секции были приняты в качестве основного структурного элемента жилых зданий. В этот период, отмеченный стремлением быстрейшего воспроизводства жилищного фонда с минимальными затратами, прежде всего изменили структуру квартир и отказались от черных лестниц. Затем стали упрощать архитектуру парадных, сужая марши и уменьшая площадки. Секции пытались типизировать. Однако эта типизация носила локальный характер и была ограничена небольшими сериями. Типовые секции использовали в пределах нескольких домов одного жилого массива. Но и здесь планировка почти каждого Здания имела индивидуальные особенности. в решения были внесены какие-то небольшие изменения. Типичной чертой секций этого времени было то, что нх проектировали двух- и четырехквартирными. Трех-квартнрные. применяли значительно реже.
Типовые секции как планировочный элемент жилого дома строительства на индустриальной основе стали применять только в конце 30-х годов. Секции типизировали применительно к различным конструктивным системам стенового остова. Их можно было применять как в кирпичных, так и крупноблочных домах.
В этот период проектировали двух-, трех- и четырехквартирные секции, подчиняя их планировку ориентации зданий. В сложных условиях городской застройки применяли двухквартирные секции с квартирами двусторонней ориентации (рнс. 5.18.а). В таких секциях обеспечены высокие санитарно-гигиенические условия: инсоляция при любой ориентации здания и сквозное проветривание. Из-за относительной дороговизны жилой площади в этих секциях широкое распространение получили трехквар-тнрные (рнс. 5.18. б. е). Их относят к частично ограниченной ориентации.
Четырехквартирные секции
наиболее дешевы. По условиям инсоляции их делят на частично ограниченной н меридиональной ориентации. Секции первого вида строят подобно трехквартирным, но на одном из фасадов располагают окна двух квартир вместо одной (рис. 5.18, г). В секциях другого вида все квартиры односторонние, что сокращает гра-достронтел ьн ую м а и евреи ность зданий (рнс. 5.18, д).
В послевоенный период строительство жилья принимает небывалый размах, основной его чертой становится индустри-альность и. как следствие, широкая типизация. Практически все жилые дома строят по типовым проектам. Широкое распространение получили секции с экономичными квартирами типа, показанного на рис. 5.7.
В дальнейшем по мере создания материально-технической базы развитого социалистического общества наметилась тенденция к интенсификации городской застройки как альтернативы роста городов вширь и использования под их территорию сельскохозяйственных угодий. Началось строительство домов повышенной этажности с секциями, оборудованными группой лифтов. В этот период стали применять секции второй группы. Их характерная черта заключается в том, что этажную площадку поперечно расположенной лестницы развивают в короткий коридор илн холл, иногда называе
мый «карманом». Такой коридор делают тупиковым, как изображено на рис. 5.19, и освещают только искусственным светом.
Применение секций второй группы позволило увеличить количество квартир, объединенных вокруг одной лестницы на этаже, до восьми-девяти. Развитый лестнично-лифтовой узел, обслуживающий много квартир, становится оправданным, а применение группы лифтов в секции повышает се комфортность. Кроме того, в секциях с распределительными холлами можно проектировать большее количество малоком-иатных квартир. Тогда на каждую лестницу приходится почти, в два раза больше полезной площади, чем в секциях первой группы, но почти все квартиры имеют одностороннюю ориентацию, что позволяет применять секции второй группы только в домах, ориентированных меридионально.
В секциях третьей группы лестницу располагают у средней продоль ной оси здания и освещают через фонарь в крыше. В связи с этим применение секций обычно ограничивают невысокими домами.
Секции применяли довольно часто в дореволюционной жилой застройке начала XX в. На рис. 5.20 приведен при-
96
Рис. 5.20. Секция третьей группы дома, построенного в 1912 г.
Рис. 5.21. Схемы разрезов коридорно-галерейных домов: а — коридорных;б — галерейных; / с коридорами на каждом этаже; 2 через этаж; 3 через два этажа
мер такой секани. В современной практике существуют решения, когда лестницу располагает вдоль здания у наружной стены. Ес отделяют от площадки шлюзом. Такой прием применяют в целях предохранения лестницы от проникновения дыма во время пожара. Иногда
Ряс. 5.19. Схема восьмнкнар-тнрнон рядовой секция второй группы
лестницу примыкают к балкону или лоджии. Тогда проход на нес осуществляют через открытое наружу пространство, обеспечивая от задымления. Нсзадымляемые лестницы применяют в зданиях высотой более 12 этажей.
Коридорно-галерейные дома характерны наличием продольного коридора с одной или несколькими лестницами. Применение коридора значительно увеличивает количество квартир, объединенных, одной лестницей. Это сокращает количество лестнично-лифтовых узлов, но увеличивает потерю полезной площади за. счет устройства коридора'. Его размешают по продольной оси здания или вдоль одного из фасадов, освещая через проемы в наружных стенах. В первом случае квартиры располагают по обе стороны коридора, а во втором — с одной. Разновидностью такой несимметричной планировочной системы является решение с галереей, вынесенной за пределы габарита здания и выполненной в виде длин
ного открытого балкона, соединенного с лестницами, а в многоэтажных домах — и с лифтами. Применение системы с открытыми галереями ограничено районами с теплым и жарким климатом.
Коридоры и галереи размещают в каждом этаже здания, применяя решения, показанные на рис. 5.21. При использовании двухэтажных квартир эти горизонтальные коммуникации размещают через один, два или три этажа.
До революции коридорно-галерейную планировку широко применяли в гостиницах с меблированными комнатами и казармах (общежитиях) для рабочих. Дома с меблированными комнатами представляли собой разновидность «заезжих ломов» для людей, которым не по средствам жизнь в дорогих гостиницах. Один из таких домов показан на, рис. 5.22. Эти же системы применены в некоторых зданиях постройки 30-х годов, так называемых домах-коммунах с квартирами-спальнями и развитым блоком общест
97
венного сектора, где располагали помещения для стирки и другой хозяйственной деятельности, кухни, столовые и общие комнаты отдыха.
В современной практике строительства коридорно-галерейные системы используют при строительстве жилых домов для одиночек и семей, состоящих из двух человек и не ведущих домаш
него хозяйства. Эти дома гостиничного типа, как правило, состоят из квартир на одну-две комнаты и помещений коллективного обслуживания жильцов, обычно располагаемых в нижних этажах дома. Описываемые системы применяют в гостиницах, интернатах и общежитиях.
К недостаткам коридорно-галерейных реше-
ний относят одностороннюю ориентацию квартир, не обеспечивающую сквозное проветривание, меньшую изоляцию от окружающей среды и большую протяженность связей с выходом на улицу. Однако при правильной компоновке можно обеспечить достаточно высокое качество жилья с одновременным достижением существенных
Рис. 5.22. Коридорио-галерейный дом. построенный в 1908 г.
98
экономических преимуществ.
Геометрические границы применимости планировочных решений различных групп могут быть определены методом моделирования. Цель этого метода заключается в выявлении соотношений между двумя параметрами: длиной фронта, обслуживаемого лестничной клеткой L в осях, и шириной корпуса В в свету. Основой является принцип построения допустимых, но максимально широких пределов, вытекающих из исходных условий.
В методе используют системы графических структурных моделей планировочных схем, объединенных одной лестницей. Модель характеризует объект исследования как строй составляющих ее элементов, определяет нх взаимосвязь н содержанке.
Системы структурных моделей строят для каждого вида секций или коридорно-галерей
ных схем. Внутри каждой системы эти модели отличаются количеством и сочетанием элементов. Одна из моделей для системы секций второй группы (с «карманами») показана на рнс. 5.23. На ней горизонтальной штриховкой выделены ячейки, где размещены санитарно-кухонные блоки, а элементы с внеквартирными коммуникациями помечены точками.
Математическую модель получают. формализуя исходные ограничения переменных величин, вытекающие нз норм и опыта строительного проектирования. Таким ограничениям, регламентированным СНиПом it документами нормализации планировочных элементов жилища, дают математические выражения. В качестве первичных параметров ячейки приняты величины I, и bi, физический смысл которых показан Иа структурной модели (рис. 5.23).
Ограничение габаритов ячейки, т. е. величин / н Ь, с одной стороны, регламентированы
п. 3.4 СНиП П-Л.1 71, где указано, что глубина жилых комнат не должна превышать двойной их ширины. Таким образом. комната в менынем шаге по пропорциям должна отвечать условию /2 > bj'2. С другой стор'оны, на продольный шаг наложено ограничение, обеспечивающее условие, при котором сторона большей, обычно главной комнаты, расположенная вдоль фасада, не должна превышать ее глубину, т. е. /( < < Ь. Эти условия можно объединить. представив в виде 6/2</<ft/A.
В формуле учтено дополнительное ограничение величин /, и Ь, которое вытекает нз дифференциации комнат по назначению и. следовательно, по площади (СНиП П-Л.1—71. пп. 3.36 и 3.37). Здесь предусмотрено выделение в квартире общей комнаты площадью 15...18 м3 и набора спален площадью до 12 м3. Планпро-вочно представляют это условие в виде схемы, согласно
99
Рис; 5.24. Области возможной применимости моделей современных планировочных решений:
а — область (заштрихована) применимости планировочного элемента — первичной «ячейки» квартиры: 1.2 — ограничения на минимальную и максимальную ширину 3. 4. — то же, глубину б,; 5, 6 — то же, по про--цорцнн комнат; 7, 8 — то же, по максимальному габариту блока «санузел—кухня» или «санузел-
спальная»; б — зависимость общей площади Ао квартир в секции от ее длины, исчисляемой в количестве элементарных «ячеек», X/,; в — Зоны применимости моделей современных планировочных решений; /, 2. 3 — соответственно секций первой, второй н третьей групп; 4 — коридорных систем со светлыми кухнями; 5 — то же, с темными; 6 — галерейных си стем со светлыми кухнями; 7 — то же, с темными
Рис. 5.23. Пример структурной модели планировочной схемы секции второй группы
которой общая комната располагается в большем шаге, а в шаге, где размешается спальная, отсекается какая-то часть шириной d для организации прохода, лоджии и т. д. Это условие может быть записано так: k ~ \k№(b—d)\/b. где k* — отношение площадей общей комнаты /1пн к площади индивидуальной Лсп. т. е. kM = — A^jAea.. Графическая интерпретация ограничений — две прямые, проходящие через ось координат (5 и 6 на рис. 5.24. а).
Другое ограничение величин /| н Ь, вытекает нз пп. 3.36 н 3.37 СНиП П-Л.1-71, определяющих площадь жилых комнат (гиперболы 7 н 8 на графике).
Габариты ячейки зависят и от минимально допустимой ширины спальной комнаты (/2 > >2,5 м) и максимальной ширины общей комнаты (/(< <4.2 м). Эти ограничения на рнс. 5.24. а выражены прямыми / и 2, параллельными осн ординат.
Условие, ограничивающее снизу /| и Ь, вытекает и из допустимых габаритов санитарно-кухонного блока, принимаемого в соответствии с пп. 3.39, 3.40 и 3.44 СНиП II-JI.I—71. В зависимости от размера и типа ванны н вент блока определяют габариты композиционных ячеек, в которые вписываются различные модификации схем, что позволяет построить еще две ограничивающие линии — 4 н 9.
Ограничение на величнны-'В и L, определяющие габариты секций, вычисляют, рассматривая нх как совокупность ячеек в различном сочетании. Это позволяет составить формулы, в которых заложены все перечисленные ограничения. При этом переходят к оценке усло-
10G
ния. вытекающего из рекомендаций табл. 7 СНиП П-Л.1 — 71, регламентирующих максимальную общую плошаль квартир: вычисляют площади секций Л vm.n 11 лотв. В результате расчетов получают графики, показанные на рис. 5.24, б. На них размеры площадей поставлены в зависимость от количества ячеек, располагаемых по длине секции или коридорно-галерейного блока.
Кроме того, учитывают, что ширина ячейки с лестничной клеткой^ определяемая величиной /о, изменяется не синхронно с У, и /2. поэтому на 10 накладывают самостоятельное ограничение /от1п< /0 < /от»ж (возможен частный случай, когда 'о -О-
В секциях с развитым распределительным холлом или коридорных блоках вводят дополнительное ограничение на максимально допустимую длину коридора (по СНиП П-Л.1—71. по п. 3.15): £«<2/ж + /0тяж. где /к — полудлнна коридора от осн поперечной ограждающей лестницу конструкции, a L, --общая длина коридора.
Приведенные выше выкладки позволяют составить формулы, определяющие ограничения для всех видов планировочных моделей. В качестве примера в табл. 5.1 приведены расчетные формулы для секционных решений с коридорами - «карманами».
Расчет максимально допустимых пределов применимости моделей сводится к оперированию формулами. На основе расчетов построены графики, которые объединены в сводном, показанном на рис. 5.24. б. Здесь для упрощения не показаны вспомогательные линии построения, а только очерчены зоны применимости различных планировочных решений.
Изложенная методика может служить основой автоматизации архитектурно-строительного проектирования нлн отдельных его процессов, таких, как выбор объемно-планнровочных решений жилых домов. Можно поставить задачу оптимизации
параметров ячейки, квартиры и секции по какому-либо критерию. например экономическому. или составу и виду квартир, соответствующем} демографии населения. Графики могут служить основой выбора решений и при модернизации планировки старых жилых зданий.
5.4. Пути эвакуации
Пути эвакуации в жилых зданиях, особенно многоэтажных, выпол
Таблица 5.1
Вид предела Расчетные формулы '• <
Предел по пропорции комнат k*dm (В— d2) (kKdni + n) '° 2 1 4 * — л) (В— d2)2 — 2kAb-d,-d) — 2k~dm(B—d2) 2k^(B-d3-d)
Предел по размеру блока «санузел — кухня» Общая длина . Г MB-2d) 1 L- l В m + "J '•
Ширина между наружными стенами B = 2bt + d3
Предел по ширине обшей комнаты L = l0+ m + —| Zim„
Предел по рекомендуемой СНиПом общей площади 4 ^2^2 .. _ (1 4- p /f .1 . 1 fa / 2 L 2
Предел по длине распределительного коридора , _ Lkm„{bm 4- n) k(m + 2) + (m — 3) + (2fe 4- 3)Z0 /г (m 2) + (n —3)
Условные обозначения: Ь — глубина комнаты - поперечный шаг вертикальных членений: I — ширина комнаты — продольный шаг вертикальных членений; I, — величина большего шага, а 13 — величина меньшего шага; к — отношение шагов, равное k — ljl?, /0 — ширина лестничной клетки в осях; d3 — ширина распределительного коридора; i — индекс санитарно-кухонного блока; Ааа — коэффициент, учитывающий потерю плошадн за счет внутренних вертикальных конструкций; т — количество шагов с величиной и — то же, с величиной /4; р — общее количество шагов, р = т + л.
няют, подчиняя нормам противопожарной безопасности. При проектировании лестнично-лифтового узла учитывают возможность быстрой эвакуации жителей и обеспечение эвакуационных путей от задымления.
Продолжительность эвакуации жителей зависит от ширины проходов, уклонов лестниц и
101
Таблица 5.2. Параметры маршей жилых зданий
Назначение маршей Параметры маршей
ширина, м уклон
Марши основных лестниц, ведущих в жилые этажи двухэтажных зданий и зданий с лифтами при глубине кабины 2 м и более 0.9 1 : 1.5
Маршн основных лестниц, ведущих в жилые этажи трех- и пятиэтажных зданий и зданий с лифтами при глубине кабины менее 2 м 1,05 1 : 1.75
Марши лестниц, ведущих в подвальное помещение, н цокольные этажи, марши вторых (запасных) лестниц, ведущих в жилые этажи 0.8 1 : 1,25
способов навески дверей в шлюзах. Ширину этажных коридоров принимают не менее 1,4 м при длине до 40 м и не менее 1,6 м при ббльшей длине. Галереи делают шириной 1,2 м и более. Такой же назначают минимальную ширину лестничных площадок, но не менее ширины лестницы, которую принимают по табл. 5.2. Площадки с выходами из лифтов и мусороприемникамн делают шириной не менее 1,6 м. Ограничивают и длину марша лестниц. Она зависит от количества ступеней л, которое назначают исходя из условия 3< п < 18.
Лифтами и мусоропроводами оборудуют здания с отметкой пола квартир верхнего этажа, превышающей уровень тротуара на 14 м, а в северных и горных районах страны — на 13,5 м.
Параметры лестничных маршей, приведенные в табл. 5.2, действительны только для секционных домов, где лестница обслуживает небольшое количество квартир. В коридорно-галерейных домах при большом количестве жителей, пользующихся одной лестницей, ее ширину назначают по пропускной способности марша во время вынужденной эвакуации.
При проектировании эвакуационных путей во входном узле устраивают тамбур, предохраняющий от проникновения холодного воздуха. Для обеспечения беспрепятственного выхода из здания обе двери тамбура навешивают с открыванием наружу.
Количество лестниц в секции или коридорногалерейной системе диктуется противопожарны
ми* нормами и зависит от количества квартир, обслуживаемых одной лестницей, а также этажности здания. В секционных домах высотой до 12 этажей квартиры могут иметь выход только на одну лестницу. При этом на уровне 6, 9 и 12-го этажей предусматривают переходы в соседние секции. В секционных домах высотой более 12 этажей выход на одну лестницу возможен только при условии размещения на этаже не более четырех квартир. При увеличении нх количества в зданиях более 9 этажей предусматривают запасной выход на пожарную лестницу, располагаемую на балконах. В домах коридорно-галерейной системы, где на этаже размещают много квартир, коридор обеспечивают выходами на две лестницы, одна нз них может быть пожарной, приставной.
Максимальную длину коридоров ограничивают нормативным расстоянием от дверей наиболее удаленной квартиры до ближайшей лестничной клетки (табл. 5.3.).
При проектировании путей эвакуации предусматривают мероприятия, предохраняющие их от задымления. При выходе нз коридоров устраивают шл|о-зы с дверями, лифты устанавливают в изолированных шахтах, площадки лестниц 12-этажных домов и выше делают в виде открытого балкона или лоджнн, сообщающейся с наружной средой.
102
5.5. Технико-экономнче-' скне сведения
Удельная стоимость жилой и обшей площади зависит от высоты этажа, средней площади квартиры, этажности, ширины и длины здания, а для малоэтажной застройки и от размеров приусадебного участка.
Различают строительную высоту этажа и «в чистоте». Строительная высота — это размер от пола данного этажа до пола вышележащего. Высоту в чистоте измеряют от пола до потолка. По действующим нормативам эта величина в жилых помещениях не может быть меньше 2,5 м. Увеличение высоты этажа на каждые 0,1 м приводит к удорожанию сметной стоимости дома примерно на 1%. В связи с этим понятно стремление строить квартиры минимальной высоты. Однако это стремление вступает в противоречие с установившимися привычками и условиями удобства. В современной практике высоту этажа в чистоте делают не менее 2,7 м, а в некоторых случаях и до 3 м.
Существует зависимость между средней площадью квартиры в доме и удельной стоимостью жилой площади в нем. Эта зависимость показана на графике рис. 5.25, а, построенном на основании анализа
Таблица 5.3. Максимально допустимые расстояния от выхода из квартиры до лестницы
Тип коридора Расстояние (м) от дверей квартиры ли леспины при степени огнестойкости здания;
I. П III IV V
Тупиковый, выходящий на одну лестницу Коридор, расположенный между двумя лестницами 25 40 20 30 15 25 10 20
проектов пятиэтажных домов.
Этажность зданий является одним из основных объемно - планировочных параметров, влияющих на изменение сметной стоимости жилья. Так, стоимость 1 м2 жи
Рис. 5.25. Зависимость между стоимостью и техническими параметрами жилых домов
лой площади в 16-этажном доме почти на 25% выше, чем в пятиэтажном (график на рис. 5.25, б). На этом графике три зоны. Первая относится к домам до пяти этажей, вторая — от шести до девяти, третья —
103
к десятиэтажным и выше.
Дома первой группы можно не оборудовать лифтами и мусоропроводом. При прочих равных условиях здесь имеет место уменьшение сметной стоимости с ростом этажности. В домах второй группы необходимо устанавливать один лифт и мусоропровод на каждую секцию. Затраты на их устройство отразились на графике скачкообразным увеличением стоимости единицы площади в шестиэтажных зданиях. Дальнейшее сокращение затрат на строительство вызвано тем, что стоимость лифтов н мусоропроводов в 7—8-этажных домах распределяется на большее количество жилой площади, обслуживаемой этим инженерным оборудованием. Второе скачкообразное увеличение стоимости наблюдается в зоне домов в десять и более этажей. Объясняется это необходимостью устройства в них не одного, а группы лифтов.
Влияние другого фактора — ширины корпуса — на изменение стои
мости I м2 жилой площади иллюстрирует график на рис. 5.25, в. Наблюдается четкая корреляционная зависимость. отражающая удешевление стоимости при увеличении ширины. Однако эта зависимость действительна только в пределах до 12 м. Дальнейшее увеличение ширины корпуса не влечет за собой удешевления, что связано с невозможностью. использования под жилые помещения площадей, расположенных более чем на 6 м от окон (СНиП ограничивает глубину комнаты до 6 м).
Длина дома также влияет на изменение стоимости I м2 площади. Стоимость единицы общей площади в домах, состоящих из небольшого количества секций, дороже, чем в многосекционных. Однако относительная экономия уменьшается, о чем свидетельствует кривая / на графике рис. 5.25, г. За счет строительства домов большой протяженности можно увеличить плотность застройки (плотность застройки опреде
ляет количество жилой площади, размещаемой на единице территории. Эту величину выражают в м2/га) и, следовательно, уменьшить стоимость благоустройства окружающей территории (см. кривую 2 на графике г).
Проблема сокращения площади территории особое значение приобретает в застройке усадебного типа. Стоимость благоустройства сельских населенных пунктов в значительной мере зависит от протяженности улиц, поскольку вдоль них укладывают подземные коммуникации (водопровод, канализацию и др.).
Удельная протяженность улиц на квартиру зависит от размеров приусадебного участка. типа и этажности домов. Чем меньше участок к его протяженность вдоль улицы, тем экономичнее планировочное решен нс. Значительного эффекта можно достигнуть, применяя вместо одноквартирных двух — че.тырехквартнрные илн блокированные дома. Удельная протяженность улиц, застроенных двухквартирными домами, уменьшается примерно вдвое, а стоимость зданий снижается на 5...10%. Применение двухэтажных домой обеспечивает снижение стоимости еще па 10... 15%.
ГЛАВА 6. МОДЕРНИЗАЦИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ И РЕКОНСТРУКЦИИ
Перепланировка жилья является одним из средств модернизации с целью максимального
приближения условий жизни в квартирах после ремонта и реконструкции к современному
уровню комфорта. Поскольку этот уровень наиболее полно отражен в нормативных докумен
104
тах (в первую очередь в Строительных нормах и правилах), качество модернизации можно он ределить как степень п рн бл и жен л я и рин и м а е-мых проектных решений к нормативным требованиям. С другой стороны, характер нового решения зависит от геометрических параметров стенового остова здания. В увязке его планировочных возможностей и нормативных требований заложена суть архитектурного поиска. Поскольку оптимальным представлениям о комфортности, сложившимся в данный период, наиболее полно отвечают современные планировочные модели (схемы), поиск обосновывают выводами об их применимости в существующем остове старого здания.
В число параметров, характеризующих планировочные возможности остова здания, входят такие, как ширина корпуса, длина фронта, обслуживаемого лестницей (длина секции), конструктивно-планировочная схема, расположение внутренних опор перекрытий (столбов, продольных и поперечных стен), количество и шаг окон.
Некоторые из перечисленных параметров имеют решающее значение, друке играют второстепенную роль, менее сдерживающую свободу выбора.
Ведущими являются две ве личины, определяющие габариты стенового остова: ширина корпуса В н длина L фронта, обслуживаемого лестницей. В зависимости от их сочетания можно в первом приближении определить планировочные возможности здания, использовав график на рис. 5.24. в.
Расположение внутренних опор перекрытия и, следовательно, конструктивно-планировочную схему здания причисляют к основным параметрам. но они не имеют того доминирующего значения, как первые величины. Сдерживающим параметром является н шаг оконных простенков, число окон в секции. От них зависит возможное количество и в какой-то степени пропорции светлых помещений квартир (комнат и кухонь). Однако, как показала практика, эти параметры стенового остова не играют решающей роли при выборе принципиальной модели планировки, а в большей степени влияют на композицию квартир.
Следует отметить и такую закономерность: свобода выбора планировочного решения обратно пропорциональна количеству сохраняемых конструктивных элементов. Чем больше стен, столбов, перегородок необходимо оставить, тем труднее создать планировку, соответствующую современным моделям и, следовательно, комфортным требованиям.
Конструктивно-планировочные параметры старых зданий в каждом конкретном случае настолько индивидуальны, что здесь невозможно рекомендовать стандарт
ные решения, пригодные во всех случаях. Однако в приемах модернизации квартир, реконструкции лестнично-лнфтовых узлов и компоновки секций имеются характерные черты, общие для модернизации в целом.
Ко второй группе факторов, предопределяющих планировочные возможности здания, относят такие градостроительные характеристики, как его расположение на местности, ориентацию по странам света, относительно шумных магистралей н соседней затеняющей застройки, а также демографический состав заселяемых семей.
6.1. Модернизация квартир
Модернизация и перепланировка связаны с необходимостью компоновки квартир в жестких границах существующего стенового остова старого здания, параметры которого как правило, выходят за пределы, принятые в новом строительстве. Поскольку дом закреплен на местности, планировку подчиняют его ориентации. Обеспечивая инсоляцию, выбирают односторонние или двусторонние квартиры. При этом возникает необходимость использования особых планировочных приемов, присущих только модернизации.
Ширина корпуса существенно влияет на планировку квартир. Так, в узких корпусах шири-
105
ной до 9 м легко можно разместить квартиры двусторонней ориентации с санитарно-кухонными блоками параллельного расположения или вынесенными в пристройку, если ширина не позволяет их разместить в габаритах корпуса (рис. 6.1,0).
Квартиры односторонней ориентации разместить в узком корпусе значительно труднее. Для того чтобы площадь комнат отвечала норме, их приходится вытягивать вдоль фасада, а это, в свою очередь, вынуждает увеличивать протяженность коридоров (рис. 6.1,6). Поэтому квартиры в узких зданиях не экономичны и при выполнении „комплексного капитального ремонта рационально решать оба примыкающих корпуса совместно. Тогда можно получить приемлемые квартиры двусторонней ориентации. При несовпадении отметок полов в смежных корпусах делают внутри-квартирные лестничные проходы (рис. 6.1, в). Здесь же показан еще один пример планировочного решения узкого корпуса — его расширение за счет пристройки (левый дворовый корпус).
В корпусах от 9 до 12,5 м планировка квартир мало чем отличается от традиционной. Здесь проектное решение под
чиняют ориентации и шагу оконных проемов, который, как правило, отличен от принятых в новом строительстве (рис. 6.2,а—г).
В корпусах шириной более 13,5 м квартиры имеют избыточную глубину,. иногда превышающую 7 м. Это противоречит принципам построения современных Планировочных решений. «^Избыточную глубину комнат маскируют спальными альковами (нишами) или вместо них устраивают шкафы и шкафные комнаты. В гигиенических целях ниши типа показанной на рис. 6.2, д проветривают, предусматривая искусственную вентиляцию. При проектировании используют также узкие кухни, отделенные от санитарных узлов (рис. 6.2, е). Еще один прием показан на плане ж, где санитарные узлы смежных квартнр поставлены последовательно. Это позволяет решать подсобную площадь квартир в узком поперечном пролете.
В широких корпусах (рис. 6.2, л—н) наиболее сложны решения экономичных квартир двусторонней ориентации, поскольку в затененной части у продольной осн здания нельзя размещать жилье. Это пространство приходится отдавать под подсобные помещения, что ухудшает техннко-экономиче-
Рнс. 6.1. Приемы планировки квартнр при модернизации зданий с шириной корпуса до 9 м: I — существующая планировка; 2, 3 — варианты модернизации
2
3
2
3
106
Illllllllllllllll
107
'/////л
iuS
^2,5
Рис. 6.2. Приемы планировки квартир ири модернизации корпусов разной ширины
109
ские показатели проекта.
Архитектурно-планировочная композиция квартиры во многом зависит от конструктивном схемы здания. В однопролетных корпусах внутренние опоры не сдерживают свободу планировки.
В двухпролетные легко можно вписать квартиры современного типа, если продольная стена расположена по осн дома или близко к ней. Сложнее решение, когда продольная стена смешена на значительное расстояние. Однако и здесь даже в узком корпусе можно добиться удовлетворительного решения, используя прием, показанный на рис. 6.2, л.
В трехпролетных корпусах средний пролет используют для размещения подсобных помещений квартиры, как это показано на рис. 6.2, е, или устраивая альковы в комнатах (рис. 6.2, г). Здесь обыграны средние опоры в виде столбов, но подобное решение можно применить и в зданиях, где опорами являются продольные стены, в которых допустима пробивка проемов. В противном случае средний пролет приходится использовать для внеквар-тнрных коммуникаций или размещения подсобных помещений квартнр.
Сложны решения в корпусах с внутренними поперечными стенами,
несущими нагрузку от перекрытий, а также в зданиях, стены которых примыкают под углом, отличным от 90°. В первом случае поперечные стены настолько жестко закрепляют существующую планировку, что изменить ее не представляется возможным без разборки части этих стен. Планировочные решения целиком зависят от индивидуальных особенностей расположения стен и поэтому рекомендации по модернизации квартир не могут быть даны.
Во втором случае часть помещений непрямоугольны и косые углы приходится маскировать шкафами или шкафными комнатами (рис. 6.2, к). Непрямоугольными делают прихожие, кухни, санузлы, а -если этого мало, то и общую комнату, поскольку в большой комнате сложной конфигурации легче расставить мебель, чем в маленькой.
Шаг окон и их расположение вдоль светового фронта часто предопределяют композицию квартиры. Для старых зданий характерна довольно частая сетка окон с шагом 2,2...2,6 м, хотя в дореволюционной застройке имеется примерно 15% Зданий с шагом окон 3,4...3,6 м. Как правило, в каждом доме принимался постоянный ритм окон, за исключением тех участков фа
сада, на которых архитектор делал акцент, изменяя ритм за счет увеличения или, наоборот, уменьшения шага, а иногда и размера окон.
Постоянный небольшой шаг окон исключает возможность дифференциации комнат по ширине, если квартиру решать с однооконными помещениями и окном по оси комнаты. Приходится перегородки смещать с оси простенков или комнаты делать двухоконными, что ’ невыгодно с точки зрения использования светового фронта.
В последнем случае часто прибегают к диаметрально противоположным приемам, направленным на изменение шага окон и размера межоконных простенков. В первом некоторые окна закладывают, что позволяет ставить перегородку в любом месте широкого простенка. При закладке обычно оставляют нишу. Это зрительно не нарушает архитектуру фасада, сохраняя ритм проемов (рис. 6.3, а).
Второй прием заключается в пробивке или перебивке оконных проемов. Поскольку этот прием приводит к нарушению не только архитектуры фасада, но и несущей способности стен, к нему прибегают в исключительных случаях. Чаще шаг изменяют за счет частичной закладки
но
Рис. 6.3. Приемы членения площади квартир на помещения в зависимости от шага оконных проемов
проемов (рис. 6.3,6).
В зданиях с широким шагом окон комнаты проектируют, прибегая к приемам, показанным на рис. 6.3, в—д, устраивая спальные ниши, шкафы или применяя комнаты, близкие к квадрату.
Освещенность комнат — это функция от размера светового проема. Нормативное соотношение 1 :8 площадей окон и пола помещения при модернизации можно выдержать не всегда. В старых зданиях окна имеют площадь до 2 м2, что соответствует площади однооконной комнаты, равной только 16 м2, а нужно иметь и помещения большей площади. В практике часто прибегают к решениям, в которых требования к'освещенности снижены.
Рис. 6.4. Квартира с высокой основной комнатой н остальными помещениями н двух уровнях, используемые при модернизации здании с высотой этажей 5 м и более
Обеспечивают нормативную освещенность только той части комнаты, где
предусматривают активную деятельность, а места отдыха и сна, например спальные ниши, причисляют к оправданно затемненным площадям.
Высота этажей оказывает определенное влияние на компоновку квартир, поскольку небольшое, но непропорционально высокое помещение зрительно плохо воспринимается, особенно, если оно узкое и имеет вытянутые пропорции. При «высоких потолках» комнаты делают несколько большей площади, чем это предусмотрено
ill
нормативами. Высоту подсобных помещений маскируют антресолями, а иногда и подшивными потолками. При высоте этажей 5 м и более возможно устройство двухэтажных квартир. Особенно хорошо зарекомендовали себя решения с высокой общей комнатой, выходящей на главный фасад, и остальными комнатами. имеющими пониженную высоту, (рис. 6.4). В результате получают так называемые двухъярусные квартиры.
Подобные квартиры применяют и в малоэтажных домах, первый этаж которых находится в неблагоприятных для жилья условиях. Обычно это обстоятельство связано с постепенным повышением отметок дневной поверхности окружающей территории в результате естественного наращивания культурного слоя. В итоге относительная отметка полов понизилась до уровня, недопустимого по нормам для жилых помеще ний. Вторая причина это прилегающая застройка, которую в прошлом возводили без учета ее влияния на соседей. Вследствие этого окна первых этажей оказались затемнены.
Малоценные дома с описываемыми недостатками обычно сносят, более ценные трансформируют в учреждения. Если
же такие дома причислены к элементам архитектурно-исторической среды, не подлежащей сносу, нх модернизируют, располагая квартиры в двух илн даже трех уровнях.
Двухъярусные квартиры в здании с затемненными окнами первого этажа показаны на рис. 6.5, а. В первом ярусе размещены кухня и общая комната, а во втором — спальные. Другие чертежи на этом рисунке иллюстрируют планировки квартир-студий для творческих работников. На рис. 6.5, б изображены планы квартиры со студией художника илн писателя в первом этаже и жилой частью во втором. На рис. 6.5, в приведен пример квартиры с мастерской скульптора. Этой мастерской необходима повышенная высота и рабочее помещение заняло два первых этажа, а жилье — третий и второй (в пристройке).
Частичная перепланировка связана с капитальным ремонтом зданий, конструкции которых находятся в хорошем техническом состоянии, но квартиры имеют значительный моральный износ: неудобно спланированы, многокомнатны, недостаточно оснащены санитарно-техническим оборудованием.
Основная сложность частичной перепланировки состоит в необходи мо-
Рис. 6.5. Многоярусные квартиры:
/. 2, 3 — планы первого, второго и третьего этажей
сти максимального сохранения конструкций. Решения такого вида классифицируют на два вида. Первый — это введение в квартиру недостающих элементов благоустройства (ванных, кухонь и т. д.). Второй заключается в разукрупнении квартир с одновременным их благоустройством.
Введение в структуру жилья недостающих элементов благоустройства продиктовано тем, что определенная группа зданий в застройке старых районов городов имеет регулярную планировку и состоит из квартир в две — пять комнат. Однако нх благоустройство не достигает современного уровня комфорта. Обычно кухни не имеют естественного освещения илн совмещены с прихожими и коридорами. Санитарный узел состоит только из уборной, которая часто выгорожена из кухни или прихожей в период канализирования района.
Пример благоустройства квартир в здании дореволюционной постройки показан на рис. 6.1,6,2. Для размещения санитарного узла ликвидирована одна из жилых комнат в глубине квартиры, а кухня перенесена в другую комнату
112
Eli
Рис. 6.6. Перепланировка квартир в зданиях постройки 20-х начала 30-х годов с введением недостающих подсобных помещений:
а *— в квартирах переделан входной узел, перепланировкой затронуты комнаты, примыкающие к кухням, лифт и мусоропровод вмонтированы в габариты здания; б — переделан входной и санитарно-кухонный узел; в — при перепланировке сохранены многокомнатные квартиры; г — путем выделения прилестничных «карманов» организованы входные узлы квартир, ванные вынесены нз кухонь, в одной нз квартир применен нетиповой санузел; д пример более кардинальной перепланировки, когда передвинуто большинство межкомнатных перегородок. в левой квартире ликвидирована темная кухня, к здаЯию пристроена шахта лифта и мусоропровода; I существующая планировка; 2 — модернизация типового этажа; 3 — фРагмент модернизации первого (стрелками указана ориентация на север)
площадью 7 м2. В квартирах с большими подсобными помещениями теряют обычно меньше жилой площади. Более четко решая планировку, санитарный узел размещают не на месте бывших жилых комнат.
Оборудование квартир недостающими элементами благоустройства без полной перепланировки характерно для застройки 20-х—начала 30-х годов, поскольку в подавляющем большинстве зданий этого периода (в 81 случае из 100) жилые ячейки имеют 2...3 комнаты и четкую структуру. В таких квартирах реконструируют только входные и санитарно-кухонные узлы. Несмотря на то что здесь нет четкой дифференциа-
114
Рис. 6.6. Продолжение
ш:и комнат по площади, планировку кардинально не меняют, сохраняя большинство межкомнатных перегородок.
Таким решениям отдают предпочтение, так как полная перепланировка влечет за собой значительные потерн жи
лой площади, не сравнимые с потерями при модернизации доходных домов начала века. Это объясняется социально-экономическими условиями, сложившимися в первые десятилетия Советской власти, когда для разрешения жилищного кризиса требовался максимальный результат капиталовложений и экономичное жилище проектировали увеличивая жнлую площадь за счет сокращения до минимума подсобных Помещений.
При частичной перепланировке санитарнокухонный узел желательно размещать у входа, как показано на рис. 6.6. Расположенный в глубине квартиры он требует протяженных переходов, что сказывается на экономичности планировочного решения.
На выбор типа санитарно-кухонного блока влияют геометрические размеры ячейки, в которую его можно вписать. Для санузла поперечного расположения необходима ширина не менее 5,5 м. Санузел продольного расположения, где кухня, ванная и иногда уборная последовательно идут вдоль наружной стены, не требует такой глубины ячейки, тем более, что кухню можно вытянуть вдоль фасада на два окна.
Оборудование санитарно-кухонного узла
115
Рис. 6.6. Продолжение
внутри здания вызывает необходимость нарушения конструкций для прокладки санитарно-технических коммуникаций и устройства негниющих перекрытий. Во избежание этого, а также отселения жильцов можно применить пристроенные санитарно-кухонные блоки, что позволяет улучшить структуру квартир и упорядочить входной узел (см. рис. 6.1,6). Однако такое решение требует свободного пространства на прилегающей территории.
Разукрупнение квартир при частичной перепланировке сходно с методами, изложенными в § 6.3.
Продолжительность морального износа квартир в наше время бурного развития науки и техники и связанного с Этим беспрерывного повышения требований к комфортности жилья с каждым годом сокращается. Установлено, например, что эти требования у семьи частично меняются через 5 лет и каждые четверть века завершается цикл полного изменения представлений о качественных характеристиках, в том числе структуре квартиры. Поэтому в планировку жилой ячейки стремятся заложить возможность трансформации помещений.
Один из путей, по кото-
рому идут архитекторы, это применение гибкой планировки. Другой путь “-применение смежно-изолированных квартир, описанных в § 5.1. Примеры решения таких квартир в условиях старой застройки приведены на рис. 6.2. Их характер
ной особенностью являг ется построение двух частей квартиры на базе существующих объемов с различными планировочными характеристиками. Они могут поэтому найти широкое применение при капитальном ремонте в зданиях дореволюцион-
116
Рис. 6.6 Продолжение
ной постройки, где отсутствует четкий планировочный модуль.
6.2. Модернизация лестнично-лифтовых узлов
В практике модернизации обычно стараются сохранить существующие лестницы для последующего использования. Такая тенденция относится как к парадным лестницам, в старых зданиях иногда декорированным лепкой и росписью, так н черным, которые большей частью переделывают в основные. Однако эти лестницы, как правило, не отвечают современным требованиям эксплуатации и противопожарным нормам, имеют недостаточную ширину, повышенные уклоны, увеличенную длину маршей и даже за-бежные ступени. Нередко неудовлетворительно решены входные узлы: основной вход сделан нз подворотни, отсутствуют тамбуры и выход во двор. Но самый крупный недостаток -- это отсутствие лифтов.
Крутые лестницы обычно перекладывают, стараясь разместить в габаритах здания. Однако такой прием не всегда осуществим, и длину лестничной клетки приходится увеличивать за счет устройства выносных остекленных площадок балконного типа (рис. 6.7, а).
117
Рис. 6.6. Продолжение
Наиболее серьезные работы возникают при необходимости увеличения ширины лестничной клетки, когда нужно перекладывать стены или переносить лестницу в другое место. В некоторых случаях ее можно перестроить за счет соседних помещений, как показано на рис. 6.7, б, в.
В модернизируемых зданиях с отметкой входа в квартиры верхнего этажа, равной 14 м и выше, устанавливают лифты. Существующие подъемники устаревшей конструкции- меняют, реконструируя и лифтовые шахты.
В жилых домах применяют пассажирские и грузопассажирские лифты на 3, 4 и 5 человек грузоподъемностью 320... 1000 кг.
Лифт обычно устанавливают на этажной площадке. Если это не уда
ется, то его монтируют на междуэтажной, что менее удобно и допускается .как вынужденное решение. Лифтовую шахту стараются заключить в несгораемые конструкции.
Лифт располагают в габаритах здания, если в пределах лестничной клетки или рядом с ней есть место. Логично использовать габариты примыкающих черных лестниц, ликвидируемых при реконструкции (рис. 6.7, г). Тогда существующие капитальные стены лестничной клетки изолируют лифтовую шахту. Если же нет места для размещения лифта в торце, то используют смежные объемы (рис. 6.7,д). Прием допустим только тогда, когда к лифту и мусоропроводу примыкают нежилые помещения квартир, например кухни и санузлы.
В практике модернизации часто имеют место
случаи, когда ширина корпуса не позволяет разместить лифт в пределах габарита здания. Тогда лифт делают приставным или навешивают на фасад со стороны лестничной клетки (рис. 6.7, е). Лифтовую шахту выполняют в виде стального каркаса, горизонтальные элементы которого анкеруют к стене. Каркас навесного лифта подвешивают к консолям, располагаемым в пределах чердачного перекрытия. Низ шахты размещают над входной дверью. Остановки кабины «привязывают» к междуэтажным площадкам.
Подвесные лифты весьма экономичны. Их можно применять практически в любых зданиях. Однако эти лнфты недостаточно удобны в эксплуатации, поскольку их первая остановка находится на отметке примерно 3 м над уровнем входа 'в здание, а последующие — на 1 /2 этажа выше входов в квартиру.
::8
Рис. 6.7. Реконструкция лестнично-лифтовых узлов:
1 — план существующей лестницы; 2 — реконструкция, план типового этажа; .? го же. первого
119
Особую сложность представляет размещение лифта при реконструкции черной лестницы в основную, поскольку размеры лестничной клетки обычно занижены против современных требований. Здесь возможны решения двух типов. Во-первых, боковое решение, когда лифт и мусоропровод размещают в пределах старой лестничной клетки, а для новой используют смежный объем (рис. 6.7,6). Прием оправдан, когда марши существующей лестницы имеют недопустимую по современным нормам ширину и уклон. Во-вторых, выбирают центральное расположение лифта и мусоропровода с обходной лестницей (рис. 6.7, в).
Мусоропроводом оборудуют здания, пол верхнего этажа которого выше тротуара на 14 м. Установка мусоропроводов показана на рис. 6.7. Мусороприемники устанавливают в каждом этаже или через этаж.
При модернизации старого здания особую сложность представляет решение входного узла и размещение мусорокаме-ры с мусоросборником. Существующие парадные входы с улицы сохраняют, ' но стремятся сделать еще один — со двора. Если же старые входы устроены со стороны арки-проезда под зданием. их полностью ре
конструируют, обеспечивая безопасный выход из здания на улицу или во двор. На входах устанавливают тамбуры, иногда для этого переделывают первые марши лестницы.
Мусорокамеру в первом этаже выгораживают, отделяя от лестницы и смежных помещений несгораемыми конструкциями. В пределах габарита здания трудно освободить место для мусорокамеры, поскольку необходимо существенно менять планировку первого этажа (по сравнению с верхними), а в соседних объемах размещать нежилые помещения, шумовой режим которых не столь ограничен, как в жилье. Кроме того, к мусоро-камерам требуется подвести воду и канализацию, а также переделать полы, так как по существующим нормам они должны быть несгораемыми н расположенными на уровне тротуара.
Расположение приставных мусорокамер тоже связано с трудностями, поскольку на территориях дворов вдоль фасада не всегда есть свободные площадки и при выборе места для них следует предусмотреть возможность беспрепятственного подъезда. Необходимо также обеспечить свободный доступ к оголовку мусоропровода на чердаке для периодической профилактической очистки стояка. .
Темные лестницы, не имеющие окон и расположенные в глубине корпуса. довольно часто встречаются в старых домах. Эти лестницы ставили продольно или поперек здания, вписывали в квадрат или фигуру, близкую к нему. Применяли двух- и трехмаршевые композиции. Одна
из таких показана на рис. 5.20.
Описываемые лестничные клетки освещаются через фонарь в крыше, что неэффективно, особенно при двухмаршевых лестницах, не имеющих шахты между маршами: свет не проникает в ниж ние этажи. Естественно, что сохранение таких лестниц ограничено невысокими зданиями. Другим условием сохранения является обеспечение активной вентиляции и дымоудаления, что обусловлено нормами противопожарной безопасности. Этого достигают, устраивая вытяжные вентиляционные шахты или специальные вытяжки на верху.
6.3. Применение современных планировочных схем
В старых зданиях планировку приспосабливают к существующей ситуации. При этом учиты вают ориентацию, дем< графическую структур населения и параметры стенового остова.
В зависимости от ориентации по странам света, относительно шумных магистралей и соседней застройки применяют короткие секции С двусторонними квартирами, когда ситуация неблагоприятная, или более длинные с односторонними квартирами, если здание расположено мери
120
дионально, не затенено и вдоль его фасадов нет интенсивного движения транспорта. Эти условия являются решающими при выборе планировочного решения, но недостаточными. Предопределяют выбор и такие параметры здания, как ширина корпуса и длина фронта, обуслуживаемо-го лестничной клеткой.
При прочих равных условиях предпочтение отдают секционным, более комфортным планировочным схемам, а не коридорно-галерейным. При выборе последовательно рассматривают возможность применения секций первой группы, затем второй и третьей (нх планировочные особенности описаны в § 5.3). Выбор основывают на рекомендациях, изложенных ниже.
Секции первой группы с поперечной лестницей и выходом из квартир непосредственно на этажную площадку в соответствии > графиком на рис. 5.24, в .могут быть применены в корпусах шириной в свету В от 8 до 12.5 м и расстоянием между лестницами L от 14,5 до 28 м. При значениях В выше максимальной величины комнаты квартир с площадью, отвечающей существующим нормам, будут иметь нежелательные пропорции. Секции минимальной ширины и предельной длины можно строить на широком шаге оконных
проемов илн двойном узком, так как здесь получают комнаты, близкие к квадрату. В зданиях с шириной корпуса, близкой к верхнему пределу, ширина жилых комнат приближается к половине их длины и поэтому желательно, чтобы шаг оконных проемов не превышал 2,5...3 м.
В зависимости от ориентации, ширины здания и шага лестничных клеток в секциях первой группы располагают от двух до четырех квартир. Характерные приемы организации таких секций в модернизируемых домах прослежены на рис. 6.8.
Секции второй группы с поперечной лестницей н развитой поэтажной площадкой применяют в зданиях частично ограниченной и меридиональной ориентации, преследуя цель объединения вокруг одной вертикальной коммуникации до 12 квартир на этаже. К таким схемам прибегают и для расширения этажной площадки, когда возникает необходимость разукрупнения квартир и, следовательно, увеличения дверей на площадке. При этом иногда делают неглубокие «карманы». Проемы, ведущие в них, оставляют на месте бывших входов в квартиры и отделяют от лестницы запирающимися дверями. Это позволяет не искажать интерьер и сохра
нить существующие неогнестойкие ограждения «карманов», что важно при капитальном ремонте с частичной сменой внутренних конструкций.
Многоквартирные секции описываемой группы применяют только в домах меридиональной ориентации, находящихся в благоприятном шумовом и инсоляционном режиме, поскольку все или большинство квартир располагают по одну сторону горизонта.
Секции строят по планировочным схемам, показанным на рис. 6.9. Характерной особенностью этих схем является распределительный тупиковый коридор. Его прокладывают по оси здания, но иногда смещают с нее, создавая несимметричное решение.
В соответствии с графиком на рис. 5.24. в секции второй группы можно применять в корпусах шириной до 13,5 м, поскольку в средней затемненной нх части располагают внсквартнрный коридор, ие требующий дневного освещения. Допустимая длина секции значительна — может достигать 45 м, но в четырехквартнрной быть равной 24 м.
Секционно-коридорные решения используют в меридионально ориентированных домах с широким шагом существующих лестниц, в которых по каким-либо причинам нерационально строить новые лестничные клетки или использовать старые. Секции оправдывают се-
6—205
121
Рис. 6.8. Характерные примеры образования секций первой группы при модернизации планировки:
а — разукрупнение секций за счет использования черных лестниц, применение коротких секции свободной ориентации; б — образование секций частично ограниченной ориентации длиной до 22 м; в. г — то же, меридиональных длиной 22...28 м; о — прием образования чеырехквартнрнон секции частично ограниченной ориентации длиной до 24 м. Применяемый при широких лестничных площадках; I — существующая планировка: 2 модернизация '
122
бя в зданиях с лифтами, поскольку один лифт обслуживает большое количество квартир.
Секции третьей группы с продольной лестницей, устанавливаемой внутри здания у средней продольной оси, позволяют объединить одним узлом до 10... 12 квартир на этаже. Эти секции можно использовать в корпусах с шириной, доходящей до 17 м, а расстояния между лестницами делать от 20 до 42 м.
Выделяют два композиционных приема использования описываемых секций. Первый основан на том, что лестницу выполняют вдоль продольной осн дома (рис. 6.10, а). Этот прием допустим в невысоких зданиях и с обязательным соблюдением правил противопожарной безопасности, рассмотренных в § 6.2.
Второй прием заключается в размещении лестницы у запада стены (рис. 6.10, 6). Тогда лестничную клетку освещают через окна по всей высоте. Для старых домов этот прием имеет существенный недостаток: в условиях нехватки светового фронта приходится загораживать лестницей i^Horo оконных проемов.
,К рассматриваемой группе примыкают секции в Старой застройке с лестницами, не имеющими окон и расположенными в глубине корпуса (рис.
6.10, в). Эти лестницы реконструируют, освещая за счет расширения одной из площадок до наружной степы. В невысоких зданиях такие лестницы стремятся сохранить, выдерживая нормы противопожарной безопасности.
Угловые Г-образные секции применяли в местах стыка двух смежных зданий или домах, расположенных на пересечении улиц. Характерной чертой секций является большая ширина здания по биссектрисе угла. В середине корпуса образовывается «мертвая* зона, которую трудно осветить естественным светом.
В зданиях, угловая секция которых примыкает к соседней застройке, возможны два противоположных решения. Одно, когда парадная лестница расположена во внутреннем углу, и другое с главной лестницей у наружного угла. Схемы построения секций и разукрупнения квартир в этих случаях показаны на рис. 6.11, а, б. Здесь в наиболее затемненной части корпуса помещены вне-квартирные коммуникации, а планировка квартир решена с учетом ориентации корпусов: в меридиональном размещены односторонние, в широтном — с двусторонним или угловым освещением.
В угловых зданиях с
острым углом примыкания корпусов окна дворового фасада недостаточно освещены, поэтому квартиры делают двусторонней ориентации, создавая короткие секции (рис. 6.11, в). Если черные лестницы можно приспособить для новых секций, то их используют; если же нельзя, то возводят новые.
В прямых и тупых углах окна дворового фасада получают достаточно света, поэтому нет необходимости делать все квартиры двусторонними. В зависимости от ориентации и длины секций прибегают к двум приемам, показанным на рис. 6.11, г, д. Размещая короткие секции, применяют решения первой группы, организовывая входы в квартиры с поэтажных площадок. В более длинных используют лестницы с распределительными площадками или холлами.
В широких корпусах (14...' 16 м) значительная часть секции оказывается в «мертвой» зоне, а вокруг обычной лестницы невозможно скомпоновать большое количество квартнр, как этого требует площадь секции. В таком случае возможно применение приема, показанного на рнс. 6.11,е. Он основан на использовании продольной лестницы, перенесенной ближе к центру здания. Для ее освещения и главное проветривания устроен «колодец», полученный путем разборки части кладки (показана пунктиром) и превращения одной старой стены, ограждающей лестничную клетку, в на-
6*
123
Рис. 6.9. Приемы образования секций второй группы: ц — решение секций частично ограниченной ориентации; 6. о то же, меридиональных длиной до 45 м с различным набором квартир; / существующая планировка; 2 — модернизация
Рис. 6.10. Примеры образования секций третьей группы меридиональной ориентации: / - существующая планировка;
2 — модернизация
Рис. 6.11. Характерные приемы модернизации Г- и У-образных секций:
/ существующая планировка; 2 -- модернизация
ружную. Это характерный прием применения секции третьей группы с продольной лестницей. обходная площадка которой развита в холл с выходами из большого количества квартир.
Т-образные секции .можно встретить довольно часто в старой застройке, особенно зданиях начала XX в. Их отличительной чертой (как и Г-образных секций) является «мертвая» зона в месте примыкания корпусов, где, как правило, размещены лестничные клетки. Применяли лестницу двух типов, что зависело от уровня полов в примыкающих частях здания: если полы находятся на одном уровне, то лестницу делали но схемам, показанным на рис. 6.12,0, б; если же смещали на половину этажа, то по схемам в—д.
Приемы модернизации зависят от окружающей ситуации, ориентации и габаритов секций. В условиях застройки высокой плотности площадь дворов мала, а инсоляцион-ный режим помещений не удовлетворяет нормативным требованиям. Последнее усугубляется сокращенным световым фронтом секции со сторо-
124
125
1
Рис. 6.12. Характерные приемы модернизации Т-образных секций:
/ -- существующая планировка; 2 — модернизация
126
ны пристроенного корпуса. Все это иногда приводит к необходимости сноса части здания и модернизации по схеме на рис. 6.12, а.
В секциях небольшой протяженности независимо от ориентации удается разукрупнить квартиры без кардинальной реконструкции парадной лестницы и с применением секций первой группы (см. схемы б, в). В секциях, ориентированных, как показано на схеме г, для разукрупнения квартир, можно устроить распределительный коридор в меридиональном корпусе. Это позволит применить длинную секцию, а в широтном, наоборот, необходимо сократить ее длину, поскольку часть новых квартир должна иметь двустороннее освещение.
Ориентация здания по схеме д допускает устройство в основном корпусе длинных секций с распределительным коридором. В примыкающих нужно применить квартиры сквозного проветривания, что приводит к сокращению длины секции и отнесению отсечённой ее части к другой лестнице.
Коридорно-галерейные системы применяют только в корпусах меридиональной ориентации. Их решают, применяя мо-ЛТК двух видов. Структура igjporo вида, коридорных систем. показана на схемах рис. (^13. а, б, а галерейных — на с'хем'ах в, г того же рисунка.
Длина описываемых систем с одной лестницей ограничена 85 м, поскольку по противопожарным нормам максимальное расстояние от входа в квартиру до лестничной клетки не должно превышать 40 м. Однако уже при длине коридора 45 м необходимо обеспечить второй выход на пожарную лестницу, обычно устраиваемую в торцах здания.
По схемам а и б коридор освещают естественным светом не на всем протяжении. Он имеет окна только в торцах и на лестнице. При длине более 40 м коридор получает дополнительное освещение через световые разрывы — холлы, располагаемые с шагом 20 м.
Коридорные системы с квартирами по обе стороны коридора можно применять в широких корпусах. Так, расчеты показали (см график на рис. 5.24.в), что системы с квартирами гостиничного типа пригодны для стенового остова с расстоянием между наружными стенами, достигающим 21 м. Обычные квартиры со светлыми кухнями сужают возможности коридорных систем. При таком решении ширина корпуса не может превышать 16.8 м н должна быть не менее 9 м.
Коридоры в планировочных системах, построенных по схемам на рнс. 6.13,0. г, прокладывают вдоль одного из фасадов н освещают естественным светом на всем протяжении. По этим схемам строят как коридорные, так и галерейные дома. В первом случае коридор размещают в габаритах здания, а во втором выносят за его пределы и превращают в галерею. Оба решения подчинены общим закономерностям, если не считать, что неотапливаемая галерея может быть применена только в районах с теплым климатом.
Системы с односторонним расположением квартир гостиничного типа можно вписать в старые здания шириной до 11.7 м. При этом кухни будут освещены вторым светом через галерею. Для квартнр со свет
лыми кухнями нужно, чтобы ширина здания находилась в пределах от. 5,6 до 8,6 м.
В коридорных домах с широким корпусом, одной глав ной лестницей и симметрично расположенным коридором .можно разместить до 55 однокомнатных и 27 двухкомнатных квартнр гостиничного типа. Максимальное количество квартир со светлыми кухнями несколько ниже — 20 (цифры определены по допустимой длине коридора). Несимметричное галерейное решение предопределяет размещение квартнр с одной стороны коридора, поэтому возможное их количество в домах гостиничного типа сокращается до 28 однокомнатных нлн 14 двухкомнатных. Здесь же можно разместить не более 10 квартир со светлыми кухнями.
Коридорные системы с двусторонним расположением квартир могут быть применены только в зданиях благоприятной ориентации относительно стран света (широтной) и существующей ситуации. Другое дело галерейные системы. которые можно использовать в домах широтной ориентации, размещая жилые помещения вдоль южного фасада, а коридор-галерею — вдоль северного. Такне решения особенно оправдывают себя, когда здание повернуто северным фасадом на магистраль с интенсивным движением нлн в острых углах, когда окна по дворовому фасаду плохо ннсолнруются и освещаются (рнс. 6.13,г).
Комбинированные коридорногалерейные системы эффективны при реконструкции зданий с корпусами, ориентированными на разные стороны горизонта (рис. 6.13,6). Здесь квартиры широтного корпуса компонуют вокруг галереи, а меридионального — вокруг коридора.
Конструктивно-планировочная схема стенового остова реконструируемого здания оказывает влияния на выбор архитек-
127
турно-планировочного решения. Например.секции первой группы (с поперечной лестницей) относительно просто вписать в стеновой остов, построенный по одно- и двупролетной схеме. Наиболее удобны лвупролетные схемы с внутренними опорами, расположенными по продольной осн здания. В этом случае при модернизации глубину
помещений по противоположным фасадам принимают одинаковой.
Внутренняя стена, незначительно смещенная с продольной оси, существенно не влияет на принципиальное решение, но вызывает необходимость применения приемов, маскирующих этот фактор. например, устройства альковов в комнатах, расположенных в боль-
Рис. 6.13. Характерные приемы 4o>irpiiiri;i и ин с применением кърн.торно галерейных систем: I существующая планировка. 2 ыодгркичаиия шем пролете. Аналогичные приемы используют и в трехпролетных системах, однако эти системы особенно удобны для размещения секций с распределительными холлами (вторая группа) и продольной лестницей (третья группа). Они не менее удобны и для коридорных систем.
Наиболее сложна компоновка решения в корпусах с поперечными несущими стенами, по и здесь можно найти приемлемую композицию. используя секционные и коридорно-галерейные системы.
Конструктивно-планировочную схему при необходимости можно изменить. К этому прибегают довольно часто, проектируя модернизацию с полной заменой внутренних конструкций. Например, однопролетную схему с пролетами более 6 м или трехпролетную с внутренними столбами заменяют двупролетной. Кирпичные столбы разбирают и устраивают внутренний железобетонный каркас. Только производя модернизацию .с частичной заменой внутренних конструкций, архитектурно-планировочные решения полностью подчиняют конструктивной схеме стенового остр-ва здания.
128
Расположение соседней застройки существенно влияет на выбор решения. Оценка этого фактора подробно изложена в § 6.4.
Модернизация секций в зданиях 1957—1963 гг., в том числе первого поколения полносборного домостроения, является самостоятельной и плохо изученной проблемой: сроки капитального ремонта таких зданий только подходят, и работы еще не приняли массовый характер. Однако уже сейчас можно проследи гь намечающиеся методы перепланировки, в корне отличающейся от изложенных выше и пригодных для домов дореволюционной постройки. Если при перепланировке последних трудности возникают в связи с необходимостью уменьшить площадь квартир для того, чтобы их можно было заселить одной семьей, то в зданиях 1957—1963 гг. возникает другая проблема — площадь квартир занижена против рекомендаций СНиПа и, как следствие, они недостаточно обеспечены подсобными помещениями, кухни и прихожие малы, попасть во все спальни можно только через проходную общую комнату.
Преодолению всех этих недостатков и доведению уровня комфорта до современных требований препятствуют конструктивные особенности зда
ний; они выполнены в прочном и долговечном материале - бетоне. Даже перегородки, смонтированные нз гипсо-, шлако- и керамзитобето-на, часто являются связями и элементами жесткости стенового остова, и их ослаблять и тем более переставлять нельзя. Планировку поэтому будут полностью сохранять, но заселять квартиры малочисленными семьями нз расчета выделения им несколько большей жилой площади, чем предусмотрено действующими нормами. с целью компенсации недостающих подсобных помещений.
Специалисты высказывают мнение, что следует прибегать и к перепланировке квартир, где это возможно. Например, при капитальном, ремонте квартир (рис. 6.14, а} открыть небольшие замкнутые пространства, как показано на рнс. 6.14,6. Смена газовой плиты на электрическую позволяет превратить неполноценные кухни в кухни-ниши. За счет жилой площади добавить недостающие объемы прихожей и шкафам, а открывание последних по возможности вынести из комнат.
По излагаемой концепции относительно радикальную перепланировку допустимо предусматривать только в домах с кирпичными стенами и главное перегородками, а не несущими стенками-
диафрагмами, нх заменяющими. Здесь можно, например. две малогабаритные квартиры решить, как показано на рнс. 6.14, в, и рассматривать как смежно-изолированные, предназначенные для сложной и большой семьи. Тогда возможна поэтапная миграция членов семьи, поясненная на рис. 5.8.
Изучая приведенные примеры, легко установить, что в описываемой застройке имеются резервы, при перепланировке можно увеличить комфортность квартир, в разной степени расширяя подсобные помещения за счет жилой площади. Санитарные узлы следует сохранять на прежних местах, ио иногда дополнять, вводя в жилую ячейку второй санузел, чаще совмещенный. Практика покажет, какой из методов наиболее эффективен, но представляется, что в проектах следует предусматривать минимум перепланировки и при заселении увеличивать норму жилищной обеспеченности.
6.4. Совместная модернизация группы зданий
Реконструкция городской застройки связана не только с благоустройством зданий и прилегающей территории, но и созданием единых уличных ансамблей, а в пределах
129
Рис. 6.14. Модернизация секций в зданиях постройки после 1957 г.
защитных зон — территорий старинных центров городов и их восстановлением. Существует два метода реконструкции. Первый — это щадящая
реконструкция ценной застройки, создающей нсто-.рически сложившийся облик города. Основа метода — реставрация памятников архитектуры, со
хранение, а в некотором случаях и восстановлейМе ценных строений. По втЬ1 рому методу допускав возможность нарушения внешнего вида застройки,
130
Рис. 6.14. Продолжение
не представляющей архитектурно-исторической ценности. Модернизацию не связывают с условием сохранения фасадов, поэтому открываются широкие возможности изменения объема зданий путем надстроек, пристроек и встроек, а где это необходимо, и сноса.
Характерной особенностью старых кварталов является высокая плотность застройки. Здания стоят без необходимых разрывов, часто образуют замкнутые дворы-ко-лодцы, и улучшение гигиены среды вызывает большие трудности, поскольку ориентация и взаимное расположение существующих строений фиксированы, а измене* цие ситуации требует йфлыиого сноса.
Для улучшения гигиенических условий разуп
лотняют застройку, сносят дворовые строения, разбирают дворовые пристройки. На рядовой территории выбор объектов сноса относительно прост, но в защитных зонах перерастает в проблему, так как большинство строений причисляют к опорному фонду.
В пределах защитных зон стремятся обеспечить максимальную гигиеническую эффективность сноса. Этому способствует разборка смежных корпусов или их частей, что позволяет радикально улучшить гигиену среды и увеличить площадь дворовых территорий при минимальном сносе (рис. 6.15, а — е). Если же снос по каким-либо соображениям недопустим, прибегают к трансформации, превращая здания или их нижние эта
жи, находящиеся в особо неблагоприятных гигиенических условиях, в нежилые (см. схему ж).
Внутреннюю модернизацию жилой группы подчиняют единому планировочному решению, при необходимости объединяя дома или нх части в одном композиционном элементе. Границы между проектируемыми секциями и существующими зданиями могут не совпадать, как это имеет место на стыке домов 8 и 9 на рис. 6.16.
Пример характерен высокой плотностью застройки, особенно во дворах, где стоят строения, не представляющие архитектурно-исторической ценности. Эти строения намечено снести, что приводит к вынужденным потерям площади. Второй особенностью прн-
.131
Рис. 6.15. Варианты санации плотно застроенных кварталов с обеспечением приемлемых условий иносолиции: а — со сносом затеняющего примыкающего строения и разборкой части северного корпуса; б—е - со сносом части внутрен них затеняющих или затененных корпусов; ж — с размещением в
первых этажах н пол поднятым до уровня третьего этажа лвором общественных помещений; I — часть здания, продолжительность инсоляции которой ниже нормы; 2 — то же, в пределах нормы; 3 — расчетные точки; 4 — территория с годичным затенением; 5 то же. полугодичным; / — существующая планировка; 2 -реконструкция
132
Рис. 6 15. Продолжение
мора является применение коротких секций первой группы с квартирами двустороннего освещения. Такое решение вызвано широтной ориентацией большинства зданий и габаритами стенового остова, по графику на рис. 5.24, в соответствующего секциям этой группы. Исключение составляет планировка меридионального корпуса, где применена угловая секция третьей группы и вторая с «карманами». В них все квартиры односторонней ориентации.
В тех случаях, когда реконструкцию не связывает условие сохранения композиции фасадов строчной застройки, открываются широкие возможности изменения объема зданий путем встроек, пристроек и надстроек. Встройки между домами и пристройки к ним могут являться са-
133
1-1
Рис. 6.15. Продолжение.
Условные обозначение
134
мостоятельнымн секциями или дополнением к существующим", что позволяет увеличивать площадь, приходящуюся на одну лестницу.
Рассмотренный пример относится к модернизации жиЛых групп с высокой плотностью г жилого и нежилого фонда, но на старых территориях центров городов почти всегда имеются участки с экстенсивной застройкой. В такой ситуации периметральная застройка часто бывает нарушена и вдоль улиц имеется свободная земля или во дворах стоят малоценные жилые и нежилые строения. При модернизации таких кварталов возникает необходимость восстановления периметральной застройки. Это требует возведения новых домов, предпочтительно жнлых. Внутреннюю территорию обычно расчищают, освобождая место для благоустройства.
Вопрос о сносе может быть решен однозначно, если сносимые строения не представляют физической и моральной ценности. Если же н@ территории стоят более ценные здания, то возникает альтернатива, т. е. возможность их сохранения с одновременной трансформацией куста домов в нежилые, рассчитанные на кратковременное пребывание людей и поэтому требующие более мягкого гигиенического режима. Однако такой путь, используемый повсеместно, может привести к недопустимым явлениям, связанным со спецификой посещения учреждений. Они функционируют только в определенные часы и административные районы пустеют в нерабочее время.
Совместная реконструкция группы домов позволяет превращать их в единый объемно-планировочный комплекс. В та
ком комплексе эффективно используется территория, лестнично-лифтовые узлы и мусоропроводы, более достоверно решаются вопросы сноса, размещения нового строительства и учреждений обслуживания.
6.5. Технико-экономические сведения
Стоимость модернизации здания зависит от количества сменяемых при капитальном ремонте конструкций и элементов, объемов работ, намечаемых к выполнению. Выбор варианта не всегда однозначен: при разработке проекта часто возникает дилемма, какой вид капитального ре-, монта применить: выборочный или комплексный. Решая такую дилемму, считаются с тем, что строители, ремонтируя освобожденный от жильцов дом, резко меняют микроклимат поме-
135
Рис. 6.16. Реконструкция плотно застроенного квартала с модернизацией жилых зданий (фрагмент). В правой его части характерный пример застройки начала XX в.:
/ — существующая планировка: 2 — реконструкция (К4Ж каменный четырехэтажный жилой дом; К2Н каменный двухэтажный нежилой; К1С — каменный одноэтажный саран)
щений. Конструкции отсыревают, и деревянные элементы перекрытий впоследствии начинают гнить. Это не имеет значения при комплексном ремонте со сменой всех внутренних конструкций, а при выборочном перерастает в проблему. С другой стороны, ремонт без отселения — тяжелое испытание не только для жильцов, но и ремонтников, поэтому при проектировании сокращают до минимума объемы работ (конечно, не в ущерб качеству) или выносят решение о комплексном капитальном ремонте с отселением.
В последнем случае затраты на ремонт возрастают по меньшей мере вдвое, поэтому такое решение принимают на основе веского обоснования, например включения рассматриваемого здания в группу совместно ремонтируемых домов.
Совместная реконструкция квартала в противоположность ремонту отдельных зданий является наиболее прогрессивной формой ведения работ.
136
1:KWK
(>;КЧЖ
3;ЮК
';КЗЖ
9;КЫ
Ю; К2Ж
И;К2Ж
Е |jid па
Дело не только в том, что при проектировании максимально достоверно определяют дальнейшую судьбу зданий и при перепланировке эффективней используют их объем. Комплексный подход позволяет организовать поточное производство, максимально индустриализовать и механизировать работы, а в результате добиться повышения производительности труда, сокращения сроков и стоимости ремонта.
При проектировании ремонтов поиск планировочных решений обосновывают одним из важнейших критериев эффективности модернизации зданий, показателем об-
137
щей и жилой площади, получаемой в результате перепланировки. Этот показатель характеризует и потери площади после реконструкции или капитального ремонта. С этой точки зрения предпочтительны секционные системы планировки и особенно первой группы, применяя которые можно добиться минимальных потерь.
Коридорные и коридорно-галерейные системы менее эффективны, и вопрос об их использовании может быть рассмотрен после того, как установлено, что ..разрешающие возможности стенового остова здания не позволяют вписать секционные. Однако в этих группах планировочных схем разница в потерях площади на вне-квартирные коммуникации незначительна, зависит от габаритов лестничных клеток и возможных размеров распределительных коридоров. При определенном сочетании этих параметров возможны случаи, когда коридорные системы окажутся лучшими. Для оценки решений поэтому необходим прикидочный расчет, т. е. вычисление натуральных планировочных показателей и в первую очередь kra6 и АреК. Их рассчитывают по методике, изложенной в § 4.3.
Модернизация планировки зданий, построен
ных в 30-х годах, имеет свои особенности, которые заключаются в том, что величина связанных с модернизацией потерь жилой площади находится в прямо пропорциональной зависимости от степени изменения планировочной структуры секции. Их существующая планировка основана на максимальном использовании площади квартиры для размещения жилых помещений. В подавляющем большинстве домов перепланировку можно осуществлять только за счет этих помещений и при коренном изменении структуры секции, например разукрупнении квартир, возникают большие потери жилой площади. С этой точки зрения оптимальными решениями являются такие, в которых реконструируют только санитарно-кухонный узел и переднюю.
Технико - экономический анализ проектов реконструкции и капитального ремонта жилых зданий рядовой застройки выполняют, пользуясь методикой, изложенной-в § 4.3. Определяя индекс реконструкции, расчет довольно часто ведут, подменяя приведенные затраты стоимостью реконструкции зданий или единицы площади в нем. Такая подмена допустима: расходы на эксплуатацию жилья примерно одинаковы незави-
симо от выбранного варианта модернизации дома.
Сравнение величин приведенных затрат — показателя эффективности капитальных вложений — при оценке проектов модернизации жилых домов спорно. Окупаемость не может служить критерием услуг жилищно-коммунальных хозяйств. Их современная цена ниже фактической стоимости.
Чисто экономическая оценка проектов модернизации жилых зданий на исторической территории старого города условна. Это связано не только с тем, что трудоемкость ремонтных работ всегда намного выше и расходы на зарплату значительно превышают аналогичную статью затрат в новом строительстве. В большинстве случаев капитальный ремонт оказывается более дорогим мероприятием. Кроме того, при реконструкции имеют место большие’ потери жилой площади на снос в соответствии с градостроительными и гигиеническими требованиями, а также расходы на благоустройство территории и модернизацию сетей подземных коммуникаций.
Все это часто приводит к тому, что индекс реконструкции 3ptK получает отрицательный знак. Следовательно, Капи
це
тальный ремонт оказывается менее эффективным, чем новое строительство на том же месте. Однако снести здание часто нельзя, поскольку оно является элементом исторической среды старого города. В этом случае проект обосновывают социально - экономическим анализом, но оценивают не одно здание, а группу кварталов, микрорайона илн района города.
Социально - экономическая оценка реконструкции застройки действенна, если рассматривают не только жилье, но н такие элементы городской среды, как социально-бытовое обслуживание и другие градостроительные факторы. Методика поэтому рассмотрена в главе «Мо
дернизация общественных зданий и сооружений» (см. § 8.4.).
ВОПРОСЫ
ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Квартира, ее элементы н структура, зависимость структуры от социальных условий, эволюция квартиры за последние 100 лет.
2. Типы малоэтажных домов, нх особенности, применение квартир в двух уровнях.
3. Классификация многоэтажных зданий, особенности, преимущества и недостатки разных типов.
4. Виды внеквартнрных эвакуационных путей, габариты коридоров, лестничных маршей и площадок.
5. Сравнительная экономическая характеристика жилых домов, зависимость стоимости от параметров зданий и нх элементов.
6. Принципы модернизации квартир, разукрупнение, введение в структуру недостающих элементов благоустройства.
7. Отличие методов перепланировки от планировки новых жилых зданий. Факторы, ограничивающие свободу выбора решений.
8. Реорганизация внеквартнрных коммуникаций и лестнично-лифтовых узлов.
9. Характерные приемы перепланировки в домах, построенных до 1917 г., в первые десятилетня Советской власти и в более поздние периоды.
10. Особенности планировочных решений сложных узлов примыканий корпусов друг к другу и угловых секций.
11. Современные тенденции модернизации, перепланировка группы домов, учет факторов окружения (городской среды).
12. Черты, свойственные модернизации памятников архитектуры с целью интенсификации нх функционального использования.
13. Пути сохранения и утилизации малоэтажной, но градостроительно ценной застройки.
14. Методы оценки эффективности модернизации зданий. Тенденции социально-экономической оценки проектов реконструкции застройки.
РАЗДЕЛ III ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
ГЛАВА 7. АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОЗИЦИЯ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
Общественные здания и сооружения предназначены для размещения в них учреждений управления, просвещения, культуры, науки, коммунального’, торгового, бытового и транспортного обслуживания, здравоохранения и связи. Рассмотреть все многообразие проектных решений, отражающих специфику архитектуры этих сооружений, не представляется возможным. Поэтому в настоящей главе дана характеристика только таких общественных зданий и сооружений, которые тяготеют к жилой застройке. К нх числу относят учреждения, обеспечивающие услугами повседневного спроса. На жилых территориях располагают детские са-ды-ясли, школы, продовольственные магазины и учреждения общественного питания, приемные пункты предприятий бытового обслуживания, службы дирекции экс
плуатации зданий и клубы жильцов, игровые и спортивные сооружения.
7.1. Классификация общественных зданий
Общественные здания классифицируют по нескольким критериям: капитальности, функциональным признакам, категории значимости в структуре общества, универсальности и способам строительства. Классификация по критерию капитальности подробно описана в гл. 2.
