Теоретические основы проектирования жилых зданий

Теоретические основы проектирования жилых зданий Курс лекций

Тема 3. Основные факторы, влияющие на проектирование жилища Лекция 3. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЖИЛИЩА

Содержание 1. Теоретическая модель формообразования в жилище 2. СОЦИАЛЬНО-ДЕМОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 3. Национально-этнографические условия 4. Природно-климатические условия 5. Градостроительные условия 6. Социально культурные условия 7. Конструктивные системы и методы возведения зданий 8. Инженерное оборудование зданий 9. Строительные материалы 10. Методы формообразования

• 1. Теоретическая модель формообразования в жилище

• Основными факторами, учитываемыми на проектирование жилища, или причинами, определяющими его общий характер и отдельные черты, являются следующие :

• 1) внутреннее жилое пространство формирует группа социально- функциональных факторов, описывающих подсистему население: • социально-демографические условия; • национально-этнографические условия

• 2) на внешнее жилое пространство влияет группа архитектурно- художественных факторов, характеризующих подсистему окружающая среда: • природно-климатические условия; • градостроительные условия; • социально-культурные условия

• 3) инженерно-конструктивные факторы • конструктивные системы и методы возведения зданий; • инженерное оборудование зданий; • строительные материалы

• 2. СОЦИАЛЬНО- ДЕМОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

• Центральная фигура в жилище - человек Семья - основанное на браке и кровном родстве объединение людей, связанных общностью быта и взаимной ответственностью

• социальные требования (со стороны общества) определяют общие социальные функции жилища:

• сохранение здоровья проживающих в нём людей путём создания определённых санитарно-гигиенических условий; • укрепление семьи и создание в ней здорового психологического климата тесно связано с планировкой квартир; • стимуляция развития семьи находится в связи с жилищными условиями и нормой жилищной обеспеченности; • организация внерабочего времени обусловливает планировку квартиры, дома и района; • повышение профессиональной квалификации как основа для создания условий для домашних занятий профессиональным трудом; • воспитание детей невозможно без создания необходимых условий в квартире, доме и жилом районе; • создание условий для отдыха (индивидуального, семейного и соседского) и психологической защиты на основе изоляции, зонирования и включения природных компонентов

Весь комплекс социально-демографических условий разделяется на две группы : • 1) демографические условия, которые определяют, прежде всего, размер квартиры, бытовые особенности, образ жизни некоторых возрастных групп населения - детей, пенсионеров; • 2) социальные условия, которые характеризуют формы жилища, труд и отдых в жилище, особенности образа жизни отдельных социальных групп - учащихся, работающих и неработающих

Количественные характеристики параметра семьи • численность населения определяет объёмы жилищного строительства; количественный состав семей (1 -6 человек и более) предполагает распределение площади пропорционально размеру семьи; • половозрастная структура определяет структуру жилищного фонда; половозрастная структура семьи (дети однополые и разнополые до 2 лет, 3 -6, 7 -11, 12 -17, 18 лет и старше, трудоспособные взрослые, лица пенсионного возраста) необходим для подсчёта состава спален; • семейная структура обусловливает типы квартир и их структуру; тип семьи (семьи с супружеской парой: без детей - простые, усложнённые; с детьми - нуклеарные, сложные неполные; семьи без супружеских пар - объединение родственников, одиночки) предопределяет зонирование жилой ячейки; • социально-профессиональная структура, определяет типы жилища и их структуру.

• Качественные характеристики населения, описывающие процессы жизнедеятельности семьи и её отношение к среде обитания, условно можно назвать динамическими:

• характер использования жилых пространств показывает состав и реальное размещение функциональных зон бытовых процессов в структуре жилища; • социальная оценка существующего жилищного фонда позволяет получить информацию о качестве принятых архитектурных решений жилища; • архитектурные предпочтения населения выявляют предполагаемые (идеальные) формы архитектурной организации жилища.

• В результате обобщения количественных и качественных характеристик формируются социальные требования к архитектурной организации жилища.

