Валов В.М. Введение в специальность. Проектирование зданий

Подождите немного. Документ загружается.

чающих безграничным возможностям индустриальных технологий. Важ-

нейшими принципами организации и создания искусственной среды жиз-

недеятельности человека являются максимальное энергосбережение, за-

данная плотность упаковки и универсальность, которые полнее всего отве-

чают современному характеру развития экономики страны.

Синтез технической целесообразности и красоты приводит в инже-

нерном искусстве к архитектурным и инженерным шедеврам, возбуждаю-

щим эстетические чувства. Эта красота создается на основе унифициро-

ванных и типизированных ордерных и модульных систем, выявленных

пропорций, ритма, пластики и стандартизированных элементов в архитек-

турной тектонике на основе определенных параметров. Координация па-

раметров объемно-планировочных и конструктивных решений зданий ис-

ходила и исходит не только из технико-экономических, технологических,

функциональных и эстетических факторов на основе их унификации и ти-

пизации.

Стандарт и уникальность всегда сопутствуют друг другу; чем выше

уровень стандарта, тем ярче уникальность любого произведения. Стандарт

является основой уникума. Одноликость индустриальных жилых домов и

комплекса застройки – это следствие эстетической «недоразвитости» тех-

нологий заводов строительной индустрии, слабого и пренебрежительного

отношения архитекторов к формам зданий из унифицированных сборных

элементов. Необходим поиск новых форм зданий, и архитектура будет.

Недаром же говорил Мис Ван дер Роэ: «Архитектура начинается там, где

со смыслом будут уложены друг на друга два кирпича».

В условиях неизбежной индустриализации уникальность одного зда-

ния или сооружения уходит в прошлое. Застройка типовыми домами вы-

двигает новые требования как к отдельному объему (зданию), так и, осо-

бенно, к их комплексам. Если в уникальном здании и типовом доме архи-

тектор имеет достаточно оснований создать законченную композицию, ко-

торую нельзя изменить, не нарушая красоты сооружения, то при проекти-

ровании типового дома, рассчитанного на многократное повторение,

стремление к такому совершенству вряд ли даст положительные результа-

ты. Что произойдет, если архитектор сумеет создать композицию типового

дома настолько совершенную, что в этом здании невозможно что-либо из-

менить? Такие «совершенные» произведения архитектуры будут выпуще-

ны массовым тиражом и ими будет застроен целый город. Город, сплошь

застроенный парфенонами?! Будет красив такой город? По всей видимо-

сти, нет. И вот почему.

При современных масштабах застройки архитектура индустриального

дома в этой застройке приобрела особое значение и более конкретно зву-

чат понятия, что любое целое слагается из частей: дом – из кирпича, бло-

ков, панелей, объемных блоков, а застройка тоже из отдельных кирпичи-

ков – домов, с проявлением принципов максимального энергосбережения,

заданной «упаковки» объемов и их эстетической гармонизации. Архитек-

турная композиция типового жилого дома массовой застройки должна

быть такой, чтобы это здание, попадая каждый раз в новое окружение, в

иную архитектурно-планировочную среду, приобретало и новые художе-

ственные качества, иной архитектурный образ. И как верно отмечал про-

фессор Г.Б. Борисовский: «Умирает старая, традиционная архитектура,

рождается новая, великая, индустриальная архитектура». Проблема серо-

сти и однообразия, с одной стороны, уникальность и эстетичность, с дру-

гой стороны, в архитектуре это проблема творческих возможностей архи-

тектора «написать музыку в камне», хорошую или плохую, с помощью од-

них и тех же символов и их аккордов. Хотя любой вид творчества имеет

«гласные и негласные» каноны. Поэтому главная задача всякого обучения

– не столько получение суммы каких-то «застывших» знаний, сколько соз-

дание базы, стартового потенциала и умения мыслить, творчески искать и

понимать новое, «научиться учиться всю жизнь».

Повторяемость, регулярность, унифицированность, стандартизация,

являющиеся основными принципами архитектурного языка и пребываю-

щие в явном противоречии с разнообразием и индивидуальностью, долж-

ны становиться в ряд гармонии с помощью пластичных и выразительных

форм. Поэтому интегрирование материальных и духовных начал архитек-

турного творчества в лице инженера-архитектора – это решительный при-

зыв к дальнейшему развитию архитектуры. Инженер-архитектор должен

стать композитором и дирижером проектирования.

