Основные требования, предъявляемые к зданиям

Основные требования, предъявляемые к зданиям

Основные требования, которым должно отвечать любое здание, следующие:

1.Функциональная целесообразность– здание должно быть удобно для того процесса, для которого оно предназначено.

2. Техническая целесообразность – здание должно надежно защищать людей от вредных воздействий, быть прочным (выдерживать внешние воздействия машин, людей) и долговечным (не терять своих качеств во времени).

3. Архитектурно-художественная выразительность – здание должно благоприятно воздействовать на психологическое состояние и сознание людей.

4. Экономическая целесообразность– получение максимума полезной площади при минимальных затратах труда, средств и времени на постройку здания. Кроме того, требования экономичности должны распространяться и на эксплуатационные расходы в течение всего срока использования здания. Например, считается, что на ремонт ограждающих конструкций современных зданий и на поддержание их в надлежащем техническом состоянии в течение всего срока службы расходуется средств в четыре раза больше стоимости самих конструкций.

Отдельные задачи, вытекающие из этих требований, не могут решаться самостоятельно, в отрыве друг от друга. Поэтому проект должен быть результатом согласованного, взаимоувязанного решения с учётом всех требований, обеспечивающих полноценное использование здания по назначению, технические и эстетические качества и экономичность при строительстве и эксплуатации.

Рассмотрим некоторые теоретические предпосылки, положенные в основу перечисленных выше требований.

Здания образуют материально-организованную среду для осуществления людьми различных социальных процессов труда, быта и отдыха. Очевидно, что помещения здания должны возможно полнее отвечать тем процессам, на которые данное помещение рассчитано. Следовательно, основным в здании или помещении является его функциональное назначение, функциональная целесообразность, т. е. удовлетворение определенных функций общественной и личной жизнедеятельности людей.

Осуществление той или иной функции всегда сопровождается осуществлением какой-либо другой функции, имеющей подсобный характер. Например, учебные занятия в аудитории представляют главную функцию этого помещения, движение же людей при заполнении аудитории и после окончания занятий – подсобную. Следовательно, можно различатьглавные и подсобные функции.

Главная функция для конкретного помещения в другом помещении может быть подсобной, и наоборот. Часто трудно четко различить главную и подсобную функции (например, зрелищные процессы от учебных занятий в кинофицированной или демонстрационной аудитории). Однако при проектировании необходимо обеспечить элементарные удобства для выполнения и подсобной функции.

Соответственно главному функциональному назначению основной массы помещений формируются здания данного назначения. Так, учебные здания состоят главным образом из учебных помещений (аудиторий, лабораторий и т.п.), вкоторых осуществляется основная функция, присущая этому зданию. Но кроме главной функции в учебном здании осуществляются подсобные функции: питание, общественные собрания, руководство, управление и т. п. Для них предусматриваются специальные помещения: столовые и буфеты, залы собраний (актовые залы), административные помещения и пр. При этом перечисленные подсобные функции будут для этих помещений главными.

Все помещения в здании, отвечающие главному и подсобному функциональному назначению, связываются между собой большой группой помещений, основное функциональное назначение которых – движение людей (коридоры, лестницы, кулуары, фойе, вестибюли и т.п.). Эти помещения могут быть названы коммуникационными. Они имеют также большое значение при эвакуации людей из зданий при возникновении аварийных условий (пожара, землетрясения и т. п.). Поэтому размеры таких помещений должны быть выбраны обоснованно исходя из обеспечения необходимых удобств в нормальных условиях и безопасности людей в аварийных условиях. Коммуникационные помещения занимают около 30% всей площади здания. Таким образом, правильное (без излишних запасов) их проектирование может дать определенный экономический эффект.

Помещение – основной структурный элемент или часть здания. Соответствие помещения той или другой функции достигается только тогда, когда в нем создаются оптимальные условия для человека, т.е. среда, отвечающая выполняемой им в помещении функции.