• . Социальная модель жилища - это система требований, предъявляемых семьей, заказчиком к его функциональной программе и пространственной структуре.

Жизнедеятельность семьи, жизненные циклы и их отражение в планировке жилой ячейки

• В ходе формирования планировочной структуры жилых ячеек и квартирного фонда большое значение имеет динамика жизнедеятельности каждой семьи в процессе её развития, а также динамика социально-демографических характеристик определённых групп семей.

• Эти вопросы важны при проектировании морально долговечных зданий. Таким образом, соотношение изменчивости и постоянства жилого пространства определяет существо проектных мероприятий

• В ходе своего развития каждая семья проходит некоторые стадии. Социологи выделяют четыре периода развития семьи:

• I - плодовитости или "роста" семьи: от момента образования супружеской пары до момента рождения последнего ребенка, занимает 10 лет; • I I - "стабильности" семьи: от момента рождения последнего ребенка до момента выде-ления первого из взрослых детей из состава семьи родителей, длится около 10 лет; • I I I - "зрелости" семьи: из состава семьи родителей выделяются все взрослые дети, примерно 10 лет; • IV - "затухания" семьи: от момента выделения из семьи последнего из взрослых детей до момента смерти обоих супругов.

• Для средней семьи (Г. Д. Платонов) за 40 с лишним лет супружеской жизни её требования к квартире в отношении набора комнат изменяются в среднем 8 раз

• Этапы жизненного цикла семьи зависят от наличия детей: • семьи до появления детей: одиночки, молодожены (брачная пара); • семьи с детьми: дошкольниками, школьниками и взрослыми; • семьи после детей: одиночки, брачные пары; • семьи без детей: объединение родственников, супружеские пары

• 3. Национально - этнографические условия

Национально-этнографические условия включают в себя: • этнические процессы; • традиционные особенности образа жизни народа, семьи, отдельного человека, бытовой уклад и семейные отношения, обычаи и традиции; • психологический склад народа (менталитет).

• Задача архитектора - учёт национально-бытовых особенностей населения при проектировании жилища.

• 4. Природно-климатические условия

• Климат (от "klima" - греч. "наклон" солнечных лучей к земной поверхности) – статистически многолетний режим погоды на той или иной местности; включает в себя следующие характеристики воздушной атмосферы: • - температурный и влажностный режим; • - ветровой режим; - инсоляция; • - естественная освещённость; • - сезонные отличия в погоде (метели, бури и т. д. ).

• Ландшафт охватывает рельеф местности и растительность

• Инженерно-геологические условия характеризуются типом грунта, наличием грунтовых вод, степенью просадочности и др

• Температурно-влажностный режим характеризуется температурой наружного воздуха и его влажностью

• . Абсолютная влажность - это количество водяного пара в граммах в 1 куб. м воздуха, относительная влажность – отношение упругости водяного пара воздуха к упругости насыщенного пара, выражается в %. Нормальное самочувствие у человека возникает при влажности 30 -60 %.

• Проветривание наиболее важно для условий жаркого влажного климата. Различают следующие виды проветривания: • угловое, • сквозное, • через шахту, • через внутренний дворик

• Ветровой режим характеризуется направленностью, скоростью (м/с) и повторяемостью (в %) воздушных потоков

• Жилую застройку необходимо защищать от действия неблагоприятных ветров, одновременно устраивать аэрацию, т. е. организованный и управляемый естественный воздухообмен, застроенной территории и естественное проветривание жилых помещений благодаря разнице давления с наветренной и подветренной сторон дома

• Инсоляция - облучение жилых помещений и придомовых территорий прямым солнечным светом, характеризуется продолжительностью и измеряется в часах. Обеспечение требуемой инсоляции создаёт в жилых помещениях необходимый человеку санитарно-гигиенический комфорт

• Для северных районов – при широте местности 60 град. с. ш. инсоляция жилых помещений должна быть обеспечена в течение 3 часов, для средней полосы - 2, 5 часов, для южных районов - 2 часов. В условиях реконструкции инсоляция может быть уменьшена на 0, 5 часа.