Известно, насколько актуальным для образования является поиск ме-

тодов, позволяющих наводить мосты между различными дисциплинами и

готовить специалиста широкого профиля с междисциплинарным мышле-

нием. Это важно потому, что все новое возникает «на стыке» и только спе-

циалист, обладающий интегрирующим мышлением, сможет успешно ра-

ботать в русле прогресса. Как не отметить, что мы занимаемся организаци-

ей процесса обучения инженера-архитектора не на пустом месте. За нашей

системой огромный исторический и интернациональный опыт подготовки

специалистов строительной отрасли: нельзя забывать об этом опыте. Изу-

чая и используя его, можно уберечься от серьезных ошибок, подстерегаю-

щих нас на пути.

1.4. Цель и задачи

Образовательный процесс инженера-архитектора должен быть после-

довательным осуществлением основной цели – подготовки выпускника к

активной творческой и практической деятельности в области создания ма-

териальной и духовной среды жизнедеятельности человека.

Концепцией подготовки инженера-архитектора является комплексная

система архитектурно-художественного, научно-технического и гумани-

тарного образования с развитием художественной индивидуальности, спо-

собностей и таланта. В. Гроппиус писал [20]: «Искусство творится помимо

методов, обучиться искусству нельзя, учиться можно только ремеслу. Ар-

хитекторы, живописцы, скульпторы есть ремесленники в изначальном

смысле этого слова, поэтому в качестве обязательной базы любого худо-

жественного творчества в школе проводится основательное ремесленное

обучение всех учащихся в мастерских и на реальных рабочих местах». По-

этому практической основой подготовки инженера-архитектора является

связь обучения с ремеслом. И для того, чтобы обладать широким кругозо-

ром знаний и философским мировоззрением, необходимо:

- уверенно ориентироваться в сложнейшей социальной, культурной,

научной, технической, художественной и профессиональной среде;

- обладать специфическим мировоззрением в художественном преоб-

разовании окружающей среды с учетом всего комплекса формирующих ее

социальных, функциональных, эстетических, экономических и техниче-

ских факторов;

- обладать развитым рационализмом и одухотворенным композици-

онным мышлением, способностью творчески использовать весь арсенал

архитектурно-художественных и научно-технических способностей созда-

ния надежной и полноценной среды жизнедеятельности человека;

- уметь органично вживаться в проектные ситуации, вести целена-

правленный поиск нестандартных конструктивных и художественных ре-

шений с учетом эффективных традиционных и новаторских средств и тех-

нологий;

- владеть творческим методом инженера и архитектора, художествен-

но-графическими навыками ремесла, технологией объемно-

планировочного и композиционного моделирования, выражения проект-

ных идей и их аргументированного отстаивания на разных этапах работы;

-уметь работать в проектном коллективе специалистов разных про-

фессий, учитывая взаимные интересы и динамику решаемых задач;

- уметь внедрять проект в производство;

- иметь самостоятельность и оригинальность, творческую раскован-

ность и свободу творчества, мужество и смелость в самостоятельной рабо-

те, образность мышления и пространственного воображения, универсаль-

ность и открытость творчества.

1.5. Особенности государственного образовательного стандарта

Стандарт представляет в основном логический и последовательный

процесс целенаправленного воспитания специалиста на основе планируе-

мого освоения дисциплин. Ведущим положением инженерно-

архитектурной школы является концепция комплексного художественно-

композиционного и научно-технического образования на общей широкой

гуманитарной основе. Наиболее важным с самого начала является уяснение

органической взаимной связи всех теоретических и практических дисцип-

лин: лишь в этом случае их совокупность наполнится в сознании учащегося

конкретным смыслом.

Непременной основой успешного освоения государственной образова-

тельной программы является активная и творческая междисциплинарная

связь, четкое представление места, задач и возможностей каждой дисцип-

лины в процессе воспитания и образования инженера-архитектора, причем

не только профессорским коллективом, но и в не меньшей степени сту-

дентами. Поэтому необходимо кратко представить содержание отдельных

циклов дисциплин образовательной программы подготовки инженера-

архитектора и особенностей ее освоения.

Инженер-архитектор должен знать:

- историю отечественной и зарубежной архитектуры и строительной

техники, ее закономерности в решение современных задач проектирования;

- основные архитектурно-художественные, научно-технические про-

блемы и перспективы развития архитектурно-строительной науки;

- структурную последовательность и методы архитектурно-

конструктивных разработок, включая компьютерные, композиционные,

функциональные и физико-технические основы проектирования;

- основы унификации, типизации и стандартизации объемно-

планировочных структур и конструктивных решений зданий и сооружений;

- методы проведения теоретических и экспериментальных исследова-

ний с использованием современного оборудования информационных

средств и вычислительной техники;

- методы расчетов несущих конструкций, теплоизоляции и теплоус-

тойчивости, звукоизоляции ограждающих конструкций, акустического,

светотехнического, инсоляционного температурно-влажностного режима

проектируемых зданий;

