архитектура

Проектирование
Автор Большая стройка.ru
При проектировании здания приходится решать ряд различных взаимосвязанных задач с тем, чтобы здание оказалось удобным, прочным, красивым, удовлетворяло требованиям гигиены и санитарии, могло быть построено быстро и дешево. Все эти задачи должны быть решены комплексно с одновременной разработкой генерального плана участка, планов здания, его разрезов и фасада. Основой планировочного решения здания является его функциональное назначение, связанное с теми или иными видами деятельности человека. При проектировании плана здания прежде всего необходимо установить форму, размеры и состав отдельных помещений. Последовательность функциональных процессов, протекающих в здании и обусловливающих схему передвижения в нем людей, определяет порядок размещения отдельных помещений. Связь между помещениями должна обеспечивать кратчайшие пути сообщения внутри здания и простоту ориентировки. В процессе проектирования внутреннего пространства здания необходимо обеспечить соответствие всех площадей и высот помещений действительной потребности, пользуясь нормами проектирования. План здания должен проектироваться во взаимосвязи с принятой в проекте конструктивной схемой здания. Сборное индустриальное строительство основано на применении типовых конструкций, деталей и изделий, рассчитанных не на индивидуальное, а на массовое серийное их производство специализированными предприятиями. Типовыми называются конструкции, имеющие наиболее рациональное решение, утвержденное в установленном порядке и предназначенное для многократного применения. Количество типов и размеров строительных элементов должно быть ограничено, так как это влечет за собой упрощение их изготовления и удешевление строительства. При проектировании унифицируются не только основные геометрические размеры конструкций и деталей, но и основные их свойства, например несущая способность для несущих конструкций, тепло- и звукоизоляционные свойства ограждений. Унификация конструкций и деталей должна обеспечивать их взаимозаменяемость и универсальность. Под взаимозаменяемостью понимают возможность замены данного изделия другим без изменения объемно-планировочных параметров здания. Например, взаимозаменяемы плиты перекрытий шириной 1600 и 800 мм, так как вместо одной широкой плиты можно уложить две узких. Взаимозаменяемость изделий может быть не только по размерам, но и по материалу и конструктивному решению тех или иных изделий или конструкций. Универсальность конструкций и деталей позволяет применять один и тот же типоразмер для зданий различных видов с различными конструктивными схемами. Типовые детали и конструкции, получившие широкое распространение в строительстве, стандартизируют, после чего они становятся обязательными как для заводского изготовления, так и для применения в проектировании. Принятие в проектах единого или ограниченного числа размеров пролета, шага, высоты этажей и других параметров обусловливает возможность применения ограниченного числа типоразмеров унифицированных конструкций. Таким образом, унификация конструктивных схем зданий и их объемно-планировочных параметров является важнейшей предпосылкой унификации конструкций. Внедрение принципов сборности в строительстве, а также принципов типизации и унификации требует установления определенной системы проектирования зданий и назначения размеров их объемно-планировочных и конструктивных элементов. Эта система проектирования должна предусматривать согласование размеров здания с размерами выпускаемых промышленностью материалов изделий и деталей. Такое согласование возможно лишь в том случае, если эти размеры не случайны, а подчинены определенной системе. Основой такой системы является принцип кратности всех проектных размеров какой-либо определенной величине, которая называется модулем. При   проектировании  по  модульной системе различают три категории размеров: номинальные, конструктивные и натурные.  Номинальными называются размеры между   разбивочными   осями   зданий,    а   также между условными  гранями конструкции и изделии. Номинальные размеры должны   быть   кратны    модулю   100   мм. настила  перекрытия. Иногда номинальные    размеры в целях уменьшения количества типоразмеров элементов принимают кратными укрупненному модулю, в свою очередь кратному 100 мм (например, 200, 300, 400 мм и более). Конструктивными размерами называются проектные размеры объемно-планировочных и конструктивных элементов, строительных деталей и изделий, отличающихся от номинальных размеров на величину необходимых швов и зазоров между элементами, деталями и изделиями. Натурными размерами называются фактические размеры объемно-планировочных и конструктивных элементов строительных деталей и изделий, а также фактические расстояния между разбивочными осями; различие между конструктивными и натурными размерами не должно выходить за пределы допусков, устанавливаемых для каждого вида элементов, деталей и изделий. Процесс определения расположения конструктивного элемента, детали или встроенного оборудования в плане или разрезе здания по отношению к разбивочной оси называют привязкой. Привязка выражает расстояние от разбивочной оси до грани или оси элемента. При проектировании зданий с несущими стенами руководствуются следующими правилами привязки:     а) в наружных несущих стенах внутреннюю грань размещают на расстоянии от разбивочной оси, равном половине номинальной толщины внутренней несущей стены или кратном модулю или половине модуля; допускается также совмещать внутреннюю грань стены с модульной разбивочной осью, если это не приводит к увеличению количества типоразмеров плит перекрытий;      б) во внутренних стенах геометрическую ось