Типология гражданских зданий

Гражданские здания классифицируются по ряду признаков. В зависимости от предназначения их подразделяют на жилые и общественные. В свою очередь каждая из выделенных групп клас­сифицируется по конкретным функциональным признакам.

Гражданские здания подразделяют на здания массового строи­тельства и уникальные. Здания массового строительства строят в большом количестве по типовым проектам для удовлетворения основных потребностей людей (жилые дома, школы, детские сады, поликлиники и др.). Уникальные здания, которые имеют важное общественное значение, возводят по индивидуальным проектам, как правило, в единичном варианте, например театры, музеи, дворцы культуры, вузы, здания правительственных учреждений, некоторые жилые дома.

По этажности гражданские здания условно делят на пять групп:

• малоэтажные– высотой до 2 этажей;

• средней этажности ˗ 3 ˗ 5 этажей;

• повышенной этажности ˗ 6 ˗ 9 этажей;

• многоэтажные ˗ 10 ˗ 25 этажей;

• высотные ˗ более 25 этажей.

Этажи гражданских зданий называют: надземными ˗ при от­метке пола помещений не ниже планировочной отметки земли; цокольными, или полуподвальными, ˗ при отметке пола поме­щений ниже планировочной отметки земли, но не более чем на половину высоты помещений; подвальными ˗ при отметке пола помещений ниже планировочной отметки земли более чем на по­ловину высоты помещений; мансардными ˗ при расположении помещений в объеме чердака. При определении этажности здания учитывают только надземные этажи.

Планировочные решения гражданских зданий весьма разнооб­разны, так как отражают различные функциональные процессы, происходящие в определённых условиях. Однако это многообразие решений сводится всего лишь к нескольким планировочным схемам: ячейковой, зальной и их сочетаниям (комбинированной) (рис. 1.3).

Рис 1.3 - Планировочные схемы зданий.

Ячейковая схема применяется в тех зданиях, где необходимы сравнительно небольшие, одинаковые по площади помещения. Ячейковая схема может решаться по коридорной, анфиладной, центрической (бескоридорной) и секционной планировочным схемам.

Коридорная планировочная схема характеризуется расположе­нием помещений с двух сторон коридора. При одностороннем расположении помещений планировка называется галерейной. Че­рез коридор или галерею осуществляется связь между помеще­ниями. Коридорная схема широко применяется в различных гражданских зданиях: общежитиях, гостиницах, ин­тернатах, административных, учебных, лечебно-профилактиче­ских и др.

Анфиладная планировочная схема предусматривает непосред­ственную связь смежных помещений, расположенных последова­тельно, одно за другим. Анфиладная схема, прежде распространенная в жилых, дворцовых и культовых постройках, имеет ограниченное применение: музеи и выставочные павильо­ны, торговые здания.

Центрическая планировочная схема предусматривает четко вы­деленное одно главное большое помещение, а вокруг него груп­пируются второстепенные, меньшей площади. При­мерами этой схемы могут быть зрелищные здания ˗ театры, ки­нотеатры, концертные залы, цирки.

Секционная планировочная схема включает ряд повторяющих­ся и изолированных друг от друга частей-секций. В пределах сек­ции помещения могут быть расположены по разным планировоч­ным схемам.

Секционные дома являются наибо­лее распространенным типом много­этажных жилых зданий. Они прием­лемы в любом климатическом районе, удобны для планировки средних по размеру квартир массового типа, соз­дают условия для применения простых конструктивных схем и максимальной унификации их элементов.

Жилая секция многоэтажного жилого дома представляет собой ячей­ку, состоящую из нескольких квартир, объединенных лестнично-лифтовым узлом.

По месту расположения в плане здания секции подразделяют на рядо­вые, торцовые и поворотные (рис.1.4.).

Рядовые секции сложной конфигура­ции (Т- и крестообразные, трехлуче­вые) применяют для увеличения коли­чества квартир в секции, улучшения их инсоляции и проветривания по кон­кретным условиям застройки и в тех случаях, когда требуется создать сложное пластичное объемно-прост­ранственное решение здания (рис. 1.4 г).

Рис 1.4 - Типы секций в соответствии с местом их расположения в плане:
а – рядовая: б – торцовая: в – поворотные: г - примеры компоновок из различных секций.

Торцовые секции располагаются в торцах дома, которые отличаются от рядовых в основном тем, что имеют три наружные стены. Это дает воз­можность большего освещения квар­тир. В торцовых секциях может пол­ностью повторяться планировка рядо­вых или изменяться за счет увели­чения количества комнат в квартирах той же площади или за счет увели­чения общей площади секции, обычно увеличение её протяжённости (рис. 1.4 б).

3альная схема применяется, когда основной функциональный процесс происходит в едином большом про­странстве, вмещающем большие мас­сы людей. В этих случаях основой композиции является зал, который организует план и формирует объем­но-пространственное решение. В одних случаях пространство зала решается без промежуточных опор, в других ˗ членится рядами опор. Безопорная зальная система характерна для зре­лищных и спортивных зданий, крытых рынков; залы с промежуточными опо­рами применяют для зданий универ­магов, крупных ресторанов и др. Покрытия крупных залов без проме­жуточных опор представляют собой сложную инженерную конструкцию разного типа, которая играет опре­деляющую роль во внешнем облике здания.

Павильонная схема характерна тем, что группы функционально близких помещений размещены в отдельных объёмах-павильонах, связанных между собой в единую композицию.