- проблемы урбанизации среды обитания и методы планировки и за-

стройки населенных мест;

- современные санации и благоустройства населенных мест, селитеб-

ных и промышленных территорий при их реконструкции;

- основы проектирования водоснабжения и канализации, теплогазо-

снабжения и вентиляции, электроснабжения зданий и населенных мест;

- методику проектных исследований и формирование зданий на про-

ектирование и строительство, реконструкцию или реставрацию объектов с

технико-экономическим обоснованием решений, с учетом экологической

чистоты объектов и требований безопасности жизнедеятельности;

владеть:

- приемами и методами графического представления архитектурных и

конструктивных решений в ручной и машинной графике;

- приемами академического рисунка, живописи и скульптуры;

- методами комплексной разработки архитектурно-конструктивных

проектов гражданских и промышленных зданий и сооружений с использо-

ванием информационных технологий;

- методами геодезических работ при проектировании, строительстве и

эксплуатации зданий и сооружений;

- методами расчета конструкций и физико-технических параметров

проектируемых объектов;

- методами обследований и диагностики, эксплуатационного состоя-

ния зданий и сооружений;

- методами испытания физико-механических свойств строительных

материалов, конструкций и грунтов;

- методами авторского надзора при реализации проектных решений;

- методами и средствами контроля за состоянием окружающей среды.

1.6. Краткое содержание образовательной программы подготовки

инженера-архитектора

Государственная образовательная программа подготовки инженера-

архитектора предусматривает изучение следующих циклов дисциплин:

1-й цикл ГСЭ. Общие гуманитарные и социально-экономические дис-

циплины;

2-й цикл ЕН. Общие математические и естественно-научные дисцип-

лины;

3-й цикл ОПД. Общепрофессиональные дисциплины;

4-й цикл СД. Специальные дисциплины, включая дисциплины спе-

циализаций.

Два первых цикла дисциплин образовательной программы подготовки

инженера-архитектора общих гуманитарных и социально-экономических,

общих математических и естественно-научных дисциплин практически

являются элементами мировоззренческого воспитания и формирования

деятельного и творческого специалиста.

Цикл общих гуманитарных и социально-экономических дисциплин

предусматривает освоение иностранных языков, отечественной истории,

физической культуры, культурологии, политологии и правоведения, пси-

хологии и педагогики, русского языка и культуры речи, социологии, фило-

софии и экономики.

Цикл общих математических и естественно-научных дисциплин

включает изучение математики, информатики, физики, химии, экологии и

теоретической механики.

Можно отметить, что практически почти все дисциплины (предметы)

первого и второго циклов изучаются в школе. В программе вуза изучение

этих дисциплин ставит цель углубление философских знаний и физико-

математических представлений и процессов в окружающей среде, обще-

ственных отношениях, утилитарно-профессиональной и творческой дея-

тельности. Обязательное и активно-инициативное освоение дисциплин

этих двух циклов дисциплин позволит создать философский фундамент

эффективного изучения специальных дисциплин, а также приобрести ос-

новы неизбежного освоения и других областей науки и техники с развити-

ем мировоззрения и творческих возможностей специалиста.

Два цикла общепрофессиональных и специальных дисциплин говорят

сами за себя. Они теоретический фундамент специальности.

Цикл общепрофессиональных дисциплин: начертательная геомет-

рия, инженерная графика; механика – сопротивление материалов; материа-

ловедение, технология конструкционных материалов; метрология, стан-

дартизация и сертификация; электротехника и электроника; безопасность

жизнедеятельности; механика грунтов; инженерная геодезия; инженерная

геология; архитектура; инженерные сети и оборудование систем – теплога-

зоснабжения и вентиляции, водоснабжения и водоотведения.

Цикл специальных дисциплин: строительная механика; рисунок, жи-

вопись, основы архитектурной пластики и скульптуры; основы архитек-

турно-конструктивного проектирования; архитектурные конструкции; ти-

пология и архитектурно-конструктивное проектирование; основы реконст-

рукции и реставрации; основы градостроительства; инженерная подготов-

ка территорий; металлические, железобетонные и каменные конструкции,

конструкции из дерева и пластмассы; основания и фундаменты; обследо-

вание и испытание зданий и сооружений; технология, организация и меха-

низация строительного производства; организация и планирование строи-

тельства и управление проектом; экономика отрасли и дисциплины спе-

циализаций.

