Общие понятия о типологии зданий и сооружений

Лекция 7. Общие понятия о типологии зданий и сооружений Всякую значительную постройку, признанную в административном порядке пригодной для использования по конкретному назначению, соответствующему землеотводной и проектной документации, называют строительным сооружением или строением. В разновидность строительных сооружений включается и понятие «здание». Зданием называют наземное строительное сооружение, имеющее внутреннее пространство, предназначенное для определенного вида человеческой деятельности и отдыха, или архитектурно-строительные объекты, назначением которых является создание условий для труда, проживания, социально-культурного обслуживания населения, хранения материальных ценностей и др. Основной задачей зданий является пространственная организация бытовых, трудовых процессов и отдыха людей. Поэтому здания должны соответствовать той функции и той деятельности, для которой предназначены. Функциональные характеристики зданий многообразны. Они отображают разнообразие и сложность потребностей и возможностей человека и общества, как например, уровень научно-технического развития, направление основной деятельности, природно-климатические особенности местности, эстетические качества, рациональную структуру и разумную экономию, удачное размещение объекта в природной или организованной человеком окружающей среде. В практической деятельности все что не относится к зданиям принято называть инженерными сооружениями. 4 Инженерные сооружения в основном выполняют сугубо технические функции, создающие необходимые условия для производственных процессов, а также отдельные архитектурные объекты, предназначенные для целей непроизводственного назначения (мосты, тоннели, станции метро, телевизионные и радиопередающие мачты, градирни, дымовые трубы, башни, резервуары, монументы, обелиски и т.п.). Комплексы сооружений различного назначения формируют среду для жизни и деятельности человека, организуют открытые пространства улиц, площадей, кварталов, зон поселений (селитебных, промышленных, рекреационных). 1.2. Типологическая классификация зданий Классификацию зданий и сооружений по комплексу общих признаков изучает типология. Типология зданий — наука, классифицирующая и изучающая архитектурные объекты в их сравнении и соотношении по общим признакам: • функциональному назначению; • типам; • объемно-планировочным параметрам; • закономерностям формообразования; • градостроительным функциям и требованиям к ним; • эксплуатационным качествам. По функциональному назначению здания подразделяют: на гражданские (жилые и общественные) — для обеспечения бытовых потребностей и общественной деятельности людей; промышленные — для ведения 5 разнообразной производственной деятельности; сельскохозяйственные — для различных отраслей сельскохозяйственного производства. По типам здания классифицируют в зависимости от их функционального назначения. Например, жилые здания подразделяют на следующие типы: одноквартирные (одноэтажные, мансардные, двухэтажные); блокированные (двухквартирные одно-, двухэтажные, четырехквартирные двухэтажные; многоквартирные одно-, двухэтажные); секционные (односекционные трехэтажные и выше, многосекционные двухэтажные и выше); коридорные, коридор- но-секционные; галерейные, галерейно-секционные. Более полная классификация зданий по типам приводится в соответствующих разделах. По объемно-планировочным параметрам здания классифицируют по этажности, планировочным схемам, функциональному зонированию зданий на генеральном плане и помещений в самом здании. По закономерностям формообразования здания подразделяют на образованные простыми геометрическими телами и элементами (параллелепипедами, призмами, кубами) и сложными (цилиндрами, куполами, конусами, их пересечениями и т.п.). Общую форму зданий также расчленяют разнообразные элементы: эркеры, балконы, лоджии, оконные и дверные проемы, ниши, колонны, пилястры, карнизы, пояса, сандрики, фронтоны, парапеты и др. Форма здания непосредственно связана с конструктивной схемой. Жилым многоэтажным зданиям (секционным) придается более простая форма, малоэтажным (усадебным) и общественным — более сложная. Форма также зависит от градостроительных функций здания и влияет на его положение в планировочной структуре поселения (микрорайон, квартал, центральная часть городского пространства). 6 Для градостроительных функций важны прежде всего общественные здания и инженерные сооружения, в меньшей мере — жилые и промышленные здания с повышенными архитектурными качествами. Общественные здания и инженерные сооружения являются основными композиционными элементами застройки общегородского центра, центров городских районов, микрорайонов, они определяют силуэт города и образуют совместно с системой улиц и площадей основные ансамбли и зоны города. Эксплуатационные качества зданий определяются их долговечностью, огнестойкостью, капитальностью, моральной амортизацией и т. п. 1.3. Требования, предъявляемые к зданиям К зданиям независимо от их функционального назначения предъявляются общие требования: • технические — обеспечение защиты помещений от воздействия внешней среды, достаточные прочность, долговечность; • противопожарные — обеспечение возможности конструктивных элементов зданий сохранять при пожаре несущие и ограждающие способности; • эстетические — формирование внешнего облика здания и окружающего