Атриумная система - с открытым или крытым остекленной крышей внутренним двором, вокруг которого размещены основные помещения, связанные с ним через открытые или закрытые галереи или непосредственно выходящие окнами в атриум. Система традиционно используется в южном жилище. В последние годы она широко применяется во всех типах зданий, гостиницах, в учебных зданиях, в музеях, в офисах. Атриумы могут иметь одностороннее наклонное остекление. Во всех случаях такие системы повышают энергоэффективность зданий, являясь " буферными" зонами между внутренней и внешней средой, позволяющими увеличить ширину корпуса здания, повысить его компактность и создать крупные общественные пространства, защищённые от внешних воздействий.

Обычно большинство зданий имеет смешанную систему планировки, поскольку в здании объединяются помещения для различных функциональных процессов –глав­ных и сопутствующих им подсобных (рис. 1.5).

Рис 1.5 - Смешанная система планировки.

Как правило, требованиям удобства отве­чает наиболее компактное размещение поме­щений с кратчайшими путями движения лю­дей и средств транспорта, без взаимных пере­сечений и встречного движения. Чем короче пути движения и, следовательно, небольшие по площади помещения связи, тем меньше объем здания и меньше его стоимость.

Помещения, непосредственно связанные функциональным или технологическим процес­сом, должны располагаться возможно ближе друг к другу. Не менее важно отсутствие пересечений людских потоков, а пересечение людских потоков с грузовы­ми вообще недопустимо как по технологи­ческим условиям, так и по условиям безопас­ности.

Все перечисленные схемы являются основой для разработки композицион­ных решений, которые могут быть симметричными и асимметричными, компактными и расчлененными.

Помещения гражданских зданий по их роли в функциональном процессе (отдых, работа, учеба) подразделяют на несколько групп.

Основные - соответствуют основным функциям здания (жилые комнаты жилых домов, школьные классы и кабинеты, зрительные залы театров и кинотеатров, торговые залы магазинов).

Вспомогательные - предназначены для обеспечения основных функций здания, но не определяют их (конференц-залы, архивы, фойе и кулуары театров, подсобные помещения магазинов, музеев и др.).

Обслуживающие - повышают комфорт и санитарно-гигиенические условия, но не имеют прямого отношения к основной функции здания (вестибюли, холлы, санитарные узлы, буфеты общественных зданий).

Коммуникационные - необходимы для связей внутри здания (лестницы, лифты, эскалаторы, коридоры, галереи).

Технические (иногда целые этажи) - предназначены для размещения инженерно- технического оборудования (машинные отделения лифтов, мусоросборные камеры, помещения для вентиляции и кондиционирования воздуха).

1.5 Типология производственных зданий и сооружений

Производственное предприятие - это комплекс зданий и сооружений, связанный единым производственным процессом, обеспечивающим выпуск промышленной продукции. Производственные здания и сооружения имеют много признаков, которые являются основой их деления на типы, классы и группы. Это прежде всего отрасль, характер выпускаемой продукции, внутренний температурный режим, особенности технологической взаимосвязи отдельных зданий, выделяемые вредные вещества, пожарная опасность, объемно­планировочное и конструктивное решение и т.д.

Все производственные предприятия по характеру сырья делят на добывающие и обрабатывающие. Производственные здания делят по признаку технологической взаимосвязи на следующие группы:

· здания основного производства;

· вспомогательные здания (ремонтно-технические и инструментальные мастерские);

· энергетические здания и сооружения;

· складские здания и транспортное обеспечение;

· административно-бытовые здания и помещения.

По внутреннему температурному режиму производственные здания делят на отапливаемые и не отапливаемые. Неотапливаемыми могут быть здания, в которых по условиям эксплуатации нет необходимости поддерживать положительную температуру внутреннего воздуха, например, склады или предприятия, в которых производственные тепловыделения настолько большие, что возникает задача удаления избыточного теплого воздуха (пекарни, литейные цеха, термообработка строительных материалов и конструкций).

По вредности производства промышленные предприятия делят на пять классов. По взрывопожарной и пожарной опасности предприятия делят на пять категорий в зависимости от размещаемых в них технологических процессов и свойств находящихся веществ и материалов:

категория А - возможно образование воздушных взрывоопасных смесей;

категория Б - в воздухе возможно накопление взрывоопасной или горючей пыли;

категория В - переработка твердых сгораемых веществ и материалов;

категория Г - производства, связанные с переработкой несгораемых материалов в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии;

категория Д - производства, связанные с переработкой несгораемых материалов в холодном состоянии.

По количеству этажей: одноэтажные, двухэтажные, многоэтажные, смешанной этажности(рис. 1.6.).

По количеству пролетов: однопролетные и многопролетные.

По наличию подъёмно-транспортного оборудования: бескрановые, с мостовым кра-ном, с подвесным краном.

По профилю покрытия: с фонарями, без фонарей, с плоской крышей, со скатной крышей.

По системе освещения: с естественным освещением через окна и фонари, с искусственным и совмещённым освещением.

По условиям воздухообмена: с естественной вентиляцией через окна и фонари, с искусственной вентиляцией с помощью вентиляторов и системы воздуховодов, с кондиционированием воздуха.

Рис. 1.6 ‒ Типы промышленных зданий по этажности: а ‒ одноэтажное однопролётное, б ‒ то же, многопролётное; в ‒ двухэтажное; г ‒ смешанной этажности; д ‒ многоэтажное; е ‒ одноэтажное с подвесным краном.