В заключение можно сказать, что лучшая школа подготовки специа-

листа определяется не только материальным оснащением учебных классов,

мастерских, богатством библиотечного фонда и другого оборудования, но

и самым главным – лучшими профессорами, преподавателями и лучшими

учащимися. Воспитание «хорошего», а еще больше талантливого инжене-

ра-архитектора возможно только в условиях высокоинтеллектуальной

среды: хороший «плод» может вырасти только в культивированной среде.

2. ФИЗИКА СРЕДЫ АРХИТЕКТУРНОГО ОБЪЕКТА

2.1. Виды зданий и предъявляемые к ним требования

Любое здание, начиная с эскимосского иглу и кончая современным

комфортабельным зданием, является, по сути, аннексированным у приро-

ды и выгороженным объемом c организованной внутренней средой для

жизнедеятельности человека.

По назначению здания разделяются на четыре основных типа: жилые,

общественные, промышленные, сельскохозяйственные. Первые два час-

то объединяются общим названием «гражданские здания». Изучением раз-

вития и формирования типов зданий в связи с развитием социальных форм

быта и культуры, достижениями строительной техники и т.п. занимается

научная дисциплина, называемая «Типология зданий».

Жилые здания предназначены для постоянного или временного пре-

бывания людей. К ним относятся жилые дома, общежития, гостиницы.

Общественные здания предназначены для временного пребывания людей

в связи с осуществлением в них различных функциональных процессов,

это здания учебные, зрелищные, лечебные, общественного питания и др.

Промышленные здания служат для осуществления в них производст-

венных процессов различных отраслей промышленности. Они разделяются

на производственные, энергетические, подсобные, складские и т.п. К сель-

скохозяйственным относятся здания для производственных процессов,

связанных с сельским хозяйством, это здания для содержания скота и пти-

цы, хранения и ремонта сельскохозяйственной техники и т.п.

Здание в целом и его конструктивные элементы должны удовлетво-

рять функциональным, техническим, архитектурно-художественным и

экономическим требованиям.

Функциональные (технологические) требования заключаются в

том, что здание должно удовлетворять назначению, быть удобным для

труда, отдыха или любого другого процесса, т.е. обеспечивать необходи-

мые условия среды жизнедеятельности человека.

Технические требования заключаются в том, что здания и их отдель-

ные конструктивные элементы должны надежно защищать людей и техно-

логическое оборудование от вредных атмосферных воздействий, быть

прочными, т. е. не разрушаться, выдерживать все эксплуатационные на-

грузки; быть жёсткими, т. е. сохранять форму, необходимую для нормаль-

ной эксплуатации здания; быть долговечными, т. е. сохранять заданные

эксплуатационные качества во времени.

Архитектурно-художественные требования заключаются в том,

что здание должно быть привлекательным по своему внешнему виду, бла-

гоприятно воздействовать на психологическое состояние и сознание лю-

дей, а также быть органически связано с соседней застройкой.

Экономические требования заключаются в обеспечении минимально

необходимых затрат на строительство и эксплуатацию здания или соору-

жения.

Качество среды определяют следующие основные факторы:

- пространство, необходимое для деятельности человека, размещения

оборудования и перемещения людей;

- состояние воздушной среды (микроклимат) – запас воздуха для ды-

хания с оптимальными параметрами температуры, влажности и скорости

его движения, тепло- и влагообмена человеческого организма с окружаю-

щей средой и степенью чистоты воздуха, т.е. количеством содержания

вредных для человека примесей (газов, пыли и т.п.);

- тепловой режим – совокупность неразрывно связанных факторов

(температуры, влажности, подвижности воздуха и др.) и процессов тепло-

обмена, формирующих микроклимат помещений;

- звуковой режим – условия слышимости в помещении (речи, музыки,

сигналов и т.п.) и защиты от шума, возникающего как в самом помещении,

так и проникающего извне;

- световой режим – условия ра-

боты органов зрения, соответствую-

щие функциональному назначению

помещения, определяемые степенью

освещенности помещения и цвето-

вым режимом, так как оказывают

влияние на органы зрения и на нерв-

ную систему человека;

- видимость и зрительное вос-

приятие – условия связанные с необ-

ходимостью видеть плоские или объ-

емные объекты в помещении, кото-

рые тесно связаны со световым ре-

жимом.

Интегрирующим началом объе-

динения этих факторов являются фи-

зико-технические и функциональные

основы проектирования. Только ком-

плексный учёт особенностей функ-

циональных процессов и физико-

технических факторов (рис.2.1) по-

зволяет создать нормируемую среду

жизнедеятельности человека [3].

Рис. 2.1. Схема функциональных за-

висимостей

2.2. Элементы внутренней среды и человек

Содержание внутренней среды архитектурного строительства.