Качество среды зависит от ряда факторов. К ним можно отнести:

пространство,необходимое для деятельности человека, размещения оборудования и перемещения людей;

состояние воздушной среды (микроклимат) – запас воздуха для дыхания с оптимальными параметрами температуры, влажности и скорости его движения, соответствующими нормальному для осуществления данной функции тепло- и влагообмену человеческого организма. Состояние воздушной среды характеризуется также степенью чистоты воздуха, т. е. количеством содержания вредных для человека примесей (газов, пыли);

звуковой режим – условия слышимости в помещении (речи, музыки, сигналов), соответствующие его функциональному назначению, и защита от мешающих звуков (шума), возникающих как в самом помещении, так и проникающих извне, и оказывающих вредное влияние на организм и психику человека. Со звуковым режимом связана акустика – наука о звуке; архитектурная акустика– наука о распространении звука в помещении; и строительная акустика – наука, изучающая механизм прохождения звука через конструкции;

световой режим – условия работы органов зрения, соответствующие функциональному назначению помещения, определяемые степенью освещенности помещения. Со световым режимом тесно связаны проблемы цвета; цветовые характеристики среды оказывают влияние не только на органы зрения, но и на нервную систему человека;

инсоляция – условия прямого влияния солнечного освещения. Санитарно-гигиеническое значение непосредственного солнечного облучения исключительно велико. Солнечные лучи убивают большинство болезнетворных бактерий, оказывают общеоздоровительное и психофизическое воздействие на человека. Эффективность влияния солнечного освещения на здания и окружающую территорию определяется продолжительностью их прямого облучения, т.е. которая в городской застройке регламентируется Санитарными нормами (СН).

видимость и зрительное восприятие – условия для работы людей, связанные с необходимостью видеть плоские или объемные объекты в помещении, например в аудитории - записи на доске или демонстрацию действия прибора; условия видимости тесно связаны со световым режимом.

Большинство перечисленных факторов влияет на выбор размеров помещений и их конструкций. Например, состояние воздушной среды зависит от теплотехнических качеств наружных ограждений помещения, через которые происходят потери тепла в холодное время года, воздухо- и влагообмена за счет их известной воздухопроницаемости и влагопроницаемости.

На общий шумовой фон внутри помещения влияют звукоизоляционные качества как наружных, так и внутренних ограждающих конструкций. Также акустический режим в помещении зависит от его формы, размеров и звукопоглощающих характеристик поверхностей ограждающих конструкций. Световой режим определяется размерами окон (световых проемов в наружных стенах), высотой и глубиной помещения, т.е. расстоянием от окна до противоположной стены.

Наконец, беспрепятственная видимость зависит от удаления наблюдателя от объекта, угла зрения, под которым виден объект, профиля пола, подъем которого позволяет смотреть выше головы впереди сидящего зрителя, т. е. беспрепятственная видимость влияет на длину, ширину и высоту помещения.

В связи с развитием науки и техники ряд факторов теряет свое значение при выборе размеров помещений. Например, требуемое состояние воздушной среды может быть достигнуто не только за счет объема помещения (запаса воздуха), но и путем применения систем вентиляции и кондиционирования воздуха. В этих системах нагнетаемый в помещение воздух приготавливается по заранее заданным параметрам (температура, влажность и др.)

Естественное освещение в ряде случаев заменяется искусственным с применением люминесцентных источников света, обеспечивающих требуемую освещенность и необходимый по санитарно-гигиеническим условиям состав света; системы электроакустики обеспечивают хорошую слышимость вне зависимости от размеров и формы помещений.

Таким образом, чтобы правильно запроектировать помещение, создать в нем оптимальную среду для человека в соответствии с выполняемыми им функциями, необходимо соблюдать 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, которые должны находиться в полном соответствии с законами механики, физики и химии. Для того чтобы правильно запроектировать несущие и ограждающие конструкции зданий, необходимо знать, каким силовым и несиловым воздействиям они подвергаются.

1)Силовые воздействия – это различные виды нагрузок, действующие на здание:

а)постоянные нагрузки – это собственный вес всех конструкций здания, а также давление грунта на подземные части здания;

б)временные длительные нагрузки – это вес стационарного оборудования и длительно хранящихся грузов;

в)кратковременные нагрузки – это вес подвижного оборудования (краны, подъемники), вес снега, людей, мебели, ветровые воздействия;

г)особые нагрузки – это сейсмические колебания, и нагрузки, возникающие при авариях технологического оборудования.

Основные требования, предъявляемые к зданиям

По этой ссылке вы найдёте полный курс лекций по математике:

Решение задач по математике

2) Несиловые воздействия – это воздействия на здание со стороны окружающей среды:

а)температурные воздействия вызывают изменение геометрических размеров конструкций здания, а также влияют на температурный режим помещений;

б)воздействия атмосферной и грунтовой влаги отрицательно влияют на строительные материалы, из которых выполнены конструкции зданий;

в)воздействие солнечной радиации отрицательно влияет на поверхностные слои конструкций здания, а также вызывает изменение теплового и светового режима в помещениях;

г)воздействия агрессивных химических примесей, содержащихся в воздухе и грунтовой влаге приводят к постепенному разрушению конструкций здания (коррозия);

д)биологические воздействия, вызываемые микроорганизмами или насекомыми приводят к постепенному разрушению конструкций из органических материалов;

е)воздействия шума и вибрации от внешних и внутренних источников вызывают нарушение акустического режима в помещениях здания, а при большой интенсивности могут привести к разрушению его конструкций.