Одноэтажные производственные здания предназначены для производства с горизонтальными схемами технологического процесса и с применением тяжелого оборудования (чёрная и цветная металлургия), с большими внутрицеховыми перемещениями тяжелых грузов (тяжелое машиностроение), с наличием динамических нагрузок (кузнечно- прессовые цехи), с большими производственными вредностями (химия и нефтепереработка), с выпуском тяжелой и крупногабаритной продукции (тяжелое машиностроение). Одноэтажные здания составляют до 80 % производственных площадей. В них легко осуществляется внутрицеховое перемещение продукции, аэрация и естественное освещение помещение. Основными недостатками одноэтажных производственных зданий являются большие площади застройки и наружных ограждающих конструкций, что приводит к увеличению эксплуатационных затрат. По объемно-планировочным параметрам и размещению внутренних опор одноэтажные производственные здания подразделяют на пролетные, ячейковые, зальные и шатровые типы (рис. 1.7.).

Рис. 1.7 – Планировочные схемы промышленных зданий:

а – ячейковые; б – пролётные; в – зальные с центральной опорой; г – шатровые.

Пролетный тип зданий с одним или несколькими пролетами характеризуется преобладанием пролета над шагом. Габариты пролета зависят от технологической схемы производства и транспортного оборудования и назначаются 6, 9, 12, 18. 24, 30 и 36 м. Здания бывают с мостовыми кранами и без них, с фонарями и без них. Такой тип здания применяют в химической и пищевой промышленности, промышленности строительных материалов и конструкций (рис. 1.8.).

Ячейковый тип зданий с «гибкой» планировкой характеризуется квадратной или близкой к квадрату сеткой колонн. В таких зданиях возможно частое изменение направлений технологических потоков, при этом подъемно-транспортное оборудование может перемещаться по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Наиболее часто используют сетку колонн (18x18), (24x24), (30x30), (36x36) м. Ячейковый тип зданий применяют в машиностроительной промышленности.

Зальный тип зданий характеризуется большой производственной площадью без внутренних опор. Они могут быть одно- и двух пролётными или с центральной опорой. Расстояния между опорами назначаются в зависимости от размеров выпускаемой продукции и принимают от 36 до 150 м. В покрытиях этих зданий применяют оболочки двоякой кривизны, складки и ванты, тросы. Такой тип зданий используют для ангаров в самолето- и ракетостроении, для машинных залов ТЭЦ и АЭС и т. п.

Рис 1.8. –Одноэтажные промышленные здания пролетного типа:
а – с мостовыми кранами и фонарем над средним пролетом; б – бескрановые с зенитным фонарем; в – бесфонарные с техническим этажом в межфирменном пространстве;

Шатровый тип зданий характеризуется отсутствием вертикальных опор и наружных стен. Покрытия в таких зданиях опираются непосредственно на фундамент или цоколь. Пролет в зданиях назначают 9, 12, 18 и 24 м. Применяют преимущественно для складов сырья, материалов и изделий.

По характеру застройки промышленные одноэтажные здания бывают сплошного и павильонного типов.

Здания сплошного типа застройки имеют более широкое распространение и представляют собой многопролетные корпуса большой длины и ширины (100 ‒ 150 м). Они имеют плоскую или многоскатную кровлю с внутренним водоотводом, каркасную конст­руктивную систему с пролетами 6, 9, 12, 18, 24, 30, и 36 м, шагом колонны 6 и 12 м. Освещение и аэрация осуществляются с помощью различных систем светоаэрационных фонарей. В таких зданиях располагают отрасли машиностроения, производство стро­ительных материалов и изделий и др.

К зданиям павильонного типа застройки относят отдельно стоящие здания в один или два пролета с сеткой колонны (12x24), (12x30), (12x36) м. Здания павильонной застройки можно объединять между собой в виде П-, Ш - и Т - образных корпусов. При такой застройке возможна большая изоляция цехов с различной степенью производственных вредностей (взрыво- и пожароопасностью), что очень важно для химической и металлургической промышленности, а также для складских и подсобных сооружений.

Экономически павильонные здания малоэффективны, так как имеют большие периметр стен и площадь территории промышленного предприятия.

В многоэтажных зданиях размещают производства, в которых оборудование и производственные грузы не тяжелые, а габариты продукции небольшие (точное приборостроение, легкая промышленность, радиоэлектроника, электрооборудование, типографии, текстильные, ткацкие и швейные предприятия, пищевая промышленность), а также производства с вертикально направленными технологическими процессами (хлебные элеваторы, мельницы, горно-обогатительные фабрики).

Преобладающее количество производств, размещенных в многоэтажных зданиях, не выделяют производственных вредностей и поэтому в настоящее время эксплуатируются в селитебной зоне. Они мало занимают места в плане города, имеют хорошие транспортные коммуникации, что облегчает доступ рабочих на предприятия.

По назначению многоэтажные производственные здания подразделяют на производственные, лабораторные и административно-бытовые.

По объемно-планировочному решению многоэтажные здания бывают: унифицированного типа, с верхним уширенным этажом, с межферменными этажами, двухэтажные с верхним уширенным этажом (рис. 1.9.)