пространства за счет определенного выбора строительных материалов, конструктивной формы, цветовой гаммы; • экономические — обеспечение минимальных приведенных затрат (уменьшение затрат труда, материалов, сроков строительства и эксплуатационных затрат). Технические требования определяются обеспечением защиты помещений от воздействия внешней среды, достаточной прочности, 7 устойчивости, долговечности и огнестойкости несущих конструкций и всего здания. Технические требования определяются классом здания. Для каждого класса устанавливаются: • эксплуатационные требования, обеспечивающие нормальную эксплуатацию здания и сооружения в течение всего срока их службы и определяемые для жилых, общественных и вспомогательных зданий составом помещений, нормами их площадей и объемов, качеством наружной и внутренней отделки, техническим и инженерным оборудованием (вентиляция, сантехнические и электротехнические устройства и др.); для производственных зданий — размерами пролетов помещений, технической оснащенностью, установкой специального оборудования, удобств монтажа и демонтажа оборудования и т. п.; • требования к долговечности и огнестойкости основных конструктивных элементов, обеспечиваемые применением соответствующих строительных материалов и изделий и защитой их в конструкциях от физических, химических и других воздействий. Отнесение здания к тому или иному классу производится в зависимости от их назначения и значимости и определяется следующими признаками и требованиями: • хозяйственным значением, разрядом и мощностью (вместимостью) объекта; • градостроительными требованиями; • концентрацией материальных ценностей и уникального оборудования, установленного в здании; • капитальностью; • долговечностью; • огнестойкостью; • факторами моральной амортизации; 8 • эксплуатационными требованиями, определяющими состав помещений, нормами их площадей и объемов, качеством наружной и внутренней отделки, удобством ведения функциональных процессов в этих помещениях. По совокупности перечисленных выше признаков (долговечность, огнестойкость и капитальность) здания делят на классы. Деление на классы устанавливается раздельно для каждой группы их видов и типов, сходных по функциональному назначению (жилые, общественные, производственные, сельскохозяйственные) и будут рассматриваться при изучении этих типов зданий. По долговечности (сроку службы) все здания подразделяют на четыре степени: I — со сроком службы более 100 лет; II — 50 — 100 лет; III — 25 — 50 лет; IV — более 5 — 20 лет (временные здания). Под долговечностью следует понимать время, в течение которого основные элементы конструкций оказывают сопротивление разрушающим внешним воздействиям, сохраняют прочность, теплозащитные качества, влаго-, воздухонепроницаемость и другие важные физико-технические и механические свойства. Более детальная классификация зданий по долговечности дается для каждого типа в зависимости от эксплуатационных признаков. Пожарно-техническая классификация зданий, частей зданий, помещений, конструкций, строительных материалов основывается на их разделении по свойствам, способствующим возникновению опасных факторов пожара и его развитию — пожарной опасности; по свойствам сопротивляемости воздействию пожара и распространению его опасных факторов — огнестойкости (СНиП 21-01—97). Строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью, которая определяется следующими пожарно-техни- ческими 9 характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью. Строительные материалы подразделяют на горючие (Г) и негорючие (НГ). Строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью. Показателем огнестойкости является предел огнестойкости, пожарную опасность конструкции характеризует ее класс. Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в мин) наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний: • потери несущей способности (R); • потери целостности (Е), образование сквозных трещин; • потери теплоизолирующей способности (I), повышение температуры на необогреваемой поверхности более 220 °С, при которой может воспламениться горючий материал. По пожарной опасности строительные конструкции подразделяют на четыре класса: К0 — непожароопасные; К1 — малопожароопасные; К2 — умеренно пожароопасные; К3 — пожароопасные. Противопожарные преграды предназначены для предотвращения распространения пожара и продуктов горения из помещения или пожарного отсека с очагом пожара в другие помещения. К противопожарным преградам относятся стены, перегородки, перекрытия. Противопожарные преграды в зависимости от огнестойкости их ограждающих частей подразделяют на типы согласно табл. 1.1, а заполнения проемов в противопожарных преградах — согласно табл. 1.2. 10 Здания, а также части зданий, выделенные противопожарными стенами, подразделяют по степеням огнестойкости, классам конструктивной и функциональной пожарной опасности. Для выделения пожарных отсеков применяют противопожарные стены 1-го типа. К несущим элементам здания относятся конструкции, обеспечивающие его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость при пожаре: несущие стены, рамы, колонны, балки, ригели, фермы, арки, связи, диафрагмы жесткости и т. п. Т а б л и ц а 1.1 Типы и пределы огнестойкости противопожарных преград Противо- Тип противо- Предел Тип Тип пожарная пожарной огнестойкости заполнения тамбуршлюза, преграда преграды противопожар- проемов, не не ниже ной преграды ниже Стена Перегородка Перекрытие 1 REI 150 1 1 2 REI 45 2 2 1 EI 45 2 1 2 EI 15 3 2 1 REI 150 1 1 2 REI 60 2 1 3 REI 45 2 1 REI 15 3 2 Пределы огнестойкости заполнения проемов (дверей, ворот, окон и люков) не нормируются, за исключением специально оговоренных случаев и при заполнении проемов в противопожарных преградах. 