Классификация по функциональным признакам наиболее сложна, поскольку имеет четыре ступени (группа, тип, подтип к вид). Высшая категория -• это группа, каждая нз которых соответствует определенному направлению человеческой деятельности. Группы объединяют следующие учреждения и предприятия: 1 — здравоохранения, физической культуры и социального обеспечения, 2 — просвещения, 3 --культуры. 4 — искусства, 5 — науки и научного обслуживания, 6 — финансирования, кре
дитования и страхования, 7 — управления. 8 — партийных и других общественных организаций, 9 — коммунального хозяйства, 10 — бытового обслуживания населения, 11 — торговли н общественного питания, 12 — связи, 13 —транспорта, 14 - строительства.
Группы состоят из типов, а иногда н подтипов (подробно см. СНиП П-Л.2-72). Например, группа учреждении просвещения включает два тн-_ па сооружений: 1 — общеобразовательные школы и учреждения по воспитанию детей, 2 — учебные заведения по подготовке кадров. Первый тнп разбит на четыре подтипа (а — дневные общеобразовательные школы, б вечерние (сменные) школы рабочей н сельской молодежи, в - детские дошкольные учреждения, г — детские дома), а подтипы — на виды. Так, подтип «в» объединяет четыре вида: детские сады. ясли-сады, ясли-сады для детей с дефектами развития, детские площадки.
Третий разряд классификации — ранжирование по значимости, т. с. какое место занимает сооружение в общественной структуре города, области или республики. Различают учреждения микрорайон-ного, районного и городского значения, областного, республиканского н государственного управления.
Четвертый разряд классификации - группировка по функционал ыюй у и и ворс ал ьн ости. По этому признаку сооружения классифицируют на четыре вида. К первому относят дома однофункцноналыюго значе ния, например театр нлн концертный зал. Ко второму причисляют сооружения многопланового использования. Типичным примером такого сооружения является Дворец съездов в московском Кремле, в котором можно проводить конференции и съезды, устраивать театральные представления и концерты.
Третий вид — тоже универсальные здания, по приспособленные к быстрой трансформации. Это киноконцертные, спортивно-зрелищные сооружения, клубы и дома культуры с многофункциональными залами. В результате несложных мероприятий -они способны превращаться в сооружения различного назначения: спорткомплекс. кинотеатр, концертный зал или театр.
Четвертый вид — это блокированные здания, где размещают различные учреждения, например объединяют все службы жилого района, включая >рнтельнын зал, магазины, сто-зовую-кафе, комбинат бытово-'О обслуживания в контору эксплуатации жилищного хо-(яйства. При таком объединена можно не только значительно сократить рабочие пло-цадн, но и интенсифицировать жсплуатацню помещений за :чет кооперирования, т. е. пос-едовательного использования >азлнчнымн организациями гля проведения таких меро-рпятнй, как спортивная работа нлн учеба днем, а собра-1ня, концерты или кннопоказ гечером.
Общественные здания строят ю индивидуальным и тппо-•ым( проектам. По нндиви-.уальным возводят сооружена, высокого ранга (см. тре-ий," разряд классификации), о ,типовым — постройки часового строительства.
7.2. Объемно-планировочные элементы общественных зданий
Одна из особенностей сооружений, называемых общественными, заключается в их разнообразии, о чем свидетельствуют сведения, приведенные в § 7.1. Однако при всех различиях архитектурных решений таких сооружений можно выделить характерные объемно-планировочные элементы, которые являются непременными составными частями общественных зданий. По функции элементы подразделяют на основные, коммуникационные и вспомогательные.
Элементы основной функции — это помещения, ради которых построено здание. В кинотеатре. филармонии и театре таким помещением является зрительный зал. В зависимости от назначения различают также читальный, лекционный, танцевальный, спортивный, торговый или обеденный залы. Их форма и размеры зависят от функции, а конструктивное решение от конфигурации, габаритов и величины пролетов.
На рис. 7.1 и 7.2 показаны разрезы и планы зрительных залов. Форма планов может быть различной: прямоугольной. трапецеидальной, многоугольной или очер
ченной кривыми линиями. В малых залах кресла располагают в партере, в больших этим не ограничиваются, расса живая зрителей в амфитеатре и на балконах. Амфитеатром обычно называют места за партером, но в некоторых современных залах ряды кресел партера размещают не параллельно сцене, а по кривой с превышением последующих рядов над предыдущими, создавая амфитеатр- в первоначальном значении этого термина, заимствованного из греческого (рнс. 7.1, а). Балконы устраивают в торце зала против сиены (рис. 7.1, 6), а иногда и вдоль боковых стен (рис. 7.1, в, г).
Планировку зрительных залов подчиняют условиям высокого качества восприятия музыки и речи, т. е. звукового комфорта. а также удобства и беспрепятственной видимости или зрительного комфорта. Эти вопросы подробно изложены в § 2.3 и 2.4.
Залы крытых спортивных сооружений решают как единый объем. В нем выделяют спортивное поле с подходами и трибуны для зрителей, располагаемые амфитеатром. Трибуны устраивают с одной, двух или всех сторон.
Особую группу представляют многоцелевые залы в универсальных
14*
Рнс. 7.1. Схемы продольных разрезов зрительных залов: а — с партером—амфитеатром; б — с балконом в торце; в—г — с торцовыми и боковыми балконами; / — партер; 2 — амфитеатр; 3 — балконы
зданиях. Такие залы проектируют с расчетом на трансформацию и последовательное использование для различных
мероприятий. Например, в спортивно-зрелищных залах можно поочередно проводить спортивные соревнования и митинги.
Рис. 7.2. Схемы планов зрительных залов:
а — прямоугольного; б — трапецеидального; в — криволинейного очертания с выдвинутой сценой; г — трансформируемого для показа кинофильмов и проведения концертов или организации спортивных мероприятий
демонстрировать кинофильмы, устраивать театрализованные представления, празднества и концерты. Изменение функции требует быстрой трансформации помещений, а это, в свою очередь, особых объемнопланировочных решений, специального оборудования и механизмов.
Например, если зал. где показывали кинофильмы, нужно превратить в спортивный для хоккея, то на месте экрана необходимо расположить трибуны, а в центре расчистить от кресел площадку для поля, обеспечить его ледяной покров и установить барьер-ограждение (рнс. 7.2, г).
В киноконцертных з^Иах трансформация помещений проще. Для концерта устакДО: ливают задник, прикрываюцр^ экран. Не более сложно переоборудование универсального зала в Домах культуры и клу
1М
бах, который может быть использован для театрального представления, концерта или кннопоказа. В их планировке учитывают, с одной стороны, возможность последовательной смены зрителей без пересечения людских потоков, что необходимо в кинотеатрах, и с другой - - большие рекреационные помещения (фойе) для посетителей, что требуется в театрах.
В зрительных залах выделяют обособленный объем — сцену. В театрах этот объем представляет собой более высокую, отделенную порталом часть зала, оборудованную подъемными устройствами, вращающимся полом и другими механизмами. В традиционных залах сцену раскрывают в сторону зрителей, обеспечивая горизонтальный угол 30...400 (см. рис. 2.7, б), а в залах нового типа ее выдвигают за счет- просцениума и увеличивают угол до 90... 120° (рис. 7.2, в).
В концертных залах делают сцену-эстраду. Ее размещают в едином со зрительным залом объеме (рис. 7.2, г).
Еще один вид залов — помещения большой площади (более 200 м2), в которых допустимы промежуточные опоры перекрытий или покрытий. Столбы и колонны внутри этих помещений не влияют на эксплуатационные качества, поскольку не препятствуют Приводимым здесь функциональным процессам. Описываемый вид — это
залы библиотек, магазинов, столовых и различных административных учреждений. В зависимости от допустимой освещенности и глубины помещений перекрытия над ними выполняют по двух-, трех- и многопролетной схемам (рис. 7.3).
В административно-хозяйственных, научных и проектных учреждениях основными элементами являются рабочие комнаты и кабинеты, в учебных заведениях — аудитории и классы, а в детских садах и яслях — групповые и игральные комнаты. Эти помещения имеют относительно небольшую площадь — до 150 м , и их планировку решают в строгом соответствии с функцией. На рис. 7.4 показаны планы аудиторий и классов.
Коммуникационные элементы — это помещения, предназначенные для входа и выхода из здания, распределения, горизонтального и вертикального перемещения людских потоков внутри сооружения.
Входные узлы делят на главные, служебные и вспомогательные. Главный вход является организующим узлом зданий. В зависимости от их вместимости и функциональных особенностей делают один илн несколько главных входов. Обычно устраивают один такой вход, что добно с точки зрения экономики
Рис. 7.3. План и разрез обеденного зала с промежуточными опорами в ресторане
rJrJrJ Н тплг шЛг wtnr mnj
0*0 0*0 о
эксплуатации, но в зданиях с большим количеством посетителей, в крупных универмагах, спорткомплексах и т. д. целесообразно делать отдельные входы в каждый из секторов.
В состав входного узла включают тамбур, вестибюль и гардероб. Их взаимное расположение диктуют условия беспрепятственного движения людских потоков от тамбура к внутренним коммуникациям.
Тамбуры являются тепловыми, шлюзами, устанавливаемыми на пути проникновения холодного наружного воздуха внутрь здания. Эти шлюзы необходимы в районах с умеренным и холодным климатом.
Оптимальное условие работы тамбуров, когда при проходе посетителя двери открываются
Ш
О)
6)
1-1
г I i i
к ODDO
DOUD
1= -III-
в)
Рис. 7.4. Планы н разрезы учебных классов (а, б) н аудиторий (в):
/ — кинопроектор; 2 -- диапроектор; 3 — доска; 4 стол дли преподавателя и демонстрации объемных ТСО; 5 — шкафы
Рнс. 7.5. Входные тамбуры с прямолинейным движением (а), летним и зимним графиком движения (б)
последовательно и одна из них всегда препятствует сквозному воздушному потоку. Однако во время интенсивного движения людей все двери тамбура оказываются открытыми и холодный воздух беспрепятственно циркулирует с большими скоростями. Для смягчения последствий этого явления устанавливают мощные тепловые завесы, которые призваны быстро поднять температуру попадающего в помещения воздуха, а тамбуры делают с поворотами, снижающими скорости воздушных потоков (рис. 7.5). В целях предотвращения проникновения холодного воздуха непосредственно в вестибюль его иногда отделяют от тамбура. устраивая буферное помещение, так называемый аван-вестибюль.
Стужебные входы делают для обслуживающего персонала, артистов и спортсменов, а вспомогательные — для выхода посетителей на территорию участка: в парк, на спортплощадку и т. д. Во всех случаях эти входы являются запасными эвакуационными путями, используемыми в экстремальных ситуациях. На
описываемых входах ставят тамбуры упрощенного типа.
Вестибюль — это первое распределительное помещение на пути посетителя, вошедшего в общественное здание. Вестибюль планировочно решают как небольшой зал. В нем располагают гардероб, иногда и такие службы, как справочное бюро, киоски для торговли газетами, книгами, сувенирами и другими мелкоштучными изделиями. Вестибюль связывают с горизонтальными и вертикальными коммуникациями — коридорами и анфиладами помещений, лестницами и лифтами.
Фойе и поэтажные холлы выполняют двоякую роль. Являясь распределительными помещени’я*-ми, они могут служитВ 'й местом рекреации. В театрах фойе располагай^ перед зрительным залбгИ? В момент его заполнения в фойе происходит пере-
144
Таблица 7.1. Расстояние от дверей наиболее удаленных помещений до выхода наружу или в лестничную клетку
Степень огнестойкости здания Расстояние, м
из помещений. расположенных между лестничными из помещений с выходами в тупиковый коридор
клетками или наружными выходами
в детских яслях-садах в больницах в прочих общественных зданиях в детских яслях-садах в прочих общественных зданиях
1 20 30 40 20 25“
II 20 30 40 20 25
III 15 25 30 15 15
IV 12 20 25 12 12
V 10 15 20 10 10
распределение потоков зрителей. Как место отдыха посетителей и артистов (артистическое фойе) их иногда оборудуют буфетами. В кинотеатрах фойе часто совмещают с вестибюлями. Поэтажные холлы располагают у группы лифтов и в световых карманах, предназначенных для освещения коридоров.
Коридоры в общественных зданиях, как и жилых, делают тупиковыми или сквозного прохода между лестницами. Коридоры могут быть размещены вдоль одного из фасадов или отнесены в глубь здания. В первом случае коридоры освещают естественным светом пр всей длине, во втором — только в торцах. Длина такого коридора 4Q, м. При большей длине устраивают световые карманы с шагом не более 20, м. Длину коридора ограничивают и расстоянием от дверей помеще
ния до выхода на лестницу. Эти ограничения для общественных зданий различных групп приведены в табл. 7.1.
Ширина коридора является расчетной величиной, зависящей от линейной плотности людского потока и нормативной продолжительности эвакуации. Подробно об этом см. § 2.7. Получаемые в результате расчетов величины сравнивают с минимально допустимыми. Так, ширину d второстепенного коридора нельзя делать уже 1,25 м, а основного — 1,5 м. Если же коридор совмещают с рекреацией, то его расширяют, принимая d> >2,8 м.
Лестницы в общественных зданиях делят по функциональному признаку на две категории: главные (парадные) и второстепенные.
Главные лестницы, которые являются основной коммуникацией посетите
лей, связывают с вестибюлем внизу и группами основных помещений вверху.
Второстепенными на-, зывают служебные и пожарные лестницы. Их размещают в лестничных клетках, отделенных от остальных помещений стенами. Пожарные лестницы иногда делают открытыми, располагая снаружи здания.
В общественных зданиях применяют двух- и трехмаршевые лестницы прямоугольного и криволинейного очертания. Наиболее разнообразны парадные лестницы, которые часто делают разветвленными (рис. 7.6). Служебные лестницы обычно делают двумаршевыми.
Лестницы расположены на путях эвакуации, поэтому их выполняют, подчиняя требованиям противопожарной безопасности. Ограждающие конструкции, марши и
145
М>1
Рис. 7.6. Схемы разрезов и планов парадных лестниц общественных зданий: а — открытых прямолинейных; б — спаренной двумаршевой; в — разветвленной
Рис. 7.7. Лестница-пандус
площадки делают из материалов высокой степени огнестойкости. Объем лестничной клетки предохраняют от задымления, отделяют от коридоров дверями.
Ширину лестничных
маршей,' как и других эвакуационных путей, регламентируют нормами, ставя эту величину в зависимость от количества пребывающих на этажах людей. Так, на каждые 100 человек принимают по 0,6 м ширины марша, но независимо от этого минимальную ширину главных лестниц задают равной 1,35 м, а второстепенных — 1,2 м. В таких зданиях с большим количеством посетителей, как кинотеатры, клубы, театры и.спортивные сооружения, ширину маршей принимают, рассчитывая по продолжительности эвакуации (см. $ 2.6). Уклоны маршей принимают, выдерживая рекомендации § 2.5.
Пандусы и эскалаторы нашли широкое применение в общественных зданиях. Пандусы — это
лестницы, в которых марши со ступенями заменены плоскостями-дорожками с уклоном 1:8 (рис. 7.7). Двигаться по таким наклонным плоскостям легче, но длина пути значительно больше.
Пандусы занимают много места. Площадь их проекции в 3 раза больше, чем проекции лестницы, поэтому пандусы редко применяют для подъема на этажи. Чаще устраивают на переходах при перепаде отметок полов в пределах до 1,5... 2 м и в проходах зрительных залов с местами, расположенными амфитеатром.
Эскалаторы представляют собой механические .лестницы с двилйу-щимися ступенями. Укг лон таких лестниц сос-.' тавляет 1:1,75—1:2. (1|j.
Лифты — пассаж^: ские, грузопассажирские
146
и грузовые подъемники— устанавливают в. многоэтажных зданиях. В сооружениях средней этажности лифтами пользуются наравне с лестницами, а в зданиях повышенной этажности они являются основным видом вертикального транспорта. В первом случае лифты располагают вблизи лестниц, а во втором помешают в специальных лифтовых холлах, объединяя в группы. Эти группы компонуют, ставя не более чем по пять лифтов в ряду. Лифтовые шахты ограждают несгораемыми конструкциями. Размеры шахт принимают в зависимости от типа и грузоподъемности подъемника (см. § 19.2).
Обычные лифты являются машинам н цикличного действия. оборудованными одной кабиной, рабочий цикл которой складывается нз следующих операций: ход к месту вызова, загрузка, подъем или спуск, разгрузка. В общественных зданиях вместо лифтов применяют, ио довольно редко, так называемые патерностеры. Они представляют собой много-кабинные подъемные машины беспрерывного действия с медленно движущейся бесконечной цепью. К этой цепн подвешены кабины. Пассажиры входят и выходят нз ннх на ходу, выбирая момент, когда полы кабины н посадочной площадки совпадают.
К вспомогательным элементам относят артистические, костюмерные и бутафорские в театре, книгохранилища и коллектор в библиотеке, кухни с подсобными помеще
ниями в ресторане или столовой, детском саду или яслях, а также склады декораций, костюмов и бутафории, хранилища музыкальных инструментов, запасники в музеях и картинных галереях, склады товаров и холодильники в магазинах и столовых, раздевалки, санитарные узлы и туалетные для посетителей, артистов, спортсменов и обслуживающего персонала.
В особую группу вспомогательных элементов выделены помещения инженерного обеспечения зданий. Это кинопроекционный, радио- и видеоузел, электрощитовые, котельные, бойлерные, насосные, вентиляционные камеры и пульты управления.
Санитарные узлы общественных зданий объединяют помещения, в которых устанавливают унитазы, писсуары, умывальники, душевые поддоны или ванные. Санузлы административных, учебных и зрелищных сооружений состоят из шлюза, уборных и умывальных (рис. 7.8, а, 6), а в спортивных и детских учреждениях — и душевой с раздевалкой, необходимой для спортсменов и детей (рис. 7.8, в—д). В больницах и номерах гостиниц ставят ванные (рис. 7.8, е—з) или поддоны (рис. 7.8, и—н).
Шлюзами отделяют санитарные узлы от осталь
ных помещений. Эти шлюзы часто совмещают с умывальными комнатами и раздевалками в душевых. Санитарные узлы группируют, в разных этажах их располагают друг над другом. Это уменьшает количество стояков санитарно-технических коммуникаций и, следовательно, сокращает их протяженность.
Помещения общественного питания являются неотъемлемой частью большинства общественных зданий. Этн помещения планируют, подчиняя протекающему в них технологическому процессу. Закономерности технологической взаимосвязи и компоновки узлов питания описаны в $ '7.4.
7.3. Дошкольные и школьные учреждения
В Советском Союзе систематически выделяются огромные средства для развития сети детских учреждений. Так, если в царской России было всего 150 детских садов и яслей, то к концу десятой пятилетки 110 тыс. этих учреждений принимают более 11 млн. детей, а после провозглашения Закона о всеобщем среднем образовании в школах учится вся молодежь школьного возраста — примерно 25 млн. человек.
Детские и школьные учреждения подразделяют на три типа: общие,
147
санитарно-оздоровительные и специальные — для неполноценных детей. В зависимости от способа эксплуатации их делят на учреждения дневного пребывания и интернаты.
Учреждения общего типа входят в систему повседневного обслуживания жителей близлежащих домов. Ясли, детские сады и школы располагают непосредственно в жилой застройке микрорайонов, выделяя для них территории, наиболее
Рис. 7.8. Схемы санитарных узлов для общественных зданий:
изолированные от шумных и загазованных магистралей, а пешеходные пути отделяют от транспорта.
Ясли и <;ады входят в группу детских учреждений, предназначенных для общественного воспитания детей дошкольного возраста. Дневные учреждения рассчитаны на ежедневное 10... 12-часовое пребывание детей, а интернаты — круглосуточное, по 5...6 дн в неделю.
Детские сады и ясли интенсивно начали строить с первых лет Советской власти. Уже к концу
20-х годов были выработаны определенные планировочные принципы. Это компоновка отделенных друг от друга помещений для групп, состоящих из приемной — раздевалки, игральной с туалетной, спальной с небольшой верандой. Второй принцип — появление самостоятельного административно-хозяйственного ядра.
Современные детские учреждения чаще всего объединяют в ясли-сад, в котором блокируют помещения для групп различного вида. Ясельные группы комплектуют из
3)^-
148
Таблица 7.2. Типы зданий детских садов-яслей общего типа
15...20 детей в возрасте до трех лет, а группы детского сада — из 22...25 детей от трех до семи лет. В зависимости от количества групп регламентируют вместимость учреждений (табл. 7.2). Типы зданий назначают по демографическому составу и численности жителей микрорайона или жилой группы. Предпочтение отдают укрупненным яслям-садам на 140 и более мест.
Здания детских яслей-садов объединяют три вида помещений. Основной предназначен для пребывания отдельных групп, второй состоит из общих помещений для всех детей, а третий объединяет административно-хозяйственные службы. Функциональная связь между видами помещений показана на рис. 7.9, д. Примеры двухэтажных яслей-садов показаны на рис. 7.10.
Композиционно здания решают в виде единого объема, блоков, объединенных закрытыми переходами, или применяя несколько зданий павильонного типа. Прием использования единого объема наиболее прост и экономичен. Компактность плана способствует сокращению протяженности стен. Недостатком такого решения является неполная изоляция помещений отдельных видов, поэтому в практике довольно часто применяют
Типы зданий Количество групп
ясельного возраста дошкольного возраста общее
Детские ясли-сады:
на 50 мест 1 1 2
90 > 2 2 4
140 » 2 4 6
160 » 3 4 7
280 » 4 8 12
320 » 6 8 14
Комплекс детских яслей-
садов:
на 560 мест 8 • 16 24
640 » 12 16 28
Рнс. 7.9. Функциональные схемы яслей-детсада н его элементов:
а, б — схемы группировки групповых для детей ясельного возраста (дневного (а) и круглосуточного (6) пребывания); в, г— то же, групп детсада дневного (в) и круглосуточной (г): /— приемная; 2 — игровая; 3 — туалетная; 4 — спальная: 5 — тамбур: 6 — буфетная; 7 — спальная-веранда; 8 — умывальная; 9 уборная; д схема яслей-детсада; / —
входной узел с вестибюлем, комнатами заведующей и персонала; 2 — групповые ясель; 3 — стиральный блок со стиралыю-раз-борочной, сушилыю-гладильной и кладовой чистого белья; 4 — кухонный блок с кухней и двумя кладовыми; 5 — групповые детского сада; б — блок общих помещений с музыкальной комнатой, спортзалом, плавательным бассейном и методическим кабинетом; 7 — медицинский блок с приемной, комнатой врача, фотарием и двумя изоляторами
149
Рис. 7.10. Двухэтажные детские сады-ясли:
а — на 160 мест постройки начала 30-х годов; б — современный типовой на 280 мест; / — игральные комнаты; 2 — групповые; 3 — приемные; 4 — спальная-веранда;
5 — зал для музыкальных занятий; 1 — план первого этажа;
// — план второго этажа
блочные композиции, лишенные указанного недостатка. Наибольшую изоляцию обеспечивают при решениях павильонного типа, когда каждую
детскую группу размешают в самостоятельном здании. Этот прием чаше всего используют в климатических . районах с жарким климатом.
Общеобразовательные школы делят на начальные, неполные средние;И полные, а по эксплуатации — на обычныер.и школы-интернаты, в co-
ISO
став которых включают спальные с подсобными помещениями.
Типы школьных зданий характеризуют количество учащихся, состав учебных помещений, необходимых для проведения основного функционального процесса в младших (с I по IV), средних (с V по VIII) и старших IX—X классах, а также число параллельных потоков на каждой ступени образования. Количество учащихся зависит от наполняемости учебных помещений (численности учащихся в группе). Обычно классы комплектуют из 38...40 человек, а в перспективе предполагается их уменьшение до 30 человек. Указанные выше признаки увязывают, как показано в табл. 7.3. В правом столбце этой таблицы приведены соотношения количества потоков начальных, средних и старших классов, выраженные дробью.
Типы зданий выбирают по количеству человек, проживающих в микрорайоне и проценту подростков школьного возраста по демографическим сведениям о населении города. Иногда 1спользуют усредненные -гормативные данные о ^Обходимом количестве пкольных мест на 1000 кителей.
Основными помещениями школы являются слассы. Исходя из нормы
Таблица 7.3. Тилы общеобразовательных школ
Типы зданий Количество учащихся Соотношение потоков
Начальные школы на 4 класса 40 1:0:0
То же 80 1:0:0
Неполные средние школы на 8 классов 192 1 : 1 :0
То же 320 1:1:0
Средние школы на 10 классов 392 1 : 1 : 1
То же, на 12 классов 464 1:1:2
—»— на 16 классов 624 1:2:2
—»— на 20 классов 784 2:2:2
—»— на 30 классов 1176 3:3:3
—»— на 40 классов 1568 4:4:4
—»— на.50 классов 1960 5:5:5
1,25 м2 на одного учащегося, их площадь принимают равной 40...50 м2. В архитектурно-планировочной структуре школ отражены социальные потребности н возможности общества. Так, в первые годы Советской власти состав помещений ограничивали классами, объединенными коридором и входными узлами с вестибюлями — раздевалками учеников для младших и старших ступеней обучения. В последующие годы стали делать единый вестибюль (рис. 7.11). Высоту принимали в четыре этажа. Такую планировку-и этажность практиковали вплоть до 60-х годов.
По мере роста материальной базы расширялись возможности нашего общества. В состав помещений стали включать спортивные залы и блок общественного питания. Первые школы с этими группами помещений были построены в 30-х годах. Обычно залы выно
сили, пристраивали как дополнительный объем.
В последние годы в составе школьных помещений предусматривают восемь функциональных групп помещений (рнс. 7.12). В первую включают классы для начальной ступени образования, во вторую — для V./X классов — учебные кабинеты, например литературы нлн математики, и лаборатории (химии, физики и т. д )-
В отдельные группы выделяют мастерские трудового воспитания н технический центр. В состав мастерских входят помещения для практикумов по обработке металлов и дерева с инструментальными и лаборантскими, а также пошивочные к кулинарные. В технический центр включают такие помещения, оснащенные техническими средствами обучения (ТСО), как вычислительная лаборатория, лингафонный и другие кабинеты ТСО, радно-н телеузел, фотолаборатория и инвентарная.
Пятая группа — это помещения для учебно-спортивной н культурно-массовой работы. Сюда входят спортивные залы и плавательный бассейн с вспомогательными помещениями, актовый зал со сценой н киноустановкой, библиотека с книгохранилищем и различные кружковые комнаты. К этой группе
151
Рис. 7.11. Школа ЗО-х годов: а — план первого этажа; б то же, второго
приминают помещении для продленного дня: комнаты для занятий и игр. По нормам этими помещениями пользуются 20% школьников начальных классов и 10% старших.
В школах-интернатах вместо помещений продленного дня организовывают группу общежития. Кроме общих комнат в ней размещают спальные гостиничного типа с санитарными узлами на одиу или две спальни.
Помещения общественного питания выделяют в самостоятельную группу — пищеблок. В него включают обеденный зал, кухню-доготовочную, моечную, холодильную камеру, кла-
Рнс. 7.12. Функциональная схема школы:
/ — входной' узел с вестибюлем и гардеробом; 2—пищеблок со столовой доготовочной; 3 — технический центр с лишофонным кабинетом, вычислительной лабораторией и информационным центром; 4 — библиотека с книгохранилищем; 5 — кружковые комнаты продленного дни; б —
актовый зал; 7 — спортивно ядро с залом и плавательны: бассейном; 8 ход в спальни корпуса интерната; 9 — бло I IV классов; Ю — блок V X классов с кабинетами, лаборг ториями; // блок трудовое воспитания с мастерскими и к< бнпетамн; 12 административш хозяйственный блок с кабинетам!
учительскими и т. д.
152
(&8мк ГИкл
энс. 7.13. Здание школы блочной композиции на 32 класса: 1 — план первого этвЖа; б — «арнанты композиции здания; / — <ласс; 2 — рекреация; 3 — гарде-»об; 4 — учебный кабинет; 5 — аборатория; б — учительская; ' — актовый зал; 8 — гимнасти* <ескнй зал; 9 — мастерские; 10 — головая-. // — кухня; 12 — слу-кебно-хозяйственные помещения
.овые продуктов и бытовые смещения для обслуживающего персонала.
Еще одна группа помеще-ий — это рекреаини, входные злы с вестибюлями и разде-алкамн, адмннистратнвно-хо-яйствИяные помещения: кабн* сты директора, заведующих чебнбй*' и хозяйственной ча-тью, канцелярии и учитель-
ские. В больших школах сюда включают склады оборудования и ремонтные мастерские.
Различные функциональные группы помещений разделяют планиро-вочно. Школы уже не решают, как единый объем — параллелепипед, а применяют сложные композиции, чаще всего блочного или павильонного типа. При этом в каждом из блоков или павильонов располагают одну или две родственные группы помещений, объемы актовых и спортивных залов выде-
ляют, как показано на рис. 7.13.
7.4. Предприятия ? торговли и общественного питания
Предприятия торговли и питания являются авеньями системы общественного обслуживания населения города, поэтому каждый магазин, кафе или столовую проектируют не локально, а рассматривая их как элемент этой системы.
Описываемые общественные здания делят на две группы. К первой
-205
153
относят предприятия, обеспечивающие -услуги повседневного массового спроса, ко второй — нестандартного обслуживания с широким и сложным ассортиментом товаров и услуг, в том числе специальных. Предприятия первой группы располагают на жилых территориях, но приближают к местам концентрации пассажиров общественного транспорта — остановкам или пересадочным пунктам, а второй — размещают в общественных центрах илн на торговых улицах города.
Предприятия торговли классифицируют по товарному профилю, способу торговли и товарообороту (мощности). В зависимости от профиля торговли магазины делят на продовольственные и промтоварные.
Существует три способа продажи товаров: с продавцами, обслуживающими торговые места на прилавке; самообслуживание с открытой выкладкой товаров и комбинированный. Способ самообслуживания считают наиболее прогрессивным, здесь можно сократить количество продавцов, но в продовольственных магазинах необходимо обеспечить подачу товаров к покупателям в расфасованном виде. В тех случаях, когда расфасовать все товары не удается, самообслуживание совмещают с выделением
рабочих мест за прилавком, т. е. применяют комбинированный способ.
Помещения, проектируемые в магазине, независимо от его профиля, делят на три группы (рнс. 7.14). Первая, предназначенная для покупателей, включает в себя торговый зал, входные узлы, лестницы и переходы. Две другие — подсобные. В одной обрабатывают товары: разгружают, сортируют, хранят и подготавливают к продаже. Вторая состоит из административно-бытовых помещений для обслуживающего персонала.
Объем торгового зала 'делят на четыре зоны: вход, торговая, расчетный узел и выход. Эти зоны взаимоувязывают, организовывая поток покупателей, не имеющий пересечений, учитывая характер потребления товаров. Торговое оборудование — пристенные и островные горки, торговые автоматы, стационарные и передвижные контейнеры-прилавки — располагают в последовательности, соответствующей потребительскому спросу. Расчетный узел размещают у выхода, как показано на рис. 7.15. В большинстве магазинов его совмещают с зоной выхода, поскольку установлено, что так можно создать наиболее четкий поток посетителей магазина.
В планировке залов, учитывают необходимость трансформации оборудования в связи с часто изменяющейся торговой конъюнктурой и составом услуг. Помещение стараются освободить от жестко закрепленных несущих конструкций, поэтому применяют большепролетные перекрытия с широким шагом опор. В этих же целях лестницы и лифтовые узлы многоэтажных магазинов выносят на периферию торговой зоны, размещая у наружных стен.
Планировку подсобных по: метении решают с учетом двух факторов: широкого применения передвижных контейнеров-прилавков и наблюдающейся тенденции расширения торговых залов за счет подсобной площади. Первый фактор отражается на планировке коммуникаций н складов, которые проектируют, обеспечивая возможность свободного передвижения контейнеров, а для облегчения периодической перепланировки в зоне сортировки и хранения товаров применяют сборно-разборные и переставные перегородки. Только в административно-хозяйственных помещениях их делают стационарными.
Здания торговли встраивают в первые этажи жилых домов, располагают в отдельно стоящих сооружениях или включают в структуру кооперированных зданий. Встраивать в дома можно тол ькс небольшие магазины, поскольку их эксплуатация связана с движением транспорта по жилой территории и погрузочно-разгрузочными работами что понижает комфорт ность жилья. Загрузоч ные зоны выносят в торе! здания, где нет окон и; жилых комнат, открытые
154
склады огораживают глухими стенами.
Крупные встроенные магазины рационально располагать, используя пристройку, выносимую за габариты здания в сторону улицы. Погрузочно-разгрузочные зоны таких магазинов не размещают на территории жилых групп. Иногда нх убирают под землю. Такне решения особенно удобны на пересеченной местности, когда перепад рельефа можно использовать для организации въездов в подсобные помещения магазинов.
Отдельно стоящими сооружают крупные магазины многоцелевого назначения, например универмаги. Однако практика показала, что такие магазины лучше объединять с другими предприятиями обслуживания в кооперированных зданиях.
Предприятия общественного питания относят к сети обслуживания услугами повседневного и периодического спроса. Это домовые кухни, букеты, кафе, закусочные, столовые и рестораны. По виду пользования их юдразделяют на обще-юступные и закрытые, обслуживающие работников определенного уч-оеждення, а по характеру (ронзводства классифицируют на предприятия с юлным технологическим циклом, заготовочные и юготовочные.
Рис. 7.14. Функциональная схема продовольственного магазина самообслуживания: а зона для покупателей; / входной узел с камерой хранения; 2 — торговый зал; б административно-бытовая зона; 3 — помещения для администрации; 4 — душевые и санитарные узлы; 5 — бытовые помещения и раздевалки; в — зона скоропортящихся продуктов; 6 — цех подготовки продуктов к продаже; 7 — склады-холодильники; 8 — тарный склад; г — зона продуктов длительного хранения; 9 — склады хранения
Рнс. 7.15. Схемы планировочных решении магазинов: а—в — с пропорциями, близкими к квадрату (а — с симметричным и раздельными входами и выходами; б — с осевым расположением совмещенного входа-выхода; в - то же, несимметричным); г—d — с залами удлиненной
Z
пропорции (а — с совмещенным входом-выходом; д — то же раздельными); 1 — торговые помещения; 2 — подсобная зона; 3 — расчетная зона; 4 — движение покупателей; 5 — то же, товаров; 6 — одностороннее торговое оборудование; 7 — то же. островное двустороннее
ООО J
155
Рис. 7.16. Функциональная схема предприятия общественного литания:
а — разгрузочно-складская зона; б — адмнннстратнвно-бытовая зона; в — зона обработки продуктов; г. д — зоны реализации продукции (г — подзона магаэниоя полуфабрикатов; д — ресторанная); е — эона отходов; / — разборочная; 2 — холодильная камера; 3 — кладовая; 4 — склад продуктов; 5 — бытовые помещения; 6 — душевые н санузлы; 7 — помещения администрации; 8 — подсобные помещения; 9 — торговый зал; 10 — обеденные залы; 11 — вестибюль с гардеробом; 12 — санузлы для посетителей; 13 — заготовочный цех первичной обработки продуктов; 14 — цех последующей обработки; 15 — цехи комплектации блюд с доготовочными н сервировочными; 16 — мойка кухонной посуды; 17 — камера отходов; 18 — склад тары
Предприятия с полным циклом работают на исходном сырье и реализуют продукцию в готовом виде, включая порционные блюда индивидуального заказа. Полный производственный цикл организуют в комплексных предприятиях питания. Эти предприятия могут иметь широкий профиль, но быть специализированными, где посетителям подают, например, только блюда русской *или национальной кухни.
Функциональная схема предприятий с полным технологическим циклом показана на рис. 7.16. Ее характерной чертой является строгое подчинение технологическому циклу работы на сырье, включающему загрузку — хранение — обработку — реализацию. Широкие
возможности предприятий с полным циклом позволяют включить в их комплекс кафе и учреждения дополнительного обслуживания: кафетерии, закусочные, пункты по продаже полуфабрикатов и готовых обедов на дом, применить трансформацию — днем использовать обеденные залы как столовую, а вечером — как ресторан.
Предприятия-заготовочные представляют собой крупные механизированные комбинаты, перерабатывающие сырье и изготовляющие полуфабрикаты, а иногда и готовую продукцию, но не реализующие их в розничной сети. Для получения полного технологического цикла к комбинатам прикрепляют сеть предприя-тий-доготовочных: кафе, закусочных; столовых и
домовых кухонь, а также магазинов кулинарии.
Предприятия общественного питания располагают равномерно по всей территории города. Вместимость определяют по количеству потребителей, тяготеющих к этим предприятиям. Нормами установлено оптимальное количество посадочных мест в обеденных залах (табл. 7.4).
Состав помещений е предприятиях зависит oi типа производства. Так структура предприятий < полным производственным циклом состоит и: пяти групп. Первая — рекреации для посетите лей, включает входно! узел с гардеробом и обе денные залы, а в тех слу чаях, когда предусмотре! магазин кулинарии, то j торговые залы. В комп леке производственны
помещений входит четыре группы: складская; цехов обработки и приготовления блюд, мытья кухонной и столовой посуды; административная и бытовая для обслуживающего персонала; техническая, например, бойлерная, вентиляционные камеры и т. д.
В предприятиях-заготовочных отсутствует группа реализации, а производственную дополняют склады готовой продукции с холодильниками и морозильниками. В производственном комплексе доготовочных -предприятий нет заготовительных цехов и складов сырья. Их заменяют склады полуфабрикатов.
Здания общественного питания проектируют высотой до 3 этажей. В одноэтажных производственный процесс наиболее прост, поскольку протекает, по горизонтали, помещения для всего цикла «загрузка — хранение — обработка — реализация» находятся водном уровне (рис. 7.17, а). В зданиях : подвалом хранение и
Таблица 7.4. Количество посадочных мест в залах предприятий общественного питания
Наименование предприятия л Количество посадочных мест
в городах и поселках в сельских населенных пунктах
Столовые открытой сети То же, диетические То же, промышленных предприятий и учреждений Рестораны Кафе общего типа То же, специализированные Закусочные общего типа То же, специализированные Буфеты Домовые кухни ’ 50...500 50-200 По расчету нее 100...500 50...400 25...150 50...I50 50-150 8...36 Производите 500 до 20С сут 25./250 50...200 но не ме-50 100...250 25... 100 25... 100 25... 100 25-100 до 25 ельность от Ю обедов в ки
цехи первичной обработки, а иногда и вторичной могут быть перенесены в нижний уровень, как показано на схеме б.
В двух- и тем более трехэтажных зданиях производственный процесс приходится организовывать не только по горизонтали, но и вертикали, что усложняет взаимосвязь отдельных технологических зон. На верхние этажи выносят зону
реализации. При этом процесс приготовления продуктов расчленяют. В нижнем, основном производственном ярусе оставляют цехн первичной и последующей обработки, а звено доготовки и комплектации приближают к местам реализации, размещая на всех этажах, где имеются обеденные залы (рис. 7.17, в). Иногда по вертикали располагают и цехи обра-
тно., J.i7. Схемы размещения ю вертикали функциональных зон предприятий питания:
' — разгрузочно-складская зона; ? — эона обработки продуктов производственная); 3 — зона еалнзаини; 4 - адмнннстратив-но-бытовая зона
И/ Hz ПШПЬ
157
Таблица 7.5. Типы клубов и Домов культуры
Типы клубов Место расположения Количество зрительных мест в зале Отношение вместимости зрйтельного зала к вместимости клубной части
Сельский клуб Сельский'Дом культуры Рабочие поселки, усадьбы колхозов н совхозов Рабочие поселки, центральные 150.. .400 300...700 1 : 0,2... 1 : 0,25 1 :0,3...1 :0,4
Районный Дом культуры усадьбы колхозов и совхозов Центры административных райо- 500...800 1 : 0.7...1 : 0,8
Городской клуб Городской Дом культуры нов Жилые районы города Общественный центр городов 300...700 500... 1000 1 :0,6...1 :0,7 1 : 0.9... 1 : 1
ботки разной специализации, например овощной цех помещают в первом уровне, во втором — мясной и рыбный цех, а в третьем — кондитерский (схема г).
Предприятия с неполным технологическим циклом — столовые, кафе и т. д. — не всегда отдельно стоящие здания. Часто для них выделяют первые этажи и даже подвалы домов, расположенных на красной линии улиц и проспектов. Имеются примеры размещения небольших кафе и закусочных в подземных переходах.
В торговые центры объединяют предприятия торговли и общественного питания, обеспечивающие услугами повседневного и периодического спроса, а в некоторых случаях и эпизодического. Исходя из местоположения и предназначения торгового центра, в нем располагают различные группы предприятий. Так, в микрорайонном центре
блокируют такие продовольственные магазины, как хлебные, овощные, продуктовые широкого профиля (гастрономы) или специализированные (молоко, мясо—рыба, бакалея и т. д.), а также кафе, столовые, аптеки, приемные пункты комбината бытовых услуг, парикмахерские и ателье.
В торговые центры жилых районов включают не только продуктовые, но и промтоварные магазины с товарами периодического и эпизодического спроса, салоны бытовых услуг, рестораны и крупные кафе.
Помещения разной функции объединяют в едином объеме кооперированного здания. Применяют и блочные объемно-пространственные структуры, когда сооружение компонуют, сочетая отдельные блоки, как показано на рис. 3.3. Иногда систему зданий располагают, используя павильонную композицию. Их размещают в два
ряда, прокладывая торговую улицу или по периметру, создавая торговую площадь.
Крупные торговые центры, являющиеся местами притяжения больших масс народа, объединяют с остановками общественного транспорта, станциями метрополитена, авто- и железнодорожными вокзалами. В нижних ярусах оборудуют гаражи-стоянки индивидуального транспорта.
7.5. Клубы
Клубы и дома культуры предназначены для культурно-просветительной работы, отдыха и развлечений жителей сельских населенных мест поселков, микрорайоноЕ и жилых районов города В зависимости от мест* размещения нормы про ектирования подразделя ют клубы на пять типов отличающихся вместнмо стью зрительного зала i отношением этого пока зателя к вместимосп клубной части (табл. 7.5)
Рис. 7.18. Функциональная схема клуба:
а — зрительская честь, б — зона сцены [1 — артнстическая-круж-ковая комната), в клубная часть; 2 — лекционно-кружковая группа: 3 — группа отдыха. 4 группа библиотеки; г - административно-хозяйственная зона
Рнс. 7.19. Схема геометрических параметров киноконцертного зала клуба и экрана: / — экраны; 2 — красная линия сиены, 3 — оптическая ось кинопроектора; 4 — граница размещения зрителей; 5 — ось экрана
Помимо указанных в габлице существуют специальные клубы, объединяющие связанных опре-хеленными интересами лю-хей, например творческих работников, молодежи и ветеранов, любителей шахмат и туризма. 3 последнее время полу-шли распространение 4икрорайонные клубы. 3 них создают секции, которые призваны охва-’ить общественной рабо-ой жителей всех возра-тов, от детей до пенсио-•еров. Эти клубы обычно ооперируют с админист-ативными помещениями (илищно-эксплуатацион-ых организаций 1 и II ка-егорий, обслуживающих силищный фонд микро-айона (в зависимости от замеров эксплуатируе-ой площади ДЭЗ делят а 6 категорий, табл. 7.6).
Таблица 7.6. Классификация ДЭЗ
Помещения клубных зданий объединяют в следующие функциональные группы: зрелищную, клубную и административно-хозяйственную (рис. 7.18).
Зрелищная, где показывают спектакли и кинофильмы, устраивают концерты, проводят общественные мероприятия и
Категория ДЭЗ
I 11 111 IV
V VI
Эксплуатируемая площадь, тыс. ма
Более 70
50...70
35...50
20...35
10...20
5...10
159
лекции, имеет две группы помещений: зрительскую и демонстрационную. В первую входят: зрительный зал, вестибюль, фойе с буфетной и подсобные помещения при них, а во вторую — игровая площадка (сцена или эстрада), помещения ее обслуживания и киноаппаратная. В число помещений при сцене входят склады и сейф для декораций, артистические уборные, гримерная-парикмахерская, столярная и механическая мастерские, комнаты художника и рабочих сцены, уборные и душевые, оркестровая яма и трюм под сценой, регуляторная освещения и светопроекционная, звукоаппаратная и речевая кабина. Киноаппаратная состоит из проекционной, перемоточной и тамбура, а при вместимости зрительного зала до 400 мест здесь допускают размещать звукоаппаратную и светопроекционную.
Зрительный зал является ядрсГм клуба. По специфике эксплуатации он универсален и должен отвечать требованиям проведения различных зрелищных и общественно
Рнс. 7.20. Схемы плана и разреза игровых площадок:
а - эстрады: б — сиены; 1 — красная лниия; 2 — обрез сцены; 3 — арьерсцена; 4 — колосниковый настил; 5 — кулисы игро--вого портала; б — оркестровая яма; 7 — трюм
политических мероприятий. В этих залах звуковой и зрительный комфорт обеспечивают, выдерживая условия, изложенные в § 2.3 и 2.4. Однако в связи с универсальностью клубных залов выбор их геометрических параметров имеет свою специфику (рис. 7.19).
Расстояние от красной лн-ннн сцены до первого ряда (Д,) назначают 2,5...4.5 м. а до последнего Д = 24 м в залах вме-’ стнмостью до 600 человек н Д=27 м в более крупных. Величину повышения уровня пола эстрады над уровнем пола первого ряда устанавливают в пределах 7<ВП< 1,2 м.
Особые требования предъявляют к размещению экрана. Расстояние от него до самого удаленного ряда принимают Д,>1.5Дг. а до задней стены сцены при устройстве прохода за экраном 1,3 м, а без него £!/,= ! м.
Зазоры между выступающими частями зала и крайним лучом проекционного поля киноаппарата устанавливают равными Я^0.5 м, между нижним лучом и уровнем пола в зале Б>1,9 м. Экран и кинопроекторы располагают так, чтобы угол <р отклонения оптической осн от нормали к экрану в его центре составлял: в горизонтальной плоскости ф<6°, в вертикальной плоскости вверх <р< <3° и вниз ф<8°.
Размеры рабочего поля экрана ставят в зависимость от
длины зала Д* Ширину н длину Bt принимают: для широ-кого.экрана ШцДщ^ОЛЗДДВш/ /2,35, кашетнроваиного — О.ЗД ,£//,/1,66, обычного
ШоВо = 0.25ДД7о/1.37. . При этом задаются условием Вш= = В,= В0. Радиус кривизны экрана Р принимают- равным: Р’Д>
Игровую площадку зрительного зала делают в виде эстрады или сцены. Их разница видна на схе-мах рис. 7.20.
Клубная часть помещений состоит из трех групп: лекционно-кружковой, библиотеки и группы отдыха. В первую входит зал-аудитория с подсобными помещениями и кулуарами, репитиционный зал, кинофотолаборатория и 5...7 комнат кружковой работы с кладовыми или встроенными шкафами для инвентаря. Группа библиотеки состоит из помещения выдачи книг на до.м, читального зала и книгохранилища с местом для обработки литературы. Группа отдыхе включает танцевальны* зал, комнату для игры i настольный теннис, биль ярдную, гостиную и бу фетную с подсобным по мещением.
Административнотхозяй ственная часть состо ит из комнат обслужива ющего персонала и де журного администратора методического кабинет, и хозяйственных кладе вых. ,
Архитектурно-планирс вочную композицию зда ний клубов строят, орга
160
Рис. 7.21. Клуб со зрительным залом на 400 мест:
I - крыльцо; 2 — вестибюль с гардеробом; 3 — фойе; 4 — кассы и администрация; 5 — читальный зал; 6 — книгохранилище; 7
малый зал; 8 клубные комнаты; 9 буфет с подсобным помещением; 10 — приточная камера; 11 — артистические; 12 — санузлы, 13 — зрительный зал; 14 тетрада; 15 — склад бутафории;
16 — насосная; 17 — хозяйственные помещения; 18 - - щитовая; 19 — склад мебели; 20 — подполье; 21—23 — кинопроекционная с перемоточной; 24 — вытяж ная камера
низовывая четкую планировочную связь между отдельными функциональными частями и группами помещений. Зрительную и клубную часть размещают, обеспечивая раздельную независимую эксплуатацию этих частей, одновременно соз-да^йя возможность использования некоторых кружковых комнат в качестве артистической.
При проектировании клубов применяют компактные или блочные решения. Компактные характерны объединением всех'помещении в едином объеме, обычно па
раллелепипеде (рис. 7.21), а блочные — решением, в котором объемно-пространственные блоки определенной функции компонуют в общий комплекс (рис. 7.22).
Здания строят высотой в один—три этажа. При этом зрелищную часть со зрительным залом и сценой делают двухсветной, а клубную, где высота помещений может быть 2,7...3,2 м, размещают на двух-трех этажах.
Клубы микрорайонов, скооперированные с административными помещениями ДЭЗ, обычно размещают, применяя ком
пактную двухэтажную композицию. В таких клубах со зрительным залом на 350...400 мест располагают ограниченное количество помещений для клубной работы и отдыха. Число кружковых сокращают до минимума, исключают залы для игр и буфетные. Однако обязательно предусматривают помещения для работы с молодежью: пионерскую и спортивную комнаты со складом инвентаря.
Иногда под одной крышей с клубом и ДЭЗ располагают гараж для уборочной техники, а рядом
161
Рис. 7.22. Клуб со зрительным залом на 600 мест:
/ — зрительный зал; 2 - фойе; 3 — сиена: 4 — склад декораций; 5 — артистические; 6 — вестибюль с гардеробом; 7 — кафе на 75 посадочных мест; 8 — база проката и художественная мастерская; 9 — спортзал; 10 комната тяжелой атлетики; // — раздевалки с душеными; 12 — комната администрации
организовывают хозяйственный двор с кладовыми строительных материалов и механизмов (рис. 7.23).
Кооперация клубов с другими учреждениями характерна не только для города, но и для зданий в сельской местности. В таких зданиях вместе с клубом размещают поселковый совет и почту, столовую и магазины, а иногда спортивный зал.
ский пункт; 5 - помещения народной дружины; 6 — гараж; 7 — фойе; 8 — зал; 9 — комнаты кружковой работы; 10 — служебные помещения ДЭЗ; II — библиотека
Рис. 7.23. Кооперированное здание дирекции эксплуатации зданий с клубом микрорайона: а — первый этаж; б — второй этаж; / — вестибюль; 2 — холл; 3 — раздевалки; 4 — диспетчер-
4»
162
Рис. 7.24. План стадиона на 10 тыс. зрителей:
I — главный вход с кассовыми павильонами; 2 — главная спортивная арена с трибунами; 3 — павильон санузлов; 4 — запасные
выходы; 5 — павильон бытовых помещений; 6 — футбольное поле; 7. 8 ~ площадки для бокса и гимнастики; 9 — плавательный бассейн; 10 — 13 — площадки для баскетбола, тенниса, волейбола и
городков; 14 — павильон административно-хозяйственных помещений; 15 — тир; 16. 17 — площадки для тяжелой атлетики и борьбы; 18 — въезд
7.6. Спортивные сооружения
К спортивным сооружениям относят площадки в поля для игр и борьбы, тяжелой и легкой атлетики, спортивной и художественной гимнастики, беговые и конькобежные дорожки, бассейны для плавания и прыжков в воду, стадионы и Дворцы спорта. В зависимости от демографических групп жителей, пользующихся сооружениями, их классифицируют на общегородские, для жилых районов, микрорайонов и учреждений: детских, учебных заведе
ний и промышленных предприятий.
Спортивные сооружения, предназначенные для тренировок спортсменов, называют учебно-тренировочными, для проведения соревнований — демонстрационными, а используемые для общей физической подготовки — сооружениями активного отдыха. Кроме того, существуют детские сооружения, рассчитанные на тренировки, соревнования н активный отдых подростков.
Спортивные сооружения бывают отдельными и комплексными. Первые сооружают для одного
вида спорта, например теннисный корт, баскетбольная площадка или плавательный бассейн. К этому типу относят и трансформируемые сооружения — многоцелевые залы, последовательно используемые для хоккея и фигурного катания, волейбола,тенниса и других видов спорта.
Комплексные сооружения состоят из нескольких зданий, сблокированных в единую композицию или размещенных на территории по павильонному принципу. Характерным примером павильонного сооружения является стадион, в котором
163
Таблица 7.7. Признаки класса спортивных сооружений
Наименование Основные признаки Класс сооружения *
I П III
Стадионы Дворцы спорта Универсальные спортзалы Легкоатлетический манеж Бассейн для плавания Количество мест на трибунах, тыс. То же Арена с искусственным льдом, м Трибуны на тыс. мест Круговая дорожка, м Прямые дорожки, м Трибуны на тыс. мест Крытые ванны, м, с залом Крытые и открытые ванны, м Трибуны на тыс. мест >40 14 36 x 70 и 30X61 3 200 3X125- i 25X14,5 50X21 0,5 30...40 12 30X61 1,5-3 150-200 3X100 50X21 20...30’ 10 30x61 150 2x80 25X11
главная спортивная арена сочетается с системой административных и бытовых строений, спортивных павильонов, площадок и полей для разных игр (рнс. 7.24).
Спортивные сооружения подразделяют на классы (табл. 7.7).
В сооружениях первого класса проводят международные и общесоюзные соревнования, осуществляют учебно-тренировочный процесс спортсменов мирового уровня, второго — устраивают республиканские соревнования и тренируют спортсменов менее высокого уровня, а третьего — соревнования краев, областей и города, учат спортсменов 3-го разряда. В сооружениях высокого класса предусматривают наиболее комфортные раздевалки и другие бытовые помещения, высококачественную отделку и оборудование интерьеров.
Объемно-планировочное решение спортивного сооружения подчиняют его функции. В спортивную зону включают помещения и планировочные элементы _ основного назначения н вспомогательные. Состав, размеры и оборудование первых зависят от вида спорта, для которого предназначено сооружение. Так, планировку зала для легкой атлетики или плавательного бассейна, размеры и оборудование площадок, ванн, зон безопасности и обходных дорожек выдерживают в строгом соответствии с функциональными процессами, протекающими в этих залах.
В состав вспомогательных помещений входят раздевалки, душевые и туалеты, места для отдыха, разминки й восстановления сил спортсменов, медицинские кабинеты, комнаты для тренеров и
администрации, помещения для инвентаря и технического оборудования. Расположение и взаимо-увязку помещений подчиняют единой функциональной схеме планировки. Наиболее проста такая схема спортсооруже-ний для общей физической подготовки, приведенная на рис. 7.25. Особенностью функционального процесса в этих сооружениях является свободное, ничем не регламентированное чередование занятий спортом и отдыха с развлечениями.
В сооружениях демонстрационного типа функциональный-процесс наиболее сложен. Обычно такие сооружения проектируют с учетом работы в нескольких режимах. Нацр^мер, проведения соревнований, тренировки спортсменов, занятий с детьми, массовых -учебно-спортивных меропрнятийьс; населением и организации, (рре-лищ: фестивалей, концертов нли кннопросмотров. ‘
Демонстрационные coipjface-ния выполняют две функции:
464
Рис. 7.25. Функциональная схема сооружений для обшей физической подготовки:
I — вход; 2 - классы; 3 — регистратура; 4 помещении администрации; 5 распределительные помещения; 6 — гардероб; 7 — буфет; 8 — санитарные узлы; 9 — участки «тихого» отдыха; 10 — читальная и настольные игры; // — учебные помещения; 12 — обслуживающие помещения. /5 — помещения для активного отдыха, игр и развлечений; 14 — территории возможной трансформации
кроме спортивной еще и зрелищную. В них поэтому выделяют дополнительную зону — для зрителей, куда включают вестибюли с гардеробами, фойе и буфеты, а также помещения для судей н прессы. Потоки участников соревнований и обслуживающего персонала отделяют от потоков зрителей. Для этого предусматривают раздельные входные узлы, распределительные н подсобные помещения.
Спортивные сооружения делают открытыми и закрытыми.
Открытые сооружения подразделяют на спортивные поля, площадки и дорожки. Размеры и пропорции этих плоскостных сооружений, как и их раз-метка, строго регламентированы международными нормами. На рис. 7.26 приведены схемы спортивных полей, площадок и дорожек. Там же показано их оборудование. Поля размечают линиями шириной 0,05 м. Вокруг полей оставляют так называемые забеги — свободные полосы и зоны безопасности. Теннисные корты по периметру огораживают сеткой высотой Д.8...2.4 м.
Спортивные арены пред
ставляют собой ядро, окруженное трибунами. В состав ядра входит игровое поле, круговая четырехсотметровая и прямая стотридцати метровая дорожки и легкоатлетические секторы. В пределах двух из них, ограниченных виражами круговой дорожки, располагают по два места для прыжков в высоту и длину, по две площадки для толкания ядра и метания диска, молота или копья (рис. 7.26, и). В дополнительных секторах, прокладываемых вдоль длинной оси спортивного ядра, обычно размещают площадки для прыжков.
Трибуны возводят, применяя симметричные, асимметричные и односторонние схемы, показанные на рис. 7.27. Вид схемы зависит от количества мест, которые необходимо разместить на трибунах. При числе мест до 5 тыс. применяют упрощенные схемы, иногда даже односторонние, а при 50... 100 тыс. трибуны делают сложными, размещая вокруг ядра.
При благоприятном рельефе местности- конструкции трибун укладывают непосредственно на грунт откоса. Такне трибуны называют земляными. В других случаях нх опирают на многоярусные несущие конструкции. Тогда подтрибунное пространство Используют для вспомогательных н подсобных помещений. В некоторых случаях трибуны делают комбинированными: нижние ряды земляными, а верхние опирают на специально возведенные конструкции (рнс. 7.27,0). Для зашиты зрителей от дождя и солнца нал трибунами часто устраивают козырьки.
Крытые спортивные сооружения предназначают для учебно-треннровоч-ных занятий, активного отдыха и проведения соревнований. Перекрывают спортивные залы, площадки для игры и бега, катки и бассейны для плавания и прыжков в воду.
Наиболее просты однозальные одноэтажные корпуса, пример планировочного решения которых приведен на рис. 7.28. Эти решения обычно строят на основе унифицированных планировочных элементов и блок-секций, из которых «собирают»
165
166
Рнс. 7.26. Открытые спортивные сооружения:
а — площадка для бадминтона; б — то же. для волейбола; я — теннисный корт: г - площадка для баскетбола: д — .хоккейное поле; с — площадка для толкания ялра, метания диска и молота; ж — то же, для прыжков в длину; з — то же, в высоту; и — спортивное ядро стадиона; / — сетка для волейбола, бадминтона н тенниса; 2 -- ограждающая стенка; 3 -щит н кольцо на стойке; 4 — деревянное ограждение; 5 — ворота; б — полоса безопасности; 7 — место для толкания ядра с сектором прнзсмлення снаряда; 8 — то же. для прыжков в высоту; 9 — то же, для метания лиска *н молота; 10 — круговая беговая дорожка; // — то же, прямая; 12 — футбольное поле; 13 — места для прыжков в длину и тронных; 14 то же. для прыжков с шестом; 15 — то же, для метания копья; 16 граница зоны безопасности спортядра (/—/V — номера секторов)
основные залы и вспомогательные помещения, трибуны и объемы для обслуживания зрителей. Унификация особенно удобна при проектировании многоцелевых залов, поскольку позволяет приспособить их к трансформации. Однако унифицированные элементы применяют не всегда. Сооружения для подготовки спортсменов высшей квалификации и проведения высокопрестижных соревнований, напрнмер Олимпийских, строят по индивидуальным проектам.
Крытые демонстрационные сооружения обычно делают многоцелевыми и называют Дворцами спорта. Трансформа-
Рнс. 7.27. Схемы трибун спортивных арен стадионов: а — упрощенные формы; б — формы, рассчитанные на оптимальные условия видимости; в — схема поперечного разреза пи трибуне; / — односторонние; 2 — двусторонние симметричные; 3 — трехсторонние; 4 — четырехсторонние симметричные; 5 — четырехсторонние несимметричные; б — двусторонние несимметричные
ция залов и возможность проведения за счет этого различных зрелищных мероприятий способствует более полному и главное систематическому использованию трибун. На рис. 7.29 показаны план и разрез Дворца спорта с трансформирующейся ареной. В таких сооружениях важна степень трансформации. В одном случае трансформируют арену постоянной площади, организовывая игровые площадки разного назначения или па их место устанавливая ряды кресел для зрителей. В другом — изменяют площадь арены за счет трансформирующихся трибун (рис. 7.29, б).
Существует группа специализированных спорт-сооружений, где трансформация нерациональна. К ним относят, например, плавательные бассейны со сложными системами инженерного обеспечения приготовления воды, спецификой тепловлажностного режима и функциональной эксплуатации, повышенными требованиями к ги-
гиене среды и оборудованию помещений.
В бассейнах поток посетителей в повседневной одежде полностью отделяют от тех, кто готовится к входу в воду. Раздевалки, душевые и гигиенические ванночки для ног располагают на пути спортсменов от вестибюля (рис. 7.30). Подходы к воде тренеров, судей, представителей прессы и обслуживающего персонала прокладывают через помещения, где они могут одеть спецодежду.
Ванные бассейнов принимают прямоугольными в плане. Их длину принимают равной 50'11 25 м, а в бассейнах для обшей подготовки и 16,2; 12,5; 10 м. Ширину назначают, исходя нз количества дорожек. При этом считают, что средние
167
имеют ширину 2,5 м, а крайние — 3 м.
Глубину ванн для плавания принимают равной 1,8 м у стартовых тумб, а с противоположной стороны 0,9 м в учебно-тренировочных бассейнах среднего класса и 1,8 м для пловцов-перворазрядников. Под вышками для прыжков глубину увеличивают до 4...5 м. Ванные для детей младшего возраста делают не глубже 0.6 м.
В некоторых бассейнах предусматривают трансформацию ванн. Для этого устраивают дно. поднимаемое над глубокой частью, когда тренируются
пловцы, и опускаемое, когда используют вышки для прыжков.
Высоту помещений, где расположены ванны, принимают постоянной, не ниже 3 м для детских бассейнов. Для ванн, -рассчитанных на игру в поло, высоту потолка над зеркалом воды назначают не менее 1/э длины поля и 5 м. В бассейнах с вышками для прыжков расстояние между потолком н верхней платформой вышки оставляют не менее 3.4 м. Так высоту зала с десятнметровой вышкой принимают равной 14... 16 м. Высота зависит и от вмести-
Рнс. 7.28. Планы однозального спортивного сооружения (а) н унифицированных элементов основного зала (б):
1 — вестибюль с гардеробом: 2 — помещения обслуживающего персонала и администрации; 3 — кабинет врача; 4 — помещения тренеров; 5 — мужские раздевалки с уборными и душевыми; 6 — спортивный зал; 7 —. инвентарная; в — женские раздевалки с уборными и душевыми; 9 — гардероб для спортсменов; 10 — кладовая; // — бойлерная; 12 — площадка для бадминтона; 13 — волейбола;
14 — баскетбола
мости трибун: для размещения амфитеатра на 1 тыс. зрителей достаточна высота 4...6 м. а на 5 тыс. необходима 17...20 м
Залы для прыжков в воду можно делать н переменной высоты. У вышки ее принимать по максимальному значению, а с противоположной стороны ванны сократить до 3...5 м.
7.7. Технико-экономические сведения
Экономическую эффективность проектов общественных зданий оценивают, сопоставляя объемно-планировочные коэффициенты, технико-экономические показатели конструкций и приведенные затраты. Экономичность решений оценивают на всех уровнях проектирования.
На стадии поиска объемно-планировочных решений используют объемные и планировочные коэффициенты klt k2, k3 и k4. Их рассчитывают, пользуясь методикой, -изложенной в § 3.4, а величины сравнивают, не только оценивая варианты проектных решений, но и
«8
Рнс. 7.29. План Дворца спорта 'с трансформирующейся ареной (а) н разрез-схема одного нз вариантов трансформации трибун (б)
эталоны — проекты аналогичных зданий.
Нельзя сравнивать показатели зданий различного назначения, поскольку величины коэффициентов колеблются в широких пределах. Например, коэффициент к2 школ обычно находится в пределах 4,3<к2<5,2, а клубов — 5,8<к2<8,6. Даже более близкие по назначению здания имеют разные величины. Так, единственный планировочный коэффициент, имеющий
размерность к3, для школ выражен зависимостью 4,2<к3<4,8 м2/место, а для дошкольных учреждений — 6,4<к3<6,6 м2/ /место.
Основным показателем оценки проектных решений спортивных сооружений является пропускная способность их бассейнов, спортивных залов и площадок для игр. Этим термином обозначают среднее количество спортсменов, которые проходят тренировку за единицу времени (сутки, месяц, сезон или год). Увеличить пропускную способность можно за счет круглогодичной эксплуатации основных сооружений, а
это предопределено проектом, принятым типом и классом сооружения
Еще один путь — это выбор оптимального соотношения пропускной способности основных и вспомогательных помещений. Если, например, гардероб, раздевалка и душевые обслуживают один зал, то невозможно интенсивно их использовать по времени, поскольку на переодевание требуется 10 мин, а занятия в зале продолжаются час и 40 мни, подсобные помещения пустуют. Если же атн помещения обслуживают 'Несколько залов, то суммарное время подготовки к занятиям нескольких групп спортсменов будет равно продолжительности занятия в одном из залов.
Полезная площадь сооружения используется интенсивней, но увеличение пропускной способности не связано с уплотнением посетителей на единицу
Рис. 7.30. Плавательный бассейн на две ванны:
а — поперечный разрез; б — план второго этажа на уровне зоны длн спортсменов; о — план четвертого этажа на уровне зоны длн зрителей; / — вестибюль с гардеробом; 2 — зал плавательного бассейна с трибунами; 3 — раздевалки; 4 — кабинет для обогрева пловцов; 5 — душевые; 6 — кабинет врача; 7 — массажные; 8 — ножные ванны; 9 — спортивные залы высотой в I этаж; 10 — малая детская ванна; 11 - спортивные залы высотой в 2 этажа н полом на третьем этаже; 12 — галереи; 13 — комнаты обслуживающего персонала; 14 — красный уголок; /5 — кабинет физиотерапии
площади. В результате достигают значительного экономического эффекта, не нанося ущерба комфортности пребывания людей.
При поиске конструктивных решений определяют показатели сборно-
сти, трудоемкости, расхода дефицитных материалов (см. $ 1.3).
Выбирая ограждающие конструкции. рассчитывают экономически целесообразный уровень теплозащиты зданий. При этом используют формулы, в которых учтены эксплуатационные затраты на отопление. Этот вид затрат берут за основу выбора н некоторых планировочных узлов. Например, прн поиске оптимального решения входного узла в общественное здание рассматривают два решения: сквозной шлюз, удобный для прохода, но требующий устройства мошной тепловой завесы, или тамбур с поворотами и завеса меньшей мощности. Решения сопоставляют по приведенным затратам.
Учет эксплуатационных расходов при оценке общественного здания имеет первостепенное значе
ние, поскольку в некоторых случаях они настолько велики, что могут быть сопоставимы с единовременными затратами на его строительство. Так, в дошкольных и школьных учреждениях суммарные расходы на содержание превышают стоимость здация уже после первых 4—5 лет эксплуатации.
Одно из мероприятий, позволяющих компенсировать приведенные и, в частности, эксплуатационные затраты, — это применение универсальных зальных помещений для проведения самых различных мероприятий: от концерта до спортивного соревнования. Та-
170
1
Рис. 7.30. Продолжение
кис залы на З...5тыс. зрителей нужны большим городам, но только интенсивное использование по уплотненному гра
фику может возместить значительные затраты на их техническую эксплуатацию и содержание обслуживающего персо-
171 ;
Рис. 7.31. Тсхнико-экономические показатели детских учреждений:
а - сравнительная удельная стоимость здания на ] место, %;
1 — ясли-сады; 2 — школы; б — зависимость показателей планировки школ (• — стоимость I м* здания в % к стоимости по схеме /)
if
Эпшннае/пь 3-2-1 3-1 3-1 3-1 3-1 5
•** 0,19 0,18 0,19 0,16 0,19 0,22
йпмцть'/ too 103 106 106 ат 107
I
£има kmb гЛЛ м? D Е [LJJ
П? Т~1 1 г
3-1 3-1 3-2-1 1 2-1 1
Ч о,2 0,21 0.23 0,2 0,22 0,18
108 103 110 110 111 111
СЮЮ плана nTU сЛО W ниш
и и J и
нала, а этому, способствует возможность быс-тррй трансформации помещения.
Другим мероприятием является применение зданий с гибкой планировкой, когда помещения используют по разному назначению, иногда меняя их размеры, например раздвигая перегородку между двумя фойе и превращая в зал для танцев. За счет гибкости такие планировочные решения позволяют интенсифицировать эксплуатацию здания.
На стоимость строи
тельства и эксплуатации отражается положительно кооперирование учреждений в здания многоцелевого назначения. При таком композиционном решении можно уменьшить площадь вспомогательных помещений за счет их использования разными учреждениями, сократить затраты на освоение и благоустройство территории.
Укрупнением учреждений общественного обслуживания также можно обеспечить сокращение затрат. Например, увеличение посадочных
мест в столовых со 100 до 150 уменьшает эксплуатационные расходы на 30—35%. а зрительных с 400 до 800 в кинотеатрах — на 50%. Применение укрупненных зданий приводит к сокращению не только эксплуатационных, но и единовременных затрат. Это подтверждает сравнительный анализ удельной стоимости строительства детских яслей-садов и школ (рис. 7.31, а). Удешевление строительства можно обеспечить и за счет повышения этажности зданий. Так, 4-этажная школа на 11% дешевле одноэтажной, 3-этажная — на 10%, а 2-этажная — на 8%.
На стоимость строительства большое влияние оказывает архитектурно-пространственная композиция здания. Это соответствует данным, приведенным на рис. 7.31,0.
Экономическую эффективность разрабатывае. мого проекта по сравнению с аналогом определяют индексом эффективности. Его рассчитывают по формулам, приведенным в $ 1.3. При сопоставлении с проектами, выполненными »• до очередного изменения единичных расценок .на строительные работы, сметную стоимость представляют в сопостави-. мых ценах. Для этрго вводят поправочные коэффициенты.
172
ГЛАВА 8. МОДЕРНИЗАЦИЯ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯ
В районах старой застройки применяют два радикально отличающихся метода модернизации. Первый '— это преобразование существующих общественных, зданий, вызванное высоким моральным износом второго вида, в результате которого сохранившаяся до наших дней форма не соответствует • современному содержанию эксплуатации: на смену старым пришли совершенно новые принципы организации функциональных связей между объемно-планировочными элементами, возникли другие ограничения на их габариты, разработаны не известные ранее системы инженерного оборудования, для которых необходимы специальные планировочные решения.
Вторым методом создают общественные учреждения, трансформируя жилые дома, не пригодные для ° дальнейшего использования по первоначальной функции.
(8.1. Модернизация объемно-планировочных элементов
Модернизируя общественные здания, изменяют плаййровку коммуникационных и вспомогательных элементов. Основные реконструируют значительно реже.
Зрительные залы модернизируют, прибегая к частичной и иногда полной перепланировке. Первый вид модернизации используют, когда необходимо реорганизовать игровой узел со сценой, оборудовать или реконструировать свето-, звуко- и кинопроекционные или изменить схему расположения зрительских мест.
Радикальная перепланировка зрительных залов — сложное мероприятие, требующее больших затрат, но нередко приводящее к паллиативным решениям. Старые залы поэтому часто превращают в фойе, вестибюли и другие подсобные помещения, а зрительный зал, отвечающий необходимым требованиям, пристраивают к зданию. Правда в практике имеются примеры удачных реконструктивных решений с переоборудованными залами. На рнс. 8.1 показана реконструкция встроенного в первый этаж жилого дома двухзального кинотеатра с превращением его в небольшой театр с залом на 150 мест. В этом решении объем одного из кинозалов реконструируют в зрительный зал с трансформирующейся сценой, не отделенной порталом рампы и вынесенной в виде полуарены.
Объем другого кинозала приспосабливают для размещения подсобных помещений.
Приведенный пример характерен для здания с рядовой отделкой, но в старых районах час^р встречаются постройки, представляющие архитектурно-художественную ценность с богато отделанными интерьерами, особенно парадных/ Tio-мещений, включая зрительные залы. Модернизация таких залов неприспособлен не их к современным требованиям эксплуатации. — весьма тонкая задача, поскольку необходимо сохранить интерьер.
Входные узлы, вестибюли и фойе модернизируют, реконструируя тамбуры, раздевалки и буфетные, обеспечивая функциональные связи, отвечающие передовым эксплуатационным требованиям. Организуют дополнительные пожарные выходы, тамбуры модернизируют, придерживаясь схем, показанных на рис. 7.5, лестницы — на рнс. 7.6, а санитарные узлы — на рнс. 7.8. Часто увеличивают .вместимость коммуникацйон-но-рекреацнонных помещений. На рис. 8.2 приведен пример такой модернизации кинотеатра, где перепланирован .узел фойе— вестибюль.
173
Рнс. 8.1. Пример реконструкции двухзального кинотеатра, встроенного в первый этаж, с превращением его в театр: / — санузел мужской (женский находится на антресольном этаже); 2 - буфет на месте первого кинозала; 3 — фойе; 4 - вестибюль; 5 — сиена; 6 - артистические; 7 — лестничные клетки секций жилого дома
Рис. 8.2. Модернизация рекреаций кинотеатра: а — схема плана кинотеатра; б — фрагмент плана; / — зрительный зал; 2 — пристройки: 3 — существующий вестибюль;
4 - - пристроенный кассовый вестибюль; 5 — то же, административно-хозяйственные помещения;
6 — фойе; 7 — буфет с подсобными помещениями (пристроенный)
8.2. Переустройство общественных зданий
Большинству общественных зданий в старых районах городов нуждается в модернизации. Это мероприятие необходимо дореволюционным
постройкам, поскольку многие учреждения в свое время были размещены в приспособленных помещениях бывших особняков, гостиниц и доходных домов. Естественно, что вынужденная форма здесь расходится с функцией
и это несоответствие постоянно растет.
Здания более позднего периода, 20—30-х годов XX в. также нуждаются в модернизации. Она предопределена возросшими эксплуатационными требованиями, и стро
174
ения ставят на ремонт независимо от физического износа и остаточной прочности конструкций.
Общественные здания модернизируют не только при выборочном и комплексном ремонте, но и реконструкции. Во время выборочного ремонта модернизируют отдельные планировочные узлы, при комплексном перепланируют большинство помещений, но не выходят за габариты сооружения, а при реконструкции изменяют объем здания. Иногда такое изменение носит настолько радикальный характер, что на месте старых строений практически сооружают новые здания.
Детские дошкольные и школьные учреждения модернизируют, проводя указанные выше мероприятия. При этом планировочные решения стремятся максимально приблизить к решениям, применяемым в новом строительстве. Однако в стеновом остове старых зданий не всегда возможно выдержать все требования норм. Некоторые отступления поэтому неизбежны. В практике допускают, например, расхождение нормативной и фактической площади части помещений, нарушение норм их инсоляции и проветривания, но при условии веского обоснования этих нарушений.
Подобные отступления от норм характерны для модернизации встроенных в жилые дома детских Аслей-салов, поскольку конструктивная схема н ориентация таких домов не всегда позволяют обеспечить сквозное проветривание всех спален, расположить все детские помещения на кнсолн-руемую часть горизонта. В последнем случае на неблагоприятную сторону эрнентнруют окна таких помещений кратковременного пребывания детей, как спортивные и музыкальные комнаты. Эти вынужденные решения чаще применяют при выборочном капнзальном ремонте с частичной перепланировкой. При полной перепланировке свобода выбора * решений шире и многих указанных недостатков удается избежать.
