Основы архитектурно-строительного проектирования

Строительство зданий осуществляется по индивидуальным итиповым проектам. Индивидуальным называют проект, предназначенный для возведения только одного здания. Типовые проекты –для возведения зданий при массовом строительстве. Разработка типовых проектов способствует внедрению в строительство унифицированных конструкций и деталей заводского изготовления, что повышает качество и удешевляет строительство. При разработке проектов зданий необходимо руководствоваться строительными нормами и правилами (СНиП), содержащими основные требования по объемно-планировочному и конструктивному проектированию зданий. Требования СНиП сводятся к тому, чтобы величины усилий и воздействий на конструктивные элементы не превышали предельных значений, по достижению которых здание не может быть использовано по своему назначению.

Проект - это техническая документация, состоящая из пояснительной записки, чертежей и сметы. Расчетно-пояснительная записка проекта включает в себя описание и обоснование планировочных и конструктивных решений здания. Она содержит все необходимые статические, теплотехнические и другие виды расчетов. В расчетах учитываются свойства материалов, возможные сочетания нагрузок и воздействий, а также условия эксплуатации и особенности работы конструкций и основания здания. При этом должны быть соблюдены все требования нормативных документов, стандарты и технические условия, предъявляемые к качеству материалов, изделий, производству работ и к эксплуатации зданий.

Основанием для проектирования является техническое задание, получаемое от заказчика. В задании содержится:

1. Наименование объекта.

2. Место исроки строительства.

3. Основные требования, предъявляемые к объекту.

Проект разрабатывается в одну или две стадии: первая стадия -проект и смета, вторая стадия - рабочие чертежи (фасад, планы,

разрезы, деталировки и т. д.). Несложные объекты проектируются в одну стадию - технорабочий проект.

Проектирование начинается с изыскания и технико-экономического обоснования. В ходе разработки проекта проектная организация- согласовывает принимаемые решения с заказчиком, службами коммунального хозяйства, с различными инспекциями и заинтересованными организациями. Законченный проект обычно подвергается экспертизе специалистами, назначенными заказчиком, после чего он им утверждается. Проекты, по которым нет необходимых согласований и которые не утверждены в установленном порядке, не имеют юридической силы и по ним нельзя вести строительство. После утверждения технического проекта здания разрабатываются рабочие чертежи, которые являются детализацией технического проекта и служат для производства строительных работ.

Проект открывается титульным листом, на котором приводятся основные данные об объекте, перечень рабочих чертежей и т. п. Пояснительная записка содержит описание архитектурно-планировочных и конструктивных решений, необходимые расчеты, технико-экономические и эксплуатационные показатели. Далее идут общие и специальные чертежи:

• планы, разрезы, фасады, фундаменты, стены, перекрытия,
крыши и покрытия;

• конструктивные элементы, узлы и детали инженерных сис
тем отопления, вентиляции, водоснабжения и др.

Современное индустриальное строительство основано на применении типовых проектов конструкции, деталей и изделий, рассчитанных на массовое строительство и производство специализированными предприятиями стройиндустрии. Типовыми называются проекты и конструкции, имеющие наиболее рациональное решение и предназначенные для многократного применения. Количество проектов типоразмеров строительных элементов должно быть ограничено. Это упрощает их изготовление и удешевляет строительство. Поэтому типизация сопровождается унификацией, т. е. приведением конструкций и деталей к небольшому числу одинаковых по форме и размерам типов. При этом имеется в виду их взаимозаменяемость, что дает возможность замены одних элементов на другие без изменения основных проектных размеров здания. Наивысшей формой унификации является стандартизация, т. е. регламентация требований, предъявляемых к изделию.

Типовые конструкции и детали зданий стандартизируются и становятся обязательными как для изготовления, так и для строительства (проектирования). Государственные стандарты устанавливают для конструкций, деталей и изделий определенные размеры, форму и качество, а также технические условия по изготовлению (ГОСТ 6629-89).

При проектировании необходимо предусматривать согласование размеров здания с размерами выпускаемых промышленностью материалов, изделий и конструкций. Это возможно только в том случае, когда все строительные размеры подчинены определенной системе. Основой такой системы является принцип кратности всех размеров какой-либо величине, который называют модулем. В нашей стране действует единая модульная система (ЕМС), в которой размер основного модуля М принят равным 100 мм. Все остальные размеры кратные М как в большую, так и в меньшую сторону. Укрупненных модулей семь: 2М, ЗМ, 6М, 12М, 15М, 30М, 60М - от 200 до 6000 мм. Дробных модулей шесть: 1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, 1/100М — от 50 до 1мм. Чаще всего в строительстве принимают модули 30М и 60М, исходя из которых размеры пролетов зданий составляют 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36 м, а шаг - 6, 12 м, высота этажа - 3; 3,6 м.