совмещают с разбивочной осью;  отступление от этого правила допускается для стен, лестничных клеток и стен с вентиляционными каналами для возможности применения унифицированных элементов лестниц и перекрытий;      в) в наружных самонесущих и ненесущих (навесных) стенах внутреннюю их грань совмещают с модульной разбивочной осью. В каркасных зданиях колонны средних рядов следует располагать так, чтобы геометрический центр их сечения совмещался с пересечением модульных разбивочных осей. При размещении крайних рядов колонн по отношению к разбивочной оси, идущей вдоль крайнего ряда, наружную грань колонны следует совмещать с разбивочной осью (краевая или нулевая привязка), если ригель перекрывает все сечение колонны или если это целесообразно по условиям раскладки элементов перекрытий или покрытий. Если же ригели опираются на консоли колонн или панели перекрытий — на консоли ригелей, то внутреннюю грань колонн размещают от разбивочной оси на расстоянии, равном половине толщины внутренней колонны. При размещении колонн крайнего ряда торцовых стен возможны как осевая, так и краевая (нулевая) привязка в зависимости от особенностей конструктивных узлов. Основными документами для проектирования зданий из унифицированных конструкций и изготовления этих конструкций на заводах являются каталоги. В их состав включаются номенклатура и рабочие чертежи индустриальных строительных изделий. На чертежах номенклатуры, например, железобетонных изделий дают: общий вид изделия, его марку, габариты, вес, расход материалов, вид армирования, марку бетона и другие показатели, а также указывают номера альбомов и листов рабочих чертежей данного изделия. Строительство зданий может осуществляться по индивидуальным или типовым проектам. Индивидуальным называют проект, предназначенный для возведения только одного определенного здания. Типовым называется проект, утвержденный в установленном порядке, предназначенный для повторного использования, наиболее совершенный в отношении планировочного и архитектурно-конструктивного решения, а также в наибольшей степени удовлетворяющий требованиям экономичности. Особенностью типового проекта является выполнение его без ориентировки на определенное место строительства. Поэтому каждый типовой проект должен быть в дальнейшем приспособлен (привязан) к конкретному участку (рельефу, соседним зданиям и т. п.). Цель разработки типовых проектов — удешевление проектирования и повышения его качества. Кроме того, применение типовых проектов способствует внедрению в строительство унифицированных конструкций и деталей. Исходным документом для проектирования какого-либо здания является задание на проектирование, которое проектная организация получает от заказчика. В этом задании указываются место расположения объекта и главнейшие требования, которые должны быть положены в основу проекта, сроки строительства, его очередность и количество стадий проектирования. На основании задания на проектирование проектная организация ведет проектирование зданий в две стадии — технический проект и рабочие чертежи или в одну стадию — техно-рабочий проект (технический проект, совмещенный с рабочими чертежами). Технический проект предназначен для рассмотрения и оценки решений: архитектурно-планировочных, конструктивных, инженерного оборудования и в необходимых случаях технологической части проекта, вопросов изготовления индустриальных строительных изделий и организации строительства, сметной стоимости строительства и основных технико-экономических показателей с целью определения возможности и целесообразности строительства запроектированного объекта и принятия решения об утверждении проекта. При разработке рабочих чертежей производят уточнение и детализацию предусмотренных техническим проектом решений в той степени, в которой это необходимо для производства строительно-монтажных работ. Техно-рабочие проекты разрабатывают для объектов, строительство которых намечается осуществлять по типовым и повторно применяемым экономичным индивидуальным проектам, а также для технически несложных объектов. Основными принципами, которые положены в основу архитектурно-конструктивного проектирования в современных условиях индустриального строительства, являются:      а) укрупнение сборных элементов и повышение степени их заводской готовности;      б) снижение веса конструктивных элементов здания;      в) взаимоувязка размеров и веса конструктивных элементов и деталей с помощью транспортных и монтажных механизмов;      г) повышение технологичности конструкций и деталей, т. е. создание   таких  элементов,  которые  позволяют  организовать  их   заводское производство наиболее просто, экономично с широким применением механизации и автоматизации;      д) унификация объемно-планировочных решений зданий, а также конструкций, деталей и изделий;      е) соответствие планировочного, конструктивного и архитектурно-художественного решения назначению здания и технико-экономическим требованиям;      ж) учет условий заводского  изготовления,   монтажа   и  транспорта сборных конструкций и их деталей;      з) снижение стоимости и трудоемкости возведения зданий. Чтобы судить о качестве и целесообразности применения той или иной конструкции, необходимо всесторонне проанализировать ее положительные и отрицательные качества в данных конкретных условиях. Анализ, при котором конструктивное решение оценивается как с точки зрения технической целесообразности, так и с точки зрения экономики, называется технико-экономической оценкой. Основными критериями такой оценки являются так называемые технико-экономические показатели, например стоимость 1 м2, 1 м3 или 1 пог. м конструкции, трудоемкость, расход строительных материалов, вес конструкции и др.