Здания унифицированного типа имеют сетку колонн (6x6) или (6x9) м, высоту этажа 3.6; 4, 8; 6 м и количество этажей до пяти. В зданиях с верхним уширенным этажом устанавливают мостовые или подвесные краны с пролетом помещений 12, 18, 24 м и их высотой 7, 2; 8, 4; 10, 6 м. В межферменных этажах многоэтажных зданий размещают административно-бытовые, технические и складские помещения высотой до 3 м (рис. 1.10).

Рис 1.9. Основные виды многоэтажных промышленных зданий:
а – двухэтажное с укрупненной сеткой колонн 2-го этажа; б – с сеткой колонн (6+3+6)х6 м; в, г – с сеткой колонн (6+6+6)х6 м; д – с сеткой колонн (12+12)х6 м; е – многоэтажное с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа;

Рис 1.10. Многоэтажные производственные здания с техническими этажами в межферменном пространстве: а – обслуживание каждого производственного этажа с верху; б – снизу; в – обслуживание двух смежных производственных этажей;

1.6 Типология сельскохозяйственных зданий и сооружений

Сельскохозяйственные здания и сооружения предназначаются для различных отраслей сельскохозяйственного производства. В табл. 1.2. приведена классификация сельскохозяйственных зданий по функциональному назначению.

Таблица 1.2. – Классификация сельскохозяйственных зданий

Сельскохозяйственные производствен­ные здания могут быть одно- и много­этажными. Одноэтажные здания условно делят на узкогабаритные (шириной менее 18 м), широкогабаритные (18... 48 м) и моноблоки (многопролетные здания сблокированного типа шириной 54 м и более).

Узкогабаритные здания - это истори­чески сложившийся в сельской местности тип строений. Их длина во много раз превышает ширину. В этих зданиях и со­оружениях содержат животных и птиц, устраивают теплицы. Ширина узкогаба­ритных зданий редко превышает 12 м, обычно они однопролетные (двухпро­летные здания шириной 12 м применяют для конюшен). Средние колонны в этом случае не только не мешают размещению технологического оборудования, но и служат каркасом для продольной пере­городки. Особую группу сооружений представляют шеды для содержания зве­рей и кроликов, наименьшая ширина ше­дов может быть 2, 4 м (рис. 1.12).

К узкогабаритным можно также отне­сти экспериментальные, круглые в плане здания и сооружения. Радиус их обычно не превышает 18 м.

Широкогабаритные здания строят на комплексах с павильонной и блокирован­ной застройкой. Унифицированная шири­на таких зданий ‒ 18, 21, 24 и 27 м, а дли­на больше ширины в несколько раз. Они могут иметь от одного до четырех пролетов. Трехпролетные зда­ния шириной 36 м характерны для жи­вотноводческих комплексов откормочно­го направления, а четырехпролетные (36 м и более) - для предприятий по хра­нению и переработке сельскохозяйствен­ной продукции.

Число пролетов в здании влияет на планировочное решение производствен­ного помещения. Наиболее удобную, так называемую свободную планировку, по­лучают в однопролетном здании, т. е. в помещении, где отсутствуют средние колонны. Чем больше ширина пролета, тем легче рационально решить планиров­ку помещения при новом строительстве и, что очень важно, перепланировку при реконструкции. Но чем больше ширина пролета, тем дороже конструктивные эле­менты и больше их масса, т. е. увеличи­вается сметная стоимость зданий и воз­растают транспортные расходы на до­ставку конструкций.

Средние колонны в помещении не всегда служат помехой при планировке оборудования и отдельных помещений в здании. Если средние колонны можно использовать как каркас для перегоро­док, то это даже экономически выгодно. Если колонны удается совместить с огра­ждением станков, это также считается удачным решением. Главное, чтобы ко­лонны не попадали в проходы, а тем бо­лее в проезды, проектируемые в помеще­ниях.

Моноблоки строят на крупных ком­плексах промышленного типа по про­изводству говядины, свинины, мяса птицы, яиц, по хранению и переработке сельскохозяйственной продукции и в те­пличных комбинатах.

Многоэтажные здания основного производственного назначения на сель­скохозяйственных производственных ком­плексах применяют редко. Наибольшее распространение они получили пока только на птицефабриках. Разработано много проектов повторного применения многоэтажных птичников для содержания промышленного стада: кур-несушек и бройлеров. В птицеводческих зданиях с клеточными батареями для содержания поголовья хорошо используется объем помещения на этажах (рис. 1.13).

В свиноводческих многоэтажных зда­ниях труднее всего решается задача вер­тикального перемещения свиней, для технологического процесса на этажах найдены удовлетворительные решения. Строительство многоэтажных зданий для крупного рогатого скота молочного на­правления носит единичный характер, хо­тя разработано несколько эксперимен­тальных проектов (рис. 1.11).

Не намного проще обстоит дело со зданиями для откорма молодняка крупного рогатого скота. Хотя поголовье содержится безвыгульно, но двух-трехкратное перемещение скота в период откорма сопряжено с дополни­тельными капиталовложениями на пан­дусы и большими трудозатратами. В бу­дущем возможно увеличение доли строи­тельства многоэтажных производ­ственных зданий, в первую очередь на небольших участках в густонаселен­ных районах и в гористых местностях. Рекомендуются животноводческие и пти­цеводческие здания высотой до шести этажей при сетке колонн 6x6, 9x6и 12 х 6 м.

В зданиях основного производствен­ного назначения выделяют три основных вида помещений: производственные (ра­бочие), подсобные и вспомогательные.

В производственном помещении раз­мещают все технологическое и инженер­ное оборудование, необходимое для со­держания животных, переработки или складирования сельскохозяйственной продукции, т. е. для того процесса, ко­торый соответствует назначению здания.