Любое здание является результатом аннексии у природы пространства, ма-

териального его выгораживания и организации заданной внутренней среды

для жизнедеятельности человека. Недаром еще за 500 лет до н. э. китай-

ский философ Лао Цзы отмечал, что «… реальность здания заключается не

в стенах и крыше, но во внутреннем пространстве, предназначенном для

жизни в нем».

Внутреннее пространство и его среду нельзя рассматривать вне кон-

текста человека, конкретного здания, функционального назначения, горо-

да, окружающей природно-климатической среды. Качество среды внут-

реннего пространства здания определяется организацией интерьера и мик-

роклимата, целостность которых создает комфорт и эстетику, а также уют

и безопасность этой среды (рис. 2.2).

Критериями комфортности микроклимата помещения являются ре-

жимы: тепловой, влажностный, воздушный, световой, инсоляционный,

шумовой. Все эти режимы и их сочетания нормируются для всех зданий и

поддаются регулированию как естественными, так и искусственными

средствами. Особенности взаимодействия режимов микроклимата и чело-

века хорошо проявляются в условиях теплообмена человека с окружающей

средой.

Рассматривая здание как ре-

зультат целенаправленной творче-

ской деятельности человека, можно

сказать, что целью является созда-

ние его внутренней среды с задан-

ной комфортностью. Комфорт – это

жизненная среда, обеспечивающая

долголетие и работоспособность,

психофизиологическое спокойствие

и здоровье. Решить проблему ком-

фортности – значит наилучшим об-

разом обеспечить связь человека с

окружающей его средой.

Интерьер является основой и

конечной пространственной формой

организации среды жизнедеятель-

ности человека, которая обеспечи-

вает условия зрительного воспри-

ятия и видимости процессов дея-

тельности, защиты внутренней сре-

Рис. 2.2. Основные компоненты внутрен-

ней среды. 1–температурно-влажностный

режим; 2–световой режим; 3–визуальная

связь; 4

–шумовой режим; 5–озеленение;

–синтез искусств; 7–цветовое решение;

8–отделочные материалы; 9–

функциональная организация; 10–

пропорции; 11–мебель, оборудование;

–

масштаб

ды от шума и обеспечения ее архитектурной акустики, заданной степени

раскрытия внутренней среды для активной взаимосвязи с внешней средой,

мероприятия по компенсации дискомфортных воздействий внешней сре-

ды, условия функциональной организации безопасной среды и эвакуации

людей, обоснованное использование средств эргономики и синтеза ис-

кусств.

В интерьере решаются функциональные и эстетические задачи, обу-

словленные требованиями, предъявляемыми к пространственно-

предметной среде зданий со стороны их функции или технологии. От ха-

рактера решения интерьера зависит удобство протекания процессов жиз-

недеятельности человека. Поэтому любая пространственная композиция

должна иметь соразмерность с человеком, т. е. масштабность.

Теплообмен человека с окружающей средой. Человеческий организм

очень чутко реагирует на изменения окружающей среды. Для каждого че-

ловека восприятие комфортности сугубо индивидуально. Восприятие шу-

ма, света и особенно тепла, работоспособность человека зависят от работы

и физиологической системы терморегуляции организма, которая нормаль-

но функционирует при температуре около 36,6

С. Для поддержания посто-

янной температуры организм человека непрерывно вырабатывает тепло,

которым он обменивается с окружающей средой. В зависимости от эмо-

ционального и физиологического состояний человека, его одежды, возрас-

та, вида выполняемой работы и индивидуальных особенностей организма

количество тепла, теряемого в окружающую среду, может быть различ-

ным. Тепловой баланс человека характеризуется следующим уравнением:

,0=∆±−−−±±

чч

QQQQQQQ

где

– теплопродукция орга-

низма, общее количество энергии, вырабатываемой организмом;

;

– составляющие теплообмена человека конвекцией, излучением и за

счет затрат тепла на испарение влаги;

– расход тепла (энергии) на ме-

ханическую работу;

– тепло, затрачиваемое на физиологические про-

цессы (нагрев выдыхаемого воздуха, естественный обмен веществ и пр.);

Q∆

– избыток или недостаток тепла в организме.

Общая продукция энергии

в основном зависит от степени тяжести

выполняемой человеком работы. Для взрослого человека ее средняя вели-

чина может быть определена по табл. 2.1 (для подростков вводится коэф-

фициент 0,8).

Основными составляющими теплоотдачи человеческого тела являют-

ся: конвекция, излучение, испарение и тепловой эквивалент работы. Коли-

чественные показатели теплоотдачи от общей теплопродукции человече-

ского организма составляют примерно следующие проценты: конвекцией