Валов В.М. Введение в специальность. Проектирование зданий

Подождите немного. Документ загружается.

170

Специфика и сложность проектирования зданий заключается в тесной

взаимосвязанности и взаимообусловленности приведенных выше факто-

ров между собой. Комплексное в гармоничном единстве решение постав-

ленных задач обеспечивает полноценное качество производственных зда-

ний. Поэтому проектирование представляет собой важный раздел архитек-

турного творчества, в процессе которого архитектор обязан координиро-

вать деятельность проектировщиков ручных профилей, создавая при этом

требуемую для технологии и человека производственную среду. В различ-

ных отраслях промышленности в зависимости от их вида и характера раз-

нообразны и производства со своими специфическими условиями (рис.

6.5).

В современном произ-

водстве встречаются тысячи

разнохарактерных видов

технологического оборудо-

вания. Одни из них пред-

ставляют собой громадные

установки (атомные реакто-

ры, печи сталеплавильные

или для производства алю-

миния), другие – мелкоста-

ночные линии (приборо-

строение, часовое или

швейное производство). На

одних производствах техно-

логический процесс проте-

кает в замкнутых агрегатах,

соединённых между собой

трубопроводом (химические

производства). Есть произ-

водства с крупногабарит-

ным оборудованием, определяющим тип здания, или с мелкостаночным

оборудованием и гибкой технологией.

Одни процессы связаны с избытками явного тепла (более 23 Вт/м)

(литейные, цехи сталеплавления, трубопрокатные и т.п. с температурой в

помещениях свыше 30 °С), другие процессы протекают при нормальном

температурно-влажностном режиме. Ряд производств, особенно в целлю-

лозной, пищевой и других отраслях промышленности, обусловливают вы-

сокую относительную влажность в помещениях, доходящую до 80–90%,

хотя санитарными нормами допускается не более 75% (при температуре

воздуха 24 °С и ниже), другие – низкую относительную влажность.

Помещения с повышенной влажностью или тепловыделениями встре-

Санитарно-

технические

условия труда

в помещениях

Функциональный

процесс. Габариты и

режим работы

оборудования

Межотраслевая

унификация

Транспорт

межцеховой

и цеховой

Принципы

блокирования

Объемно-планиро-

вочные решения

зданий межотрас-

левого применения

Типизация

несущих

конструкций

Типизация ог-

раждающих

конструкций

Экономика

Параметры

многоэтажных

зданий

Параметры

вспомогатель-

ных зданий

Параметры

одноэтажных

зданий

Интерьер

Социальное

обслуживание

Архитектурно-

художественные

решения

Рис. 6.5. Основные факторы и их взаимосвязь в архитектур

ной типологии промышленных зданий

171

чаются на многих производствах. Для борьбы с избыточными тепловыде-

лениями и влажностью воздуха, а также с вредными производственными

выделениями (яды, газы, пары, пыль) применяют естественную или искус-

ственную вентиляцию при нормируемом обмене воздуха. Температурно-

влажностный режим в рабочей зоне нормируется в зависимости от физиче-

ского напряжения работы, а естественное или искусственное освещение –

в соответствии с требуемой точностью и характером производства.

Наравне с обычно отапливаемыми цехами встречаются помещения, в ко-

торых должна поддерживаться строго заданная температура воздуха. Например,

для ряда помещений цехов мясоперерабатывающей и пищевой промышленно-

сти требуется температура воздуха +8, +12, 0, -20, -35 ˚С; есть производства и с

термоконстантными условиями (точные производства), в которых допускаются

колебания температуры не более ±0,1˚С, и производства, которые допускается

располагать в неотапливаемых, «холодных» зданиях (рис. 6.6). Многие произ-

водства отличаются большим выделением вредных газов, паров, пыли, высоким

уровнем шума и вибраций в цехах; в других специально вводят «музыкальный

фон» или «музыкальную паузу» в производственный процесс для повышения

тонуса работающих.