Подсобные помещения служат для раз­мещения оборудования. К ним относятся электрощитовая, тепловой узел, вентиля­ционная камера, инвентарная, техниче­ский коридор, помещения для хранения сырья или дезинфекционных средств и др.

К вспомогательным относятся поме­щения для обслуживающего персонала, санитарные узлы, коридоры и тамбуры.

Сумму площадей производственных, подсобных и вспомогательных помеще­ний считают полезной площадью (пло­щадь застройки минус площадь под сте­нами и перегородками).

Подсобные и вспомогательные поме­щения обычно размещают либо в торцах зданий, либо вдоль его поперечной цен­тральной оси.

Соотношение площадей помещений различного назначения зависит не столько от типа здания, сколько от планиро­вочного решения всего комплекса. Если на комплексе предусмотрены отдельные подсобные и вспомогательные здания, обеспечивающие функции обслуживаю­щего назначения, то в производственных зданиях обслуживающие помещения за­нимают минимальную площадь (под­собные ˗ 5... 6 %, а вспомогательные ˗ менее 1 % всей полезной площади). Если же построены моноблоки, в которых со­средоточено все производство, то увели­чивается и число подсобно-вспомога­тельных помещений в этих зданиях. Подсобные помещения при этом иногда занимают до 40%, а вспомогательные ˗ до 12% полезной площади. Все помеще­ния различного назначения изолируют друг от друга перегородками или вну­тренними стенами.

По признаку расположения производ­ственных помещений в сельскохозяй­ственных зданиях различают несколько объемно-планировочных систем: заль­ную, секционную, коридорно-секцион­ную, анфиладную и свободную.

При зальной системе предусматривают большое производ­ственное помещение, занимающее почти всю площадь здания. Это помещение внутри не имеет перегородок, но отгоро­жено от подсобно-вспомогательных, если они имеются.

Секционная система заключается в размещении в здании двух или несколь­ких одинаковых производственных сек­ций, вход в которые идет из подсобного помещения.

Коридорно-секционная система отли­чается от секционной тем, что вход в сек­ции предусматривается из коридора. В здании может быть один коридор, а секции размещены с одной или с двух сторон от него или два коридора, разме­щенных вдоль торцов. В моноблоках по­вышенной вместимости иногда предусма­тривают систему продольных и попе­речных коридоров. В этом случае предус­матриваются группы одинаковых секций между поперечными коридорами.

При анфиладной системе проектируют последовательный переход из одного производственного помещения в другое.

Свободная система планировки приме­няется, если в здании размещают не­сколько различных по площади и конфи­гурации, производственных помещений.

Выбор объемно-планировочной си­стемы здания зависит от предъявляемых к нему технологических и экономических требований, а для животноводческих зда­ний ˗ и от зооветеринарных требований. Естественно, наиболее экономична заль­ная система, наименее ˗ коридорно-сек­ционная, при которой строят большое количество внутренних стен или перего­родок. Но в первую очередь выполняют технологические и зооветеринарные тре­бования, т. е. создают условия, необхо­димые для удобного ведения производ­ственных процессов, и изолируют от­дельные секции во избежание контактов животных и для возможности дезинфек­ции помещений. Поэтому зальную систе­му применяют в зданиях с однородным процессом или для содержания однополо­ возрастного стада (например, в неболь­ших коровниках), коридорно-секцион­ную ˗ в животноводческих помещениях с различными группами животных, ко­торых периодически перемещают из сек­ции в секцию после дезинфекции этих по­мещений (по принципу «помещение заня­то ˗ помещение пусто») или для храни­лищ, где также необходимы изоляция и дезинфекция. Секционная система удоб­на для хранилищ, в которых производят первичную обработку овощей или фрук­тов, а анфиладная и свободная ˗ для зда­ний, в которых перерабатывают сельско­хозяйственную продукцию.

По использованию объема одно­этажные производственные здания могут быть одно-, двух- и трехуровневые.

Под одноуровневым подразумевается здание, в котором отсутствуют или не ис­пользуются в производственных целях чердачные и подпольные помещения. Та­ких зданий на комплексах ˗ большин­ство. Внутренние помещения в них невы­сокие всего 2, 4...3 м до низа выступаю­щих несущих конструкций покрытий. По­мещения небольшой высоты легко обо­гревать в зимнее время. Если это поме­щение для животных, то обогрев малого объема упрощается еще и за счет те­плоты, выделяемой стадом.

В последние годы начали применять многоярусное клеточное содержание птицы, свиней, кроликов. Если установле­но ярусное технологическое оборудова­ние, то при необходимости высоту поме­щения увеличивают до 3, 6 и 4, 2 м. При этом учитывают не только высоту само­го оборудования, но и концентрацию по­головья, а также требуемый воздухооб­мен. Установка клеточных батарей в помещениях для птиц на его высоту обычно не влияет.

В фрукто- и овощехранилищах при контейнерном способе складирования вполне оправдана высота помещения 4, 2...6, 0 м, так как при этом увеличивает­ся его вместимость. Экономически вы­годнее построить одно более высокое здание, чем два низких.

Для почвенных теплиц рекомендуется высота не менее 3 м, так как в низких те­плицах наблюдается резкое колебание дневной и ночной температур. Значитель­но увеличивать высоту теплиц нецелесоо­бразно, так как при этом повышается стоимость сооружения и поддержания в нем необходимого микроклимата.

