Архітектура будівель і споруд: основи та класифікація
Опубликованно 07.09.2018 10:44
Архітектура – розділ мистецтва, спрямований на проектування і побудова будівель і споруд. Споруда – це все, що штучно створене для виконання різних потреб людства. Будівля – надземне будова, що має внутрішній простір і призначене для якої-небудь діяльності чи проживання людини. Інші підземні, наземні і підводні споруди називаються інженерними. Вони потрібні для виконання технічних завдань: створення мостів, тунелів, доріг.
Дана стаття частково базується на підручнику Вільчик по архітектурі будівель і споруд.
Отже, архітектура містить кілька властивостей:
1. Матеріальна середовище. У цьому значенні використовується для задоволення потреб суспільства, тобто: побудова будинків, підприємств, офісів, освітніх і розважальних закладів.
2. Мистецтво. В першу чергу, це історичні і сучасні споруди, які надають емоційну дію на людину. Основи архітектури будівель і споруд
При проектуванні і створенні будівель необхідно дотримуватися кількох вимог: функціональна доцільність; відповідність обсягу соціальних потреб; комфортне заповнення приміщення людьми; безперешкодна евакуація; забезпечення гарної видимості і чутності; формування естетичних уявлень людей; гармонія з навколишнім середовищем; технічна доцільність і економічність.
Всі ці аспекти важливі, але є й головна вимога до архітектури будівель і споруд: бути корисними і зручними. Різновиди будівель
Класифікація архітектури будівель і споруд увазі 3 види:
1. Цивільні. До них належать споруди житлового та громадського призначення, метою яких є обслуговування потреб людей.
2. Промислові. Це споруди, в яких зберігається промислове обладнання і відбувається трудова діяльність.
3. Сільськогосподарські. Будівлі для утримання тварин, вирощування культур, а також зберігання продукції.
Житлові і громадські будівлі
1. Житлові будівлі. При їх проектуванні особлива увага приділяється провітрювання та інсоляції (тобто опромінення сонячними променями). Виходячи з цього, мають вікна, кватирки, витяжну вентиляцію з природною тягою.
Житлові будівлі класифікуються в залежності від тривалості проживання на: тривале (квартирні будинки); багатоквартирні секційні будівлі (набір торцевих і рядових секцій); багатоповерхівки міського типу (багатосекційні, коридорні, галерейні); будинки садибного типу. тимчасове (гуртожитку).
Гуртожитки будують для: студентів; молодих фахівців; молодих сімей.
В гуртожитку є приміщення для культурного, медичного обслуговування і проживання. Більш детальна планування залежить від конкретного типу будови.
2. Короткострокові (готелі).
3. Громадські споруди.
Архітектура громадських будівель і споруд передбачає соціальне обслуговування населення. Крім того, в них розміщують різні адміністративні одиниці.
Архітектура цивільних будівель і споруд підрозділяється на кілька видів залежно від призначення: торгові (магазини, торгові комплекси); навчальні заклади (школи та дитячі садки); адміністративні; транспорту і зв'язку (вокзали, телевізійні центри); лікувально-профілактичні (поліклініки, санаторії, лікарні); культурно-освітні (театри і музеї). Планування населених пунктів
Територія поділяється на зони: житлова (центр, райони і мікрорайони); виробнича; ландшафтно-рекреаційна (ліси і парки).
Санітарні та протипожежні норми (СНиП – 1.07.01-89 “Планування і забудова міських і сільських поселень") вимагають дотримання розривів – відстаней між торцями будівель і вікнами. Також є й інші види цивільних будівель: Великопанельні будівлі монтуються із заготовок великих площинних частин стін, перекриттів і інших конструкцій. Безкаркасні (з поперечними і поздовжніми несучими стінами) більш прості в будівництві і найчастіше застосовуються в масовому житловому будівництві. Каркасні (складаються із стійок і ригелів) в основному використовують для споруд громадського призначення. Великоблочні (стіни складаються з великих каменів, блоків з керамзитобетону або пористого бетону вагою до 3 тонн) споруди.
