Классификация зданий

В условиях активного строительства и ввода в эксплуатацию зданий возникают проблемы классификации изданий по различным признакам в зависимости от их функционального назначения и видов проектирования.
Классификация зданий по различным признакам позволяет ускорить процесс определения стоимости инвестиционных проектов, учитывать в объектах строительства функциональные, конструктивно-технические, архитектурные требования.
Проблемой является то, что в отечественной и зарубежной литературе не существует единых рекомендаций по классификации зданий и сооружений, стандартов учитывающих конструктивные различия зданий, их назначение.
Цель настоящей статьи является проведение анализа различных типологий зданий для выделения их характерных признаков и установления конструктивных отличий.
Вопросами классификации зданий по различным признакам и критериям постоянно занимаются отечественные и международные специалисты. В работе Генералова В. П. при исследовании проблем классификации высотных зданий рекомендуется использовать такой признак как функциональное построение с выделением многофункциональных высотных зданий и монофункциональных высотных зданий [4;с.12].
В рекомендациях Всемирного совета по высотным зданиям и городской среде (The Council on Tall buildings and Urban Habitat, CTBUH) для классификации зданий рекомендуется использовать такие критерии как: конструктивная высота здания, наивысший доступный этаж, наивысшая точка крыши и высота до кончика антенны. Классификация зданий по конструктивной высоте позволяет ускорить процесс формирования рейтинга высоких зданий.
Всемирный совет по высотным зданиям и городской среде по конструктивной высоте выделяет высотные здания (здания выше 100 м) и сверхвысотные здания (здания выше 300 м).
Однако данная классификация не соответствует классификации высотных зданий России, в которой выделяют:
- малоэтажные здания (одноэтажные и двухэтажные);
- здания средней этажности (от 3 до 5 этажей);
- многоэтажные здания (от 6 до 10 этажей);
- здания повышенной этажности (от 11 до 24 этажей);
- высотные здания (более 25 этажей).
В работе Баранова А. O. приводится классификация высотных зданий по конструктивным решениям с выделением [1;с.33]:
- зданий, имеющих систему с несущими стенами;
- каркасных зданий с диафрагмами жесткости;
- высотных зданий с каркасной системой;
- зданий со ствольной системой;
- зданий с оболочкой и коробчатой системой;
- зданий с колоннами;
- высотных зданий типа «HexaGrid».
Высотные здания с несущими стенами или бескаркасные здания представлены в виде жилых зданий или гостиниц. Их высота может достигать до 42 этажей. Отличительной характеристикой такого типа зданий является строительство по схеме с поперечными несущими стенами из монолитного железобетона.
Каркасные высотные здания с диафрагмами жесткости или возведённые по рамно-связевой схеме представлены башнями (например, башня «Эволюция в Москве, 2015 г.). Они относятся к зданиям, имеющим каркасно-ствольное ядро жесткости, сетку колонн, выполненную из монолитного железобетона (например, комплекс «Федерация» в Москве, 2017 г.).
Здания с рамно-каркасной конструктивной схемой отличаются свободной планировкой. В основном они представлены в виде зданий, имеющих более 30 этажей (например, здание МИД РФ, размещенное на Смоленской Сенной площади, высота каркаса 125 м). Для обеспечения огнестойкости колон таких зданий производится бетонирование.
Здания со ствольной конструктивной схемой имеют консольные этажи (например, башня «Aspire Tower», г. Доха, Катар или здание банка «HSBC», г. Гонконг). Система таких зданий отличается высокой конструктивной способностью.
Здания с мегаколонными предусматривают применение в строительстве комбинированных сталебетонных конструкций. Прочный железобетон позволяет модифицировать конструктивные системы. В качестве примера можно привести здание «Lotte World Tower» (Южная Корея, Сеул, 2016 г.) Его несущий остров представлен в виде системы, включающей четыре мегаколоны и ядро жесткости. С использованием аутригеров производится соединение железобетонного ядра с мегаколонной с целью увеличения момента инерции поперечного сечения.