Рис. 6.6. Характерные температурные режимы в производственных помещениях некото-

рых отраслей промышленности: 1– литейные, кузнечные, кузнечно-прессовые цехи, ва-

рочные отделения целюлозно-бумажных производств, печные отделения хлебозаводов; 2

– цехи текстильного и трикотажного производства, искусственного волокна; 3 – цехи пре-

цизионного станкостроения, сборочные цехи приборостроения, цехи электронной и ра-

диотехнической промышленности; 4 – механические цехи машиностроения, цехи швей-

ных и обувных фабрик; 5 – обвалочные и убойные цехи мясокомбинатов; 6 – некоторые

производства химической промышленности; 7 – остывочные и дефростерные цехи мясо-

комбинатов и холодильников; 8 – камеры хранения мяса в холодильниках и на мясоком-

бинатах; 9 – морозильные камеры мясокомбинатов и других предприятий пищевой про-

мышленности

172

С учетом особенностей многочисленных функционально-

технологических условий производства определяются:

o объёмно-планировочные решения зданий – состав, параметры поме-

щений, их площади, объемы, их взаимосвязь и этажность;

o конструктивные решения и материал несущего каркаса (железобетон,

сталь, алюминий, дерево и т. д.);

o ограждающие конструкции зданий;

o типы и грузоподъемность внутрицехового подъемно-транспортного

оборудования (мостовые или подвесные краны, монорельсы, напольный

транспорт, конвейеры и т. п.);

o техническое обеспечение (системы кондиционирования, вентиляции,

естественного и искусственного освещения, силовые, слаботочные и т. д.);

o тип и качество отделки помещений (масляная окраска, глазурованная

плитка, пластик, исключение возможности пылеотложения и скопления га-

зов, учет воздействия агрессии на конструкции и т. д.);

o размещение коммуникаций (открытое в производственном помеще-

нии, скрытое в техническом пространстве за подвесным потолком, распо-

ложенное в межферменных этажах и т. д.):

o решение архитектурно-художественных задач для обеспечения благо-

приятной эстетической среды и безопасных условий труда средствами ар-

хитектуры и технической эстетики (опознавательная окраска, предупреж-

дающие знаки, цветовой комфорт, форма оборудования и т. д.).

Важнейшая особенность архитектурной типологии современных промыш-

ленных зданий обусловлена требованиями развития научно-технического про-

гресса, обеспечения быстрой модернизации технологического процесса и сис-

тем управления производством. Промышленное предприятие – это комплекс

зданий и сооружений, связанных единым производственным процессом. Этот

комплекс включает основные производственные здания, подсобно-

вспомогательные, энергетические, транспортные и складские, инженерные со-

оружения и административно-бытовые. К производственным относят здания

цехов, изготовляющих полуфабрикаты, детали и готовую продукцию; к вспо-

могательным – здания заводоуправлений, бытовых помещений, столовых и др.;

к энергетическим – здания электростанций, котельных, компрессорных и т. д.; к

зданиям транспортного и складского хозяйства относятся помещения для хра-

нения сырья, материалов, полуфабрикатов и готовой продукции, для размеще-

ния транспортных средств гаражей, депо и т. д. Инженерные сооружения в за-

висимости от типа производства включают хранилища для сыпучих материа-

лов, ёмкости для жидкостей и газов, устройства водоснабжения в виде водона-

порных башен, градирен, этажерки и опоры для технологического оборудова-

ния и трубопроводов.

Состав зданий и сооружений зависит от типа производства и может

быть весьма разнообразным. Характером производственного процесса оп-

173

ределяется необходимая площадь для размещения промышленного пред-

приятия и его местоположение по отношению к городской застройке.

По типологической классификации, охватывающей основные отрасли

промышленных производств, промышленные предприятия можно разде-

лить на следующие основные группы: горно-добывающей и горно-

обогатительной промышленности; металлургической промышленности,

нефтехимической и химической промышленности; машиностроения; при-

боростроения и радиоэлектроники; деревообрабатывающей и целлюлозно-

бумажной; строительной индустрии; текстильной и лёгкой промышленно-

сти; пищевой промышленности; энергетические и т.п.

Архитектура промышленных сооружений призвана создать на произ-

водстве материально и эстетически организованную среду для технологи-

ческого процесса и наилучшие условия для высокопроизводительного тру-

да человека. Объёмно-производственные решения зданий должны:

○ быть энергосберегающими и энергоэффективными по сути общих

затрат на их строительство и эксплуатацию;

○ быть долговечными и надёжными в эксплуатации;

○ обладать высокой универсальностью, т.е. трансформированностью и

приспособляемостью их пространств к новым технологиям в процессе мо-

дернизации производства;

○ обеспечить создание наибольших удобств для производственной

эксплуатации и наилучших условий труда.