Промислові будови
Для успішної реалізації архітектури промислових підприємств, будівель і споруд необхідні конкретні дані про особливості об'єкта. А саме: географічні (клімат, топографічна зйомка території, гідрогеологічні та інженерно-геологічні дані); технологічні (це основний фактор для прийняття архітектурних, санітарних та інженерних рішень): габаритна висота стаціонарного обладнання; кількість працівників; інформація про внутрицеховом транспорті; план розміщення технологічного обладнання; можливості будівельної організації.
Такі будівлі проектуються на основі уніфікованих габаритних схем (виробничі споруди для різних галузей промисловості) та типових прольотів (розміщення технологічно споріднених виробництв). Об'ємно-планувальні параметри: висота; крок; проліт.
Сітка колон – сума відстаней між колонами в поздовжньому і поперечному напрямку.
Архітектура промислових будівель і споруд включає в себе:
1. Одноповерхові будови. Такий вид у промисловості зустрічається найчастіше. Він призначений для робочих процесів з горизонтальними схемами виробництва, яке передбачає експлуатацію великогабаритного обладнання. Діляться на:
a) каркасні (це система колон, яка пов'язана з покриттям) - найбільш поширені;
b) з неповним каркасом (є опори: колони, цегляні стовпи);
c) безкаркасні з зовнішніми несучими стінами і потовщеннями (пілястри);
d) шатрові будівлі не мають зовнішніх стін і вертикальних опор. Опорою служить безпосередньо фундамент.
2. Багатоповерхові. Будують для промислових споруд з вертикальною технологічною схемою або тих підприємств, які використовують легке обладнання (харчова, легка промисловість). Бувають з повним і неповним каркасом, з несучими стінами.
Типи багатоповерхових будівель: виробничі; лабораторні; адміністративно-побутові.
Огороджувальні частини покриття промислових споруд можуть складатися із: пароізоляції; листової і рулонної покрівлі; несучого настилу; захисного шару з дрібнозернистого гравію або піску з бітумної мастикою; теплоізоляції; цементній або асфальтової стяжки.
Покриття виготовляють із залізобетонних ребристих плит. Вони можуть бути утепленими або холодними. Це залежить від температурного режиму приміщення.
Сільськогосподарські будівлі та споруди
Такі будови покликані обслуговувати різні галузі даної сфери. Класифікація їх за призначенням наступна:
1. Тваринницькі (корівники, стайні, свинарники, кошари).
Це широкогабаритные будівлі (понад 35 м). Вони проектуються прямокутними, без перепаду висот і з уніфікованими прольотами конкретного напрямку. Якщо ширина будинку не більше 27 метрів, покрівлю укладають із хвилястих азбестоцементних листів. Для великих будівель використовують мастичні або рулонні матеріали.
2. Птахівницькі (інкубатори та пташники).
3. Культиваційних (теплиці та парники, оранжереї). Це засклені споруди з штучно створеними кліматичними умовами. Вони дозволяють вирощувати овочі, квіти та розсаду.
4. Складські (сховища зерна і овочів, склад мінеральних добрив). Сховища розрізняються залежно від способу зберігання: бункерні; закромные; підлогові.
Це неопалювані приміщення прямокутної форми без природного освітлення та горищ. Мають каркасні або несучі стіни.
5. Для ремонту техніки та переробки продукції сільського господарства (млин, сушарки для зерна). Вимоги до сільськогосподарських будівель: архітектурні (відповідність зовнішнього вигляду конструктивній основі споруди); функціональні (повне задоволення призначення споруди при повному дотриманні санітарно-гігієнічних та інших норм експлуатації); технічні (створити будівлю стійким, довговічним і міцним, з вогнестійкими конструктивними елементами); економічні (скорочення витрат на будівництво за допомогою зменшення витрат праці та термінів).
Основні типи споруд коротко представлені нижче.
1. У залежності від об'ємно-планувальних рішень: одноповерхові (павільйонні, зблоковані з крупною сіткою колон); багатоповерхові (для утримання птиці та худоби). Планування залежить від умов утримання тварин. Споруди мають природне освітлення з повітряною системою опалення.
2. За особливостями просторового розташування несучих конструкцій: каркасні (рамні і стояково-балкові); з неповним каркасом; безкаркасні (із зовнішніми стінами з каменю або цегли).