При проектировании зданий для привязки мест расположения стен, колонн и других конструкций используются поперечные и продольные разбивочные оси. Продольные оси обозначаются заглавными буквами русского алфавита (А, Б и т. д., кроме 3, О, П, Ш, написание которых сходно с цифрами). Расстояние между продольными осями - это пролет. Поперечные оси обозначаются цифрами (1, 2, 3 и т. д.). Расстояние между ними - это шаг. Таким образом, основными объемно-планировочными параметрами здания являются: шаг, пролет и высота этажа:

• шаг – расстояние между поперечными разбивочными осями
(условными линиями), определяющими расположение поперечных
вертикальных несущих конструкций (1, 2, 3...);

• пролет - это расстояние между разбивочными осями несу-
щих элементов, совпадающими с пролетом основной несущей кон-
струкции перекрытий или покрытий (А, Б, В...);

• высота этажа - это расстояние от уровня чистого пола
данного этажа до уровня пола вышележащего этажа.

При проектировании необходимо предусматривать согласование размеров здания с размерами выпускаемых конструкций. Основой для этого является ЕМС, в соответствии с которой все размеры в строительстве должны быть кратными 100 мм. В действительности в строительстве (наряду с ЕМС) существует три категории размеров.

I категория - номинальный модульный размер (L_o) - это рас
стояние между разбивочными осями зданий или условный размер
элементов конструкции вместе с зазором и швами;

II категория - проектный размер элементов, отличающийся
от номинального на величину нормированного зазора (L_k= L_o – δ, где δ - зазор);

Ш категория - натурный размер или фактический размер конструктивного элемента «в деле», отличающийся от конструктивного размера на 0,5 L допуска, т. е. половину установленного (нормативного) допуска (L_нат.= L_k - 0,5L)

1.4.5. Архитектурная выразительность зданий и сооружений

Проектируемые и возводимые здания должны не только обладать определенными эксплуатационными свойствами, но и иметь приятный архитектурный облик, соответствующий их назначению. Самым существенным в архитектурной композиции зданий является единство формы и содержания. Композиция внутреннего пространства подчиняется функциональным процессам, протекающим в здании. Объемно-пространственные структуры зданий создают, группируя отдельные объемы. Единства композиции здания добиваются соподчинением отдельных объемов, их членением в соответствии с законами пропорциональности, ритма и масштабности.

Древнее представление о божественной пропорции трансформированы современной наукой в идею симметрии, которая является ключом к единству природы. Пропорция - это понятие равного, одинакового, однородного изменения. Симметрия есть понятие равного, одинакового, однородного строения, сохранения. Пропорция является наиболее общим принципом организации пространственных структур. Из упорядоченного пропорционального изменения возникает симметрия и гармония.

Под архитектурной пропорциональностью подразумевают гармоничное соотношение между размерами здания и его отдель-

ными частями. При этом используют принцип равного изменения в виде прогрессии:

• арифметической (1, 2, 3...), в которой каждое последующее
число больше предыдущего на одну и ту же величину;

• гармонической (1/2, 1/3, 1/4, 1/5), в которой последовательность чисел, обратных данным, образует арифметическую последовательность;

• геометрической (1, √2, 2, 2√2, 4, 4√2,…), где каждое по
следующее число больше предыдущего в одно и то же число раз.

Числа арифметического, гармонического и геометрического рядов служат средством достижения гармоничных размерно-пространственных структур. Среди всевозможных средних наиболее совершенным признано так называемое «золотое сечение», которое подразумевает деление отрезка на две неравные части так, чтобы большая из них была средним пропорциональным между всем отрезком и его частью. Золотое сечение выражается как 0,618 либо как 1.618. Если обозначить 1,618 = Ф, тогда 1/Ф = 0,618, а весь ряд:...-0,146-0,236-0,382-0,618-1-1,618-2,618-4,236-6,854-..., каждое число которого не только результат умножения предыдущего на число Ф, но и равно сумме двух предыдущих. Для триады золотого сечения Ф1-Ф2-ФЗ ↔ 1-1,618-2,618 характерно, что Ф1/Ф2 = Ф2/ФЗ, ФЗ = Ф1 + Ф2, Ф2² = ФЗ.

Это отношение обнаруживается при рассмотрении самых разнообразных природных явлений и, по-видимому, отражает один из основных законов природы. В 1202 г. купец Леонардо из Пизы по прозвищу Фибоначчи («сын доброй природы») подсчитал максимально возможный приплод кроликов и обнаружил математическую закономерность, сделавшую его имя знаменитым. Он открыл целочисленный ряд золотого сечения: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89..., отражающий закон единообразного роста. Этому закону подчиняется рост всего живого, в том числе и человека. Например, три фаланги среднего пальца руки образуют триаду золотого сечения, но самое главное заключается в том, что если принять расстояние от пупа до макушки за 1, тогда от пупа до пят будет 1,618, а полная высота мужской фигуры составит 2,618, следовательно, они связаны золотым сечением. Очевидно поэтому все архитектурные фор-

мы, подчиняющиеся этому закону, воспринимаются человеком как гармонические.

В архитектуре используют и закономерности ритма, или чередования, соразмерных элементов. Ритм является одним из средств достижения выразительности композиции. Ритм бывает метрический, когда элементы чередуются с равными промежутками, и геометрический.