Реконструкцию детских яслей-садов обычно сопровождают. увеличением вместимости, поскольку в старых районах имеет место недостача дошкольных учреждений. На территориях, площадь которых позволяет разместить пристройку, прибегают к приему, показанному на рис. 8.3, а. Здесь к зданию 30-х годов пристроили новый объем, включающий не только дополнительные групповые, но и такие общие помещения, как музыкальноспортивный зал, полупод-земный плескательный бассейн, медицинский, кухонный и стиральный блоки. Существующую часть сохранили, модернизировав некоторые помещения.
Сады-яслн постройки 50—70-х годов, планировка которых в основном соответствует дей
ствующим требованиям, модернизируют, пристраивая плавательные бассейны. По заключениям гигиенистов оборудование детских учреждений такими бассейнами сказывается весьма положительно на здоровье подрастающего поколения. Разработаны типовые проекты пристройки из сборных элементов, но ее можно выполнять и в кирпиче (рис. 8.3, б).
Школьные здания модернизируют, исходя из демографических особенностей старых районов. За счет пенсионеров в них возрос средний возраст людей, поэтому удельный вес детей школьной группы значительно ниже, чем средний по городам. Кроме того, в стране интенсивно расселяют коммунальные квартиры и в центрах городов плотность жителей находится в диспропорции с плотностью жилого фонда. Количество жителей уменьшилось против усредненных данных, соответственно уменьшилось количество детей.
В результате часть школ приходится ликвидировать, а здания использовать по другому назначению. Этот процесс сопровождают укрупнением и благоустройством сохраняемых школьных зданий, т. е. модернизацией.
Часть фукционнрую-щих в центральных райо-
175
Рис. $.3. Реконструкция' и расширение зданий детских яслей-
садов:
а — постройки 30-х годов; б — блок 'пристройки плавательного бассейна к детским садам-яслям 1950—70-х годов; / — полу подземный плавательный бассейн; 2 — групповая; 3 — фотонная; 4 —
музыкально-спортивный зал; 5 — изолятор н медицинский- блок; б — прачечная; 7 — кухонный блок; 8 — ванная размером 3X8 м. глубиной 0.5...0.8 м; 9 — душевые; 10 — комната инструктора; // — раздевалка; 12 — переход нэ основного корпуса; 13 — вентиляционная; 14 — уборная;
15 — хлораторная
нах’старых городов школ былЬ построена до революции, но большинство — в дброенный период. Их планировка не отвечает современным требования^. Отсутствуют группы мастерских трудового воспитания, учебно-спор-тивные и продленного дня. Группы общественного питания не имеют необходимого набора по
мещений и расположены случайно.
Для части этих групп можно использовать габариты здания, произведя перепланировку в соответствии с существующей практикой строительства школ. Так, группы мастерских разместить в цокольном или первом этажах, обеспечив самостоятельными выходами
наружу. Аналогично можно решить помещения общественного питания, а для группы продленного дня переоборудойать два-три класса, примыкающих к библиотеке.
Наибольшую сложность вызывает размещение залов и плавательного бассейна. Самым распространенным решением 'Пуляется возведение нового
Иб
Рнс. 8.4. Схемы пристройки функциональных блоков к школьным зданиям:
а—г — варианты пристройки; / лабораторный корпус: 2 спортивный или актовый зал: 3 -то же. с плавательным бассейном в цокольном этаже
блока, пристроенного к основному корпусу или соединенного с ним переходом. В таком блоке объединяют спортивный и актовый залы, иногда группу общественного питания, а в цокольном этаже — бассейн. К специализированным школам часто пристраивают лабораторный корпус.
Применяют несколько схем пристройки описанных блоков. Они показаны на рнс. 8.4. По схеме а пристраивают два корпуса. В первом этаже одного из них размещают спортивный зал, а во втором — актовый. Второй корпус делают лабораторным. На его первом этаже иногда оборудуют пищеблок. Схема б иллюстрирует несимметричную композицию с пристройкой одного объема — спортивного, цокольный Этаж которого предназначают для плавательного бассейна, а бельэтаж — для спортзала. По третьей схеде в, к основному зда-ицкэ. пристраивают два блока: один спортивный, а, второй — одноэтажной — для группы общественного питания. Такой прием используют, если школа находится
не на красной линии, а в глубине территории.
Три описанные схемы характерны для сравнительно больших школьных участков. На малых они не применимы. Тогда используют следующие планировочные приемы. В первом случае дополнительные объемы пристраивают к торцам основного корпуса, как это показано на схеме -г. В другом, применяемом редко, школьные здания надстраивают. Спортивные залы размешают в последнем этаже, что позволяет перекрывать их большепролетными кровельными конструкциями.
Главная проблема, возникающая при реконструкции школ, — это функциональная изоляция отдельных планировочных групп. Особенно важно обособить спортивный и актовый залы, поскольку такая изоляция и устройство дополнительных связей с внешней средой позволяют использовать эти залы самостоятельно, по графику, не увязанному с учебным процессом, например в вечерние ча
сы нлн в каникулярный период. Такой принцип положен в основу проекта реконструкции четырехэтажной Школы, показанной на рнс. 8.5. К основному корпусу здания пристроены два двухэтажных объема, имеющих самостоятельный выход во двор.
В одном из корпусов расположены столовая н актовый зал, а во втором — спортивное ядро с бассейном в первом этаже и физкультурным *Вал ом во втором. При реконструкции основного корпуса в первом этаже размещены мастерские трудового воспитания.
Предприятия торговли и общественного питания модернизируют, применяя планировочные решения, зависящие' от расположения учреждения. В старых районах очень мало отдельно стоящих магазинов, кафе, закусочных и столовых. В условиях плотной застройки они обычно размещены в нижних этажах жилых и реже общественных зданий. Многие функционируют с дореволюционных времен, поэтому планировка помещений не соответствует
Рнс. 8.5. Реконструкция школы: и, б план первого и второго этажей: / — обеленный зал; 2 — мойка: 3 кухпя-доготовочная; 4 — бытовые помещения; 5 — складские помещения; 6 — холодильная камера; 7 — кладовая; 8 — инвентарная; 9 — плавательный бассейн; 10 — комната инструктора; 11 раздевалки с душевыми; 12 — ф°^с; 13 — актовый зал; 14 — эстрада;
15 — физкультурный зал
современной технологии обработки товаров и продуктов. Указанное является причиной, побуждающей реконструировать объекты торговли и общественного питания.
При модернизации планировочные решения предприятий подчиняют
технологии функционального процесса. Прежде всего обеспечивают четкое зонирование объемов, отделяют подсобную и производственную группы от торговли или обеденных залов. Планировку выполняют в соответствии с функционал ь-
178
ными схемами, приведенными на рнс. 7.14 и 7.16.
Сложности при планировке возникают по двум причинам. Одна — это необходимость вписать новое решение в существующий стеновой остов здания, не всегда благоприятный для размеще
ния данного учреждения. Вторая — это потребность сохранить в старинных зданиях высококачественную отделку залов с богатым декором и лепниной. Иногда это препятствует не только переносу перегородки, но и пробивке лишнего прое-
ма, т. е. создает дополнительные сложности при проектировании. Однако и здесь есть возможность модернизации за счет упорядочения функциональных связей и лучшего использования подсобных помещений. Если же здание не является
Рис. 8.6. Схемы расширения.
' зданий магазинов: а по вертикали, частичное: б — то же, полное: в — линейное; г спиральное; / — существующий объем; 2—4 — новый объем
памятником архитектуры» применяют прием, построенный на контрасте старого с новым. Например, остатки .сохраняемых стен, колонн и пилонов с их декором включают в современный интерьер, подчеркивая преемственность структуры, сооружения.
Отдельно стоящие предприятия модернизируют, используя несколько методов. По первому реорганизуют пространство в пределах существующего остова здания. В этом случае учитывают тенденцию к периодическим изменениям метров обслуживания населения, обеспечивают возможность адаптации предприятий к новым требованиям. При реконструкции объем здания разделяют на помеще-вй
ния легко переставляемыми перегородками. Залы реализации товаров (торговые и обеденные) стремятся перекрыть большепролетными конструкциями, по возможности избежать установки опор внутри этих помещений. Это позволяет впоследствии легко приспособить нх к новым формам торговли, переспециализации отделов и магазинов в целом.
Второй метод заключается в увеличении пропускной способности предприятий путем расширения залов реализации за счет подсобных помещений. Необходимость такого мероприятия возникает в связи с постоянным повышением запросов населения, расширением его. интересов и, как следствие, ростом дополнительных услуг. Возможность сокращения площади подсобных помещений связана с ориентацией торговли и общественного питания на централизацию хранения, фасовки и подготовки товаров и продуктов, перенос несвойственных учреждению функций на базы-склады или предприятия - заготовочные.
Третий метод основан на эволюции планировочной структуры за счет расширения объема зданий надстройкой или пристройками. Прибегают к частичной надстройке или надстраи
вают все сооружение (рис. 8.6). Дополнительные объемы пристраивают, используя линейную или спиральную схемы. Эти виды реконст^ рукции применяют, если на прилегающей территории имеются свободные площади и можно предусмотреть снос смежных малоценных строений или трансформацию соседнего здания в предприятие торговли.
Во встроенных предприятиях главная сложность заключается в организации погрузочно-разгрузочной зоны. Ее нужно отделить от жилой территории, чтобы максимально сократить отрицательное влияние движения транспорта и погрузочно - разгрузочных работ, нарушающих тишину.
При некоторых условиях, изложенных в § 7.4, описываемые зоны переносят в подземное пространство, прокладывая вдоль здания специальные транспортные тоннели. Иногда меняют профиль предприятия. Например, «Овощи» или «Молоко» с интенсивным потоком товаров выносят из жилой группы, а. на их месте размещают книжный магазин. >
В последнее время наметилась тенденция комплексного подхода к реконструкции торговли и общественного питания, создания единых систем'. На улицах с большим
количеством торговых точек, прежде чем приступить к модернизации, изучают возможность их укрупнения в многоцелевые магазины — «супермаркеты». В этом случае растянутые обычно вдоль крупных магистралей магазины рассматривают как специализированные секции одного-двух предприятий. На рис. . 8.7 приведен пример такого объединения двух продуктовых магазинов, различного профиля и расположенных в одном доме.
Объединение позволяет не только укрупнить розничную торговлю, организовать единое складское хозяйство и управление, сократить административно - обслуживающий персонал. Здесь открываются широкие перспективы создания так называемых торговых улиц, а это допускает возможность выделения на территории специальных торговых зон, отделенных от основной жилой застройки.
На торговых улицах общественное питание также сводят в единую систему предприятий. Их специализируют таким образом, чтобы в одном обеспечить диетическое питание, в другом — русскую кухню, в некоторых других — блюда разных национальностей, а прочие превратить в сосисочные, пельменные или пирожковые.
При модернизации стремятся, во-первых, приспособить планировку предприятия питания к современным способам хранения и приготовления пищи, обслуживания посетителей и обработки посуды. Во-вторых, увеличить пропускную способность кафе, столовой или ресторана и за счет этого повысить рентабельность их эксплуатации. Пример модернизации встроенного в цокольный этаж кафе с расширением его показан на рис. 8.8. В результате модернизации решены два кардинальных вопроса: расширены залы реализации (в данном случае создано двухзальное лредприятне-доготовочная) и улучшены условия работы обслуживающего персонала (реконструирована производственная зона, оборудован полный комплекс бытовых помещений).
Большинство клубов в старых районах обычно размещаются в старых особняках и домах илн их части в периметральной застройке. Среди них много памятников архитектуры и элементов исторической среды городов. За редким исключением эти здания были приспособлены к новым функциям в послереволюционный период, что является закономерным следствием общественно-политической и просветительной политики, про
водимой в нашей стране. Несоответствие приспособленных помещений современным требованиям эксплуатации затрудняет клубную работу, поэтому возникает необходимость в модернизации клубов.
Существует несколько методов модернизации. Сложившиеся клубя'Ые комплексы, занимающее самостоятельные территории, расширяют ’*-да счет строительства новых корпусов, отдельно стоящих или соединенных с основным зданием, иногда крытыми переходами.
Объем клубов, располагаемых в зданиях периметральной застройки, увеличивают, присоединяя соседние дома, иногда жилые. Последние подвергают коренной реконструкции. В тех случаях, когда между домами имеется разрыв, сооружают встройку, восстанавливая сплошную застройку улицы.
Спортивные сооружения модернизируют двумя методами. В том случае, когда планировка спортивной зоны отвечает условиям функционирования, реорганизуют вспомогательную зону, приспосабливая раздевалки и места отдыха, душевые и туалеты; К новым комфортным требованиям более высокого уровня, вводят недостающие помещения для спортсменов, тренеров, прессы и обслуживающего персонала. Рекой-
I
36.Г
182
Рис. 8.7. Модернизация двух магазинов в одном здании: а - план первого этажа; б — план подвала; / торговый зал чагазика «Мясо»; 2 — его подсобные помещения. 3 — торговый зал магазина «Фрукты»: 4 — его подсобные помещения. 5 кладовые продуктов; 6 — холодильные камеры; 7 — торговые залы; Я - помещении подготовки товаров; 9 — админнстратнвно-быто-вые поме щен ни; 10 — кладовые тары; 11 — загрузочные люки; 12 •- технические помещения; / - существующая планировка; // — модернизации
35,6
183
-Ряс. 8.В. Модернизация кафе: а — существующая планировка; б — модернизация; 1 — помещения кафе; 2 — то же. административного учреждения; 3 — входной узел с уборной и умывальником; 4 — зона реализации продуктов; 5 — зона доготовочной с горячим и холодными цехами, разда
точной и моечной посуды; 6 — холодильные камеры; 7 — загрузочная зона со складом тары; 8 — технические помещения; 9 — адмнннстратнвно-бытовая зона
/ — стойки-опоры новых конструкций; 2 — дополнительные перекрытия. увеличивающие вместимость стадиона; 3 габарит существующих трибун: 1 про странствеииая структура козырька; 5 — спортивное ядро; 6 — опорно-распорное железобетонное кольцо; 7 радиальные прост-
ранственные фермы из труб; 8 — внутреннее стальное кольцо; 9 — кровля; 10 — существующий бассейн; // — реконструируемая часть бассейна. /2 дорожки для «ыплыва; 13 — новые открытые ванны
Рис. 8.9. Модернизация спортивных сооружений: о — устройство козырька над трибунами с увеличением нх вме-СТИЧ0С1И; б — перекрытие стадиона на 100 тыс. зрителей; о пристройка открытых ванн к зданию крытого плавательного бассейна. показанного на рис. 7.30;
струируют и помещения специальных служб применительно к параметрам нового оборудования, например кондиционеров,. вентиляционных агрегатов, радиоаппаратуры и т. д. Такой вид реконструкции является локальным и не затрагивает сооружения целиком. К ' этому виду этносят и модернизацию юиы для зрителей, когда увеличивают вместимость трибун, перекрывают их 1ащитными козырьками 1ли благоустраивают >екреационные помещена (рис. 8.9, а).
Более сложна модернизация основной зоны: 'величенне площади спор-нвных залов с измене
нием объема сооружения, покрытие открытых полей и площадок для игр или спортивного ядра стадиона. Такие мероприятия позволяют эксплуатировать сооружения круглогодично, но связаны с реконструкцией всего сооружения, поскольку увеличение пропускной способности основной зоны' почти всегда влечет за собой необходимость модернизации вспомогательной, увеличения раздевалок, например. Исключение составляют сооружения, площадь подсобных помещений которых рассчитана на перспективное увеличение пропускной способности.
В тех случаях, когда комплексную реконструкцию сопровождают модернизацией оборудования. используют иногда освобождаемые при этом помещения. На рис. 8.9, в представлен план реконструкции плавательного бассейна с принципиальной схемой увеличения зеркала воды путем строительства дополнительных открытых ванн и организации еще одного узла закрытых раздевалок в помещении бывшей котельной. Такое решение стало возможным, поскольку район переведен на получение тепла от теплоцентрали н котельная стала не нужна.
—205
185
Рис. -в. 10. Трансформации жилого дома в детский сад-яслн: а — пл.*]» подпала; б -- план первого этажа; в - то же. второго; г — то же. третьего; / стиральный блок с прачечной; 2 — технические помещения; 3 плавательный бассейн с раздевалками и душевыми; 4 меди
цинский блок с изолятором и кабинетом врача; 5 — административно-бытовой блок; б — групповые помещения; -7 кухонный блок; 8 блок общих помещений с музыкальным и спортивным залами, зимним садом, живым уголком и методическим кабинетом
186
8.3. Трансформация жилых зданий в общественные
В старой застройке насчитывают определен
ное количество жилых зданий, которые не могут быть модернизированы с сохранением первоначальной функции. Чаше всего такое положе-
187
ние связано с неблагоприятным окружением дома, нс позволяющим обеспечить необходимые для жилья гигиенические условия. Иногда причиной служит высокая плотность застройки, которую необходимо радикально расчистить, чтобы сохранить дом как жилой, а снос ценных строений невыгоден.
Недостаток инсоляции обычно наблюдают в первых этажах зданий. По причине гигиенических условий, поэтому чаще передают под нежилые помещения нс весь дом, а только его первый этаж.
Еще одна причина --это нерациональность сохранения жилья н маленьких домах со строительным объемом до 500 мэ, так как здесь значительно возрастают эксплуатационные расходы. Параметры стенового остова и конфигурации здания в плане также имеют значение при рассмотрении вопроса трансформации его в нежилое. Так, ширина корпуса, превышающая *4 м, наличие затеняющих пристроек и ограниченный световой фронт наружных стен могут служить причиной ликвидации жилья. Непригодные для него дома трансформируют в общественные учреждения, связанные с обслуживанием населения данного жилого образования, а в тех случаях. когда это невоз
можно по каким-либо причинам, в административно-хозяйственные.
В детские дошкольные учреждения трансформируют жилые дома высотой до трех этажей или первые этажи многоэтажных зданий. Такие решения возникают потому, что в старых районах часто отсутствуют свободные участки, необходимые для строительства новых зданий, а мест в существующих яслях-садах недостает.
Размещать детские учреждения лучше всего в отдельно стоящих домах, расположенных не на красной линии улиц, а в глубине днора. Это позволяет выделить его часть для прогулочных и игровых площадок. Пример трансформации трехэтажного особняка, построенного в начале века, приведен на рис. 8.10. В его стеновой остов довольно удачно вписан детский сад на 175 ребят. В тех случаях, когда такой особняк стоит на территории большого квартала, плотность застройки которого невелика, легко найти место для прогулок детей. Если же свободной площади не хватает, то дворы расчищают от ветхих малоэтажных построек, характерных для внутриквартальной территории старых городов.
Ясли-сады можно располагать и в дворовых корпусах Г- и П-образ-
ных зданий; если ориентация благоприятна, есть возможность пробить окна в меженых стенах и организовать игровые площадки.
При реконструкции иногда практикуют встройку дошкольных учреждений в жилые дома. Однако такое решение следует признать паллиативным по ряду причин. Во-первых, наименее ин-солируемымн являются первые этажи, а ясли-сад нельзя размещать в верхних. Во-нторых, габариты стенового остова старых домов и расположение лестничных клеток, обслуживающил верхние этажи, жесткс ограничивают свобод} поиска планировочной решения. В-третьих, решение нужно увязывал с планировкой вышеле жашего жилья. Все это i сочетании с отсутствиел преддомовых участков i значительной степени ус ложняет проектнрова ние, приводит к вынуж денным отступлениям о-нормативов. Практик; показала, что больший ство встроенных учреж дений не полностью от вечают современным тре бованням. Проблема пре гулок детей решена н полностью, хотя тран< формируемый дом выбг рают вблизи сквера и се да общего пользованы или создают дворовы площадки двойного на: качения: днем — для Д( тей, вечером — для взрос
188
лых. Детские учреждения поэтому встраивает только в условиях очень плотной застройки. Такой метод, например, характерен для Ленинграда, где имеются положительные образцы трансформации жилых зданий в. сады-ясли, выполненные, как правило, при комплексной реконструкции целых жилых массивов, когда можно расширить возможности проектирования, правильно оценить застройку и территорию при выборе дома, рассмотреть рациональность трансформации не одного дома, а двух или трех, оптимально спланировать прилегающий участок.
В предприятия торговли и общественного питания трансформируют, как правило, нижние, плохо инсолнруемые и проветриваемые этажи зданий. Распространена и практика передачи под магазины, кафе и столовые отдельно стоящих домов. Решение о трансформации принимают при эазработке технико-эко-юмического обое нова-
<ия комплексной реконструкции крупных жилых массивов, но иногда 1 кварталов. Каждое уч-)еждение рассматривают сак элемент единой сис-емы обслуживания (под-юбно см. выше).
Используя первые этаки жилого дома, ста-»аются отделить погру-очно-разгрузочные зо
ны магазинов. Радикальной мерой является перекрытие двора-колодца на уровне второго этажа. Существуют примеры, когда такой двор перекрывают по всей площади. Это позволяет полностью изолировать потоки транспорта, даже мусор удалять из мусо-рокамер, расположенных в нижнем ярусе. Возможно устройство перекрытия, в котором оставлены световые люкар-ны. Тогда оно превращается в систему галерей, располагаемых вдоль дворовых фасадов и переходных мостиков, соединяющих эти галереи.
Группу непригодных для жилья зданий можно превратить в ресторан, например. Такое решение иллюстрирует рис. 8.11. Здесь небольшой двор перекрывают куполообразной конструкцией со световыми фонарями, а под ней располагают обеденный зал.
На торговых улицах встроенные учреждения торговли и общественного питания целесообразно размещать, растягивая вдоль движения пешеходов. Пример, показанный на рис. 8.12, характерен приспособлением первого этажа дома в предприятия с малыми объемами погрузочно-разгрузочных работ. В данном случае такую трансформацию проводят одновременно .с расширением проезжей
части улицы и прокладкой тротуара в габаритах здания.
Размещением разноцелевых учреждений в едином комплексе реконструируемой застройки обеспечивают разносторонние виды услуг. Как показал зарубежный опыт, оправдывает себя не только объединение ресторанов, магазинов, конторских помещений, но и концертно-спортивных площадок, которые являются факторами дополнительного притяжения населения, т. е. потенциальных покупателей. В наших условиях следует, как видно, отделять спортивные и концертные залы от торговли.
Жилищно - эксплуатационные службы, как правило, размещают в помещениях, оборудованных в результате трансформации жилья. Сейчас наметилась тенденция объединять конторы ДЭЗ с м икрорайонными клубами, имеющими в своем составе трансформирующиеся залы небольшой вместимости. На рис. 8.13 показан пример, где под одной крышей размещен небольшой клуб с залом на 130 мест и конторские помещения ДЭЗ.
Помещения для спорта целесообразно включать в состав клубов по интересам. В небольших клубах выделять комнаты для спортивных сек-
189
Рис. 8.1 i.-Трансформация трех строений, непригодных для жилья, под ресторан: а. б — планы первого н второго этажей; в —' разрез; / — магазин-кулинария; 2 — зал на 100 мест с эстрадой; 3 зимний сад; 4 — вестибюль с гардеробом. санузлами и курительной: 5 - - аванзал; 6 - бытовые и под-
собные помещения; 7 — загрузочная и кладовые тары;8 кухня с заготовочной, доготовомной н
мойками посуды; 9 — зал на 146 мест; 10 - санузлы с курительной; II — бар-коктейль на 40 мест: 12 — аванзал; 13 — цех кондитерских изделий; 14 — кухня Логотоночнаи с мойкой посулы
190
191
Рис. 8. i2. Размещение пред-ripiiRiHM торговли и общественного питания в первом этаже жилого дима:
а па холящегося между перекрестками; б - на перекрестке; ./ — кафе; 2 летний зал кафе; .? — буфет; 4 •- подсобные помещения кафе; 5 • кулинария;
(! - киоск: 7 - пункт бытового
обслужипакня (стол закалов и мелкий ремонт обуви и часов); А —- то же. приемный пункт прачечной; 9 — витрина; 10 книжный магазин; II мусоро-камера; 12 вход в тоннель подземного перехода
192
Рис. 8.13. Трансформация жилого лома в контору ДЭЗ с клубом: а—л - планы первого, второго и третьего эт.гксн. г ii.iojo.ii>-ний разрез. I вестибюль. 2 кружковые комнаты; 3 фойе; -/ — зал на 130 мест; 5 — артистические; б — библиотека с хранилищем книг. 7 — общественные организации ДЭЗ; О - конторские помещения ДЭЗ
ций, а в больших размещать спортивные залы многоцелевого назначения. Для спортивных сооружений активного отдыха можно использовать котельные, старые угольные н другие помещения, не нужные теперь в связи с переходом на этопленне от теплоиент-□алн в газоснабжение. Можно применить решете. показанное на рис. S 14, где зрительный зал 1 плавательный бассейн вынесены под перекрытие 1вора, устроенное на /ровне второго этажа.
В описываемом приме-je в результате трансформации в двух нижних ггажах жилого дома раз-1 стены вестибюли и
фойе, клубные комнаты i спортзалы, библиотека i ДЭЗ вместе с поме-цениямн общественных грганизацнй. Создан единый административно-оспнтательный комп-екс, так необходимый а территориях старой астройки. Потери жилья значительной степени омпенсированы прн-тройкой вдоль бывшей ежевой стены одного из воровых корпусов зда-ия.
193
Рис. 8.14. Трансформация двух нижних этажей в контору ДЭЗ с клубом, спортивными залами и плавательным басенном, а
также в приемные пункты химчистки и прачечной: а план первого этажа: б -второго; / - приемный пункт
химчистки; 2 — вестибюль с га дсробом: 3 — коннертио-тран формирующийся зал; 4 — фой
5 - кружковая комната; 6
194
клуб ветеранов с аудиторией на 35 человек; 7 — библиотека с читальными залами и книгохранилищами; 8 — спортивные залы разных секций; 9 — медпункт; 10 - раздевалки с душевыми;
П помещения административно-хозяйственной части клуба; 12 — приемный пункт прачечной; 13 — помещения депутатской, народного контроля и товарищеского суда; 14 — то же. народ
ной дружины, детской комнаты и гражданской, обороны; 15 — то же. конторы ДЭЗ; 16 — жилые квартиры
195
8.4. Техннко-экономиче-ские сведения и методикасоциально-экономической оценки проектных решений
В условиях отсутствия свободных земель на плотно застроенных территориях центров городов существует два пути улучшения сети социального обслуживания населения: первый — это строительство новых учреждений, второй — реконструкция существующих и трансформация жилых зданий в нежилые. Первый путь чреват значительными сложностями. Достаточно отметить, что на получение свободной для строительства территории, снос и отселение жильцов государство затрачивает до 600 тыс. руб/га, поэтому возведение сооружений возможно выборочно и только уникальных, городского значения.
Второй путь оказывается эффективным по двум причинам. Трансформация зданий позволяет сохранить внешний облик застройки. Кроме того, она, как и реконструкция, требует меньше затрат, чем новое строительство.
Варианты проектных решений реконструкции и модернизации оценивают, используя методики, изложенные в § 3.4 и 4.3. Варианты сравнивают по коэффициентам
к, и к3, удельной стоимости, приведенным затратам и индексу реконструкции. В отличие от жилого чома удельные затраты определяют не на единицу жилой или полезной площади квартир, а на рабочее, посадочное и зрительское место или единицу полезной площади рабочих помещений, включенных в протекающий в здании функциональный процесс. Спортивные сооружения оценивают и по пропускной способности.
Социальная н экономическая оценка реконструкции застройки основана на том, что социальная цель развития советских городов заключается в улучшении материального благосостояния и культурного уровня народа путем совершенствования материальной городской среды. Это положение принимают как исходную установку при оценке проектов реконструкции. В рамках решения основной задачи решают технические и экономические. Технические задачи состоят в сохранении и преумножении ценности застройки, экономические — в рациональном использовании народнохозяйственных ресурсов.
В результате анализа эффективным считают тот вариант проекта, в котором социальные цели приближены к необ
ходимому уровню, а технические задачи решены при минимальных затратах ресурсов. При этом принимают, что этот уровень определен решениями съездов КПСС, Пленумов ЦК КПСС и нормативными документами.
Социальную оценку проектов основывают на рассмотрении системы показателей, включающей три группы: существующих, проектируемых и оценочных. Первые два служат исходной информацией для оценочных показателей.
Существующими показателями характеризуют потребительские свойства жилой застройки на момент начала проектирования и удовлетворенность проживающего здесь населения. Проектируемыми показателями выражают аналогичные факторы, но после осуществления проекта реконструкции в натуре.
Помимо этих показателей в анализ вводят нормативные характеристики. Тогда нормативные, существующие и проектируемые характеристики потребительских свойств соответственно выражают необходимые, существующие и желаемые уровни потребления. Последние два могут быть равны, выше или ниже необходимого (нормативного) . Соизмерить эти уровни можно через коэффициент потребления k = Qi/QG, где Q( —
196
существующий или проектный уровень потребления /-го показателя городской среды; Q, нормативный уровень потребления.
Анализ по k прост и пригоден для предварительной оценки проектных решений. Если > 1, то это свидетельствует, что проект удовлетворителен по данному социальному фактору-
Количество таких факторов назначают в соответствии с конкретными условиями города. Основные приведены в табл. 8.1. но в дополнение к ним могут быть использованы и другие, характеризующие потребительские свойства данного города.
Социальную значимость для населения каждого из факторов потребительских свойств жилой застройки определяют в нормативных баллах по десятибалльной шкале. Для этого эбрабатывают данные со-хнологического опроса населения, а при их от-2утствии — устанавливают экспертно. Именно 1ервый метод нспользо-)ан при выявлении бал-юв значимости, прпве-1енных в табл. 8.1: был доведен выборочный )прос жителей одного из районов, расположенно-о в центре Москвы.
Оценочными показатели и характеризуют сохи ал ьный результат премирования с учетом до
ли удовлетворенного населения в /-м потребительском свойстве. Оценочный балл /-го свойства (ы,) равен (i>,= uj0(1 — W,/100), где <оо — нормативный оценочный балл социальной значимости /-го потребительского свойства городской среды; Н, — доля удовлетворенного населения в /-м потребительском свойстве среды.
Hi—для существующего положения определяют на основе социологического обследования населения, а для проекта рассчитывают илн прогнозируют.
Анализируя проект реконструкции, сопоставляют проектные <опр и нормативные ( w0) оценочные показатели-баллы, определенные по вышеприведенной формуле. Превышение первого над вторым, т. е. и>„р> <о0, свидетельствует, что по изучаемому фактору социальная задача не достигнута. При сравнении проектных вариантов рассматривают сумму оценочных баллов (2 (о) . Если £<.>, < 2<о„ то социальный эффект /-го варианта выше, чем /-го.
Экономическую оценку проектов реконструкции кварталов, микрорайонов и районов представляют как анализ денежного выражения затрат ресурсов. Так, полная сметная стоимость реконструкции является
показателем финансовых ресурсов, необходимых для реализации проекта. Для их p jcneia на стадии проекта детальной планировки рсконстр*. кцнн застройки используют укрупненные сметные нормы, главным образом удельные — на 1 га территории, на 1 м2 жилой или полезной площади. Затраты оценивают, предварительно определяя их по каждому виду реконструктивных мероприятий (сносу, комплексному или выборочному капитальному ремонту и т. д.). Далее затраты группируют по источникам финансирования, разделяя ассигнования на капитальное строительство и ремонт. Затем все затраты суммируют, рассчитывая общую их сумму, необходимую на реализацию каждого варианта проекта или определенной его очереди СО; = С\, 4 CPt, где Со, — общие затраты по /-му варианту проекта; Сс,— общие затраты на капитальное строительство по /-му- варианту проекта, равные Сс.— ^усУс. Ср,— общие затраты на капитальный ремонт по /-му .варианту, равные С р, = ур/Vр; у. — удельные затраты на строительство и реконструкцию, руб/м2; ур — то же, на капитальный ремонт, руб/м2; Vc— объем капитального строительства и реконструкции, м2;
197
Таблица 8.1. Основные существующие, проектируемые и нормативные показатели социальной оценки реконструкции жилой застройки
Наимснопаянс показателя Источник получения информации и метод определения числового значения показателей Оценочный балл
существующих проектных порматииных
Среднее количество се- Рассчитывают на Прогнозируют в Устанавливают 12
мей. приходящихся на одну квартиру — отношение количества семей к количеству квартнр Среднее число членов основании жилищной статистики и сведений, получен-. ных в результате общего обследования То же зависимости от предполагаемой демо- графии населения и геометрических параметров реконструируемых зданий То же на основании директивных указаний То же 9
семей-, приходящихся на одну комнату в квартире — отношение количества жителей района к количеству комнат Удельная жилая площадь на одного жителя — отношение площади к количеству жителей Удельная общая (полезная) площадь квартир на одного жителя — отношение площади к к количеству жителей Инженерное благоустройство квартир — определяют по методике рас-счета морального износа в % жилой площади, оборудованной различными видами благоустройства Моральный износ ила- Определяют но То же и параметров вновь возводимых зданий То же Рассчитывают по заданной проектом инженерной обеспеченности жилого фонда Остаточный износ Принимают паз- 8 8 7 7
ннровки квартир, % к восстановительной стоимости зданий Физический износ зда- техническим паспортам и обмерный чертежам зданий, применяя методику, изложенную в настоящем учебнике То же прогнозируют в зависимости от геометрических параметров зданий Остаточн ый износ нос преодоление износа Устанавливают 1
нин в % к восстановительной 1!Х стоимости Пешеходная и трап- Оценивается прогнозируют в зависимости от выб- ранного реконструк- тивного мероприятия экспертно по максимальной возможности преодоления износа Принимают по 5
спортпая доступность объектов обслуживания и мест приложения труда Шумовой режим и жи- Рассчитывают на Определяют путем средним данным городской статистики Задаются тре- 8
лых помещениях от- ношен не жилой площади квартир, находящихся в комфортном режиме, ко всей жилой площади зданий основании общего обследования застройки построения карт шумового режима и последующего .расчета । боваиием: 100% жилой площади должно находиться в комфортном шумовом режиме
198
Продолжение табл. 8.1
Наименование показателя | Источник получения информации и метод определения числового значения показателей Оценочный балл
i с> шествующих проектных нормативных
Инсоляционный режим жилых помещений — отношение жилой площади квартир, инсоляционный режим которых соответствует нормам, ко всей жилой площади зданий Озеленение территор-рни — удельная площадь зеленых насаждений на одного жителя Плотность жилого фонда — удельная общая площадь квартир на 1 га территории Функциональное зонирование территории Обеспеченность детскими учреждениями нз расчета на 1000 жителей Обеспеченность общеобразовательными школами из расчета на 1000 жителей Обеспеченность прочими учреждениями социально-бытового обслуживания Экологические условия городской среды — отношение обшей площади квартир, находящихся в комфортном экологическом режиме, к общей площади квартир в застройке Эстетическая ценность застройки То же Оценивается экспертно » i Устанавливают обследованием степени запыленности и загазованности воздушного бассейна, загрязнения водоемов, деградации ландшафта Устанавливают экспертно, систематизируя оценку в зависимости от архитектурной н исторической ценности застройки и окружающей среды Определяют путем построения карт ии-соляцнонного режима н последующих расчетов Рассчитывают на основе сведений о проектном балансе территории Рассчитывают на основе сведений о средней этажности зданий н балансе территории Оценивается экспертно Рассчитывают на основе проектных данных То же То же. но с учетом того, что учреждения на территории являются элементом общегородской структуры социально-бытового обслуживания Рассчитывают на основе проектных решений По аналогии с шумовым комфортным режимом Устанавливают по нормам То же Предусматривают обеспечение 100% площади условиями в пределах норм 5 3 3 2 6 6 4 5 2
199
Vp — то же, капиталь-• 9
кого ремонта, м .
Вариант проекта, где обеспечено достижение социальной цели проектирования с минимальными удельными показателями денежных затрат, является наиболее эффективным. ‘
В том случае, когда необходима дополнительная экономическая информация для обоснования проекта, применяют и показатели денежных затрат на единицу площади территории, жилой или полезной площади и на одного жителя:
Со,/Л > С.,/4;
С0//^ж > ^ж»
С<и/Л >
где А — площадь территории, га; аж—жилая площадь строений, м2; ап — полезная площадь строений, м2; Н — население района, чел.
В проектах реконструкции предусматривают реализацию мероприятий в течение длительного периода времени, обычно за 10 лет. Эти мероприятия сводят в группы первой и последующих очередей. В соответствии с такой группировкой общую сумму денежных затрат также разделяют на очереди.
Затраты, предусматриваемые на финансирование разных очередей реа
лизации проекта, оценивают, . учитывая фактор времени, отражаемый коэффициентом приведения. Общая сумма денежных затрат, оцененная по времени их вложения
Сэ = Со) । + Со|‘а + +
+ с&,'
где Соь р Со, 2, ...,Со|.( — общие затраты на финансирование первой, второй и последующих очередей реконструкции;
— коэффициенты приведения разновременных затрат, равные afi = = (I + Ен)'°-', где Ен — нормативный коэффициент эффективности затрат, (ta—t) — период приведения в годах.
Общая сумма денежных затрат с учетом фактора времени является дополнительным критерием обоснования оптимального варианта. Следует указать, что все критерии описанной выше методики оценки проектов отражают, конечные чцели капиталовложений — социальные, доминирующие в аппарате анализа, — максимизированные по затратам на финансирование (экономическая эффективность). Таким образом, социально - экономическую эффективность трактуют как синтез социальной и экономической эф-, фективности, а не как их сумму. Оптимальным считают тот вариант
проекта, где обеспечево достижение социальных целей при минимуме затрат ресурсов.
Вопросы для самопроверки
I. Классификация общественных зданий, критерии, положенные в основу классификации.
2. Планировочные элементы общественных зданий, требования к ним. Элементы основной функции и вспомогательные.
3. ‘ Особенности проектирования дошкольных учреждений и школ. Зависимость функции и планировочных решений.
4. Планировочное зонирование предприятий торговли и общественного питания. Учет в проектах возможности их расширения. Кооперация предприятий.
5. Функциональное разделение площадей клубов.' Особенности клубов, кооперированных с другими учреждениями. Клубы при ДЭЗ.
6. Классификация спортивных сооружений, особенности проектирования одно- и многоцелевых сооружений. Подчинение планировки функции.
7. Особенности технико-экономической оценки проектных решений общественных сооружений. оптимизация решений. Сравнительная характеристика экономической эффективности зданий, зависимость стоимости от объемно-планировочных решений.
8. Методы модернизации- и реконструкции общественных зданий. Характерные приемы переплацнровкн.
9. Особенности трансформации жилых зданий в общественные.
10. Техннко • экономические показатели аппарата анализа проектов реконструкции и трансформации.
11. Социальная н экономическая оценка комплексных проектов реконструкции и систем социального обслуживания населения.
РАЗДЕЛ IV
АРХИТЕКТУРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ИХ ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ГЛАВА 9. ОСНОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ
Основанием называют слой грунта, который воспринимает нагрузку от фундаментов здания и под ее действием находится в напряженном состоянии. Такой слой бывает однородным или состоит из напластования нескольких видов горных пород. Мощность слоя может быть значительной и достигать шестикратной ширины подошвы фундамента.
9.1. Виды оснований н их дефекты
Грунтами в строительстве называют различные горные породы магматического, метаморфического в осадочного происхождения. Их классифицируют на следующие группы.
Скальные грунты, залегающие в виде сплошного монолита нли трещиноватых слоев. Такой грунт отличается большой механической прочностью, но обычно находится .на значительной глубине н поэтому редко служит непосредственным основанием фундаментов.
Крупнообломочные грунты состоят из конгломерата рваного камня, щебенки, гальки и гравия. Эти грунты малосжи-маемы и являются хорошим основанием, но фильтруют воду и могут быть водоносом.
Песчаные грунты сыпучи в сухом состоянии. По гранулометрическому составу их разделяют на гравелистые, крупно-, средне-, мелкозернистые и пылеватые пески. Эти грунты могут быть сухими, влажными и водоносными, являются хорошим основанием, если залегают равномерно мощным слоем и не имеют линз-вкраплений других пород.
Глинистые грунты состоят нз чешуйчатых частиц, размер которых в 20... 100 раз меньше песчаных. В сухом состоянии между частицами действуют силы сцепления, но они практически исчезают при погружении образца в воду — грунт становится пластичным. По степени пластичности этот грунт разделяют на глину, суглинок и супесь. Разница заключается в содержании глинистых частиц — причине пластичности. Так. в глине нх более 30%, суглинке более 10%, а в супеси—менее 10%. поэтому супесь часто причисляют к пескам.
Глины водонепроницаемы, я их напластования являются водоупорами. В состоянии, близком к текучести, непригодны для оснований, но на более сухих можно возводить здания, предохраняя грунты от вспучивания при замерзании.
Лёссовидные грунты причисляют к глинистым. Они отличаются пористостью до 50%. очень прочны в сухом состоянии, но теряют ее при увлажнении, поэтому при использова
нии в качестве оснований требуют предохранения от попадания влаги.
Органические осадочные породы делят на три группы: с примесью органических частиц до 10%. заторфованныс с содержанием этих частиц до 60% и торфы, в которых их больше 60%. Эта групна грунтов малопригодна для оснований. Однако их используют в районах вечной мерзлоты, предохраняя от оттаивания.
Культурные отложения частое явление в городах. К отложениям относят шлаки, земляные насыпи и отвалы. Эти отложения неоднородны п< Структуре, вследствие чего могут обладать неравномерными осадками. Их использование в качестве оснований ограничено, но в связи с отсутствием свободных земель в городах территории отвалов постепенно стали осваивать.
Возможность размещения здания на тех нли иных грунтах устанавливают исследованием геологического строения н гидрологического режима. С помощью скважины или шурфов определяют расположение и мощность залегания пластов породы, нх направление и уклоны. наличке линз других грунтов. Изучают характеристику грунтовых вод: их уровень, мощность пласта, скорости фильтрации н химический состав. Обычно разведку ведут в пределах сжимаемой толщи грунта, но в сложных усло-
201
внях получают данные о более глубоких слоях.
На основании анализа полученных образцов грунта (кернов) устанавливают физико-механические характеристики, от которых зависит их несущая способность как основания для фундамента. Это прежде всего гранулометрический состав и количество органических включений, объемная масса, плотность и пористость, модуль деформации и угол внутреннего трения.
Гранулометрический состав сыпучих материалов определяют путем отделения различных по размеру фракций. По процентному содержанию этих фракций грунт классифицируют на группы (песчаный, глинистый н т. д.). Прокаливая, узнают отношение органических включений к общей массе породы.
Объемная масса, т. е. масса единицы объема в естественно плотном состоянии, зависит от плотности и влажности грунта. Первую величину определяют как отношение объема пустот в образце к полному объему, вторую — как отношение веса воды в порах грунта к ее весу при полном насыщении водой.
Модулем деформации определяют деформационные способности грунта, которые зависят от его способности уплотняться под давлением, давать осадки, т. е. иметь остаточные деформации. Углом внутреннего трения оценивают сопротивление грунта сдвигу. Эта величина — сумма двух составляющих, действующих одновременно: сопротивления трения и сопротивления сцепления.
В результате исследований строят геологические разрезы, а оценивая перечисленные выше характеристики, дают заключение о прочности грунтов, пригодности их в качестве оснований для фундаментов нового строительства. При реконструкции исследования усложняют. За счет остаточных деформаций грунт под старыми фундаментами находится в бо
лее плотном состоянии, чем на соседних ненагруженных участках. Поэтому устанавливают, насколько отличаются характеристики уплотненных грунтов. В местах заметных деформации стен н фундаментов изучают причины, находят границы линз слабых грунтов или участков особо прочных.
Существует два вида оснований: естественные и искусственные.
Естественными основаниями называют грунты, которые в естественно плотном состоянии способны нести нагрузку от здания на всей сжимаемой фундаментом толще, за счет остаточных деформаций давать равномерную осадку под всем зданием и находиться в статичном состоянии. Многие из этих условий зависят от однородности грунтов, залегающих под фундаментами. Наиболее благоприятными являются изверженные магматические породы, осадочные значительно менее надежны, а метаморфические занимают промежуточное место.
Ледниковые отложения отличаются от других существенной неоднородностью. Так, наблюдали случаи изменения залегания ледниковых глин почти на 5 м на участке длиной всего 30 м. Естественно, что слои с такой разницей в толщине могут дать неравномерные осадки, схема которых показана на рис. 9.1,а. Не менее опасны линзы мягких
грунтов, имеющих способность к большим упадочным деформациям. Неравномерная осадка здания, вызванная такими линзами, приводит к явлениям, иллюстрируемым схемами бив.
Вкрапление в основание прочных пород, например крупных валунов, может вызвать* разлом здания по схеме г. Имеются случаи, когда выветривание материнских пород, из которых произошли грунты, протекает избирательно и под зданием оказываются родственные основания, но с различной прочностью, тогда возникает явление, схожее со схемой а.
Для выбора основания важно знать падение и простирание пластов породы. Даже очень прочные коренные породы из-за крутого падения могут скользить при их подгрузке массой здания. Скольжение происходит по трещинам и изломам (схема д).
Известняковые породы могут иметь каверны, вызванные растворением и вымыванием некоторых составляющих грунтовыми водами. Это явление особенно свойственно трещиновидным водоносным известнякам. Определенные виды глиняных сланцев и песчаников с прослойками угля также могут нарушить статичность сооружений. Часто они залегают в пере-
202
Рис. 9.1. Осадочные деформации здании:
а - большая разница толщины слабого грунта; б. а расположение лип'' слабых ггуптов под ч.ктыо здания, г жесткие
включения значительных размеров; d — скольжение скальных пород по трещинам; е - осадка грунтов при их осушении корнями деревьев в сильную засуху; ж --един; грента нот действием об
жатии соседних зон массой нового здания; / слабые грунты. 2 — прочные; 3 — валун; 4 — новое здание
уплотненном состоянии и основания зданий могут испытывать упругий подпор. Эти усилия настолько велики, что способны
выталкивать легкие сооружения из грунта.
Не менее важен вопрос строительства на насыпных грунтах. В го
родах, особенно старых, культурный слой достигает значительной толщины. В центре Праги дневная поверхность
203
поднята над естественным уровнем на 6 м, в Бостоне — на 2 м. Насыпь состоит в основном нз обломков старых зданий.
Насыпной грунт из щебня и других строительных материалов может служить даже лучшим основанием, чем естественные грунты. Правда, он неоднороден. Хуже, если строительство намечено на территориях свалок. Здесь возникают не только вопросы прочности оснований, которые, кст&1 и, решаемы, а и побочные явления. Известны случаи, когда в подвалах домов на бывших свалках появляется метан, образовавшийся в результате разложения органических отходов.
Существенное влияние на основания оказывают подземные воды. В расчетах учитывают гидростатический подпор воды, способный нарушить статичность сооружения или его элементов, например полов подвалов. Учитывают и возможную агрессивность воды, способность разрушить бетонные и каменные конструкции.
В старых зданиях приходится следить еще и за уровнем грунтовых вод, поскольку многие старинные здания стоят на деревянных сваях. Если уровень воды падает и оголяет эти сваи, они загнивают и разруша-
ются. В наш век неустойчивого водного баланса, особенно в города; связанного с человеческой деятельностью, имеют место колебания уровня грунтовых вод в довольно широких пределах, значительно больших, чем наблюдали сто лет назад. Иногда это приводит к пагубным последствиям: разрушаются
дома и другие сооружения.
Еще один аспект взаимодействия грунтовых вод и оснований связан с зелеными насаждениями. Они потребляют большое количество воды, черпая ее из грунта, в основном верхнего растительного слоя, увлажняемого атмосферными осадками. При нормальном их количестве система находится в равновесии, но при засухах дерево, находящееся на песчаных грунтах, погибает. В глинистых грунтах дерево выживает, потому что корневая. система добывает 3iy влагу. По мере осушения верхних слоев грунта корни прорастают, все глубже, высасывая из нижних слосв воду. Это опасно для грунтов, обладающих способностью давать усадку при уменьшении влажности. В основаниях, расположенных вблизи посадок широколистных деревьев, начинается* неравномерная осадка. В некоторых случаях это может привести
к повреждению здания по схеме, показанной на рис. 9.1, е. Подобные явления зафиксированы в ряде городов мира.
Довольно часто совокупность перечисленных факторов создает условия, при которых нельзя использовать естественные грунты в качестве оснований: нет гарантии, что здание и в перспективе будет находиться в стабильном состоянии. Тогда разрабатывают мероприятия по укреплению грунтов, т. е. устраивают искусственные основания.
Искусственные основания для нового строительства создают во многих случаях. В одном такие основания получают методом осушения земель, заливаемых водой. Метод заключается в отсыпке грунта и подъеме дневной поверхности выше уровня затопления. Здания и сооружения возводят на этой насыпи, используя ее грунт как насыпное основание.
Для уплотнения грунтов иногда прибегают к его подгрузке слоем специально насыпаемого грунта. Во влажных грунтах этот метод совмещают с откачкой воды, заполняющей пустоты. Под давлением избыточной массы грунт садится, его частицы приходят на смену вытесненной воды и в результате происходит уплотнение
204
Понижение уровня грунтовых вод часто является средством некоторого увеличения несущей способности грунтов. Происходит это за счет снятия гидростатического давления, что приводит к их уплотнению. Для водопонижения используют дренажные системы. Различают три типа дренажа: горизонтальный, вертикальный и комбинированный.
Горизонтальный дренаж осуществляют в виде открытых и закрытых дрен. Открытые дрены выполняют, прокладывая каналы-осушители с уклонами в сторону водосброса. Откосы каналов обрабатывают фильтрующим покрытием, допускающим поступление подземных вод.
Закрытые дрены представляют собой подземные каналы, в поперечнике полностью заполненные фильтрующим материалом. Недостатком таких дрен является ненадежность их работы, поскольку со временем дренирующий слой заиливается и перестает пропускать воду. Часто применяют поэтому дрены из перфорированных труб, присыпанных фильтрующей обсыпкой. Такне дрены обладают большой надежностью. В них грунтовая вода движется к водосбросу, заполняя нс только Сечение трубы, но и дренирующую обсыпку.
Вертикальный дренаж состоит из трубчатых нлн шахтных колодцев, погруженных в водоносный слой. Роль трубчатых колодцев выполняют иглофильтры, а шахтные часто заполняют фильтрующим материалом, например щебнем или крупнозернистым песком.
Понижения уровня грунтовых вод достигают откачкой воды из колодцев. В целях повышения эффективности работы системы, установленной в грунтах, плохо пропускающих
воду, откачку иногда совмещают с электроосмосом. Сущность метода заключается и том. что вода под действием п<н'тиянно1о юка движется от анода (стержней, погруженных на некотором расстоянии от иглофильтров и соединенных с положительным полюсом генератора тока) к катоду, роль которого выполняют фильтры, подсоединенные к отрицательному полюсу.
В практике применяют также вертикальные дрены, где вместо колодцев используют капиллярные ленты. Их изготовляют из бумаги и внедряют в грунт специальными установками.
Комбинированный дренаж — это сочетание дрен горизонтального и вертикального типа. Подобные системы состоят из трубчатых колодцев, присоединенных к коллектору, выполненному по принципу закрытых трубчатых дрен. Эти коллекторы не только транспортируют поступающую из колодцев воду, но н перехватывают ее непосредственно из грунта.
Основания укрепляют и другими методами. Круто падающие пласты твердых коренных пород иногда предохраняют от сдвига анкерами. Для их установки бурят глубокие скважины и в них забивают анкера — «шпильки», скрепляющие два или несколько пластов.
Коренные породы с кавернами и трещинами укрепляют, нагнетая различные вяжущие материалы, а в крупные пустоты — бетоны.
Осадочные породы закрепляют путем электрохимического упрочнения, обжига, смолнзацни, цементации и силикатизации.
Электрохимическое упрочнение основано на физико-химических процессах. протекающих при пропускании через переувлажненный глинистый грунт электрического тока. Под его воздействием происходит необратимая коагуляция глинистых частиц и их закрепление. Кроме того, грунт осушается и, следовательно, уплотняется. Этот метод требует большого расхода электроэнергии. На 1 м3 грунта нужно от 50 до 200 кВт • ч.
Обжиг грунта превращает его в камневидную массу обожженной породы. Обжиг применяют для закрепления лёссовидных н пористых глинистых грунтов. Тепловую обработку производят путем нагнетания под давлением нагретого до температуры 600... 800®С воздуха или сжигания газообразного и жидкого топлива. Грунт обжигают в радиусе I... 1,5 м. Это энергоемкое мероприятие, поскольку расход топлива составляет 100 кг/м длины скважины.
Смодизаци.ч грунта заключается в его обработке синтетическими смолами, образующими прочные и стойкие кристаллизационные связи. Метод применяют для закрепления мелкозернистых грунтов при высоком уровне грунтовых вод. Закрепляющие компоненты (смолу и отвердитель) на
205
гнетают в скважины под давлением до 10 атм (I МПа).
Цементацию применяют в крупнозернистых грунтах. Сущность метода заключается в инъек-тировании цементной суспензии, которая закрепляет частицы грунта и этим увеличивает его прочность. Радиус закрепления вокруг инъек-тора зависит от гранулометрического состава грунта и колеблется в пределах от 0,3 до 15 м: чем мельче песок, тем меньше радиус проникновения суспензии. Прочность цементированного грунта вблизи инъекто-ров составляет 2,0...3,5 МПа. По мере удаления от скважины прочность убывает и в крайних слоях составляет 0,8... 1 МПа. Расход цемента составляет 20...40% от объема закрепленного грунта.
Силикатизацией упрочняют пеСчаные и пылевидные грунты. Метод заключается в нагнетании химических растворов, которые вступают в реакцию между собой или солями, содержащимися в грунте. В результате такой реакции образуется гель кремниевой кислоты; закрепляющий частицы грунта.
В грунты, содержащие соли кальция и магния менее 0,6 мг-экв, нагнетают два раствора — силиката натрия NaSiO2 и хлористого кальция
СаС12. Если же грунты содержат указанные соли более 0,6 мг-экв. то применяют однорастворную силикатизацию, нагнетая жидкое стекло NaSiO2. Давление, при котором нагнетают растворы, зависит от фильтрующей способности грунта: чем ниже коэффициент фильтрации &ф, тем должно быть выше давление. При Лф<0,1 м/сут применяют электросиликатизацию. Она отличается тем. что в процессе выполнения работ через грунт пропускают постоянный электроток, стимулирующий перемещение раствора в массе породы. Ток подключают по принципу, изложенному для электроосмоса.
9.2. Техническая эксплуатация и усиление оснований
Техническая эксплуатация оснований заключается в содержании придомовых участков и наблюдении за осадками зданий. Предохраняя основания от переувлажнения, вертикальную планировку участка выполняют с уклонами от дома, позволяющими отвести паводковую воду. Систематически проверяют сохранность отмостки, образовавшиеся трещины и щели между стеной и отмосткой тщательно заделывают.
Осадки здания прове
ряют, если на стенах появляются трещины. По установленным реперам исследуют их развитие. В тех случаях, когда разность осадок между точками превышает 0,002£ (L — расстояние по горизонтали между точками) или появляется крен выше 0,004// (Н — высота здания), организовывают постоянное наблюдение, результаты которого фиксируют в специальных журналах.
Основания под зданиями усиливают в двух случаях: когда в результате реконструкции и капитального ремонта массу здания увеличивают за счет повышения этажности, устройства тяжелых перекрытий или увеличения полезной нагрузки на них и если обнаружены деформации стен и фундаментов, вызванные причинами, изложенными в § 9.1 и иллюстрированными примерами на рис. 9.1.
При реконструкции применяют те же методы усиления, что и при устройстве искусственных оснований, но наибольшее распространение в практике получили цементация и силикатизация грунтов. Некоторые другие методы требуют повышенной осторожности при производстве работ. Например, применяя упрочнение грунтов понижением уровня грунтовых вод, всегда помнят, что уплотнение сопро-
гов
Таблица 9.1. Сравнительная характеристика способов усиления оснований
Способы усиления грунтов Грунты Эффект применения Примерная стоимость усиления 1 mj грунта, руб.
наименовании Лф, м/сут
Цементация Крупнозернистые пески 80,0 Прочность 1...3.5 МПа н водой еп роннцаемость 10
Силикатизация Пески, лёссы 0.2...80.0 Прочность 0,6...3,5 МПа и водонепроницаемость 10...35
Смолизация Мелкозернистые пески 0.5...5.0 Прочность 1,5...2,5 МПа и-уменьшение водопроницаемости 40...50
Обжиг Лёссы, лёссовые пески, черноземы 0,00 Г Прочность 1...4 МПа и водоустойчивость 10
• — воздухопроницаемость (м/с).
вождается осадками, поэтому все здания, заложенные в водоносном слое и попадающие в зону водопонижения, проверяют на прочность с учетом возможных неравномерных осадок. В период выполнения работ за ними устанавливают наблюдение. Соседнюю застройку обследуют и для того, чтобы убедиться в отсутствии в зоне работ зданий на деревянных основаниях. Эти сваи быстро сгниют, если окажутся вне грунтовой воды.
Сложность выполнения работ при реконструкции заключается в том,' что усиливать приходится основание непосредственно под существующими фундаментами, а это вызывает значительные трудности. Работу прихо
дится выполнять только небольшими участками и все время следить за техническим состоянием конструкции здания. Обычно грунты не усиливают отдельно. Рассматривают совместную работу оснований и фундаментов. Изучают не только геологию участка и состояние основания под подошвой, но обследуют схемы передачи нагрузок на грунты, размеры и форму фундаментов.
9.3. Технико-экономические сведения
Геологические и гидрогеологическое строения грунтов настолько разнообразны, что два здания практически никогда не были сооружены в одинаковых условиях, поэтому выбор основания
должен быть обоснован всесторонним анализом геологической информации, полученной в итоге инженерных изысканий и архивных материалов. Особенно важен такой анализ в условиях плотной застройки города, культурных наслоений, возможных нарушениях структуры и засорения грунтов.
Не' менее необходима исчерпывающая информация при выборе методов устройства искусственных оснований и тем более их усиления в эксплуатируемых* зданиях, поскольку это весьма дорогостоящее и очень трудоемкое мероприятие (табл. 9.1). Важна и тщательная оценка технико-экономических показателей альтернативных решений.
207
ГЛАВА 10. ФУНДАМЕНТЫ
Фундаментами называют нижнюю часть зданий. предназначенную для восприятия нагрузки от вышележащих конструкций и передачи их на основания. Нагрузку на грунт передают через подушку, а на нее опи рают столбы или стены фундамента. В зданиях с подвалом эти стены служат ограждением помещений.
10.1. Виды фундаментов
Фундаменты капитальных зданий возводят из различных, но обязательно долговечных материалов. К ним предъявляют требования высокой прочности, морозо- 11 водостойкости. Для конструкций, находящихся в агрессивных средах, возникает дополнительное требование —- химическая стойкость.
В старину основным материалом фундаментов был бут обломки камня размером от П.15 до 0.5 м, добываемые взрывным способом из-горных пород. Известняки, доломиты и песчаники с морозостойкостью Мрз>15 и коэффициентом размягчения не менее 0,7 пригодны дли кладки, находящейся под землей.
В зависимости от строения горных пород бутовые камни имеют рваную форму, бывают постелистымн или лещаднымн. в виде плит. Постелистый и лещадный бут удобен для кладки благодаря наличию относительно ровных плоскостей. Кладка из рваного камня затруднена и поэтому многодельна. Камни приходится прикалывать. укладывать на раствор с расщебенкой пустот и при этом еще соблюдать перевязку швов.
В настоящее время строители предпочитают применять рваный бут в бутобетоне. Буто
бетонные стены не нужно выкладывать из отдельных камней. Бетонную смесь с послойным вкраплением бута достаточно уложить в форму — опалубку и выдержать, пока смесь не затвердеет. В прочных грунтах опалубку не применяют. а бутобетон укладывают в земляную форму, но для этого нужно, чтобы грунтовые стены траншей не обваливались.
Для стен фундаментов применяли и применяют теперь кирпич. Это позволяет получить гладкие вертикальные поверхности помещений подвалов. Однако не все виды кирпича пригодны для суровых условий эксплуатации в земле, где необходимы такие свойства материала, как высокая морозостойкость (Мрз 25...50), хоро-. шнй обжиг и водопоглощение не более 6% от собственной массы камня в сухом состоянии. В фундаментах^ используют поэтому глиняный полно- елый красный кирпич пластического, но не полусухого формования. Керамические камни, пустотелый, легкий н силикатный кирпич, не отвечающие перечисленным требованиям, не применяют в кладке, расположенной ниже горизонтальной гидроизоляции.
До конца прошлого века кладку фундаментов выполняли на известковых растворах. Они удобоукладываемы, обладают хорошим сцеплением с поверхностью камня, и имеют небольшую усадку, но недостаточно стойки для подземных условий. Это сказывается и на долговечности фундаментов. Часто при их обследовании обнаруживают, что раствор в швах потерял свои вяжущие свойства и монолитность кладки нарушена, поэтому теперь применение известковых растворов в фундаментах и цоколях зданий запрещено. Их заменили морозостойкие цементные н сложные растворы: цементно-известковые и цементно-глиняные с соотношением
содержания известкового или глиняного теста к объему цемента порядка 0,7:1. Прочность этих растворов регламентирована. Их марка должна быть не ниже М25...50:
В XX в. широкое применение в фундаментах получил железобетон. Благодаря арматуре этот материал способен работать на растяжение, что позволило значительно облегчить конструкции. Железобетон укладывают на место, делая их монолитными, но чаше на заводах изготовляют детали и нз них монтируют сборные фундаменты. Для монолитных конструкций применяют бетоны марки не ниже Ml 00, для сборных — М200.
Сборными выпускают фундаментные блоки, подушки, столбы и рандбалкн. По сравнению с аналогичными монолитными конструкциями они менее материал «емки. Их монтаж в значительной степени прост, до минимума сокращены трудоемкие «мокрые» процессы.
Сборные детали укладывают на цементные растворы. В сухих грунтах допускают добавление извести, т. е. применение сложных растворов. В водных и особенно агрессивных средах применяют растворы и бетоны на гидравлических вяжущих. Предпочитают портландцемент с активными добавками, шла-копортландцементы и глиноземистые цёменты.
В целях повышения долговечности фундаментов и предохранения стен от воды н влаги конструкции, находящиеся в земле, гндронзолируют. При этом применяют различные гидроизоляционные материалы. Они описаны в $ 15.1.
Дерево в фундаментах используют только при строительстве малоэтажных домов, рассчитанных на короткий срок службы. Однако в зданиях старой застройки, даже высокой капитальности, дерево употребляли на сван. На местности с высоким уровнем грунтовых вод деревянные сван стоят
208
Pitc. 10.1. Поперечные сечения ленточных (а—г) н столбчатых (д, е) фундаментов:
а — бутовый; б — бетонный: а из сборных сплошных и п\ стотелых блоков; г — с панельной сборной стеной; д — нз сборных столбов и рандбалок; е — то же. с рандбалкой 2-образного сечения; / — отмостка; 2 — гидроизоляция; 3 — сборные бетонные стеновые блоки; 4 — армированный пояс жесткости; 5 — фундаментная ленточная подушка; 6 — стеновая ребристая панель; 7 — полушка под колонну; 8 — колонна; 9 — сборная ранлбалка
очень долго, если постоянно находятся в воде. В мировой практике есть примеры че^ы-рехсотлстннх зданий на деревянных сваях, по сей день находящихся в хорошем техническом состоянии.
При переменной влажности дерево быстро загнивает и, если уровень воды по каким-либо причинам понижается, даже нс надолго, то здания быстро приходят в аварийное состояние. За ними необходимо систематическое наблюдение.
В современной практике применяют сваи нз железобетона. Чаще всего нх делают в виде сплошного квадратного или прямоугольного, реже круглого ссчсння со стороной или диаметром не более 0,5 м. Для экономии материалов сван иногда изготовляют полыми. Для свай-оболочек применяют цилиндрические полые детали диаметром 1.5...3 м, а в некоторых случаях и больше.
В практике строительства гражданских зданий применяют четыре вида фундаментов. Наиболее древними являются ленточные, представляющие собой сплошную стену, установленную на подушку. Такая конструкция, показанная на рис. 1.1, а, материалоемка. Для уменьшения давления на грунт прихо-
дится расширять подушку. Выполненная из не-армированпого камня или бетона, она не воспринимает скалывающих реактивных усилий от грунта, поэтому ее необходимо делать массивной.
Этот недостаток можно смягчить, если применить железобетонные подушки, а стены выполнить нз пустотелых блоков или ребристых панелей (рис. 10.1, в, г). Еще большую экономию материалов можно обеспечить, применив столбчатые фундаменты. Однако в этом случае опорная часть подушек становит
ся меньше, чем при ленте. и удельное давление на грунт будет больше. Следовательно, применять описываемые фундаменты можно в прочных грунтах пли невысоких зданиях (см. рис. 10.1, д, г).
В грунтах с невысокой, несущей способностью часто применяют свайные фундаменты. Сван-стойки пропускают через толщу слабых грунтов и опирают на коренные породы. Такой метод широко применяли в прошлом. Другой вид свай — висячие — погружают на такую глубин', чтобы они передавали расчетную
209
Рнс. 10.2. Свайные фундаменты:
а — забивные сваи-стойки; б— в набивные висячие сван (я --с камуфлетной пятой); 7 — дневная поверхность земли; 2 — гидроизоляция; 3 — железобетонная балка ростверка; 4 - забивная свая прямоугольного сечения; 5 -плотный грунг; 6 — слабые грунты; 7 — набивная свая. 8 — наконечник обсадной трубы, оставляемый в грунте; 9 — стойка сван;
70 — камуфлегиая пята
Рис. 10.3. Фундаменты в виде коробчатой плиты под всем зданием:
7 - верхиян плита; 2 -- стойка каркаса; 3 — стены жесткости;
4 — проходы; 5 — инжняя плита; 6 — бетонная подготовка
нагрузку на грунт за счет бокового трения (рис. 10.2).
Сван располагают под зданием группами, устраивая так называемые свайные поля. Забивные сваи механически внедряют в грунт ударным и вибрационным способом, вдавливанием или завинчиванием. Набивные сваи делают непосредственно в грунте. Для этого бурят отверстия и заполняют их несущими материалами: арматурными каркасами, бетоном, песком и т. д. Для увеличения контактной поверхности с грунтом применяют нагнетание раствора за сваю, механическое раз
буривание конусообразных уширений в стволе или камуфлетный взрыв с образованием полости, заполняемой бетоном (см. рис. 10.2, а).
По сваям устраивают ростверк — сплошную или кессонную плиту, равномерно перераспределяющую нагрузки от здания на свайное поле. Оголовки свай заделывают в тело ростверка, предварительно обивая их от бетона.
Сооружая многоэтажные и высотные дома на слабых грунтах, в некоторых случаях делают коробчатые фундаменты, представляющие собой сплошную плиту с ячейками-пустотами. Эти пус
тоты позволяют увеличить строительную высоту плиты и, следовательно, ее жесткость, не увеличивая расход материалов (рис. 10.3).
Фундаменты обычно закладывают на глубине, расположенной ниже отметки промерзания, поскольку ‘ мелкозернистые грунты имеют свойство пучиться при замерзании. Однако заглубление фундаментов не всегда зависит от этого. Скальные, крупнообломочные гравелистые и песчаные грунты не подвержены пучению: Заглубление
конструкций зависит от принимаемой высоты подвала или геологии участка, так как иногда
210
целесообразно пройти слабые грунты и заложить фундамент на более прочных.
В старой застройке особое значение приобретает размещение соседних строений, глубина заложения их фундаментов. В практике имеют место случаи, когда новое здание, обжимая грунт на величину допустимых нормами осадок, вместе с тем вызывает серьезные деформации в примыкающем доме, построенном на 30— 35 лет раньше (рис. 9.1, ж).
Подвалы устраивают, ограждая их не только стенами ленточных фундаментов, но и специальными сборными панелями, навешиваемыми на опорные столбы. Основная проблема таких подвалов — это защита от грунтовых и паводковых вод. Мероприятия, применяемые в этих случаях, подробно изложены в гл. 15.
10.2. Техническая эксплуатация, ремонт и усиление фундаментов
Фундаменты эксплуатируют, следя одновременно за осадками оснований и деформациями фундаментов. Выявляют дефекты, организовывают постоянное наблюдение. Уход за конструкциями заключается в предохранении от попадания воды за стены
фундаментов, ремонте слнвных воронок водосточных труб и сливов на карнизах цоколя.
Наиболее серьезным дефектом фундаментов являются деформации. Они могут быть локальными, распространенными на отдельные участки, и общими, когда дефекты наблюдают по всему периметру здания или его части. В основе таких дефектов лежат не только неравномерные осадки грунтов основания, описанные в § 9.1. Причиной могут быть просчеты, допущенные при строительстве и эксплуатации.
Не исключено частичное перераспределение нагрузки, связанное с включением в работу каких-то перегородок, некоторая трансформация конструктивной схемы перекрытий, вызванная изменением со временем степени заделки балок на опорах или просадкой нёсущих конструкций, которые могут привести к перенапряжению фундаментов. Возможны и нарушения стабильности гидрогеологического режима, в связи с чем деревянные элементы фундаментов (ростверк, лежни, сваи) теряют несущую способность.
В фундаментах старых зданий довольно часто отсыревают стены у цоколя. Причина этому — нарушение горизонтальной гидроизоляции, прокладываемой по обрезу
фундамента, или увеличение толщины культурного слоя настолько, что уровень отмостки оказывается выше гидроизоляции и она теряет свое значение. При обследовании иногда обнаруживают нарушение монолитности кладки, в основном с наружной поверхности, что • происходит из-за выщелачивания раствора.
Необходимость усиления и ремонта вызывают не только дефекты, перечисленные выше, но может быть следствием увеличения нагрузки при ремонте зданий. Эти мероприятия часто сопровождаются изменением конструктивной схемы-, увеличением массы конструкций за счет устройства тяжелых железобетонных перекрытий или даже надстройки. В зависимости от причин, приведших к положению, когда несущая способность фундаментов не удовлетворяет предъявленным требованиям, конструкции усиливают одним из методов, приведенных ниже. Эти методы условно делят на локальные и общие.
К локальным относят все виды «лечения» деформированных участков: торкретирование,
цементацию, устройство обойм, расширение подошвы, замену деревянных частей, перекладку и углубление фундаментов. К общим мероприя-
211
Рис. 10.4. Усиление ленточных фундаментов:
а. б — расширение площади опоры; в — передача части нагрузки па выносные сван; г — заглубление фундаментов; / — существующий фундамент; 2 — железобетонный прилив; 3 — анкеры; 4 — щебеночное уплотнение грунта основания; 5 — бетонный прилив; 6 — разгрузочные балки; 7 — опорные балки; 8 — железобетонные рапдбалкн; 9 - набивные сван; 10 — домкраты; П — дефектная, разбираемая кладка; 12 — новая бетонная часть фундамента
тиям причисляют устройство фундаментных плит и напряженных поясов.
Торкретирование применяют для укрепления кладки, ослабленной по поверхности из-за выщелачивания раствора. Этот способ позволяет не только упрочить конструкцию, но и сделать ее менее вод о п р о н и ц ае м о й.
Цементацию фундаментов выполняют, если монолитность кладки нарушена по всей толще. Этот способ проще, чем 717
замена кладки на новую. Процесс цементации аналогичен процессу цементации грунтов. Его выполняют. если марка камня, из которого выложен фундамент, не ниже 100. В стены нагнетают раствор, разведенный в пропорции 1:1 (цемент вода). Обычно этот способ совмещают с устройством железобетонной рубашки-обоймы.
Бетонные и железобетонные обоймы используют для усиления клад
ки, монолитность которой нарушена из-за выщелачивания раствора, или если нужно увеличить толщину стен на 0,2...0,3 м. Обоймы устраивают методами, изложенными в § 11.2. В таких случаях, когда простенок не удается обхватить кругом, стальные элементы крепят к стене анкерами.
Увеличения ширины подошвы фундаментов достигают путем выполнения с одной или двух
сторон банкетов-приливов (рис. 10.4). Если нх закладывают на уровне подошвы фундамента, то в основание втрамбовывают щебень, чем уплотняют грунт. Нагрузку на железобетонные приливы передают с помощью штраб. Всю конструкцию армируют по расчету.
Применяют и бетонные приливы. Тогда опорную часть выполняют из прокатного металла. Для лучшего сцепления бетона приливов обеих конструкций со. стеной старого фундамента по всей ее площади забивают в шахматном порядке анкеры диаметром 16...20 мм. Иногда ставят сквозные прутки-анкеры.
Закладывая банкеты-приливы выше уровня подошвы фундаментов, грунт усиливают цементно-песчаными сваями. Усиление фундаментов колонн выполняют по схемам о и б, но давление на банкеты передают, устраивая вокруг колонны обоймы высотой, равной глубине ее заложения в грунте.
Перекладку существующих фундаментов выполняют в отдельных местах небольшой протяженностью. Стены перекладывают участками длиной не более 2 м. Новую кладку тщательно подклинивают под старую. Швы разделывают жестким раствором.
Заглубляют фундаменты, подводя новую клад
ку, бутобетонную или нз бетонных блоков. Это является одним из самых сложных мероприятий, выполняемых в исключительных случаях, когда необходимо углубить подвал или обеспечить устойчивость -здания в связи с устройством по соседству новых подземных сооружений.
Фундаменты заглубляют короткими участками. Вначале вывешивают стены здания на временных опорах. Для этого на уровне обреза фундамента в стены заводят поперечные балки. Их шаг принимают равным 2...3 м. В тех случаях, когда стены недостаточно прочны, над балками в специальные штра-бы заводят разгрузочные балки-обвязки. Поперечные балки опирают на клетки, устанавливаемые на грунт и являющиеся временными опорами здания. Передачу нагрузки на клетки осуществляют с помощью домкратов.
После разгрузки участка старых фундаментов их открывают. Траншею разрабатывают с двух сторон кладки. Разрушенные части фундаментов разбирают и возводят новые конструкции.
Иногда при заглублении стены вывешивают на выносных сваях (см. нНже), что проще, а конструкцию в целом получают более прочную.
Выносные сваи устраивают в целях передачи части нагрузки на нижележащие грунты. Сван размещают с одной или двух сторон фундамента (рис. 10.5). Во избежание сотрясений при забивке заранее заготовленных свай и связанных с этим возможных повреждений конструкций применяют набивные сваи, бетонируемые на месте.
Для передачи нагрузки на сваи по ним укладывают обвязочные балки, воспринимающие давление от поперечных консолей, которые закладывают в тело фундамента. Перед заделкой опор свайный ростверк обжимают путем забивки между кладкой и консолями металлических клиньев. Зазоры в сопряжениях кладки и балок тщательно заделывают жестким раствором на расширяющемся цементе.
Длину свай устанавливают расчетом. Работу грунта основания под подошвой существующего фундамента не принимают в расчет и оставляют в запас прочности.
Фундаментные плиты-применяют при слабых грунтах или при больших дополнительных нагрузках. Плиты заводят в штрабы, пробиваемые- по периметру стен фундаментов, и делают сплошными или с отверстиями, обеспечивая условие, чтобы площадь
213
1-1
z-г
Рис. 10.5. Разгрузка фундаментов на выносные опоры: а — сваи, расположенные с одной стороны; б - то же, с двух; в — фундаментная плита: / - балка-подвеска; 2 — опорная балка; 3 — существующий фундамент; 4 — рандбалка; 5 — дефектная разбираемая кладка; 6 — новая часть фундамента; 7 — набивная двая. работающая на сжатие; 8 — то же. на выдергивание; 9 — разгрузочная балка; 10 — фундаментная плита; // — прогон плиты; 12 - балка плиты
214
Рис. 10.6. Технико-экономические показатели различных фундаментов в процентах к
показателям ленточного монолитного из бутобетона
Наименование Ленточный, монолитный из бутобетона Ленточный, сборный из блоков Ленточный, сборный из стеновых панелей Свайный
Масса, 7, ЮО 62 90 76,..86
Трудоемкость , 7в too 66 59 99
Стоимость, % too 99 68 92
Схема поперечного сечения 1 д 53 1 И |_
общей опоры (подушки) здания занимала не менее 65% площади застройки. Только в этом случае возможен расчет фундаментов как плит.