Найбільш поширені сільськогосподарські споруди: рамні з клеєної деревини; залізобетонні з безраскосными фермами; зі стінами із легкобетонних панелей і плитами покриття; з металлодеревянных ферм і арок, а також із залізобетонних колон; зі стінами і покриттям з металевих листів і утеплених азбестоцементних панелей.
Великопролітні будівлі та споруди
Про архітектуру будівель і споруд дається визначення великопрольотних будівель і споруд. Підручник Н. П. Вільчик інформує: це вид споруд, в яких перекриття відбувається тільки большепролетными несучими конструкціями (більше 35 метрів). Архітектура великопрольотних будівель і споруд класифікує будови в залежності від матеріалу на: металеві; залізобетонні; сталезалізобетонні.
Одноповерхові споруди найчастіше застосовують для облаштування підприємств важкої промисловості.
Переваги: рівномірність освітлення; менша вартість; вигідне будівництво при використанні слабких грунтів.
Недоліки: чималі витрати в процесі самої експлуатації; тепловтрати через простору; велика площа забудови ділянки землі.
Найбільш економічними вважаються розміри прольотів від 10 до 30 метрів. При необхідності можливе їх збільшення до 50 метрів.
Вибираючи розташування верстатів і сітку колон, потрібно врахувати розворот виробничих транспортних засобів. В середньому це радіус 1,6 – 2,92 метра всередині приміщення і 2,5 – 5,44 – зовні.
Висота всередині будівлі найбільше залежить від габаритів підйомного крана (1,6 -3,4 метра).
Підручник по архітектурі великопрольотних будівель і споруд також описує, що для проектування одноповерхової споруди дуже важливо забезпечити достатній повітрообмін. Цього можна досягти за допомогою добре підібраних калориферів і вентиляційних приладів (дефлекторів і вікон).
Багатоповерхові великопролітні споруди мають свої особливості.
Вони наступні: верхнє покриття та перекриття виконують із бетону або порожнистих каменів; каркас виготовляють з сталевих елементів з внутрішньої огнеустойчивой облицюванням, а також залізобетонних конструкцій; сходові клітки, торцеві стіни і рамні конструкції приймають на себе вітрові навантаження; облицювання цеглою, покритий цементним розчином з армованої дротяною сіткою, забезпечить захист від вогню сталевим прокатним профілями. Також для цієї мети можна використовувати пристрій захисного шару торкрет-бетону.
Основна функція несучих елементів – сприйняття навантажень.
Поділяють 5 видів несучих активних систем: За формою (арки і ванти). Це криволінійні структури з напружених жорстких або гнучких елементів. По вектору. Зовнішні навантаження врівноважуються внутрішніми зусиллями стиснення і розтягування, які з'являються в твердих частинах просторових і плоских решіток. По перерізу (балки, панелі, рами). Конструкції працюють переважно на вигин. Зовнішні навантаження компенсуються напругами, які виникають у поперечних перерізах. По поверхні (складки і оболонки). Сприйняття зовнішніх навантажень відбувається за рахунок розтягування, стиснення і зрізу. По висоті (висотні будівлі каркасного і стовбурного типу).
Ця класифікація була складена Хайно Энгелем, автором навчальних матеріалів по будівництву для студентів освітніх установ.
Грунт
Говорячи про архітектуру будівель і споруд, не можна обійти питання проектування підстав. Для цього використовується ґрунт або гірська порода – грунт. Він являє собою систему з багатьма компонентами, яка має властивість з часом змінюватися. В залежності від свого природного стану грунт буває двох типів:
1. Природний. Він здатний витримати навантаження в своєму натуральному вигляді.
2. Штучний. Це матеріал, який додатково ущільнюють, так як в своєму природному стані він не володіє потрібною несучою здатністю. Осадка ґрунту – рівномірне зміна, деформація основи будівлі. Просадка - нерівномірна зміна ґрунту через його ущільнення, деформації структури ґрунту від різних зовнішніх навантажень.