• Средствами обеспечения инсоляции служат ориентация жилых зданий и их форма - конфигурация планов, разрывы между зданиями и их высота.

Рис. 8. Схемы проветривания. а - угловое; б - сквозное; в - проветривание через шахту; г - через внутренний дворик. РИС. 9. СЕКТОРЫ НЕБЛАГОПРИЯТНОЙ ОРИЕНТАЦИИ ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ. А - севернее 58˚ с. ш. ; Б - в диапазоне 48 -58˚ с. ш. ; В - южнее 48˚ с. ш. ; Г- в І и П климатических районах при преобладании северных ветров.

• Ориентация жилого помещения считается благоприятной, если она обеспечивает его инсоляцию. Благоприятную ориентацию для жилых помещений обеспечивают южная и восточная стороны горизонта (от 40 до 200°), а также северо-западная (от 290 до 320°). Соответственно неблагоприятную ориентацию дают север (320 - 40°) для всех климатических районов из-за отсутствия инсоляции и юго-запад (200 - 290°) для южных районов из-за перегрева

• Различают широтную, меридиональную и диагональную виды ориентации жилых зда- ний. При широтной ориентации жилые здания располагают вдоль широты, при меридиональной ориентации жилое здание ориентируют вдоль меридиана, а в случае диагональной - по направлениям ЮЗ - СВ и ЮВ - СЗ. • Меридиональная ориентация жилых зданий применяется в холодном и умеренном климате, широтная - в тёплом и жарком, а диагональная - не имеет особого предпочтения

Естественная освещённость жилых помещений создает необходимый санитарно-гигиенический комфорт проживания и зависит от: • уровня наружной освещённости (яркости небосвода); • количества отражённого света; • величины световых проёмов; • глубины комнат.

• Рельеф местности характеризуется уклоном в градусах

• Средством учёта рельефа местности служит планировочное решение первого этажа, использование специальных типов жилых зданий: • - каскадных - секционной, коридорной, галерейной, коридорно-галерейной и коридорно-секционной планировочной структур; • - террасных - секционной и коридорной структур

РИС. 10. ОРИЕНТАЦИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ. а - широтных домов неограниченной ориентации; б - широтных домов частично ограниченной ориентации; в - меридиональных домов

Рис. 11. Жилые дома на сложном рельефе (по данным Д. В. Махароблишвили).

• Лекция № 3 • 5. Градостроительные условия

К наиболее важным градостроительным условиям относятся: • местоположение и размеры участка строительства; • условия зрительного восприятия отдельного дома или комплекса; • морфологические особенности окружающей застройки; • архитектурно-художественные особенности окружающей застройки; • функциональная структура окружающей застройки

• Местоположение и размер участка строительства оказывают существенное влияние на характер архитектурного решения жилого здания

• Условия зрительного восприятия отдельного здания или комплекса обусловлены особенностью физиологии зрения человека, с одной стороны, и местом участка в пространственной структуре окружающей застройки, - с другой.

• Учесть условия зрительного восприятия - означает придать внешней форме жилого здания – силуэту, крупной пластике - такие качества, которые выражают его принадлежность к данному месту города

Рис. 12. Структура внешней формы жилого дома. а - общий вид; б - основная форма; в - крупная пластика; г - проёмы; д - архитектурные детали; е - фактура стены.

• Характер восприятия меняется в зависимости от вида передвижения человека: пешеходного или транспортного. Различное время восприятия диктует разные способы организации информационного потенциала жилого комплекса. Кроме того, учитывают направление движения человека, т. е. направление восприятия композиции, подчеркивая планировочные оси осями визуального восприятия, организуя "кадрирование" восприятия, замыкая перспективы выразительными фронтальными композициями.

• Учёт условий зрительного восприятия происходит при решении генерального плана застройки и развёрток по основным осям участка

• При анализе морфологии окружающей застройки обращают внимание на геометрию планов, этажность, плотность застройки. Главное здесь - выявить размерность зданий и образуемых ими открытых пространств

• Замечено, что в разных участках города встречаются различные типичные признаки - членение фасадов, тип крыш, сдвижка этажей и другие, характеризующие пластические особенности окружения

• Таким образом, морфологические особенности окружающей застройки изучаются на генпланах и развёртках, фасадах окружающих зданий и применяются при решении генерального плана жилого дома, а также в архитектурных решениях здания в целом и фасадов (интерьеров) в частности.