Плиты располагают на высоте не более 0,75 м от подошвы фундамента и делают ребристыми толщиной не менее 0,25 м с ребрами сечением 0,3 X 0.4 м. Грунт под плитой уплотняют, втрамбовывая щебень. Кроме того, укладывают щебеночное основание толщиной 0,15...0,2 м. Работы
ведут небольшими участками, поскольку штрабы в стенах ослабляют конструкции. При бетонировании плиты нх тщательно заделывают жестким раствором.
Напряженные пояса устанавливают для того, чтобы уменьшить последствия неравномерных осадок здания. Их ставят по всей высоте дома, на стенах и поэтому описание конструкций см. в гл. 11.
Дополнительные опоры устанавливают, когда
хотят разгрузить отдельные участки фундаментов. Эти опоры подводят под балки перекрытий, уменьшай их пролеты и, следовательно, нагрузки, передаваемые на старые фундаменты.
10.3. Технико-экономические сведения
Технико-экономические показатели фундаментов различных конструкций колеблются в широких пределах. Так, стоимость свайного фундамента в
215
2,4 раза дешевле монолитных ленточных, его трудоемкость в 2.3 раза меньше, а разница стоимости сборного из сплошных блоков и монолитного составляет всего I %, но трудоемкость возведения ниже на 34% (рнс. 10.6).
Практика показала, что свайные фундаменты оптимальны для 5— 9-этажных зданий без подвалов, но в 5-этажных домах с подвалом целесообразны ленточные фундаменты, особенно с панельной стеной. В 16-этажных зданиях свайные фундаменты могут соперничать со сплошными из коробчатых плит. В малоэтажной застройке без подвалов эффективны столбчатые фундаменты.
Усиление фундаментов является дорогостоящим и трудоемким мероприятием, особенно при необходимости устройства обойм, увеличения ширины подошвы, но самое главное — заглубления. Достаточно отметить, что стоимость расширения 1 м фундамента составляет от 5 до 7 руб/т до-пол нитетельной нагрузки. Выбирая поэтому метод усиления, всесторонне изучают все аспекты его работы, исследуют схему передачи нагрузки на дефектные места, устанавливают возможность их разгрузки и определяют, чем вызваны деформации: конструктивными просчетами нли просадкой основания.
Кладку фундаментов укрепляют в аварийных случаях, когда требуется безотлагательное восстановление разрушенных конструкций. К расширению прибегают, когда это мероприятие оправдано экономически. Во избежание проведения дорогостоящих и трудоемких работ по уширению и тем более устройству плит прибегают к разгрузке перенапряженных участков. Фундаменты разгружают за счет использования облегченных конструкций сменяемых перекрытий, перет распределения нагрузки путем изменения конструктивной схемы нли введения ' в нее дополнительных опор.
Стены являются ограждающей и в большинстве случаев несущей конструкцией. Как ограждения стены защищают внутренний объем здания от влияния внешней среды, а как несущие конструкции — воспринимают нагрузки от собственной массы, перекрытий, крыши, балконов и т. д. Внутренние стены не только несут определенные нагрузки, но и разделяют помещения, т. е. представляют собой звукоизоляционные и противопожарные барьеры.
ГЛАВА 11. СТЕНЫ
11.1. Конструкции стен
Основным стеновым материалом дореволюционных капитальных домов является красный кирпич. Его применяют и сейчас. Примерно 50% современных зданий строят нз кирпича н керамических камней.
Наша промышленность выпускает красный Полнотелый кирпич из глины семи марок: от М75 до М300. Размер кирпича 0.25 x0.12 x0.065 м, плотность 1600... 1800 кг/мэ. морозостойкость 10 < Мрз < 50. Его применяют для кладки наружных и внутренних стен, столбов, а также изготовления кирпичных панелей. В конструкции, возводимые выше цоколя. укладывают кирпич не только пластичного, но н полусухого формования, морозостойкость которого ниже.
Керамические камни, как и эффективный кирпич (пустотелый и легкий), отличаются от красного плотностью, равной 1000...1450 кг/м3. Это позволяет значительно увеличить их размер. Например, камни делают размером 0.25x0,12x0.14 и 0,25x0,25x0,14 и- Морозостойкость описываемых изделий составляет Мрз 15, прочность от М75 до MI50. Их используют наряду с обычным кирпичом. но не в стенах помещений с повышенной влажностью.
В тех же случаях применяют силикатный автоклавный, известково-шлаковый и известково-зольный кирпич. Силикатный кирпич делают пяти марок (М75...200), а два других типа - трех марок (М25...75). Морозостойкость этого кирпича не более Мрз 15. плотность
216
1800...1900 кг/м3, т. с. несколько выше, чем у красного.
В практике строительства первых пятилеток кирпич часто заменяли мелкими теилобетон-ными и реже керамическими блоками. Первые делали из шлакобетона, енлнкат-органн-ки и известково-песчаной смеси. Эти исходные материалы имеют плотность не более 1400 кг/см3. Блоки делали сплошными и с вертикальными пустотами. Размеры принима ли следующие: ширину от 0.09 до 0.25 м, высоту от 0,25 до 0,215 м и длину от 0.35 до 0,43 м. Масса таких камней нс превышает 14 кг, и их можно укладывать вручную. Сейчас для стен выпускают блоки из шлако- к керамзитобетона размером 0.188 x 0,39 x 0.19
(й| м.
Прочность легкобетонных блоков невысока — Ml5...25. так же как и морозостойкость — Мрз < 10. Из них поэтому выкладывают стены зданий до пяти этажей с нормальным тепловлажностым режимом эксплуатации, но нс бани, прачечные и подобные сооружения. Не применяют блоки и в конструкциях, которые могут подвергаться увлажнению, например в цоколях и карнизах. Из керамических блоков о-вертикальными пустотами выкладывают стены высотой до трех этажей, а с горизонтальными — до четырех.
Блоки изготовляют не только из искусственных материалов, но и естественных. В южных районах страны традиционно применяют мелкие блоки из ракушечника, туфа и пористого песчаника. Эти блоки нарезают в карьерах, назначая размеры с учетом укладки вручную, поэтому их массу принимают не более 50 кг.
Стены облицовывают самым разнообразным материалом: от плит естественного камня до штукатурки. Для облицовки применяют лицевой кирпич и легкие керамические блоки, сырьем для которых служат глины, после обжига приобретающие окраску светлых то
нов. Их выпускают размером в кирпич или увеличенными по высоте до 0.088 и даже 0,14 м. Это позволяет изменять масштаб облицовки, что важно для архитектурного решения стен.
В старых зданиях применяли облицовочный кирпич, одну из плоскостей которого покрывали глазурью. Теперь такой кирпич не изготовляют, но стены облицовывают ковровой керамической глазурованной плиткой.
В сборном домостроении применяют крупные стеновые блоки и панели. Их изготовляют из однородного материала нлн делают многослойными. В однородных деталях применяют легкие конструктивные и конструктивно-теплоизоляционные бетоны.
Первый вид бетонов, например ксрамзнтобетон. имеет хорошие прочностные характеристики: морозостойкость Мрз^15, прочность М50...200. Благодаря этому они способны воспринимать значительные нагрузки, а относительно небольшая плотность (1200... 1800 кг/м3) делает их достаточно теплостойкими. Конструктивно-теплоизоляционные бетоны менее прочны. Так, ячеистые бетоны этой категории выпускают М25...75. Их плотность не превышает 900 кг/м3, что позволяет изготовлять детали с низким коэффициентом теплопроводности.
В многослойных конструкциях, как правило панелях, применяют не только описанные выше материалы, но конструктивные и легкие теплоизоляционные бетоны. Из тяжелого плотностью 2400 кг/м3 и Ml 50...200 делают тонкостенные железобетонные оболочки панелей, воспринимающие основные нагрузки, а из легкого бетона — теплоизоляционные слон. Например, применяют . газо- и пенобетоны с объемной массой до 500 кг/м3, обладающие очень низкой теплопроводностью. Это позволяет уменьшить толщину деталей до 0,16 м.
Наружную поверхность сборных деталей отделывают декоративным слоем, иногда фактурным. Его приготовляют из растворов или бетонов на цветных цементах. Применяют и керамическую плитку, обычно ковровую или типа «кабанчик», имеющую увеличенную толщину — 0,01...0,012 м. Эту плитку при изготовлении покрывают тугоплавкими цветными глазурями, прозрачными или глухими.
В последнее время получили распространение за рубежом и в СССР прокатные металло-пластмассовые навесные панели. Их основа — двусторонняя гофрированная оболочка из анодированного металла, чаше алюминия, а теплоизолирующее заполнение — пористая пластмасса, прочно приклеиваемая к металлу. Панели применяют в основном в промышленном строительстве, но стены гражданских зданий также собирают из них. Панели выпускают в виде длинномерного материала, режут на месте специальными механическими пилами и крепят к каркасу внн-тами-саморсзами.
Для кладки кирпичных степ применяют так называемые холодные и теплые растворы. Последние изготовляют с пористыми добавками, уменьшающими плотность н, следовательно, теплопроводность раствора. Кладку ведут на простых и сложных растворах: известковых, цементных, цементно-известковых и цементно-глиняных. При армировании кладки их марку назначают нс ниже М25, а при эксплуатации во влажных условиях — М50 и более.
Сборные детали монтируют на цементных растворах высокой прочности. Для швов применяют марку не ниже М100...150. Нс допускают включения в растворы добавок типа хлористого кальция, вызывающих коррозию закладных деталей.
Для герметизации и утепления швов между деталями применяют гернит, стнропор, ма
9—205
217
стику МПС к другие материалы на основе полимеров, а также нз природного сырья — просмоленный канат и паклю.
Дерево применяют в стенах зданий малоэтажной застройки в сельских районах. Из круглого леса и брусьев собирают стены рубленых домов. Пиленый лес — доски, бруски, вагонка — идут на устройство каркасно-засыпных и щитовых стен.
В домах с неполным каркасом или бескаркасной конструктивной схемой применяют стены, являющиеся не только ограждением, но и несущей конструкцией. В зданиях с полным каркасом, где стены-ограждения навешивают на каркас, их считают ненесущими (см. § 1.2). Оба вида стен выполняют, выкладывая мелкоштучные материалы непосредственно в конструкцию или монтируя ее из крупных деталей, изготовленных на заводе. В последнем случае стены называют сборными.
Стены из мелкоштучных материалов позволяют проектировать сооружения, используя все многообразие средств архитектурной выразительности. Из этих материалов можно создавать индивидуальные объемнопространственные композиции, использовать различные архитектурные детали и формы, поскольку здесь нет жесткой «привязки» к унифицированным деталям заводского изготовления. Не случайно поэтому возве
дение современных нетиповых и уникальных зданий из кирпича и мелких блоков. Кирпичные стены вообще являются наиболее распространенными в застройке городов, особенно дореволюционной и довоенной.
Толщину кирпичных стен определяют расчетом по прочности и теплотехническим характеристикам. Размеры выдерживают кратными габаритам кирпича. Обычно стены выкладывают в 2‘/2, 2, l’/г и 1 кирпич, что соответствует толщине 0,64; 0,51; 0,38 и 0,25 м. На рис. 11.1, а приведена для примера схема стены в 2‘/2 кирпича.
Сплошные кирпичные стены материалоемки (на 1 м3 кладки расходуют 400...410 шт. кирпича), обладают внушительной массой (около 2000 кг/м3) и требуют больших затрат труда. Поэтому применяют облегченные конструкции, показанные на рис. 11.1,6—ж. Такие конструкции получили широкое распространение в 30—50-х годах XX в., когда ощущалась острая нехватка строительных материалов, в том числе кирпича.
Одним из методов облегчения стен является устройство уширенных вертикальных швов. Кладку выполняли на теплом растворе, в средней полосе стену делали толщиной 0,55 м, а швов —
до 0,05 м. Другие симметричные конструкции состоят из выложенных в ’/2 кирпича наружной и внутренней верст (стенок) и заполнения между ними теплым бетоном, шлаком или другим термоизоляционным материалом.
Кирпичные версты связывали между собой, устраивая горизонтальные или вертикальные диафрагмы. Для этого каждый пятый или шестой ряд выкладывали из кирпича, уложенного тычком (рис. 11.1, а), или тычковые ряды располагали в шахматном порядке (рис. 11.1, г). Иногда вместо тычковых рядов укладывали арматуру. Ее защищали от коррозии слоем раство-ра, превращая в диафрагму (рис. 11.1,6). Вертикальные перемычки делали кирпичными, располагая с шагом 0,64... 0,75 м, но обязательно под опорами балок перекрытий (рис. 11.1, е).
Применяли и несимметричные конструкции, например стены с одной наружной верстой, показанные на рис. 11.1, ж. Внутренняя часть состоит из шлакобетона, который укладывали между этой верстой и деревянной опалубкой, устанавливаемой с ' внутренней стороны стены. Другой несимметричной конструкцией является стена, утепленная термоизоляционными плитами.
21»
Рис. 11 Л. Типы конструкций стен:
а — сплошная кирпичи чя: б — с ушнреннимн швами в. г — гнрнп'ию бетонная с гори ».,>>т »ль-ными кирпичными диафра! млми. д — с термоизоляционной здсып кой и растворными диафрагмами; с — с вертикальными криничными диафрагмами; ж — несимметричная кирпично-бетонная стена; з — с -термоизоляционными плитами
и волду nt ной прослойкой; и — кирпичная с облицовкой керами ческими плитами; к то же. с блоками: л — из керамических л-!.* ч>бет«.-1;^ь'' <v же с кирпичiiv.li «чтлию-зюм. I кирпичная клади;.. ' внутренний об.1ин*>и<.>Ч11ып у.|.*н; > - usvrf
из тёплого раствора. 4 — горизонтальная кирпичная диафрагма; 5 — теплый бетон; б — гермоизо-лякиоичпя засыпка; 7 -- раствор-
ная диафрагма; л стальные связи с шагом 600.700 мм: 9 -вертикальная кирпичная перемычка между наружной и внутренней г,- “оз."\!::нан про-
,-лс::.!1 -ермиизиляняоппая I! ’ИТ.'; !’•' об.ТнииН.'НМЬа плиты с i!pi:.t::u.iM:f. Z.7 керамические блоки. II то же. теплобстон-ные; .'> наружный отделочный у лой
1х устанавливали со стороны • помещений непо-редственно по поверхно-ти или на относе, оставив при этом воздуш
ную прослойку. В послевоенной практике нашли широкое применение стены из силикатного кирпича, облицованные ке
рамическими плитами или камнями.
Массивные однослойные стены из кирпича и мелких, но тяжелых бло
219
ков обладают большой тепловой инерцией. В отличие от них облегченные конструкции имеют значительно меньшую теплоустойчивость и их применяют, когда нет опасности нарушения теп-ловл а ж костного режима помещений за счет перегрева стен солнечной радиацией.
Начиная с 30-х годов XX в. стены зданий массовой застройки стали возводить не только из кирпича или многослойной конструкции. Применяли и мелкие блоки, например легкобетонные (рис. 11.1, л). Их укладывали тычком, получая стену толщиной 0,43 м или в 1‘/4 камня, увеличивая толщину до 0,53 м.
В современной практике из легкобетонных сплошных или пустотелых мелких блоков выкладывают стены в 1 и 11/2 камня толщиной 0,38...0,59 м. Такие стены применяют в некапитальных зданиях, возводимых в районах, где имеется исходное сырье. Объясняется это тем, что стены из мелких блоков обладают низкой заводской готовностью и их приходится штукатурить внутри и снаружи, а иногда и облицовывать на месте декоративными плитами, но чаще делать комбинированную конструкцию, состоящую из блоков и наружной кирпичной версты, закреп
ляемой к стене анкерами.
Карнизы во всех описываемых конструкциях стен выкладывали из кирпича, укладывая каждый последующий ряд с напуском на 0,05...0,1 м. Позже их стали облицовывать керамическими блоками. Карнизы с большим выносом опирали на железобетонные плиты или консольные балки из стального проката .(рис. 11.2). Эти решения нашли широкое применение в начале века, когда вошел в моду стиль «модерн», а также в 40-х годах, особенно на зданиях, расположенных по красной линии застройки магистралей и площадей.
Перемычки проемов до 2 м делали армокирпич-ными, армируя 1...2 ряда швов кладки сталью диаметром 0,06...0,08 м или укладывая полосовую, так называемую пачечную сталь. В некоторых случаях под нижние ряды кладки над проемами закладывали деревянную антнсептированную доску-перемычку. Проемы более 2 м перекрывали прокатной сталью или железобетонными монолитными перемычками.
В кирпичных стенах современной кладки перемычки монтируют из типовых сборных железобетонных деталей. Их устанавливают везде независимо от размера проема. Применяют нене-сущие перемычки-пли
ты или бруски толщиной 0,065 м и несущие в виде балок, развитых по высоте.
Цоколи выполняют для защиты стен от атмосферных осадков, попадающих на землю. Конструктивно их решают, как показано на рис. 10.1. Высоту назначают несколько больше расчетной толщины снежного покрова.
Стены из крупных блоков* которые имеют значительную толщину, монтируют как несущую конструкцию. Такие стены проектируют, применяя двух-, трех- и четырехрядную разрезку. Наибольшее распространение получили стены двух-и четырехрядной разрезки (рис. 11.3, а, б).
Первые состоят из простеночных, подоконных и перемычных блоков. Наибольшей массой обладают простеночные. Для их монтажа необходим тяжелый кран. При подъеме других деталей его грузоподъемность используют частично (низкий коэффициент грузоподъемности), что снижает эффективность работы этой подъемнотранспортной машины: она работает с недогрузом.
В четырехрядных стенах простеночные блокг разрезают горизонталь ными швами на три детали. За счет этого ohi приобретают массу, примерно одинаковую с мае
220
Рис. 11.2. Карнизы и перемычки:
а б — карнизы кирпичные, перемычки рядовые монолитные, в — карнизы из керамических об л и цовочных блоков; « — карнизы и перемычки из сборных железобе
тонных деталей; д — парапет при внутреннем водостоке; / — кирпич; 2 — мслкобетониыс блоки; 3 - облицовочные блоки и кирпич: 4 — армокирпнчные персмыч ки с арматурным или пачечным железом; 5 - сборные ненесущие
перемычки; 6 — то же. несущие;
7 — железобетонная сборная плита; 8 — стальной анкер; 9 — парапетная плита; 10 — конструкция плоской кровли
221
Рнс. 11.3. Стены нз крупных блоков (а, б) панелей (в): а — блоков двурядной раскладки; б — то же, четырехрядной; / — простеночные блоки; 2 — пере-мычечный блок; 3 — подоконный: 4 — панель; 5 — перекрытие
турка; 2 — эффективный бетон; 3 — наружный отделочный слой;
4 — несущий бетон; 5 — теплоизоляционный слой; б — глазуро-
Рис. 11.4 Конструкция стен
нз сборных деталей: а — однослойных; б—г — многослойных; / — внутренняя штука-
ванная керамическая плитка; 7 — слой из цементного раствора;
8 — связь из антикоррозионной стали; 9 — воздушная прослойка
сой подоконных и пере-мычечных блоков, что позволяет использовать краны меньшей грузоподъемности и повысить коэффициент их загрузки по массе.
С другой стороны, в стенах четырехрядной разрезки много стыков, поскольку фасадную стену только в пределах одного помещения собирают из 8 деталей, поэтому понятно стремление к сокращению протяженности стыков, укрупнению деталей и сведению их количества до минимума, что приводит к применению двухрядной разрезки.
Крупные блоки обычно делают однослойными, применяя различные стеновые материалы: эффективные бетоны.и даже кирпич. Наружную и внутреннюю поверхности покрывают отделочным слоем, получая конструкцию типа показанной на рис. 11.4, а. Благодаря значительной толщине блоков (0,4...0,6 м) эксплуатационные свойства крупноблочных стен не уступают свойствам кирпичных, но только при качественной разделке стыков.
Стены из панелей имеют значительно меньше стыков, поскольку габа
риты этих сборных деталей значительны: длина достигает 6 м, а ширина равна строительной высоте этажа (применяют, как правило, однорядную разрезку панельных стен). Площадь таких панелей достигает 10...12 м2, а масса — 5 т, что связано с условиями монтажа и грузоподъемностью кранов. Это позволяет применять панели «на комнату» и даже две, вставляя на заводе в них оконные и дверные блоки.
Из панелей собирают несущие и ненесущие стеновые конструкции. В бескаркасных зданиях
222
применяют несущие панели наружных и внутренних стен. На них опирают перекрытий. При неполном каркасе несущие панели используют только для наружных стен. Ненесущие панели навешивают на каркас, состоящий из системы стоек и ригелей (см. рис. 1.1,6).
Наружные панельные стены во всех случаях являются защитой внутренних помещений здания. Как ограждающая конструкция эти стены неоднородны, поскольку плоскости панелей и их стыки работают по-разному.
Конструкции панелей в поперечном сечении решают по схемам, показанным на рнс. 11.4. Однослойные панели толщиной 0,4 м выполняют <з бетонов,, обладающих зысоким сопротивлением теплопередаче Яо (см. $2.2), и облицованных с гвух сторон защитно-отделочными слоями, как ззображено на рис. 11.4,а. Эти слов зашикают стены от намокания под действием атмосферной влаги, но не репятствуют диффузии деров из внутренних помещений и испарению во шешнюю среду.
Для наружных слоев лногослойных панелей выбирают теплоизоляци-жные материалы с вы-юкнм сопротивлением еплопередаче. Такие ма-ериалы обладают повы
шенной способностью к влагоотдаче, что важно для поддержания опти-м а л ыюго тс пл овл а ж постного режима в толще ограждения, поскольку с поверхности быстро удаляется не только дождевая вода, но и влага, проникающая из воздуха помещений. Однако теп-лоизоляцнонные материалы отличаются и высоким водопоглощен нем, поэтому их предохраняют влагозащитным покрытием. Его назначают, учитывая необходимость испарения конденсата, который может скапливаться под покрытием с высоким сопротивлением пароппоницанию /?„ (см. § 2.2). Покрытие делают достаточно тонким, обеспечивая испарение.
Для внутренних слоев выбирают материал, обладающий больше;! теплопроводностью. Обычно это несущий конструктивный слой. Такое решение необходимо для того, чтобы стена не так интенсивно поглощала влагу, содержащуюся в воздухе помещений. В противном случае возможен конденсат паров на внутренней поверхности и отсыревание конструкции, особенно если еще и затруднена диффузия через наружный слой. Увлажнение. в свою очередь. приводит к частичной потере теплотехнических свойств стены, поскольку при увлажнении материала уменьшается
его термическое сопротивление /?0.
С изложенных позиций оптимальным следует признать решение, показанное на рнс. 11.4,0. Однако оно не всегда обладает высокими эстетическими свойствами. Наружную облицовку поэтому часто делают из керамической плитки, но она препятствует свободному удалению влаги из конструкции. Здесь эффективной оказывается панель с воздушными прослойками (рнс. 11.4, г).
Стыки являются наиболее уязвимым местом панельной стены, поскольку они подвержены деформации, связанной с температурным и и влажностными изменениями габарита панелей, а также взаимной подвижностью слагающих их конструктивных н теплоизоляционных слоев. Эти деформации способны нарушить герметизацию стыков, что приводит к образованию воздухо- и вл агопроннцаемых мостиков.
Существует три схемы конструктивного решения стыков между панелями, показанные на рис. 11.5. По первой схеме а в шов закладывают эластичный герметик, способный расширяться и сжиматься при подвижности панелей. Эксплуатационные свойства таких стыков зависят от качества их заполнения, что очень трудно проконтроли-
223
ровать. Но главным недостатком является особенность герметиков: они стареют, со временем теряя эластичность и свойство адгезии, т. е. способность прилипать к поверхности стыкуемых панелей. В настоящее время применение описываемых стыков признано нецелесообразным.
Стыки по схеме б характерны формой торцов панелей. Ребра и пазы предохраняют стык от прямого попадания воды. В этой конструкции устраивают и декомпресси-
онный вентиляционный канал, предназначенный для предотвращения передачи капиллярной влаги. Недостаток стыка — это усложнение формы опалубки и возможность повреждения тонких ребер при транспортировании н монтаже. На рис. 11.5,6 показан стык, применяемый в ФРГ. У него запроектирована нахлестка противодожде-вых барьеров соседних панелей. В результате многолетней эксплуатации выявлены хорошие качества такого стыка.
Рнс. 11.5. Стыки панелей стен: а — вертикальный (слева) н горизонтальный (справа) стык с заполнением герметиками; 6 — то же. с профилированными гранями; в — то же. с противоветровыми и иротиводождевыми барьерами; / — стеновая панель; 2 — герметик; 3 — утеплитель; 4 — протп-водождевой барьер; 5 — растворный шов; 6 — поперечная стена или перегородка; 7 — перекрытие: 8 - - декомпрессионный канал
В третьем виде стыков (схема в) предусмотрена двухступенчатая защита, и дождевая вода стекает по обоим слоям изоляции. Для организации стока вертикальные каналы сообщаются с открытыми горизонтальными. В этом виде стыка также соблюден принцип выравнивания давления, поскольку здесь предусмотрен декомпрессионный канал.
Стыки по схемам б—в долговечны, в них с изменением ширины шва герметичность не нарушается, поэтому они устойчивы к атмосферным воздействиям. Однако при их проектировании следует учитывать, что декомпрессионный канал должен иметь профилированные стенки, лучше пилообразной: профиля, поскольку гладкий канал не защищает внутреннюю зону шва от воды.
Стены из дерева воз водили на Руси с древ них времен. В старинны; русских городах и посе лениях древесина явля лась главным матерка лом, применяемым д.и
строительства жилых домов.
Стены-срубы, которые собирают из круглого леса или бруса, являются традиционной конструкцией. Частые пожары и необходимость быстрого восстановления сгоревших построек были причиной применения «скорых домов». Их срубы заблаговременно заготавливали в «лесных рядах», разбирали и устанавливали в нужном месте.
В некоторых лесных районах СССР дерево продолжает оставаться основным строительным материалом, но теперь стены делают не только рублеными. Широко распространены каркаснощитовые и щитовые конструкции. изготовляемые на заводах. Щиты делают многослойными, утепленными теплоизоляционным слоем, прокладываемым внутри.
11.2. Техническая эксплуатация* ремонт и усиление стен
Основной задачей технической эксплуатации стен является сохранение на протяжении всего срока службы их несущей способности и защитных свойств как ограждающей конструкции, предохранение От увлажнения атмосферными осадками и в результате протекающих в помещениях функциональных процессов.
Эксплуатация заключается в систематических осмотрах, выявлении сырых мест, потеков и вы-солов. обнаружении трещин и других дефектов.
При обследовании устанавливают причины этих дефектов и на основании дефектных ведомостей проводят текущие и капитальные ремонты. В некоторых случаях изменяют тепловлажностный режим в эксплуатируемых помещениях за счет установки дополнительных нагревательных приборов или повышения температуры теплоносителя отопления. Одновременно интенсифицируют работу вентиляции, усиливая воздухообмен.
Эксплуатация наружных стен — это и содержание фасадов. Проверяют надежность крепления всех деталей и защитных сливов карнизов, поясков, сандриков и других выступов на фасадах. Особо тщательно следят за состоянием венчающих карнизов, предохраняющих стены от воды, стекающей по кровле н цоколю, поскольку они наиболее подвержены различного рода повреждениям. Не менее «слабое место» фасада представляют балконы и ограждения в виде балюстрад. Особенности их эксплуатации отражены в гл. 13.
Причины дефектов стен кроются в просчетах проектирования, низком
качестве примененных материалов, нарушении правил производства работ. плохой эксплуатации.
Разрушение кладки, связанное с неправильной оценкой грунтов оснований, изложено в §9.1. К этому виду причин относятся и повреждения, возникающие при пристройках и строительстве соседних зданий, разработке поблизости котлованов и траншей, неверно выполненной вертикальной планировке, повреждения водопроводных и канализационных сетей.
Нарушение стабильности кладки при пристройке или возведении смежных зданий вызвано явлением добавочной подгрузки основания под существующими фундаментами новой массой, под действием которой происходит дальнейшее обжатие грунтов. Возможно также выдавливание грунта из-под фундамента. если рядом отрыты котлованы или траншеи. В результате этого процесса происходит просадка основания и возникают деформации типа показанных на рис. 9.1, ж.
Неисправности подземных коммуникаций, поливочного водопровода, вертикальная планировка, выполненная с уклоном к зданию, могут привести к серьезным повреждениям стен, если к фун-
225
даментам поступает вода, тем более под напором. Происходит размыв грунта оснований н. как следствие, просадка зданий. Подобное явление возникает и при длительных протечках внутренний коммуникаций дома, особенно в зоне вечной мерзлоты. Под действием воды вечномерзлый грунт оттаивает и полностью теряет несущую способность. Протечки наружных н внутренних коммуникаций недопустимы и при основаниях, сложенных из лёссовидных грунтов, которые также теряют прочность при намокании.
Конструктивные трещины в кирпичных стенах являются следстви
ем перенапряжения отдельных участков, возникших по разным причинам. Одна из них — неодинаковая сжимаемость по-разному нагру-денных стен. Величина усадки несущей кладки, воспринимающей нагрузки перекрытий или несущей только собственный вес, существенно отлична. Разница составляет '/io©© высоты стены, поэтому в местах сопряжения продольных и поперечных стен могут появляться трещины, когда скалывающие усилия достигнут предельных значений. Отделяя одну стену от другой, эти трещины пролегают вертикально при слабой перевязке кладки в con ряже-
Рнс. 11.6. Деформация кирпичных стен:
я — □ местах примыкания внутренних стен х наружной; б — при перегрузке простенка
нии нлн наклонно, если связь между стенами прочна (рис. 11.6, а). В результате нарушается прочность стенового остова здания, снижается устойчивость отделившихся участков, особенно при плохой связи с перекрытиями.
Появление дефектов, схожих с описываемыми, возможно, когда наружные и внутренние стены выложены из камней различных размеров. Основная осадка стен вызвана обжатием растворных швов, а в кладке из камней, имеющих полуторную или двойную толщину кирпича, таких швов значительно меньше, чем в кирпичной. Под действием нагрузки наружная стена из камней сжимается в меньшей степени, чем внутренняя из кирпича, и между ними появляются трещины
Подобное явление наблюдают и в кирпичны» стенах, облицованных декоративным камнем нлр плитами. Меньшее количество швов и связанна» с этим повышенная жест кость облицовочного ело» приводят к его перегруз ке при усадке. Под дей ствием этих сил происхо дит внутреннее расслое ние кладки, прослежй ваемос в поперечном се
226
чснни стены. Сначала трещины образуются в элементах, связывающих облицовку с клал кой: тычковых рядах камней или закладных наплывах декоративных плит. На следующем этапе появляются сколы на кромках нх примыкания к смежному ряду И, наконец, отслоение наружного слоя.
Появление трещин и даже отслаивание наружной версты кладки характерно для стен, выложенных из однородного материала, например кирпича, но на сильно перегруженных -участках. Перенапряжение приводит сначала к появлению отдельных трещин высотой в два-три ряда кладки. При напряжениях, составляющих 70...90% разрушающих, происходит дальнейшее развитие трещин, их распространение на несколько рядов. После этого наступает аварийное состояние кладки, вспучивание наружной версты или всего простенка (рис. 11.6, б).
Конструктивные деформации стен из сборных деталей возникают из-за интенсивности их нагрузки, температурновлажностных перемещений и усадки бетона. В таких конструктивно расчлененных стенах рас-4efHbie нагрузки воспринимают отдельные диски-панели. В результате неточности монтажа или
изготовления одна или несколько деталей стены могут оказаться в экстремальных условиях перенапряжения. Трещины на их поверхности появляются, когда возникающие усилия растяжения превышают предел прочности материала. Естественно, что эти трещины в первую очередь образуются в ослабленных •бороздами местах или в зоне перемычек.
Трещины в отделочном-слое — довольно частое явление, связанное с усадкой бетона и воздействием температурновлажностного режима окружающей среды. На рис. 11.7 показан характерный пример деформаций, вызванных усадкой бетона при высыхании, усиленных экстремальными условиями эксплуатации (Якутия).
Коррозия стен может быть следствием пониженных термических характеристик панелей. В результате конденсации паров возможно накопление влаги в толще конструкции и потеря ею теплозащитных свойств. С этой точки зрения наименее благоприятны конструкции с расположением теплоизоляционного слоя у внутренней поверхности стены или па-роизоляции — у наружной ее поверхности (рис. 11.8). На первой стадии коррозия проявляется в виде тонких трещин по направлению заложен-
Ркс. 11 7. Усадочные деформации керамзитобетонных блоков
ной в стену арматуры, затем отслаивания и осыпания наружного слоя. Одновременно корродирует оголенная арматура и другие закладные детали из стали.
Выветривание наружного слоя характерно и для участков стен, подверженных длительному намоканию из-за неисправности водосточных труб, карнизных сливов и других водозащитных элементов стены. Вода, впитываемая поверхностью панельной, блочной или кирпичной стены, разрушает материал, особенно если он недостаточно морозостоек.
Наиболее слабым мес-. том ограждающих, конструкций из сборных деталей являются стьг и. Например, при ооследо-вании домов в Тюмени обнаружено: на 100 случаев дефектности стен 66 падает на промерзание и протечку стыков. Аналогичные'данные получены на Украине и в других республиках страны.
227
Рис. 11.8. Деформация стеновых панелей вследствие нарушения тепловлажностного режима:
а—в — схема механизма конденсации паров в ограждениях различной конструкции (а — с па
ростойким слоем на внутренней поверхности н защищенной нм теплоизоляцией; б — то же. без защитного паронзоляцнонного слоя; в — с теплоизоляцией и паростойким слоем у наружной поверхности); г — схема разру
шения панелей; 1 — паростойкнй слой; 2 — отделочный непаростойкий слой; 3 - теплоизоляционный; 4 — несущий; 5 — направление диффузии паров; 6 — зона выпадения конденсата
Характерным признаком промерзания стыков является сырая . полоса, пятна плесени и иней илн наледь на внутренней поверхности во время сильных морозов. Причин промерзания много. Одна из них — низкое качество деталей, неточности выполнения и ско_-лы около кромок или неудачное расположение теплопроводных стальных закладных элементов, в результате чего образуются «мостики холода». Вторая — нарушение технических условий во время монтажа, например неполное уплотнение шва, применение для этого тяжелых, обладающих высокой теплопроводностью растворов и бетонов, а также плохая герметизация или использование недолго
вечных и неэластичных герметиков. Неплотное их примыкание или разрушение является причиной не только промерзания, но и протечек при косых дождях.
Характерным дефектом деревянных стен является загнивание нижних венцов сруба или нижних частей щитов, примыкающих к цоколю. Эти элементы находятся в наиболее неблагоприятных условиях, часто подвержены сырости. В срубах - загнивают и так называемые «остатки» угловых швов, особенно если проветривание этих «остатков» затруднено обшивкой, набитой на торцы бревен.
Методы ремонта и усиления стен зависят от характера деформаций. Поврежденные конструк
ции, способные в дальнейшем нести нагрузки, восстанавливают, ликвидируя или смягчая дефектность. Стены с местным перенапряжением усиливают на локальных участках, а для повышения устойчивости и пространственной жесткости прибегают к серьезным мероприятиям, распространяемым на все здание. Особое место занимают методы, направленные на улучшение теплотехнических и защитных свойств стен как конструкции, ограждающей внутренние помещения от влияния внешней среды.
Инъецируют цементный раствор в трещины после устранения причины, нх вызвавшей, а иногда и усиления стены специальной конструкцией. При заделке трещин важно,
228
Рис. 11.9. Методы укрепления кирпичных стен: а — устройством связей между наружной и внутренней стеной: б — установкой накладных стяжек для предохранения от расслоения в местах трещин; в — закрепление отслоившейся облицовки*. / — трещины; 2 — арматурный каркас; 3 — зачеканка раствором на расширяющемся цементе; 4 — габариты перекрытия; 5 — планки нэ швеллера: 6 — стяжные болты; 7 — облицовка из керамических камней; 8 — анкер из круглой стали
чтобы процесс деформации прекратился. Если же этот процесс продолжается, то заделка нерациональна, поскольку трещины раскроются вновь.
Наиболее характерным примером ремонта методом инъецирования является восстановление клинчатых перемычек в кирпичных стенах. Для этого трещины сначала расчищают и промывают, а затем проконопачивают, чтобы предотвратить выливание материала. Когда инъецируемый раствор схватился, конопатку вынимают, а
углубления расшивают.
Перекладывают стены, если поверхность изрезана большим количеством трещин. Обычно заменяют наружный слой, в кирпичной кладке перекладывают версту толщиной в 0,12 м. Для ее перевязки со старой кладкой укладывают тычковые ряды с шагом 0,5... 0,75 м, но чаще заделывают анкеры из арматурной стали диаметром 12 мм. Аналогично ремонтируют сильно выветренные и разрушенные под действием воды участки стен у водосточных труб, желобов и карни
зов (при небольших повреждениях поверхности стены торкретируют).
Горизонтальные связи заделывают в кладку на уровне перекрытия, если необходимо восстановить перевязку примыканий наружных и внутренних стен, нарушенную в результате их разной усадки при неодинаковом нагружении. Связи из арматурных каркасов устанавливают после стабилизации осадки (рис. 11.9).
Накладные стяжки применяют для закрепления стен и предохранения их от расслоения при
229
Рнс. 11.10. Mei оды усиления нрос!снков:
а — спальными «'бонмаин; 6 устройстпом железобетонной комп лекеной монолитной конструкции: / - уголок*. 2 плачкн. 3 -
утеплитечь; 4 — дополни тельная стойка 1>.ч полосы; 5 — стяжные болты; 6 — желе юбеюнный пояс |гтапится при надстройке): 7 -арматурный каркас: S - желс:>о-етоийая стойка; .9 обрез фундамента
появлении сквозных трещин. Стяжки делают нз стали.. Они состоят из двух швеллерных планок длиной не менее 2 м и стяжнй1.х болтов диаметром 0.018...0,022 м. Планки накладывают на местные трещины с двух сторон и стягивают болтами.
Стальными анкерами диаметром 0,01...0.012 м закрепляют к стене отслоившийся наружный слой нз облицовочных камней. Анкеры устанавливают в отверстия диаметром 0,02...0,025 м, просверленные в кладке под углом 30е в местах пере сечения горизонтальны?; и вертикальных швов, а затем’ зачеканнвают жестким раствором.
Разгрузочные балки
Применяют в более сложных случаях деформации стен, когда кладка на локальных участках, теряет несущую способность, но есть возможность перераспределения нагрузки на соседние, недогруженные. Балки ставят в штр<)бы на уровне обреза фундамента или оконных перемычек с одной стороны стены толщиной до 0,64 м и с двух — при большей толщине. Зазор между балками и кладкой тщательно зачеканивают раствором.
Обоймами усиливают разрушившиеся или получающие дополнительные нагрузки участки стен, если их нельзя разгрузить балками. В практике нашли применение стальные обоймы, с по
мощью которых можно повысить несущую способность кладки в 2... 3 раза. Наиболее проста обойма-из четырех вертикальных элементов, обычно уголков, скрепленных между собой горизонтальными планками (рис. 11.10, а). Такая обойма эффективна при соотношении ширины простенка к его толщине, равном или больше 1,5, поскольку в этом случае конструктивный элемент стены работает как столб. Для более широких простенков планки-связи необходимо дополнительно закреплять стяжными болтами. Их ставят на каждой планке с горизонтальным шагом 1...1,5 ширины простенка и крепят к промежуточным
230
стойкам. Сечение болтов принимают равным двойному сечению планок.
Иногда стальной каркас обетонируют с установкой дополнительных вертикальных арматурных стержней. Тогда стойки из проката считают жесткой арматурой, а всю конструкцию железобетонной. Делают и железобетонные обоймы, применяя всю арматуру из круглой стали, но такая конструкция многодельная и к ней прибегают редко.
К комплексным бетонно-кирпичным конструкциям прибегают, когда необходимо значительно увеличить несущую способность стены по всей ее высоте, например при надстройках. Железобетон втапливают в борозды. За счет неровностей их стенок происходит хорошее сцепление бетона с кирпичом, но независимо от этого устанавливают анкеры, как показано на рис. 11,10,6. Железобетонные стойки располагают с одной стороны стены или с двух.
В опоре стойки борозду расширяют, создавая башмак, опирающийся на обрез фундамента. При надстройке по верху стоек делают горизонтальную обвязку — железобетонный пояс, являющийся основанием вышележащей кладки (см. § 19.1).
Обвязочные пояса устраивают для повышения
пространственной жесткости здания, уменьшения влияния неравномерных осадок на конструкции. Эти пояса рас считывают на растягивающие усилия и делают непрерывными армокнр-пнчными или железобетонными. В целях сокращения трудоемкости рабе: применяют стальные пояса вертикальные и горизонтальные.
Первый тип, показанный на рис. 11.11,0 состоит нз вертикальных швеллеров и тяжей из круглой стали диаметром 0,018...0,028 м. Швеллеры накладывают на стены или утапливают в штрабы, тяжи прокладывают в толще перекрытий. Для включения в работу эти тяжи напрягают, затягивая резьбовые соединения (деталь А).
Горизонтальные пояса делают замкнутыми, располагают в плоскости перекрытий и последовательно, снизу вверх, напрягают. Для этого на. поясах ставят натяжные муфты (рис. 11.11,6). Применяют и электротермическое напряжение, основанное на том, что при нагреве металл удлиняется и пояса в этом положении закрепляют. При остывании их длина сокращается и обвязка, как обруч, плотно обтягивает стены.
Стены утепляют (наружные ограждения) для повышения их сопротив
ления теплопередаче. Предварительно внутреннюю поверхность конструкций, эксплуатируемых в помещениях с повышенной влажностью, защищают от паров паро-изоляционным слоем, в душевых, банях и прачечных наклеивают рулонный ковер. До этого удаляют избыточную влагу нз стен, просушивая их.
Однослойные стены утепляют различными методами. Для уменьшения теплопередача через кирпич иногда достаточно оштукатурить стены. В более . сложных случаях прибегают к устройству теплоизоляционного слоя, создавая конструкцию по типу показанной на рис. 11.1,3. Аналогично утепляют однослойные керамзнтобе-тонные панели, оштукатуривая или облицовывая теплоизоляционными плитами, которые, в свою очередь, защищают слоем цементной штукатурки (рис. 11.12).
Слой утеплителя располагают с внутренней поверхности стены, что не так рационально с точки зрения тепловлажностного режима ограждения, как наружный утеплитель. Такое решение связано со следующими обстоятельствами. Во-первых, стены обычно промерзают не по всей плоскости фасада, а только в отдельных местах, а местное наружное
231
Рис. 11.11. Пояса, усиливающие стеновой остов: а — накладные: б - напряженные: / — стойка: 2 - тяж: 3 —
накладка: 4 — стержень-затяжка: 5 - уголок: 6 — затяжная муфта с правой и левой резьбой: 7 — два взаимно перпендикулярных от
верстия для рычага: 8 — костыли с шагом 700 мм
2-2
Рис. 11.12. Утепление стен: панель; 3 — штукатурный слой плиты; 8 — клеющий состав;
а — из керамзнтобетонных бло- из цементного раствора 4 9 — пенопласт: Ю — сухая шту-
ков; б — 1гз трехслойных панелей; слой цементного фибролита; 5 катурка
/ — блок повышенной теплопро- древесно-волокнистая п^.-га; 6 — водности; 2 — то же, трехслойная паропзоляция; 7 — минеральные
утепление нарушает целостность отделки. Напыление теплозащитного слоя с лицевой поверхности, даже по всей плоскости, искажает архитектуру здания. Во-вторых,
технологический процесс напыления наружного слоя трудоемок. Необходимо устройстве трубчатых или подвесных лесов и последующая отделка поверхности. Это
мероприятие особенно сложно на фасадах, богато декорированных деталями, которые приходится восстанавливать.
Многослойные конструкции утепляют со сто-
232
Рнс. 11.13. Герметизация горизонтальных (в, г, ж. з) и вертикальных стыков панелей (а, б, д, е) а, г — стыки по первой схеме конструктивного решения на рис. 11.5; f)—з — то же. по третьей:
/ старый герметик с трещинами. но хорошим сцеплением с поверхностью; 2 — герметик новый; 3 — существующий утеплитель; 4 — новый утеплитель нз просмоленного каната; 5 новый раствор расчеканки шва
роны помещений, обычно напыляют слой теплоизолирующей массы или наклеивают готовые плиты, в том числе мягкие древесно-волокнистые. В пустоты трехслойных панелей. образовавшиеся вследствие уплотнения и просадки утеплителя, инъецируют вспенивающиеся пластмассы.
Дефектные швы герметизируют, предварительно расчищая их от старого разрушившегося герметика и рыхлого раствора. После этого стыки заполняют и герметизируют по схемам, показанным на рис. 11.13. При хорошем сцеплении растрескавшегося герметика с поверхностью панелей новый спой наклеивают на старый по схемам а н в. Если же герметик отспоился от стены, предусматривают его замену (схемы б— ж)-. Перед этим шов тщательно расчищают и промывают ацетоном. В некоторых решениях шов заклеивают герметизирующей накладкой, как показано на схе
мах е и з. Полость-шва заделывают дополнительной теплогидроизолн ру io-щей прокладкой из просмоленного каната, пакли или специальной мастики.
11.3. Технико-экономические сведения
Кладка стен из кирпича является трудоемким процессом, для выполнения которого требуется большое количество квалифицированных каменщиков. Так, затраты труда на 1 м3 кладки в 3 раза больше, чем монтаж панелей такого же объема. Если же. учесть, что масса 1 м2 панелей составляет от 25 до 65% массы кирпича, то в пересчете на I м2 поверхности стены показатель трудоемкости сократится в 4,5...9,5 раз. Кроме того, затраты труда на послемонтажные работы в сборном домостроении ниже, чем в зданиях со стенами из кирпича. Эти стены нужно штукатурить и шпаклевать под окраску, применяя мно
годельные мокрые процессы, а сборные детали обладают высокой заводской готовностью и не требуют таких работ. Здесь достаточно только разделать и оштукатурить швы.
В силу специфики выполнения кирпичной кладки захватно-ярусным спо-^ собом минимальная продолжительность возведения одного этажа дома с кирпичными стенами составляет 6... 12 дн. Коробка девятнэтажного дома-башни может быть выложена за 2,5 мес. В сборном домостроении технологически возможен монтаж каждого этажа всего за один день и уже сейчас сложилась практика сборки многоэтажных домов за 1... 1,5 мес.
Перечисленные факторы являются важным аргументом в пользу повышения сборности. Однако для изготовления сборных деталей необходима развитая производственная база. Для создания такой базы нужны значительные капи-
233
Таблица IL1. Технико-экономические показатели наружных стен на I м2 поверхности
Наименование конструкции Тип конструкции по статической работе Масса конструкции, кг Стоимость конструкции, руб. Затраты труда на заводе, строительной площадке, чел • ди Удельные капитальные вложения с учетом затрат в смежные отрасли. РУ6-
Стены толщиной 660 мм из обычного керамического кирпича Несущая 1185 19.6 1.65 8.3
Стены толщиной 530 мм из эффективного керамического кирпича > 1080 18,3 1.32 7,6
Стены толщиной 660 мм из силикатного кирпича » 1250 16.7 1,28 5.6
Крупноблочная шлакобетонная стена толщиной 500 мм ... . » 830 21 1.13 20,9
То же, из силикатных блоков с щелевыми пустотами » 780 16,8 0,86 17.4
Трехслойная железобетонная панель толщиной 250 мм. утепленная полужесткими минераловат-нымн плитами Навесная 285 16,8 0,86 14.6
Однослойная панель толщиной 250 мм из газосиликата с у = = 700 кг/м3 75 Н.7 0.75 10.6
тальные вложения в промышленность строительных материалов. В пересчете на i м2 стены удельные капитальные вложения в сборном домостроении в 2...4 раза выше, чем при кладке из кирпича, а затраты на смонтированную конструкцию ниже всего на 2О...25% (табл. 11.1).
С учетом затрат труда
на заводе разница трудоемкости на 1 м2 стены не так разительна, как указано выше. Трудозатраты при применении сборных деталей меньше, чем при кирпичных стенах в 1,8...2,2 раза. Эксплуатационная надежность стен сборных зданий ниже, чем кирпичных. Уже в период приработки конструкций (1...3 года) по
являются первые эксплуатационные отказы, связанные с нарушением герметичности швов, появлением трешнн в панелях и повышением их теплопроводности. Этими факторами объясняется применение наряду со сборными конструкциями кирпичной кладки в стенах.
Перекрытиями разделяют здание на этажи. По назначению различают надподвальные, междуэтажные и чердачные перекрытия. Они являются несущей конструкцией, но одновременно ис-
ГЛАВА 12. ПЕРЕКРЫТИЯ
полняют функции горизонтального звуко-, па-ро- и теплоограждения. Так, междуэтажные предохраняют от проникновения воздушного и ударного звука, чердачные защищают еще и от
И КАРКАС ЗДАНИЯ
охлаждения в зимнее время и перегрева летом, а надподвальные — и от сырости, которая может проникнуть в помещения первого этажа вместе с влажным воздухом подвалов.
234
Рнс. 12.1. Крупноразмерные плиты (а—в) и панели (г—е) перекрытий:
а, б — с круглыми н овальными
пустотами; к ребристая плита; г — сплошная панель; д — то же. шатровая; с то же, кесонная
Каркасными делают здания, когда стены навесные и не способны нести нагрузки собственного веса на всю высоту, перекрытий и крыши.
12.1. Конструкции перекрытий
До 50-х годов основным материалом перекрытии было дерево. Из него делали все элементы, включая прогоны и балки. До конца XIX в. использовали в строительстве корабельный лес, позже — строевой меньшего сечения. Древесина и сейчас служит материалом для перекрытий, но в домах с деревянными стенами и каменными низкой капитальности.
Прокатную сталь для балок стали применять с середины прошлого века, вначале в перекрытиях над подвалами, где имелась опасность быстрого загнивания дерева в опорах.
Широкое распространение прокатная сталь получила в перекрытиях зданий постройки 20-30-х гг. Прогоны и балки вместе с колоннами каркаса
делали из двутавра и швеллера. Для остальных элементов перекрытий использовали дерево. В современных отечественных конструкциях стальные балки ставят редко, что позволяет экономить этот дефицитный в народном хозяйстве материал, но в зарубежной практике перекрытия по металлическим балкам применяют часто, особенно в общественных зданиях с большими пролетами между несущими конструкциями.
Кирпич и монолитный железобетон нашел применение в сводчатых перекрытиях, в основном над сырыми помещениями. В связи с отсутствием высокопрочных цементов и примитивными способами уплотнения бетоны имели невысокую прочность: Ml00—150. В современной практике монолитные железобетонные перекрытия выполняют из тяжелых конструктивных бетонов плотностью 2400 кг/м3 и прочностью М200— 600, реже — из легких бетонов плотностью до 1800 кг/м3 и прочностью М150 200. Высокой прочности достигают не только применением качественных материалов и высоко
прочных цементов, но уплотнением бетонной смеси вибрированием, вакуумированием, а на заводах и прокаткой.
Сборный железобетон получил развитие вначале в виде небольших ребристых плит, укладываемых в санитарных узлах и над подвалами, а потом — крупноразмерных деталей с отделанными наружными поверхностями, пригодными к окраске без дополнительных операций. Сейчас промышленность выпускает сборные детали трех групп, отличающихся массой. Первая группа объединяет крупные детали массой до 5 т. монтируемые кранами большой грузоподъемности, вторая — массой до 2 т, устанавливаемых легкими кранами, а третья — до 0,2 т, собираемых вручную или с помощью легких такелажных приспособлений.
В новом строительстве, которое ведут, как правило, с помощью башенных кранов, используют детали первой группы: сплошные, многопустотные, ребристые, часторебрнстые и шатровые плиты и панели перекрытий (рнс.-12.1). В малоэтажных домах, собираемых
235
icrKH.MH кранами, применяю? и летали третьей группы: гнп-со- и легкобетонные блокп-пклэдышн наката, легкие плиты и балки (рнс. 12.2).
При реконструкций, где установка крана у зданий регламентирована затесненностью строительной площадки, используют сборные детали трех групп, выпускаемые для нового строительства и специально для ремонта. Так, первую группу дополняют специальные плиты с выпускными ребрами, пустотные илн комбинированной конструкции (рнс. 12.3). Эти ребра делают, учитывая сложность монтажа плит между стенами дома, стоящими на всю высоту. Детали второй группы — это специальные среднеразмерные балки, настилы. бзокн и бруски (рнс. 12.4. и—г), а третьей — мелкие конструкции неполного сечения и облегченные балки (рис. 12.4. д—ж).
В железобетоне до 50-х годов применяли гладкую арматуру из ннзкопрочной стали, холоднотянутую н горячекатаную. имеющую постоянное поперечное сечение. В конце 50-х годов промышленность стала выпускать упрочненную арматуру периодического профиля, несравненно более эффективную. Несколько позже были разработаны способы механической н термической обработки стали, в результате чего ее прочность повысилась на 30... 60%. Теперь арматуру изготовляют пяти классов. Только в классе A-I стержни делают гладкими, в остальных классах (A-II...A-V) — периодического профиля, упрочненную. Применяют н низколегированные стали. обладающие высокой прочностью.
В современном домостроении арматурные стержни редко укладывают поштучно, но применяют арматурные сетки и каркасы, в заводских условиях собираемые на сварке. Это в значительной мере сократило трудоемкость арматурных работ. В целях повышения несущей способности перекрытий
используют новые способы укладки арматуры. Так. за счет се предварительного растяжения и связанного с этим обжатия бетона создают эффективные конструкции, в которых трещины раскрываются при больших нагрузках и повышается жесткость элементов. Все это позволяет уменьшить массу, сократить расход материалов.
В качестве утеплителен чердачных перекрытий и звукоизоляции междуэтажных используют неорганические и органические материалы. К неорганическим относят изделия с малой плотностью, изготовляемые из перлита (фенолперлнто-вые и фенолкерамперлнтовые плиты), вермикулита (зерна для засыпки н плиты), асбеста (плиты), пеностекла (блоки и декоративно-акустические плиты), минеральной ваты и стекловолокна (маты, мягкие и полужесткие плиты), газо- и пеносиликатов (ячеистые и декоративно-звукоизоляционные плиты), ячеистых бетонов (плиты). шлаков (блоки и плиты) и глины (керамзитовые зерна, плиты и блоки нз керамзито-бетона). Просеянные шлаки, минеральную вату и стекловолокно можно применять для засыпки перекрытий без переработки, а нз Ячеистых, керамзи-то-, газо- и пенобетонов делать монолитные конструкции.
Органические материалы делят на плиты (древесно-волокнистые н древесно-стружечные, поро- и пенопластовые), строительный войлок., фибролит, камышит. гофрированный картон и изделия из него. В отличие от неорганических, которые можно применять в зданиях любой степени капитальности, фибролит годен для теплоизоляции в домах II и III степени, а камышит — только III.
Паронзоляцню делают, применяя рулонные материалы н мастики. Их свойства описаны в § 14.1 и 15.1. Из рулонных материалов наибольшее распространение получили толь, пергамин п рубероид, а мастики — битумные, дегтевые и гуд-рокамовые горячие. Холодные
мастики используют редко, только для приклейки рулонных слоев.
Конструкции перекрытий в каменных домах бывают деревянными с балками из того же материала илн стали и железобетонными монолитными или сборными, а в деревянных — только первого типа.
В деревянных перекрытиях до середины XIX в. делали балки из бревен большого диаметра. Это позволяло опирать их только на наружные стены, перекрывая значительные пролеты и применяя однопролетные конструктивные схемы (рис. 12.5). По мере вырубки строевого леса поперечные сечения балок уменьшали и в здания начали вводить промежуточные опоры в виде продольной стены или даже несущей перегородки. Позже нх заменили столбы и двухпролетные схемы.
Наряду с ними применяли трехпролетные, поперечные и смешанные схемы, но значительно реже — в 14 случаях из 100. В зданиях 30-х годов были распространены деревянные перекрытия по балкам нз досок, поставленных на ребро. Такие балки позволяют перекрывать пролеты до 4,5 м, но перекрытия не получают достаточной жесткости, что приводит к появлению трещин на потолке (рис. 12.6, б).
236
Рнс. 12.2. Мелкоразмерные блоки*.
а, 6 - легкобетопные; в - ребристая плита для наката перекры-
I iiii
Рис. 12.3. Большеразмерные плиты, применяемые для реконструкции перекрытий: а — с пустотами; б — комбини
рованной конструкции; / — армо-цементные несущие балки; 2 — ячеистый бетон; 3 поперечная арматура
Рис. 12.4. Среднеразмерныс (а—г) и мелкоразмерные (d—О детали перекрытий:
а — пустотная балка-блок: б
балка-настил; в. г - балки таврового н швеллерного сечения. д балка-брусок: е балка неполного сечения; ж - ребристая плита наката к балке е
0.32
Деревянные перекрытия по стальным балкам применяют с конца прошлого века. Конструкция таких перекрытий показана на рис. 12.6, в. Над сырыми помещениями накат делали в виде сво
диков из кирпича, бетона и железобетона. Рис. 12.7 иллюстрирует подобные решения, применяемые в домах дореволюционной постройки.
Валки перекрытий опирают, заделывая в гнез
да стен или укладывая на прогоны. Детали опор решают, как показано на рис. 12.8. Концы деревянных балок предохраняют от загнивания, обрабатывая антисептиком, оборачивая рулонной
238
Рнс. 12.6. Деревянные перекрытия:
а чердачное: б междуэтажное по балкам нз досок; в то же. па стальным балкам; / -накат; 2 - балка; 3 — паронзо-ляцня (глиняная или мастичная смазка или рулонная): 4 — звуке- и теплоизоляция; 5 - защит-
ная корка; б — ходовые доски; 7 штукатурка по драни или рогоже; 8 — подшивка; 9 - воздушная прослойка; Ю — звукоизоляционная прокладка; II — чистый дощатый пол; 12 — лаги; 13 — металлическая сетка; 14 — черный пол из досок; /5 — паркет
гидроизоляцией, а в старых зданиях войлоком, который применяли как утеплитель. Под балки нз прокатной стали, имеющие небольшую площадь опоры, подкладывают распределительную подушку.
В перекрытиях, выполненных по схемам б и в на рис. 12.6, важно обеспечить проветривание пространства между полом и
утеплителем: в застойном воздухе интенсивно развиваются грибки, поражающие древесину. В полу прорезают продухи, чем обеспечивают естественную циркуляцию воздуха подполья. С этой же целью в гнездах балок оставляют проветриваемые зазоры. Продухи закрывают специальными вентиляционными решетками.
Рнс. 12.7. Перекрытие в санитарных узлах домов дореволюционной постройки:
I - плиточный пол: 2 гидроизоляция; 3 - цементная стяжка; 4 кирпичный, бетонный нли железобетонный сводик; 5 —
шлак ил it шлакобетон; 6 штукатурка
Рнс. 12.8. Летали опирания балок:
а — деревянных; б -- стальных;
/ — анкер; 2 — гидроизоляционная прокладка; 3 — тепло- я вла-
гозашпта (в старых зданиях войлок с толью); 4 - стальная накладка; 5 — прогон; 6 - - утеплитель; 7 - железобетонная распределительная подушка
239
Рис. 12.9. Ребристое монолитное железобетонное перекрытие:
а — С ребрами вниз; б - то же. вверх: в — с подвесным потолком: / — плита: 2 прогон; 3 — балка; 4 - колонна; 5 — расчетное сечение бетона на сжатие; 6 — несущая конструкция; 7 — звукоизолирующий слой; 8 — цементная стяжка; 9 — чистый пол па клеюшен мастике; 10 паро-нзоляцня; II — отделочный слой потолка; 12 — подвески из круглой стали; 13 плита акустическая нлн декоративная; 14 — скоба-серьга; 15 двутавр ил алюминия
Монолитные железобетонные перекрытия выполняют трех видов: ребристыми, кессонными и безбалочными. Ими перекрывают помещения, применяя не только показанные на рнс. 12.5 конструктивные схемы, но и многопролетные с количеством пролетов более трех.
Первый вид монолитных перекрытий состоит из плиты, главных и второстепенных балок-ребер. Их располагают под плитой или над ней. На рис. 12.9, а изображена конструкция с ребрами вниз. Она более экономична, чем решение с балками вверх, поскольку в верхнюю сжимаемую зону
можно включить часть плиты, представляя расчетное сечение как тавровое. За счет этого уменьшают площадь сечения ребер и, следовательно, расход бетона. Перекрытие с ребрами вверх (схема б) имеет гладкую поверхность потолка, что часто необходимо в интерьерах помещений жилых и общественных зданий. Для получения гладкой поверхности иногда потолок подвешивают, выпуская из железобетонной плиты арматуру, на которой крепят декоративные и акустические плиты или стальную плетеную сетку, покрываемую штукатурным слоем (рис. 12.9 в).
Рнс. 12.10. Железобетонные
монолитные перекрытия: а — кессонное; б - безбалочное; / — плита; 2 — балки; 3 - колонна; 4 — капитель
В перекрытиях второго вида перекрестными балками одинакового сечения создают кессонный потолок (рис. 12.10, а). В некоторых помещениях общественных зданий такие решения необходимы, поскольку обогащают интерьер.
Безбалочные перекрытия выполняют по схеме, показанной на рис. 12.10, б. Здесь плиту опирают не по контуру, а в четырех точках. Верхнюю часть столба или колонны увеличивают развитой капителью, этим расширяя площадь опоры. Такое решение позволяет отказаться от ребер.
В строительной практике применяют и сборно-монолитные перекрытия, один из видов которых показан на рнс. 12.11. Они состоят из сборных вкладышей, укладываемых на поддер-
240
живающие временные леса. После установки арматуры расширенные швы между этими вкладышами заполняют бетоном, превращая в балки и омоноличивая всю конструкцию. В целях повышения ее теплотехнических и звукоизоляционных свойств, а также облегчения перекрытия вкладыши делают легкобетонными.
В перекрытии на рис. 12.11, а сечение балки небольшое, поэтому были разработаны конструкции типа показанной на рис. 12.11, б. Ее отличительной чертой является балка заводскогб изготовления с нижней бетонной полкой и арматурным каркасом. Такне детали с нижней полкой называют белками неполного сечения.
Еще один вид сборномонолитного перекрытия нашел применение у нас
в стране, но главным образом за рубежом. Его отличительной чертой является стальная опалубка-арматура, выполненная из тонкостенных прокатных илн штампованных профилей-складок (рис. 12.11, в). Эти складки собирают и устанавливают на опоры перекрытия, обрезая по длине специальной фрезой, поэтому они применимы для пролетов с любым» даже некратным шагом. Бетон заливают в полученную форму бетона-сосамн под рейку, получая гладкую поверхность, пригодную для настилки чистых полов. После его схватывания металл опалубки начинает работать как арматура. В целях лучшего сцепления такой арматуры и бетона на внутренней поверхности складок выштамповыва-ют специальные приливы-анкеры. Для прочно-
Рнс. 12.11. Сборно-монолитные перекрытия: а — с монолитной балкой; б — со сборно-монолитной: в — с опалубкой-арматурой; / — легкобетонный блок: 2 — арматурный каркас: 3 монолитный железобетон: 4 — лага; 5 — упругая прокладка: 6 — половой брус; 7 — сборная балка неполного сечения; 8 — звукоизоляционная засыпка или сплошная упругая прокладка: 9 — гидроизоляционный слой; 10 — керамическая плитка но цементному основанию; // — подвесной потолок с деталями ио рнс. 1310; Г2 - торкрет-бетонный слой. 13 стальные складки; 14 — скрытая проводка электричества и слабых токов: 15 — чистый пол
сти поверхность, металла снизу покрывают слоем торкрет-бетона.
Сборные перекрытия в полносборных зданиях решают по трем конструктивным схемам. Первая основана на применении крупноразмерных панелей «на комнату», опираемых на продольные стены или по контуру (кроме того, и на поперечные стены или перегородки). По второй схеме, двухпролетной, крупноразмерные плиты шириной 1,2...1,5 м укладывают поперек здания и заделывают с одной стороны в наружную стену, а с другой — внутреннюю продольную или опирают на прою'ны (см. рис. 12.5, б). Преимущество
241
такой конструкции заключается в равномерном распределении нагрузки по всей длине опоры.
По третьей, поперечной, схеме такие плиты располагают вдоль здания. опирая на балки, уложенные поперек (рис. 12.5, г). На стенах при перекрытии, выполненном по такой же схеме, в опорах возникают значительные сосредоточенные нагрузки, что требует определенных дополнительных решений, но схема удобна. Упрощается заделка плит, поскольку их опирают на балки, а не на стены.
Звукоизоляционные слои перекрытий выполняют. защищая помещения от воздушного и ударного шума. Звукоизолирующую способность конструкций рассчитывают по методике, изложенной в [5].
В целях изоляции от воздушного шума стремятся увеличить массу междуэтажных перекрытий, подгружая их слоем песка или шлака. Однако в сплошных конструкциях такое решение становится эффективным, когда их поверхностная плотность (масса 1 м2 горизонтальной проекции) достигает 400 кг и более. В сплошных перекрытиях поэтому применяют полы по засыпке или упругому основанию (рис. 12.11,6). При качественном выполнении такой слой гасит не только воздуш
ный. но и ударный шум. Повышения звукоизоляционных свойств достигают также путем устройства подвесных потолков (см. рис. 12.9. в).
Изоляцию от воздушного и ударного шума без увеличения поверхностной плотности обеспечивают, устраивая раздельные конструкции перекрытий. Такие конструкции весьма эффективны, поэтому их применяют давно (см. рис. 12.6, б, в). Их особенность заключается в том, что лаги полов опирают на балки через упругие прокладки из войлока. обернутого толем, или минеральных матов.
Конструкции, подобные описываемым, делают и по перекрытиям с гладкой внутренней поверхностью несущей плиты. Здесь пол отделяют, используя решение, показанное на рис. 12.11, а. Ширину звукоизоляционных прокладок принимают на 0,05 м шире лаги, а длину определяют расчетом на смятие.
Водонепроницаемость— свойство, необходимое перекрытиям под помещениями с повышенным тепловлажностным режимом эксплуатации, например ванными и уборными в жилых домах, моечными в банях, душевыми и санитарными узлами в общественных зданиях. Это свойство обеспечивают путем устройства под полом гидроизоляционного ковра.
Перекрытие в этом случае решают по схеме б на рнс. 12.11.
Пароизоляционный слой укладывают практически во все перекрытия. Этот слой необходим для предохранения конструкции от проникновения водяных паров, находящихся в воздухе помещений. Пароизоляцией может быть глина, которой обмазывали накат перекрытия, битумная смазка или однослойный рулонный ковер.
Гидро- и пароизоляционные покрытия подробно описаны в гл. 15.
12.2. Конструкции каркасов
Для каркасов зданий применяют те же материалы, что и для несушчх элементов перекрытий. кроме дерева, которое используют только в домах низкой капитальности. Еще в прошлом веке из металла делали стойки каркаса общественных. а иногда и жилых зданий. Во многих нз них по сен день стоят колонны и столбы, отлитые нз чугуна.
Каркасы из прокатной стали нашли широкое применение со второй четверти XX в. Сейчас стальными делают каркасы с большими пролетами, необходимыми в некоторых общественных зданиях, особенно спортивных сооружениях.
Железобетон начали внедрять около 100 лет назад. Вначале это были монолитные конструкции. позже сборные. Сейчас сборные детали каркасов выпускают первой и второй групп, т. е. с крупной и средней массой. Колонны и прогоны каркасов делают нз тяжелого бетона. В новом строительстве применяют каркасы, показанные на рнс. 12.12, а. а в ремонте — на рис. 12.12. б.
242
Рнс. 12.12. Детали железобетонного каркаса:
а. 6 для нового строительства; в—г - реконструкции; д — стальной каркас
Гражданские здания высотой до 10—12 этажей возводят, применяя полный или неполный каркас. Схема здания с полным каркасом показана на рис. 1.1, б, а с неполным — на рис. 12. 13, а. По первой схеме колонны раскреплены в продольном направлении только плитами и горизонтальные нагрузки, действующие на здание, воспринимают стены. Каркасы такого типа называют поперечными.
В другом виде каркасов, продольном, балки укладывают вдоль здания, опирая на них плиты, расположенные попе
рек. В третьем, перекрестном, балки ’ укладывают в двух взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 12.13, б, в). Узлы примыкания выполняют по аналогии с рис. 12.12.
Каркасы многоэтажных зданий конструктивно решают по девяти схемам: шарнирной, шар-нирно-связевой, рамной, рамно-связевой, контурной, коробчатой, решетчатой, решетчато-раскосной, ствольной и в виде воронки.
В первой, шарнирной, схеме (рнс. 12.13, а), которую применяют в невысоких домах, каркас рассчитывают только на вертикальные нагрузки, а горизонтальные воспринимают продольные и поперечные стены. Бла
годаря этому конструкции сопряжений ригелей и стоек просты.
Вторая схема, шарнир-но-связевая, также имеет шарнирное соединение узлов, но конструкцию дополняют вертикальные фермы или диски связей (рис. 12.13, б). В такой схеме соединительные узлы мало чем отличаются от предыдущих, в них не возникают большие напряжения, поскольку горизонтальные нагрузки воспринимают связи. Нагрузки могут быть значительными. Благодаря этому можно возводить высокие здания, до 15 этажей.
В третьей, рамной, схеме, показанной на рис. 12.13, в, вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимает каркас. Его
243
Рнс. 12.13. Схемы каркасов многоэтажных зданий: и — шарнирная, с неполным каркасом; б — шарнирно-связе-вая; л — рамная, г рамно связевая; д — киюхрнин; г — коробчатая; ж — решетчато-раскос ная. / -- шарнирные \злы. 2 — несущие стены; 3 — вертикальные связн-фсрмы или диафрагмы жесткости; 4 — жесткие узлы; 5 — вертикальные связи в пределах стен центрального узла; 6 — горизонтальные связи-ростверки; 7 — диафрагма жесткости в плоскости наружных стен; 8 -то же. дополнительная поперечная; 9 — десяти-пятнадцатиэтаж-ные блоки; 10 — горизонтальный диск-ростверк; II — пространственная ферма
узлы поэтому делают жесткими и рассчитывают на моменты, возникающие в опорах. Рамные каркасы являются традиционной конструкцией многоэтажных и даже высотных (до 30 этажей) зданий. Так, здание Московского государственного университета на Ленинских горах высотой 183 м построено по этой схеме.
Четвертую, рамно-свя-зевую, схему (рис. 12. 13, г) применяют в зданиях высотой до 40 этажей. Ее особенность заключается в том, что горизонтальную нагрузку распределяют частью на жесткие узлы каркаса, но большую долю — на связи, располагаемые в пределах центрального лестнично-лифтового узла. Для повышения пространственной жесткости сооружения каркас иногда делают сужающимся кверху, наклоняя стены внутрь на 6... 10%. Рам
но-связевые конструкции можно распространить и на более высокие здания до G0 этажей, если через каждые 5...8 этажей расположить горизонтальные связи-диски высотой в I...2 этажа, так называемые ростверки (рис. 12.13, г).
В пятой, контурной, схеме, которую применяют в зданиях высотой до' 70 этажей, основные нагрузки воспринимают конструкции, располагаемые по периметру. В плоскости наружных ограждений размещают и вертикальные диафрагмы (решетчатые нлн сплошные). Иногда их дополняют диафрагмы жестких лестнично-лифтовых узлов (рис. 12.13, д).
Коробчатые схемы бывают одно- и многосекционные. Односекционная система, показанная на рис. 12.13, е, состоит и^ каркаса с колоннами, значительно чаще поставленными по периметру, чем в середине. Вместе с поэтажными ригелями эти- колонны создают пространственную жесткую решетку, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки. Такую схему рекомендуют для зданий высотой до 90 этажей. В более высоких, до 110. применяют многосекционную коробчатую схему, в которой жесткая пространственная решетка из колонн и ригелей стоит по всем поперечным и про
дольным осям, а не только по периметру.
Решетчато-раскосную систему используют в зданиях высотой 110... 120 этажей. Такая система представляет собой пространственную ферму, поставленную вертикально (рис. 12.13, ж). Ее горизонтальные элементы располагают с шагом, равным 10...15 этажам. В плоскости этих элементов делают жесткий диск-ростверк, который является опорой для отдельного 10... 16-этажного здания, вставляемого как блок в каждую ячейку фермы, ограниченную ростверками. Здания-блоки имеют свои конструкции, независимые от конструкций смежных по высоте блоков.
Ствольные схемы являются нетрадиционной конструкцией зданий башенного типа. Здесь основным несущим элементом. воспринимающим вертикальные и горизонтальные нагрузки, является жесткий сердечник-ствол центрального лестнично-лифтового узла. Различают четыре разновидности описываемой схемы. Они показаны на рис. 12.14.
Одну из схем называют каркасно-ствольной (схема я). В ней ствол частично разгружают шарнирным каркасом, поскольку на него опираются концы перекрытий. Эта схема напоминает решение, применяемое в
245
Рнс. 12.14. Ствольные системы несущих конструкций башенных зданий:
а каркасно-ствольная; б
с перекрытиями, подвешенными к предварительно напряженным струнам; в — то же, к свободным струнам; г — с перекрытиями ьо
консольным бдлкам; / — ствол; 2 — перекрытии; 3 — колонны: 4 струны-подвескн; 5 — кон-
сольные балки
высотных зданиях и изображенное на рис. 12.13, г. Только в описываемой схеме узлы каркаса не жесткие, а подвижные, шарнирные.
В схеме б колонны заменены струнами, подвешенными к стволу и пред-напряженными за счет заделки в фундамент. К этим струнам по контуру закрепляют перекрытия. За счет натяжения подвески-струны воспринимают часть гори; зонтальных нагрузок, а остальные и все вертикальные приходятся на ствол.
Ствол двух других схем несет все нагрузки. Балки перекрытий конструкции с подвешенными этажами, изображенной на рис. 12.14, в, двухопорные, как и в предыдущих схемах. Од
ним концом они оперты на ствол, а другим — на подвески, закрепленные только вверху и не способные нести горизонтальные нагрузки. Перекрытия по схеме г консольные. Их балки защемлены в теле ствола.
Ствольные конструкции применяют не только в зданиях башенного типа. Имеются примеры использования подобных конструкций и в линейных домах значительной протяженности. На рис. 12. *5 показана каркасноствольная система, в которой стволами служат узлы вертикальных коммуникаций жилого дома. Они являются ветровыми связями, что позволило опереть перекрытия на легкий каркас с шарнирными узлами облегченного типа.
Ствольно-концентрическая схема представляет собой объем в виде воронки или опрокинутого усеченного конуса (рис. 12.16): Такая пространственная конструкция обладает большой жесткостью. Характерным ее элементом являются концентрические пояса-перекрытия, воспринимающие растягивающие усилия от наклонных стволов-стоек. Пояса несут нагрузку и от двух-трех этажей зданий-блоков, имеющих независимые конструкции. Поскольку пояса растянуты, они способны нести значительные вертикальные нагрузки без увеличения сечения. В принципе поэтому на них можно опирать здания-блоки высотой 10...20 этажей.