Допускати такі явища, як просадки, категорично не можна, адже вони тягнуть за собою повороти фундаменту, викликають його руйнування. Тому встановлені певні норми величини осад. Вони коливаються в діапазоні від 80 до 150 мм. Вимоги підстав для будівель наступні: хороша несуча здатність; мала рівномірна стисливість; відсутність збільшення об'єму при замерзанні вологи (такий процес називається обдиманням); виняток розчинення і розмивання ґрунтовими водами; недопущення осідань і зсувів; відсутність повзучості.
Грунти бувають: піщані; крупноуламкові; глинисті; насипні; лесові; скельні.
Навчальна література
Існує безліч підручників з архітектури цивільних і промислових підприємств, будівель і споруд. Ось деякі з них:
1. Підручник Н. П. Вільчик "Архітектура будівель і споруд" містить загальні відомості про всі види будівель. Розглядає проектування конструкцій цивільних, промислових і сільськогосподарських будівель, а також їх реконструкцію. Виданий у 2005 році у відповідності з державним освітнім стандартом середньої професійної освіти за спеціальністю «Будівництво та експлуатація будівель і споруд».
2. Підручник Е. Н. Белоконева «Основи архітектури будівель і споруд»
Містить короткі відомості про історію, проектуванні будівель і конструкцій.
Архітектура великопрольотних будівель і споруд детально розглянуто в підручнику А. Н. Звєрєва "Великопролітні конструкції покриттів громадських і промислових будівель". Використовуються й інші посібники: А. В. Дьоміна, “Будівлі з большепролетными покриттями". Ю. І. Кудишин, Е. І. Беленя, “Металеві конструкції". В. А. Шерешевський, “Конструювання цивільних будинків".
Ці підручники по архітектурі будівель і споруд, що призначаються для студентів коледжів і внз за екологічним та будівельним напрямами, а також для будівельних компаній і індивідуальних забудовників. Форми будівель
Геометрія в архітектурі будівель і споруд відіграє дуже важливу роль, адже від неї безпосередньо залежить надійність і довговічність всієї будови.
Досі найміцнішими за формою вважаються єгипетські піраміди.
Саме форму правильної чотирикутної піраміди забезпечує найбільшу стійкість.
Стояково-балкова система є найдавнішою в геометрії архітектури будівель і споруд. Вона складається з стрижневих несучих частин, які можуть бути розташовані вертикально (колони і стовпи) і горизонтально (спеціальний брус, який працює на поперечний вигин під силою вертикальних навантажень).
Каркас складається з колон і ригелів, які об'єднані жорсткими горизонтальними дисками і вертикальними зв'язками.
Зміна архітектури будівель і споруд відбувається в погодженні проекту про реконструктивних роботах. При їх проведенні можлива трансформація матеріалів і пластики зовнішніх елементів, а також створення і знищення віконних і дверних прорізів, встановлення зовнішніх технічних засобів, скління лоджій і балконів.
Реконструктивні роботи виконують в цілях поліпшення експлуатаційних якостей приміщень.
Архітектура цивільних і промислових будівель і споруд пов'язана з величезними фінансовими витратами. Їх можна зменшити кількома способами: полегшення конструкції; оптимальний метод будівництва; відповідний вибір матеріалів. Розташування житлових і виробничих зон
Вимоги до розташування житлової території: неветреная сторона; розташування вище за течією річок та рельєфу місцевості; знаходження окремо від промислової зони через озеленену смугу не менше ніж на 50 метрів. виробнича зона повинна перебувати з підвітряного боку по відношенню до житлової), нижче за течією річок і рельєфу.
Діяльність у сфері архітектури здійснюється відповідно до рекомендацій Державного комітету РФ з житлової і будівельної політики. Вони стосуються складу архітектурно-планувального завдання на проектування і будівництво будівель, споруд та їх комплексів.
Це завдання відноситься до документів, які є підставою для отримання дозволу на будівництво. Допомагає регулювати і контролювати інвестиційну будівельну сферу та землекористування.
Підстави для видачі архітектурно-планувального завдання: заявка замовника; обґрунтування інвестицій; рішення органу виконавчої влади; комплект документації, що посвідчує право власності на земельну ділянку.
Головним завданням архітектури цивільних і промислових будівель і споруд є компактність забудови, зручний зв'язок з дорогами та іншими виробничими комплексами. Автор: Ганна Мурдасова 24 Серпня, 2018
Категория: Студентам