Практической основой создания эффектной формы и структуры внут-

реннего пространства любого здания и их систем являются:

– принципы последовательного внедрения мероприятий;

– максимальное использование возможностей объёмно-конструктивных

решений при функциональном размещении технологических процессов в про-

странстве, т.е. пространственного зонирования (рис. 6.7);

– после исчерпания возможностей объёмно-конструктивных решений

может быть оправдан переход к конструктивным и другим решениям;

– комплексное использование возможностей объёмно-конструктивных и

конструктивных решений.

Производственное здание должно иметь простые очертания плана и

разрезов без случайных пристроек и надстроек с максимальной унифика-

цией пролетов, шага колонн и высот помещений. Входы в производствен-

ное здание через бытовые помещения должны ориентироваться на лице-

вую сторону застройки. Ввод грузонапряженных железнодорожных и авто-

мобильных путей необходимо предусматривать с тыльной стороны здания.

Следует избегать применения взаимно-перпендикулярных пролетов в од-

ноэтажных зданиях и угловых решений в многоэтажных зданиях.

Помещения с одинаковыми вредностями необходимо группировать и

174

располагать смежно, изолируя более вредные участки от менее вред-

Рис. 6.7. Пространственное зониро-

вание в промышленных зданиях: а

– поперечное зонирование; б –

продольное зонирование; в – сме-

шанное зонирование; г – использо-

вание различных уровней в преде-

лах здания; 1 – автомобильная и

железнодорожная платформы; 2 –

зона складов, пожаро- и взрыво-

опасных цехов и цехов с избыточ-

ными тепловыделениями и вредно-

стями; 3 – зона подсобно-

производственных помещений; 4 –

зона вентиляционных и энергети-

ческих систем; 5 – основной транс-

портный проезд; 6 – зона основных

производственных цехов; 7 – зона

ОКБ и опытных установок; 8 – зона

административно-бытовых и лабо-

раторных помещений; 9 – много-

этажная вставка со свободным ну-

левым уровнем; 1’ – цокольный

этаж – технологические подвалы,

тяжелое инж.-техн. оборудование,

склады, обслуживание жел.-дор.

транспортом, частично бытовые; 2’

– первый этаж – проезды, подсоб-

но-производств. помещения, скла-

ды, обслуживаемые автотранспор-

том, частично бытовые; 3’ – антре-

соль – конторы, лаборатории, ОКБ,

бытовые, сан.-техн. системы; 4’ –

низ перекрывающей конструкции –

инж.-техн. коммуникации, легкие

сан.-техн. системы, частично быто-

вые, мелкие подсобные помеще-

ния; 5’ – уровень плоской кровли –

вентиляционные шахты, отдых ра-

ботающих, инж. оборудование зда-

ния, открытые коммуникации

175

ных (зонирование в пределах цеха), четко и равномерно распределять по

площади здания проезды и проходы между цехами и оборудованием для

движения транспорта и рабочих (разбивка на панели и кварталы в преде-

лах цеха), наиболее экономично распределять габариты здания между ос-

новным и вспомогательным производствами, не размещая мелких поме-

щений в оборудованных внутрицеховым транспортом крупных пролетах и

используя различные уровни здания (цоколь, нулевую отметку, антресоль,

уровень нижнего пояса перекрывающей конструкции, кровлю).

При размещении в пределах производственного здания цехов со спе-

цифическим внутренним режимом предусматривают: расположение по-

мещений с наибольшими производственными вредностями с подветренной

стороны, вне движения основной массы рабочих из бытовых помещений к

цехам; устранение вредных влияний одних цехов на другие, путем разде-

ления их непроницаемыми для вредностей стенами с устройством в необ-

ходимых случаях тамбуров; усиление возможности естественного про-

ветривания помещений путем соответствующего расположения их в пре-

делах здания. Помещения со значительными тепловыделениями и вредны-

ми выделениями, а также взрыво- и пожароопасные надлежит располагать

в одноэтажных зданиях у наружных стен (с наибольшей их протяжен-

ностью по фронту здания), а в многоэтажных зданиях – в верхних этажах.

Шумные цехи следует блокировать и располагать по отношению к

нешумным более коротким торцовым фронтом с выгораживанием их объ-

ёмов звукоизолирующими ограждающими конструкциями. Влажные и

мокрые цехи следует располагать не у наружных стен, а в средней части

здания (для исключения выпадения на стенах конденсата), при этом в

многоэтажных зданиях они должны находиться в нижних этажах, а при

размещении в ряде этажей – один над другим.

Помещения с особыми требованиями к температурно-влажностному

режиму (с кондиционированием воздуха) следует располагать в средней

части здания для уменьшения воздействия наружной среды. Подсобно-

производственные помещения располагают в одноэтажных зданиях в тор-

цах пролетов, по границам цехов, и «в мертвой» зоне работы крана.