Архитектурно-художественные особенности выражаются через конкретные характеристики застройки, а именно • стилистические признаки; • систему пропорций и масштабность; • метроритмические закономерности; • рисунок деталей; • материал и фактуру ограждающих конструкций; • цвет и т. д.

• Структура внешней формы жилого дома содержит следующие уровни, которые несут определённый информационно-эстетический потенциал:

• общая (основная) форма; • силуэт; • крупные членения фасадов (крупная пластика); • проёмы; • архитектурные детали; • фактура стены; • цвет

• Функциональная структура окружающей застройки характеризуется размещением и типами общественных и жилых зданий, видом использования открытых пространств.

• Средствами для выполнения функциональных требований города служат вертикальное зонирование зданий и планировочное зонирование территорий, предусматривающее размещение в структуре жилья необходимых для жизни горожан учреждений общественного обслуживания, а также производства и учреждений для проведения свободного времени.

Тема 3. Основные факторы влияющие на проектирование жилища Лекция 4

• 6. Социально - культурные условия

• Социально-культурные условия - это опыт, ценности, оценки и традиции, накопленные обществом, народами в процессе их исторического развития, в том числе, в области формирования городской среды.

• Архитектурные традиции - всё лучшее в области жилищного домостроения в регионе, что накоплено и передается народом. Архитектурные традиции проявляются в принципах и приёмах народного домостроения

• Социально-экономические требования - часть социально-культурных условий. Социально-экономические требования, • во-первых, диктуют социальные ориентиры и ценности в жилищной сфере, пути решения жилищной проблемы и, • во-вторых, определяют ограничения по стоимости для различных типов жилых зданий

• Для подсчёта стоимости проекта выполняют экономический раздел проекта - смету на строительство. • Она позволяет определить стоимость 1 кв. м общей площади жилого дома и сравнить с существующей в данное время на рынке стоимостью 1 кв. м. , т. е. определить экономическую целесообразность проекта

• . Единовременные затраты – это стоимость проектирования, строительства, строительных материалов и конструкций, а также оборудования

• Эксплуатационные расходы - стоимость отопления, освещения, обслуживания лифта, уборки и вывоза мусора, капитального и текущего ремонта).

• Плотность населения на участке (чел. /га, жил. ед. /акр), помогает оценить эффективность градостроительного решения. СНи. П 2. 07. 01 -89 *

• Так, для городов, расположенных южнее 58° с. ш. , при проектировании микрорайонов принимаются следующие нормативные показатели: • 400 чел. /га для территорий с высокой градостроительной ценностью; • 330 чел. /га для территорий со средней градостроительной ценностью; • 180 чел. /га для территорий с низкой градостроительной ценностью.

• Приведенные показатели плотности населения рассчитаны для обеспеченности общей площадью 18 кв. м/чел.

• Стоимость 1 кв. м общей площади, руб. , помогает оценить эффективность архитектурно-планировочного решения жилого здания. Стоимость изменяется во времени, например, в 1995 г. 1 кв. м общей площади квартирного жилища в Ростове-на-Дону стоил более 2 тыс. руб. , в 1998 г. - 4 тыс. руб, в 1999 г. - около 7 тыс. руб, в 2003 г. – 9 -15 тыс. руб. сейчас 35 -40 тыс. руб. Социальное жилье – 17 -25 тыс. руб.

• Планировочный коэффициент, К 1 равен отношению жилой площади к общей площади.