246
12.3. Техническая эксплуатация, усиление и смена перекрытий и элементов каркаса
Сохранность проектных свойств перекрытий и <аркаса зависит от условий. в которых они нахо-1ЯТСЯ. К нарушению ре-кимов эксплуатации осо-5о чувствительны деревянные конструкции, но 1ри увлажнении уенлен-ю корродируют и метал-1Ы стальных и железобе-онных элементов. Поэтому в помещениях вы-(ерживают оптимальный епловлажностный ре-ким, исключают возмож-юсть попадания влаги в онструкции в результа-с утечек воды.
Очередными осмотра-in выявляют места, где оявляются различного
Рис. 12.15. Ствольно-каркасная конструкция линейного дома: / - стволы лестничке-лифтовых узлов ? — колонны: 3 — ригели: 4 шарнирные узлы. 5 перекрытия: 6 фундаменты колонн
Рис. 12.16. Ствольно-концентрическая система каркаса: / — стволы лестнично-лифтовых узлов: 2 - помещения на этажах: 3 - растянутые перекрытия-диафрагмы
247
рода изъяны. В перекрытиях из дерева основным дефектом является поражение гнилью. Загнивают балки и накат в санитарных узлах, в местах примыкания к наружным стенам, а в чердачных перекрытиях — у слуховых окон и в ендовах — крыши, т. е. в местах, подверженных воздействию воды. В помещениях с нормальным тепловлажностным режимом гниют концы балок, уложенных на капитальные стены, если заделка выполнена некачественно. При плохом проветривании подпольного пространства возможно появление грибка на древесине и лаже ее разрушение в любом месте перекрытия.
Железобетонные конструкции в эксплуатационный период подвержены разрушению, если их увлажняют кислоты. Такое явление наблюдают, когда вода, проникающая в перекрытие, проходит через кислые шлаки, использованные в слое утеплителя. Растворяя некоторые компоненты, она превращается в слабую кислоту, агрессивную не только к цементному камню, но и щебню нз известняка и песчаника. Разрушение бетона обычно сопровождается коррозией арматуры, но этот процесс отмечают и при появлении трещин в конструкции. Такой процесс ин
тенсивен в условиях загрязненности окружающего воздушного бассейна. Еще одной причиной разрушения железобетонных конструкций является низкая прочность уложенного бетона, особенно если его приготавливали непосредственно на объекте из недостаточно кондиционных материалов. Причиной уменьшения несущей способности конструкции может быть й неправильное армирование, когда при бетонировании стержни арматуры верхней зоны опускаются; в результате сокращается расчетная высота сечения балок и плит. Иногда строители небрежно укладывают подкладки под арматуру нижней зоны, вследствие этого толщина защитного слоя бетона оказывается недостаточной и оголенные стержни начинают интенсивно корродировать.
Локальные разрушения сборных железобетонных конструкций связаны не только с перечисленными выше дефектами, но в большей степени вызваны недостатками изготовления и монтажа. Сверхнормативные прогибы некоторых видов панелей «на комнату», негоризонтальная укладка деталей, расположение смежных плит не в одной плоскости — вот основные дефекты сборных конструкций.
Отступление от проект
ных размеров при установке элементов перекрытий и особенно каркаса приводит к существенному снижению их несущей способности. Так, монтажный эксцентриситет колонны, равный 10... 15% ее ширины, уменьшает несущую способность на 30...50%, а прогон или балка, заведенные на опору не на проектную глубину, в определенных условиях может обрушиться.
В сборных перекрытиях, состоящих нз двух вибропрокатных панелей, показанных на рис. 13.1, е, дефекты вызваны недостаточной жесткостью этих деталей и неправильной укладкой опорных прокладок. По причине первого дефекта нижняя потолочная панель может иметь прогиб, превышающий нормативный, а верхняя — повышенную зыбкость, т. е. способность вибрировать под импульсной нагрузкой. Зыбкость иногда является следствием выпадения опорных прокладок, плохо закрепленных при монтаже.
Причиной потери несущей способности сборных конструкций можёт быть коррозия закладных деталей в стыках, осуществляемых на сварке. В процессе монтажной сварки эти детали разогреваются, между металлом и бетоном появляются волосяные трещины. Если последующе* антикоррозионное покры
24ё
тие узла выполнено недостаточно качественно, то в трещины попадает вода и под ее действием сталь закладных деталей быстро корродирует.
Довольно серьезным дефектом перекрытий является их повышенная звукопроводность, вызванная отступлением от проектных решений, плохой разделкой стыков и опор деталей. В результате этого создаются так называемые «звуковые мостики». Звукопроводность увеличивается и из-за неправильной укладки упругих прокладок и слоев.
Особенно чувствительны к этому дефекту легкие сборные перекрытия, например из двух вибро-прокатных панелей. В них «звуковым мостиком» может служить такая мелкая деталь, как неправильно установленный крюк для подвески люстры. Соприкасаясь с зыбкой вибрирующей под нагрузкой плитой пола, такой крюк издает протяжный металлический звон.
Протечки в санитарных узлах и других помещениях с повышенным водным режимом возникают при нарушении герметичности гидроизоляционного ковра. Такой дефект чаще наблюдают в местах примыкания к вертикальным конструкциям и трубам санитарно-технических коммуникаций.
Выбор методов ремон
та перекрытии во многом зависит от их существующих решений и примененных материалов, но во всех случаях при проектировании стремятся максимально использовать конструкции, пригодные при дальнейшей эксплуатации, если это не противоречит тепло- и звукоизоляционным требованиям, прочности и долговечности здания.
Различают три группы ремонтных мероприятий. К первой относят восстановление и усиление отдельных элементов, дефектных или не отвечающих новым требованиям, например предполагаемому увеличению нагрузки. Мероприятия второй группы применяют, когда в целом хорошее перекрытие на отдельных участках не соответствует условиям эксплуатации. Характерным примером такого положения являются деревянные перекрытия под санитарными узлами. Третья группа — полная смена перекрытий по всей площади этажей — производится, когда установлено, что сохранение существующих конструкций противоречит основной задаче ремонта — создания несущих элементов, способных выполнять свои функции длительный срок.
Восстанавливают или усиливают отдельные элементы перекрытий, основные конструкции которых находятся в удовлетвори
тельном состоянии и есть гарантия, что проведение этих мероприятий обеспечит надежную эксплуатацию здания на расчетный период. Ниже рассмотрены характерные решения, применяемые при ремонте деревянных, сводчатых и железобетонных конструкций.
Деревянные перекрытия наиболее распространены в старой застройке, в том числе капитальной. В каменных зданиях их 80%. Дерево значительно менее долговечно, чем камень, и причиной капитального ремонта дома часто являются дефекты деревянных перекрытий. Однако выбор решения зависит не только от дефекта, но и расчетной продолжительности послеремонтной эксплуатации здания. При небольшой, порядка до 10 лет, перекрытия сохраняют. В санитарных узлах выполняют усиленный гидроизоляционный ковер.
Везде ограничиваются ремонтом несущих элементов. Балки очищают от гнили, сильно поврежденные части заменяют, устанавливая накладки из досок или металла, так называемые протезы (рис. 12.17). , Их пришивают к основной конструкции, предварительно удаляя зараженные участки и полностью очищая гннль. Взамен балок, пораженных гнилью по всей длине, подводят
249
10—205
Рис. 12.17. Ремонт деревянных балок перекрытия: а - - боковыми накладками: б, в — под балками: г — пристенным прогоном; д. е — стальными конструкциями; I — существующая балка; 2 — деревянные «протезы»; 3 — болты; 4 — пристенный прогон; 5 —' кронштейн; 6 — швеллеры; 7 — стальная подкладка; 8 — шпренгель
новые того же сечения. Особенно тщательно ан-тисептируют концы, заводимые в каменные стены. Если существующие балки не обладают достаточной жесткостью, то их усиливают, нашивая доску толщиной не менее 60 мм, а под чистые полы укладывают диагональный настил толщиной 40 мм. Балки в пролете усиливают и шпрен-гельными фермочками типа показанной на рис. 12.17, е. Прогнившие пластины наката укрепляют брусками-накладками или подвешивают к лагам пола. Предварительно каждую слабую пластину пропитывают антикоррозионным составом, препятствующим распространению гнили.
При ремонте важно не нарушить систему перегородок, поскольку они обычно несут часть нагрузки от перекрытий. Такая рекомендация не противоречит правилу, согласно которому в домах с небольшим остаточным сроком службы нет необ
ходимости делать пере-планиовку квартир.
При остаточном сроке службы здания 15...25 лет в санитарных узлах делают железобетонные перекрытия, а в остальной части сохраняют существующие деревянные, проводя усиление, описанное выше. Систему перегородок также стремятся максимально сохранить.
В зданиях с послере-монтным сроком службы, превышающим 25 лет, выполняют, как правило, перепланировку квартир. Ликвидируя перегородки, устанавливают разгрузочные прогоны, опирающиеся на стойки, т. е. вводят внутренний каркас. Если же такое решение по каким-либо соображениям, например при необходимости полной перепланировки квартир, нецелесообразно, то приходится заменять перекрытия.
Деревянные перекрытия по стальным балкам усиливают, когда эти балки недостаточно жестки, поражены коррозией или
работают совместно с перегородками. В этих случаях применяют методы, изложенные при описании ремонта стальных конструкций. При значительном разрушении балок считают рациональным укладывать монолитную железобетонную плиту, включая прокатную сталь в работу этой конструкции, как жесткую арматуру.
Конструктивную схему меняют, решая задачу перераспределения усилий в элементах перекрытий. Такой прием используют чаще всего, когда по условиям эксплуатации необходимо значительное усиление несущей способности конструкции. Существует три метода перераспределения: превращение однопролетной системы в неразрезную, снятие с балок части нагрузки и сокращение их расчетного пролета (рис. 12.18).*
Смежные однопролётные балки превращают в неразрезную систему, устанавливая накладки в
250
Рис. 12.18. Усиление перекрытий изменением конструктивной схемы:
а — превращение в неразрывную систему; б — установка зополнн
тельных балок; в устройство промежуточных опор; / — существующие конструкции. 2 дополнительные усиливающие элементы
местах их стыка на опоре (схема а). Часть нагрузки снимают, увеличивая количество несущих элементов, т. е. устанавливая дополнительные балки. За счет этого уменьшают грузовую площадь перенапряженных элементов (схема б). Рас-счетный пролет сокращают, устраивая промежуточные опоры. Их выполняют в виде распределительного прогона, подводимого поперек существующих балок, или устраивают внутренний каркас (схема в).
Сводчатые перекрытия по стальным балкам ремонтируют, зачеканивая трещины в кирпичных
или бетонных сводиках жестким цементным раствором. Балки очищают от ржавчины и штукатурят по плетеной сетке. При необходимости усиления перекрытия подводят новую балку, перегружая на нее нагрузку от сводиков путем расклинки зазора клиньями из стали. У существующей балки срезают нижнюю корродированную полку, предварительно разгружая сводики временными креплениями.
Железобетонные перекрытия и каркасы ремонтируют несколькими методами. При выщелачивании и поверхностном разрушении бетона, по
явлении мелких трещин и сколов, не существенно влияющих на несущую способность конструкции, восстанавливают дефектные места, заделывая их цементным раствором под давлением. Наиболее рационален метод заделки — торкретирование.
Для усиления'конструкций применяют второй метод. Балки усиливают железобетонными или стальными обоймами и стяжками-хомутами (рис. 12.19). На схеме а показано увеличение сечения балки. Здесь хомуты дополнительного каркаса приваривают к обнаженной арматуре усиливаемой конструкции. Плиты
251
10*
усиливают укладкой слоя нового бетона толщиной не менее 3 см. Если невозможно обеспечить надежное сцепление нового бетона, то поверх бетонируют новую плиту толщиной не менее 5 см, армируя ее сварными сетками (схема б).
Наиболее эффективным методом усиления колонн является устройство обойм. Их делают железобетонными, применяя конструкцию, которую иллюстрирует схема в. В тех случаях, когда железобетон по каким-либо причинам использовать нерационально, варят стальные обоймы по типу аналогичных конструкций для увеличения прочности простенков (см. рис. II.10,а).
Действенным методом местного усиления несущих конструкций является установка хомутов. На рис. 12.19, г показан пример такого решения, когда в месте появившихся на балке трещин
наложены хомуты-стяжки, компенсирующие недостаток поперечной арматуры. Эти хомуты ста-вят*вертикально или наклонно.
В сборных тонкостенных конструкциях толщину наращивают нанесением слоя коллоидного цементного клея. В этот слой иногда втаплнвают арматуру, приваренную в отдельных местах к существующей сетке.
Третий метод заключается в натяжении панелей. Для этого под них укрепляют стержни, напрягаемые захватом (рис. 12.20). После их установки и натяжения потолок штукатурят по стальной сетке, закрывая усиливающие конструкции. Еще один метод, который часто применяют при ремонте, — это разгрузка балок установкой промежуточного прогона на стойках. Такое решение аналогично приведенному на рис. 12.18, б.
рнс. 12.19. Усиление монолитных железобетонных перекрытий:
а — наращивание сечения балки; б — то же, плиты; в — усиление колонны обоймой; г — то же. балки хомутами-стяжками; / — балка; 2 — новый бетон; 3 --приварка к оголенной арматуре; 4 — плита; 5 — колонна; 6 — хомуты
Металлические конструкции усиливают увеличением рабочего сечения элемента или изменением статической схемы. Сечение элемента увеличивают наваркой дополнительных профилей. Их устанавливают не по всей длине конструкции, а лишь на участке максимальных внутренних усилий. Варианты такого усиления см. на рис. 13.21, а. Увеличить несущую способность балки можно и обетонированием по схеме б.
Статическую схему меняют, превращая балки в шпренгельные, неразрезные или защемленные в опорах. Шпренгельную систему, один из вариантов которой показан на рис. 12.21, в, целесообразно применять, если такое решение не нарушит интерьер помещения. За счет устройства шпренге-ля можно существенно усилить балку, поэтому он эффективен при больших дополнительных.на-грузках.
Превратить систему Ьа-лок в неразрезную метено, используя принцип схемы а на рис. 12.18,
252
Рис. 12.20. Усиление сборной железобетонной потолочной панели:
/ — панель; 2 — стержни; 3 -планка; 4 -- анкер для подвески планки; 5 — напрягаемые стерж-
ни; 6 — хомут-захват для напряжении стержней; 7 сварные швы; 8 балка-стенка
253
т. t. путем наварки накладок, объединяющих балки соседних пролетов. При стыке на прогоне балкн соединяют не только накладкой, но н приваркой к опоре по всему периметру (рис. 12.21,г).
Защемляют балку, разгружая момент в пролете, путем применения решения по схеме д на рис. 12.21. Такое решение возможно в зданиях с толстыми каменными стенами, но особенно при устройстве поясов жесткости.
Частичная замена перекрытии на отдельных участках — довольно распространенный метод ремонта. Перекрытия под санитарными узлами заменяют на негниющие. Обычно существующие стальные балки усиливают, между ними уста-, навливают опоры санитарно-технических кабин, нагрузку от которых передают на перекрытие. Если в существующем перекрытии несущие элементы деревянные, то примыкающие к санитарным узлам заменяют на стальные или железобетонные.
В мировой практике существует метод установки кабин не на перекрытие, а на самостоятельный фундамент. Для их монтажа в балочной клетке вырезают отверстия, обрамленные дополнительными балками. При таком решении часть нагрузки на существующие перекрытия снима
ется и поэтому в большинстве случаев не требуется их усиление.
Для частичной замены перекрытий применяют не только описанные выше конструкции, но и сборные железобетонные средней и малой массы, рассмотренные ниже, в перекрытиях для полной замены конструкций. Используют и монолитные сплошные плиты.
Полностью меняют перекрытия при капитальном ремонте зданий с перепланировкой, небольшим физическим износом стен и долговременной послеремонтной эксплуатацией. Применяют железобетон, что оправдано стремлением замены недолговечного дерева на материал, срок службы которого не уступает кирпичу. Различают три группы конструктивных решений: сборную, сборномонолитную и монолитную.
Сборные железобетонные перекрытия применяют повсеместно, поскольку в них удачно сочетается простота выполнения с долговечностью. Сборные конструкции решают по-разному. В одном случае это плиты настила, перекрывающие каждая до 10 м2 поверхности, в другом — прототипом конструкции является традиционная схема, состоящая из несущих балок и наката между ними, в третьем — перекрытие соби
рают из устанавливаемых вплотную балок-настилов.
Плиты-настилы с выпускными ребрами весьма эффективны в условиях капитального ремонта. Для их укладки нет необходимости пробивать сплошные борозды, существенно ослабляющие стены, особенно внутреннюю. Плиты монтируют,, подвешивая к крюку крана наклонно. Угол наклона выбирают таким, чтобы плита свободно проходила между стенами. Ее укладывают, сначала заводя длинными ребрами в гнезда стены на глубину, достаточную для выравнивания плиты в горизонтальное положение. Затем плиту подают в гнезда наружной стены, устанавливая в проектное положение — на четыре ребра-опоры.
Плиты, выпускаемые для нового строительства, не имеют выпущенных ребер, поскольку рассчитаны на опору в стенах по всей длине опорных торцов. При ремонте такое опирание не всегда может быть приемлемо, поэтому конструктивное решение опоры на существующие стены имеет свои специфические особенности- Существует три вида оди-рания.
Первый вид применяют в случае точного совпадения длины плиты и величины пролета. Тогда опору осуществляют по
254
Рнс. 12.22. Раскладка плит большой массы, выпускаемых для нового строительства: а — по штрабам. пробиваемым в стенах; б — но поперечны*! балкам. л — по пристенным н промежуточным балкам; f стены; 2 - монолитные хчистки; 3 — штрабы: 4 — усиливающая стальная перемычка; 5 ~ сборные плнты настила; б — балки; 7 — колонна
сплошным штрабам, пробиваемым в наружных и внутренних стенах (рис. 12.22, а). При этом высоту одной из штраб увеличивают до такого размера, чтобы можно было завести плиту на опоры. Сплошные штрабы ослабляют кладку, что создает опасность нарушения устойчивости стен, особенно внутренних, где штрабы пробивают с двух сторон. Такой вид опоры поэтому допустим только в невысоких домах, имеющих толстые стены.
Другой вид опирания настилов заключается в том, что плиты укладывают на прогоны, располагаемые поперек здания, как показано на схеме б. Недостатком такой конструкции являются значительные сосредоточенные нагрузки на простенки’ в местах опирания-прогонов.
В третьем виде опор вдоль стен укладывают прогоны, которые заанке-ривают в кладку и подпирают стойками-пилястрами. Чаще один из про
гонов опирают на колонны, устанавливаемые на некотором расстоянии от внутренней стены (схема в). Плиты одной стороной укладывают на пристенную конструкцию, а другой — на этот прогон. Где возможно, такую конструкцию’ у наружной стены не делают, а один конец плит заводят в пробиваемую штрабу.
Полосу перекрытия между прогоном и внутренней стеной заделывают монолитным бетоном. Он является как бы добор-ным элементом, ширина которого равна разнице между длиной типового настила и величиной пролета.
Каркас — стойки и прогоны — обычно делают из прокатной стали. В целях повышения огнестойкости его после монтажа оштукатуривают по плетеной сетке. Часто применяют и сборные железобетонные каркасы, показанные на рис. 12.12.
К такому решению прибегают в городах, где
развита база промышленности строительных материалов, выпускающая детали специально для ремонта. В других случаях каркас делают монолитным, что вполне оправдано при большом разнообразии высот этажей и величин пролетов в старых зданиях.
Перекрытия из деталей средней массы применяют при выборочном ремонте, когда необходима замена локальных участков конструкций или по условиям стройплощадки нельзя установить башенный кран. Описываемые перекрытия получили распространение в 70-х голах. Их собирают из несущих балок и различного вида вкладышей (рис. 12.23). По особенностям балок перекрытия можно разделить на два типа: с балками цельного сечения (таврового и рельсовидного) и составного — швеллерного, Г-образно-го и полурельсовидного.
Основным видом вкладышей является ребристая корытообразная пли-
255
Рнс. 12.23. Перекрытия нз деталей средней массы:
и—о _. по банкам цельного сечения; г—д — то же. составного (и. г. О под жилыми помещениями; б, в. д — нол санитарными узлами); / - штукатурный слой; 2 - железобетонная плита сплош
ного сечения; 3 - то же. корытообразная ребристая; 4 легко-бетонный блок-вкладыш; 5 — сплошная балка таврового сечения; 6 то же. рельсовндного; 7 - составная балка нз детален Г-образного сечения; Я - то же, швеллерного; 9 - - паронзоляцня;
10 — просеянный шлак 60... 70 мм: II — паркет; 12 настил нз досок; 13 • лаги; 14 • упругая прокладка; 15 - керамическая плитка по цементной стяжке; 16 — шлакобетон 30...40 мм: 17 — рулонная гидроизоляция
та толщиной 0,09 м, но .могут быть применены сплошные, а также легкобетонные блоки-вкладыши.
Балки располагают довольно часто — через 0,6...0,8 .м, что приводит к вырубке сплошной глубокой штрабы. Мелкие вкладыши не обеспечивают гладкого потолка, и перекрытие приходится штукатурить по всей плоскости. Это является серьезным недостатком конструкции. Кроме того, балки большой длины не имеют достаточной жесткости, при транспортировании и погрузке легко ломаются. Тавровое сечение балок нерационально: в верхней зоне мало бетона. Стремление
увеличить верхнюю зону приводит к применению рельсовидных балок.
Сборные перекрытия с балками цельного сечения по своей массе разновелики: масса балок в несколько раз больше массы вкладышей. В результате не полностью используется грузоподъемность монтажных механизмов. Перекрытия по составным балкам лишены этого недостатка, поскольку масса полубалки близка к массе вкладышей. В этих конструкциях, показанных на рис. 12.23, г, д. несущая способность спаренных балок выше, чем сплошных, что позволяет расширить шаг их установки.
Вкладыши наката всех
перекрытий описываемого вида имеют постоянную длину. Это вынуждает располагать балки с равным шагом, а в старых зданиях ритм простенков разновелик и не совпадает с этим шагом. Поэтому часть опор попадает на оконные проемы, перемычки которых приходится усиливать. Кроме того, в простен-, ках возникают внецент-ренные нагрузки, что также ухудшает работу еден. Вследствие этого балки стремятся размещат^дпо оси простенков, а мей^ду ними укладывать ребристые плиты, в том чн£де выпускаемые для новдрр строительства и имею-: щие большое количество типоразмеров.
256
Рис. 12.24. Перекрытия из ба-лок-настнлоя:
а — Т-образного профиля и средней массы*. 6 — то же. с гипсо-бетонными вкладышами; »; то же. с бетонными; г — из брусков малой массы; / - ипукатурный слой. 2 - Т-образные балки;
3 — гнпсобсюиные вкладыши; 4 — железобетонные пустотелые балкн; 5 железобетонные бруски; б — арматурный каркас монолитной балки: 7 парончоля-цня; # - нил из досок; 9 лаги; !0 — упругая прокладка; П паркет на битуме; 12 - це
ментная стяжка; 13 — шлакобетон 25...30 мм; 14 — бетон; 15 --керамическая плитка по стяжке: 16 — шлакобетон 30..40 мм; /7 гидроизоляция; Ifi .нши леум ио основанию; 19 легкий бетон
В ремонте часто применяют балки из прокатной стали. Они не имеют недостатков, присущих железобетонным, и легки, что позволяет монтировать легкими кранами. Однако такие перекрытий требуют значительного расхода стали и противопожарной зашить)' балок.
'Пёрекрытия из балок-наётилов собирают, укла-дъ№йя Т-образные, пус-УбтФлые или сплошные Эшменты вплотную, как г/бказано на рис. 12.24. Швы замоноличивают раствором. Иногда шов
делают широким и тогда в него вставляют арматурный каркас, получая конструкцию, изображенную на схеме б. Преимущество перекрытий описываемого вида заключается в использовании однотипных деталей.
Сборно-монолитных перекрытий существует несколько типов. Они показаны на рис. 12.25. Отличительной чертой конструкции по схеме а являются плиты и вкладыши, боковые ребра которых служат опалубкой для бетона, укладываемого при замоноличива-
нии. Балки неполного сечения не выдерживают монтажной нагрузки, поэтому их разгружают стойками, устанавливаемыми в середине пролета на период твердения бетона.
В конструкциях, показанных на схемах б— г, балки способны нести монтажные нагрузки до получения монолитным бетоном проектной прочности. Схема в иллюстрирует перекрытие, укладываемое по существующим или дополнительным стальным балкам. В этом перекрытии про-
257
Рис. 12.25. Несущие конструкции сборпо-монолнтных перекрытий нз деталей с малой массой:
а — с балками неполного сечения н ребристыми плитами: 6 — то же, с блоками-вкладышами: и — по стальным балкам: г — с штампованным каркасом-фермой, несущей монтажные нагрузки; д • - нз армодеталей н монолитного ячеистого бетона; / — монолитный тяжелый бетон; 2 — арматурный каркас; 3 — ребристая плита с высокими ребрами в торцах: 4 блоки -вкладыши: 5 — ребристая плита; 6 — часть балкн. выполненная на заводе; 7 — штампованный каркас-ферма из листовой стали; S — опалубка днища; 9 — хомут с болтами; 10 опорный столик из двух уголков; Н — несущие армодеталн; 12 — монолитный ячеистый бетон
кат используют как жесткую арматуру, к которой подвешивают опалубку днища балки. В качестве подвесок применяют хомуты из арматурной проволоки с нарезанной на концах резьбой. К ним гайками крепят опорную планку, служащую временной опорой щитов днища и плит наката.
Преимуществом описываемого перекрытия является отсутствие временных стоек, поддерживающих опалубку. Кроме того, обеспечивается большая оборачиваемость опалубки и резьбовой части хомутов-подвесок. Последние после распалубливания обрезают и приваривают к новым хомутам. По сравнению с монолитным бетоном, обычно
25”
устраиваемым в таких случаях, в конструкции обеспечивается резкое сокращение объема бетона, укладываемого на объекте, площадь опалубки уменьшается в 10... 12 раз, значительно упрощается производство работ.
Стальной каркас сборно-монолитного перекрытия, выполняемого по схеме г, также способен нести временные нагрузки, но этот каркас выполнен из штампованной профилированной стали. Он имеет развитый пояс, на который укладывают блоки наката. После омоноличивания стальной каркас балок начинает работать как арматура железобетонной конструкции.
Перекрытие, показанное на схеме д, состоит
из несущих железобетонных деталей — балок и брусков. После их установки и подвески опалубки заливают ячеистый автоклавный бетон. В этой конструкции монолитный бетон может быть заменен сборными легкобетонными вкладышами, нужно только сократить расстояние между балками, а поперечные армобруски не ставить.
Монолитные перекрытия используют, когда применение сборных деталей нерационально. Так, в некоторых здайи-ях сложной конфигурации сборный вариант приводит к необходимости монтажа множества типоразмеров при незначительном количестве каждого из них. В этом случае теряется смысл
Рис. 12.26. Несущие конструкции монолитных железобетонных перекрытий для ремонта зданий:
1 — штыри анкеры; 2 железо бетонная несущая конструкция;
3 существующее деревянное перекрытие: 4 — стальные балки;
5 - накат; 6 — плита с круглыми пустотами; 7 — картонные трубы нли короба, для жесткости заполненные гофрированной бумагой; 8 --- плита с ячейками
сборности и монолитная конструкция оказывается эффективнее. Аналогичные условия имеют место в домах с разновеликими расстояниями между оконными простенками, на которые опирают балки. Пролеты между ними приходится перекрывать деталями разной длины, что также вызывает необходимость применения большого количества типоразмеров изделий.
Монолитные перекрытия используют и в тех случаях, когда хотят максимально сохранить несущие элементы здания. Тогда новые конструкции укладывают непосредственно по несущей части старого перекрытия или в работу включают существующие и оставляемые балки.
Монолитные перекрытия решают в виде ребристой конструкции, сплошной или пустотелой плиты. Ребристые выполняют, применяя решения, описанные выше (см., рис. 12.9 и 12.10).
Сплошные плиты постоянного сечения наиболее просты в изготовлении, но материалоемки.
Их используют в перекрытиях с небольшими пролетами (до 4 м) или когда укладывают усиливающий бетон непосредственно по существующей конструкции. В последнем случае балки и накат старого перекрытия превращают в опалубку. Для этого убирают засыпку, балки подпирают временными стойками, воспринимающими временные нагрузки от бетонной смеси до ее твердения. Деревянные конструкции антисепти-руют и пропитывают водоотталкивающими составами на основе полимерных смол. Эти составы не только предохраняют от дальнейшего загнивания, но и укрепляют уже загнившие участки, приостанавливают распространение гнили на здоровую древесину.
В перекрытие с деревянными балками бетон укладывают в корыто между ними заподлицо с верхом. Получают гладкую поверхность подготовки под полы (рис. 12.26, а). От расслоения такую деревобетонную конструкцию предохра
няют, забивая в дерево анкеры-штыри. Преимуществами конструкции являются сохранение примерно 80...90% поверхности штукатурки потолка, что очень важно в богато декорированных помещениях, и резкое сокращение объема демонтажных работ, поскольку отпадает необходимость в разборке старых перекрытий.
Перекрытия по стальным балкам усиливают по схеме б. Перед укладкой бетона металл тща
тельно очищают от коррозии. Как и в предыдущем случае, деревянные элементы прикрепляют к новому бетону анкерами.
Пустотелые плиты применяют для перекрытий с пролетами более 4,5 м. Пустоты делают круглыми и овальными, закладывая в тело бетона картонные трубы (рис. 12.26, в), или в виде прямоугольных ячеек, заполненных картонными коробками (рис. 12.26, г). Наличие пустот в значительной мере сокращает расход бетона, обеспечивает более полное его
259
использование в kohctj рукции. Облегчение массы перекрытия является положительным фактором не только с точки зрения экономии материалов, но и потому, что на стены, фундаменты и основания здания действуют дополнительные нагрузки меньшие, чем от перекрытий в виде сплошных плит.
12.4. Технико-экономические сведения
Затраты на устройство перекрытий составляют примерно 20 или 25% общей сметной стоимости крупнопанельного или кирпичного жилого дома, поэтому применение рациональной конструкции может существенно повлиять на эту стоимость. Путями оптимизации конструктивных решений являются индустриализация, уменьшение массы и сокращение высоты перекрытий.
Применение в строительстве индустриальных деталей высокой заводской готовности обеспечивает не только сокращение продолжительности работ, но и значительное уменьшение их трудоемкости. Так, для устройства и отделки перекрытия, показанного на рис. 12.11, необходимо на 10... 12% меньше трудозатрат, чем на аналогичные работы в деревянной конструкции. Более разительны резуль
таты сравнения трудоемкости монтажа тех же сборных железобетонных •перекрытий и крупных плит или настилов. Затраты труда при использовании деталей большой площади с поверхностями, подготовленными под окраску, в 5...8 раз меньше, так как нет надобности в последующей штукатурке всей плоскости потолка, нужно только обработать места стыков, а их немного.
Уменьшение массы перекрытия является одним из путей экономии затрат на возведение конструкции, особенно на транспортные расходы. Однако такое уменьшение допустимо в определенных пределах, поскольку чем меньше масса, тем ниже звукоизоляционные свойства ограждения. Облегчая их, прибегают к слоистым конструкциям, включают в них воздушные прослойки. Такое решение влечет за собой увеличение высоты перекрытий, а в итоге и здания. Следовательно, растет его стоимость и довольно существенно: каждые 0,1 м высоты вызывают удорожание строительства дома на 1,2%.
В проектных решениях применяют различные комбинированные конструкции с эффективными звукоизоляционными слоями, воздушными прослойками, упругими прокладками и полами.
Их сравнительная характеристика приведена на рис. 12.27.
Индустриализация ремонта приобретает особое значение. В силу специфики трудоемкость ремонтных работ несравненно выше, чем нового строительства: слишком много ручных процессов-, практически не поддающихся механизации. В практике имеет место тенденция повсеместного внедрения сборных конструкций и ведущим критерием их эффективности являются сопоставимые величины затрат труда.
Независимо от типа перекрытия, для их устройства необходимо пробивать и заделывать гнезда и штрабы в стенах, устанавливать и разбирать временные подмости, укладывать бетон в некратные места. Все эти дополнительные работы стабилизируют разницу в затратах труда; данные о которых приведены на рис. 12.28, наряду с другими техникой экономическими показателями: стоимостью и расходом основных материалов.
Приведенные цифры свидетельствуют, »что только применением крупных плит и настиЛов можно обеспечить =зф> фективность конструктивного решения, сократив трудоемкость и стоимость. Однако здесь разница в затратах нс столь разительна, чем
260
Рис. 12.27. Технике-экономические показатели перекрытий в новом строительстве:
i пол; 2 — основание пола; 3 упругая прокладкз; 4 не
сущая конструкция. 5 настил из досок; б — лага; 7 - песок;
8 - воздушная прослойка; 9 подвесной потолок
Стоимость , % 100 85 109 105
Высота > мм 180 290 300 220
Масса, % 100 99 91 8Ь
Масса, нг[м2 350 330 320 300
Лолы Линолеум Паркет Линолеум Линолеум
Несущая конструкция Сплошная жел. бет. панель Жел. бет. панель с круглыми пустотами - Жел. бет. панель с овальными пустотами Легкобетонная плита
/ 2 3 6 ! / 7 12 8
Характеристика пе- .111 Ц.
рекрытия и техника- in
экономические по-
казатели \ \
4 9 9 \ 9
в новом строительстве. Трудоемкость перекрытий из крупных деталей всего в 2,5 раза меньше, а.>в новом строительстве нет меньше чем в 5 раз. “В зданиях старой постройки, где высоты
।
и,-
и
Лестницы по назначению делят на основные, запасные и пожарные.
этажей значительно превышают современные, толщина перекрытий не имеет того значения, как в новом доме. По этому показателю конструкции, предназначенные для ремонта, не сравнивают.
ГЛАВА 13. ЛЕСТНИЦЫ, ГАЛЕРЕИ И БАЛКОНЫ
Их обычно размещают в габаритах дома, ограждая несгораемыми кон-
Масса перекрытий, даже из крупных плит, достаточна для звукоизоляции, если применить многослойные решения, аналогичные решениям в новом строительстве.
струкциямн, но иногда лестничную клетку выносят за его пределы. Та-
261
Рнс. 12.28. Техники-экономические показатели несущих конструкций перекрытий для капи-
тального ремонта (* — трудоемкость вычислена с учетом штукатурки потолков)
Наименование Настил с овальными пустотами и ребрами Настил с заполнением змеистым детоном Из тавровых валон - нас типов Из составных валок и ребристых плит Деревянное по деревянным балкам и накату из пластин
Стоимость f % 100 ио 205 172 125
Трудоемкость, °J ЮО ЮО 255* 295* 260*
Расход стали,ке/Д 6,9 9,2 17,6 V 0,6
Расход бетона,*?/* 0,1 0,12 0,17 0,15 —
Схемы •
Т——-Л~Т——'
кое решение используют преимущественно в общественных зданиях. Пожарные лестницы часто делают открытыми, навешивая их на стены фасадов.
В районах с теплым климатом основные лестницы тоже делают открытыми, приставными к зданию. Обычно их объединяют с галереями, которые являются внеквар-тирнымп коммуникациями жилого дома. Галереи решают в виде балконов,
опоясывающих один из фасадов, чаще дворовый. Как и балконы, галереи прикрепляют к стенам.
13.1. Конструктивные решения
Лестницы, галереи и балконы делают из тех же материалов, что и перекрытия. В старой застройке использовали дерево, металл и камень. Однако дерево как легко воспламеняющийся и подверженный гниению материал можно употреблять только в застройке невысокой степени капитальности. но в старых домах еще и сейчас можно встретить
деревянные лестницы и балконы.
Для описываемых частей старых здании изредка использовали чугунное литье. Площадки, сгонки, ограждения и ступени, отлитые из этого материала, долговечны и декоративны: чугун легко поддается формованию, и детали можно. богато орнаментировать.
Наряду с чугуном применяли н прокатную сталь. Из нее делали балочные клетки, а ступени и плиты площадок тесали из камня: известняка, мрамора или гранита. Позже нх стали отливать нз железобетона.
В современных зданиях индивидуального строительства
262
Рис. 13.1. Детали лестниц: а—в — детали малой массы стугенн (а — нижняя фризовая; б — рядовая; в — верхняя фризовая); г — накладная проступь— 'Рубашка>; «? — летал» средней массы (d площадочная балка; фрагмент косоура); ж— и -- детали большой массы (ж — панель лестничной площадки; з — то же, марша по косоурам; и — то же, по тетивам); к марш на одном косоуре; л, м — поручни (л — деревянный; м, — из пластмассы); / — гнезда для косоуров: 2 — опорная пята; 3 -- балка-опора маршей; 4 — стальная полоса; 5 — стойка ограждения
также используют прокатную сталь и железобетонные детали малой массы, а в сборном типовом домостроении - большой массы — цельные марши, площадки, стойки и панели для балконов и галерей. Применяют и детали средней массы — до 500 кг. Образцы деталей лестниц показаны на рис. 13.1.
Сборные детали для капитального ремонта в основе своей повторяют решения, принятые в новом строительстве, но их приспосабливают к установке в габаритах старых зданий с разными высотами этажей и шириной лестничных клеток. Так; марши и площадки лестниц выпускают с расчетом монтажа в домах с высотой этажа от 2.85 до 3.9 м и шириной лестницы 2,2...3 м. Эти детали имеют градацию по высоте 0,15 м. а по длине и ширине 0.2 м.
По причине большого разнообразия габаритов лестничных клеток при ремонте значительно чаще, .чем в новом строительстве. употребляют конструкции нз прокатной стали, которые легко изготовлять по индивидуальному заказу.
Стойки ограждений и перила делают из стали. Для поручней употребляют дерево твердых пород и пластические массы. Сейчас наибольшее распространенно получили поручни нз поливинилхлорида, одеваемые на планку из стальной полосы (рнс. 13.1, ж).
Конструкции лестниц, которые состоят из маршей, этажных и промежуточных площадок, обладают следующими особенностями. Марши имеют одну или две балки, являющиеся опорой для ступеней. Эти балки называют косоурами, если ступени укладывают на них по верху, и тетивами, когда ступени врезают сбоку. Обе конструкции показаны на рис. 13.1; з, и. Этажные и промежуточные площадки состоят из плит, опирающихся нз горизонтальные балки. Одна из этих балок является опорой для косоуров или тетив маршей.
Лестницы собирают из деталей большой и малой массы. К первой группе относят конструкции панельного типа, например марши или площадки, представляющие собой единую деталь. Панель площадки монтируют, опирая на закладные детали, выпущенные из стен или в гнезда, оставляемые в них. На площадки опирают панели маршей. Подобная конструкция показана на рис. 13.2, а.
Характерной конструкцией из легких деталей являются лестницы по стальной балочной клетке. Их собирают из отдельных ступеней и мелких плит, укладывае-
263
мых на стальные балки и косоуры (рис. 13.2, б). Для повышения огнестойкости эти металлические конструкции оштукатуривают по стальной сетке. Такне лестницы металлоемки и в качестве альтернативы для балочной клетки используют железобетонные детали, показанные на рис. 13.1, д, е.
Пожарные приставные лестницы делают стальными. Нижние опорные
консоли изготовляют из двутавровых или швеллерных балок и уголков, а марши — из полосы и прутков (рис. 13.3).
Балконы и галереи выполняют, применяя три конструктивные системы: кон сольно-балочную, консольную и стоечную. Консольно-балочная широко распространена в старой застройке. Она состоит из консольных балок-кронштейнов, жестко заделываемых в сте-
Рис. 13.2. Конструкции десниц;
/ панель площадки; 2 — уровень пола площадки; 3 — панель марша; 4 керамическая плитка на цементном; основании; 5 сборные железобетонные плоты; 6 уголок па сварке; 7 стальная сетка по проволочному каркасу; 8 - штукатурный слой
Рис. 13.3. Пожарная лестница: а. о — опорная часть; б — оголовок; / тегива из уголка илн полосы; 2 ступени из круглой стали; 3 опорный кронштейн; 4 — подкос, прикрепленный к кровле; 5 -- упоры через 3000 мм ны, и плит, опертых на эти кронштейны (рис. 13.4, а).
Консольные системы встречаются реже. В старых домах они представляют собой каменную плиту, заделанную в стену одной стороной по всей длине. В зданиях постройки середины XX в. в этой системе применяли сборные железобетонные плиты, армированные поперечными рабочими стержнями (рис. 13.4, б).
Стоечная система отличается от предыдущих тем, что плиты балконов и галерей опирают ие только на стены, но и на стойки, отнесенные от нее на расстояние^ равное ширине плит (рис. 13.4, в). Такое решение позволяет не-
264
Рис. 13.4. Конструктннные системы балконов и галерей: а - консольно-балочная; б консольная; в. г — стоечная (г - лоджия): / - поручень ограждения; 2 плита на днч.ч
опорах; 3 консольная балка; 4 — защемленные балки нли плиты; 5 — заделка ограждения в стене;
6 - консольная плита: 7
плита, опертая в четырех точках: Л счойк». 9 1н>1к-|н*ч11Ы<-
стсны лоджии
жестко заделывать плиты в стене и армировать их продольно. Разновидностью конструкции являются так называемые лоджии, в которых плиты опирают на короткие поперечные стены, заменяющие систему столбов. В этом случае применяют! типовые панели перекрытий с круглыми пустотами (рис. 13.4, г).
13.2. Техническая эксплуатация, усиление и замена конструкций
Техническая эксплуатация лестниц заключается в обеспечении свободных доступов на чердак и в подвал, к пожарному инвентарю и электрощитовым, в предупреждении появления таких дефектов, как разрушение отделки стен и полов площадок, потеря
прочности несущими конструкциями. Лестничные клетки осматривают начиная с входов в здание, проверяют надежность закрывания дверей тамбуров.
Техническое состояние элементов лестницы устанавливают внешним осмотром. При этом контролируют крепление ограждений и поручней, степень истирания ступеней, обнаруживают по
265
явление трещин и провесов. потерю жесткости косоуров и балок площадок, а также прочности вследствие коррозии или плохой заделки в стенах.
В зданиях дореволюционной постройки наиболее серьезным дефектом является’ несоответствие лестниц современным комфортным и противопожарным требованиям. К их числу относят наличие забежных ступеней, недопустимо большие уклоны и длина маршей. Количество ступеней в них п часто не отвечает условию 3< <п<18. Кроме того, многие лестницы, особенно черные, имеют недостаточную ширину и построены без соблюдения правил, изложенных в $ 2.5.
Техническое состояние балконов и галерей проверяют осмотрами. Прежде всего выявляют наличие трещин в местах примыкания к стенам и прочность крепления ограждений. Потом устанавливают степень физического износа несущих конструкций. Их дефекты являются следствием атмосферных осадков и многократного замораживания, а иногда и перегрузки. В результате повреждения сливов, отсутствия капельников, недостаточной гидроизоляционной защиты или несвоевременной окраски поверхнос
тей разрушается защитный слой железобетонной плиты и корродируют металлические детали. Плиты из естественного камня истираются, иногда в них появляются трещины.
Лестницы ремонтируют, максимально используя существующие конструкции. При хорошем состоянии косоуров и балок дефектные ступени восстанавливают, заделывая выбоины и сколы цементным раствором с добавлением мраморной крошки. На сильно изношенные ступени одевают так называемые декоративные рубашки, показанные на рис. 13.1, г. Это решение допустимо, если несущие конструкции способны нести дополнительные нагрузки.
При значительных повреждениях большей части ступеней, сквозных трещинах, расколах и т. д. марши перекладывают. Их собирают, монтируя сборные Железобетонные детали, изображенные на рис. 13.1, а...в. В результате создают -конструкции типа показанной на рис. 13.2, б.
Стальные косоуры и балки, не обладающие достаточной жесткостью, усиливают различными методами. Чаще всего их оштукатуривают по стальной сетке, но прибегают и к решениям, показанным на рис. 12.21, а, б.
Заменяют конструкции лестниц при комплексном капитальном ремонте и реконструкции. Тогда стремятся употребить крупные детали, монтаж которых не требует больших затрат труда. Из деталей большой массы (до 1500 кг) собирают лестницы, когда есть возможность установить на стройплощадке башенный кран. Конструктивно такие лестницы решают по схеме, показанной на рис. 13.5, а. Применяют марши со ступенями по тетивам и площадки с доборными элементами — мелкими плитами для перекрытия некратных мест.
Лестницы из деталей средней массы собирают по схеме б. Ее отличительная черта заключается в том, что балки и косоуры отделены от плит и ступеней. За счет этого кардинально снижена масса. Она не превышает 500 кг у самой тяжелой детали — площадочной балки.
Конструкции из деталей с малой массой представляют собой косоуры и балки составного сечения. Так, косоуры соединяют из двух плоских балок, стягивая .их болтами. Между ними устанавливают стойки ограждения, а зазор расчеканивают цементным раствором. За счет мелкой разрезки масса элементов не превышает 150 кг, поэтому их мон-
266
Рис. 13.5. Конструкции лестниц для ремонта:
а нз панелей большой массы; б. о — из деталей средней массы, г то же. легких: I - панель плошадкн; 2 — то же. марша: 3 - доборная плита; 4 — пристенная балка площадки; 5 — плита, подбираемая по размеру пролета; 6 — подкосо)рнан балка; 7 — складчатая скорлупа ступеней; 8 - косоур; 9 — ступени; 10 — составная подкосоурная балка; II — стяжные болты; 12 -- тонкостенные ступени: 13 — опорные уголки; 14 сборный косоур; 15 - стойка ограждения марша
тируют легкими кранами. По косоурам можно укладывать два вида ступеней: массивные, полнотелые и коробчатые, показанные на рис. 13.5, г.
Галереи и балконы ремонтируют следующим образом. Истертые консольные плиты из естественного камня усиливают слоем железобетона толщиной не менее 0,05 м, уложенного сверху. Создают конструкцию, подобную показанной на рис. 12.19,6. Под плиты, имеющие трещины у заделки, подводят консольные балки, разгружающие плиту и воспринимающие нагрузки от нее. После этого трещины зачеканивают раствором. Такой метод применяют, когда трещины идут параллельно стене. Если же они косые, то меняют целиком балкон или участок галереи.
Железобетонные плиты усиливают, подобно каменным, слоем железо-
бетона, но не консольными балками, поскольку в этих плитах рабочая арматура установлена поперечно и они не могут работать как балка на двух опорах. Плиты с разрушенным нижним слоем бетона восстанавливают путем торкретирования. Предварительно проверяют, насколько разрушена коррозией оголенная арматура.
Консольные балки балкона усиливают, наваривая накладки. Еще один метод усиления заключается в изменении конструктивной схемы балок. Если меняют бал
конные плиты, концы балок подвешивают, как показано на рис. 13.6 а, и за счет этого консодь-ную конструкцию превращают в двухопорную. Когда плиты не меняют, консоли укрепляют подкосами (см. рис. 13.6,6).
К смене несущих элементов балконов и галерей прибегают в тех случаях, когда конструкции настолько разрушены, что отремонтировать их невозможно. При смене наиболее сложно обеспечить защемление опоры консоли в стене. В новом строительстве, когда балконы монтиру-
267
Рис. 13.6. Усиление и устройство балконов и галерей: а, б — усиление консоли подвеской н подкосом;« -- конструкции балкона на легких железобетон-
ных элементов; / - распределительная подкладка; 2 — болт: 3 — подвеска;4 — уровень поручня ограждения; 5 натяжная муфта-форкоиф; 6 -- сварные
швы; 7 — подкос нз двутавра; 8 — балки существующего перекрытия; 9 — распределительная балка
ют одновременно с кладкой, такое защемление не представляет сложности, но в старом здании оно усложняется из-за ряда причин.
Во-первых, нужно обеспечить устойчивость стены на период выполнения работ, поэтому нельзя ослаблять простенки большими гнездами и бороздами. Во-вторых, замену и устройство балконов ведут с наружных лесов, что усложняет монтаж крупных деталей. В-третьих, в наружной грани кладки под опорой возникают значительные напряжения, для погашения которых необходимо сокращать шаг опор или вводить распределительные подушки.
В этих условиях наиболее рациональными являются стальные элементы или детали с малой массой. Их удобно завести сквозь конструк
ции лесов, проще установить вручную или с применением простых подъемных механизмов малой грузоподъемности. Сборные балконы обычно решают в виде самостоятельных консолей, иногда составляемых из двух элементов. Консоли заделывают в стены и по ним укладывают легкие плиты. Эффективной является конструкция, показанная на рис. 13.6.В, которую собирают из консолей двух типов, рассчитанных на вылет 0,8 и 1,2 м. По консолям укладывают две или три плиты шириной 0,4 м. Их выпускают длиной 2,1 и 3,3 м. Элементы балкона — консоли и плиты — сваривают между собой с помощью закладных деталей.
Консоли таврового сечения имеют переменную высоту, что обеспечивает более эффективную работу материала в любом
сечении. Заделку осуществляют с помощью короткой балки, зажимающей консоль у внутренней грани стены. Для предохранения кладки от смятия у наружной грани устанавливают подкладку. Ограждение крепят к закладным деталям плит. Их заводят в гнезда, пробиваемые в стене, и заделывают бетонными пробками.
Приставные многоэтажные галереи возводят из набора деталей большой массы (рис. 13.7). Основной несущей конструкцией являются П-образные рамы высотой в один этаж. Их последовательно устанавливают одна другую, наращивая галерею до необходимой вы1 соты. По горизонтальным элементам рам ук* ладывают сборные м(ДО гопустотные плиты перё3 крытия, а стеновые панели, если они нужны,-
268
a — многоэтажная из деталей 2 стойка рамы; 3 уголок-большой массы; 6 одноэтаж- опора панелей стен; 4 -- бетон мая нз детален средней массы; омоноличнванпя стыков
навешивают на столбы. Для этого в последних предусмотрены специальные опорные конструкции.
^Приставные конструкция галерей из деталей средней массы использу-юя\| в южных районах страны, но они могут быть применены и в северных как конструкция приставных балконов. Особенностью конструкции, показанной на рис. 13.7, б, являются
колонны, в верхней части которых имеется консольная опора. На нее монтируют прогоны и по ним укладывают плоские плиты толщиной 0,02 м. Противоположную опору плиты заводят в штрабу или укладывают на пристенную балочку, укрепляемую к стене на коротких консолях. Ограждение галереи крепят стойками к выпускным деталям колонн.
13.3. Технико-экономические сведения
Стоимость лестниц составляет не более 1,5% от сметной стоимости строительства здания. Невелики и затраты на ремонт лестниц. В среднем они составляют всего 2% от затрат на капитальный ремонт дома. Именно поэтому в эскизном проектировании и первичном сравнении вариантов модернизации
269
планировки по техникоэкономическим показателям затраты на реконструкцию черных лестниц и устройство новых не учитывают. Однако в последующем, на более высоком уровне проектирования, эти затраты включают в удельную
стоимость капитального ремонта или реконструкции.
В зданиях высотой 5 и более этажей имеет место другое положение. В таких зданиях вместе с лестницами монтируют лифты и мусоропроводы. Их стоимость значитель
на, поэтому здесь по возможности сокращают количество лестничнолифтовых узлов и при модернизации, например, стремятся увеличить расчетную численность жильцов, пользующихся каждой из лестниц.
ГЛАВА 14. ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЙ
Существует • два вида покрытий: раздельные и совмещенные. Первое возводят над чердаками и вентиляционными прослойками. Оно представляет собой крышу, верхний слой которой — это кровля, включающая основание, а нижний — несущая конструкция.
В отличие от раздельного совмещенные объединяют кровлю и верхнее перекрытие сооружения. Низ такого покрытия является потолком, а верх — кровлей, несущая конструкция у них общая.
14.1. Несущие конструкции покрытий
Материалом для несущих конструкций покрытий может служить дерево, сталь и железобетон. т. е. материалы и детали, аналогичные употребляемым при устройстве перекрытий. Предпочтение отдают сборным конструкциям.
Деревянные несущие конструкции делают нз круглого леса, брусков и досок, железобетонные — из сборных деталей двух видов: панелей, укладываемых по скату. — деталей крупной массы н более лег
ких — стоек, балок-строп нл и плит средней массы.
Теплоизоляционные материалы применяют в совмещенных кровельных покрытиях. Кровли делают по жесткому основанию. Теплоизоляционный слон поэтому укладывают из достаточно твердых ячеистых, газо*. керамзнто- н пенобетонов или собирают из блоков, в том числе пеностеклянных. В зданиях невысокой степени капитальности используют фибролит и другие плитные материалы на органической основе.
Конструкции раздельных и совмещенных покрытий существенно различны не только тем, что в последних имеется слой утеплителя, но своими несущими элементами.
Раздельные покрытия делают чердачными или бесчердачными. Отличие последних состоит в том, что между крышей и перекрытием имеется узкое пространство, оставляемое для вентиляции.
Чердачные крыши бывают скатными и плоскими. Наиболее разнообразна первая группа, поскольку крыши делают одно-, двух-, трех- и четырехскатными, вальмо-
выми, полувальмовыми, многоскатными и мансардными. Схемы этих крыш показаны на рис. 14.1. Там же определены их детали — скаты и вальмы, слуховые окна и карнизы, коньки и ребра, желоба и воронки труб, ендовы-разжелобки и щипцы — торцовые стены чердака при двускатных и полувальмовых покрытиях. Слуховые окна делают ие только для освещения и выхода наружу, но и как вентиляционные отверстия, через которые проветривают чердаки.
Уклоны скатов зависят от архитектурного решения здания, но минимальные обусловлены материалом кровельного слоя (табл. 14.1). Кровли делают с организованным и неорганизованным водостоком. В первом случае воду собирают у карнизов в настенные желоба и по ним направляют в водосточные трубы. Кровли с неорганизованным водостоком настенных же-
270
< 16
14.1. Форма чердачных
Рис. крыш с неорганизованным и организованным (в) водостоком:
а.'— односкатная; б — двускатная; в — трехскагная; г — Бельмовая; д — полувальмовая; е •-шатровая; ж — многоскаткая;
з — мансардная; / скат; 2 — водосточная труба с воронкой;
3 — настенные желоба; 4 — слуховые окна; 5 карнизный свес;
6 — щипец; 7 — вальма; 8 — конек; 9 — гребень; 10 — полувальма; II ~ разжелобок (ендова )
271
Таблица 14.1. Минимальные уклоны скатов крыш
Наименонаинг кровельных покрытии Наименьшие уклоны скатов
градусы отношение * подъема к заложению
Стальные листы с одинарным фальцем 30 1/3.5
То же. дпойным 16 1/5
Асбестоцементные полн истые листы 27 1/4
То же, плитки плоские 45 1/2
Черепица 45 1/2
Рулонные материалы п два слоя 16 1/7
То же. в три слоя 8 1/14
То же, плоские в пять слоев 1/100
Неармированные из битумно-латексной 16 U7
эмульсин или перхлорвиниловой мастики То же. армированные 1/100
лобов и труб не имеют, вода со скатов стекает по всему обрезу карнизов.
Плоские чердачные крыши делают по образцу бесчердачных (см. ниже), а холодные чердаки называют техническим этажом. Конструкцию применяют редко, поскольку в климатических зонах с устойчивой отрицательной температурой зимой более рационально такой этаж утеплить, воспользовавшись совмещенным покрытием.
Конструкции чердачных крыш называют стропильными системами. Различают два вида таких систем: наслонные и висячие.
Наиболее старинная конструкция — это наслонные стропила. Они представляют собой
раскосную систему, состоящую из стропильных ног, подкосов и промежуточных опор — стоек (рис. 14.2, а—а). В крайних опорах таких систем возникают не только вертикальные нагрузки, но и горизонтальные — распор. Эти нагрузки воспринимают стены, по верхнему обрезу которых укладывают мауэрлат.
Деревянные стропильные системы собирают на врубках — узлах соединения. На рис. 14.2 изображены эти узлы, получившие распространение еще в застройке XVIII — XIX вв., но применяемые и сейчас. Железобетонные системы монтируют, укладывая на две опоры панели скатов (рис. 14.3, а) или собирая стропила из отдельных деталей — стропильных ног и стоек (схема б).
Висячие стропильные
системы — это фермы с затяжкой, воспринимающей распор. Их употребляют в зданиях, не имеющих внутренних стен, .на которые можно опереть стойки наслонных стропил. Схемы и детали этих систем показаны на рис. 14.2, л — ц. Постепенно круглый лес стали заменять пиленым, собирая фермы из брусков и досок. Сейчас применяют и клееные конструкции. С появлением прокатного металла фермы стали делать стальными, а позже, в пятидесятых годах нашего века, и железобетонными.
Бесчердачные крыши — это плоские конструкции с пологими скатами. Их поверхность иногда используют как прогулочные площадки. Уклоны поэтому принимают минимальными, ио не менее \%. Водостоки делают наружными и внутренними. Наружный водосток делают неорганизованным.
Воздушное пространство под такими крышами делают высотой до 1,2 м. Иногда в самом низком месте оставляют только щели для воздуха. Такие подкрышные пространства недоступны для обслуживающего персонала, но в более высоких, полупроходных, можно пройти к обслуживаемым системам. Для проветривания дела-
Рис. 14.2. Наслонные (а—к)
и висячие (л—с) деревянные строчила и нх узлы:
/ мауэрлат; 2 стропильная нога: .? стальное крепление: 4 — гидроизоляция; 5 прогон; 6 затяжка: 7 - стальные
скобы; Л стойка; 9 болт; 10 — стык виолдерена; II — накладки; 12 - балка чердачного перекрытия
273
Рис. 14.2. Продолжение
274
Рнс. 14.3. Железобетонные конструкции покрытий: а, б наслонные с чердачной крышей (а — нз панелей; б -нз косоуров н балок, но с деревянной обрешеткой), в, г — бесчердачные (« - раздельное; г —-
совмещенное); / — карннзно-мауэрлагная плита; 2 панель; 3 прогон; 4 стойка; 5 косоуры; б. 7 — дощатый настил к бруски обрешетки; 8 — чердачное перекрытие; 9 панель на столбиках; 10 — уклоны нз
цементного раствора; // — гидроизоляционный ковер; 12 карнизный камень; 13 — водосточная норонка; 14 продухи;
/5 совмещенное покрытие
Рис. 14.4. Конструкции совмещенных покрытий:
а - с утеплителем из жестких плит; б — то же. нз легкого бетона; 1 железобетонные плиты; 2 — защитный слон из грания: 3 - рулонный ковер: 4 — цементная стяжка — основание ковра; 5 — продухи; б — паронзоля-цпя; 7 — утеплитель; 8 - несущая конструкция
275
ют продухи — отверстия в наружных стенах.
Несущие конструкции бесчердачных крыш выполняют по типу междуэтажных перекрытий балочной и панельной системы. Утеплитель на них не укладывают. Наиболее часто применяют железобетонные панели, с одной стороны опираемые на наружные стены, а с другой — на столбики, выложенные на перекрытии из кирпича.
Совмещенные покрытия делают над теплыми техническими этажами и непосредственно над помещениями основной функции. Отличительной чертой таких покрытий является слой жесткого утеплителя с небольшой плотностью, препятствующий утечке теплоты через конструкцию. С точки зрения тепловлажностного режима этот утеплитель находится в неблагоприятных условиях, поскольку его укладывают на пароизоляционный слой, а сверху прикрывают кровлей. Вследствие этого конструкция становится непаропроницаемой и поэтому возможно увлажнение покрытия под кровельным слоем. Влага может попадать и из-за нарушения герметичности покрытия. Для ее удаления в покрытии оставляют вентиляционные каналы сообщаемые с наружны-
ми вытяжками
(рис. 14.4).
В последнее время получила распространение конструкция совмещенных покрытий, где теплоизоляционные плиты уложены не под водоизоляцию, а на нее и без приклейки. Для предохранения от сдвига эти плиты прижимают слоем гравия толщиной 0,03...0,04 м.
Плиты изготовляют из материалов, не поглощающих влагу, обработанных водоотталкивающими составами и поэтому не гигроскопичных и морозостойких. Осадки, попадающие на конструкцию, стекают не только по гидроизоляции, а и по поверхности слоя утеплителя, но это ему не вредит, а расположение сверху кровли предохраняет покрытие от перегрева. Отпадает необходимость устройства пароизоляции.
Совмещенные покрытия выполняют с наружным и внутренним водостоком. Их несущие конструкции над помещениями с небольшими пролетами повторяют конструкции перекрытий: пролеты перекрывают ригелями, плитами и панелями.
14.2. Большепролетные покрытия
В системах, перекрывающих большие пролеты, используют клееную древесину, стальной прокат, монолитный и сбор
ный железобетон. Сборные элементы — детали ферм, рам ' и опорных поясов — перед монтажом укрупняют. Большие пролеты зальных помещений общественных зданий перекрывают плоскими, пространственными н вантовыми конструкциями.
Плоские конструкции бывают решетчатыми и сплошными. Балки, фермы, рамы и арки — наиболее традиционны и поэтому широко распространены в строительстве. Железобетонные балки эффективны для залов шириной до 24 м. Применяют балки таврового и П-образного сечения. Большие пролеты (60 м) перекрывают фермами из дерева, стали и железобетона (рис. 14.5). При аналогичных пролетах применяют и рамы из тех же материалов, бес-шарнир ные и шарнирные.
Бесшарнирные рамы' с жесткой заделкой в фундаментах (схема в) очень чувствительны й неравномерным осадкам, поэтому их применяют, если грунты основания прочны и главное 'однородны. Шарнирные2 рамы не так подвержены деформациям при неравномерных осадках. 'Выполненные по схемё,ие, они экономичны, 'поскольку консоли с затяжками разгружают средний пролет. 11
Арки являются эффёК1-'. тивной конструкцией дНяГ перекрытия больших пролетов, поскольку их
276
Рнс. 14.5. Плоские большепролетные конструкции покрытий: в, С — фермы (а — раскосная; б — сплошная); в—е рамы (л — бесшарнирпяя; z • одно-шарнирная с шарниром в середине пролета; d — двухшарнирная с шарнирами в опорах; с трех-шарнирная); ж—и — арки (ж — с затяжной; з - с восприятием распора рамами; и — то же. наклонными стойками); t — ригель; 2 — стойка; 3 — наружное ограждение — оттяжка; 4 — затяжка; 5 — рама; б — фонарь
очертания можно приблизить к кривой давления и за счет этого добиться оптимального использования материала. Недостаток арок — это распор, возникающий в опорах. Его воспринимают специальными конструкциями — затяжками, рамами, контрфорсами или наклонными стойками. Распор можно уменьшить, увеличив стрелу подъема арки, но при этом возрастает строительный объем здания и, следовательно, приведенные затраты.
Пространствен ную жесткость зданий с плоскими несущими конструкциями обеспечивают, создавая горизонтальные и вертикальные диафрагмы. В качестве первой используют плиты и балки покрытия, жестко, закрепленные на опорах.. Вертикальными служат продольные связи или фермы, устанавливаемые между поперечны-м<и конструкциями. Обычно связи размещают с шагом 30...50 м,
но обязательно в крайних пролетах.
Пространственными конструкциями являются различные перекрестные покрытия, купола и оболочки.
Перекрестные конструкции бывают разными. Наиболее просто сетчатое плоское покрытие, собираемое из пересекающихся железобетонных, но чаще металлических ферм (рис. 14.6, а). Эти пространственные фермы работают в двух направлениях, поэтому их строительная высота может быть меньше, что экономически выгодно. Перекрестными конструкциями перекрывают пролеты до 100 м
в помещениях по пропорциям, близким-к квадрату. Для разгрузки пролетов прибегают к схемам с консолями.
Перекрестные конструкции, как и системы с плоскими фермами и рамами, делают открытыми внутрь помещений, но часто прибегают к подвесным потолкам. Их укрепляют к низу ферм.
Купол является наиболее древней конструкцией. Его применяли, поскольку можно подобрать такие очертания, при которых в элементах свода не возникают растягивающие усилия, что очень важно для камня как строительного материала. Распор от купола на-
277
складки (в складки прямолинейные и цилиндрические; г складки двоякой крияиэны ненарушенные: д - то же. вогнутые)
Рис. 14.6. Пространственные конструкции: а перекрестные фермы: б купольная: в—д оболочки
11II11IIП1Н IHliri НИ !' пцл вал (jiiuihihiii =
учились воспринимать, употребляя те же решения, что в опорах арок.
Сейчас большие пролеты перекрывают тонкостенными железобетон
ными куполами и сводчатыми перекрестными конструкциями. Одна из них показана на рис. 14,6 6. Ее особенность заключается в применении едино
го элемента — шестигранного диска, кровельным слоем которого - является металлическая диафрагма двоякой кривизны. Легкий утепли-
278
Рнс. 14.6. Продолжение
IHIГ ИИ
ппш
тель с отделанным потолочным слоем приклеен к ней снизу специальными клеями.
Сетчатые пространственные системы собирают и из сборных железобетонных или стальных треугольников. С их помощью создают как сводчатые. так и слабо выгнутые, почти плоские покрытия типа перекрестных.
Оболочками называют тонкостенные конструкции — складки. Каждая волна складки является отдельной деталью, из которой собирают пространственную систему. По своей форме складки могут быть прямолинейными (гребенчатыми), цилиндрическими и двоякой кривизны.
. Гребенчатые складки — самые простые покрытия, ими можно перекрывать пролеты до 50 м. Цилиндрические складки экономичней, особенно когда их продольная ось вогнута или выпукла. Такими складками перекрывают в два раза большие пролеты, чем прямолиней
ными. Складки двоякой кривизны, ненарушенные, наиболее экономичны по расходу материала.
Различают три вида статических схем складчатых конструкций: балочную, арочную и рамную. В балочной складки опирают на торцовые балки-диафрагмы или стены, передающие давление на стойки. В арочных и рамных системах в торцах складок ставят арки или рамы. Как всякие распорные системы, они легче балочных, но сложнее в монтаже.
Висячие покрытия относят к пространственным. Такими называют конструкции, основные элементы которых работают на растяжение и передают нагрузки от покрытия на анкеры. Эти элементы обычно имеют криволинейные очертания и представляют собой гибкие или жесткие нити, мембраны или висячие фермы.
Родоначальником висячих систем является выдающийся русский инженер В. Г. Шухов. По
его проекту еще в 1896 г. был построен выставочный павильон с шатровым покрытием пролетом около 50 м. По конструктивным особенностям различают следующие группы висячих покрытий.
Однопоясные покрытия получили наибольшее распространение как висячие конструкции. Они технологичны в изготовлении, просты в монтаже. Ими можно перекрывать пролеты до 100 м и придавать сооружению самую различную форму, что обеспечивает свободу архитектурного поиска.
Однопоясные покрытия, жесткость которых обеспечивают за счет массы и монолитности настила, состоят из системы радиальных или перекрещивающихся растяжек, передающих горизонтальные усилия на жесткие рамы, рамы-стойки или балки-затяжки замкнутого контура (рис. 14.7). Жесткость покрытия обеспечивают навеской плит или пригрузкой балластом. Под действием нагрузки нити-растяжки.
279
Рис. 14.7. Висячие покрытия однолоясные, стабилизации которых достигают за счет массы и омоноличнвания настила (а— г); однопоясные, в которых использованы жесткие нити или фермы (д—е), однопоясные, напрягаемые поперечными балками или фермами (ж—з); двупоясные (и—к):
а, д. ж — с упором на незамкнутые балки; б, в - то же. на замкнутое наружное кольцо; г -шатровое со средней опорой; е — то же, со смешенной стойкой н растянутыми балками; э эллиптическое с фермами, которые являются не только стабилизирующими элементами, но распорами наружного кольца: / прямые опорные балки; 2 — плиты; 3 -уклон кровли: 4 — нити подвески;
5 — наружное опорное кольцо; 6 — то же. внутреннее; 7 — подвесной потолок; 8 — внутренняя опора: 9 — жесткие нити; 10 — стабилизирующие распорные фермы; П — трубчатые распорки; 12 - двупоясная система нитей; 13 — то же. с пересекающимися поясами; 14 ~
кольцевые фермы; 15 — опорные колонны-складки
напрягаясь, растягиваются. В это время между плитами омоноличивают швы, стыки заваривают. За счет упругих деформаций нитей происходит обжатие плит и конструкция начинает работать как монолитная оболочка.
В цилиндрических покрытиях, выполняемых по схеме а, создают небольшую кривизну покрова в направлении, перпенди
кулярном осям нитей. Уклон назначают 1...3%. Это необходимо для отвода дождевых вод. С параболических систем в форме перевернутого купола (схемы бив) воду, которая поступает к центру покрытия, отводят внутренним водостоком. Стояки устраивают по периметру зала, а горизонтальные разводящие трубопроводы прячут в подвесном потолке. Наи
более прост отвод воды с шатровых покрытий, подобных приведенному на схеме г.
Жесткость однопоясных систем обеспечивают за счет применения ннкей из прокатного металла или ферм. Их располагают параллельно или радиально. Известны (примеры сетчатого покрытия.
Конструкции с жесткими нитями применяют
2во
1ри относительно неболь-иих пролетах, поскольку ? их: увеличением резко возрастает масса ферм 1ли .балок, усложняется иодде^к. Однако такие конструкции могут быть »ффективными и для больших пролетов. Так, покрытие Олимпийского ста
диона на проспекте Мира в Москве имеет пролет 224 м. Здесь вместо плит использованы мембраны из полос пятимиллиметровой стали, приваренные к верхней полке ферм и сваренные между собой продольными швами. Это позволило значительно об
легчить конструкцию ферм.
Однопоясные покрытия, напрягаемые поперечными конструкциями, являются третьим видом описываемых систем. Деформа-тивной стабильности покрытий под нагрузкой достигают установкой меж-
281
1—205
ду нитями балок или ферм. Благодаря этим поперечным элементам покрытие приобретает пространственную жесткость.
В двупоясных покрытиях применяют два вог
нутых пояса, соединенных напряженными нитями. Они заставляют эти пояса работать совместно и за счет небольшого предварительного напряжения двупоясные системы оказываются эконо-
Рис. 14.8. Седловидные покрытия (гипары):
а с опорой на две наклонные арки: б то же. с дополнительными средними несущими конструкциями: н с прогонами в виде напряженных элементов; / -опорные арки; 2 седловидная оболочка; 3 опорные конструкции арок; 4 — дополнительные несущие элементы; 5 распорные прогоны: 6 оттяжки-анкеры
мичнее однопоясной, во время эксплуатации имеют меньшие упругие деформации.
Наибольшее распространение получили циркульные в плане конструкции. В них нити по периметру крепят к внешнему кольну, а в центре — к внутреннему. В зависимости от высоты центрального кольца систему можно делать вогнутой или выпуклой. Последнее решение позволяет поднять центральную часть покрытия и за счет этого отвести воду к наружным стенам, не прибегая к горизонтальной разводке водостоков, и применить складчатую систему покрытия.
Гипары (гиперболические параболоиды) — это седловидные висячие покрытия, сформированные в решетчатые мембраны двумя видами нитей. Одни из них несущие, а вторые, располагаемые под углом, — напрягающие. По периметру нити заделывают в замкнутый контур, гасящий распор, в виде наклонных или вертикальных арок, кольца или пояса
282
Рис. 14.9. Вантовые покрытия: о седловидное, подвешенное к арке на вантах; б -- коническое, подвешенное на 54 вантах к трем наклонным пилонам; п - двупро-л< 1 нос HaovviK. билочное :к г -- 11(>>«л.м.1Г1«чсскнс cr>.ia.ihil. т«!У.я подвешенные к аркам; о' покрытие, в котором каркас выполнен в виде г.иенчего моста; е консольно вантовое покрытие. I панты, 2 окорнан конструкция пинт (пилоны'; 3 балки покрытия; •} --- два обвязочных кольца: 5 перекрытие по балкам; 6 — элемент жесткости. усиливающий складни в местах крепления вант; 7 складчатая оболочка
сложной формы (рис. 14. 8). Иногда распор передают на подбор краевой трос, который заан-керивают в фундамент оттяжками на стрелах.
По нитям укладывают плиты или диски. Их омоноличивают, предварительно подгружая балластом или натягивая несущие тросы домкратами и концевыми муфтамп-фаркопфами. После этого напрягающие нити получают наибольшее напряжение и стыки плит, перпендикулярные этим нитям, раскрываются. Их заделывают раствором на расширяющемся цементе. В результате конструкцию превращают в жесткую оболочку.
Гипарами перекрывают сооружения, имеющие циркульное очертание плана. Это связано с передачей распора на замкнутый и как можно более жесткий контур.
Вантовые покрытия являются разновидностью висячих. Они состоят из растянутых элементов-
вант, конструкций, работающих на сжатие стоек и изгиб балок, ферм, плит и оболочек. Эти покрытия могут иметь не только пространственную конструктивную схему, но и плоскую, что наглядно иллюстрируют примеры, приведенные на рис. 14.9. В этих конструкциях используют прямолинейные стержни-ванты. Такие конструкции поэтому имеют определенные преимущества перед другими висячими: они жестче, кинематические перемещения их элементов меньше. Не провисающие короткие
ван гы работают как упругие стержни, что весьма экономично.
14.3. Кровли
Кровельные материалы разнообразны. Кровли делают из листовых, штучных, рулонных материалов и мастик.
К листовым материалам относят кронсльную сталь, асбестоцементные волнистые листы и плиты на основе полимеров.
Листовою черную, оцинкованную и легированную сталь применяют очень часто. Такую сталь выпускают массой 4... 4,5 кг/м2. Из нес изготовляют картины покрытий скатов кровель, карнизные сливы, желоба и детали переломов разжелобки, воронки и водосточные трубы.
283
Асбестоцементные листовые материалы для покрытий кровель имеют ряд преимуществ по сравнению с листовой сталью. Они мало теплопроводны, стойки против атмосферных н химических воздействий. Отечественная промышленность выпускает асбестоцементные волнистые листы обыкновенного, усиленного и унифицированного профиля. Листы обыкновенного имеют толщину 5 мм, усиленного — до 10 мм, а унифицированного — 7,5 мм.
Листовые детали на основе полимеров выпускают двух видов: волнистый стеклопластик и гофрированный поливинилхлорид. Они не нуждаются в антикоррозионной защите, обладают высокой прочностью и легки. Основным видом кровельного стеклопластика являются волнистые листы. Б дополнение к ним выпускают фасонные детали, предназначенные для покрытия ребер скатов, коньков, примыканий к стенкам и сливов карнизов.
Штучные материалы — это плоские плитки и черепица. В кровлях применяют плитки толщиной 4...6 мм. Их изготовляют из асбестоцемента, полиэфирного стеклопластика н других синтетических материалов. Наиболее распространены плитки из асбестоцемента, которые выпускают квадратными, шести- и восьмигранными. Как и кровельные листы, плитки делят по назначению на рядовые, краевые, фризовые и коньковые.
Черепицу изготовляют нз керамики, цементно - песчаных растворов и полимеров, на основе синтетических смол. Различают три вида черепицы: плоскую ленточную, пазовую штампованную и ленточную. К обычным деталям выпускают коньковые. Ленточная наиболее удобна. Ее применяют чаще чем штампованную.
Глиняная черепица — тяжелый материал, под который необходимо делать прочное основание. Однако черепица нз синтетических материалов значительно легче керамической и под нее нет необходимости под
водить основание из элементов большого сечения.
Рулонные материалы применяют для устройства многослойных покрытий. Эти материалы делают основными и без-основными. Основные представляют собой сплошной рулонный остов (основу), обработанный гидростойкимн пропитками. Без-основные изготовляют из мастики, частицы которой, застывая, образуют однородную прочную пленку, обладающую гидроизоляционными свойствами.
Рубероид подкладочный, рулонный материал с основой, применяют для ннжинх слоев кровель, а кровельный с защитной посыпкой — для верхних слоев. Особо декоративен рубероид с цветной посыпкой разных цветов. В посыпку вводят слюдяную крошку. За счет этот, го часть солнечной энергии отражается, что понижает температуру нагрева покрытия.