В двухуровневых зданиях используется подпольное или чердачное помещения. В животноводческих и птице­водческих зданиях устраивают подпольные навозохранилища (пометосборники), глубина которых превышает высо­ту помещения для содержания стада или равна ей.

Чердачные помещения издавна ис­пользуются в зданиях коровников в Не­черноземной зоне страны. На чердаке хранят грубые корма и подстилку. В чер­дачных перекрытиях предусматривают люки, через которые корма и подстилку по мере надобности подают в помещение для животных. Складируемый корм со­здает хороший теплоизоляционный слой чердачного перекрытия, что улучшает микроклимат в коровнике. Такое решение весьма экономично, но пока применяется на небольших фермах, так как на крупных комплексах хранение кормов централизовано.

В трехуровневых животноводческих зданиях чердачное помещение исполь­зуют для хранения кормов, основное ˗ для содержания животных, а подваль­ное ˗ для хранения навоза.

Рис. 1.11- Фасад и план свиноводческого комплекса

Рис. 1.12 - Птичник, из клееных рам для вы­ращивания 15 тыс. бройлеров с применением оборудования «Бройлер-ЮМ» 1 ‒ брудер БП-1 с оборудованием для кормления я поения цыплят до 15-дневного воз­раста; 2 ‒ колебательный кормораздатчик ККГ-4; 3 ‒ желобковая поилка поплавковая;

Рис. 1.13 - Птичник на 150 тыс., кур-несушек

1.7 Сравнительная оценка объёмно-планировочных решений зданий

Эффективность проектного решения зависит прежде всего от принятого объемно­планировочного решение здания. Решения с более удачной объёмно-планировочной структурой имеют как правило, лучшие конструктивные и другие показатели. Поэтому выбор планировочной структуры является первым и самым ответственным этапом разработки проекта.

Любой проект характеризуется совокупностью экономических, функциональных, эстетических свойств, которые определяют собой качество проектного решения.

Решающим показателем при оценке эффективности применения того или иного варианта являются приведенные затраты, рассчитанные на единицу мощности, а дли зданий универсального назначении 1 м² полезной площади.

Уровень детализации решений не всегда позволяет использовать достоверные стоимостные показатели, особенно когда это касается архитектурно-строительной части проекта. В связи с этим особую роль приобретает достижение эффективных значений натуральных технико-экономических показателей, именно они являются инструментом, с помощью которых на каждом этапе работы архитектор сравнит свои предложения с базовым вариантом.

Номенклатура технико-экономических показателей изменяется в зависимости от це-лей оценки, конструктивного решения, качественного и иных характеристик оцениваемого объекта. Поэтому учет качественных показателей при оценке эффективности различных ва-риантов поможет с большим обоснованием подойти к вопросу выбора лучшего варианта.

Качественная оценка в основном применяется, когда нельзя установить единой меры для результата. Часто некоторые особенности конструктивных, объемно-планировочных решений трудно выразить через количественные единицы измерения.

От выбора эталона или варианта, принимаемого за основу для сравнения, и обеспечения условий их сопоставимости существенно зависят результаты оценки вариантов. В качестве эталона для сравнения с новым проектным решением здания следует принимать проект аналогичного здания, применяемый в массовом строительстве. При этом объемно­планировочные решения зданий надо оценивать путем сопоставления технико-­экономических показателей по зданиям, запроектированным с однотипными конструкциями и примерно одинаковым уровнем их отделки и оборудования.

Объективность технико-экономической оценки здания, выполненного по индивидуальному проекту, может быть достигнута лишь в том случае, когда за эталон будет принято здание, функционально и архитектурно-планировочно решающее задачи, аналогичные тем, которые решает анализируемое здание.

Для объективной оценки сравниваемых вариантов объемно-планировочных решений должны быть обеспечены условия их сопоставимости. Варианты зданий или их объемно-пла­нировочные решения должны быть сопоставимы по функциональному назначению, мощности размещаемых в них производств, номенклатуре выпускаемой продукции, составу помещений, технологическому оборудованию, внутреннему температурно-влажностному режиму, требованиям, предъявляемым к освещенности и должны быть запроектированы в соответствии с действующими нормами строительного проектирования для одних и тех же природно-климатических условий. Разница в мощности производств допускается не более 10%.

В зависимости от решаемых задач могут меняться требования к условиям сравнимости. Если целью анализа является выбор наиболее экономичного проекта из числа рассматриваемых, то конструкции по вариантам могут быть различными. Если ставится задача выявления оптимального типа здания или объемно-планировочного решения здания, то необходимо обеспечивать требования, чтобы конструктивные решения элементов, не зависящие от особенностей данного тина здания или объемно-планировочного решения, были одинаковыми. Например, при сравнении фонарных и бесфонарных зданий материалы стен, полов, перегородок должны приниматься одинаковыми.

Для обеспечения сопоставимости все технико-экономические показатели по вариантам следует относить на единую расчетную единицу измерения.

Для жилых домов основными расчетными единицами измерения являются:

˗ 1 м² приведенной общей площади и один заселяемый;

Для общественных зданий:

˗ 1 м² общей площади и единица вместимости;

Для производственных зданий:

˗ 1 м²полезной площади и единицы мощности в натуральном выражении;

Для генеральных планов:

˗ 1 га площади участков и единица мощности предприятия.

Для жилых зданий технико-экономические характеристики включают следующие показатели.