11 Т а б л и ц а 1.2 Тип и предел огнестойкости заполнения проемов Заполнения противопожарной Тип преграды Двери, ворота, люки, клапаны Окна Занавесы заполнений Предел противопожарной огнестойкости, не преграды менее 1 EI 60 2 EI 30 3 EI 15 1 EI 60 2 EI 30 3 EI 15 1 EI 60 Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его строительных конструкций (табл. 1.3). Класс конструктивной пожарной опасности здания определяется степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и образовании его опасных факторов. Здания и пожарные отсеки по конструктивной пожарной опасности подразделяют на классы согласно табл. 1.4. 12 Т а б л и ц а 1.4 1.3 Классы конструктивной Степень пожарной огнестойкости опасности зданий здания Степень Класс Пределы Классы опасности огнестойкости строительных строительных конструкций, конструкций, не не ниже ниже огнеконструкНесущие НесущиеНаружСтены Перекрытия Стены,Перекрытия Стены Лестничные Марши клетки и стойкости элемент тивной стержневые ные наружные междуэтажн перегородки, бесчердачлестничных площадки внутренмарши и пожарной ыэлементы зданий стены с внешней ые (в перекрытия том ные и клеток и лестниц опасности (колонны, зданий ние площадки стороны числе бесчердачные противопо- ригели, чердачные покрытия стены жарные фермы и др.) и преграды над К0 подвалами) К0 К0 лестниц С0 К0 К0 I С1 RК1 120 RE 30К2 REI 60 К1 RE 30 К0 REI120 К0 R 60 II С2 RК3 45 RE 15К3 REI 45 К2 RE 15 К1 REI 90 R 45 К1 III С3 RНе 15нормируется RE 15 REI 15 RE 15 К1 REI 45 R 30 К3 IV Не нормируется Класс функциональной пожарной опасности здания и его частей определяется их назначением и особенностями размещаемых в них технологических процессов. По функциональной пожарной опасности здания и части зданий, помещения или группы помещений, функционально связанных между собой, подразделяют на классы (Ф) в зависимости от способа их использования и от того, в какой мере безопасность людей в них в случае возникновения пожара находится под угрозой (с учетом их возраста, физического состояния, возможности пребывания в состоянии сна, вида основного функционального контингента и его количества): Ф1 — для постоянного проживания и временного (в том числе круглосуточного) пребывания людей (помещения в этих зданиях, как правило, используются круглосуточно, контингент людей в них может 13 иметь различный возраст и физическое состояние, для этих зданий характерно наличие спальных помещений); Ф2 — зрелищные и культурно-просветительные учреждения (для основных помещений, в которых характерно массовое пребывание посетителей в определенные периоды); Ф3 — предприятия по обслуживанию населения (для помещений этих предприятий характерно большее количество посетителей, чем обслуживающего персонала); Ф4 — учебные заведения, научные и проектные организации, учреждения управления (помещения в этих зданиях используются в течение суток некоторое время, в них находятся, как правило, постоянный, привыкший к местным условиям контингент людей определенного возраста и физического состояния); Ф5 — производственные, складские и сельскохозяйственные здания, сооружения и помещения (для помещений этого класса характерно наличие постоянного контингента работающих, в том числе и круглосуточно). К I и II степеням огнестойкости относят каменные здания, к III — деревянные оштукатуренные, к IV — деревянные неоштукатуренные. Капитальность зданий определяется совокупностью требований долговечности и огнестойкости и для каждого типа здания по функциональному назначению имеет свои группы капитальности. Выполнение эксплуатационных требований и обеспечение внешнего облика здания и интерьера производятся за счет правильного выбора конструктивной схемы, вида строительных материалов, внешней формы и ее гармоничной связи с окружающей средой. 14 Все указанные требования к зданиям взаимосвязаны и поэтому предусматривают комплексный подход к определению качества здания, его технической и экономической оценке. 15 Т а б л и ц а 1.5 Основные требования к зданиям в соответствии с классом Класс Тип здания и его Срок здания характеристика I Крупные венные службы, долго- лет вечности ности промыш- Не менее ленные, Степень Группа Степень капиталь- огнестойкости I I I II II и III II и III IV и V III и IV V и VI Не общест- 100 и жилые здания и сооружения высотой более этажей с 9 повы- шенными архитек- турными, градо- строительными и эксплуатационными качествами II Небольшие про- Не менее мышленные здания, 50 общественные здания для массового обслуживания населения, жилые дома до 9 этажей, животноводческие и птицеводческие фермы III Здания со средними Не менее III и IV архитектурными и 20 эксплуатационными качествами, жилые дома до 5 этажей IV Здания с минималь- До 20 ными ционными тектурными эксплуатаи архикачест- вами, в том числе и временные 16 Не норми- норми- руется руется В соответствии с перечисленными требованиями к зданиям, в зависимости от их типов по функциональному назначению, градостроительным и эксплуатационным качествам, их подразделяют на классы (табл. 1.5). 17