В качестве накрывочного слоя особенно эффективен фольгизол. Его лицевая поверхность нз металлической фольги обладает высокими отражающими способностями. В силу этого температура кровель с фольгоизолом на 15...20° С ниже температуры кровель темного цвета.
Стеклорубероид — материал с основой нз стеклопластика, является значительно более долговечным материалом, чем обычный рубероид на основе нз кровельного картона. Стек-лоруберонд выпускают двух видов: для внутренних слоев гидроизоляционного ковра и для его лицевой поверхности. Лицевой рубероид с одной стороны оклеивают фольгой, стеклотканью или стеклосеткой. Это значительно увеличивает эстетические свойства кровли, которым можно придать любую фактуру и цвет.
Гндроизол - это рубероид с основой нз асбестового картона, материала, не столь поддающегося разрушению, как кровельный картой. Он предназначен для многослойных кровельных ковров, укладываемых на мастику.
Описываемые виды рулонных
материалов делают на нефтебитумном вяжущем, но существуют дегтебитумные и гудрока-мовые рубероиды. .Их используют наряду с нефтебитумиы-ми, но склеивают мастиками на дегте и гудрокаме.
Толь и толь-кожа — это кровельный картон, пропитанный дегтевыми мастиками. Толь отличается от толь-кожи наличием посыпки. Толь с крупнозернистой посыпкой предназначен для верхних слоев кровель, а с мелкозернистой и беспокровный используют в качестве подкладочного материала и пароизо-ляцин, но в зданиях с небольшим сроком службы.
Пергамин — аналогичный материал, но на иефтебнтумиом вяжущем. Его применяют для подкладки под рубероид и в качестве паронзоляинн.
Резннобнтумный изол является безосновиым материалом. Его используют для устройства плоских кровель. Аналогичный материал — полиэтиленовую пленку — употребляют для внутренних слоев многослойных кровельных покрытий. Ее укладывают на мастику.
Мастики применяют самостоятельно как обмазочное покрытие кровли и для приклеивания рулонных материалов. МВстикн подразделяют на холодные и горячие. Принцип действия холодных мастик основан на том, что разбавитель мастики растворяет пропитку рулонного материала и слон структурно связываются между собой, создавая монолит. Горячие мастики используют разогретыми до температуры 15О...18О°С. При нанесении они расплавляют покровные слон гидроизоляционного материала и соединяются с ними, поэтому при остывании образуется прочный покров.
В зависимости от вида вяжущего мастики изготовляют пяти типов: битумные, резинобитумные, дегтевые, гудрокамовые, гудрокам-полимерные й): полимерные. В практике строительства последних лет для устройства кровель применяют и цо-лимерцементную пасту. Ее приготовляют из полнвнннлхлорнд-
284
ной смолы, растворителя и пигмента.
В кровельных покрытиях, подверженных действию солнечных лучей, важна степень теплостойкости мастикн. Теплостойкость зависит от видя рулонного материала, предназначенного к склеиванию, расчетных температур эксплуатации и принятых уклонов кровли. Если неверно подобрать состав, мастика может стекать со скатов в летний период нлн становиться очень хрупкой в зимний, а эти дефекты приводят к нарушению водонепроницаемости кровли.
В практике строительства последних лет делают мастичные кровли. Для этого применяют битумно-полимерные (латексные) эмульсии и нолимер-цементную пасту. Последнюю приготовляют из поливинилхлоридной смолы, растворителя, пластификаторов и пигментов.
Вид кровли предопределяет материал покрытия. Этим же обусловлена конструкция подстилающего слоя — основания.
Стальные кровли настилают, собирая листы в картины лежачими фальцами (рис. 14.10,а). Стоячие фальцы употребляют для соединения картин между собой. Таким образом, лежачие фальцы располагают поперек уклона, а стоячие — вдоль. Картины укладывают так, чтобы лежачие фальцы размещались, вразбежку. В ендовах, у карнизов и на скатах с малым уклоном, где вода, образуемая при таянии снега, может задерживаться, листы стыкуют двойными фальцами, а в остальных местах одинарными.
Основанием кровли служит обрешетка из деревянных брусков сечением 0,05 x0,05 м, настилаемых с шагом 0,25 м. Только в ендовах и на карнизах делают сплошной настил шириной 0,5...0,7 м. К брускам обрешетки прибивают кляммеры — узкие полоски кровельной стали. Эти кляммеры заводят в стоячие фальцы, загибают вместе с ними и так крепят кровлю. Свесы карнизных листов закрепляют к настилу с помощью Т-образных костылей.
Стальные кровли металлоемки и в целях экономии их заменяют другими материалами, но и в этом случае из стали делают ендовы и примыкания к вертикальным конструкциям крыши. Когда применяют кровли с организованным водостоком, из стали выполняют свесы с настенными желобами, водосточные воронки и трубы. Такое решение принимают при кровлях из плиток или рулонного ковра.
Черную кровельную сталь перед обработкой окрашивают за один раз, предохраняя от коррозии. Второй раз окрашивают готовую кровлю.
Кровли из волнистых листов укладывают по такой же обрешетке, как для стальных. Сплошные настилы делают в тех же местах. Под асбестоцементные листы бруски располагают с таким рас
четом, чтобы каждый лист опирался на три бруска (примерный шаг 0,4 м). Кровли из волнистого стеклопластика устраивают по обрешетке с шагом 0,585 м (рис. 14.10,6).
Листы крепят к обрешетке оцинкованными гвоздями с широкими шляпками или шурупами. В асбестоцементных листах под гвозди сверлят отверстия на 2...3 мм больше диаметра гвоздя. В листах стеклопластика предварительного сверления не требуется, поскольку этот материал обладает хорошей гвоздимо-стью. Нижний ряд листов на карнизе или свесе дополнительно крепят к доскам настила скобами из кровельной стали. Они предохраняют листы от отрыва ветром.
Настилая кровлю, листы из. асбестоцемента напускают на предыдущий ряд не менее чем на 0,12 м, а листы стеклопластика — на 0,07 м. Стыки смежных рядов нахлестывают на половину волны. Зазоры в стыках заделывают мастикой или раствором с добавлением асбестового вцлокна.
В кровлях с неорганизованным водостоком рядовые волнистые листы спускают за карнизную доску не менее чем на 0,1 м. При организованном водостоке кровель из асбестоцементных листов карнизы и ендовы выполняют из стали так же, как и водосточные желоба и
285
Рис. 14.10.- Кровли: а - из стальных листов; 6 из волнистых .пн тон стеклопластика; в - из плоских плиток:
парный лежачий фалец; 9 - то же. двойной; 10 -- одинарный стоячий; // то же. двойной; Г2 -- карнизный элемент; 13
то же. рядовой; 14 то же. коньковый; 15 кровельный гвоздь: /6 — резиновая шайба;
17 рулонная гидроизоляция
286
трубы. Кровли из стеклопластика выполняют из однородного материала, поскольку промышленность выпускает элементы специального профиля: карнизные свесы, настенные желоба, воронки водосточных труб, уголковые примыкания и детали покрытий коньков.
' По кровле укладывают переходные мостики для прохода к устройствам, выведенным на крышу.
Кровли из плитки укладывают по сплошному настилу (рис. 14.10, в). Каждую плитку крепят двумя оцинкованными гвоздями с широкой шляпкой, а также проти-воветровыми скобами или кнопками. В асбестоцементных плитках гвозди ставят в готовые отверстия. а в плитках из полимерного материала отверстия можно не сверлить.
Плитки укладывают рядами. параллельными карнизу с нахлесткой не менее 0,1 м. Коньки, ребра и ендовы разделывают фасонными деталями, а при их отсутствии оцинкованной сталью или рулонными гидроизоляционными материалами. Поскольку у плиточных кровель большое количество швов, в которые может задувать снег, под плитки по настилу укладывают слой гидроизоляционного материала, предохраняющего чердак от попадания влаги и снега.
Кровли из черепицы решают, как из плитки, так же готовят основание (рис. 14.10. г). Пазовую черепицу, которая с обратной стороны имеет шипы с отверстиями, навешивают на обрешетку, зацепляя за бруски и укрепляя с помощью клям-мер или мягкой проволоки. Кляммеры ставят через ряд, в ряду крепят каждую вторую или третью черепицу. Черепицы карнизного ряда крепят все. Воду с кровли отводят по желобам, подвешиваемым под свесом карниза, а иногда и по настенным, выполняемым из оцинкованного железа.
Пазовую ленточную черепицу укладывают в один слой с напуском на 0,07...0,08 м. Смежные ряды стыкуют на ширину продольного паза. Пазовую штампованную черепицу также. укладывают в один слой с продольным и поперечным напуском только на ширину пазов (фальцев). Плоскую ленточную черепицу укладывают в два слоя.
Рулонные кровли выполняют по жестким основаниям. Ими могут служить двухслойный диагональный настил из досок, цементная стяжка, асфальтобетон и другие материалы, в том числе железобетонные плиты и панели с тщательно отделанной поверхностью, загерметизированными швами и наклеенными на них
полосками гидроизоляции шириной 0,1...0,15 м.
Полотнища рулонного ковра укладывают насухо только в кровлях недолговечных построек. Их крепят прижимными планками. В прочих случаях ковер наклеивают на мастике перпендикулярно скату, если уклон кровли не превышает 8°, и вдоль ската при больших уклонах. Полотнища перепускают через конек на соседний скат на 0,25 м, стыкуют в продольном направлении на 0,1... 0,12 м, а в - поперечном (на стыках рулонов) — на 0,15...0,2 м.
Приклеенный рулонный ковер хорошо держится на кровлях с уклонами до 8°. При больших он может сползти. Для предохранения от сползания его крепят гвоздями с резиновыми шайбами.
На кровлях -с организованным водостоком карнизы выполняют из оцинкованной стали, а при неорганизованном край ковра прижимают стальной полосой к торцу крайней доски настенного настила карниза. В ендовах, местах примыкания к парапетам и другим вертикальным элементам на крыше ковер усиливают, укладывая 2...3 дополнительных слоя изоляции. В этих местах основание скругляют по радиусу не менее 0,1 м, что предохраняет изоляцию от перелома в месте перехода на стену.
287
На рис. 14.11, а показан узел примыкания к парапету. Ковер поднимают на стену не менее чем на 0,25 м и закрепляют к бруску, проложенному в штрабе. Место примыкания защищают стальным фартуком. Между ним и ковром оставляют воздушную прослойку 0,01... 0,03 м. Эту прослойку вентилируют через отверстия, прорезаемые в фартуке через 1,5...2 м. Это понижает температуру ковра, что предохраняет мастику от сползания.
На скатных кровлях верхний слой ковра покрывают декоративным рулонным материалом с посыпкой из крупного песка и слюдяной крошки. Наклеивают также фольгоизол, обладающий отражающими свойствами. Иногда ковер усиливают смазкой мастики толщиной 0,005 м с втоп-
ленной смесью крупнозернистого песка со слюдяной крошкой.
Плоские рулонные кровли с внутренним водостоком представляют собой водонепроницаемые ванны. Их гидроизоляционный ковер выполняют из 4...5 слоев. Особо тщательно продумывают решения мест примыкания к трубам и водосточным воронкам, где ковер прорезают отверстиями. Здесь применяют фланцевые соединения. Ковер прижимают съемным фланцем (на кровлях с уклонами 8° их не ставят, но площадь нижнего неподвижного фланца увеличивают для надежности приклейки полотнища). У водосточной воронки ковер разделывают. Чашу воронки оклеивают двумя слоями стеклоткани размером 1X1 м- Ее пропитывают мастикой. По ткани на-
Рис. 14.11. Рулонная кровля над холодным помещением, (без утеплителя):
а — деталь примыкания к парапету; б — то же, к трубе; в — то же, к водосточной воронке; / — железобетонные плиты, укладываемые на эксплуатируемых плоских кровлях; 2 карниз; 3 — стальной фартук; 4 — капельник; 5 — отверстия для проветривания и охлаждения пространства под фартуком; б — деревянные бруски; 7 — основание рулонного ковра нз цементного раствора; 8 - многослойный
рулонный ковер; 9 -- два дополнительных слоя гидроизоляции; 10 — гравийный дренаж по защитной цементной стяжке (для эксплуатируемых кровель); 11 --конструкция покрытия; 12 — стальной патрубок с фланцем; 13 — сальник; 14 -- зачеканка бетоном; 15 — болты; 16 --съемный фланец; !7 — сварка плотнопрочным швом; 18 — воронка, состоящая из чаши прижимного фланца н крышки-решетки
клеивают два дополнительных слоя рулонного материала. После наклейки основного ковра его защищают третьим слоем стеклоткани, затем устанавливают прижимный фланец.
На деформационные швы укладывают компенсаторы из оцинкованной стали Q-образного профиля. Гидроизоляционный ковер укладывают по этому компенсатору, но нижнее полотнище не приклеивают на участке по 0,15...0,2 м с обеих сторон шва. В ковер вводят два-три слоя дополнительной гидроизоляции и два слоя стеклоткани.
По выполненному, верхнему слою кровельного ковра наносят защитное покрытие, предохраняющее его от механических
288
повреждений. Наиболее просто втопить горячий гравий или гальку в верх* ний слой мастики толщиной 5 мм, но на кровлях, где предполагают большое скопление людей, укладывают полы из бетонных или каменных плит по щебеночному основанию.
Безрулонные монолитные кровли — это мастичные и эмульсионные. Составы наносят на жесткое основание, и они, твердея, образуют водоизоляционный ковер без швов. Существует два вида монолитных кровель: неармированные и армированные.
Первый вид — трех-или четырехслойный. У ендов, воронок, карнизов и мест примыкания его усиливают дополнительным слоем, а также стеклотканью, пропитанной составом. Не менее тщательно разделывают швы между плитами сборного основания. Для получения покрытия, отражающего солнечные лучи, в состав включают металлическую пудру, обычно алюминиевую. В ответственных конструкциях применяют эмульсии и мастики с добавлением армирующего материала рубленого стекловолокна. Это повышает надежность покрытия, препятствует появлению трещин.
Основной ковер армированных кровель выполняют в три—пять слоев
эмульсии, после нанесения каждого слоя раскатывают стеклосетку. Последующим слоем ее тщательно пропитывают. Последний слой делают блестящим.
14.4. Техническая эксплуатация, ремонт и смена покрытий
Покрытия являются наименее долговечной и наиболее капризной ограждающей конструкцией капитальных гражданских зданий. Они требуют постоянного ухода, поскольку дефекты чаще всего возникают в результате нарушения правил эксплуатации, которая заключается в систематических осмотрах крыши и чердачных помещений, планово-предупредительных и капитальных ремонтах.
Осмотр покрытий начинают с чердаков. В первую очередь выясняют, не нарушен ли тепловлажностный режим этих помещений. Проверяют, открыты ли вентиляционные отверстия, не занесены ли они снегом, залиты водой или забиты мусором. Обследуют состояние теплоизоляции инженерных систем, проложенных по чердаку, так как ее повреждение может служить причиной недопустимого повышения температуры в помещении. Одновременно выявляются дефекты, появляющиеся в несущих
конструкциях покрытий.
Крыши регулярно очищают, убирают скопление мусора, листьев и хвои в желобах и у водосточных воронок. Тщательно проверяют крепление и техническое состояние карнизных сливов и водостоков. Трубы обследуют на всем протяжении до места сброса воды. При подготовке к зимней эксплуатации стремятся обеспечить их от закупорки льдом. Проверяют ограждающие парапеты, особенно прочность узлов крепления к кровле и их герметичность. Подвергают ревизии места примыкания покрытий к трубам, вентиляционным шахтам, стойкам телевизионных антенн и другим надкрышным устройствам.
Общим осмотром покрытий снаружи и со стороны помещения выявляют дефекты несущих конструкций, покрытий совмещенных кровель и гидроизоляционных слоев.
В лесу щи х конструкциях деформациям обычно подвержены отдельные элементы, например плохо уложенные или закрепленные железобетонные плиты настила. После продолжительного увлажнения бетон начинает разрушаться (см. $ 12. 3). В деревянных стропильных системах появляются усадки, связанные с высыханием древесины. Возможна даже . раздвижка или распаде
289
ние врубок, если они плохо закреплены скобами и болтами. В местах длительных протечек кровли есть вероятность появления гнили. Древесина загнивает и в тех случаях, когда она непосредственно, без гидроизоляционной прокладки соприкасается с камнем. Поражение деревянной стропильной системы может быть вызвано жуками-короедами.
Стальные детали и конструкции корродируют, если при строительстве не выполнена или впоследствии была нарушена антикоррозионная зашита. Эти процессы особо интенсивно протекают на чердаках с повышенной влажностью из-за недостаточной теплоизоляции чердачных перекрытий и плохого проветривания.
Существенным дефектом утеплителя является повышенная теплопроводность. Это явление может быть вызвано несколькими причинами: недостаточной толщиной теплоизоляции, замока-нием в период строительства, протечками и выпадением конденсата внутри покрытия, если плохо выполнен пароизоляционный слой, в толще конструкции не сделаны или засорены продухи для выхода водяного пара, а кровля полностью воздухонепроницаема.
В кровельных покровах причины появления де
фектов различны и зависят от материала кровли.
Дефекты стальных кровель — это коррозия и нарушение герметичности. Кровельные стальные листы, даже оцинкованные, корродируют в результате воздействия на них слабых кислот и щелочей, содержащихся в воздушной среде, атмосферной воде и городской пыли. Наиболее бурно этот процесс протекает, если на крышах скапливаются мусор, листья и хвоя, которые являются аккумулятором влаги.
Особенно интенсивно корродируют нсоцинко-ванные листы, когда они не защищены окраской. На чердаках с повышенной влажностью черное железо может ржаветь даже изнутри, поскольку под брусками обрешетки и в фальцах остается окрашенным за один раз. как и в момент настилки.
Вследствие температурных деформаций, хождения по кровле, очистки ее от снега и льда могут появиться отверстия, неплотности в фальцах и нарушение герметичности в примыканиях к стенам, трубам и другим надкрышным устройствам. На участках, где уклоны меньше нормативных, например в ендовах, фальцы текут чаще, если они не пропаяны.
Дефекты кровель из волнистых листов, плитки и черепицы — это протечки в местах тре
щин и раскрывшихся стыков между элементами. Они могут быть следствием температурных воздействий, пребывания людей на крыше, где отсутствуют ходовые мостики, и отрыва плохо закрепленных деталей ветром. Наиболее слабым местом описываемых крыш являются примыкания к участкам, покрытым кровельной сталью.
Дефекты рулонных кровель. вызваны наиболее разнобразными причинами. Протечки возможны при просадке основания, уложенного на недостаточно жесткий подстилающий утеплитель, или деформации плохо уложенных сборных плит. Вздутия и отрыв ковра могут быть вызваны появлением избыточного давления при замерзании конденсата, образуемого в толще покрытия.
Водоизоляционный ковер расслаивается из-за применения во время строительства легкоплавких мастик, которые разогреваются под солнцем и стекают. Особенно часто это происходит на крутых склонах и вертикальных стенах. На скатах с уклонами более 8° возможно даже сползание всего изоляционного слоя, особенно если он не закреплен, а держится только на мастике и плохо защищен сверху декоративной посыпкой, не так поглощающей тепло или не светоотражающей.
290
При использовании тугоплавких мастик, хрупких при отрицательных температурах, ковер под местными нагрузками, например под ногой человека, может растрескиваться.
Наиболее вероятные места нарушения герметичности ковра — это разделка углов, места пропуска через кровлю надкрышных устройств небольшого сечения и примыкания к водосточным воронкам. Возможность плохого качества разделки угла тем выше, чем меньше радиус, скругляющий его. На плоских кровлях, где просекающие ковер трубы не имеют фланцевой разделки. показанной на рис. 14.11,6, через год-два наверняка появятся трещины или отслоения изоляции в этих местах. Аналогичную картину можно наблюдать у водосточных воронок, особенно старого образца, которые применяли до 60-х годов XX в.
Дефекты безрулонных кровель сходны с дефектами кровель из рулонных материалов. Наиболее непрочны неармиро-ванные покровы, на которых появляются трещины даже при незначительных деформациях основания.
Большинство старых гражданских зданий капитальной застройки имеют раздельные чердачные покрытия. Совме
щенные и тем более плоские крыши встречаются редко. Их стали широко применять в полносборном домостроении второй половины XX в.
Несущие конструкции чердачных крыш стропильные системы — ремонтируют или заменяют. Различные решения принимают в зависимости от двух факторов: степени физического износа крыши и вида намечаемых реконструктивных мероприятий в здании. Если можно ограничиться выборочным ремонтом, то заменяют, восстанавливают или усиливают отдельные элементы стропил. Однако значительный износ кровельного ковра или необходимость проведения комплексного капитального ремонта с модернизацией зданий, предусматривающих смену внутренних конструкций, вынуждает менять и крышу. В последнем случае это необходимо, поскольку индустриальные детали монтируют сверху и крышу все равно нужно разбирать.
Усиливают стропильную систему, когда несущая способность ее элементов . недостаточна или намечено изменение типа кровли, например железо меняют на асбестоцемент. Это обычно сопровождается увеличением уклона скатов.
Подгнившие концы стропильных ног, стоек.
раскосов и мауэрлатов заменяют с помощью методов, описанных в §12.3. Стропила усиливают шпренгельными фермами, верхним поясом которых служат существующие элементы. Другое решение заключается в устройстве затяжки с натяжными муфтами. Такое решение наиболее рационально для висячих систем.
Уклон крыши увеличивают, устанавливая новые стропильные ноги, как показано на рис. 14.12. Их сечение принимают с учетом совместной работы системы. Для этого на обе ноги, старую и новую, нашивают соединительные планки с шагом 1,5...2 м или превращают систему в диагональную ферму (схема б). Такую ферму можно изготовлять централизованно, привозить на объект и монтировать как готовую деталь.
Заменяют стропильную систему, применяя долговечный материал — железобетон. Существует два вида конструкций. Первая повторяет деревянную систему, наслон-иую или висячую, но в качестве стропил употребляют железобетонные детали со стальными соединительными элементами и затяжками (рис. 14.13).
Вторая конструкция — это одно- или двуребристые панели, уклады-
291
Рнс. 14.12. Изменение уклонов деревянных стропильных систем: а, б — односкатных (а с ис
пользованием накладок; б — превращен нем в диагональную ферму); в двускатных; / - существующие элементы; 2 -- новая
стропильная нога нз двух досок; 3 — то же. накладки; 4 —' то же. распорки; 5 — то же, мауэрлат;
6 — новая кладка
Рис. 14.13. Железобетонные конструкции для замены стропильных систем: а — стропильная система с за
тяжкой; б конструкция панелей с одним ребром: в — то же, с двумя (фрагмент); / - стропильная нога; 2 - соединитель-
ная деталь из уголков; 3 — заполнение раствором после монтажа; 4 — балка составного сечения; 5 — затяжка; 6 — плнты-панели
292
Рис. 14.14. Конструкция для проветривания теплоизоляции покрытия:
а вентиляционный короб по конькх крыши; Л — чстройсгио каналов'Пролухов на скатах; / — перфорация существующей стяж ки; 2 — кирпичные стенки короба, 3 — зонт из кровельной стали; 4 — то же. фартук; 5 • - защитный слой; 6 — дополнительная гидроизоляция; 7 - то же. существующая; S — цементная стяжка; 9 - асбестоцементные волнистые плиты; Ю — теплоизоляционный слой
ваемые на стены. Возможна внутренняя опора и на балку по столбам (схема а, б). Разновидностью этого вида конструкций являются волнистые армоцементные панели типа кровельных листов, но толщиной 0,015 м и увеличенной волной с шагом 0,29 м и высотой 0,16 м. Из панелей этого вида можно собирать любые виды крыш. Однако лучше их использовать на одно-или двускатных со щипцами. Панели обеспечивают гладкую поверхность, пригодную для наклейки рулонной или устройства мастичной кровли.
Теплозащитные свойства совмещенных покрытий восстанавливают, высушивая утеплитель. Для предохранения от последующего намокания на крыше вдоль водораздела выкладывают венти-лящю.нный короб шириной- 0,25 м, прикрываемый сверху стальным зонтом, как показано на рис. 14.14,а. На дне короба снимают основа-
ние гидроизоляционного ковра. Последний наращивают на вертикальные стенки и прикрывают фартуком из кровельного железа. При уклонах более 8° нет необходимости наращивать ковер.
Описываемую конструкцию применяют, когда утеплитель имеет крупнопористую структуру с сообщающимися пустотами, по которым воздух может циркулировать к вытяжке. Если же пустоты утеплителя замкнуты, приходится снимать изоляционный слой на всей плоскости кровли, стяжку очищать от мастики и даже перфорировать в тех случаях, когда она пропитана воздухонепроницаемыми эмульсиями.
На стяжку укладывают волнистые асбестоцементные листы так, чтобы каналы под волнами сообщались по всей длине ската. Щели у карниза оставляют свободными, а на коньке устраивают вентиляционный короб, сообщающийся с каналами под волнами.
По листам укладывают
армоцементную стяжку, а .по ней новый гидроизоляционный ковер.
Заменяют утеплитель редко, только в случае потери им теплоизолирующих свойств. Даже тогда стараются заменить частично, в дефектных местах. Чаще по утеплителю, не отвечающему теплотехническим требованиям, укладывают дополнительный слой, но после проверки несущих конструкций на дополнительные нагрузки.
Методы ремонта кровель зависят от материала существующего кровельного покрова. В старой застройке наиболее распространены кровли из стали, реже — из асбестоцементных листов и плиток. Черепичные кровли широко представлены в Прибалтике, на западе и юге нашей страны, а в средней полосе встречаются сравнительно редко.
Стальную кровлю ремонтируют. герметизируя фальцы и мелкие раковины уплотняющими составами, в том числе и эпоксидными. На более крупные свищи ставят
293
пластырь из стеклоткани или другого уплотнителя, тщательно промазывая его мастикой. Восстанавливают поврежденные настенные желоба и водосточные воронки. Места, пораженные коррозией, окрашивают. Окраску поверхностей, покрытых черной сталью, регулярно обновляют.
Сильно изношенные стальные кровли перестилают в редких случаях. В связи с экономией стали ее заменяют другими материалами: асбестоцементом и др. Если при этом уклоны стропильных систем недостаточны, их переделывают, применяя описанные выше методы.
Кровли из штучных материалов ремонтируют, заменяя поврежденные листы, плитки или черепицу. Разгерметизированные в результате температурных подвижек или ветровых нагрузок швы между элементами заделывают раствором с добавлением армирующих волокнистых материалов. Карнизы и разжелобки, покрытые кровельным железом, восстанавливают, как стальные кровли.
Рулонные и мастичные кровли ремонтируют, разделывая дефектные места: трещины, пробоины и разрывы. При этом наклеивают несколько слоев дополнительной гидроизоляции с перепуском каждо
го последующего слоя не менее чем на 0,15 м (на безрулонные кровли наклеивают стеклоткань, пропитываемую мастикой или эмульсией). Вздутия вскрывают крестообразным надрезом. Ковер после просушки основания приклеивают, а сверху защищают дополнительными слоями. На отремонтированных участках восстанавливают отделочный слой из мастики с гравием или крупным песком и обязательно добавками, отражающими свет и тепло.
Выборочно ремонтируют кровли, имеющие дефекты не более чем на 30% площади. При большей дефектности кровельный ковер меняют. Раз в три года обновляют верхний защитный слой. Поверхность предварительно грунтуют.
14.5. Технико-экономические сведения
Долговечность здания в первую очередь обусловлена сохранностью кровли, а она зависит от качества покрытия и нормального тепловлажностного режима чердака, если он есть. Содержание крыши - наиболее трудоемкая и дорогостоящая статья эксплуатационных расходов, выделяемых на осмотр и поддержание должного технического состояния ограждающих конструк
ций. Эти расходы особенно возрастают зимой. На эти работы приходится отвлекать значительные трудовые ресурсы. Только в Москве зимой работают на крышах до 15 тыс. человек. Профилактический ремонт кровель традиционных конструкций также оттягивает значительное количество квалифицированных рабочих из других сфер производства. Это связано с недолговечностью кровель: срок их службы в 2...3 раза меньше, чем стен и перекрытий. Если же учесть травматизм, вызванный падением сосулек с многоэтажных домов, в городах, то проблему оптимизации конструктивного решения покрытия следует рассматривать как социально-экономическую.
С другой стороны, единовременные затраты на устройство крыш составляют только 2...3% от сметной стоимости здания и применение максимально дорогой конструкции, затраты на которую в 3 раза нише самой дешевой (табл. 14.2). приведет к незначительному удорожанию строительства, всего на 0,6%.
В аспекте изложенного выводы об эффективности проектного решения недопустимо обосновывать простым сравнением технике-экономических показателей различных вариантов. Решения следу-
294
Таблица 14.2. Технико-экономические показатели кровель
Характеристика кринель Показатели на 1 м2 покрытия. %
СТОК* М‘»СТ1> масса тск\ Ш1Ч-штрэ ты трудоем- кость до. । гонец кисть
Скатная по деревянной обре- 100 КЮ 100 100 1U0
тетке нз неоцннкованной стали
То же. из оцинкованной 128 125 75 100 135
То же. из волнистых асбесто- 71 183 60 85 300
цементных плит
То же. из плиток по сплошному 95 210 40 130 300
основанию
То же, из черепицы по обрешетке 91 190 20 130 350
То же, рулонной по сплошному 80 134 40 85 150
деревянному основанию
Плоская рулонная по железобетонной панели 280 1900 50 300 500
То же, совмещенная с чердачным перекрытием 165 1100 40 85 500
ет сопоставлять в первую очередь по эксплу-тац ионным качествам, безопасности, долговечности и только после отбора равноценных с
точки зрения эксплуатации рассматривать сравнительную технико-экономическую характеристику их конструкций.
Основным показателем
экономической эффективности несущих конструкций являются приведенные затраты. Сравнительную оценку по этому показателю ведут по методике, изложенной в §1.3.
Выбор конструктивного решения кровли при капитальном ремонте и модернизации старых зданий еще сложнее. Здесь необходимо учитывать не только эксплуатационные качества и экономическую эффективность, но и экстерьер здания. Если оно является частью архитектурно-исторической среды города, то к изменению формы крыши как элемента экстерьера нужно подходить с большой осторожностью, а в памятниках архитектуры трансформация просто недопустима.
ГЛАВА 15. ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Г идроизол яционным и называют конструкции, предохраняющие элементы зданий от влаги и воды. Различают два вида гидроизоляции: защитные покрытия и инженерные сооружения. Покрытия наносят на поверхность, второй тип строят в виде гидроизоляционных стенок, плит или систем водопонижения.
15.1. Гидроизоляционные покрытия
Для гидроизоляции прнме-някТТ те же материалы, что и для кровель: листовые и рулонные, мастики и растворы. Листовыми защищают особо ответственные конструктивные элементы зданий, находящиеся в сложных гидрологических условиях. Для гидроизоляции используют не кровельную, а лнетончю сталь толщиной 0,004...0,01 м.
Рулонные материалы и мастики аналогичны кровельным. Для штукатурной изоляции
приготавливают цементно-песчаные растворы н асфальты (битумно-песчаные смеси). Растворы обычно делают на безусадочном водонепроницаемом цементе ВВЦ или добавляют в них уплотнители типа алюмината натрия, жидкого стекла, церезита и др.
Гидроизоляционные покрытия выполняют по жестким основаниям из кирпича, железобетона, дерева и металла, поскольку нежесткое основание при упругих и ОСО
295
бенно остаточных деформациях может вызвать нарушение герметичности ковра. По методам устройства различают покрытия окрасочные, штукатурные и оклееч-ные.
Окрасочная изоляция представляет собой сплошное однородное покрытие, нанесенное методом окраски или напыления. Такое покрытие выполняют как антикоррозионную защиту или гидроизоляцию конструкций.
Штукатурная изоляция является покрытием, применяемым в тех же случаях, что и окрасочная. Це ментно-песчаную изоляцию выполняют в виде уплотненного штукатурного слоя. Разновидностью такой изоляции является торкрет-штукатурка. Торкретирование заключается в том, что увлажненную цементно-песчаную смесь выбрасывают из сопла це-мент-пушки со скоростью 120... 140 м/с. Этой смесью наращивают на поверхности гидроизоляционный покров. Его выполняют послойно. Каждый последующий слой наносят на предыдущий после его затвердения. Разрыв во времени нанесения смежных слоев не превышает 30 мин, что необходимо для создания однородного покрытия. Мастично-песчаную изоляцию делают, нанося на поверхность асфаль
товую массу- Разновидностью такой изоляции является литая. Она представляет собой слой, получаемый путем заливки массы в пространство между поверхностью и опалубкой.
Оклеенная изоляция является слоистым покрытием, которое выполняют из рулонных материалов и называют изоляционным ковром. Ее применяют для изоляции ответственных конструкций и выполняют в два — пять слоев. Многослойная изоляция обеспечивает защиту практически при любом статическом подпоре воды.
Покрытия из рулонных материалов монолитны. Для сохранения этой монолитности в местах прохождения труб устраивают фланцевые соединения типа показанного на рис. 14.11,6. Покрытия долговечны, но требуют защиты от механических повреждений. Обычно их защищают обмазкой глиной, листами из асбестоцемента или кирпичными стенами толщиной 0,12 м.
Конструкцию гидроизоляции выбирают в зависимости от силы гидростатического давления: чем выше уровень грунтовых вод над изолируемой поверхностью, тем более усиленную изоляцию назначают. Так при низком уровне стены подвала защищают обмазочной или штукатурной изоляцией, предохраняя
конструкции от верховодки н отсыревания.
При уровне воды, не превышающем 0,2 м над полом подвала, изоляцию выполняют по рис. 15.1,а. Применяют мастичную или рулонную в два слоя. Если грунтовые воды не связаны с основными водоносными слоями, а являются верховодкой, изоляцию под полом подвала не делают.
При уровне воды над полом выше 0,2 м вокруг подвала устраивают чашу, укладывая горизонтальный гидроизоляционный ковер под полом и объединяя его с вертикальной изоляцией по стенам (рис. 15.1,6). Как правило, применяют рулонные материалы. Количество слоев назначают в зависимости от высоты стояния воды. Если эта высота не превышает 0,8 м, то делают трех-слойный ковер, а при большей — четырех- и даже пятислойный. Приямки у стен подвалов выполняют и гидроизоли-руют, как показано на рис. 15.1,в.
Одним из непреложных гидроизолирующих элементов гражданских зданий является горизонтальная оклеечная изоляция, укладываемая в цоколь здания для предупреждения увлажнения стен капиллярной влагой. Она может подниматься из земли и отсыревших фундаментов и
296
Рис. 15.1. Гидроизоляционные покрытия подвалов: а лрн максимально высоком уровне грунтовых вод (ВУГВ). не выше 200 мм от пола подвала; б то же, выше 200 мм; в — устройство н гидроизоляция приямка; / — глиняный «замок»; 2 - окрасочная, штукатурная
или оклеенная гидроизоляция; 3 — основание отмостки; 4 — асфальтопесчаная смесь; 5 — горизонтальная двухслойная оклеенная изоляция; 6 бетоннаи подготовка под полы; 7 — цементный пол; 8 — многослойная оклеенная гидроизоляция; 9 — зашита гидроизоляции асбесто-
цементными листами; 10 — выравнивающий цементно-песчаный слой; И — бетон пригрузки гидроизоляции для компенсации гидростатического давления; 12 защитно-прижимная стейка из кирпича; 13 стена приямка;
14 - решетка
быть причиной разрушения стен, потери ими теплотехнических свойств. Такую изоляцию укладывают в шов кладки на уровне 0,12...0,2 м выше поверхности земли. Ковер создают двумя слоями рулонного материала, склеенными мастикой.
Еще один гидроизоляционный элемент зданий — это отмостка, которую выполняют у стен по периметру здания. Она предназначена для предохранения фундаментов от увлажнения поверхностными водами. Отмостку делают из асфальтопесчаной смеси, укладываемой по жесткому бетонному или щебеночному основанию толщиной 0,15 м. Ширину отмостки принимают равной 0,8... 1 м.
15.2. Системы водопонижения
Системы водопонижении выполняют из керамических, бетонных и железобетонных труб, изредка применяют чугунные. Для фильтрационной обсыпки используют щебень, гальку и крупнозернистый песок. Колодцы выкладывают из кирпича или собирают из сборных железобетонных деталей.
Системами, предназначенными для искусственного понижения уровня грунтовых вод, являются дренажи — сооружения защиты от подтопления. Такую защиту обеспечивают, собирая воду в дрены. При ее интенсивном удалении, превышающем приток, вокруг дрен образуется воронка, поверхность которой совпадает с депрессионной кривой. Механизм этого процесса показан на рис. 15.2.
Для локальной защиты зданий от подтопления используют так называемый пластовый дренаж. Различают ленточный и площадочный пластовые дренажи.
Ленточный дренаж устраивают по внешнему периметру стен подвала. На уровне подошвы фундамента прокладывают перфорированную трубу-дрену. Ее уклон назначают в сторону водосброса. Трубу обсыпают фильтрирующей обсыпкой, способствующей водосбору и предохраняющей от засорения перфорации частицами мелкого глинистого грунта (рис.15.3, а).
Описываемый дренаж перехватывает грунтовые воды, поступающие от места питания, поэтому дрены стараются проло-
297
Рис. 15.2. Схема водопонижении (нариан! несовершенного колодца, не достигающего водоупора):
/ — статический уровень грунтовых вод: 2 то же. лпнамнчс-скнй-депрессиииная кривая: 3 дрена; 4 — эона осушения (воронка поглощения); 5 — водоносные слон грунта; 6 -- водоупор; R — радиус децрссспонной кривой: Н глубина погружения дрены: Лщэх — максимальная, глубина воронки поглощении
Рис. 15.3. Пластовые дренажи фундаментов: а — ленточный: б — плошадоч пый: / — дренирующая засыпка мелкой фракции; 2 — то же. жить поперек движения воды.
Площадочный дренаж отводит воды непосредственно из-под здания. Такой дренаж состоит из дренажного слоя, укладываемого под полы подвала. Он сообщается с наружной водоотводящей дреной (рис. 15.3,6). Для этого сборные блоки фундаментов монтируют, оставляя незаполненными раствором уширенные вертикальные швы. Вода через них поступает в
крупной: 3 - горизонтальная
дрена; 4 экран-бетонкая подготовка; 5 грунт; б отмоет--на; 7 - защнтно-прнжнмная
стенка: Я гидроизоляционный
слой дренирующей обсыпки и далее в дрену.
Дренажи — эффективный способ защиты от подтопления. Однако при их проектировании возникает проблема сброса воды из дрен. Наиболее проста система' самотечного транспорта воды непосредственно в ливневую сеть, но это возможно, если уровень ее заложения позволяет применить такое решение. В противном случае приходится создавать станции
ковер; 9 -•- конструкция пола с пригрузкой; 10 -- щель между фундаментными блоками, заполненная дренирующим материалом
перекачки, оборудовать их систематически действующими насосами.
15.3. Эксплуатация, ремонт и устройство гидроизоляционных конструкций
Гидроизоляционные покрытия не нуждаются в систематической технической эксплуатации, поскольку находятся в земле. Дефекты таких покрытий из рулонных и мастичных материалов
298
схожи с дефектами кровель нз аналогичных материалов. Однако на покрытиях. защищенных грунтом, меньше сказывается влияние ннсоля-ционного разогрева, рулонный ковер на легкоплавких мастиках реже расслаивается и сползает. хотя это явление все-таки наблюдают на стенах подвалов и других подземных сооружений.
Наиболее частой причиной нарушения герметичности покрытия является деформация основания. Даже незначительные трещины в стенах или подготовке под изоляцию могут привести к появлению протечек. Еще одним вероятным местом появления течей могут быть узлы вводов в здание подземных коммуникаций, если трубы не имеют фланцевой разделки, показанной на рис. 14.11.6.
Не менее слабое место — это примыкание изоляционных ковров, выполненных в разное время, например вертикального и горизонтального, под полом подвала. Причина заключается в плохом качестве разделки такого примыкания, как правило, выполняемой в стесненных условиях и сырости. Свищи часто появляются у температурных швов, если они недостаточно тщательно выполнены или плохо закреплены компенса-IX) ры.
Сырость появляется на поверхности конструкций в непроветриваемых подвалах. Она является причиной разрушения этих конструкций. Наиболее опасна сырость стен, вызнанная отсутствием или повреждением их горизонтальной гидроизоляции или ее погружением в культурный слой, из-за которого оказались поднятыми отметки тротуаров и дорог, примыкающих к зданию улиц.
Водопонижающие системы эксплуатируют, обеспечив систематический контроль за эффективностью действия дренажа, т. е. водопонижения в пределах зоны его влияния. Техническое обслуживание закрытых систем довольно сложно, поскольку горизонтальные дрены с фильтрующей обсыпкой обладают малой ремонтопригодностью. Для очистки заиленной обсыпки применяют воздушную очистку, когда пленку, обволакивающую фильтр или ил, затянувший обсыпку, разрушают струей воздуха под большим давлением. Однако такая мера не всегда результативна. Часто приходится копать глубокие траншеи или вскрывать полы подвала. оголяя обсыпку.
Дефекты водопонижающих устройств не всегда связаны с уменьшением водозахватывающего эффекта дренажей. Разрушаются трубы и
колодцы. Показателем этого явления служит беспрерывное поступление грунта в систему.
Эксплуатация насосных станнин и очистных сооружений напорных систем направлена на обеспечение стабильности их работы, а также устойчивости показателей очистки воды. Для этого организовывают систематический контроль за составом сбрасываемой воды, уход за оборудованием и сооружениями. Их обслуживают в строгом соответствии с правилами технической эксплуатации канализационных систем.
Методы ремонта гидроизоляции весьма разнообразны и зависят от примененных материалов, характера дефектов и вида конструкции.
Ремонт гидроизоляционного ковра — задача сложная и малоэффективная, особенно при выполнении его ниже дневной поверхности земли, в условиях повышенной влажности грунта в траншее, отрываемой вдоль фундамента и постоянного притока грунтовых вод. Кроме того, свищи в изоляции часто не совпадают с видимыми местами протечек на внутренней поверхности конструкций. Приходится заменять или усиливать целые картины ковра и при этом не иметь полной гарантии в действенности проводимых мероприятий.
299
Рис. 15.4. Гидроизоляция стен подвала: а — при уровне грунтовых вод ниже пола подвала; б то же. выше; в - фрагмент армирования прижимной плиты при уровне
грунтовых вод более чем на 800 мм выше пола подвала; / — отмостка; 2 — штукатурка; 3 — обмазочная гидроизоляция; 4 — зашнтио-прижнмная стенка; 5 — конструкция старого цементного
пола; 6 — то же, нового; 7 --штыри через 300...500 мм; 8 многослойная оклеечная гидроизоляция; 9 — бетонный или железобетонный прижимной пласт;
Ю — арматура
При значительных повреждениях и повышенной влажности в подвалах обычно принимают решение об устройстве новой гидроизоляции, но со стороны помещений. Если уровень грунтовых вод расположен ниже полов подвала, то изоляцию, которая предназначена для защиты от верховодки, выполняют в виде окрасочного или штукатурного слоя (рис. 15.4,а). На поверхность за два раза наносят мастику или слой раствора на водонепроницаемом цементе, иногда с гидрофобными добавками. Мастичное покрытие впоследствии защищают штукатуркой. Для отвода поверхностных вод от стен устраивают увеличенные по ширине отмостки с уклоном от здания.
Описываемые гидро-' изоляционные покрытия ненадежны, поэтому их
не применяют, если уровень грунтовых вод находится выше полов. Тогда выполняют многослойную оклеечную гидроизоляцию. Во избежание ее отрыва гидростатическим давлением поверх устраивают защитную прижимную конструкцию из бетона (рис. 15.4,6). Ее толщину принимают в зависимости от относительного уровня воды в пристенном грунте. Когда этот уровень превышает 0,8 м, прижимную конструкцию армируют, превращая в железобетонную.
Восстановление и устройство горизонтальной изоляции стен является сложным мероприятием. Здесь приходится короткими участками последовательно вскрывать сквозные штрабы, укладывать гидроизоляционный ковер, затем их заделывать, тщательно расчеканивая швы раство
ром на расширяющемся цементе. Работа очень трудоемка, штрабы ослабляют стены, наиболее нагруженные простенки приходится вывешивать. В последнее время поэтому разработаны методы, являющиеся альтернативой описанному.
Один из них — инъецирование водонепроницаемых растворов. Для этого бурят горизонтальные отверстия и в них нагнетают кремний — органический состав, который обладает водозащитными свойствами. Недостаток способа в сложности проверки качества гидроизоляционного слоя, где возможны раковины, — места, куда не проник состав.
Еще один способ — электромеханический. Его суть заключается во внед1-рении горизонтального металлического стержня, его разогрева до 1400 — 1600°C и движения
зоо
Рис. 15.5. Вентиляционные конструкции для аэрации помещений подвала: а — при заглублении пола не более 1000 мм; б — то же. более 1000 мм; / - отметка пола; 2 — вентиляционная решетка; 3 канал; 4 — бетонное основание стенок канала; 5 — кирпичная стена толщиной 65 мм на относе
Рис. 15.6. Водопонижающие устройства, применяемые при ремонте:
а - пластовый ленточный дренаж; б то же. площадочный;
/ — решетчатое крепление стенки траншеи; 2 песчаная обсыпка; 3 — то же. гравнйная; 4 — трубчатая дрена; 5 — бетонный экран; 6 - отмостка; 7 существующий фундамент; 8 - гидроизоля-
ционная конструкция (см. рис. 15.4, б, в); 9 - труба слива в водосток нлн канализацию: 10 насос; II - сливной приямок;
12 — гравнйная дрена
вдоль стены под действием горизонтальных усилий лебедки, электромотора и т. д. При этом кирпич или бетон расплавляют стержнем и образующаяся стекловидная масса, застывая, превращается в надежную гидроизоляцию.
Конструкции для аэрации помещений как средства их осушения — это вентиляционные каналы, п-роДухи и воздушные прослойки. В стенах, заглубленных не более чем на 1 м, эти конструкции делают снаружи, как показано на рис. 15.5,6,
а при более мелких — со стороны помещения — по схеме о.
К дренажным системам прибегают в особо неблагоприятных условиях
(рис. 15.6). Применяют пластовые ленточные
дренажи (схема а), площадочные, как более многодельные, устраивают реже. При ремонте их конструкция имеет свои специфические особенности. Во-первых, здесь редко делают сплошной дренирующий слой, его подменяют системой параллельных дрен, объединенных поперечной (схе
ма 6). В ее устье делают приямок для сбора воды, которую из приямка насосом сбрасывают в водосточную или канализационную сеть.
Откачка воды из слабых грунтов чревата вымыванием мелких частиц, что может привести к ослаблению основания и просадке фундаментов. Для уменьшения этого эффекта дрены иногда относят на значительные расстояния: до 50 м от стен, но не меньше двух глубин погружения этих дрен. Их глубину рассчитывают, назначая рас
301
положение депрессионной кривой методами, изложенными в специальной литературе*. В этом случае дренируют уже не локальный пласт, а территорию значительной площади. Такой дренаж называют регулярным.
В условиях старой городской застройки радикальные методы дренажа на больших территориях недопустимы без тщательного обследования оснований и фундаментов зданий, попадающих в зону водопонижения. В градостроительной практике нередки случаи, когда проведенное без должного обоснования понижение уровня грунтовых вод вызывает деформации несущих конструкций домов, связанные с быстрым загниванием оголовков ранее находившихся под водой деревянных свай (гл. 10).
15.4. Технико-экономические сведения
Эффективность гидроизоляционных покрытий определяют их технологичностью и эксплуатационными качествами. Технологичность зависит от простоты устройства
* Клиорина Г. И.. Осин В. А.. Шумилов М. С. Инженерная подготовка городских территорий. М., 1984.
Перегородками разделяют внутреннее пространство зданий, изоли-
нокрытия, трудоемкости работ и возможности их механизации. К эксплуатационным качествам относят прежде всего долговечность.
Недолговечными являются такие относительно недорогие покрытия, как мастично-песчаные, в слое которых со временем появляются сквозные трещины. Покрытия из битумных эмульсий и паст также покрываются трещинами под действием многократного замораживания, поэтому их армируют стеклотканями, повышающими долговечность.
Большинство гидроизоляционных покрытий растрескиваются при деформации оснований. Единственный вид гидроизоляции — оклеенная способен выдержать небольшие осадки. Особенно эластичны покровы из полимерной пленки, способные не терять водонепроницаемость даже при значительных деформациях оснований.
Гидроизоляции из полимерных материалов не только эластичны и трещиноустойчивы. Они являются лучшими по степени водонепроницаемости. Перспективны рулонные материалы на ос-
ГЛАВА 16. ПЕРЕГОРОДКИ руют отдельные помещения. Это несущие конструкции, опираемые на
нове синтетических смол, поддающиеся сварке в построечных условиях, так как наиболее слабое место оклеечной изоляции — это стыки полотнищ. За счет прочно-плотной сварки можно добиться сплошного покрытия, обладающего равнопрочностью в любой части. Однако применение синтетических материалов в гидроизоляции требует тщательной проверки на долговечность. Многие известные сейчас полимеры не обладают устойчивостью против действия агрессивных грунтовых вод и, главное, подвержены старению. В результате этого процесса гидроизоляционные покрытия утрачивают первоначальные свойства, становятся хрупкими, теряют способность трещи-ноустойчивости.
Дренажные системы дороже гидроизоляционных покрытий. Стоимость эксплуатации, особенно систем с перекачкой, также несравненно выше, поэтому применение водопонижения требует оправдания технико-экономическим анализом
приведенных затрат как в новом строительстве, так и при капитальном ремонте.
перекрытия. По назначению такие перегородки делят на легкие, устанав-
JUZ
пинаемые между комнатами и обладающие звукоизолирующей способностью до 9 дБ • А, и массивные, например межквартирные, способные полностью оградить помещения от проникновения шума. В практике строительства, особенно реконструкции, применяют не только перего-. родкн с опорой на перекрытие, но тонкие несущие стенки. Их часто называют перегородкам и-диафрагмами. Этот термин недостаточно точно отражает существо конструкции, однако бытует в строительной практике.
16.1. Конструкции перегородок
Перегородки делаки m неорганических и органических строительных материалов К нс-органическим, которые приме няют для этих коттрхкцпн, относят кирпич, легкие .мпко-тиоляпионные бетоны, асбестоцемент и гипсобетон. Из этих бетонов изготовляют плиты, блоки и панели, непол-эхемые в сборном домостроении.
К таким гндростойким материалам. как кирпич, шлакобетон и асбестоцемент, прибегают при устройстве перегородок в помещениях с повышенным теплив л а ж пости ы м реж и м ом.
Из органических материалов — дерева и пластических .масс - возводят обычные оштукатуренные. столярные и передвижные перегородки Дерево получило наибольшее распространение в перс городках домов старой застройки. Оно было практически единственным перегородочны м м атер и ал ох: вплоть до 30-х годов XX в. В 40-х годах санитарные узлы
сначала некоторых жилых зданий, а позже повсеместно сзади, отделять шлакобетоном и кирпичом
Столярные и персстаьпые |1среп»рг»лк1| делают нз досок, дереноплнты. древесно-стружечных н древесно-волокнистых плит. Используют слоистые пластики, а в раздвижных — эластичные синтетические кожи и ткани.
В современной строительной практике применяют стационарные перегородки. монтируемые из панелей и щитов, реже — выкладываемые из штучных материалов. В домах со свободной планировкой помещений используют переставные перегородки.
Стационарные перегородки традиционны по своей функции. Ими навечно делят внутренний объем здания на помещения.
Панельные перегородки чаще всего изготовляют из гипсобетона с заполнением шлаком, опилками и другими зву-- коизоляционными материалами (рис. 16.1). Гнпсо-шлакобетоном заполняют ячеистый каркас, собираемый из деревянных реек сечением 0,02 X Х0.02 м. Их устанавливают с шагом 0.4...0,5, получая квадратные ячейки. Обвязку по периметру усиливают рейками 0,04 х Х0.04 м.
Панели монтируют на перекрытия, крепят к стенам и потолку анкерами, заводимыми в швы между плитами или в прорезае
мые углубления. Панели устанавливают на упругие прокладки, а зазоры н швах разделывают пористыми мягкими материалами. Эти мероприятия увеличивают сопротивление звукопроводных мостиков (швов и мест примыкания) распространению ударных и воздушных звуковых волн.
В щитовых перегородках плоскость делят по длине на отдельные элементы. Эти элементы — щиты — делают многослойными. Деревянные щиты собирают из двух-трех слоев досок, один из которых, обычно внутренний, располагают диагонально. Перегородки из таких щитов много дельны. их необходимо штукатурить, предварительно обивая дранью. Поэтому в новом строительстве их применяют редко в отличие от домов постройки до 1950 г.
Щитовые перегородки из материалов на основе полимеров, например облицованные древесностружечными или тяжелыми древесно-волокнистыми плитами,обладают значительно большей заводской готовностью. Их выпускают с отделанным наружным слоем. Если его нет, то отделка заключается в оклейке обоями или окраске. Для звукоизоляции в щиты укладывают средний слой — рыхлые древесно-волокнистые плиты плотностью 300—400 кг/м3.
303
Перегородки санитарных узлов иногда собирают из каркасно-набивных щитов. Их каркас делают из деревянных реек, обивают асбестоцементными плоскими листами, а пустоту между ними заполняют легким бетоном или другим звукоизоляционным материалом.
Столярные перегородки обычно устанавливают в общественных зданиях, в жилых значительно реже. Их делают с обвязкой или щитовыми. Перегородки с обвязкой конструктивно решают как двери, вместо филенок часто
вставляют стекло. Щитовые собирают из столярной деревоплиты или ее заменителя, древесностружечных плит. Поверхность перегородок чаще всего отделывают лаками.
Перегородки из штучных материалов выкладывают из кирпича, гипсолитовых, гипсошлаковых и шлакобетонных плит. Тонкие конструкции, например из кирпича на ребро, армируют, закладывая в швы полосовую или круглую сталь. Плиты кладут с перевязкой швов. Первый ряд укладывают не-
Рис. 16.1. Гипсобетонная панель перегородки и узлы ее крепления:
а — крепежная деталь; б — панель перегородки с узлами; / — деревянная арматура перегородки; 2 — бруски обвязки; 3 — просмоленная пакля; 4 — деревянная пробка; 5 — закрепы крепления; 6 — гипсобетонная перегородка; 7 — стальной штырь крепления; 8 — крепежная проволока; 9 — дверная коробка; tO — наличники; И — галтели; 12 — упругая звукоизоляционная прокладка
посредственно на несущую конструкцию перекрытия или звукоизоляционный слой, если он выполнен из жесткого, не дающего осадки материала.
Переставные перего-* родки в любое время могут быть передвинуты в пространстве этажа, если оно освобождено от внутренних несущих конструкций — стен, колонн и т. д. Применение таких перегородок дает возможность при необходимости изменить, например, планировку квартиры в жилом доме, не нарушая капитальных стен, потолков и полов. Различают две группы переставных перегородок: плоскостные и объемные (шкафные).
Плоскостные перегородки делят на переносные и раздвижные. Переносные обычно изготовляют из щитов, которые устанавливают: в паз между направляющими брусками. Их укрепляют на полу и в потолке. По вертикали
304
Рис. 16.2. Переставные плоские перегородки:
а. б — плоскостные щитовая и с навесной мебелью; в. г - створчатые с самостоятельно передвигающимися створками к шарнирно соединенная; д. е - гармон-чатые. мягкая и складчатая, м планочная
щиты объединяют соединением в «поддерева» (рис. 16.2, а). Иногда на щиты навешивают элементы мебели, которые могут быть перевешены практически в любое место перегородки и с любой ее стороны (схема б).
Раздвижные перегородки по схеме работы делят на три типа: гармончатые, планочные и створчатые. Гармончатые представляют собой каркасную конструкцию, где вертикальные стойки закреплены между собой системой пантографов. Конструкцию подвешивают к направляющим, по которым перегородку можно катить на роликах. Мягкие гармончатые перегородки обтягивают эластичной тканью, но чаще применяют имитацию кожи. Жесткие перегородки называют также складчатыми. Плоскости складок крепят к стойкам на шарнирах или с помощью эластичной ткани.
Планочные перегородки собирают из большого числа профилированных реек. Каждая из них с одной стороны имеет полуциркульный паз, а с другой — шип
такого же профиля. Шипы входят в пазы смежных планок и создают плотную стенку. Рейки крепят между собой на тросе или стальной ленте, конец которой закреплен на вертикальной оси барабана. Перегородку собирают, когда наматывают на этот барабан. Его прячут в нише стены или обрамляют пиляст
рой. Жесткость конструкции обеспечивают за счет того, что концы реек запускают в пазы направляющих в потолке и на полу. Часть реек (обычно каждая пятая) являются направляющими. К ним крепят ролики, которые значительно облегчают движение перегородки (схема ж).
Створчатые перегород-
305
Рис. 16.3. Объемные переставные перегородки (шкафные): а — щитовая; 6 — то же, с опорными рейками; в - каркаснорамная
КН СОСТОЯТ ИЗ ШИТОВ. Эти щиты можно передвигать самостоятельно, по одному или соединять между собой на шарнирах. В створчатой шарнирно соединенной перегородке щиты-створки передвигают по верхней и нижней направляющей. Для облегчения движения на щитах установлены роликовые системы. На самостоятельно передвигающихся створках сверху устанавливают по два роликовых механизма. На шарнирно соединенных — крепят по одному. Все створки шарнирной перегородки передвигают синхронно, поэтому длина такой перегородки при ручном открывании ограничена семью створками.
В объемных (шкафных) перегородках совмещают две функции.-разделения пространства и мебели. Такое совмещение обеспечивает зна
чительный экономический эффект. Перегородки состоят из шкафов различного назначения. Шкафы имеют одинаковую глубину — 0,6 м. У части шкафов всю глубину используют с одной стороны, другие делят по глубине на две части. Тогда дверки открывает из двух смежных комнат. В практике применяют два вида шкафных перегородок: щитовые я каркасно-рамные.
Детали щ и т о в ы х перегородок изготовляют из древесно-стружечной или столярной плиты. Узлы крепят металлическими мебельными затяжками. которые устанавливают в соединении конструктивных полок с поперечными щитами (рис. 16.3, а, б). Остальные полки переставные.
Каркасно-рамные перегородки состоят из блоков трех видов: опорных, соединительных, верхних и нижних и набора щитовых элементов заполнения (полки, стенки, дверки и т. д.). Основными эле
ментами являются опорные рамы-блоки. Их устанавливают в распор между полом и потолком. К рамам крепят навесные элементы: поперечные стенки, створчатые и откидные дверки, верхние и нижние полки. Опорные блоки выполняют из брусков, остальные элементы — из древесностружечных плит.
Перегородки-диафрагмы по принципу работы делят на балки и стенки. Диафрагмы-балки являются поэтажными опорами перекрытий. Они работают на изгиб как прогоны высотой, равной высоте этажа, ц передают нагрузки на несущие стены или столбы.
Диафрагмы-стенки передают нагрузки от перекрытий непосредственно на фундаменты. Конструктивные схемы с такими диафрагмами применяют в зданиях с недостаточно прочными стенами, не способными выдерживать дополнительные усилия, возникающие при надстройке или замене перекрытий на более тяжелые.
306
Рнс. 16.4. Сборные панели перегородок-диафрагм: о - глухая: 6 — с приемом
Сборный вариант диафрагм состоит из системы панелей, объединяемых в тонкую стбну путем накладок, привариваемых к металлическим закладным деталям (рис. 16.4). Промышленность выпускает панели высотой до 3,6 м с градацией через 0,15 м. Из них можно монтировать диафрагмы практически любой длины и высоты. Стенки опирают на рандбалку с пазом, куда заводят панели. Боковое крепление диафрагмы выполняют скользящим, препятствующим передаче вертикальных нагрузок стенам.
16.2. Техническая эксплуатация, ремонт и реконструкция перегородок
Процесс технической эксплуатации перегородок направлен на сохранение ими таких эксплуатационных свойств, как прочность и звукоизоляция помещений. Основным дефектом, влияющим на прочность деревянных пе
регородок, является коррозия. Если они -находятся в неблагоприятных тепловлажностных условиях. то систематически увлажняемое дерево загнивает. Такое явление чаще всего наблюдают в перегородках санитарных узлов и кухонь.
В зданиях, подверженных осадке, возникают деформации перегородок независимо от того, из какого материала они сделаны. На их плоскостях появляются трещины, нарушается герметичность узлов примыкания к перекрытиям и стенам. Аналогичные деформации возможны, когда основание перегородок недостаточно жестко или зыбки перекрытия. Трещины и щели могут появляться в перегородках, нагруженных массой вышележащего перекрытия. что имеет /место в старых постройках, где спонтанно изменилась расчетно-конструктивная схема вследствие прогиба балок.
Эксплуатационный дефект перегородок в современных зданиях - это повышенная звукопроводность. Она вызвана плохой разделкой швов примыкания к стенам, потолку или смежному элементу, в результате чего в этих местах возникают сквозные щели. Звукоизоляционную способность перегородок понижают и розетки, выключатели, распредели
тельные коробки электропроводки, скрытые в сквозных нишах без специальной разделки. В результате создаются так называемые «звуковые мостики». При жесткой заделке перегородок между перекрытиями они могут начать «работать» как мембрана, передающая и даже усиливающая звуковые колебания. Передачу звука по перегородкам наблюдают и при их установке на перекрытие без упругих прокладок.
Возможны заводские дефекты в самих деталях — панелях перегородок. Иногда гипсобетон не имеет расчетных звукоизоляционных свойств, его плотность выше нормы или в конструкции есть скрытые раковины.
Проблему звукоизоляции перегородок при выборочном ремонте решают, ликвидируя «звуковые мостики» и тщательно заделывая звукоизоляционным материалом трещины и щелн. Радикальным методом является устройство на относе от перегородки стенки из плит с повышенными звукоизоляционными свойствами.
При выборочном ремонте перегородок разрушенные или гнилые места заменяют. Если дефекты значительны, то в санитарных узлах меняют ограждающие конструкции. Перекрытия усиливают методами, изло-
307
о)
9
0.03*0,05
0,03*0,05
0,1*0,05
Рис. 16.5. Панели и кабины санитарных узлов для ремонта: а — каркасно-обшнвная панель глухая; 6 — деталь стыка двух панелей; в — раздельные кабины -ванной н уборной; г — самонесущая санитарно-кухонная кабнна; д — дымо- н газовентнляинонные блоки
O,offlo,Qf
! 0,1*0,05
женными в гл. 12, а в качестве перегородок используют сборные панели-щиты. Их изготовляют из асбестоцементных листов по деревянному каркасу, монтируют вручную на гвоздях (рис. 16.5, а}.
Описываемую конструкцию применяют и при комплексном капитальном ремонте, когда нельзя использовать башенный кран или санитарные узлы выполняют нетиповыми, например отдельно располагай/?
ванные и уборные. Такая конструкция многодельна, поэтому ее стремятся заменить объемными Элементами максимальной заводской готовности’: В практике ремонтов употребляют не только санн-тарно-техннческне кабины,
308
выпускаемые для нового строительства (см. также 15.3), но и специальные. Они бывают трех видов: из двух раздельных «стаканов» для ванн и уборных, для совмещенного и раздельного узлов (рис. 16.5, в). В последнем уборная отделена от ванны перегородкой.
Кабины первого вида удобны в услових большого разнообразия планировок при модернизации, поскольку они приспособлены к монтажу раздельно, но можно их ставить и спаренно. Кабины устанавливают на железобетонное перекрытие. При большом зазоре между потолком и перекрытием вышележащего этажа устраивают антресоли.
На заводе кабины собирают из отдельных железобетонных панелей толщиной 0,05 м. Учитывая значительные колебания высот этажей в. старых зданиях, панели делают трех видов — высотой около 2,7; 2,9 и 3 м. В тех случаях, когда объемные кабины по каким-либо соображениям монтировать нецелесообразно, их собирают из этих панелей в построечных условиях.
За рубежом, в частности в США, применяют санитарно-кухонные кабины, оснащаемые в заводских условиях всем оборудованием. На рис. 16.5, е показана такая кабина. Она состоит из
Таблица 16.1. Технико-экономические показатели перегородок
Тип перегородок Материал конструкции 1 Показатели. %
стои- мость трудоемкость
Межкомнатные
Панельная Прокатный гипсобетон 100 100
Из штучных Гипсовые плиты 104 120
материалов Кирпич на ребро 119 250
Шлакобетонные плиты 182 290
Межквартирные
Панельная Прокатный гипсобетон 177 200
двойная
Из штучных Гипсовые плиты 200 220
материалов в Кирпич на ребро 165 310
две стенки Шлакобетонные плиты 290 400
каркаса, обшитого щитами с облицовкой пластиком, и приспособлена к монтажу в комплекте с кухонным оборудованием. Функционально кухня является только частью кухни-столовой, поэтому одна из сторон кабины открыта. В интерьере кухня переходит в объем столовой и отделена от нее «заплечиками», роль которых несут стойки каркаса.
Кабина несущая, ее применяют не только при комплексном, но и выборочном ремонте. В последнем случае в перекрытиях и кровле вырезают шахту и кабины монтируют, заводя их через крышу, а стойки каркаса соединяют. Поэтажный болтовой стык размешают в толще перекрытия. Затем заделывают примыкания су
ществующих перекрытий и восстанавливают крышу. Одновременно подключают к сетям инженерное оборудование.
Вентиляционные каналы в стенах старых зданий обычно непригодны для использования после ремонта, поэтому прибегают к установке пристенных железобетонных элементов прямоугольного сечения, показанных на рис. 16.5, д. Отечественная промышленность выпускает газо- и дымовентиляционные элементы с 2... 13 каналами, что позволяет компоновать из них блоки, обеспечивающие вытяжку из необходимого количества помещений.
16.3. Технико-экономические сведения
Затраты на перегородки составляют 5... 8% от
309
сметной стоимости строительства здания и 8... 12% от стоимости его капитального ремонта. Трудоемкость их кладки из штучных материалов
в 1,2... 3 раза выше, чем аналогичный показатель монтажа из панелей (табл. 16.1).
Рис. 17.1. Дереиннные оконные блоки:
и •- i двойными tivpeii.ivTa.Mti (разрез I— I - с обшей коробкой; 2~2 -- с раздельной): б — то же. со спаренными; / - обтай коробка; 2 фрамуга; 3 - форточка: 4 — переплет; 5 подоконная доска; 6 — герметик: 7 - слив из оцинкованной стали; 8 — сливной брусок: 9 горбылек; 10 — спаренный переплет: // — деревянный штапик для прижима секла; 12 — раздельная коробка
Важным элементом фасада являются окна. От их чередования, формы и пропорций зависит архитектурный облик здания. Световую площадь окон назначают, обусловливая необходимой освещенностью помещений. Обычно эту площадь принимают от '/& до 1/в площади пола жилых комнат и от */3 до '/в классов в школах. Размеры дверей устанавливают в зависимости от интенсивности людских потоков, антропологических параметров, габаритов проносимого оборудования и высоты помещений.
17.1. Конструкции окон и дверей
В жилых домах окна и двери обычно делают деревянными. Применяют хвойные и лиственные породы. Двери изготовляют и из листовых материалов, например дрееесно стру же чн ы \ плит. В качестве обшивки используют фанеру и древесноволокнистую плиту.
В общественных зданиях, а иногда и жилых, окна и двери делают металлическими. Упо-
ГЛАВА 17. ОКНА И ДВЕРИ
требляют прокатный алюминий нли сталь специального профиля. Для предохранения от коррозии и придания внешнего вида конструкцию анодируют, покрывая тонким слоем чернения или стойкого к атмосферным воздействиям цветного металла.
Для окон и дверей применяют оконное стекло: обычное листовое, витринное, армированное. солнце- и теплозащитное. теплопоглощающее и профильное.
Отечественная промышленность выпускает листовое стекло толщиной 2...6 мм. Оно обладает высокой светопропуск-ной способностью — 85...90%. что очень важно. Витринное стекло отличается повышенном толщиной— до 12 мм. Такое стекло, как правило, полируют, создавая идеально гладкую поверхность, не искажающую изображение.
Армированное стекло — это листовой материал с закатанной внутрь листа металлической сеткой. Такая сетка уве личивает прочность стекла на изгиб, удерживает осколки от выпадания при разрушении.
Солнце- и теплозащитного эффекта достигают путем аэро зольной обработки поверхности. Подбирая состав и методы покрытия, обеспечивают необходимые свойства стекла, его светонропускную способность в различных зонах спектра. В результате получают листы, способные пропускать
видимые лучи, но задерживать до 60% тепловых. В этих же целях применяют теплозащитное стекло, окрашенное в массе специальными добавками. Такое стекло не искажает изображение. но на 30... 40% уменьшает солнечную радиацию в инфракрасном спектре.
Профильное стекло швеллерного и коробчатого сечения и стеклоблоки применяют для остекления проемов, когда необходим мягкий рассеивающий свет, но нс требуется сквозная видимость. Светопропускная способность такого стекла достигает 60%, а цветного — 40%.
В строительной практике прибегают к остеклению проемов стеклопакетами. Одна из разновидностей такого материала — это листы, соединенные по периметру, с замкнутой воздушной прослойкой между ними, заполненной воздухом. Другой вид стеклопакетов, стевит. также состоит из герметически соединенных по периметру листов. между которыми укладывают стеклоткань. Это изделие применяют в помещениях, где необходим рассеянный мягкий свет и уменьшенная солнечная радиация, но не н\жна сквозная просматриваемость.
Листовое стекло толщиной 10...12мм применяют и для дверных полотен. Такое утолщенное стекло подвергают закалке путем термической обработки после того, как отделают кромки, сделают вырезы и от-
310
311
верстня для крепления приборов. Оконные и дверные приборы представляют собой крепежные детали. К ним относят навесы и ручки, шпингалеты и форточные завертки, остановы, замки и магнитные держатели. Навесы и ручки изготовляют для правого и левого открывания створок.
Заполнения оконных и дверных проемов состоят из коробки и переплета или полотна. Коробки, которые наглухо устанавливают в стены или перегородки, делают со специальными четвертями — упорами, куда входят открывающиеся элементы.
Оконные проемы заполняют блоками заводского изготовления. Их коробку закрепляют в стене на ершах, укрепляемых в закладные детали.
Деревянные блоки конструктивно решают, как показано на рис. 17.1. Коробки делают из толстой доски или бруска, а переплеты собирают из обвязки и горбыльков. До середины нашего века, когда промышленность не выпускала стекол больших размеров, к горбылькам прибегали практически всегда (рис. 17.1, а). Ими создавали рисунок окна, иногда удивительный по красоте. В современной практике горбыльки, разделяющие стекло переплета на части, не ставят, а для остекления применяют листы «на переплет» высотой до 1,5 м. Фор
точки отделяют от створок.
Оконные блоки бывают одинарного, двойного и тройного остекления. Употребляют раздельные и сдвоенные переплеты. Как правило, их делают с открыванием внутрь помещения, что более безопасно в эксплуатации, чем открывание одного наружу.
Раздельные переплеты ставят на расстоянии 0,12...0,15 м с воздушной прослойкой между ними. Такая прослойка является надежной теплоизоляцией, если притворы достаточно герметичны и не продуваемы. В спаренных переплетах, которые объединяют винтами, устраивают герметизирующую прокладку. Внутренний переплет навешивают на коробку, а наружный — на обвязку первого. Такая навеска позволяет при необходимости разъединить переплеты.
Коробки вставляют в четверть оконного проема. В целях предотвращения от загнивания дерево покрывают снаружи слоем гидроизоляции. Зазор между коробкой и стеной зачеканивают герметизирующим материалом, например паклей, смоченной в цементном молоке. В панельных стенах коробки устанавливают на заводе, герметизируя соединение при изготовлении панели.
Металлические блоки
Рис. 17.2. Металлические (алюминиевые) оконные блоки: а — одинарный с остеклением стеклопакетами; б — двойной с остеклением листовым стеклом; / — поропласт; 2 — стальной с-образный профиль коробки; 3 -уплотнительные резиновые прокладки; 4 — алюминиевые профили; 5 — стеклопакет; 6 — прокладка нз прочного и обладающего малой теплопроводностью материала «Агвт>; 7 — термовкладыши; 8 — отверстия для стрка воды; 9 -- слив нз алюминиевого профиля; 10 — листовое стекло; И — алюминиевый профиль стеновой панели
используют не только в оконных проемах, но и для остекления витрин магазинов. Эти блоки сваривают из проката специального профиля, обычно алюминиевого, изготовляемого методом прессования (рис. 17.2). Во всех притворах прокладывают профили из атмосферостойкой резины, предохраняющие от продувания. Поскольку металл обладает большой теплопроводностью, переплеты утепляют термовкладышами.
В описываемых окнах применяют два вида остекления: стеклопакетами и обычным листовым стеклом. В первом случае прибегают к спаренному переплету (схеца а), а во втором — раздельным (схема б).
В деревометаллических блоках термовкладыши не ставят. Их роль выполняют внутренние деревянные переплеты. Существует два вида конструктивного решения таких блоков. В первом, показанном на рис.
312
12—205
313
2-2
Рис. 17.3. Деревометаллические оконные блоки:
а — с наружными алюминиевыми переплетами; б — с алюминиевой облицовкой; / — профиль стеновой панели; 2 — деталь крепления коробки блока к панели; 3 --петля навески переплета; 4 — стальная пружина; 5 — нательник; 6 — петля, объединяющая переплеты; 7 — алюминиевый профиль наружного переплета; 8 — стекло; 9 — штапнк; IQ — уплотнительные прокладки; // — слив из алюминиевого профиля; 12 — деталь фиксации блока; 13 — тиоколовая лента; 14 — деревянная коробка; 15 — защитно-облицовочные алюминиевые профили
314
17.3, а, наружный переплет металлический, а внутренний — деревянный. Во втором металл играет роль облицовки, которую крепят к спаренному переплету и коробке, как изображено на рис. 17.3, б.
Для дверных проемов применяют блоки, изготовленные на заводе. Эти блоки, одно- и двухпольные, состоят из коробки и дверных полотен.
Полотна деревянных дверей изготовляют филенчатыми и щитовыми Филенки первых вставляют в пазы или четверти обвязки из брусков. Обвязку делают не только по периметру, но врезают промежуточные бруски, называемые средниками. В наружных дверях филенки утепляют, выполняя двухслойными. вставляя внутрь утеплитель (рис. 17.4, разрез /—/).
Щитовые двери изготовляют из деревоплиты, обклеенной фанерой, или щитов с обвязкой из брусков и облицовкой из древесно волокнистых плит. Легкие двери делают из древесно-стружечных плит. Полотна красят, облицовывают шпоном ценных пород, рулонным или листовым пластиком.
. Ё общественных зданиях применяют стеклянные двери двух конструкций. Одна имеет металлическую обвязку по периметру. Другая обвязки
не имеет. В ней полотном служит закаленное стекло толщиной 8... 12 мм. На этом стекле на винтах устанавливают плинты с поворотными устройствами.
Дверные коробки крепят. в стенах и перегородках аналогично оконнным. Особое внимание уделяют надежности крепления, поскольку постоянно открываемые и закрываемые двери могут расшатать плохо укрепленную коробку. Крепления ставят не менее чем два по каждой вертикали.
17.2. Техническая эксплуатация, ремонт и смена заполнений
Эксплуатируя окна и наружные двери, перед подготовкой здания к зимнему сезону осматривают эти конструкции. Проверяют плотность притворов, сохранность остекления и исправность закрывающих устройств, выявляют дефекты, связанные с коррозией материалов и нарушением герметичности.
Первый вид дефектов в окнах — это загнивание коробки, подоконных досок, брусков обвязки переплетов, разложение под действием влаги клея в шипах на углах и, как следствие, перекос переплетов. Плохо окрашенные, с отвалившейся замазкой стекол, переплеты сначала набухают, а по
том и загнивают. Еще одной причиной гниения является разрушение или отсутствие сливов.