Площадь застройки (П₃) определяется на уровне цоколя зда­ния с включением всех выступающих частей, имеющих покрытия.

Жилая площадь (П_ж) определяется как сумма площадей всех жилых комнат во всех квартирах, без учета встроенных шкафов, санузлов, кухонь, передних, внутриквартирных коридоров. В обще­житиях и интернатах жилая площадь определяется как сумма пло­щадей всех жилых комнат. В сумме с площадью перечисленных подсобных помещений (П_п) она составляет общую площадь дома (П₀). В общую площадь входят также летние помещения (лод­жии, балконы) с коэффициентами для встроенных лоджий - 0, 5, для выступающих лоджий - 0, 35, для балконов - 0, 25.

Строительный объем (О_с) определяют умножением площади горизонтального сечения здания на уровне окон первого этажа на высоту от уровня пола первого этажа до средней отметки пло­ской совмещенной крыши или до верхней отметки чердачного перекрытия (верх теплоизоляционного слоя). Строительный объем подвала определяют отдельно путем умножения площади подвала на высоту от пола подвала до пола первого этажа.

При оценке объемно-планировочного решения проекта эти показатели соотносятся друг с другом. Эти соотношения задают коэффициенты К₁, К₂ и К₃:

К₁- это планировочный коэффициент, определяется как отношение П_ж/П₀;

К₂ - показатель экономичности использования строительного объема здания О_с/П_о;

К₃ - показатель компактности здания, характеризуется отно­шением площади поверхности наружных стен С/П₀.

Это основные показатели, помимо них используются и другие. Одни из технико-экономических показателей под воздействием изменяющихся социально-экономических условий теряют свою актуальность, как, например, коэффициент К₁. Другие, как, например, К₂ и К₃, наоборот, становятся более актуальными, так как роль экономии энергии при эксплуатации зданий значи­тельно возросла.

Существенное значение имеет правильный, экономически обо­снованный выбор этажности жилого здания. При этом следует учитывать, что оснащение лифтами и мусоропроводами жилых домов значительно увеличивает их стоимость и затраты на их эксплуатацию. При меньшей этажности (1‒ 5 этажей) больше удельные затраты на нулевой цикл и инженерные сети. В домах 6‒ 9 этажей удорожание определяют устройство и эксплуатация лифтов и мусоропроводов; в 10‒ 16-этажных домах помимо уве­личения числа лифтов и грузоподъемности одного из них необ­ходимы усиление конструкций, усложнение противопожарных мероприятий и систем водоснабжения, что ведет к дополнитель­ным затратам. В то же время многоэтажная застройка позволяет более рационально использовать городскую территорию. Это в конечном счете и приводит к многоэтажной застройке новых городских микрорайонов.

Экономические показатели общественных зданий как в области их проектирования и строительства, так и в процессе эксплуатации во многом определяют их объемно-планировоч­ные и конструктивные решения. Здесь играют роль форма плана, рациональ­ность использования площадей и объе­мов, прием застройки, выбранная конструктивная схема. Резервы сни­жения стоимости строительства и эк­сплуатации зданий заключаются в их укрупнении, блокировании и коопери­ровании разных по назначению поме­щений, а иногда и учреждений, в одном объеме.

Для оценки различных вариантов решений пользуются методом их срав­нительного анализа с помощью систе­мы объемно-планировочных коэффи­циентов, характеризующих соотноше­ние основных и подсобных помеще­ний, рациональность использования объема и

т. д. При этом сравни­ваемые варианты должны иметь оди­наковое конструктивное решение, а при определении наиболее рациональ­ного конструктивного решения–оди­наковые планировочные схемы.

К объемно-планировочным коэффи­циентам относятся: К₁–отношение нормируемой площади к общей пло­щади здания; К₂–отношение строи­тельного объема к общей площади; К₃–отношение общей площади на­ружных ограждающих конструкций (наружных стен и кровли) к общей площади; К₄–отношение периметра наружных стен к площади застройки здания.

Коэффициент К₁ характеризует эф­фективность использования площади здания. В зданиях с рациональными объемно-планировочными решениями он составляет 0, 93...0, 95. Объемный коэффициент К₂ характеризует рацио­нальность объемного решения. Его ве­личина зависит от принятой высоты помещений и от того, какое место в общем объеме занимают лестницы и строительные конструкции. Чем меньше этот показатель, тем эконо­мичнее решение. Коэффициент ком­пактности К₃ зависит в основном от этажности, длины и ширины зда­ния и колеблется в широких пределах (0, 75...2, 5); его уменьшение приводит к понижению стоимости. Уменьшение периметра зданий также приводит к некоторому экономическому эффекту.

Общую площадь общественных зда­ний определяют как сумму площадей всех этажей, включая технические, цокольный, подвальный, мансардный. Площадь этажей измеряют в преде­лах внутренних поверхностей наруж­ных стен. В общую площадь следует включать площади остекленных ве­ранд, галерей и балконов зритель­ных и других залов, антресолей, переходов в другие здания.

Нормируемую площадь общественного здания рассчитывают как сумму площадей всех размещаемых в нем помещений, за исключением тамбу­ров, коридоров, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц, переходов и помещений, предназначенных для инженерных се­тей и оборудования.