• Объёмный коэффициент, К 2 равен отношению строительного объёма здания к общей площади

Реже применяют коэффициенты К 3 и К 4: • К 3 считают как отношение площади наружных ограждающих конструкций к общей площади здания: чем меньше коэффициент, тем меньше расходы материалов и эксплуатационные затраты, и тем экономичнее проект. • К 4 измеряют отношением периметра наружных стен к площади застройки здания. Более компактный план здания имеет меньший периметр наружных стен: чем меньше К 4, тем меньше величина периметра на единицу площади застройки и, следовательно, меньше расходы материалов и эксплуатационные затраты

• 7. Конструктивные системы и методы возведения здания

• Конструктивные системы обеспечивают прочность, устойчивость и долговечность жилого дома. В основе конструктивной системы лежит несущий остов жилого здания. Полную информацию о применённых конструкциях и способе домостроения дают планы и разрезы жилого здания.

• Существуют следующие виды несущего остова жилых зданий: • стеновой, • каркасный • смешанный. •

• Стеновой несущий остов реализуется в системах поперечных, продольных и перекрёстных стен. • Каркасный остов имеет следующие конструктивные схемы: с поперечным или продольным расположением ригелей, безригельную систему. • К системам смешанного вида относят неполный каркас или иначе каркасно- стеновой остов, а также каркасно-связевый остов и каркас с ядром жесткости

• Конструктивные особенности несущего остова определяют тектонику здания

Жилые дома с продольными несущими стенами характеризуют жилищный фонд всех европейских городов вплоть до конца 40 -х - начала 50 -х гг. ХХ в

• Жилые дома с поперечными несущими стенами появились с внедрением железобетона в строительство, начиная с 20 -х гг. ХХ в. , в России - с середины 50 -х.

Рис. 13. Основные конструктивные системы жилых зданий. а - каркас; б - поперечные несущие стены; в - продольные несущие стены; г - неполный каркас; д - каркасно-стеновая; е - каркасно-оболочковая.

Методы возведения зданий • а) полносборный метод; • б) сборно-монолитный метод; • в) кирпичное домостроение (из мелкоразмерных штучных материалов); • г) монолитное домостроение

Преимущества жилых зданий с поперечными несущими стенами: • возможность смещения этажей относительно друга и получения уступов, что позволяет получить различные варианты разреза жилого дома; • изменение этажности в различных частях здания, что даёт возможность получить разнообразные варианты силуэта; • изменение фасадной линии уступами создаёт привлекательные возможности для вариантности планов. Таким образом, система создаёт хорошие условия для применения крупной пластики и различных объёмных решений.

• Недостатками такой системы являются жёсткое закрепление планировочной структуры квартир и невозможность встраивать в первый этаж общественные учреждения при узком шаге.

• Полносборный метод имеет несколько различных модификаций в зависимости от единицы сборки: из крупных блоков; из крупных панелей; из объёмных блоков, а также - каркасный, из колонн, ригелей, панелей перекрытия и наружных стен.

Монолитное домостроение выполняется по различным технологиям: • со скользящей опалубкой; • с переставной опалубкой; • с туннельной опалубкой; • с несъёмной опалубкой.

Каркасные жилые дома сооружают несколькими способами: • полносборным; • методом подъёма перекрытий; • методом подъёма этажей; • монолитным с переставной опалубкой; • сборно-монолитным.

• 8. Инженерное оборудование зданий

• Инженерное оборудование жилых зданий включает в себя системы: • отопления; • вентиляции; • водоснабжения; • канализации; • лифтового хозяйства; • мусороудаления; • электросети; • газопровода; • слаботочных сетей (радио, телефон); • телевизионных кабелей и др.

Для прокладки всех видов инженерных сетей, вентиляции и установки оборудования проектируют • вертикальные каналы, • шахты • стояки в ограждающем пространстве жилого дома.

• 9. Строительные материалы

Несущий остов, воспринимающий вес постройки (силы гравитации), ветровые, сейсмические и другие нагрузки, изготавливают из: • бетона, • железобетона, • кирпича, • природного камня, • дерева (1 -2 этажа). • И других материалов

Ограждающие конструкции должны отвечать требованиям : • тепло-, звукоизоляции, • влагостойкости, • долговечности • и огнестойкости. Они испытывают на себе влияние холода, тепла и воды.