Выбирая размеры отдельных элементов, учитывают масштаб. Под архитектурным масштабом понимают соотношение всех размеров здания по отношению к человеку. Особенно легко масштаб воспринимается, если в основе соотношений между частями зданий лежит единая система пропорций. Как отмечали древние, «из всех очертаний наиболее совершенны подобные самим себе». Таким образом, соразмерность тела человека, перенесенная архитекторами на здания, придает им красоту и гармоничность.

Существует множество элементов, которые могут придать зданию определенные пропорции, масштабность и архитектурную выразительность. Такими элементами являются:

• цоколь - нижняя часть наружной стены здания, выполненная
из прочного декоративного материала и опирающаяся на фунда
мент. Он предназначен для защиты стен от механических повреж
дений и сырости. Кроме того, цоколь, как архитектурная деталь,
может служить и украшением здания;

• карнизы - горизонтальные выступающие части стен, защи
щающие их от атмосферных осадков и служащие украшением стен.
Верхний карниз называется венчающим; промежуточные - между
этажными; гладкие, слегка выступающие из плоскости стен полосы -
пояски;

• проемы - для освещения, вентиляции и сообщения между
помещениями решаются разнообразно как по форме, так и по
декоративному оформлению;

• наличники - декоративный профиль, расположенный по
периметру проемов;

• простенки - несущий, особо ответственный элемент стены
между проемами;

• сандрики - отдельные карнизы различной формы, устраи
ваемые над окнами и дверями для украшения и защиты проемов от
атмосферных осадков;

• парапетная решетка - ограждение крыши у свеса из ка-
менных столбов с решеткой ограждения;

• перемычки -перекрытия проемов;

• лопатки - узкие вертикальные выступы прямоугольного се-
чения. Если лопатки имеют оформление и элементы колонны (базу,
капитель, утонение), тогда их называют пилястрами;

• балкон - открытые, огражденные площадки, выступающие
из плоскости стен и сообщающиеся с помещениями здания;

• эркер - выступающая за плоскость стены площадка (прямо
угольная, треугольная, многоугольная, полукруглая), огражденная
со всех сторон стенами с окнами;

• лоджия - площадка, размещенная в габаритах здания и вы
ходящая открытой стороной на улицу.

Приведенные основные элементы имеют широкое применение в зданиях старой иновой застройки. В зданиях старой застройки, кроме указанных элементов, следует выделить такие архитектурно-композиционные решения, как архитектурные ордера, колоннады и аркады.

Архитектурный ордер - совокупность колонн, антаблемента и пьедестала. Колонна - это опора в виде вертикального стержня, которую можно расчленить на капитель, стержень и базу. Капитель –верхняя часть колонны, база - ее низ. Антаблемент - верхняя горизонтальная часть здания, поддерживаемая колоннами. Он состоит из архитрава, фриза и карниза. Пьедестал - это подставка под колонну с базой и карнизом. Ордер, не имеющий пьедестала, называют неполным ордером.

Все основные части ордера подчинены определенной закономерности и кратны некоторой единой мере, называемой модулем. В архитектурном ордере за модуль принимается нижний радиус колонны. Колонны должны быть пригодны «к подержанию тяжести и обладать красивым обличьем», поэтому они воспроизводят пропорции, крепость и красоту мужского тела. В архитектуре встречается несколько разновидностей ордеров: греческий, римский, тосканский, дорический, ионический, коринфский и сложный. Они различаются своими пропорциями, оформлением отдельных элементов, богатством форм и украшений; например, колонны имеют различные базы и капитель, в одних ордерах ствол гладкий, в других он покрыт желобками (каннелюрами).

Колоннада - ряд колон, поддерживающих общий антаблемент. Обычно колонны устанавливаются на горизонтальную плоскость общего основания или пьедестала, называемого стилобатом.

Аркада - это ряд повторяющихся отверстий, перекрытых арками. Элементами аркады являются: пилон - угловой простенок; архивольт - поясок, обрамляющий арку; импост - горизонтальный поясок на простенке между арками и по ширине равный архивольту; замок - верхний средний камень арки.

Здания и сооружения на улицах города должны быть не только функциональны, но и красивы. Они должны создавать образ, которому внутренне будет присуще совершенство. Важным элементом этого совершенства является природный или искусственно созданный ландшафт. Для этого используются исторически выработанные законы построения архитектурных форм, знания свойств используемых материалов и правильно построенная взаимосвязь зданий и сооружений с окружающей средой.

Вопросы к главе 1

1. Что является главным стимулом роста городов?

2. Какие существуют системы жизнеобеспечения городов?

3. Как делится территория города по функциональному назначению?

4. Какие требования предъявляются к зданиям и сооружениям?

5. Что понимают под ограждающими и несущими конструкциями
здания?

6. Назовите основные признаки классификации зданий.

7. Какие конструктивные элементы и схемы зданий Вы знаете?

8. Почему необходима единая модульная система?

9. Как можно добиться архитектурной выразительности зданий?

Глава 2

ГОРОДСКИЕ УЛИЦЫ И ДОРОГИ