6.4. Особенности типологии жилых зданий

Прежде чем говорить о типологии в жилищном строительстве, необ-

ходимо отметить весьма интересный факт. На вопрос «Что такое достаточ-

ное и адекватное жилище?» звучит ответ из решения ХЭБИТЕТ.

Адекватное жилище означает больше, чем крыша над головой. Оно также вклю-

чает в себя: удовлетворяющую степень приватности; достаточное жизненное простран-

ство; физическую доступность; адекватную безопасность; обеспечение беспрепятст-

венного землепользования; конструктивную прочность и стабильность; достаточное

освещение, отопление и вентиляцию; эффективную инженерную инфраструктуру, в

176

том числе обеспечение водой, сани-

тарно-техническими устройствами и

канализацией, системой сбора, уда-

ления и переработки мусора; подо-

бающее качество окружающей сре-

ды и благоприятное состояние фак-

торов, влияющих на здоровье; дос-

тойное и доступное местоположе-

ние, в том числе относительно мест

приложения труда и учреждений

социальной инфраструктуры.

Всё перечисленное долж-

но иметься в наличии по дос-

тупной цене. Конкретный уро-

вень адекватности должен ус-

танавливаться в соответствии с

интересами народа и иметь в

виду перспективу постепенно-

го развития.

По архитектурным при-

знакам жилые дома, строящие-

ся в нашей стране, весьма раз-

нообразны (рис. 6.8). Казалось

бы, разное сочетание этих при-

знаков в каждом отдельном

случае должно привести к

большому разнообразию объ-

ёмно-планировочных решений

и к эстетике облика жилых до-

мов.

Однако более сильные

факторы социально-

экономического, технологиче-

ского, психологического ха-

рактера действуют в обратном направлении, что приводит к монотонности

и однообразию жилых домов и дисгармонии жилой застройки.

Какофония архитектуре противопоказана. Поиск примеров разнообразия

облика домов и всей жилой застройки не должен быть самоцелью. И однообра-

зие, и разнообразие должны быть осознанными. Красивое однообразие лучше

безобразного разнообразия, примерно так отмечал А.Буров.

Любому типу зданий (как гражданскому, так и промышленному)

свойственны свои объемно-пространственные структуры, тектоника и кон-

структивное решение. Проектирование любых зданий и сооружений бази-

руется на строгом учёте функциональных, градостроительных, природно-

Рис. 6.8. Основные факторы типологии жи-

лых зданий

177

климатических, архитектурно-композиционных и экономических требова-

ний с учетом требований физико-технических основ проектирования и

технологии строительства.

Приступая к проектированию, прежде всего проводится анализ функ-

ционально-технологических процессов: их взаимосвязь и разграничение.

Эта работа составляет сущность первого принципа функциональной орга-

низации внутреннего пространства: выявление взаимосвязей между от-

дельными помещениями или их группами при сохранении четкого их раз-

граничения. Взаимозависимость отдельных компонентов здания выража-

ется в функционально-технологических схемах. Так, в структуре квартиры

выделяются три её компонента среды: архитектурно-пространственная ор-

ганизация, технические помещения с оборудованием, предметы мебели-

ровки. Они должны обеспечивать комфортабельность выполнения быто-

вых процессов. Таких процессов установлено до сорока, а количество про-

странственных зон для их выполнения достигает двадцати (рис. 6.9). Все

эти пространственные зоны и их группы бытовых процессов используются

при проектировании квартиры как первичные структурные элементы фор-

мирования её помещений (рис. 6.10). Состав зон бытовых процессов на

каждую квартиру устанавливается в соответствии с численностью семьи и

уровнем жилой обеспеченности.

Разумная экономия строительных и эксплуатационно-техноло-

гических затрат выражается вторым принципом целесообразности, т.е.

стремлением проектировщика наилучшим образом удовлетворить матери-

альные и духовные потребности людей разумно-минимальными затратами

на строительство и эксплуатацию зданий.

Архитектурная организация внутреннего пространства должна учиты-

вать духовные потребности людей и эстетические воздействия этого про-

странства на человека. Отсюда третий принцип: пространство среды

жизнедеятельности людей должно обладать художественными свойствами

и быть построено по законам красоты.