В нормируемую площадь следует включать: коридоры, используемые в качестве рекреационных помещений в зданиях учебных заведений и в качестве помещений отдыха или ожи­дания в зданиях больниц, санаториев, кинотеатров, клубов и других учреж­дений; площади радиоузлов, киноап­паратных, коммутационных, подсоб­ных помещений при сценах и эстра­дах. Кроме того, в нормируемую пло­щадь включают площади ниш и встроенных шкафов шириной не менее 1 м и высотой 1, 8 м и более.

В общую и нормируемую площади не включают площади подполья для проветривания, чердака, лоджий, на­ружных балконов, портиков, крылец, наружных открытых лестниц.

Строительный объем надземной части здания с неотапливаемым чер­даком определяют как произведение площади горизонтального сечения по внешнему отводу здания на уровне первого этажа выше цоколя на полную высоту здания, измеряемую расстоя­нием от чистого пола первого этажа до верхней плоскости утеплителя чер­дачного перекрытия; при бесчердачной кровле – до средней отметки кон­струкции кровли. Световые фонари или купола, выступающие над плоскостью кровли, в объем не включают.

Строительный объем здания, сос­тоящего из отдельных частей, отли­чающихся по высоте, конфигурации в плане или конструкциями, опре­деляют как сумму объемов этих частей. Строительный объем эркеров, остек­ленных веранд, переходов, лоджий и тамбуров входит в общий объем. Открытые веранды, портики, балконы, проезды и пространство под здани­ем на столбах в объем не вклю­чают.

Площадь застройки определяют как площадь горизонтального сече­ния по внешнему обводу здания на уровне цоколя, включая выступающие части, имеющие перекрытия. Площадь под зданием, расположенным на стол­бах, и проезды под ним также вхо­дят в площадь застройки.

Технико-экономическую оценку объемно-планировочных и конст­руктивных решений промышленных зданий производят по указанным ниже характеристикам, исчисляемым раздельно для производственных и административно-бытовых помещений.

1. Полезную площадь П_п определяют как сумму площадей всех этажей, измеренных в пределах внутренних поверхностей наружных стен, за вычетом площадей лестничных клеток, шахт, внутренних стен, опор и перегородок. В полезную площадь здания включают также площади антресолей, этажерок, обслуживающих пло­щадок и эстакад.

2. Рабочая площадь П_Р производственного здания равна сумме площадей помещений, располагаемых на всех этажах, а также на ант­ресолях, обслуживающих площадках, этажерках и прочих помещений, предназначаемых для изготовления продукции. Рабочей площадью бы­товых помещений считают площади помещений, предназначаемых для обслуживания (гардеробные, душевые, уборные, умывальные, куритель­ные и т. д.).

3. Площадь застройки П₃ определяют в пределах внешнего пери­метра наружных стен на уровне цоколя зданий.

4. Конструктивную площадь П_к находят как сумму площадей се­чения всех конструктивных элементов в плане здания (колонн, стен, перегородок).

5. В площадь наружных стен включают также площадь вертикаль­ных ограждений фонарей П_С.

6. Объем здания О_о исчисляют умножением измеренной по внеш­нему контуру площади поперечного сечения на длину здания (между внешними гранями торцовых стен). Объем подвальных и полуподваль­ных этажей исчисляют умножением площади застройки на высоту этих этажей.

Указанные характеристики подсчитывают для всех вариантов про­ектируемого здания. Для анализа и окончательного выбора наиболее экономичного из вариантов определяют показатели К₁; К₂...K₄.

Коэффициент К₁ (объемный), характеризующий экономичность объемно-планировочного решения, вычисляют как отношение объема здания к полезной площади. Чем ниже значение этого показателя, тем экономичнее объемно-планировочное решение здания.

Коэффициент К₂, характеризующий целесообразность планировки, определяют отношением рабочей площади к общей полезной. Чем вы­ше значение К₂, тем экономичнее планировка.

Коэффициент К₃ характеризующий насыщение плана здания стро­ительными конструкциями, определяют отношением конструктивной площади к площади застройки. Чем ниже этот показатель, тем эконо­мичнее получено решение.

Коэффициент К₄ характеризует экономичность формы здания и оп­ределяется отношением площади наружных стен и вертикальных ограждений фонарей к полезной площади. Подсчёт площадей, и сравнительную оценку объёмно планировочных решений сельскохозяйственных зданий и сооружений производят так же, как для промышленных зданий.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Рассмотрите дом, в котором вы живёте, с учётом основных признаков классификации. Попробуйте классифицировать его по этажности, по функции и по материалу основных несущих ограждающих конструкций.

2. Приведите примеры наиболее крупных и интересных инженерных сооружений, которые вам известны: а) в вашем городе; б) в Российской Федерации; в) в мире.

3. Как вы считаете, какая этажность характерна для следующих промышленных зданий: а) для цеха машиностроительного завода; б) для корпуса швейной фабрики?

4. Каковы основные достоинства сверхвысоких зданий? Каково их функциональное назначение и почему, по вашему мнению, они строятся в основном в центральной части крупных городов?

5. В чём заключаются принципиальные различия между планировками первого и типового этажей жилых зданий (в случае отсутствия общественных учреждений на первом этаже)?

6. Перечислите основные коэффициенты, являющиеся универсальными показателями оценки эффективности объёмно-планировочного решения гражданских и промышленных зданий.

7. Перечислите виды силовых и несиловых воздействий на здание или сооружение.

8. Что такое предел огнестойкости конструкции? В каких единицах он измеряется?

9. Перечислите приёмы объёмно-планировочных решений.

10. Что такое показатель компактности здания? Как он определяется и что характеризует?