Вопрос 3. Требования к зданиям и их классификация

Любое здание должно отвечать следую­щим основным требованиям:

1) функциональной целесообразности, т. е. здание должно полностью отвечать тому про­цессу, для которого оно предназначено (удобство проживания, труда, отдыха и т. д.); 2) технической целесообразности, т. е. здание должно надежно защищать людей от внешних воздействий (низких или высоких температур, осадков, ветра), быть прочным и устойчивым, т. е. выдер­живать различные нагрузки, и долго­вечным, сохраняя нормальные эксплуата­ционные качества во времени; 3 ) архитек­турно-художественной выразительности, т. е. здание должно быть привлека­тельным по своему внешнему (экстерье­ру) и внутреннему (интерьеру) виду, бла­гоприятно воздействовать на психологи­ческое состояние и сознание людей; 4 ) экономической целесообразности, предус­матривающей наиболее оптимальные для данного вида здания затраты труда, средств и времени на его возведение. При этом необходимо также наряду с едино­временными затратами на строительство учитывать и расходы, связанные с экс­плуатацией здания.

Экономическая целесообразность предусматривает оптимальные для заданного вида здания затраты труда, средств, времени на его возведение. Основными критериями экономичности являются еди­новременные капитальные вложения (экономичность при возведе­нии здания), эксплуатационные расходы (экономичность в процессе эксплуатации), стоимость износа и восстановительная стоимость здания.

Экономичность архитектурно-конструктивных решений нахо­дится в прямой зависимости от целесообразности принятых техни­ческих решений, рациональности объемно-планировочных реше­ний, умелого использования строительных ресурсов.

Главным из перечисленных требова­ний является функциональная, или технологическая, целесообраз­ность. Так как здание является ма­териально-организованной средой для осуществления людьми самых разнооб­разных процессов труда, быта и отдыха, то помещения здания должны наиболее полно отвечать тем процессам, на ко­торые данное помещение рассчитано; следовательно, основным в здании или его отдельных помещениях является его функциональное назначение. При этом необходимо различать главные и под­собные функций. Так, в здании школы главной функцией являются учебные за­нятия, поэтому школьное здание в основном состоит из учебных помещений (классные комнаты, лаборатории и т. п.). Наряду с этим в здании осуществляются и подсобные функции: питание, общественные мероприятия, руководство и т. п. Для них предусматриваются специальные помещения: столовые и бу­феты, актовые залы и др. При этом перечисленные функции для этих помеще­ний будут главными. Им же соответствуют свои подсобные функции.

Все помещения в здании, отвечающие главным и подсобным функциям, связываются между собой коммуникационны­ми помещениями, основное назначение которых обеспечивать движения людей (коридоры, лестницы, вестибюли и др.).

Качество среды зависит от таких фак­торов, как пространство для деятельно­сти человека, размещения оборудования и движения людей; состояние воздушной среды (температура и влажность, возду­хообмен в помещении); звуковой режим (обеспечение слышимости и защита от мешающих шумов); световой режим; видимость и зрительное восприятие; обес­печение удобств передвижения и безопас­ной эвакуации людей.

Следовательно, для того чтобы пра­вильно запроектировать помещение, со­здать в нем оптимальную среду для чело­века, необходимо учесть все требования, определяющие качество среды. Эти требования для каждого вида зданий и его помещений устанавливаются Строительными нормами и правилами (СНиП) — основным государственным документом, регламентирующим проек­тирование и строительство зданий и со­оружений в нашей стране.

Техническая целесообраз­ность здания определяется решением его конструкций, которое должно учиты­вать все внешние воздействия, восприни­маемые зданием в целом и его отдельны­ми элементами. Эти воздействия подраз­деляют на силовые и несиловые (воздей­ствие среды) (рис. 1).

К силовым относят нагрузки от соб­ственной массы элементов здания (по­стоянные нагрузки), массы оборудования, людей, снега, нагрузки от действия ветра (временные) и особые (сейсмические на­грузки, воздействия в результате аварии оборудования и т. п.).

Состояние атмосферы

Осадки (дождь, снег, град)

Солнечная радиация

(температура,

влажность,

химические вещества)

Нагрузки (собственный вес,

оборудование, люди),

Ветер (силовое

несиловое действие)

и

Особые нагрузки

Давление грунта Грунтовая влага

на подземные элементы) Вибрации

Рис. 1. Внешние воздействия на здание

К несиловым относят температурные воздействия (вызывают изменение линейных размеров конструкций), воздей­ствия атмосферной и грунтовой влаги (вызывают изменение свойств материа­лов конструкций), движение воздуха (изменение микроклимата в помещении), воздействие лучистой энергии солнца (вызывает изменение физико-технических свойств материалов конструкций), воздействие агрессивных химических приме­сей, содержащихся в воздухе (могут при­вести к разрушению конструкций), биоло­гические воздействия (вызываемые микроорганизмами или насекомыми, приво­дящие к разрушению конструкций), воздействие шума от источников внутри или вне здания, нарушающие нормальный акустический режим помещения. С уче­том указанных воздействий здание должно удовлетворять требованиям прочности, устойчивости и долговечности.

Прочностью здания называют способ­ность воспринимать воздействия без разрушения и существенных остаточных де­формаций.

Устойчивостью (жесткостью) здания называют способность сохранять равновесие при внешних воздействиях.

Долговечность означает прочность, устойчивость и сохранность как здания в целом, так и его элементов во времени.

Строительные нормы и правила делят здания по долговечности на четыре степени: I — срок службы более 100 лет; II - от 50 до 100 лет; III - от 20 до 50 лет; IV — от 5 до 20 лет.

По огнестойкости здания и сооружения подразделяют на 5 степеней.

Степень огнестойкости зданий определяется пределами огнестойкости строительных конструкций.