В архитектурном проектировании любых зданий система формофунк-

ционнальной организации архитектурной среды жизнедеятельности чело-

века базируется на основе гармонизации и психофизиологического облаго-

раживания их внутреннего пространства. Эта система основана на чётком

разделении помещения на однородные функциональные группы, выделе-

нии ядра композиции и элементов функциональной связи по горизонтали и

по вертикали, универсальности и многообразном использовании внутрен-

него пространства, обладающего свойством трансформируемости.

Таким образом, формофункциональная система архитектурной среды жиз-

недеятельности человека определяется научно обусловленной упаковкой всех

элементов, её составляющих, на основе закономерностей функционального и

санитарно-гигиенического зонирования горизонтальных и вертикальных ком-

178

муникационных связей.

С целью интенсивного использо-

вания комплексного освоения участка

застройки, а также учитывая неудобст-

ва проживания на первых этажах, в

структуру жилых домов включают уч-

реждения нежилого назначения – тор-

говые, обслуживающие, офисные помещения, рекреации и т.д. Их номенк-

латура, как правило, дополняет отсутствующие в сложившейся сети уч-

реждения. При этом в структуре здания можно выделить: зону обществен-

ного использования, в которой размещаются учреждения обслуживания,

культурно-бытового назначения, магазины, пешеходные коммуникации;

жилую зону с горизонтальными и вертикальными коммуникациями и рек-

реациями. Первая зона «принадлежит» городу, вторая – жителям. Разме-

щая их в одном здании, как правило, предусматривают пространственное

разделение зон.

Каждый случай сочетания жилых и нежилых функций определяет

приемы их зонирования (рис. 6.11), основными из которых являются [5]:

○ «раздельное» – размещение жилой структуры на стилобате, в кото-

ром объединяются большезальные объемы. Крупные объемы зальных по-

мещений и малые для жилища обусловливают применение комбинирован-

ной конструктивной системы каркаса стилобата и стеновых конструкций;

Рис. 6.9. Функциональные основы

проектирования квартир

Группы бытовых процессов

Сон

Личная гигиена

Туалет

Отдых

Прием пищи

Уход за одеждой

Уход за

квартирой

Внешняя связь

Хранение редко

употребляемях

вещей

Бытовые процессы числом до 40

Группы зон

Зоны хозяйственного

обслуживания

Зоны длительного

хранения вещей

Пространственные зоны процессов числом до 20

Зоны группового

пользования

Зоны общего

пользования

Общественные зоны

индивидуального

пользования

Личные зоны

индивидуального

пользования

Помещения квартиры

жилые

подсобные

Квартиры

Умственные

занятия и т.п.

Рис. 6.10. Пространственная структура

квартир: 1 – передняя; 2 – общая жилая

комната

;

3 – к

хня

;

– спальн

179

○ «вертикальное» – размещение жилых зданий и мелкоячеистых уч-

реждений в одной структуре друг над другом. Учитывая, что для всех

групп помещений можно использовать единый конструктивный шаг, об-

щественные помещения в зависимости от назначения могут размещаться

как в первых, так и в промежуточных и верхних этажах жилой структуры.

Так, учреждения городского использования (магазины, аптеки, помещения

культурно-бытового назначения, помещения офисов и др.) целесообразно

размещать в уровне движения пешеходов, а учреждения обслуживания жи-

телей (комнаты спортивно-оздоровительного назначения, рекреации, досу-

га, любительских занятий и т.д.) – на промежуточных или верхних этажах;

○ «параллельное» – размещение жилища и общественных учреждений

(как правило, офисного типа) в объемах, совмещенных по продольной оси

здания, как правило, не ограничивает выбор его конструктивного решения.

Каждый из приемов зонирования позволяет получить определенные

преимущества как с точки зрения повышения комфорта проживания, так и

Смешанное зо

и-

рование в одном

объеме

Вертикальное

зонирование

Смешанное зониро-

вание в нескольких

объе

ах

- экономия терри-

тории

- комфорт прожи-

ваний

- разделение шум-

ных и тихих слоев

по вертикали

Разделенное зо

и-

ование

Параллельное зо-

ни

ование

- экономия терри-

тории

- шумозащита жи-

лища

- снижение тепло-

потерь

жилая часть

административно-деловая

часть

торгово-о

служивающа

часть

при

лиженное о

служива-

ние жили

подземная часть

(

склады,

га

ажи-стоянки

тех.сл

жбы

)

вертикальные и горизон-

тальные комм

ника

ии

входы в жил

ю часть

входы в о

щественную

ча

ть

Рис. 6.11. Варианты зонирования для условий нового строительства и рекон-

струкции зданий