Щели в притворах появляются при усыхании и короблении переплетов, изготовленных из сырой древесины. В панельных домах возможны протечки через оконные проемы, связанные с некачественно выполненной сливной доской или ее отсутствием на наружных переплетах, засорением капельника в четверти (рис. 17.5). Причиной протечки может быть неправильное примыкание подоконного слива нз кровельной стали или негерметичность заделки пазухи между коробкой и четвертью стеновой панели.
Дефекты дверей — это недостаточное крепление коробок к стенам и особенно перегородкам. В результате этого коробки расшатываются, перекашиваются и даже выпадают, Неплотный притвор в наружных дверях приводит к образованию наледи зимой, набуханию полотен и коробки, преждевременному износу конструкций.
Окна и двери с незначительными дефектами ремонтируют, заменяя поврежденные части. Вместо загнивших элементов ставят новые или врезают вставки. Так наружную доску коробок заменяют без их выемки из стены. Новый элемент
12*
315
Рис. 17.4. Деревянные, металлические и стеклянные дверные заполнения:
а — с филенчатыми дверными полотнами (/ — / наружные; 2—2 — внутренние): б — с наружной щитовой дверью; в —
то же. внутренней; г — с обвизной из прессованного алюминиевого профиля; д — нз закаленного стекла; / — коробка; 2 навес; 3 — обвязка; 4 — раскладка; 5 — филенка; 6 - утеплитель; 7 — деревоплита; 5 — фанера или ДВП; 9 — стекло; /О —
планкн; II — резиновый герметик; 12 - скоба для крепления коробки; 13 — шарикоподшипник двуридный; 14 — щека верхняя; /5 - закаленное стекло; 16 — щека нижняя; 17 — пята вращения
0,095
316
Рис. 17.5. Дефекты оконных заполнений:
/ — засорена или закрыта прорезь для отвода воды; 2 — капельник -оглив установлен непер но. вода попадает на коробку; 3 — стальной слив не заведен в пах коробки; 4 - нарушена заделка примыкавни коробки к стене
врезают вполдерева. Его а нт и септи ру ют и защищают гидроизоляционным слоем. При смене коробок в стены закладывают антисептирован-ные пробки, в которые забивают крепежные ерши. Зазоры между кладкой и коробками проконопачивают тепло- и звукоизоляционными материалами.
Ремонт деревянных подоконников заключается' в заделке щелей рейками, а при сильном повреждении досок или загнивании — в их смене. Предварительно ликвидируют протечки и расчищают места установки.
Ремонт переплетов делят на малый и большой. Во время малого заделывают щели в притворах, для скрепления углов устанавливают на шурупах металлические угольники. Если створки не входят в четверти, то их пристрагивают, в местах больших зазоров набивают рейки на водостойком клею. Меняют дефектные приборы.
В окнах со спаренными стеклами, имеющих показанные на рис. 17.5 дефекты, на переплеты
устанавливают сливную рейку, в коробке прорезают или расчищают бороздки для ' удаления конденсата. Вокруг нее заделывают пазухи, а подоконные стальные сливы предохраняют от попадания воды под них (рис. 17.6).
При большом ремонте створки разбирают, выбивая нагели в углах. При последующей сборке заменяют сработанные элементы, если нужно, то врезают форточки, устанавливая дополнительные горбыльки. В тех случаях, когда дефекты настолько значительны, что такой ремонт неце
лесообразен, прибегают к смене оконных заполнений. Для этого производственные предприятия ремонтных организаций по заказам ремонтно-строительных управлений изготовляют блоки. В Ле-ниграде, например, выпускают оконные заполнения десяти рисунков и 33 типоразмеров.
Во время малого ремонта дверей пристрагивают полотна, меняют приборы, заделывают щели в филенках, укрепляют или меняют наличники. К большому ремонту относят работы, при которых необходимо снимать дверные полотна с
317
Рнс. 17.6. Устранение дефектов в оконных заполнениях:
I — слив заведен в паз коробки; 2 — отлив заменен новым, уширенным; 3 — шов расчищен, проконопачен и заделан тноколовым герметиком
различной конструкции выражается данными, приведенными в табл. 17.1.
Окна со спаренными переплетами стоят на 20% дешевле, чем раздельные. Вставка третьего стекла удорожает их почти на 30%, но к этой мере прибегают, когда хотят уменьшить дискомфорт от городского шума в квартирах с окнами на магистраль. Если же учесть расход энергии на отопление, то тройные переплеты по приведенным затратам оказываются почти равноценными двойным спарен-
навесов. Тогда двери перебирают, меняют детали обвязки, ремонтируют филенки. Если они настолько рассохлись, что выпадают из пазов, то полотна покрывают ли: стовыми материалами с двух сторон. Наружные двери обивают рейками. При замене дверных заполнений используют блоки заводского изготовления. Их выпускают нескольких типов, различающихся размером и количеством полотен, например одно- или двухстворчатые с одинако-
Таблица 17J. Экономические показатели оконных заполнений
Характеристика конструкции переплетов Затраты. %
единовременные приведенные
Раздельные двойные переплеты 100 100
То же. спаренные 80 93
То же, с тройным остеклением 108 92
выми или разными по ширине полотнами.
17.3. Технико-экономические сведения
Соотношение стоимости оконных заполнений
ным. Поэтому их рекомендуют к примененное в северных районах страны, поскольку с их помощью можно обеспечить экономию дефицитного топлива.
318
ГЛАВА 16. ПОЛЫ
Полы — это конструкции. состоящие из подстилающего слоя и покрытия. Подстилающим слоем называют жесткие основания. Покрытия являются не только декоративным слоем, но работающим на истирание при ходьбе и несущим функции теплозащиты.
16.1. Конструкции полов
Материалы для полов делят на рулонные, штучные и составы для бесшовных покрытий.
Рулонные материалы условно называют линолеумами. Их выпускают гладкими и ворсовыми. Гладкие представляют собой слой затвердевшей мастичной массы толщиной от 1.5 до 4 мм. Гладкий безос-нбвный линолеум делают только из одной мастики. Оснбв-ный — это слой мастики, нанесенный на тканевый остов — основу. За ее счет толщина основного линолеума достигает 5 мм.
Безоснбвные и оснбвные линолеумы на тканевой основе являются холодными или полу-холодными. так как обладают высоким коэффициентом теплопередачи. В жилых комнатах такие линолеумы приходится укладывать на «теплые» основания. Взамен этого часто применяют гладкие линолеумы на утепленной подоснове (войлочной, губчатой н т. д.) нлн ворсовые лииолеумы-ковры. Поскольку эти линолеумы обладают низким коэффициентом теплопередачи, их укладывают без специального «теплого» основания.
. Д1тучиые материалы наиболее разнообразны. К ним относят 'половой брус, паркет и паркетную рейку, плиты из природного или искусственного камня, керамические нлн пластмассовые плитки.
Половой брус представляет
собой остроганные сверху доски хвойных пород. Их нарезают шириной от 80 до 120 мм и толщиной 22 нлн 37 мм. Боковые плоскости шпунтуют, выбирая с одной стороны паз. а с другой гребень. Во избежание появления в полу больших щелей древесину высушивают до влажности не более 10%.
Паркет — это короткие деревянные бруски, называемые клепкой. Ее изготовляют из дерева твердых пород: дуба, бука, ясеня и т. д. Толщина клепки 18...25 мм, а ширина 30...60 мм, влажность ~ не более 10%. В зависимости от вида обработки различают три вида клепок. Боковые кромки - шпунтуют, если клепка предназначена для настилки по деревянному основанию. Тогда выбирают по периметру пазы или делают с двух прилегающих сторон гребень, а с двух других паз. При сплачивании пола в пазы смежных клепок первого типа вставляют короткие рейки-нагели, а клепки второго типа сплачивают, заводя шпунт одной в паз другой. Клепки, укладываемые на мастик?. с обратной стороны делают с фальцем в виде ласточкина хвоста. Фальцы выбирают для лучшего сцепления с мастикой.
Паркетную рейку индустриально изготовляют двухслойной. Это сосновая доска толщиной 19 мм и шириной 150 мм. На нее перпендикулярно волокну планок наклеивают тонкие 6 мм клепки из твердых пород. Боковые стороны реек шпунтуют как половой брус.
Плиты нз природного камня изготовляют шлифованными нлн полированными. Для полов применяют мрамор и граниты. Полы нз этих плит выполняют обычно в общественных зданиях в декоративных целях, поэтому размер плит назначают архитектурным проектом.
Керамические плитки выпускают квадратными, пяти-, шести- и восьмигранными.
Размер стороны плиток колеблется от 50 до 170 мм. а толщина от 10 до 17 мм. Ковровые керамические плитки изготовляют квадратными с размерами сторон от 25 до 40 мм. Пластмассовые плитки выпускают на основе тех же полимеров, что и линолеумы. Плитки нарезают любой формы и размером сторон от 250 до 600 мм.
Для бесшовных наливных полов применяют цементные, мозаичные и ксилолитовые растворы, лоливинилацетатиые мастики, полнмерцементные и пластбетонные составы, а также асфальтобетон. Растворы для мозаичных полов составляют из декоративного цемента, мраморной крошки и сухих пигментов. Мраморная крошка в растворе заменяет песок. Ее дробят до крупности зерен 2...12 мм.
Растворы для ксилолитовых полов получают путем затворения сухой смеси раствором хлористого магния. Сухие смеси готовит из магнезита, опилок и мелкого песка или талька. В верхних покрытиях полов с интенсивным движением людей применяют смеси состава 1:1:0.5 (по объему— магнезит: опнлки:песок), а для теплых эластичных покровов — состава 1:2 (магнезнт.опилки). В смеси нижних слоев теплых полов объем опилок возрастает до соотношения 1:4.
Поливинилацетатные мастики готовят на основе одноименной эмульсии. Ее разбавляют водой и перемешивают с сухой смесью из кварцевой муки и пигмента. Для уменьшения водопроводности в эмульсию добавляют дисперсии других смол, например моче-внноформа л ьдегн дно-фурфурольную смолу.
Полнмерцементные составы изготовляют на основе полнвн-нилацетатного вяжущего и цемента. Их смешивают с песком, кварцевой мукой и пигментом. Такие составы готовят двух видов: мастичными
319
и полимербетон ними. Первые, как и поливинилацетатные, применяют для тонкого покрытия в виде бесшовного линолеума. а вторые — для сравнительно толстых пластполов.
Пластобетонныс составы приготавливают на основе полимерных вяжущих нескольких видов. Применяют фенольные, полиэфирные и фурфуролсодержащие соли. Вяжущие смешивают с кварцевой мукой, щебнем и пигментом.
В помещениях гражданских зданий Делают полы с различными покрытиями. В жилых комнатах настилают паркет и паркетную рейку, половой брус и линолеум. В подсобных помещениях — коридорах и кухнях паркет применяют реже. Его заменяют линолеумом или брусом. В санитарных узлах укладывают керамическую плитку. В зданиях 30-х годов вместо нее часто делали бесшовные полы из мозаичных и ксилолитовых растворов.
Наиболее разнообразны покрытия полов в общественных зданиях. В их парадных помещениях применяют плиты из природного камня, различного вида бесшовные полы, паркет и линолеум. Выбор материала зависит от архитектурного решения интерьера.
В служебных помещениях гражданских зданий применяют полы, не обладающие высокими эстетическими свойствами, например цементные, асфальтовые или ас
120
фальтобетонные. Последние химически стойки и пригодны для хлоратор-ных в бассейнах, фотолабораторий в клубах и т. и. помещений.
Дощатые полы делают одно- и двухслойными. В первом случае половые бруски толщиной 35... 37 мм настилают непосредственно по лагам, укладываемым с шагом 0,5...0,7 м (рис. 18.1, а). В некоторых случаях под эти лаги прокладывают амортизаторы, препятствующие передаче ударного шума через пере-кр ытие.
Пол сплачивают, заводя гребень в паз смежного бруска и прибивая его к лагам. Собранные полы остругивают, поверхность проолифливают, местами шпаклюют и окрашивают. Иногда после острожки ее шлифуют и покрывают лаком.
В двухслойных полах по лагам-настилают черный пол из необрезного теса. Доски этого слоя располагают под углом 45° к лагам. Бруски чистого пола толщиной 22 мм обычно укладывают перпендикулярно наружной стене и лагам. В результате получается перекрестная конструкция, обладающая повышенной жесткостью.
Паркетные полы укладывают на сплошное основание, собирают рисунок «в елочку», «вразбежку» или «в корзи
ночку». Клепки крепят между собой на жесткую и гибкую рейку. Жесткое крепление возможно, когда клепка имеет гребень и шпунт. Тогда гребень заводят в шпунт, прижимают клепку и подтягивают ее к соседней гвоздем, забиваемым под углом 45°.
Крепление на гибкую рейку применяют при клепке с пазами по периметру. В них заводят коротыши реек, которые являются вкладышами-шипами.
На гвоздях собирают полы по гвоздимому основанию. Во избежание скрипучести при ходьбе по нему укладывают картон. На негвоздимое основание клепки наклеивают на* мастике (рис. 18.1, ж, з). После укладки паркет острагивают, шлифуют и натирают воском или покрывают лаком.
Пдлы нз паркетнш! рейки стелят так же, как дощатые, но лаги ставят чаще: через 0,3...0,4 м. Ими обычно служат ан-тисептированные бруски сечением 25...50 мм, заделываемые в слой подготовки под полы.
Полы из плиток укладывают по готовому основанию или собирают одновременно с устройством подстилающего слоя. К готовому основанию плитки приклеивают, набирая из них намеченный проектом рисунок. Применяют не только масри-
Рис. 18.1. Конструкции полон: а. б — дощатых однослойных из полового бруса 0.037 м н двуслойных нз полового бруса 0,022 м; в—д — паркетных по гвоздимому основанию, уложенных на жесткую н гибкую рейку; ж--з — то же, уложенных на мастнку, клепка с косой кромкой и с фальцем; и — из полового бруса; к. л — детали плинтуса.
в котором совмещена подводка слабых токов н вентиляция подпольного пространства, с деревянной и пластмассовой накладками; / — плинтус; 2 — вентиляционная решетка; 3 - половой брус толщиной 37 мм; 4 - лаги по балкам перекрытия; 5 — половой брус 22 мм. 6 - черный иол нз необрезных досок; 7 — картон, предохраняющий от скрнпа полов;
8 - паркет; 9 — шпонка; Ю — негвозднмое основание пола (цементная стяжка); П — мастика: 12 - паркетная рейка; /3 — лаги, отопленные в основание; 14 — полый короб; /5 деталь, заделываемая в стену; /6 — плинтус-накладка, 17 - вентиляционные щелн; 18 шурупы-саморезы
•I ки, но и специальные клеи, обычно на основе полимеров.
:,Одновременно с осно
ванием полы настилают, сначала укладывая и выравнивая раствор. Потом в него втапливают плит
ки, а швы между ними разделывают (см. рис. 12.11,6; 12.23, д; 12.24 и др.).
321
Рулонные полы настилают двумя методами: насухо и с приклейкой мастикой. Насухо укладывают различные виды теплых линолеумов. Из них изготовляют ковры размером на комнату. При этом обычно применяют сварку швов между полотнищами. Такие ковры расстилают в помещении и зажимают плинтусами, а стыки у дверных проемов сваривают.
Приклеиваемые к основанию рулонные полы обычно собирают из полотнищ. Швы между ними тщательно прирезают и заклеивают, а иногда и сваривают на месте, после укладки.
Бесшовные полы по толщине слоя делят на пластовые и пленочные. К первой группе относят цементные, мозаичные, ксилолитовые, по-лимербетонные и пласт-бетонные полы. Пластпо-лы состоят из двух слоев: подстилающего и декоративного. Верхний слой цементного пола отделывают железнением, т. е. посыпая цементом и затирая его. Растворы отделочного слоя мозаичных, ксилолитовых и полимербетонных полов делают декоративными, добавляя красители и специальные заполнители. После твердения поверхности шлифуют.
Ксилолитовые полы после полного схватывания пропитывают водо
изолирующими составами. Поверхности ксилолитовых и полимербетонных полов натирают парафиновосковыми мастиками или покрывают водоустойчивыми бесцветными лаками. Мозаичные полы полируют.
Пленочные полы тонкослойны, но тоже состоят из двух слоев нанесенной на основание полимерце-ментной или поливинил-ацетатной мастики. Для улучшения сцепления пленки основание предварительно грунтуют, а для получения гладкой поверхности и шпаклюют. После завершения процесса твердения пленку покрывают лаком. Лакировка не только улучшает внешний вид, но и увеличивает водостойкость.
18.2. Техническая эксплуатация полов
Эксплуатация полов связана с предупреждением дефектов и -устранением в тех местах, где они появились. Дефекты обычно бывают вызваны низким качеством работ и неудовлетворительной эксплуатацией здания. Так, использование полового бруса или паркета повышенной влажности вызывает появление щелей и коробление покрытия. Сырость, попадающая в конструкцию перекрытия при частом мытье таких полов и протечках
санитарио-техническй*х систем, может привести не только к короблению, но и выпаданию паркетных клепок и даже загниванию древесины. Линолеумные полы так же плохо переносят влагу. Покрытие вздувается, отслаиваясь от основания. Отслаивание клепок и плиток происходит в тех случаях, когда они уложены на недостаточно жесткий подстилающий слой. Причиной отслоения от основания может-быть применение растворов и мастик, не отвечающих техническим условиям. Наклеенные полы из штучных и рулонных материалов, а также монолитные, особенно пленочные, отслаиваются, если уложены на недостаточно очищенное основание.
Полы с любым покрытием наиболее изнашиваются в местах интенсивного движения, где истирающие нагрузки особенно велики. Если тонкослойные покрытия наклеены на неровную поверхность, то они быстро изнашиваются на выступающих бугорках. Наиболее слабые места линолеумов — это стыки. Если они плохо выполнены, то ковер начинает разрушаться именно здесь. J
Покрытия полов чувствительны к ударным воздействиям. Местные разрушения полов из естественных и искусствен
322
ных плит, мозаичных, .цементных, и бетонных составов могут быть повреждены при ударе. Однако монолитные полы быстро разрушаются и тогда, когда они выполнены из неверно подобранных составов.
В дощатых полах щели устраняют, перебирая и сплачивая половые бруски, но не загоняя рейки. Загнившие элементы меняют. Если гниль поразила большие участки или пол ветхий, то его меняют полностью.
Паркетные полы ремонтируют, заменяя отдельные клепки. Зыбкое основание предварительно усиливают. В тех случаях, когда основание нежесткое по всей площади или имеет место большой износ клепок, пол перестилают. На мягкое основание, в которое клепки утапливаются под местной нагрузкой, например асфальтобетонное, наклеивают подстилающий слой из древесно-волокнистых плит. Аналогичное решение принимают, если звукоизоляция перекрытия недостаточна.
Полы из плитки восстанавливают, предварительно удаляя разрушавшиеся участки, а если покрытие уложено одновременно с основанием, то сбивая раствор под ними. Оголенную поверхность очищают, после чего на растворе
или -клею устанавливают новые плитки.
Линолеумные полы, поврежденные во время эксплуатации, ремонтируют, вырезая разрушенные места. Неровности на поверхности' основания под ними выравнивают/ нежесткие участки укрепляют. Если разрушение покрытия незначительно, то врезают латки на клею, тщательно подбирая их по цвету и фактуре, если же разрушению подвержены боль-, шие площади, то меняют полотнище или ковер во всем помещении.
Монолитные полы ремонтируют, заделывая трещины на всю толщину слоя. Предварительно их расшивают, пробивая глубокие борозды с вертикальными стенками. При большом количестве трещин полы перестилают, исправляя и укрепляя основание. Аналогично поступают, когда заменяют разрушенные или вспученные участки. Их вырубают вертикальным швом, расчищают и насекают основание. Заменяемому участку придают правильную форму, увязывая с рисунком пола. Укладываемый состав подбирают по цвету и фактуре, чтобы он не отличался от основного покрытия. После твердения состав шлифуют и обрабатывают, одновременно обновляют всю поверхность.
18.3. Технико-экономические сведения
Эффективность покрытий полов той или иной конструкции определяют такими показателями, как единовременные затраты, эксплуатационные свойства и технологичность устройства.
Наиболее дорогими являются полы из естественного камня. Их стоимость достигает 100 руб. за 1 м2, но они долговечны и красивы, поэтому гранит и мрамор применяют только в парадных помещениях преимущественно общественных зданий. В квартирах жилых домов самых высоких единовременных затрат требуют паркетные полы. Применение паркетной рейки и тем более полового бруса значительно сокращает затраты на устройство полов. Самые дешевые — это линолеумные полы. Стоимость их настилки в 2...3 раза меньше, чем паркетных. Однако срок их службы значительно меньше, чем других, применяемых в капитальных зданиях. * Эксплуатационные качества покрытий полов складываются из гигиеничности и долговечности. Гигиенические качества на современном этапе внедрения в быт пылесосов и полотеров не играют такой роли, как Это имело место 20... 30 лет назад. Долговеч
323
ность полов зависит от прочности, химической и биологической стойкости материала. Долговечность можно увеличить правильной эксплуатацией, например предохранять от поражения дерева грибком, хорошо вентилируя подполье, или покрывать паркет лаком и мастикой, но нс мыть водой, при мытье линолеума нс применять горячие содосодержащис растворы, так как они делают материал хрупким.
Долговечность полов
предопределяет расходы на эксплуатацию и ремонт конструкций. Чем менее долговечен материал, тем меньше межремонтные сроки. Оптимальными признают такие сроки, которые совпадают со сроками службы перекрытий в целом. Это сокращает эксплуатационные расходы.
Технологичность покрытия — это комплексное понятие, охватывающее трудоемкость устройства и возможность механизации работ. С этих прзиций наиболее
эффективными представляются линолеумные и монолитные полы из полимеров, позволяющие комплексно механизировать процесс и до предела сократить ручной труд. Небольшая поли-мерность монолитных полов сокращает их стоимость, а высокая износоустойчивость пласт-бетонов, полимербетонов и полимерных пленок является гарантией их долговечности при правильной эксплуатации.
ГЛАВА 19. ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЗДАНИЙ И ЕГО ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
К инженерному оборудованию причисляют системы санитарно-технического обеспечения, электроснабжения, слабых токов и лифтовое хозяйство дома. Санитарно-технические системы — это канализация, холодное и горячее водоснабжение, отопление и вентиляция, газоснабжение и мусоропроводы, слабые токи — радиотрансляция, телефонные вводы и разводка телевизионных антенн.
19.1. Основы устройства санмтарно-технмческнх систем
Системы санитарио-техниче-ского оборудования выполняют нз труб, фитингов и приборов. Для водопровода, отопления и газоснабжения применяют
стальные трубы, сварные и цельнотянутые. Сварные имеют продольный шов по всей длине, а цельнотянутые его не имеют и рассчитаны на большое давление, поэтому внутренние си. стомы гражданских здании редко выполняют из цельнотянутых труб. Промышленность выпускает трубы без защитного покрытия и оцинкованные снаружи и внутри, что предохраняет металл от коррозии, а воду — от загрязнения ржавчиной.
Трубы поставляют потребителю с фитингами -- соединительными фасонными деталями, устанавливаемыми при монтаже на стыках, поворотах и ответвлениях трубопроводов. Эти фнтинги изготовляют из ковкого чугуна или стали и соединяют с трубами на резьбе.
Для канализации и подземной разводки водопровода применяют чугунные раструбные трубы с фитингами из этого же материала. По мере развитии промышленности полимеров в саннтарно-технических системах сталь и чугун все
чаше заменяют изделиями из пластических масс — поливинилхлорида и полиэтилена.
Санитарно-технической арматурой называют запорные, контрольные, регулировочные, предохранительные и разборные устройства, устанавливаемые на сетях. К запорным относят задвижки и вентили, врезаемые для выключения отдельных участков системы. Для контроля расхода воды, газа, а иногда и теплоносителе используют контролирующее устройства, например водомеры и газовые счетчики.
Регулирующая аппаратура предназначена для понижения давления и поддержания его заданных границах. Это так называемые клапаны, редукционные и обратные, срабатыдаг ющие автоматически цри критическом повышении напо; ра. К описываемой группе ЗД,-паратов относят и специаль-ные краны, устанавливаемы^ на разводке отопительных Систем для регулирования отдачи тепла в помещения и поддержания в них необходимого
324
теплового режима, а также сосуды, предназначенные для размещения избытка воды, возникающего в результате увеличения ее объема при нагревании.
Разборные устройства -это различные виды водоразборных кранов и смесителей, устанавливаемых в местах потребления. Этой арматурой оборудуют санитарно-технические приборы — умывальники, кухонные раковины и мойки, ванные и душевые поддоны, биде и унитазы, устанавливаемые на системах водопровода и канализации. Разборными устройствами на системе газоснабжения являются кухонные плиты и газовые водонагревательные колонки, отопительные печн и водонагреватели местного водяного отопления. К нагревателям систем центрального отопления относят гладкие и ребристые регистры, чугунные и стальные радиаторы, конвекторы и панели лучистого отопления.
Стояки мусоропроводов выполняют из асбестоцементных труб больших диаметров — 0.4...0.5 м. Для вентиляции используют трубы и короба из стального кровельного листа, асбестоцементные короба и плоские плиты из гипсо- и шлакобетона.
Трубопроводы изолируют, применяя теплоизоляционные маты, мастики и жесткие детали — сегменты и скорлупы. Маты изготовляют из проклеенной порошкообразной массы, но чаще — из волокнистых материалов, прошитых стеклонитью и проволокой. Этими матами оборачивают трубы. Рыхлые материалы выпускают как компоненты теплоизоляционных растворов и бетонов. Гранулы заменяют щебень, масса мелкого помола — песок, а" волокнистые играют роль ддбавок. Скорлупы имеют полуциркульную форму, полный периметр трубы изолируют двумя скорлупами. Сегменты представляют собой часть окружности, поэтому по периметру трубы устанавливают несколько сегментов.
Системы внутренней канализации предназначены для приема сточных вод и их удаления в наружную сеть. Системы состоят из выпусков, стояков, вытяжных и отводных трубопроводов.
Стояки размещают в санитарных узлах поблизости от унитазов. Эти стояки устанавливают вертикально на всю высоту здания и внизу врезают в выпуски, через которые сточная жидкость стекает за пределы здания в колодцы наружной сети.
В зависимости от количества труб в стояке различают однотрубные и двухтрубные системы. Первые применяют в невысоких зданиях. Для отвода газов, скапливающихся в таких системах, стояк наращивают, выводя вентиляционную трубу выше конька крыши (рис. 19.1).
Отводными трубами соединяют приборы со стояком. Для того чтобы обеспечить движение жидкости, эти трубы прокладывают с уклоном в сторону слива. На отводах под приборами устанавливают гидравлический затвор-сифон, препятствующий попаданию газов из труб в помещение.
Системами холодного водоснабжения гражданские здания оборудуют для хозяйственных нужд и в противопожарных целях. Обычно эти
системы объединяют.
Принципиальное решение системы внутреннего водопровода зависит от напора в наружной сети. Если этого напора достаточно для подачи воды к самым высоким водо-разборам здания, то применяют водопровод без повысительных установок. Системы с такими установками необходимы, когда напор во внешней сети недостаточен. В системы врезают насосы и, как правило, распределительные баки, где хранят резерв воды.
Водопроводные системы делают с нижней и верхней разводкой. Нижнюю разводную магистраль прокладывают под потолком подвала или в специальных каналах в полу первого этажа. Магистрали верхней разводки тянут на чердаке или по помещениям технического верхнего этажа. При этом предусматривают тупиковые или кольцевые системы. В отличие от первых второй магистральный трубопровод закольцовывают, что позволяет подавать воду с другой стороны, если часть магистрали вышла из строя. На рис. 19.2 приведены- две схемы устройства водопровода, но разновидностей значительно больше, поскольку, например, системы с повысительной установкой иногда целесообразно выполнять с нижней
325
Рис. 19.1. Схема однотрубной канализационной системы:
<1 — система в сбире; б — деталь стояка и разводки к кухонной мойке; / — стояк; 2 - вентиляционная вытяжная труба; 3 — дефлектор-флюгарка; 4 — отводной трубопровод; 5 — колодец дворовой сети; 6 то же. го
родской; 7 -- выпуск; 8 — ванная; 9 — умывальник; 10 — унитаз с ннжннм бачком; // - - кухонная мойка; 12 — кран-смеситель; 13 — пластмассовый сифон; 14 -отвод из труб ПХВ; 15 — отвод-колено; !6 — ревизия на отводе; /7 — то же. на стояке
326
Рис. 19.2. Примеры схем водопроводных систем:
а — с кольцевой нижней разводкой, применяемой при достаточном напоре в городской сети; б — с тупиковой разводкой, используемой при недостаточном напоре; / — ввод в здание: 2 — запорные краны; 3 — водомер: 4 — спускной кран; 5 — кольцевой магистральный трубопровод нижней разводки; 6 -- распределительные стояки; 7 — подводные трубопроводы к водозаборам; 8 — насос; 9 — обратный клапан: Ю — распределительный бак: // — поплавковый клапан; 12 — магистральный трубопровод верхней разводки
Рис. 19.3. Системы горячего водоснабжения:
о секционный водонагреватель; б - система с нижней разводкой без циркуляционной линии; в — то же, с верхней и циркуляционной линией; / — вход подогреваемой воды; 2 — то же, выход; 3 — вход горячей воды от ТЭЦ; 4 — то же. выход; 5 — магистральный трубопровод нижней разводки; 6 — то же. распределительный; 7 — подводные трубопроводы к кранам-во-доразборам; 8 магистральный трубопровод верхней разводки; 9 — обратный трубопровод: Ю — насос: И - водолодогреватель (см. о)
разводкой и, наоборот, без таковой — с верхней, или не закольцовывать.
Горячее водоснабжение разделяют на систе-ьГы с местным подогревом воды (топочными газами, электричеством нли природным газом) и централизованным, с использованием тепла централизованных котельных
или теплоэлектростанций (ТЭЦ).
В практике применяют тупиковые и циркуляционные схемы центрального водоснабжения. Тупиковые устраивают в зданиях с постоянным в течение суток расходом воды н системах с короткой разводкой к кранам, поскольку застаи
вающаяся без потребления вода быстро остывает (рис. 19.3,6). Схемы с циркуляционными линиями используют в многоэтажных зданиях с системами большой протяженности. Чтобы вода не остывала, обеспечивают ее постоянный обмен за счет закольцовывания системы. В цир-
327
Рнс. 19.4. Санитарно-тсхничс-ская кабина раздельного узла
куляционныс линии врезают насосы (схема в). Однако в таких системах может быть обеспечена естественная циркуляция за счет разности плотности холодной и горячей воды.
В сетях газоснабжения стояки размещают на лестничных клетках, магистрали стараются вывести из подвалов и прокладывают вне габаритов здания. Такие решения необходимы в противопожарных целях во избежание скопления газа в закрытых помещениях и его взрыва.
Газовые системы состоят не только из вводов и стояков, но разводки и приборов разбора газа. Внутри здания трубы разводки прокладывают открыто, по нежилым помещениям, создавая условия свободного доступа к системе. Газовые приборы устанавливают, обеспечивая хоро
шую вентиляцию помещений и беспрепятственное удаление продуктов горения.
Санитарно-технические кабины представляют собой объемные элементы — «стакан» полной заводской готовности, в который объединены ванная и уборная. Их используют в сборном домостроении. В кабине еще на заводе устанавливают все санитарнотехнические приборы, выполняют подводку к ним, отделывают поверхности стен, пола и потолка.
Существует много модификаций таких кабин. Одна из них показана на рис. 19.4. Панели, из которых собирают кабины, — каркасные, деревянные рейки которого обшиты асбестоцементными листами. Ячейки между рейками заполнены гипсобетоном.
Минимальный набор оборудования, размещаемого в кабине, — это унитаз, умывальник и душевой поддон с водоразборной арматурой к ним. Кабины с таким оборудованием предназначают для домов гостиничного типа. Для квартир на 2...3 человека в кабине монтируют вместо поддона ванную, а иногда и биде.
Санитарные узлы делят на два вида. Если все приборы устанавливают в одном помещении, то такой узел называ
ют совмещенным, когда унитаз выносят в отдельное помещение. — то раздельным (см. рис. 5.3).
В кухне устанавливают такие санитарнотехнические приборы, как мойка, газовая или электрическая плита, а иногда и водонагреватель. Существует четыре схемы расположения кухонного оборудования: одно- и двустороннее, Г- и П-образное. Решение кухонь по этим схемам иллюстрировано рис. 5.2, а, б, в, г.
В кухне-нише оборудование устанавливают в специальном углублении, отделенном от остального объема комнаты раздвижной перегородкой, как показано на рис. 16.2, ж и 16.5, г. Этот вид кухонь допустим только при использовании электроплит и устройстве надежной системы вентиляции.
В домах, не имеющих горячего водоснабжения, устанавливают газовые или электрические водонагреватели. Обычно для этого выделяют место в ванной комнате или совмещенном санузле. Однако для безопасного функционирования газовой колонки объем такого помещения должен быть не менее 12 м9. Если объем ванной меньше, то колонку переносят в кухню, но для этого помещение должно иметь объем 20 мэ и более, поскольку там уста-
328
Рис. 19.5. Системы подключения отопления к сетям ТЭЦ: а - непосредственное подключение; б — с подмешиванием обратной воды элеватором; в — с подогревателями-бойлерами: I задвижка; 2 ____ магистраль к
потребителю; 3 - обратная магистраль; 4. 5 — насос местной системы; 6 — водоподогреватель
новлена и газовая плита на 2...4 конфорки.
В целях удобства присоединения санитарнотехнических приборов к стоякам систем водопровода и канализации и сокращения этих стояков ванные и уборные стараются разместить рядом с кухней, решая это пространство квартиры как санитарно-кухонный блок. Применяют и раздельную установку кухни и санузла, который располагают в глубине квартиры и спаривают с санузлом соседней.
Системы отопления состоят из генератора теплоты, трубопроводов и приборов теплоотдачи (нагревательных). Системы, в которых все три группы устройств объединены, называют местными. К этой категории относят печное, газовое и электрическое отопление.
Другой вид систем характерен получением тепловой энергии от общего генератора и передачей ее посредством теплоносителей к помещениям одного или группы зданий. Их называют центральными.
В качестве генератора теплоты для центральных систем отопления и горячего водоснабжения применяют котельные и тепловые установки. Различают районные, квартальные и местные котельные. В их состав входят основные и вспомогательные устройства. Основные — это котел с топкой, обмуровкой и газоходами, приборы, арматура и гарнитур котла. Вспомогательные устройства — это механизмы для подачи топлива и воздуха, удаления золы и шлака, оборудование для отвода отходящих газов и т. д.
Тепловые установки устраивают для отопления группы зданий микрорайона или квартала. В них первичным источником теплоты является теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), откуда поступает горячая вода по наружным тепловым сетям. Существует три схемы подключения систем теплового пункта к этим сетям. Они показаны на рис. 19.5. Схема а иллюстрирует непосредственное подключение, б —
подключение с подмешиванием обратной воды элеватором, в — с подогревателями-бойлерами. Один из них приведен на рис. 19.3, а.
В зависимости от теплоносителя системы центрального отопления делят на воздушные, паровые и водяные. Воздушные применяют в общественных зданиях и совмещают с вентиляцией, они описаны ниже. Паровые системы классифицируют на вакуум-системы с давлением ниже атмосферного, низкого и высокого давления. Эти системы редко используют в гражданских зданиях.
Водяные системы получили наибольшее распространение в жилых и общественных зданиях. В этих системах горячий теплоноситель подают по трубам к приборам теплоотдачи, где он остывает и охлажденный возвращается для последующего нагревания, т. е. вода циркулирует по замкнутому циклу. Отопление, где процесс обеспечивают за счет разности плотности ГО-
329
рячей и холодной воды, называют системами с естественной (гравитационной) циркуляцией. Эти системы имеют ограниченный радиус действия и при необходимости его увеличить теплоноситель перемещают с помощью энергии насосов. Их называют системами с побудительной (искусственной) циркуляцией.
В зависимости от схемы циркуляции теплоносителя различают двух-и однотрубные системы. Есть много разновидностей таких систем, некоторые приведены на рис. 19.6. Применение двухтрубных систем стараются ограничить, поскольку на устройство прямых и обратных стояков требуется много
металла. В практику поэтому еще с конца прошлого века внедряют однотрубные системы. Их широко применяют и сейчас, особенно в зданиях полносборного домостроения.
Различие систем не только в перечисленных особенностях, но и в способах прокладки разводящих магистралей. Существуют схемы с верхней и нижней разводкой. Каждая из схем имеет свои преимущества и недостатки. Например, системы с нижней разводкой незаменимы в зданиях с бесчердачным покрытием. Их удобно эксплуатировать, так как разводящие магистрали расположены в подвале. Однако в системе, пока-
Рнс. 19.6. Центральные системы водяного отопления: а — двухтрубная с верхней разводкой и естественной циркуляцией; б — то же, с нижней разводкой и побудительной циркуляцией; в — однотрубная с верхней разводкой и побудительной циркуляцией; г -- то же, с нижней разводкой; / — генератор теплоты; 2 — главный подающий стояк: 3 — распределительный бак; 4 — краны; 5 — горячая магистраль и стояки; 6 — подающая ветка к прибору; 7 — обратная ветка от прибора; 8 — обратная магистраль и стояки; 9 — нагревательные приборы; 10 — воздушная линия; II - воздухосборник; 12 — насос; 13 — замыкающие участки; 14 — трехходовой кран
занной на рис. 19.6, а, воздух удаляют через воз-, душные краны, устанавливаемые на нагревательных приборах верхнего этажа, что не всегда удобно, поскольку при регулировании приходится беспокоить жильцов.
Вентиляционными системами оборудуют гражданские здания для того, чтобы создать гигиенически чистую воздушную среду. Вентилируя помещения, удаляют загрязненный воздух и вводят свежий, обеспечивая воздухообмен. Чем больше нормативная величина кратности воздухообмена, тем интенсивнее должна быть вентиляция. Если кратность невелика, то применяют системы естественной вентиляции, а при многократном воздухообмене — с механическим побуждением.
В системах естественной вентиляции воздух
ззо
движется под давлением, возникающим из-за разности плотности. Можно проследить определенную аналогию между располагаемым давлением в системах вентиляции и отопления, например в обеих системах давление растет с увеличением перепада температур.
Естественные системы подразделяют на аэрационные и канальные. В первых воздух под действием разности температур и ветра свободно движется к месту его удаления из здания. Такую вентиляцию редко применяют в гражданских зданиях.
В канальных системах воздух удаляют по воздуховодам: трубам, приставным коробам и каналам, закладываемым в стенах. В простых системах, вытяжных, удаляемый воздух возмещается в помещении за счет притока через воздухопроницаемые конструкции. неплотности притворов окон, форточки и фрамуги. На рис. 19.7 изображено два варианта системы вентиляции в многоэтажном жилом доме. Здесь вытяжные вентиляционные решетки ставят в кухнях,- ванных и уборных, но не в жилых комнатах.
'В более сложных приточно-вытяжных системах вентиляции организовывают не только вытяжку, но и приток, устра
ивая специальные приточные воздуховоды.
В механических системах движение воздуха побуждают вентиляторами. Существует три вида таких систем: вытяжная, приточная и приточно-вытяжная. В первых вентиляторы ставят на воздуховоды вытяжки. При этом их размещают поближе к выходу в атмосферу, чем предохраняют систему от утечки загрязненного воздуха через неплотности каналов. Потери воздуха в помещениях компенсируют по аналогии с системами естественной вентиляции.
Приточные системы побудительной вентиляции называют воздушным отоплением. Если этими системами не только нагревают помещения зимой, но охлаждают летом, при высоких температурах наружного воздуха, то их называют системами кондиционирования. Тогда кондиционеры снабжают генераторами теплоты и агрегатами охлаждения. Воздух обрабатывают, изменяя его температуру, очищая от пыли и при необходимости увлажняя-или подсушивая. В результате создают стабильный тепловлажностный режим помещений с заданными параметрами воздушной среды.
Приточно-вытяжными системами оборудуют сооружения со сложным
Рнс. 19.7. Схемы естественной вытяжной вентиляции многоэтажного жилого дома: а — с единым сборным магистральным каналом и врезкой местных с перепуском через два этажа: б — с несколькими сборными магистральными каналами, общими на четыре этажа; / вентиляционная решетка; 2 местные каналы; <3 магистральные каналы: 4 дефлекторы;
5 горизонтальные сборные короба
тепловлажностным режимом, например плавательные бассейны с зеркалом воды большой площади. В таких системах вентиляторы ставят не только на приток, но и на вытяжку.
Мусоропроводы состоят из ствола, надствольного короба, мусороприемной камеры и вентиляционной системы (рис. 19.8). Вертикальный ствол из асбестоцементной трубы укрепляют, зажимая в перекрытиях междуэтажных
331
Рис. 19.8. Схема мусоропровода:
/ — труба вытяжной вентиляции с дефлектором; 2 ерш для прочистки стояка; 3 лебедка: 4 — ревизия; 5 — стояк мусоропровода: 6 — приемные клапаны: 7 — мусоросборный бункер-накопитель с секторным затвором; 8 — контейнер для мусора: 9 — раковина; 10 — кран для подключения шланга; // — трап-выпуск дли НОДЫ
лестничных площадок. К стволу на хомутах крепят мусороприемные клапаны-затворы. Их устанавливают через этаж.
В зданиях постройки до 60-х годов стволы выполняли в виде оштукатуренных каналов в межкваргирных кирпичных стенах, а мусоро-приемпики размещали не на лестнице, а в кухнях или прихожих, что менее гигиенично.
Внизу ствола устанавливают бункер-накопи
тель с секторным затвором для разгрузки. — Мусорокамеру размером не менее 1,7X1,5 м размещают так, чтобы ее пол находился на уровне тротуара, это позволяет контейнеры с мусором легко выкатывать наружу. Раньше для камер использовали цокольные этажи и подвалы, что осложняет работу с контейнерами. Приходится поэтому к потолку камеры крепить кран-балку с тельфером, с помощью которой перемещать контейнеры.
Камеры ограждают несгораемыми конструкциями. Их оборудуют рако-.винами и кранами для подключения шлангов противопожарного водопровода и хозяйственного для мытья бункера и помещения. Для слива сточных вод в полу устанав-* ливают трапы.
Надствольный короб размещают на чердаке . или в техническом этаже.
В коробе монтируют лебедку с блоками, к тросу которой подвешивают ерш для прочистки ствола. На перекрытии устанавливают короб вытяжной вентиляции, рассчитанной на проветривание всей системы.
19.2. Основы устройства лифтов, систем электроснабжения и слабых токов
Для систем внутреннего электрооборудования гражданских зданий используют аппараты
защиты и вводно-распределительные устройства, провода и кабели, счетчики расхода энергии, электроразборные н осветительные приборы.
Аппараты защиты — эти плавкие предохранители, автоматические выключатели и реле. Плавкие предохранители предназначены для -защиты электропроводки от токов короткого замыкания. Для этих же целей выпускают автоматические выключатели и реле, но они совмещают в себе не только функцию защиты, но и управления, поскольку их используют и для нечастых отключений линий.
Вводы и вводно-распределительные устройства предназначены для присоединения внутренних сетей к внешним. Они служат и для распределения электрической нагрузки по отходящим линиям и их отключения на период ремонта, несут функции защиты этих линий от коротких замыканий и перегрузки.
Для электропроводок применяют провода и кабели с алюминиевыми н медными жилами. Поскольку медь имеет электрическое сопротивление почти в два раза меньше, чем алюминий, медные провода укладывают в особо ответственных местах, например для электрообеспечения зрелищных сооружений. В остальных укладывают алюминиевые провода.
Голые провода и шины применяют в открытых системах некоторых производственных помещений коммунальных зданий, но чаще используют кабели с бумажной и резиновой изоляцией и провода с изоляцией из поливинилхлорида и других полимеров-днэлектрй-ков.
Простейшими элсктроприем-никами являются штепсельцые розетки, в которые включают бытовые электроприборы и Светильники. К более сложный относят контакторы и магнитные пускатели. Их устанавливают для частого включения и отключения под нагрузкой электрических цепей и отдельных
332
электродвигателей. Так. контакторы. например, являются элементом дистанционного и автоматического управления двигателей, но они не защищают от аномальных режи мов, поскольку в них нет защитных элементов. В отличие от контакторов электромагнитные пускатели обычно имеют такую защиту.
Наиболее разнообразны светильники. В ннх используют лампы накаливания и люминесцентные. Светильники разделяют на незащищенные, в которых лампы открыты, и пыле-, водо- и взрывобезопасные. В зависимости от места установки различают настенные и потолочные светильники.
Элементы лифтов изготовляют и комплектуют на заводах. Привод, кабины, блоки шахтных дверей, пульты управления поставляют в собранном виде. На заводе готовят даже жгуты электроразводок и стояков с подключенными распределительными коробками. В лифтах применяют стальные канаты, свитые из проволоки. Их наматывают на барабаны и в таком виде завозят на объекты.
В системах слабых токов используют такие же кабели и провода, как и в электроснабжении, но значительно меньшего сечения жил, преимущественно медных. Разводку от телевизионных антенн выполняют коаксиальным кабелем с медной оплеткой сердечника. На распайке отводов устанавливают распределительные шкафы.
Лифты по назначению подразделяют на пассажирские, грузопассажирские, больничные, грузо-зИс с проводником и без недо. По конструкции привода различают лиф-тьг'С редукторами и без-редукторными лебедками. Первые применяют при скоростях движения
Таблица 19.1. Размеры лифтовых шахт
Тип лифта Грузоподъемность, кг Внутренние ширина н глубина шахты, м
Пассажирский 320 1,55 X 1,7
> 500 1,75x2
> 500 2.6 х 1.65
» 1000 2.25x2.15
Г рузопассажирскнй 500 1,85x2,55
Г рузовой 500 1.6 х 1,2
> 2000 2,7 X 3,2
» 100 1,3x0,75
> 100 1.5 X 0,9
кабины от 0,7 м/с и больше, вторые — при небольших скоростях. Кабины обычных пассажирских лифтов движутся со скоростью 0,7... 1,4 м/с, а скоростных — 2 м/с и более. Кабины грузовых лифтов имеют номинальные скорости движения от 0,15 до 0,5 м/с.
Шахты лифтов ограждают на всю высоту. По старым нормам их заключали в сетчатое ограждение из проволоки диаметром >1,2 мм, вязанной ячейками 0,02 X Х0,02 м. Сейчас шахты лифтов выполняют из кирпича, бетона и других несгораемых конструкций. Размеры этих шахт принимают по табл. 19.1, внутренние поверхности делают гладкими.
Машинные отделения с приводом располагают сверху и снизу шахты лифта. В первом случае упрощается конструкция, сокращается число перегибов и длина канатов
подвески, что увеличивает надежность и срок службы лифта. При нижнем расположении привода снижается шум. облегчается обслуживание системы, но повышаются нагрузки на шахту.
Приводы имеют канатоведущий шкив. На канаты подвешивают кабину и противовес. Шахту планировочно решают с учетом размещения в ее габаритах этих элементов лифта (рис. 19.9).
Управление приводом дистанционное, релейное. Панель управления расположена в кабине, для вызова у этажных дверей также установлены кнопки. Этими кнопками пассажир передает команды на станцию управления, установленную в машинном отделении.
Современные лифты оборудуют электронной системой управления с блоками памяти и информационными. Первый предназначен для запоминания последователь-
333
ности остановок кабины, а второй — для информации о направлении ее движения и месте расположения.
В сетях энергоснабжения зданий применяют систему напряжения 380/ 220 В при глухом заземлении нейтралей пи
тающих трансформаторов. Такая система является оптимальной, но в старых районах городов еще существует и другая, не соответствующая новым уровням нагрузок — 220/127 В.
Здания питают от внутриквартальных кабель-
Рис. 19.9. Лифты с верхним расположением машинного отделения:
а — продольные разрезы; б~г — планы с изображением взаимного расположения кабины и противовеса (б — противовес сзади кабины; в, г — то же. сбоку); / — коииевые амортизаторы в приямке; 2 — кабина; 3 — бетонная шахта; 4 — машинное отделение; 5 — раздвижные дверн; б — противовес
ных сетей, которые прокладывают в две или три нитки, что в аварийной ситуации при выходе из строя одной из них позволяет получать электроэнергию от другой (рис. 19.10, а). Для этого на вводах ставят переключатели. В многоэтажных многосекционных домах делают один, два или несколько вводов. На этих вводах ставят ввод-но - распределительные устройства (ВРУ) с автоматическими выключателями, переключателями и предохранителями.
Внутридомовые электрические сети состоят из следующих элементов: ВРУ; линий, питающих квартиры с сетью разводки по ним; силовых линий электроприводов лифтов, насосов и другого оборудования дома и групповых сетей рабочего и аварийного освещения внеквартирных помещений (лестниц, подвалов и т. д.). В зданиях с встроенными учреждениями линии их электропитания выделяют в самостоятельные системы. В некоторых случаях автономными делают и.ли-
334
3
Рис. 19.10. Элементы электрических сетей многосекционного жилого дома с учреждением в одном нз этажей:
а — питание дома; б схема электрооборудования; в - схема разомкнутой питающей сети секции; г — то же. замкнутой; д - схема питания квартиры; / —
трансформаторная подстанция;
2 — вводно-распределительное
устройство; 3 — габариты секций; 4. 5 — вводы в здание; б — переключатели; 7 — автоматические включатели; 8 — освещение общедомовых помещений; 9 — питание линии квартир; 10 — линии арендаторов; // — аварий-
ное освещение; 12 - стояк; 13 — ввод в квартиры; !4 - автоматический выключатель (обратная связь); 15 пакетный выключатель: 16 — счетчик; 17 — группа общего освещения; 18 — штепсельные розетки; 19 — питание электроплиты
нии противопожарных устройств, рекламы, заградительных огней и иллюминации (рис. 19.10, б).
Линии питания по принципу построения схемы делят на разомкнутые и замкнутые. Наиболее проста первая схе-однако она обладает тём недостатком, что при аварии питание всех потребителей прекращается. Этого можно избежать, если питание построить по замкнутой
схеме, которая может иметь несколько источников питания.
Стояки питания квартир размещают в лестничных клетках, скрывая в штрабах ограждающих стен. В зданиях до 16 этажей, имеющих не более 4 квартир на этаже, как правило, прокладывают один стояк. При увеличении количества квартир до 70 по соображениям надежности электроснабжение секции
обеспечивают двумя стояками. Квартиры подсоединяют к ним через этаж или первых несколько этажей к одному, а последующих — к другому. В секциях «с карманами» каждый из двух стояков обслуживает квартиры одного кармана по всей высоте здания.
На стояке у ответвления в квартиру устанавливают распределительный ЩИТ С ДВуХПОЛЮС-
335
пым пакетным выключателем-автоматом и электросчетчик. Пакетные автоматы предназначены не только для включения и выключения питания квартиры, но и защиты от коротких замыканий и перегрузки линии. Квартирную разводку выполняют по схеме, показанной на рис. 19.10, д. В старых зданиях ее прокладывали открыто, на роликах, но теперь делают скрытую проводку, пряча провода в строительные конструкции, ограждающие помещения.
Системы коллективных телевизионных антенн и радиотрансляционных сетей выполняют, прокладывая магистральные стояки питания по стенам лестничных клеток в специальных штрабах. На стояках устанавливают поэтажные распределительные коробки. Абонентские вводы в квартиры подключают по мере получения заявок от жильцов.
Питание телевизионных стояков осуществляют сверху. Антенну устанавливают на крыше, место выбирают, обеспечивая наилучший прием телевизионных сигналов, но по возможности дальше от слуховых окон, вентиляционных и дымоходных шахт, радиотрансляционных и телефонных воздушных линий.
Стояки радиотрансляции и телефонов питают
зм
как сверху, так и снизу. Верхнее питание применяют, когда городская сеть подвешена по воздуху на столбах, нижнее, если кабели радио и телефона уложены в подземную канализацию, обычно из асбестоцементных труб, заглубленных в грунт не менее чем на 0,7 м от дневной поверхности.
19.3. Эксплуатация инженерных систем
Эксплуатация внутренней канализации заключается в ликвидации засоров и протечек, вызванных дефектами системы. Засоры обычно являются следствием прокладки во время строительства отводных труб с недопустимо малыми уклонами, просадки трубопроводов из-за нх плохого крепления, попадания в систему строительных растворов и наличия местных препятствий, вызванных небрежностью монтажа. Причиной засоров может служить и неряшливость эксплуатации, когда в канализацию сбрасывают крупные предметы или волокнистые материалы, тряпки и вату например.
Протечки возникают вследствие нарушения герметичности стыков, появления пробоин и трещин. Причинами дефектов раструбных соединений и повреждения трубопроводов могут
быть физический износ системы и неравномерные осадочные деформации здания.
Обслуживая канализацию, засоры ликвидируют путем прокачки вантузом или прочистки проволокой. Для этого используют ревизии или снимают сифоны. В сложных случаях прибегают к местной перекладке с заме; ной засоренных участков. При протечках прежде всего проверяют стыки труб. Дефектные расчищают и заново разделывают. Сложнее ремонт поврежденных или изношенных труб. Их заменяют, как показано на рис. 19.11,0.
Эксплуатация холбМ^ кого водопровода заключается в своевременном выявлении и ликвидации возникающих дефектов, предупреждении нераци-: овального расхода воды. Основная причина утечек воды связана с неисправностью водоразборной арматуры. Срыв резьбы шпинделя, нарушение угт-лотнительных прокладок и сальников, износ золЬт-ников и других деталей кранов и смесителей приводит не только к значительным потерям воды, этого дефицитного п^й--родного ресурса, но^Й появлению вибраций, провождающихся шумУм. Для ликвидации описй-’ ваемого дефекта арматуру ремонтируют, заменяя узлы, или устанавливают новую. Многие слулббьг
Рис. 19.11. Ремонт трубопроводов*.
а — замена дефектной чугунной трубы; б — то же, стальной; в -заделка свита в стальной трубе наваркой накладки; г - то же. установкой пробки на резьбе; / --- поврежденный участок трубопровода; 2 — труба со срезанным раструбом; 3 -- надвижная муфта; 4 — новая труба; 5 — резьба на концах труб; б муфта; 7 — контргайка; 8
стальная накладка; 9 — пробка
эксплуатации систематически контролируют систему водопровода, устраняя причины утечек. Дефектные трубы заменяют, врезая в трубопроводы вставки. Свищи заваривают, если трубы стальные (рис. 19.11).
Систему горячего водоснабжения эксплуатируют» обеспечивая оптимальные условия их функционирования, проводя наладочные работы, планово-предупредительные и капитальные ремонты. Эти ремонты обычно совмещают с ремонтом систем холодного водоснабжения.
...Трубопроводы содержат, предупреждая их коррозию водой. Высокая ее .температура способствует окислению металла (повышение температуры тодько на 10°С выше критической 4-60°С — в 1,5 разд ускоряет процесс ^рр'розии). Другой вид дефектов — это засоры в.трубопроводах тупиковых, систем. Такие засоры обнаруживают, когда падает температура у водо-разборов. Правда, она мэдкет падать и при по-
вреждении теплоизоляции труб, проложенных в холодных помещениях.
Для предупреждения коррозии металла и выпадения накипи в трубопроводах, во-первых, системы оборудуют автоматикой ограничения нагрева воды и, во-вторых, обеспечивают ее химическую подготовку. Снижают активность, пропуская воду через систему фильтров, сначала сталестру-жечных, потом доломитовых или с мраморной крошкой. В результате достигают деаэрации и уменьшения содержания вредных примесей. После проведения этих мероприятий прочищают стояки, ликвидируют протечки и
заменяют дефектные участки трубопроводов.
Системы центрального отопления содержат в соответствии с правилами технической эксплуатации. Дефекты, появившиеся во время отопительного сезона, устраняют по мере их появления. Такими дефектами обычно являются засоры, протечки, вызванные некачественным уплотнением соединений, контруклоны и свищи.
Засоры возникают и на участках местных сопротивлений проходу воды. Имн могут быть сваренные со смещением стыки труб, уменьшение их внутреннего сечения за счет смятия боков или торцов, глубокой посадки крана
337
или недопустимо малых радиусов поворота на разводке.
Плотность соединений нарушается, если имеются неплотности в, сварном соединении или недостаточно затянуто резьбовое, некачественно проложен уплотняющий материал или установленные фитинги дефектны. Свищи появляются в местах глубокой нарезки резьбы, а в старых зданиях — коррозии металла. Системы интенсивно корродируют вследствие частой смены воды в них, поскольку свежая вода богаче кислородом и в трубопроводы попадает воздух.
Засоры ликвидируют, прочищая и промывая трубопроводы и приборы. Течи в соединениях прекращают заменой уплотняющих прокладок или непригодных фитингов, дополнительной сваркой. Дефектные трубы заваривают или заменяют. Эти работы выполняют на отключенных участках системы. Если же трубопровод находится под водой, то накладывают временные хомуты с эластичными уплотнителями.
Контруклоны ликвидируют, укрепляя или заменяя участки труб. Когда этого нельзя сделать, в верхней точке устанавливают воздушный кран для периодического сброса накопившегося воздуха.
Осенью перед наступ
лением отопительного сезона системы подготавливают к зиме, производя наладку и регулировку. Устраняют дефекты, выявленные в течение прошедшего сезона и не ликвидированные летом.
Планово-предупредительные ремонты проводят в сроки, установленные нормативными документами. Во время ремонта заменяют не только вышедшие из строя элементы системы, но и те, степень надежности которых невелика, поскольку истек срок их службы. После ремонта систему промывают, заливают водой и испытывают под давлением, как и все санитарно-технические системы, заливаемые водой, например холодного и горячего водоснабжения.
Системы вентиляции эксплуатируют, устанавливая постоянный контроль за эффективностью их работы. Контрольноизмерительными приборами проверяют параметры воздушной среды помещений, устанавливают температуру, влажность и скорость движения воздуха. В гигиенически опасных средах степень загрязнения определяют, отбирая и лабораторно проверяя пробы воздуха. В простых случаях эффективность тяги в вытяжке устанавливают по отклонению пламени свечи или движению струйки
дыма в сторону вентиляционной решетки.
Обнаружив нарушение режимов воздухообмена, обследуют системы, выявляют дефекты. Наиболее распространенными из них являются нарушение герметичности воздуховодов, их засоры, препятствующие нормальному движению воздуха, возрастание шумового фона при работе вентиляторов и повышенная вибрация установок.
Места утечки воздуха из вентиляционных коробов и шахт определяют по направлению отклонения пламени. Разрушенные участки восстанавливают, засоры прочищают, для чего иногда приходится пробивать стены или разбирать короба.
Уровень шума снижают, заменяя упругие опоры вентиляторов и моторов привода, проверяя шумозащитные вставки между механизмами и воздуховодами, проводя профилактику и ремонт установок. Системы налаживают и регулируют, проводя систематически планово-предупредительный ремонт.
Особо важна сезонная регулировка систем. Перед наступлением холодов уменьшают сечення выходных отверстий воздуховодов, прикрывают шиберы и дроссель-клапаны. Весной их открывают.
Техническая эксплуатация систем газоснабже
338
ния сводится к регулярной наладке приборов, контролю за герметичностью и проведению планово-предупредительных ремонтов. При осмотрах проверяют, нет ли утечек газа, достаточно ли плотны соединительные узлы. Осматривают места прохода труб через конструкции, устанавливая, не зажаты ли элементы системы, в теле перекрытий и стен» имеются ли специальные гильзы, препятствующие этому. Такая проверка необходима, поскольку не должно быть препятствий независимым перемещениям трубопроводов, а деформации здания не могут передаваться на трубы.
Непреложным условием безопасной работы газовых сетей и оборудования является эффективность действия дымоходов -и вентиляции. В них систематически проверяют эффективность тяги, удаления воздуха и газов через каналы, убеждаются, что в ннх нет щелей и отверстий, через которые газы могут уходить в другие помещения или смежные каналы. Дымоходы периодически прочищают ершами, опускаемыми на тросе, снимают налет сажи и копоти. Проверяют не только герметичность дымоходов, но прочищают засоры, а трещины и щели тщательно заделывают.
Мусоропроводы эксплуатируют, системати
чески удаляя сбрасываемые жильцами отходы, опорожняя бункера-накопители. Проверяют герметичность закрывания приемных клапанов, прочищают засоры стволов, вызванные нарушением жильцами правил пользования системой.
Техническая эксплуатация лифтов — содержание их в исправном состоянии, осмотр и обслуживание. Различают несколько ' видов осмотров: при ежедневном проверяют исправность освещения, действия дверей и замков, сигнализации и переговорной связи. Во время декадного осмотра дополнительно обследуют работу аппаратов управления, контактов блокировки, привода и тормозных устройств, доливают масло в редуктор и масленки. При ежемесячных осмотрах, кроме того, проверяют действие концевого выключателя, надежности крепления кабины и противовеса, контролируют зазоры между ними и направляющими, освидетельствуют двигатель.
Правилами эксплуатации предусмотрено, что всю ходовую часть лифтов проверяют ежеквартально, особо тщательно осматривают крепление привода и направляющих, устанавливают надежность работы пультов управления и реле, проводят ревизию всей электропроводки, систем огра
ничителя и ловителей. Ежегодно лифты осматривают представители инспекции Госгортехнадзора.
Эксплуатируя лифты без лифтера, их переоборудуют на централизованный контроль. На центральном пульте управления устанавливают сигналы действия каждого лифта и систему двусторонней связи диспетчера с кабинами.
При эксплуатация систем телевизионных антенн предусматривают профилактические осмотры, планово-предупредительные и разовые ремонты по заявкам. Телевизионные службы проверяют состояние кабелей магистральной разводки, усилителей и распределительных устройств, контролируют напряжение телевизионного сигнала и наличие помех изображения. Обнаруженные дефекты устраняют.
Системы радиотрансляции эксплуатируют, обеспечивая профилактическим осмотром и планово-предупредительными ремонтами надежность их работы.
Инженерные системы после завершения строительства, реконструкции и капитального ремонта принимают в эксплуатацию. В процессе приемки системы испытывают. Канализационные трубопроводы подвергают испытанию давлением воды 0,3 • 105 Па в течение
339
10 мин, проверяя, нет ли падения давления из-за протечек. Аналогично испытывают системы водоснабжения, но давлением от 2 • 105 до 6 • 105 Па, а центрального отопления давлением в 1,25 раза выше рабочего, но не ниже 6 • ,105 Па. Системы газоснабжения не только испытывают давлением, но опробуют на эффективность работы дымоходы и вентиляционные устройства.
Системы электроснабжения и электроприводы испытывают на нагрузки и сопротивление изоляции. Особой проверке подвергают устройства заземления (зануления), приборы защитного отключения и другие системы, предохраняющие от поражения электротоком. При этом проводят контрольные замеры напряжения, сопротивления и других показателей работы. Аналогичные замеры делают при приемке телевизионных антенн и системы радиотрансляции.
Механическую часть и всю систему лифта испытывают пробной нагрузкой. При статическом испытании нагрузка едва раза превышает грузоподъемность лифта, а при динамическом — на 10%.
19.4. Технико-экономические сведения
Современные гражданские здания все больше насыщаются инженерным 340
оборудованием, и его доля в общей стоимости строительства растет. Уже сейчас затраты на оборудование достигают 18...20%, в том числе на санитарно-технические системы 7...8%. Специалисты предполагают, что с ростом этажности застройки и повышением ее комфортности эти затраты вырастут и к концу десятилетия будут составлять примерно 50% от сметной стоимости объекта.
В этих условиях проблема применения в проектах гражданских зданий оптимальных систем приобретает особое значение, а их совершенствование и автоматизация управления могут привести к сокращению расходов на эксплуатацию. За счет новой техники в значительной мере сократится и трудоемкость, а это очень важный фактор, так как доля заработной платы в жилищном хозяйстве составляет около 60% всех затрат и здесь имеются значительные резервы. Достаточно отмстить, что в ремонтно-строительном производстве эта доля равна 25...30%, а в строительстве — 15... 18%.
Резервы сокращения себестоимости эксплуатации заложены также в экономном расходовании воды, тепла и электроэнергии. Расход воды требует строжайшего контроля, а сокращение
потребления тепла и электроэнергии очень важно для страны, поскольку только на ‘теплообеспече-ние зданий расходуется до 40% добываемого твердого и газообразного топлива. Экономия энергетических ресурсов имеет огромное народнохозяйственное значение. Как отмечалось в постановле'-нии ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 30 июня 1981 г. «Об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, топливно - энергетических и других материальных ресурсов;», необходимо повысить экономичность теплооборудования сооружений, в том числе гражданских.
Для экономии электроэнергии следует ускорить перевод распределительных сетей в застройке на напряжение 380/220 В. Другой путь — это кибернетизация работы электроприводов с программным поиском оптимальных режимов. Подобные системы уже сейчас внедряют в практику эксплуатации. Так, системы с двумя или несколькими лифтами оборудуют' управляющим устройством с программой, препятствующей вызову одновременно двух кабин' и направляющей к мес’ту вызова ближайшую z иЗ них.
ГЛАВА 20. ИЗМЕНЕНИЕ ОБЪЕМА ЗДАНИЙ И ИХ ПЕРЕДВИЖКА
Объем здания изменяют, надстраивая его или возводя рядом так называемые пристройки. Передвигая дом, изменяют его расположение на местности.
20.1. Надстройка зданий
Надстройка — это повышение этажности здания или его частей. Такой вид реконструкции является наиболее эффективным, поскольку в результате можно увеличить полезную площадь без расширения площади застройки. Надстройки позволяют интенсифицировать использование городских земель за счет повышения плотности жилого фонда. Исходя из этого, решение о повышении высоты зданий принимают, как правило, по градостроительным соображениям-. Они сводятся к определению высоты надстройки по заданной этажности застройки, по обеспечению нормативных разрывов между смежными зданиями, по плотности жилого фонда и населения, проживающего на территории.
Особое значение надстройки приобретают как средство создания единых ансамблей. Если между домами существуют разрывы, то их можно застроить, объединяя в единый комплекс встав
ками. Путем надстройки некоторых зданий или их частей этажность может быть выравнена. Такое решение упрощается, когда перекрытия в смежных корпусах расположены в одном уровне. Однако возможны объединенные решения и в зданиях с полами в разных уровнях. В этих случаях вертикальное смещение оконных проемов приходится маскировать горизонтальными членениями фасада, декоративными пятнами или другими архитектурными приемами.
Различают два типа конструктивных схем надстроек. Они показаны на рис. 20.1. К первому относят реконструкцию с восприятием нагрузки * от надстраиваемых этажей на старое здание, ко второму — с передачей массы этих этажей на самостоятельные фундаменты.
Разновидностью первого типа является надстройка без изменения существующего конструктивно-планировочного решения здания и существенного усиления его несущих элементов. В конструкциях стен и фундаментов используют за-
. пасы прочности.
Вторая схема надстройки характерна изменением конструктивнопланировочного решения и усилением несущих элементов. В первую очередь
стремятся освободить от дополнительной нагрузки наиболее напряженные части существующего здания и загрузить другие, менее нагруженные. Перекрытия надстройки, например, опирают на поперечные стены, если существующие оперты на продольные. Когда плиты располагают поперек здания, продольные стены разгружают, передавая нагрузки на прогон, показанный на рис. 12.17. Промежуточную колонну вводят, если расстояние между стенами велико. Если же это расстояние не превышает 7 м, то колонну не ставят.
В другом случае прогоны располагают поперек здания, подводя под них дополнительные опоры. Такое решение, показанное на рис. 20.2, приемлемо, когда существующие перекрытия оперты на очень нагруженные продольные стены. В обоих случаях колонны камуфлируют в перегородках и шкафах.
Перегруженные конструкции усиливают, как изложено в первых главах настоящего раздела. Кроме того, устраивают некоторые специфические для надстроек конструкции, например разгрузочные пояса. Их выполняют по всему периметру стен на уровне стыка старой и новой кладки. В пояс за-
И1
Рис. 20.1. Конструктивные схемы надстроек:
а, б — с передачей нагрузки на существующие несущие конструкции надстраиваемого здания, без изменения его конструктивной
схемы (а) и с изменением (б); в. г — схемы, ненагружающне конструкции надстраиваемого здания с поперечными балкамн-стен-камн (а) и горизонтальными дисками-платформами (ростверками)
через каждые 5 этажей (?): 1 — надстраиваемое здание; 2 -надстройка; 3 — колонны каркаса по новой схеме; 4 — балкн-стенкн; 5 — колонны, несущие только надстройку; 6 — ростверк
Рнс. 20.2. Вариант конструктивной схемы перекрытия с поперечными прогонами и дополнительными колоннами: / — наружная стена; 2 — нераз-резной прогбн; 3 колонна: 4 — направление укладки плит
анкеривают балки перекрытий и таким образом создают жесткую диафрагму. За счет этого нагрузку от вышележащих этажей равномерно передают на существующую кладку: пояс гасит деформации, препятствует появлению трещин и их распространению от ста
342
рой кладки к новой, и наоборот.
Существует два вида поясов: нежесткие и жесткие. Нежесткие применяют, когда количество надстраиваемых этажей не превышает половины существующих, при достаточно прочном основании и удовлетворительном состоянии стен. Нежесткие пояса делают армокирпичиыми и железобетонными, как показано на рис. 20.3, а, б. Продольную арматуру подбирают с таким расчетом, чтобы армирование составляло примерно 1% площади поперечного сечения пояса.
Жесткие пояса устраивают при плохом состоянии стен, слабых основа
ниях под фундаментами и при большом количестве надстраиваемых этажей. Пояса делают такими же, как нежесткие, но значительно большей высоты. Армируют, например, 10...20 рядов кладки в армокирпичиых поясах, железобетонные решают по схемам, показанным на рис. 20.3, в—г, а также на рис. 11.10, б.
В надстройках применяют облегченные конструкции стен. Наружные выполняют по рис. 11.1, в—ж. Внутренние часто заменяют каркасом. Столбы делают кирпичными, железобетонными или нз стального проката. Наиболее инду-стриален каркас из сборного железобетона и стали.
Рис. 20.3. Узел примыкании надстройки к верху стен старого здания: а, б — с устройством поясов малой жесткости, армокнрлнчных (о) и железобетонных (б); в. г
то же. большой жесткости железобетонных (в) и армированных прокатной сталью (г); / старая кладка; 2 — армокнрпнчный пояс; 3 — анкер крепления балки нового перекрытия; 4 утеплитель;
5 — перекрытие, устраиваемое по чердачному; б — существующее чердачное перекрытие; 7 — железобетонный пояс жесткости; 8 — сварной шов; 9 — двутавровые балки; 10 планки из полосы
Чердачное перекрытие старого здания изменяет свое назначение, при надстройке его превращают в междуэтажное. Кроме того, перекрытие зачастую является диафрагмой, отделяющей зону строительных работ от населенной части здания. Изменение . условий работы вызывает необходимость реконструкции. Такая реконструкция заключается в усилении существующих элементов или• устройстве дополнительного перекрытия, которое воспринимает нагрузки от надстраиваемого этажа.
Перекрытие усиливают методами, изложенными » § 12.3. Самостоятель
ное перекрытие устраивают, укладывая балки с зазором между ними и существующей засыпкой. Их анкеруют в разгрузочном поясе, а зазор оставляют для (обеспечения независимой работы старого и нового перекрытия. В некоторых случаях, когда существующая конструкция не в состоянии нести потолок с утеплителем, ее подвешивают к новым балкам. Такое решение эффективно, если необходимо сохранить декоративный потолок подчердачного помещения.
Конструктивные схемы с передачей нагрузки на надстраиваемое здание и изменением кон
структивной схемы позволяют увеличить высоту здания на 4 этажа. Если же по градостроительным соображениям необходима многоэтажная надстройка, прибегают ко второму типу конструктивного решения. Этот тип, схемы которого изображены на рис. 20.1, в,г\ 20.4, наиболее сложный, но рациональный, когда здание, не выдерживающее дополнительную нагрузку, остается как бы внутри, а надстройка представляет собой самостоятельное сооружение, возведенное на колоннах или столбах.
Существует две принципиально различные схемы надстроек описы-
343
Рис. 20.4. Ненагружающая шестиэтажная надстройка с бал-
ками-стенками:
/ — старое здание, 2 — колонны, несущие подстройку: 3 — балка-стенка; 4 — перекрытия надстройки
ваемого типа. В одной колонны устанавливают по периметру надстраиваемого здания и опирают на самостоятельные фундаменты (см. рис. 20.1, в). По оголовку столбов выполняют обвязку— опору наружных стен. Между ними устанавливают балки-стенки, совмещенные с перегородками. Они, по существу, являются развитыми по высоте тонкостенными горизонтальными элементами рамы, воспринимающими не только вертикальную, но и горизонтальную нагрузку. Балки-стенки делают высотой в один или два этажа. В них вырезают дверные
проемы, а для лучшего размещения горизонтальной арматуры у верхней и нижней кромок сечение увеличивают, превращая в тавровое. Пример балки-стенки показан на рис. 16.4.
По второй схеме над настраиваемым зданием располагают горизонтальный диск — платформу, называемую ростверком. В нем оборудуют технический этаж. Эту конструкцию опирают на систему колонн, совершенно не связанных с существующими вертикальными конструкциями старого дома (рис. 20.1, г). В результате получают рамно-связевую систему,
высота которой может достигать 60 этажей. Так, высота центрального железнодорожного вокзала в Нью-Йорке доведена до 244 м, а старое надстраиваемое здание превращено в подиум этого сооружения. Его внешний облик сохранен и естественно вписывается в окружающую застройку.
20.2. Пристройки к зданиям
Различают два вида пристроек. Чаще новый объем пристраивают > в торец или сбоку здания, но иногда за счет пристройки увеличивают ширину корпуса. Оба вида показаны на рис. 20.5, а.
6 9
Рнс. 20.5. Пристройки к зданиям:
о — виды пристроек; 1 — старое здание; 2 — пристройка в торец илн сбоку; 3 — пристройка для расширения корпуса; 6 — анкеры для связи стен; в—д — примыкания фундаментов н стен пристроек; 4 — облегченный анкер; 5 — существующая стена; 6 — узел скольжения; 7 — утеплитель; в — новая стена; 9 — усиленный анкер; 10 — новые конструкции фундаментов; I! — старый фундамент; 12 — консольная железобетонная плита; 13 — шпунтовый ряд; 14 — консольная балка; 15 — плита обвязки; !6 — консольная конструкция по контуру стен
13—205
345
Пристройки проектируют как дома нового строительства, но в наиболее ответственных местах — узлах примыкания к существующим зданиям — предусматривают специальные конструктивные решения, поскольку здесь возможно появление деформаций. Это явление объясняется тем, что у старых зданий, простоявших много лет, произошло основательное обжатие грунта и осадки стабилизировались, а основание под новыми фундаментами будет обжиматься по мере его подгрузки во время строительства и процесс завершится только через несколько лет эксплуатации дома. Поэтому примыкания новой и старой кладки делают скользящими, предусматривая осадочные швы.
Для связи стен устанавливают стальные анкеры, обеспечивающие беспрепятственное вертикальное смещение пристройки по отношению к старому зданию. На рис. 20.5, б показано два типа анкеров: облегченный и повышенной жесткости. Второй тип ' применяют для восприятия значительных ветровых нагрузок, возникающих при большой свободной высоте стены. Швеллер анкера тяжелого типа закладывают по всей высоте шва. Закладные детали устанавливают с шагом 2 м.