Предел огнестойкости строительных конструкций (REI) устанавливается по времени (мин) наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний: потери несущей способности (R), потери целостности (Е) и потери тепло­изолирующей способности (I).

Требуемая степень огнестойкости зданий устанавливается на стадии проектирования по пределам огнестойкости основных конст­руктивных элементов здания: несущих (колонны, внутренние стены и др.), наружных стен, междуэтажных перекрытий, покрытия и лест­ничных клеток.

По конструктивной пожарной опасности здания под­разделяют на 4 класса (СО, Cl, C2 и СЗ).

Класс конструктивной по­жарной опасности здания определяется классами пожарной опасно­сти строительных конструкций и ее элементов (КО, Kl, K2 и КЗ): не­сущих стержневых элементов (колонны, ригели, фермы); отделки наружных стен с внешней стороны; стен, перегородок, перекрытий и бесчердачных покрытий; стен лестничных клеток и противопожар­ных преград; маршей и площадок лестниц.

Строительные конструк­ции класса КО относятся к числу непожароопасных, К1 - малопожа­роопасных, К2 - умереннопожароопасных, КЗ - пожароопасных.

По огнестойкости здания разделяют на пять степеней в зависимости от степени возгорания и предела огнестойкости кон­струкций. Наибольшую огнестойкость имеют здания I степени, а наимень­шую — V степени. К зданиям I, II и III степеней огнестойкости относят ка­менные здания, к IV — деревянные ошту­катуренные, к V — деревянные неоштука­туренные здания. В зданиях I и II степеней огнестойкости стены, опоры, перекрытия и перегородки несгораемые. В зданиях III степени огнестойкости стены и опоры несгораемые, а перекры­тия и перегородки трудносгораемые. Де­ревянные здания IV и V степеней огне­стойкости по противопожарным требова­ниям должны быть не более двух этажей.

Здания в зависимости от назначения принято подразделять на:

гражданские - жилые (жилые дома, гостиницы, общежития) и общественные (админист­ративные, учебные, культурно-просвети­тельные, торговые коммунальные, спортивные), предназначенные для обслуживания бытовых и общественных потребностей людей;

промышленные - со­оруженные для размещения орудий про­изводства и выполнения трудовых процессов, в результате которых получается промышленная продукция (здания цехов, электростанций, здания транспорта, склады);

сельскохозяйственные - обслуживающие потребности сель­ского хозяйства (здания для содержания животных и птиц, теплицы).

По этажности здания делят на одно и многоэтажные. В гражданском строительстве различают здания малоэтажные (1...3 этажа), средней этажности (3-5 этажей), многоэтажные (6...9 этажей) и повышенной этажности (10 этажей и более).

В зависимости от расположения этажи бывают надземные, цокольные, подземные и мансардные (чердачные).

По степени распространения разли­чают здания: массового строительства, возводимые повсеместно, как правило, по типовым проектам (жилые дома, школы, дошкольные учреждения, поликлиники, кинотеатры и др.); уникальные, особо важной общественной и народнохозяй­ственной значимости, возводимые по специальным проектам (театры, музеи, спор­тивные здания, административные учреждения и др.).

По конструкции стен – мелкоэлементные (из кирпича, керамического камня, мелких блоков и отдельных бревен), крупноэлементные (из крупных блоков, панелей, объемных блоков).

По способу возведения – полносборные, монтируемые из отдельных конструкций и деталей заводского изготовления, и неиндустриальные, выкладываемые из мелкоштучных изделий (кирпича, керамического камня).

По совокупности требований, качающихся степени долговечности, огнестойкости и других эксплуатационных качеств, все здания делятся на классы:

I – крупные промышленные и общественные здания, жилые дома в 9 этажей и более с повышенными эксплуатационными качествами и архитектурными требованиями;

II – большинство небольших промышленных и общественных зданий, жилые дома до 9 этажей;

III – здания со средними эксплуатационными и архитектурными требованиями, жилые дома до 5 этажей;

IV – временные здания с минимальными эксплуатационными и архитектурными требованиями.

Лекция 2

Тема: Основы строительной теплотехники, акустики, светотехники

Формирование здоровой и эсте­тически полноценной жилой среды немыслимо без учета природно-кли­матических условий, всегда оказывающих существенное влияние на архитектуру зданий, на их простран­ственную и функциональную организа­цию, на выбор строительных мате­риалов и конструкций и многое дру­гое. Убедительным подтвержде­нием этого положения служит народ­ное жилище. Оно везде разное. Это разнообразие складывалось в прямой зависимости не только от националь­но-бытовых традиций народа, его куль­туры, но и от местных природно-кли­матических условий.

К числу таких условий в первую очередь относятся: температурный, влажностный и ветровой режим, свой­ственный климату данной местности; уровень солнечной радиации; сезон­ные различия в погоде и т. д. Все эти условия воздействуют на человека и жилище комплексно, но в каждом кон­кретном случае по-разному. Различия могут быть нюансными, если речь идет о микроклимате небольших про­странств, и контрастными, если сопо­ставлять климат обширных территорий (краев, областей, зон).

На территории России выделены четыре основных климати­ческих района, внутри которых раз­личают еще одиннадцать подрайонов. Это укрупненное деление выражает достаточно резкие клима­тические различия регионов страны.

Проектировать универсальное жи­лище, пригодное для любого климати­ческого района, нецелесообразно ни с экономической, ни с функциональ­ной, ни с архитектурной точек зрения.

Поэтому требования к жилым зда­ниям и все нормативные положения ориентированы на максимально пол­ный учет местных условий.

Вопросами температурно-влажностного режима, звукоизоляции и освещения помещений занимается строительная физика. В нее входят:

- строительная теплотехника;

- строительная акустика;

- строительная светотехника.