Здания по системе «HexaGrid» получили название соты и включают диагональные связи с распределенными поперечными силами. Это позволяет исключить необходимость использования жёсткого центрального ствола.
В работе Бударина Е. Л. приводится классификация жилых малоэтажных зданий в зависимости от места размещения и назначения с разделением на [3;с.47]:
- отдельно стоящие одноквартирные издания;
- отдельно стоящие двухквартирные здания;
- спаренные двухквартирные здания;
- блокированные 4-х квартирные жилые дома.
Отдельно стоящие одноквартирные и двухквартирные жилые дома не имеют общих фундаментов, покрытия и в основном состоят из одной или двух квартир. В отличие от отдельно стоящих зданий блокированные жилые дома включают две или более смежных квартир, в каждой из которых предусмотрен выход на земельный участок.
По видам жилые малоэтажные здания разделяют на сельские дома, жилые дома компенсационного или альтернативного типа.
Сельские жилые дома отличаются планировочным, конструктивным и архитектурно-художественным решением. В их типологии выделяют сельские, фермерские усадьбы и избы. Сельские усадьбы в большей степени возводят на юге России. К их отличительным характеристикам относятся высокая изоляция, простота планировки, возможность создания системы функциональных связей.
Фермерские усадьбы включают жилищные зоны, а также зоны производства и обслуживания и их разделяют на:
- здания, возведенные по селитебной схеме с размещением производственной и жилищной зон в едином комплексе;
- здания, возведенные по производственной схеме, когда внутри здания выделены производственные зоны в нескольких местах.
В зависимости от объемно-пространственного и функционально-планировочного решения фермерские усадьбы можно разделить на:
- здания закрытого типа;
- ограниченно закрытого типа;
- открытого типа жилищно-производственного комплекса.
Изба может быть представлена в виде полукаменного двухэтажного дома или в виде деревянного дома. Отличительной характеристикой избы является наличие главного входа. Главная комната ограждается от входной двери сенями. В планировочном решении изба представлена в виде квадратного дома, имеющего несколько комнат и галерею, размещенную с западной стены. Галерея позволяет обеспечить защиту дома от резких ветров перегрева, а также увеличить его размеры.
В типологии жилых домов компенсационного типа выделяют садовые дома, дачи, коттеджи и виллы. Садовый дом представлен в виде небольшого одноэтажного жилого строения возведенного на небольшом участке (до 600 кв. м). Дача является загородным летним жилым домом для временного проживания семьи.
Коттеджи выступают комфортабельным семейным индивидуальным жилым домом, размещенным на участке площадью от 2000 до 4000 квадратных метров, а виллы представлены комфортабельными индивидуальными частными домами, имеющими декоративный сад.
Дома альтернативного типа или «экодома» классифицируют по видам альтернативных источников энергии:
- здания, имеющие автономное энергоснабжение;
- здания, имеющие ветровую установку;
- здания с автономной системой переработки отходов.
В исследования Бодягина А. О. в типологии зданий применяются такие признаки как год возведения и количество потребляемой электрической энергии с выделением [2;с.757]:
- старых зданий (до 1970 г.), которые потребляют не более 300 кВт·ч/м2 в год;
- новых зданий (от 1970 г. до 2000 г.) с потреблением электрической энергии 150 кВт·ч/м2 в год;
- зданий низкого потребления энергии не более 60 кВт·ч/м2 в год;
- пассивных зданий потреблением не более 15 кВт·ч/м2 в год;
- зданий нулевой энергии, в которых используются альтернативные источники выработки электроэнергии;
- активных зданий, в которых больше вырабатывается энергии, чем потребляется.
В отечественном строительном стандарте СНИП 2.08.02-89 приводится классификация зданий и помещений общественного назначения с разделением на [6]:
- здания образовательного назначения;
- здания медицинского назначения и социального обслуживания населения;
- здания предоставления сервиса населению;
- здания культурно-досуговой деятельности и религиозных обрядов;
- здания временного пребывания людей.