Новые фундаменты выполняют, предусматривая мероприятия обеспечения незыблемости оснований. В тех случаях, когда отметки заложения совпадают, грунт предохраняют от выпучивания шпунтовым рядом. Если же новые фундаменты необходимо заглубить ниже подошвы существующего, то их относят, обеспечивая угол откоса не менее 30°. Иногда пристройку закладывают, отодвигая фундаменты на величину пролета перекрытия, а балки или плиты одним концом опирают на стену существующего здания. Такое решение обосновывают расчетом ожидаемых осадок, ограничивая связанные с этими осадками перекосы перекрытий.
В месте примыкания стены пристройки опирают на консоли. Если намечают выложить смежно со старой новую стену, то под нее подводят опорный контур, зажимаемый в фундаменте.
20.3. Передвижка н подъем зданий
Здания, представляющие архитектурно-историческую ценность, передвигают, когда прокладывают новые магистрали, реконструируют старые или освобождают территорию под уникальные объекты. Реконструкция часто связана с изменением вертикального зало
жения улиц. При повышении отметок прибегают к подъему ценных зданий. Этот же метод используют, когда хотят увеличить высоту здания путем подстройки нижних этажей или установить на опоры и организовать между ними проходы и проезды.
Передвигают здания, применяя четыре схемы движения. Они приведены на рис. 20.6, а—г. Прямолинейные пути проще, чем криволинейные. Криволинейный путь трассируют, вынося центр вращения за пределы здания. Желательно, чтобы радиус вращения был более 200 м, поскольку при меньших радиусах ходовые балки и рельсовые пути приходится изгибать. Иногда вместо криволинейной передвижки прибегают к движению по двум путям, но прямым. Вначале пути располагают вдоль одной из осей здания, потом вдоль другой.
Проектирование передвижки заключается в разработке конструкций новых фундаментов, элементов пути с передвигающими механизмами и временных устройств, заменяющих фундамент и воспринимающих нагрузки от стен во время передвижки.
Новые фундаменты проектируют по обмер-' ным чертежам здания в плоскости среза. При этом стены фундаментов’-
346
Рис. 20.6. Передвижка зданий: а—в — схемы линейной передвижки вдоль длинной осн (а), поперек (6) и под углом (в); г — схема криволинейной передвижки; д — опорная конструкция; / — здание до передвижки;
принимают толще на 0,1... 0,15 м, чем стены цокольной части. Уширение распределяют поровну на каждую сторону стены. Ширину фундамента и его заглубление определяют расчетом.
Пути, по которым передвигают здание, пред-гтавляют рельсобалочную конструкцию, работающую на временные нагрузки, включая дина-иические. Ширину рельсового пути принимают эавной 0,8...0,85 м, ис-юльзуют рельсы нормального профиля. Их /кладывают в две и более шток, но чаще ограни-шваются четырьмя.
3*
2 -- путь передвижки; 3 — новое положение здания; 4 — стена, расположенная по движению; 5 — то же. перпендикулярно; 6 — спаренная рандбалка. соединенная планками по верху и низу; 7 поперечная балка; 8
Опорную конструкцию выполняют, как показано на рис. 20.6, д. Она состоит из рандбалок, поперечных связей, опорных и ходовых балок. Ранд-балки охватывают наружные и внутренние стены, создавая вместе со связями опорную раму. При прямолинейном движении в направлении, совпадающем с продольной осью стен, нет надобности устраивать жесткую раму по всему периметру. В этом случае рандбалки устанавливают только в стенах, перпендикулярных движению, но стойки внутреннего каркаса обязательно
ходовые балки, раскрепленные диафрагмой; 9 — стальные клинья; 10 — деревянная доска-аморти-затор: И — катки; 12 - железнодорожные рельсы; 13 щебень, пролитый цементным раствором: 14 - щебеночное основание пути
раскрепляют связями, обеспечивающими их от сдвига.
Ходовые балки укладывают на катки, которые опирают на рельсы. Давление от здания передаю? на них, забивая стальные клинья между поперечными и ходовыми балками.
Приспособления для передвижки зданий делят на тянущие и толкающие. По прямой передвигают тянущими или комбинацией тянущих и толкающих. По криволинейным путям передвигают только толкающими приспособлениями. Тянущие приспособления состоят
347
из системы полиспастов. Часть блоков устанавливают на здании, а другую — за пределами пути передвижения. Их крепят к анкерам, надежно защемленным в грунте. Тянущими приспособлениями являются домкраты. Их устанавливают сзади передвигаемого здания и распирают между стеной и упорами, укрепленными на .рельсах. Применяют ручные, гидравлические и электрические домкраты. Последние наиболее эффективны, поскольку комплектом домкратов управляют автоматически с общего пульта, а обратная связь обеспечивает безопасность и синхронность работы.
Для подъема зданий применяют батареи домкратов. Их устанавливают под стенами здания с шагом между механизмами от 0,5 до 5 м. При редком шаге домкратов опорную конструкцию делают в виде рамы-обвязки под всем зданием, а при частом — ограничиваются только опорными балками, устанавливаемыми поперек стен над штоком домкрата.
Раму-обвязку делают в виде жесткой конструкции, поскольку она предназначена обеспечить незыблемость стен в плоскости среза и воспринять сосредоточенные нагрузки от подъемных механизмов. Эту конструкцию выполняют в виде ранд-балок, связей и опорных
балок. Ее решают по аналогии с конструкциями, применяемыми для передвижки. Однако для вывешивания и подъема колонн применяют само-заклинивающиеся захваты, изображенные на рис. 20.7, а.
Цикл подъема здания состоит из операций, показанных на рис. 20.7, б. Вначале установленной на место группой домкратов поднимают здание на высоту, равную длине штока поршня. Под лапки подводят коротыши рельсов или специальные железобетонные блоки, обеспечивая надежную опору корпуса. После этого поршень втягивают в этот корпус, а под него подкладывают опоры и цикл подъема возобновляют. Подъем сопровождают устройством под домкратом балочной клетки, которая является временным поддерживающим устройством. После завершения подъема или выправления крена под поднятыми стенами выкладывают новую кладку. Ее подгружают путем подбивки жестких растворов на расширяющих-/ся цементах, потом поддерживающее устройство разбирают.
При подъеме описываемым методом на высоту, превышающую 2 м, предусматривают дополнительные мероприятия, обеспечивающие устойчивость балочных клеток, но чаще применяют дру-
гие. 20.7. Подъем зданий. а — двухшарннрныЙ захват для нывсшивання колонн; б — последовательность подъема первым методом; в - то же. вторым; / — домкрат; 2 — захват; 3 — колонна; 4 — поперечная опорная балка из трех рельсов; 5 — рандбалка нз спаренных двутавров; б - рельсы балочной клетки; 7 — стеновые блоки; б — связи блоков (I — XII — циклы подъема)
гой метод. Он показан на рис. 20.7, в. Здесь домкраты устанавливают так, чтобы ' их поршни выдвигались вверх. В работу сначала включают одну батарею домкратов, а другую оставляют для временного крепления здания. После его подъема на высоту штока в образовавшуюся пустоту заводят блок стационарной конструкции стены или опоры. Его расклинивают между домкратом и опорной рамой, снимая нагрузку со сработавших домкратов. Опуская в исходное положение их поршни, над каждым устанавливают по блоку. Затем операцию повторяют, но уже с другой батареей домкратов. Включая попеременно разные батареи, здание «выжимают» на заданную высоту.
Описываемый метод эффективен, поскольку здесь нет надобности устраивать временные поддерживающие устройства. Однако при его использовании необходимс в два раза больше механизмов, чем при первок методе.
34в
349
ВОПРОСЫ
ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
I. Виды грунтов, естественные н искусственные основания. Дефекты оснований, следствия этих дефектов и методы упрочнения грунтов.
2. Конструктивные схемы фундаментов. нх преимущества и недостатки. Различие фундаментов старых зданий и современных.
3. Особенности технической эксплуатации фундаментов, выявление дефектов, методы устранения причин, вызывающих дефекты. Способы усиления фундаментов.
4. Виды стен в старых и современных зданиях, нх сравнительная характеристика. Условия устойчивости стен. Стыки сборных элементов.
5. Задачи технической эксплуатации стен, эксплуатационные дефекты и методы их устранения. Особенности конструкций усиления стен.
6. Типы перекрытий, применяемых в старых и современных зданиях. Монолитные и сборные конструкции, их преимущества и недостатки. Различие перекрытий над санузлами. подвалами н чердачных.
7. Каркасы зданий, нх типы. Конструктивно-планировочные схемы сооружений, отличительные особенности каркасов. Несущие конструкции многоэтажных зданий, ствольные системы.
8. Особенности содержании каркасов и перекрытий из дерева и долговечных материалов, дефекты, возникающие в этих конструкциях, причины, их вызывающие. Индустриальные методы ремонта, усиления н смены перекрытий, особенности применяемых конструкций.
9. Конструкции лестниц, галерей и балконов, их классификация.
10. Техническая эксплуатация конструкций, перечисленных в п. 9, эксплуатационные дефекты и методы их устранения.
11. Типы покрытий зданий, чердачные и бесчердачные системы, их несущие конструкции. Особенности плоских н пространственных большепролетных покрытий.
12. Кровли из различных материалов. их свойства, индустриальные детали. 'Методы водоотвода.
13. Содержание технической эксплуатации покрытии, содержание кровель, дефекты и методы их устранения.
14. Гидроизоляционные покрытия и системы водопонижения. их конструктивные решения. Принципиальная разница в подходе при проектировании гидроизоляции н систем водопонижения.
15. Содержание гидроизоляционных конструкций, нх дефекты, ремонт и устройство новых.
16. Конструкции стационар
ных и передвижных перегородок. цель и методы процесса эксплуатации.
17. Окна, двери, их конструкции нз различных материалов, Особенности содержания и ремонта.
18. Конструкции полов, нх классификация и эксплуатационные требования. Методы ухода за полами и их ремонта.
19. Сравнительная техникоэкономическая оценка различных конструкций фундаментов и стен, перекрытий и каркасов зданий, лестниц, галерей и балконов, несущих ’конструкций покрытий и крыш, перегородок, окон, дверей и полов.*
20. Системы инженерного оборудования зданий, их классификация н понятие об устройстве внутренней канализации; холодного и горячего водопровода, систем газоснабжения. отопления и вентиляции, мусоропроводов, лифтов, электроснабжения, радиофикации н телеантенн.
2Г. Содержание инженерных систем, особенности ухода за оборудованием, его наладки н ремонта.
22. Оценка единовременных н эксплуатационных затрат на устройство н содержание инженерных систем.
23. Особенности конструкций надстроек, пристроек и встроек, характерные методы проектирования реконструкции зданий.
24. Методы передвижки и подъема зданий, применяемые конструкции.
РАЗДЕЛ V
ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
ГЛАВА 21. УПРАВЛЕНИЕ ЖИЛИЩНЫМ ХОЗЯЙСТВОМ
В системе многоотраслевого хозяйства города жилищное хозяйство вы* полняет особую роль. Жилище является одним из ведущих факторов, характеризующих жизненный уровень населения. От уровня благоустройства и потребительской ценности жилья зависит рост производительности труда и сохранность здоровья народа. В свою очередь, эта ценность обусловлена качеством эксплуатации жилищного фонда, эффективностью управления ею.
21.1. Системы управления
Жилищный фонд страны как >бъект управления неоднороден. поскольку состоит из осуществленного н частного сек-ора. Примерно 25% жилья Iаходитея в личной собствен-•ости (рис. 21.1). В об общественный фонд входят здания килиищо-строительных коопе->атнвов н государственный |юид. Доля фонда ЖСК неве-ика, всего 5%. но имеет тенденцию к постоянному увел и-ению.
Государственный фонд состоит из ведомственного н фонда местных Советов. Первый, находящийся на балансе предприятий и учреждений различных ведомств, не имеет единой органнзационной структуры. Наиболее распространенные формы управления этим фондом — это жнлнщно-комму-нальные конторы (ЖКК) и жилищно-коммунальные отделы (ЖКО). В своей основе это мелкие хозяйства, объединяющие в среднем около 10 тыс. м3 общей площади, что в 5...6 раз меньше, чем в аналогичных хозяйствах местных Советов. Такие ЖКК и ЖКО не имеют своей производственной базы и поэтому уровень содержания н ремонта зданий не соответствует современным требованиям. Однако и средн ведомственных жилищных организаций есть крупные хозяйства, где легче наладить эффективную систему содержания зданий, организовать современную структуру управления. Обычно такие хозяйства создают при мощных предприятиях и к эксплуатации привлекают силы и средства этих производств.
Управление фондом местных Советов централизовано и поэтому организовано достаточно четко. В функции управления входит не только
эксплуатация «своего» жилья, но контроль за содержанием ведомственного фонда и домов личной собственности. По договорам с правлениями жилищно-строительных кооперативов осуществляют техническую эксплуатацию и этого фонда.
Система управления жилищным хозяйством исполкомов городов и поселков многоступенчата. Для примера на рис. 21.2 приведена схема такой системы, сложившейся в областях Российской Федерации. Высшей ступенью ее иерархической структуры является Совет Министров РСФСР
Характерная особенность управления заключается в двойственности подчинения низовых звеньев системы. С одной стороны, областные, городские и районные жилищные управления являются составной частью аппарата исполкомов местных Советов
351
Рнс. 21.1. Состав жилищного фонда по принадлежности:
/. — личной - собственности; 2 -кооперативный; 3 — местных Советов; 4 — ведомственный (площадь фигур соответствует удельной массе групп)
Рис. 21.2. Схема управления жилищным хозяйством:" а -- малых городов; б — средних и крупных
и подчинены им, а с другой — министерствам жилищно-коммунального хозяйства союзных республик. В составе этих министерств имеются Главные управления жилищного хозяйства, в функции которых вхо
дит руководство деятельностью областных управлений коммунального хозяйства (в краях — краевых управлений, а в автономных республиках — МЖКХ АССР).
Горжилуправления малых городов и поселков
имеют в своем сдэдаве первичные эксплуатационные организациЦгп-^Мс лищно-эксплуатационн^! конторы (ЖЭК) и дирекции эксплуатации зданий (ДЭЗ). В городах с районным делением сущеэду вует промежуточное зве-
352
i.
но — районное жилищное управление, и первичные организации (ЖЭК и ДЭЗ) подчинены им, но одновременно и городскому жилищному управлению.
Наиболее сложно уп-райл^ние эксплуатацией ЖйлшДного фонда круп-крупнейших городов.''В таких, как Мос-1ква, Ленинград и им Подобных по количеству Населения городах, при
Рнс. 21.3. Схема управления жилищным хозяйством Москвы
Горисполкомах создают Главные управления жилищным хозяйством, схема организационной структуры которых показана на рис. 21.3. В основу этой структуры, примененной в Москве, как и любой сложной системы управления, заложены два принципа: специализация и информативность.
Специализация необходима, поскольку при
прямом руководстве всеми звеньями очень большая система становится неуправляема. Поэтому в Главмосжил управлении выделены самостоятельные узкоспециализированные подразделения, например объединение Мос-лифт, отвечающее за эксплуатацию лифтов и кодовых замков на входах в здания. Система таких специализированных подразделений, ра
зя
ботающих на договорных началах с ЖЭК и ДЭЗ. вместе с городскими службами водопровода, канализации, энергоснабжения и слабых токов, охватывают весь комплекс эксплуатации жилищного фонда города.
Второй принцип —информативность — в рассматриваемой системе управления обеспечен объединенной диспетчерской службой (ОДС). Ее создают при каждой первичной эксплуатационной организации и подчиняют районной диспетчерской службе (РДС). Для получения оперативной информации рабочие помещения оборудуют центральными пультами, связанными с датчиками, которые установлены в узловых местах инженерного оборудования и планировочных элементов дом£.
На основании показаний этих датчиков диспетчер может контролировать режимы работы системы, например судить о том, есть ли утечка воды в водопроводе, соответствует ли заданным ограничениям температура и давление в системе, как работают насосы и другое оборудование. Датчики сигнализируют и о концентрации газа в воздухе помещений, факте подтопления подвалов, работы электрощитовых, системы дымоудаления, освещения лестниц, подвала и дво
ровой территории. Другие датчики показывают, закрыты ли двери подвалов, чердаков и машинных отделений лифтов, как работают кодовые замки и другие устройства.
Рписываемые системы связи и сигнализации в сочетании с прямыми переговорными устройствами на лестничных клетках для получения сведений от жильцов обеспечивают достаточную осведомленность диспетчера о состоянии объекта управления. Это позволяет оперативно руководить службами эксплуатации, принимать обоснованные решения, своевременно ликвидировать аварийные ситуации.
21.2. Способы эксплуатации
Существует три способа организации технического обслуживания жилищного фонда первичными подразделениями (ЖЭК и ДЭЗ). Первый, наиболее простой, называют хозяйственным. Схема этого способа показана на рис. 21.4, а. Ее особенность заключается в том, что руководству и инженерно-техническому персоналу приходится решать весь комплекс вопросов, а это требует от них всесторонних знаний как общестроительных, так и специальных. При совре
менном насыщении знания сложным инженерным оборудованием, включающим автоматику и электронику, необходимы специалисты высокого уровня компетентности, но главное в разносторонних областях знаний. Способ поэтому применяют в небольших ЖЭКах, эксплуатирующих фонд средней сложности. Именно структуру такой маломощной организации иллюстрирует схема а, поэтому в ней нет подразделения информации — ОДС, но при необходимости его легко «врезать» в систему.
Второй способ, подрядный, лишен указанных недостатков и рекомендован к использованию в крупных подразделениях. Схема управленческой системы, организованной по этому способу, изображена на рис. 21.4 , б. Здесь обеспечена специализация, каждый специализированный участок компетентно эксплуатирует родственные системы, обеспечивая профилактический осмотр, планово-предупредительные ремонты и . непредвиденные работы. Эти участки работают на договорных началах и ДЭЗ выступает как подрядчик, отвечая за успешное выполнение планов эксплуатации, сохранность и качественное содержание жилищ. В этом случае ДЭЗ наделены правами контроля и ко-
354
Специализированные управления, объединения, тресты и участки
ординации деятельности всех специализированных служб.
Третья схема технической эксплуатации совмещает элементы двух предыдущих. Она получила
наибольшее распространение в крупных городах. В системе, показанной на рис. 21.3, ОДС придают дежурных рабочих, руководимых диспетчером. Дневную смену укомплек
товывают слесарями-сантехниками, электромонтерами, плотником и кровельщиком, а вечернюю только сантехником. Эти рабочие состоят в-штате ДЭЗ и исполняют, обя
355
занности хоздоговорным способом. Кроме них в оперативном подчинении у диспетчера круглосуточно дежурят рабочие подрядных организаций: слесарь-обходчик тепловых пунктов объединения Мосинжреминт и дежурный электромеха г ник объединения Мос-лифт, следящий за исправностью лифтов и кодовых замков.
О крупных авариях, которые нельзя устранить собственными силами, диспетчер сообщает в РДС и аварийные службы соответствующих подразделений главка, вызывает мобильные бригады. О всех неисправностях работы наружных сетей, трансформаторных подстанций,тепловых пунктов и котельных диспетчер информирует районные подразделения горэнэрго, горводопровода, горгаза, гортелефона, горрадио-трансляции и т. д. для принятия мер по устранению неисправностей.
21.3. Планирование - эксплуатации
Эксплуатационную деятельность первичных организаций планируют, учитывая, что основные их функции заключаются в обеспечении услуг населению и сохранении жилищного фонда. Исходя из этого в планах в первую очередь отражают объем производст
ва (услуг) собственными силами и специализированными подрядными организациями. При разработке планов вначале определяют перспективы развития хозяйства. Учитывая снос и передачу строений под нежилые помещения, устанавливают состав сохраняемого жилищного фонда, возможности его расширения за счет включения строящихся или взятых на баланс ведомственных зданий, а также принятых на эксплуатацию по договорам домов ЖСК-Реша ют проблемы повышения уровня эксплуатации и технической оснащенности ЖЭК и ДЭЗ. В результате составляют документ, характеризующий состояние хозяйства в настоящее время и на перспективу.
На втором этапе рассчитывают штаты работников, составляют заявки на подготовку кадров и повышение их квалификации. Количество ИТР, служащих и обслуживающего персонала определяют по объемам производства. На этом этапе выявляют потребности в материально-технических ресурсах, выделяя материалы и оборудование, фондируемые и поставляемые вышестоящими организациями. Финансовую деятельность раскрывают, составляя сметы доходов и расходов, устанавливая фонд заработной
платы, потребность в денежных средствах и источниках их- покрытия.
В планах социального развития отражают мероприятия, направленные на укрепление трудовой дисциплины, улучщение условий труда и быта работников. Для этого изучают их потребности в жилье и формах отдыха, повышении культурного уровня и производственной квалификации.
Аналогичные планы составляют для других эксплуатационных .организаций, например сре-циализированных объединений и трестов, ремонтно-строительных под-, разделений, контор м?-. ханизированной уборки и дорожных участкрв.
21.4. Нормативные: документы
Основными документами, регламентирующими систему управления, являются «Правила и нормы технической эксплуатации зданий» и «Положение о проведении планово-предупредительных ремонтов жилых и общественных зданий» [15] и [16]. Эти документы составлены ;,;иа основе опыта передо^/, организаций, научдоз исследований в обл^^тц эксплуатации, квалимрт? рии и экономики. Их содержание направлено на стандартизацию деятельности служб эксплуата:
356
ции, поэтому их следует рассматривать как нормали, в которых сформулированы унифицированные требования к способам содержания зданий, эффективному расходованию материально-технических и трудовых ресурсов, методам определения готовности объекта к эксплуатации. В совокупности со СНиПами определены ограничения, характеризующие пригодность зданий и элементов к длительному использованию по назначению.
«Правилами» и «Положением» в целях стандартизации упорядочены осмотры зданий, определены их виды. Ремонты классифицированы и превращены в систему, ориентированную' на предупреждение преждевременного износа, появление отказов и в конечном счете на эффективность эксплуатации сооружений в течение всего срока службы при наименьших материальных затратах. Этой же конечной цели подчинены и другие технические условия эксплуатации, многие из которых изложены в учебнике.
Строгое соблюдение нормативов — основное условие правильной эксплуатации. Каждая организация, имеющая на своем балансе гражданские здания, в основу своей деятельности обязана заложить типовые
правила, изложенные в описываемых документах. В их развитие ра -рабатывают служебные инструкции, определяющие обязанности сотрудников управленческого аппарата и рабочих, где правила уточняют применительно к конкретным условиям эксплуатации, действующим директивам партийных и советских органов. Кроме инструкций издают, например, такие руководства, как «Методические указания по внедрению бригадного хозрасчета при текущем ремонте», «Типовые нормы обслуживания для рабочих, занятых на работах по санитарному содержанию домовладений» или «Методику сбора и обработки данных по эксплуатационным отказам конструкций и инженерных систем полносборных жилых домов» и подобные им нормали.
Другими документами регламентируют финансовую деятельность организаций. Например, сейчас действует «Инструкция по составлению хозяйственно-финансового плана управления домами», подготовлена «Методика распределения средств на текущий ремонт между ЖЭК» и т. д.
Ученые систематизируют и работы капитального ремонта, издавая нормативы, подобные «Методическим указани
ям по учету влияния основных факторов ближайшего окружения (городской среды) при перепланировке опорных жилых домов», «Временные нормы проектирования капитального ремонта жилых домов с перепланировкой в Москве». Аналогичные нормы выпущены для Ленинграда.
В Академии жилищно-коммунального хозяйства РСФСР, ее филиалах и научно-исследовательских секторах проектных институтов ученые ведут исследования, направленные на совершенствование эксплуатации гражданских зданий и сооружений, благоустройство микрорайонов и районов городов. В развитие постановления КПСС и Совета Министров СССР от 12 июля 1979 г. «Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работы» решают проблемы, связанные с получением наибольшего конечного результата. Для оценки деятельности организаций и качества проектных решений разрабатывают рекомендации. Так подготовлена «Методика социальной и экономической оценки эффективности реконструкции застройки на исторически сложившихся территориях города».
357
21.5. Технико-экономические сведения
Эффективность эксплуатации жилищного фонда во многом зависит от концентрации организаций, обслуживающих его. С этих позиций одним из путей повышения эффективности является концентрация фонда в жилищных организациях местных Советов, передача ведомственных зданий, особенно находящихся на балансе небольших учреждений с маломощной ремонтной базой. Однако в городах страны процесс передачи идет крайне медленно, что сказывается на ухудшении технического состояния части жилищного фонда. Необходимо ускорить этот процесс концентрации, в результате которого может быть достигнут определенный народнохозяйственный эффект.
Другой важной задачей повышения эффек
тивности содержания жилищного фонда является совершенствование методов эксплуатации зданий ЖСК, количество которых из года в год растет. Как считают специалисты, единственный путь решения проблемы — это передача функций управления и профилактики таких домов в организации местных Советов, а финансирование обеспечить на основе подрядных договоров с ЖСК, поскольку ЖЭК и ДЭЗ находятся на хозрасчете.
Жилищные организации местных Советов покрывают свои эксплуатационные расходы за счет доходов от квартиросъемщиков и учреждений-арендаторов, возмещения коммунальными предприятиями города затрат на содержание домовых сетей и поступлений от ЖСК за обслуживание кооперативных зданий. Из общей суммы доходов основная
доля приходится на квартплату и взносы арендаторов. Их удельный вес составляет 84% всех доходов.
Размер доходов ограничивает эксплуатационные возможности ЖЭК и ДЭЗ, поскольку в нашей стране, как нигде в мире, низка квартирная плата. В СССР она составляет всего 5% бюджета семьи, а в капиталистических странах 30% и более. Для покрытия дефицита, возникающего в некоторых хозяйствах, рай- и гор-жилуправления наделены правом перераспределения части доходов между этими хозяйствами, что ослабляет влияние нехватки денег. Кроме того, капитальный ремонт целенаправленно финансирует городские жилищные организации за счет отчислений от арендной платы и выделения ассигнований из бюджета города.
ГЛАВА 22. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ И ТЕРРИТОРИИ
Организации, эксплуатирующие гражданские здания, особое внимание уделяют содержанию технических помещений и путей эвакуации внутри сооружения, уборке и благоустройству придомовых территорий.
22.1. Содержание технических помещений и путей эвакуации
Подвалы и технические помещения эксплуатируют, поддерживая заданный тепловлажностный режим. Следят, чтобы температура воздуха не падала ниже 5°С, а
влажность ие превышала 65%. Летом помещения вентилируют через окна и отверстия в цоколе — продухи. Зимой их закрывают и воздухообмен происходит через вентиляционные каналы.
В случае увлажнения стен или затопления полов устраняют причины.
J58
их вызывающие. Принимаемые меры изложены в § 10.2 и 15.3. Если появление влаги являет* ся следствием неисправности инженерных систем, то ликвидируют протечки или утепляют трубопроводы, на поверхности которых обнаружен обильный конденсат.
Двери в подвалы запирают, но обеспечивают свободный подход к ним. Зимой его очищают от снега. В помещениях, используемых как склады, оставляют эвакуационные подходы.
Котельные эксплуатируют, обеспечивая постоянное их освещение. Исключают доступ в помещение посторонних лиц. Реконсервируют котлы после летнего периода только в присутствии представителя, отвечающего за это оборудование. Систематически проверяют эффективность работы приточно-вытяжной вентиляции и дымоходов. Испытывают работу вентиляторов и насосов с целью исключить шум и вибрацию, создающих дискомфортные условия в жилых помещениях вышележащих этажей; также испытывают и оборудование насосных, расположенных в технических этажах.
Лестничные клетки эксплуатируют, создавая беспрепятственный доступ в подвал, на чердак, к пожарному оборудованию и инвентарю. Все ин
женерные устройства — электрощиты, разводные коробки и т. д. — прячут в запирающиеся шкафы. Марши и площадки держат свободными, запрещая их использовать даже временно, как места складирования. Под маршами нельзя размещать кладовые и другие хозяйственные помещения.
Тамбуры входов в лестничные клетки — предмет постоянной заботы эксплуатационных служб. Двери содержат в исправном состоянии: утепляют, устанавливают закрывающие пружины и кодовые замки. Это особо важно зимой, поскольку плотное закрывание дверей способствует сохранению теплоты в здании.
Много труда 'затрачивают на уборку вестибюлей, маршей и площадок. Только в жилищном хозяйстве Москвы этим трудом занято 15 тыс. человек. Для облегчения уборки практикуют, пока в опытном порядке, установки для уборки, состоящие из двух стояков с приемно-подсоеди ни тельными устройствами на каждом этаже. Стояки монтируют в лестничной клетке, к ним присоединяют шланг с распылителем воды и специальные щетки. Разбрызгивая воду, этими щетками моют поверхности, а грязь удаляют через полую ручку и шланг, подсоединенные к соот
ветствующему вакуумному стояку.
Чердаки эксплуатируют, проверяя закрывание входных дверей и слуховых окон, наличие остекления и запоров. Осматривают утепление чердачных перекрытий, трубопроводов инженерных систем и помещения расширительного бака. Устанавливают исправность вентиляционных коробов.
На чердаке особо важно выдержать оптимальный тепловлажностный режим, поскольку при повышении температуры воздуха в помещении под крышей зимой образуется конденсат. Им увлажняется утеплитель перекрытия и в результате оно теряет теплотехнические свойства, что приводит к промерзанию ограждающей конструкции. На чердаке поэтому теплоизолируют все источники теплоты, сокращая теплоотдачу На перекрытиях увеличивают толщину слоя утеплителя, трубопроводы дополнительно защищают от теплопотерь. Если же это не помогает, то в покрытии кровли делают многочисленные продухи, стимулируя интенсивное проветривание.
Входы на чердак держат на замке. Запирают и двери помещения, где установлены баки. Только проходы через стены — брандмауэры закрывают на задвижку, легко открываемую в аварийных случаях.
359
22.2. Особенности технической эксплуатации общественных зданий и сооружений
Общественные здания и сооружения, как правило, рассчитаны на массовое посещение людей. К их помещениям поэтому предъявляют повышенные противопожарные и гигиенические требования.
Пожарную безопасность обеспечивают, сохраняя постоянную эвакуационную готовность проходов, лестниц, коридоров и тамбуров. Двери на запасных эвакуационных путях оборудуют автоматически открывающимися запорами. Полы делают гладкими, но не скользкими. В помещениях не применяют огнеопасную отделку, в том числе выделяющую при нагреве вредные газы.
Состояние постоянной готовности выдерживают, эксплуатируя системы и инвентарь пожаротушения. Обслугу пожарного водопровода, систем сигнализации, спринглеров и дымоудаления укомплектовывают квалифицированными кадрами, регулярно освидетельствуют устройства и в плановопредупредительном порядке ремонтируют. Пожарников и обслуживающий персонал инструктируют, для чего разраба
тывают специальные инструкции.
Постоянный микроклимат поддерживают в помещениях спортивных сооружений и таких общественных зданий, как зрелищные и лечебные. Стабильный тепловлажностный режим обеспечивают эффективной работой систем вентиляции и кондиционирования. Для этого их передают в эксплуатацию специализированным организациям, которые регулярно проводят профилактику оборудования, наладочно-регулировочные работы и плановопредупредительные ремонты.
В помещениях предусматривают режим эксплуатации, исключающий травматизм и заболевания. Например, в спортивных сооружениях пути движения физкультурников от раздевалок к залам намечают без пересечения с холодными помещениями фойе и вестибюлей. Исключают возможность сквозняков и в спортивных залах, применяют подогреваемые полы и стены, в их толще закладывают трубы отопления. Поверхности помещений отделывают с учетом возможности дезинфекционной обработки. К этому мероприятию прибегают и в прачечных, банях, магазинах и предприятиях общественного питания.
22.3. Сезонная подготовка зданий
к эксплуатации
Здания и сооружения подготавливают к сезонной эксплуатации постоянно. Еще зимой начинают подготовку к весенне-летнему периоду. До окончания отопительного сезона приступают к регулировке и наладке систем водопровода, канализации и электроснабжения. В это же время на базах стройиндустрии заготавливают окна и двери, которые предполагают установить летом взамен износившихся. Заблаговременно запасают детали кровель и козырьков, скамейки и другие элементы архитектуры малых форм и оборудования площадок.
С наступлением устойчивого тепла исправляют и окрашивают кровли, ремонтируют надкрышные устройства, фасады и их детали, включая балконы, цоколи, сливы и водосточные трубы. Восстанавливают ограждения и оборудование спортивных и игровых площадок, монтируют новые элементы малых форм, рекон-сервируют и проверяют поливочный водопровод, ремонтируют наружное обвешение.
После завершения отопительного сезона консервируют местные котельные и отопительные системы. Перед этим проводят текущий ремонт и
360
устраняют дефекты, обнаруженные н период зимней эксплуатации.
Особо ответственна подготока к осенне-змл-нему периоду. Этот сезон, особенно зима, является временем наиболее сурового испытания для конструкций и инженерных систем здания. Ограждающие конструкции подвергаются воздействию атмосферной влаги, знакопеременных температур и снежных зано.сов, а в некоторых районах страны — ураганных ветров и обледенения. Именно в этот период стены и крыша, каркас и окна проходят проверку на прочность и теплотехнические свойства.
С понижением температуры инженерные системы тоже начинают работать с полной, а при наступлении сильных морозов — экстремальной нагрузкой. Зимой наружные сети и вводы в здания подвергаются переохлаждению.
От того, насколько полно выполнен план подготовительных мероприятий, зависит надежность работы систем. Здание поэтому начинают готовить к зиме еще летом. Вначале выполняют наиболее трудоемкие и сложные работы, например перекладку наружных трасс или замену стояков и разводных линий. Это позволяет в первую очередь сосредоточить ресурсы на самых ответственных уча
стках. Затем проверяют и регулируют оборудование и арматуру систем, а в завершение реконсерви-руют котельные и тепловые пункты.
Во время подготовки сооружений к зиме проверяют герметичность притворов дверей и окон, устраняют дефекты в стыках сборных элементов стен, регулируют систему отопления и вентиляции, оборудование котельных и тепловых пунктов. Такая регулировка является средством сокращения расходов теплоты.
Перед наступлением холодов консервируют поливочный водопровод, элементы архитектуры малых форм и внешнего благоустройства, предназначенные для летнего сезона.
22.4. Содержание и очистка территорий
В крупных городах с территории приходится удалять пыль и сажу, оседающие из атмосферы в больших количествах— до 500...700 т/км2 в год. К ним прибавляется и часть отходов в виде упаковки, старых газет и других, не попадающих в мусорные ящики, а зимой и снег. В снежные зимы его выпадает примерно 300... 500 т/км2. Все это нужно собрать на больших площадях и вывезти.
За сбор отходов с внутриквартальной тер
ритории и тротуаров отвечают ЖЭК и ДЭЗ, а с проезжих частей улиц— общегородские организации. Время уборки устанавливают местные Советы. Летом периодичность уборки назначают от одного до двух раз в сутки. Зимой во время снегопада интервал между уборками сокращают до 1...2 ч.
В состав зимней уборки. входит сбор снега, посыпка пешеходных путей песком, удаление с них льда. С тротуаров снег сдвигают на проезжую часть улицы в валы шириной в основании не более 1,5 м, что позволяет грузить его снегопогрузчиками.
Весной расчищают лотки вдоль бортового камня для лучшего стока воды. После таяния снега территорию убирают от накопившегося мусора. Летняя уборка заключается в систематической уборке и мойке тротуаров, дорожек и внутриквартальных проездов, а также поливке зеленых насаждений. Осенью сметают и вывозят опадающие листья и одновременно готовятся к зиме: расчищают сточные лотки, подготавливают площадки для складирования снега.
Процесс уборки территории механизируют. Для этого в городах создают хозрасчетные конторы механизированной уборки (КМУ), ко
361
торые работают на договорных началах с ЖЭК и ДЭЗ. КМУ оснащают уборочными машинами разных типов, способными очищать как проезды, так и узкие дорожки. Ими убирают до 40% площади территорий домовладении, в основном с жесткими покрытиями. Остальную часть приходится мести вручную, поскольку дворовые территории не только в старых частях городов, но и в новых 'мокрорайонах не приспособлены для механической уборки. Тротуары недостаточно широки и не имеют съездов на проезжую часть, зеле-4 ные насаждения расположены так, что мешают движению машин, имеются «мертвые» зоны, недоступные для техники, большинство проездов не имеют разворотных площадок с радиусами, соответствующими рабочим параметрам уборочной техники.
При благоустройстве территорий, капитальном ремонте и, особенно, реконструкции в последнее время стали учитывать эти планировочные недостатки и внутренние проезды делать шириной >3,5 м, повороты разбивать с радиусом >8 м, а дорожки, убираемые малыми машинами, делать шириной >1,5 м с радиусами >3 м. Проезды завершают разворотными площадками, очерченными
указанными радиусами, а подъезды к мусооока-мерам, делают, как показано на рис. 22.1.
Санитарная очистка включает в себя сбор всех видов твердых бытовых отходов (ТБО), их вывоз и утилизацию. Количество этих отходов растет из года в год. Уже сейчас их масса составляет 25...30 кг на человека в день, а в ближайшем будущем увеличится до 40...50 кг. Поэтому в крупных городах мира принимают радикальные меры, направленные на совершенствование очистки. ТБО собирают в контейнеры и специальными машинами вывозят на свалки и мусороперерабатывающие заводы, где его сортируют, превращают в строительные материалы, сырье для промышленности и даже в жидкое топливо. Пищевые отходы утилизируют иначе. Их собирают в специальную тару и вывозят на откормочные предприятия, где, например, выращивают свиней.
Существует три метода санитарной очистки от ТБО. По первому загруженные мусором контейнеры легкими кранами устанавливают иа контейнеровозы и вывозят ими. При этом грузоподъемность транспорта используют не полностью, поскольку рыхлый мусор имеет неболь
шую объемную массу. Другой метод характерен применением передвижных бункеров, загружаемых с контейнеров, но с обязательным уплотнением мусора в этих бункерах. За счет этого за одну ездку перевозят значительно больше груза и полнее используют грузоподъемность транспорта.
По третьему, наиболее рациональному, методу мусор вывозят большегрузными транспортными средствами, способными поднять 10...25 т. Их загружают брикетами, которые прессуют из мусора на промежуточных станциях обработки, создаваемых в пределах жилого района или микрорайона. На такой станции обрабатывают мусор, поступающий из небольших мусоровозов, радиусы действия которых ограничены территорией одного или двух ДЭЗ. Применяют и системы пневмоудаления, когда мусор концентрируют на станции, перемещая от домов пневмотранспортом. Эта система гигиенична, так как рабочие практически не соприкасаются с отходами, повышается производительность труда и в 1,5...2 раза снижается себестоимость уборки.
22.5. Технико-экономические сведения
Одним из основных путей повышения эффек-
362
машин или склада тары. г. е --проход к лестничной клетке и мусорокамере; в,д — разворотные круги
Рис. 22.1. Планировочные элементы. приспособленные для механической уборки: а — въезд во двор: 6 — расширение проезда для стоянки авто-
тивности содержания и очистки территорий является их дальнейшая механизация и индустриализация. Внедрение в практику новых моделей уборочной техники, пополнение парка КМУ более совершенными машинами еще не решает
проблемы. Эффективность работы зависит от слаженности системы «Машина — городская территория». Необходимо в первую очередь привести в соответствие параметры элементов благоустройства территории и рабочих органов
уборочных машин, что позволит поднять уровень механизации и убирать машинами до 75... 80% площади территорий. Не менее важно совершенствование организации работы КМУ. разработка новых методов уборки.
Сказанное относится и к уборке внутри здания. Внедрение новых методов и машин возможно. если оно приспособлено к механизации, а многие мусорокамеры, например, расположены так, что исключают не только удобную работу с контейнерами, но и подъезд современных контейнеровозов; особо неудобно, если мусорокамеры расположены в подвалах: трудоемкость их обслуживания возрастает на 20...30%.
Комплексные системы мусороудаления, особенно с полной утилизацией отходов капиталоемки. На их строительство и создание базы механизации требуются значительные затраты. Однако такие системы эффективны по многим причинам. Во-первых, за счет механизации сокращается стоимость уборки почти в 7 раз. Во-вторых, вы
свобождается большая часть обслуживающего персонала ЖЭК и ДЭЗ. Подсчитано, например, что только в Москве можно было бы высвободить около 3 тыс. дворников, а такое количество рабочих в промышленности железобетонных изделий может дать продукции на 7,5...9 млн. руб., выпустить 550... 750 тыс. м3 сборных детален в год.
В-третьих, при утилизации отходов можно сократить площади свалок, не так загрязнять окружающую города среду и одновременно получать продукцию, стоимость которой в какой-то мере компенсирует первоначальные затраты.
ВОПРОСЫ
ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
I. Структура жилищного фонда страны. Особенности эксплуатаций фонда ведомств и ЖСК.
2. Система управления жи лищным хозяйством местных Советов- Специализация эксплуатационных подразделений. Службы ОДС и РДС.
3. Характеристика трех способов эксплуатации жилищного фонда первичными подразделениями. Их преимущества и недостатки.
4. Содержание планов деятельности эксплуатационных организаций. Социальные планы развития.
5. Нормали, которыми стандартизована деятельность системы эксплуатации.
6. Особенности содержания путей эвакуации и общих помещений в зданиях. Требования к эксплуатации общественных зданий.
7. Мероприятия, проводимые в периоды сезонной подготовки зданий и сооружений.
8. Способы сбора отходов и санитарной очистки территории.
9. Доходы и расходы эксплуатационных служб. Пути повышения эффективности их работы. Комплексные системы санитарной очистки городов от ТБО и охрана окружающей среды.
В книге приведена методически обработанная информация по проблемам строительства и эксплуатации гражданских зданий.
Специалисту необходимо усвоить все многообразие связей между проектированием н строительством сооружений и условиями, определяющими эксплуатационную пригодность, ценность здания как объекта потребления.
Изучение текста учебника позволит студенту получить фундамент .знаний, необходимых для успешного овладения другими профилирующими лис-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
циплинами. «Строительные конструкции», «Экономику городского хозяйства». «Технологию и организацию ремонтно-строительных работ» нельзя освоить 'на должном уровне, если у студента нет достаточных знаний по курсу, изложенному в настоящем учебнике. В свою очередь. предмет «Гражданские здания, сооружения и конструкции, включая техническую эксплуатацию», особенно его IV и V разделы, требует знаний эксплуатационных свойств строительных материалов и способов их производства, нуждается в развитом пространст
венном воображении и' навыках. хотя бы первичных, чтения чертежей. Поэтому студенту необходимо параллельно осваи-. вать курсы «Строительных материалов» и «Начертательной геометрии и графики».
Для углубленной проработки курса студенту следует использовать не только информацию. изложенную в учебнике, но познакомиться с литературой, перечень которой приведен в конце книги, особенно с нормативной н справочной. В закреплении изучаемого материала важным средством являются практические занятия, предус
364
мотренные учебным пленом и. в частности, курсовое проектирование, посещение выставок и строительных объектов, а в заключение обучения — выпал некие дипломного проекта.
Книга поможет студенту определить роль общеобразовательных и специальных дисциплин в общем комплексе учебного процесса, направленного на достижение конечной цели, и эта цель -- пал учен не специалистом квалификации, отвечающей потребностям организации и учреждений городского хозяйства на современном и перспективных этапах развития науки и техники.
Изучая курс гражданских зданий, студент должен пом
нить, что старые заброшенные районы городов постепенно отмирают. Дли того чтобы эти районы функционировали, нужно перманентно вести реконструкцию. а эта проблема сложна не только полому, что приспосабливать застройку к новым условиям эксплуатации трудно, но и важно сохранить облик города.
Архитектура является историей человечества в камне. Сохранить старую застройку — обязанность каждого архитектора и строителя. -Однако, как показала практика, тенденция прямого реставраторства не оправдала себя. В старой застройке зарекомендовали себя полноправными элементами н
новые сооружения, если тактич-. но сочетают старое н новое. Такое сочетание — извечная проблема зодчества. Она разрешима тогда, когда эстетический кронень нового соответствует млн превышает чровень окружения.
Следует учитывать, что в архитектуре новые концепции реализуются ие сразу. Поэтому при научении книги важно найти правильную ориентацию в отношении изложенной в ней информации. Например, рассматривать нормы нс как статичный, раз н навсегда составленный документ, но изменяющийся в зависимости от потребности общества. развития науки нли техники в определенный период времени.
ЛИТЕРАТУРА
1. Материалы XXVI съезда КПСС. М., 1981.
2. Материалы Пленума ЦК КПСС, 24 апреля 1985 г., М., 1985.
3. О дальнейшем развитии индустриализации и повышении производительности труда в капитальном строительстве. Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР. Правда, 1985, 31 августа.
4. Архитектура гражданских и промышленных зданий/Под обшей редакцией В. М. Предтечен-ского. Т. 4. Л. В. Беликовский. Общественные здания. М.. 1977.
5. Гусев Н. М. Основы строительной физики. М., 1975.
6. Кирсанов Н. М. Висячие и вантовые конструкции. М-, 1981.
7. Комар А. Г. Строительные материалы и изделия. М., 1976.
8. Кутуков В. Н. Реконструкция здании. М., 1981.
. 9. Леру Р. Экология человека, наука о жилищном строительстве. М., 1970.
10. Лысова А. И., Шарлыгина К. А. Реконструкция зданий. Л., 1979.
-11. Миловидов Н. Н., Осин В. А.. Шумилов М. С. Реконструкция жилой застройки. М., 1980.
12. Михайлов Б. П., Сербинович П. П., Орловский Б. Я. Общественные здания. М., 1968.
-„т 13. Мюллер-Менкес Г. Новая жизнь старых зданий. М., 1981.
14. Порывай Г. А. Техническая эксплуатация зданий. М„ 1982.
,J5. Правила н нормы технической эксплуатации зданий. М., 1974.
1Я;|16. Положение о проведении планово-предупредительных ремонтов жилых и общественных зданий, ,М-> 1964.
. 17. Ройтман А. Г., Смоленская Н. Г. Ремонт и реконструкция жилых и общественных зданий. М., 1978.
1В. Реконструкция крупных городов, методическое пособие для лроектировщиков/Под ред. Лаврова В. А. М., 1972.
19. Скорое Б. М. Гражданские и промышленные здания. М., 1978.
20. Соколов В. К. Реконструкция жилых зданий. М., 1982.
КРАТКИЙ СЛОВАРЬ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ
Анкер — деталь, закладываемая в конструкцию для скрепления ее элементов между собой.
Антаблемент — верхняя составная часть архитектурного ордера, обычно лежащая на колоннах, состоит из архитрава — нижней балки, опирающейся на колонны, фриза — средней горизонтальной полосы и карниза — верхней выступающей части, защищающей от стекающей атмосферной воды.
Антресоль, см. этаж антресольный.
Антисептика — метод защиты древесины от поражения гнилью и грибком, повышения ее химической стойкости.
Арматура: 1) элементы усиления, органически включенные в состав строительной конструкции, например стальная стержневая или проволочная А в железобетонной конструкции; 2) вспомогательные устройства и детали, не входящие в основное оборудование, но необходимые для работы инженерных систем. Различают А трубопроводную, вентиляционную, электротехническую и т. д.
Архитектура малых форм — небольшие сооружения, служащие элементами благоустройст
ва, дополняющие садово-парковую и архитектурно - градостроительную композицию (ограды, фонтаны, скамейки, беседки, фонари наружнего освещения и т. д.).
Аэрация: I) естественный обмен воздуха на территории застройки; 2) воздухообмен в помещениях через форточки, фрамуги и фонари в крыше.
Балка — конструктивный элемент перекрытия или каркаса из дерева, стали и железобетона, работающий главным образом на изгиб и подразделяющийся на ригели и прогоны.
Блокированный дом: 1) жилой — тип малоэтажного здания с изолированными наружными входами в каждую квартиру, объединенными путем последовательного присоединения одна к другой; 2) общественный — скомпонованный из отдельных объемов (блоков) разл ичного
функционального назначения.
Благоустройство: I) совокупность работ на территории по инженерной подготовке, прокладке подземных и наземных коммуникаций, озеленению, обводнению открытыми водоемами и обеспечению элементами малых архитектурных форм в целях создания комфорт ности пользования территорией по назначению;
2) обеспечение оптимальных условий функционального использования внутреннего объема жилых и общественных зданий путем создания удобной планировки и оснащения всеми видами инженерного оборудования.
Брандмауэр — несгораемая стена, предохраняющая от распространения пожара в смежные объемы здания.
Веранда — открытое или остекленное неотапливаемое помещение.
Вестибюль — помещение у основных входов в здание, предназначенное для распределения посетителей.
Водоподготовка — обработка воды для питания систем теплоснабжения и отопления путем обезжелезивания, обессоливания, опреснения и деаэрации.
Водоупор — слой, принимаемый за непроницаемый для фильтрации подземных и паводковых вод.
Воздухообмен — замена загрязненного воздуха в помещениях чистым.
Галерея: 1) освещенный закрытый или открытый коридор-коммуникация, располагаемый вдоль одного из фасадов и объединяющий систему последовательно размещенных помещений с выходами из здания; 2) верхний ярус зрительного зала.
Герметики — эластичные материалы, применяемые для обеспечения
366
непроницаемости стыков конструктивных деталей зданий.
Деформативность — свойство податливости материалов и конструкций к изменению первоначальной формы под действием нагрузок.
Деаэрация — уменьшение содержания свободного кислорода в воде или растворе жидкости.
Диафрагма — сплошной или решетчатый диск — элемент жесткости, способствующий увеличению прочности и устойчивости конструктивной системы.
Дефлектор — вытяжное устройство для отсоси воздуха из шахты, работающее по эжекторному принципу, когда загрязненный воздух отсасывается под действием кинетической энергии ветра, обдувающего оголовок вентиляционной трубы или шахты.
Диспетчеризация — система централизованного оперативного руководства звеньями для их согласованной работы.
Долговечность — продолжительность нормальной работы сооружения и его элементов, по истечении которой теряются нх свойства и наступает предельное состояние.
Допуск — разность между допускаемыми отклонениями свойств элементов здания и номинала.
Дренаж — подземное инженерное сооружение
для отвода грунтовых вод.
Единая модульная система (ЕМС) — принятые в строительстве правила нормализации размеров сооружений и их элементов на ocHOBie кратности модулю, равному 0,01 м.
Ендова — лоток для сброса воды в месте стыка двух смежных скатов крыши, образующих входящий угол.
Жесткость — способность конструкций сопротивляться деформациям.
Затяжка — стержневой элемент, воспринимающий растягивающие усилия от распорных конструкций арок, сводов, стропил.
Зодчество (архитектура) — искусство проектировать и строить здания, сооружения и их комплексы.
Зона комфорта — оптимальное для организма человека сочетание лучистой энергии, температуры, влажности и скорости движения воздуха, в совокупности с благоустройством создающее ощущение удобства, уюта и благоустроенности.
Износ: I) моральный, несоответствие сооружения и его элементов функциональному и технологическому назначению, возникающее под влиянием технического прогресса; 2) физический, естественное изменение эксплуатационных свойств сооружения и его элементов под длительным
воздействием естественных факторов среды.
Индустриализация строительства — важнейшее направление технического прогресса, характерное превращением строительного производства в механизированный поточный процесс возведения сооружений из сборных деталей и конструкций высокой заводской готовности.
Инсоляция — облучение прямыми солнечными лучами. В архитектурном проектировании И помещений означает их облучение через световые проемы.
Интерьер — внутреннее пространство здания или его помещения.
Капитальность здания — совокупность признаков долговечности и огнестойкости. Чем долговечнее сооружение и более огнестойки его конструкции, тем выше класс. При самых высоких значениях этих признаков сооружение относят к 1-му классу.
Капитель — верхняя венчающая часть колонны или столба с развитой опорой для антаблемента или балки.
Каркас — несущая конструкция из стоек и опирающихся на них горизонтальных элементов — ригелей, прогонов, ферм и балок, воспринимающая нагрузки, обеспечивающая прочность и устойчивость сооружения.
367
Карниз — горизонтальный выступ на стене, зрительно поддерживающий крышу здания и защищающий стену от стекающей воды. К также верхняя часть антаблемента. Промежуточный АС разделяют этажи.
Конструкции строительные — элементы сооружения, выполняющие несущие, ограждающие или совмещенные функции.
Контрфорс — устой, вертикальный выступ или поперечная стена, усиливающие основную несущую конструкцию и воспринимающие главным образом горизонтальные нагрузки.
Коррозия — самопроизвольное разрушение материалов в строительных конструкциях при взаимодействии с внешней средой, под влиянием химических и электрохимических процессов.
Линия красная — граница застраиваемого участка, устанавливаемая на генеральных планах населенных мест.
Лоджия — углубленный балкон на фасаде здания, обычно открытый с одной стороны.
Маяк — гипсовая, цементная или стеклянная марка, закрепляемая на стене в месте дефекта. По развитию трещины на М судят о деформациях конструкции.
Микроклимат: 1) климат приземного слоя атмосферы на локальной
территории; 2) искусственно создаваемые климатические условия в закрытых помещениях.
Модернизация — изменение, усовершенствование, отвечающее современным требованиям, например М оборудования или перепланировка квартир в жилом здании.
Нагрузка — постоянное или временное воздействие, вызывающее изменение напряженного состояния материала в конструкциях сооружения и его основании. Обычно на конструкции одновременно действуют постоянные и временные /7.
Надежность — свойство сооружений, их конструкций и инженерного оборудования сохранять работоспособность (выполнять заданные функции) в течение всего срока службы.
Номинал — однозначное или предельное выражение показателя, характеризующего свойство, указанное в проекте или нормативных документах.
Ордер. архитектурный — система архитектурных средств и приемов композиции, основанная на определенных сочетаниях и пластической обработке несущих (колонна с капителью, базой и пьедесталом) и несомых (архитрав, фриз, карниз, образующих антаблемент) частей стоеч
но-балочной конструкции. Различают & дорический, ионический, коринфский (по областям Древней Греции) и их разновидности (тосканский и композитный, или сложный).
Ориентация здания — расположение относительно стран света. Местная О может относиться к соседней застройке, магистралям и другим ориентир a iff’ города.
Оси разбивочные — линии на чертеже, имеющие заданные координаты и определяющие положение отдельных элементов и конструкций сооружения.
Отказ — явление частичной или полной потери работоспособности в зданиях и их элементах. :
Пандус — наклонная плоскость для передвижения, связывающая полы в разных уровнях.
Парапет — невысокая сплошная или решетчатая конструкция, ограждающая террасу, балкон, набережную, мост или кровлю.
Перемычка — конструктивный элемент балочного или арочноГоЧи-па, перекрывающий проём в стене и воспринимающий нагрузки вышележащих конструкций. •
Пилястра — плоский вертикальный элемент, выступающий из плоскости стены или столба, чаще повторяющий всё части ордера колонны.
368
План: 1) генеральный чертеж, отражающий проектное решение планировки и благоустройства территории; 2) -ситуационный, показывающий размещение существующих объектов на местности или привязку строящихся сооружений.
Подвал, см. этаж подвальный.
Подошва фундамента — нижняя его плоскость, .передающая- нагрузку на основание.
Портал — архитектурно оформленный проем, чаще являющийся входом в здание.
Поясок, см. карниз.
Приведенные затраты — сумма единовременных затрат на строительство и эксплуатационных расходов в сопоставимых единицах измерения (с учетом срока окупаемости капитальных вложений).
Привязка — внесение дополнений в повторно или многократно применяемый проект, вызванных конкретными природными условиями и другими объективными факторами.
.Прочность — свойство материала и конструкций врспринимать, не разрушаясь, нагрузки и воздействия.
; и Работоспособность . -состояние, при котором здание и его элементы способны нормально функционировать в заданных режимах.
Рампа, пандус криво-
линейного очертания (см. пандус).
Реконструкция — коренное переустройство, перестройка с целью улучшения, усовершенствования, например Р дома, с изменением объема надстройкой, пристройкой и встройкой или Р микрорайона, квартала и групп зданий с реставрацией памятников архитектуры и истории капитальным ремонтом и модернизацией зданий, сносом малоценных строений и строительством новых сооружений.
Ремонт — исправление дефектов, наладка, замена элементов. Текущий Р — устранение мелких неисправностей, капитальный Р —.частичная или полная смена конструкций и инженерных систем с перепланировкой помещений.
Ремонтопригодность — одно из свойств надежности, заключается в приспособленности объекта к его техническому обслуживанию и ремонту.
Ростверк — конструкция свайного фундамента в виде плиты или балки, объединяющей сваи в одну систему, служащую для равномерной передачи нагрузки на основание.
Сандрик -- небольшой карниз, расположенный над проемами стены на фасаде здания, иногда опирающийся на консоли. Часто имеет фронтон.
Санитарное содержа
ние — уборка помещений и коммуникаций в здании, очистка территории домовладении, сбор и вывоз твердых бытовых отходов.
Система осмотров — неотъемлемая часть технической эксплуатации — заключается в постоянном наблюдении за работой элементов и инженерным оборудованием зданий.
Система ремонтов содержит текущие плановопредупредительные и аварийные ремонты, выборочные и комплексные капитальные ремонты. СР несет профилактические функции, направленные на предупреждение преждевременного износа сооружения (здания) и его элементов.
Спринклер — оросительная головка, устанавливается на системах пожаротушения. Снабжена тепловым замком — клапаном, закрытым легкоплавким припоем. Автоматически действует при повышении температуры выше критической.
Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации сооружения или его элемента до момента возникновения предельного состояния. Различают С нормативный и фактический.
Стандартизация — процесс установления и применения стандартов, регламентирующих требования к продукции или
369
об ьекту деятел ьности. Средства С — унификация, типизация и нормализация.
Стилобат — верхняя поверхность ступенчатого, сильно выступающего из плоскости стен цоколя.
Стоимость строительства сметная — денежное выражение затрат, необходимых для строительства и ввода в действие объекта, называемых единовременными.
Стоимость эксплуатации — ежегодные затраты на содержание и ремонт объекта и прилегающей территории.
Строительная физика — совокупность научных знаний, охватывающих изучение физических явлений и процессов, происходящих в ограждающих конструкциях, окружающей среде и помещениях здания. Основные разделы Сф — теплотехника, строительная и архитектурная акустика, светотехника, строительная климатология и др.
Тамбур — проходное помещение для входа в здание с последовательно открывающимися дверями, препятствующими проникновению холодного воздуха извне.
Тектоника — художественное выражение закономерностей конструктивного построения здания или сооружения.
Территория селитеб-'ная — часть города, где размещены жилые и общественные здания, сады.
парки и бульвары, но нет промышленных предприятий.
Технико-экономические показатели — количественное выражение факторов, определяющих эффективность проекта или организации эксплуатации сооружения.
Техническое обслуживание — мероприятия по содержанию конструкций и инженерных систем, которыми совместно с текущими ремонтами обеспечивают бесперебойность работы и надежность сооружения (здания). Комплекс ТО объединяет содержание, подготовку к сезонной эксплуатации, осмотры и наладку элементов и систем.
Техническая эксплуатация — комплекс мероприятий, включающий техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонты, направленных на обеспечение нормального функционирования сооружения (здания) и его элементов в те-исние всего срока службы.
Фаркопф — натяжное устройство растяжки, обычно с резьбовым натяжением.
Ферма — плоская геометрически неизменяемая стержневая система, применяемая в покрытиях зданий.
Фойе — помещение зрелищных учреждений для посетителей в ожидании спектакля, показа кинофильма и т. д.
Фронтон — завершение, обычно треугольное, фасада здания, портика, колоннады, ограниченное двумя скатами крыши. Ф украшают и сандрики.
Щипец — верхняя часть торцовых стен здания, ограждающая чердак прн двух- и трехскатной крыше.
Эксплуатация — использование для определенных нужд и обслуживание здания в течение нормального срока службы.
Эркер — выступ на фасаде, многоугольный или полуциркульный, застекленный целиком или имеющий несколько окон.
Этаж антресольный — верхний этаж высокого помещения, частично разделенного на два этажа. В современном доме предназначается для хранения вещей.
Этаж мансардный — полезное помещение под скатами кровли, внутри свободного чердачного пространства.
Этаж подвальный — помещение с отметкой пола ниже отмостки илй тротуара более чем на половину этажа.
Этаж технический — помещение, используемое для размещения инженерного оборудования и размещаемое под зданием.
Этаж цокольный с отметкой пола ниже обреза цоколя, но не ниже отмостки более чем на половину высоты этажа.
376
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Анкер 212, 229, 239, 343. 345
Антисептнрованне древесины 249—250
Арматура железобетонных конструкций 236
— инженерного оборудования 324
Архитектурная композиция 45
Аэрация помещений 19
— территории застройки 20
Балки каркаса и перекрытий 10, 236—246
---стенки 306, 344
Балконы 262
— детали и материалы 263
— конструкции 264
— ремонт и усиление 267
Безопасность 14, 36
Безотказность 39
Благоустройство квартир 112
Беспрепятственная видимость 29
Блоки вентиляционные 309
— стеновые 217, 220
— фундаментные 208. 210
Большепролетные конструкции покрытий 273— 283
Вентиляционные системы зданий 330. 338
--- подвалов 301
Вестибюль 145
Вероятность безотказной работы 39
— отказ 39
Взаимозаменяемость 44
Влага эксплуатационная 227, 249
Влажность воздуха 14
— грунтов 202, 295
— конструкций 227, 290, 358
Водоотвод с крыши 270. 285—289
Водосточные трубы 286
— воронки 288
Водоснабжение здания горячее 327, 337
---холодное 325, 336
Воздухообмен помещений 20
Воздухопроницаемость конструкций 18, 20
— стыков сборных элементов 227
Входной узел 91. 102, 119, 143
Высота этажа 8
Газоснабжение зданий 328, 338
Галереи 37. 102, 262
— детали и материалы 263
— конструкции 264
— ремонт и усиление 267
Гардеробно-душевые узлы 147
Гидроизоляция конструкций 295
— горизонтальная 296, 299
— детали и материалы 295
— конструкции покрытий 296
- системы водопонижения 297
— устройство и ремонт 298
Глубина заложения фундаментов 210
Грунты оснований естественные 201
Давление звука 21
Двери 310
— детали и материалы 310
— конструкции 315
— ремонт 317
Детские учреждения 147
Деформации и дефекты зданий 203
— — конструкций балконов 266
— — галерей 266
— — гидроизоляционных покрытий 289. 298
— систем 299
— — дверей 315
— — инженерных сетей 336
--- кровель 289
— — лестниц 265
--- окон 315
— —t перегородок 307
— — перекрытий 289
— — стен 225
— — фундаментов 211
— — швов сборных конструкций 227
Дирекции эксплуатации зданий 352. 354
Диспетчерская служба 354
Долговечность зданий 38
Дома жилые одноэтажные 90
— — многоэтажные 93
Единая модульная система 42
Ендова 271
Естественное освещение 26 — основание 204, 206
Железобетонные конструкции перекрытий 240 — — покрытий 270, 273 — — стеновые 220 ---фундаментов 209
Жнлищно*эксплуатацнонные службы 52, 351, 354
— — конторы 352
371
Звук воздушный 24
— ударный 24
Здания жилые 78
— изменение объема и передвижка 341
- оборудование 324
— общественные 137
— конструкции 201
— эксплуатация 51, 351
Износ зданий и элементов 39
— — — моральный 40, 58. 198
— — — физический 40. 67, 198
Изоляция от атмосферных вод 220, 228, 283, 317
— — грунтовых вод 295—298
— — шума и температурных перепадов 24, 242, 249. 290. 307
Индустриализация строительства 6
Инженерное оборудование зданий 324
Инсоляция застройки 20. 63
— помещений 20, 63
Информация оперативная о работе элементов здания 354—356
Инъекция растворов в основания 205
— — — стены 211, 228
Искусственное освещение 27
— основание 204
Канализация зданий фекальная 325. 336
Каркасы 242
— детали и материалы 24Т
— конструкции 243
— неполные 10
— полные 10
— усиление и ремонт 247
Карнизы 220
Капитальность зданий 38
Квартиры 78, 85, 89
— модернизация 105, 109, 111
Клубы 158
— микрорайопные 162. 189
— модернизация 181, 189
Комнаты жилые 79
Комфорт 13
— воздушной среды 19
— звуковой 21
— зрительный 26
— термический 14
— функциональный 31
Конструктивные элементы зданий 8
— — схемы — 9, 127
Коридоры 37
— внеквартирные 102
— квартир 81
— общественных зданий 145
Кровли 283
— детали и материалы 283
— конструкции 285
— ремонт 290
Лестницы 35. 145, 261
— детали и материалы 262
— конструкции 263
— ремонт, усиление и модернизация 117, 265
Лифты 102. 146. 333
- эксплуатация 339
Модульная система 42
Моральный износ 40, 58. 198
Мусоропроводы 102, 331
— модернизация 117
— эксплуатация 332
Надстройка зданий 341
Нормализация 44
Обоймы усиления 212, 230
— — пояса 231
Обследование зданий 54
— детальное 71
— общее 55
Окна 310
— детали и материалы 310
— конструкции 312
— ремонт 315
Осмотр зданий 52, 358. 360
Основания фундаментов 201
— виды и дефекты 201
- естественные 202
— искусственные 204
— усиление 206
Отопление зданий центральное 329, 337
Очистка территорий 361
Охранные зоны городов 5
Объединенная диспетчерская служба жилищного хозяйства 354
Пандусы 146
Панели перекрытий 235, 253
— стен 217, 222
— фундаментов 208
Перегородки 302
— детали и материалы 303
— конструкции 303
— ремонт 306
Передвижка зданий 346
Перекрытия 234
— детали и материалы 235
— конструкции 238
— ремонт и усиление 247
Перемычки 200, 220
Плавательные бассейны 167, 176
Покрытия 270
— кровельные 283
— материалы и детали 270, 283
— несушке конструкции 270—283
— ремонт и усиление 289
Полы 319
— детали и материалы 319
— конструкции 320
— ремонт 332
-1
, 178,‘‘ 193 । л ।
372
Подъем зданий 346
Пояса жесткости и усиления 215. 231, 344
Предприятия торговли и обтерт венного питания 147. 153
— — — модернизация 177. 189
— — — эксплуатация 360
Приведенные затраты 41. 75
Пристройки к зданиям 344
Прихожие квартир 61
Радиотрансляционные системы здания 336. 339
Ремонты 52
- балконов 267
— гидроизоляционных покрытий 299
— дверей 315
— инженерных систем 336
• - кровли 291
— лестниц 266
— окон 315
— перегородок 307
— перекрытий 249
— палов 323
— стен 228
— фундаментов 211
Санитарные кабины 308. 328
— узлы 79. 147
Секции жилых домов 80—90. 93- 97
— — — модернизация 106—116
Системы водопонижения 297
— вентиляции 330, 339
— внутреннего водоснабжения горячего 327, 337
— холодного 325. 336
— — канализации 325, 336
— диспетчерской службы жилищного хозяйства 354 .
— коллективных телевизионных антенн 336, 339
— лифтов 333, 339
— мусороудалення 331, 339. 361
— радиотрансляции здания 336. 339
— электроснабжения внутреннего 334
— центрального отопления 329, 337
Содержание помещений жилых зданий 358
— — общественных 360
— территорий 361
Состав жилищного фонда городов 352
Социально-экономическая оценка проектов 196
Способы эксплуатации жилищного фонда городов 354
Спортивные сооружения 163—172
Стандартизация в строительстве 44
Ствольные несущие системы зданий 245-247
Стены 216
— детали и материалы 2)6
конструкции 218
ремонт и усиление 228 — стыков 233
Телевизионные коллективные антенны зданий 336. 339
Типизация в строительстве 44
Унификация 44
Усиление конструкций балконов 267
— — галерей 267
— — гидроизоляции 229
- — лестниц 266
— — перекрытий 249
— — покрытий 291. 293
— — стей 228
— — фундаментов 211
— оснований фундаментов 206
Учреждения торговли и общественного питания
147. 153. 177, 189
Физический износ 40. 67. 198
Фундаменты 208
— детали и материалы 208
- защита от грунтовых вод 295—298
— конструкции 209
— усиление и ремонт 211
Цоколь 209, 220
Школы 150
— модернизация 175
— эксплуатация 360
Эксплуатация зданий 51
— системы управления 351
Электроснабжение зданий 334
Элементы зданий
— — жилых, квартиры 78
— — — корндорно-галерейных 97
— — — одноэтажных 90
— секционных 93
---конструктивные 10, 201—324
— — общественных 142
Эскалаторы 146
Яркость света 29
Ярусные квартиры 85, 93, 112
Ясли-сады 148
- модернизация 175, 188
- эксплуатация 360
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Введение............................................................................ 5
Раздел I. Общие сведения о гражданских зданиях и их технической эксплуатации . 9
Глава 1. Особенности здании.......................................... .' . 9
1.1. Конструктивные элементы зданий 9
1.2. Конструктивные схемы зданий . 10
1.3. Технико-экономические сведения 12
Глава 2. Качество гражданских зданий 14
2.1. Комфортность зданий . 14
2.2. Микроклимат помещений 16
2.3. Звуковой комфорт 22
2.4. Зрительный комфорт ... 27
2.5. Функциональная комфортность 32
2.6. Условия безопасности ........................................................ 37
2.7. Капитальность зданий и сооружений 39
2.8. Износ зданий ................................................................ 40
2.9. Технико-экономические сведения .............................................. 42
Глава 3. Основы архитектурно-конструктивного проектирования 43
3.1. Единая модульная система .... 43
3.2. Стандартизация в строительстве 45-
3.3. Архитектурная композиция .................................................... 46
3.4. Состав проектов и их технико-экономическое обоснование 50
Глава 4. Основы эксплуатации гражданских сооружений 52
4.1. Содержание и задачи эксплуатации............................................. 53
4.2. Обследование зданий и проектирование ремонтов 55
4.3. Технико-экономические сведения 73
Вопросы для самопроверки 77
Раздел II. Жилые здания............................................................... 78
Глава 5. Архитектурно-планировочные элементы и виды жилых зданий 78
5.1. Квартира и ее элементы 78
5.2. Малоэтажные дома 90
5.3. Многоэтажные -дома 93
5.4. Пути эвакуации............. ... 101
5.5. Технико-экономические сведения............................................. 103
Глава 6. Модернизация жилых зданий при капитальном ремонте и реконструкции 104
6.1. Модернизация квартнр....................................................... 105
6.2. Модернизация л ест и нч но- лифтовых узлов 117
6.3. Применение современных планировочных схем 120
6.4. Совместная модернизация группы зданий 129
6.5. Технико-экономические сведения 135
Вопросы для самопроверки............................................................ 139
Раздел III. Общественные здания н сооружения -140
Глава 7. Архитектурно-планировочные элементы и композиция общественных зданий 140
7.1. Классификация общественных зданий.......................................... 140
7.2. Объемно-планировочные элементы общественных зданий 141
7.3. Дошкольные и школьные учреждения .... 147
7.4. Предприятия торговли и общественного питания 153
7.5. Клубы...................................................................... 158
7.6. Спортивные сооружения . . . 163
7.7. Технико-экономические сведения 168
374
Глава 8. Модернизация общественных зданий............................................. 173
8.1. Модернизация объемно-планировочных элементов 173
8.2. Переустройство общественных зданий .... 174
8.3. Трансформация жилых здании в общественные.................................... 187
8.4. Техннко-экономические сведения и методика социально-экономической оценки проектных решений ... 196
Вопросы для самопроверки.......................................................... 200
Раздел JV. Архитектурные конструкции, инженерное оборудование и их техническая эксплуатации ........................................................................... 201
Глава 9. Основания фундаментов 201
9.1. Виды оснований и их дефекты.................................................. 201
9.2. Техническая эксплуатация и усиление оснований 206
9.3. Технико-экономические сведения 207
Глава 10. Фундаменты . . 208
10.1. Виды фундаментов............................................................ 208
10.2. Техническая эксплуатация, ремонт и усиление фундаментов 211
10.3. Технико-экономические сведения 215
Глава 11. Стены .... 216
11.1. Конструкции стен ........................................................... 216
11.2. Техническая эксплуатация, ремонт и усиление стен 225
11.3. Технико-экономические сведения 233
Глава 12. Перекрытия и каркас здания 234
12.1. Конструкции перекрытий 235
12.2. Конструкции каркасов........................................................ 242
12.3. Техническая эксплуатация, усиление и смена перекрытий и элементов каркаса 247
12.4. Технико-экономические сведения . . 260
Глава 13. Лестницы, галереи и балконы' 261
13.1. Конструктивные решения...................................................... 262
13.2. Техническая эксплуатация, усиление и замена конструкций 265
13.3. Технико-экономические сведения 269
Глава 14. Покрытия зданий....................... 270
14.1. Несущие конструкции покрытий 270
14.2. Большепролетные покрытия 276
14.3. Кровли ..................................................................... 283
14.4. Техническая эксплуатация, ремонт и смена покрытий 289
14.5. Технико-экономические сведения .7 294
Глава 15. Гидроизоляционные конструкции 295
15.1. Гидроизоляционные покрытия 295
15.2. Системы водопонижения....................................................... 297
15.3. Эксплуатация, ремонт и устройство гидроизоляционных конструкций 298
15.4. Технико-экономические сведения . . 302
Глава 16. Перегородки .... 302
16.1. Конструкции перегородок .................................................... 303
16.2. Техническая эксплуатация, ремонт и реконструкция перегородок 307
16.3. Технико-экономические сведения . . 309
Глава 17. Окна и двери .... 310
17.1. Конструкции окон и дверей................................................... 310
17.2. Техническая эксплуатация, ремонт и смена заполнений 315
17.3. Технико-экономические сведения 318'
Глава 18. Полы .... 319
18.1. Конструкции полов........................................................... 319
18.2. Техническая эксплуатация полов . 322
18.3. Техннко-экономические сведения.............................................. 323
Глава 19. Инженерное оборудование зданий и его техническая эксплуатация . 324
19.1. Основы устройства санитарно-технических систем.............................. 324
Г9.2. Основы устройства лифтов, систем электроснабжения и слабых токов 332
19.3. Эксплуатация инженерных систем 336
19.4. Технико-экономические сведения .... 340
Глава 20. Изменение объема зданий и их передвижка 341
20.1. Надстройка зданий 341
20.2. Пристройки к зданиям . . 344
20.3. Передвижка и подъем зданий 346
Вопросы для самопроверки 350
375
Раздел V. Основы организации технической эксплуатации зданий и сооружений 351
Глава 21. Управление жилищным хозяйством 351
21.1. Системы управления 351
21.2. Способы эксплуатации . . 354
21.3. Планирование эксплуатации 356
21.4. Нормативные документы . . . 356
21.5. Технико-экономические сведения . . 358
Глава 22. Эксплуатация помещений и территории........................................ 358
22.1. Содержание технических помещений и путей эвакуации......................... 358
22.2. ' Особенности технической эксплуатации общественных зданий и сооружений 360
22.3. Сезонная подготовка зданий к эксплуатации 360
22.4. Содержание и очистка территорий 361
22.5. Технико-экономические сведения 362
Вопросы для самопроверки 364
Заключение 364
Литература........................................................................... 365
Краткий словарь основных терминов 366
Предметный указатель 372
Михаил Семенович Шумилов
ГРАЖДАНСКИЕ ЗДАНИЯ
И ИХ ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ИБ № 5283
Зав. редакцией Б. А. Ягупов
Редактор Л. К. Олейник
Мл. редакторы Ю. П. Кочергина, Т. А. Вареник
Худож. редактор
В. П. Бабикова
Технический редактор
Т. Д. Гарина
Корректор Г. А. Чечетки на
Изд. М Стр — 443. Сдано в на бор 28.02.85. Подл, в печать 11.10.85. Т-19926. Формат 70 X 907 it- Бум. офс. № 2. Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Объем 27,5 усл. печ. л. 27,5 усл. ир.-отт. 33 уч. нэд. л. Тираж 16000 экз. Зак. № 205. Цена I р. 50 к.
Издательство «Высшая школа».
101430. Москва. ГСП-4. Неглинная ул., д. 29/14.
Ярославский полиграфкомбннат Союз-полнграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии н книжной торговли.
150014. Ярославль, ул. Свободы. 97.