На рис. 1.2 показаны силовые и несиловые воздействия, действующие на здание.

К зданию и его конструкциям предъявляется комплекс технических требований:

1) Прочность– способность воспринимать внешние воздействия без разрушения и существенных остаточных деформаций.

2)Устойчивость – способность сохранять равновесие при внешних воздействиях, зависящая от целесообразного размещения элементов конструкций в соответствии величиной и направлением нагрузок и от прочности их сопряжений.

3)Долговечность - прочность, устойчивость и сохранность здания и его элементов во времени. Она зависит от следующих параметров:

ползучестиматериалов, т.е. от процесса малых непрерывных деформаций, протекающих в материалах в условиях длительного воздействия нагрузок;

морозостойкостиматериалов, т.е. от способности влажного материала противостоять многократному попеременному замораживанию и оттаиванию;

влагостойкостиматериалов, т.е. их способности противостоять разрушающему действию влаги (размягчению, набуханию, короблению, расслоению, и т.д.);

коррозионной стойкости, т.е. от способности материала сопротивляться разрушению, вызываемому химическими и электрохимическими процессами;

биостойкости, т.е. от способности органических строительных материалов противостоять действию насекомых и микроорганизмов.

Вопросы прочности и устойчивости здания и его отдельных конструкций рассматриваются в специальных учебных курсах металлических, железобетонных и деревянных конструкций, оснований и фундаментов.

Важные функциональные и технические требования для зданий и сооружений регламентируются номами СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений».

Возможно вам будут полезны данные страницы:

Определение молекулярных масс газов и паров
Преобразование Фурье. Интеграл Фурье. Комплексная форма интеграла
Конструкции наружных стен гражданских и промышленных зданий
Признак Даламбера. Признак Коши. Критерий Коши сходимости ряда

По огнестойкости здания подразделяются на четыре степени: I – IV. Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его строительных конструкций.

Показателем огнестойкости является предел огнестойкости конструкции, пожарную опасность конструкции характеризует класс ее пожарной опасности. Предел огнестойкости строительных конструкций (REI) устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструк­ции, признаков предельных состояний:

- потери несущей способности (R);

- потери целостности (Е);

- потери теплоизолирующей способности (I).

Предел огнестойкости строительных конструкций

устанавливают по результатам экспериментальных исследований. Требуемая степень огнестойкости зданий устанавливается на стадии проектирования по пределам огнестойкости основных конструктивных элементов здания: колонн, внутренних и наружных стен, междуэтажных перекрытий, конструкций покрытия, лестничных клеток и т.п.

По конструктивной пожарной опасности здания подразделяют на 4 класса (С0, С1, С2 и С3). Класс конструктивной пожарной опасности здания определяется классами пожарной опасности строительных конструкций и элементов, применяемых в здании (стен, междуэтажных перекрытий, колонн, ригелей, ферм и т.п.). По пожарной опасности строительные конструкции и элементы подразделяются на четыре класса:

- К0 (непожароопасные);

- К1 (малопожароопасные);

- К2 (умереннопожароопасные);

- К3 (пожароопасные).

По функциональной пожарной опасности здания подразделяют на 3 группы в зависимости от способа их использования и меры безопасности людей в них в случае возникновения пожара. К первойгруппе относятся производственные здания и сооружения, лаборатории, мастерские. Во вторую группу входят складские здания и сооружения, стоянки автомобилей, книгохранилища, архивы. В третью – сельскохозяйственные здания и сооружения и т.п.

По взрывопожарной и пожарной опасности здания и помещения подразделяют на категории А, Б, В1 – В4, Г и Д. Категорию взрывопожарной и пожарной опасности определяют характеристики веществ и материалов, находящиеся в данном здании или помещении.

Строительные материалы, из которых изготавливаются конструкции и изделия, характеризуются своей пожарной опасностью. Пожарная опасность строительных материа­лов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью.

Строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы:

- Г1 (слабогорючие);

- Г2 (умеренногорючие);

- ГЗ (нормальногорючие);

- Г4 (сильногорючие).