Здания образовательного назначения разделяют на [5;с.50]:
- здания образования и подготовки кадров;
- внешкольные здания;
- специализированные здания, представленные аэроклубами, учебными заведениями и автошколами.
В типологии изданий медицинского назначения используется признак направления лечения (здания для лечения сердечнососудистых, вирусных заболеваний, онкологии).
Здания для сервисного обслуживания населения разделяют на здания:
- розничной и оптовой торговли;
- общественного питания;
- предоставления коммунальных и бытовых услуг населению;
- услуг связи;
- транспортного и санитарно-бытового назначения.
К зданиям для осуществления культурно-досуговой деятельности относятся спортивные клубы, зрелищно-развлекательные и культурно-просветительские учреждения и здания религиозных организаций.
К зданиям для временного пребывания относят гостиницы, мотели, санатории, дома отдыха, пансионаты, лагеря, общежития, спальные корпусы.
В зависимости от возведения и способа изготовления выделяют здания с:
- монолитными сводами-оболочками, которые бетонируют полностью на передвижной или стационарной опалубке;
- сборно-монолитными сводами-оболочками, в которых сборные элементы являются несущей опалубкой, сборными выступают бортовые элемента, а монолит – это плита-оболочка;
- сборными сводами-оболочками, состоящие из цилиндрических, плоских и других конструктивных элементов. В таких зданиях перекрытия собирается из отдельных элементов, соединенных между собой. При этом за счет соединений обеспечивается надежная передача усилий между элементами до образования единой пространственной системы;
- панелями-оболочками и складками, которые монтируются в готовом виде, и их размеры которых соответствуют пролетам между опорами с учетом изготовления, транспортировки и монтажа.
Как правило, проектирование зданий с монолитными железобетонными сводами-оболочками производиться в цилиндрической форме, а сборных зданий в виде складчатых и волнистых форм. При проектировании придерживаются требований к толщине, которая должна быть не менее 40 мм, а для сборных сводов-оболочек не менее 30 мм.
В состав зданий сборно-монолитного свода входят опорные балки, материалом которых выступает железобетон. Они представляют собой монолитно связанные упорные стенки и опорную полку, на которых жестко фиксируются тонкостенные сводчатые элементы «на пролет», объединённые между собой затяжками в форме спаренных канатов, расположенных в нижней наружной части ребер с анкеровкой. Для создания омоноличивающего слоя используют легкий конструктивный бетон. При возведении здания со сборно-монолитной железобетонной сводом-оболочкой предварительно заготавливают опорные балки для каждого пролета и смеси из легкого и высокопрочного бетона, имеющие повышенную плотность.
Здания со сборными железобетонными сводами-оболочками разделяются на здания с криволинейными плитами (ребристыми или гладкими), бортовыми элементами и диафрагмами. В их состав входят пространственные железобетонные конструкции или конструкции, изготовленные из железобетона и работающим по принципу пространственной системы, используемой для перекрытий стен зданий или сооружений или представленной в виде сооружения целом.
Таким образом, настоящее время существует достаточно много классификаций зданий высотных и малоэтажных зданий. Выбор типологии зависит от типа проекта, функционального назначения и конструктивного выполнения его основных компонентов.
Список литературы:
1) Баранов, А. О. Конструктивные решения высотных зданий // Alfabuid, 2018. - №3. – С.33-51.
2) Бодягин, А. О. Исследование энергоэффективных решений, используемых в малоэтажном строительстве на территории России // Общество. Наука. Инновации, 2017. – С.757-764.
3) Бударин, Е. Л. Архитектура загородного индивидуального жилища, его типы и развитие на Юге России // Строительство и конструкции, 2018. – С.47-56.
4) Генералов, В. П. Проблемы классификации высотных жилых зданий // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура, 2019. -№2. – С.12-14.
5) Костенко, Ю. Архитектурная типология. Современный взгляд //Архйорт, 2019 - №1. – С.50-52.
6) СНИП 2.08.02-89 «Общественные здания и сооружения». URL: http://docs.cntd.ru/document/5200165