Горючесть и группы строительных материалов по горючести, а также по воспламеняемости, по распространению пламени на поверхности, по дымообразующей способности и токсичности устанавливают в соответствии с ГОСТ.

Для предупреждения распространения огня по зданию, если оно имеет небольшую степень огнестойкости, устраиваются противопожарные стенки (брандмауэры) или противопожарные зоны, выполненные из конструкций, имеющих высокий предел огнестойкости.

При возникновении пожара в здании люди должны его быстро покинуть. Такой процесс движения людей называется аварийной или вынужденной эвакуацией, в отличие от движения людей в обычных условиях. Время, в течение которого вынужденная эвакуация должна быть завершена, называется временем эвакуации. Для зданий с большим количеством находящихся в них людей максимальное время эвакуации устанавливается соответствующими строительными нормами и правилами в зависимости от степени огнестойкости здания, категории взрывопожарной и пожарной опасности и группы функциональной пожарной опасности технологического или функционального процесса.

К группе технических требований относится также благоустройство зданий: обеспечение отоплением, вентиляцией, газоснабжением, холодным и горячим водоснабжением, канализацией, освещением, лифтами, бытовым инженерным оборудованием (газовыми или электроплитами, санитарно-техническими приборами и т.п.); к этому же понятию относится также качество отделки элементов зданий. Благоустройство создает большие удобства для осуществления того или иного функционального или технологического процесса, например, повышает комфортность жилища, улучшает условия труда на производстве и т.д.

Помимо функциональных и технических (конструктивных) требований в формировании материальной среды, которую представляет собой здание, всегда неизбежно присутствует духовный элемент, выражающийся в эстетической или архитектурно-художественной выразительности отдельного здания или комплекса зданий.

Для придания архитектурному произведению эстетических качеств необходимо, чтобы оно было удобным в функциональном смысле и совершенным в техническом отношении. При этом необходимое в архитектурном произведении должно выступать как должное и, следовательно, красивое. Так, например, множество окон в жилом доме необходимо, и только при множестве окон жилой дом будет восприниматься как жилой. Поэтому окна определенных размеров, расположенные на плоскости стены в определенном гармоничном порядке, являясь обязательным, необходимым элементом здания, выступают одновременно как элемент, придающий ему определенные эстетические качества.

Также при решении эстетической задачи должна соблюдаться определенная разумная мера, отвечающая характеру данного здания. Очевидно, не будет разумным обогащение здания утилитарного назначения, например склада, различными элементами архитектурной композиции в ущерб функциональной, технической и экономической логике сооружения.

Эстетические качества здания или комплекса зданий могут быть подняты до уровня архитектурно-художественного образа, т.е. уровня искусства, отражающего средствами архитектуры определенную идею, активно воздействующую на сознание людей (например, известные архитектурные ансамбли Петербурга начала XIX столетия, ярко выражающие триумф победы в Отечественной войне 1812 г.).

Однако не каждое здание или комплекс зданий в своих эстетических качествах должны подниматься до уровня художественного образа. Обычно такие задачи ставятся перед зданиями или комплексами, имеющими большое общественное или градостроительное значение.

Экономическая целесообразность – одно из важнейших требований к зданиям. Для выбора экономически целесообразных решений установлено деление здания по капитальности на четыре класса, о чем было уже упомянуто выше.

При решении функциональных задач на стадии проектирования, т.е. при определении размеров, формы, количества помещений, типа здания в целом и уровня его благоустройства, следует исходить из требований СНиП, а также потребностей заказчика, указываемых в задании на проектирование.

Экономическая целесообразность в решении технических задач предполагает необходимую прочность и устойчивость здания в соответствии его с назначением и установленным сроком службы. Развитие современных методов расчета строительных конструкций направлено как на обеспечение необходимой прочности и устойчивости, так и на устранение излишних запасов, т.е. на получение наиболее выгодного решения.

Экономическая целесообразность в решении архитектурно-художественных задач достигается, прежде всего, грамотным использованием принципов и средств, придающих зданию эстетические качества.

Объёмно-планировочная структура и форма здания обуславливается, прежде всего, материальными требованиями тех социальных процессов (труда, быта, культуры, отдыха и др.), для которых данное здание предназначается, т.е. функциональными и техническими требованиями. Но каждый социальный процесс, поскольку он связан с сознательной деятельностью человека, затрагивает сферу его не только материальных, но и духовных интересов. Следовательно, в формировании материально-организованной среды, которую представляют собой здания, всегда неизбежно присутствует духовный элемент, выражающийся в эстетических или, как говорят, в архитектурно-художественных качествах отдельного здания или комплекса.