Архитектурно - строительные решения промышленных предприятий, зданий и сооружений
15.03.2006

В 1961 г. был создан ЦНИИпромзданий, основной задачей которого являлось проведение технической политики в области промышленного строительства на основе комплексной разработки современных архитектурно-строительных решений предприятий, зданий и сооружений различных отраслей промышленности.

Бурный рост промышленного строительства в СССР до 1985 г. обеспечивался передовой научной и нормативной базой, созданной в результате многолетних комплексных научно-исследовательских и проектно-экспериментальных работ, которые выполнялись под руководством ЦНИИпромзданий ведущими научными и проектными институтами страны.

Эти научные исследования позволили сформулировать общие принципы формирования рациональных архитектурно-строительных решений промышленных предприятий, создать новые типы зданий для основных отраслей народного хозяйства. Кроме того, были разработаны типовые несущие и ограждающие конструкции, а также рациональные инженерные системы, обеспечивающие необходимое качество внутренней среды предприятий и очистку воздуха от вредных выбросов.

По проектам института и при его участии были построены крупные промышленные комплексы в Тобольске, Геленджике, Усть-Илимске и предприятия различных отраслей промышленности в городах страны. За разработку и внедрение системы архитектурно-строительной унификации ряд сотрудников института были награждены государственной премией.

При проектировании промышленных объектов необходимо учитывать, что в отличие от объектов гражданского строительства им присущи следующие особенности:

• концентрация промышленных предприятии на больших территориях (формирование промузов, промкомзон и др.);

• большая номенклатура отраслей промышленности со значительным числом разновидностей технологических процессов;

• выделение промышленными предприятиями вредных веществ, опасных для природы и человека;

•  специфические виды транспорта;

• насыщенность территории инженерными сетями, наличие инженерных сооружений и открытого инженерного оборудования;

• постоянные изменения технологии, которые обусловливают необходимость в техническом переоснащении и реконструкции предприятий;

• обязательное применение на ряду со строительными нормами норм технологического проектирования;

• использование специфических средств архитектурной выразительности при формировании облика промышленной застройки.

Архитектурно-строительные принципы формирования промышленных объектов, разработанные ранее, и в настоящее время являются фундаментальной основой проектирования и реконструкции промышленных зданий, сооружений и их комплексов.

В настоящее время после долгого периода резкого сокращения объемов капитального строительства наметилась тенденция роста промышленного строительства.

Так, в 2004—2005 гг. разработаны и утверждены правительством основные направления развития машиностроения в качестве основы промышленной политики. Две долгосрочные программы по преобразованию автомобиле- и авиастроения получат частичное государственное инвестирование. Основой промышленной политики в Москве становится создание территориально-отраслевых образований (кластеров) для формирования выводимых из центра города промышленных предприятий 11 отраслей промышленности, консолидированный доход от деятельности которых составил 22,3 % всего дохода города в 2004 г. Программой на 2007—2009 гг. предусматривается обеспечение роста промышленного потенциала благодаря повышению конкурентоспособности промышленной продукции, интеграции промышленности, инновационной активности предприятий города.

В Московской обл. промышленное строительство осуществляется за счет частных инвесторов, при этом проводится, как правило, реконструкция предприятий с заменой отечественных технологических линий зарубежными. В области наибольшее развитие получили объекты стройиндустрии по выпуску стеновых материалов, стекла, гидро - и теплоизоляционных материалов, предприятия легкой промышленности.

Опыт формирования промышленности в крупных мегаполисах (Нью-Йорк, Париж, Лондон, Токио) показал, что там созданы агломерации, в которых обычно присутствуют лишь несколько отраслей промышленности (машиностроение, как правило, точное и особо точное производство, химия, легкая и пищевая промышленность).

Москва и Подмосковье в будущем также должны стать промышленной агломерацией.

Преобразования российской промышленности, прежде всего, связаны с необходимостью достижения конкурентоспособности отечественной продукции в условиях мировой интеграции экономики. В этой связи промышленное строительство предлагается развивать по следующим основным направлениям.

Первое направление — реконструкция предприятий и зданий на основе совершенствования архитектурно-строительных и инженерно-технических решений ранее построенных промышленных предприятий, работающих в убыток и подвергшихся физическому или моральному износу. При этом особую актуальность приобретает проблема сохранения сложившейся застройки исторических городов с наличием в них производственных объектов, многие из которых могут быть отнесены к памятникам архитектуры.

В исторической и во вновь создаваемой градостроительной среде результатом реконструкции промышленного объекта должно быть:

• улучшение экологической обстановки на промышленном объекте и прилегающих к нему территориях, экономное расходование природных ресурсов, включая землю, проведение архитектурно - строительных мероприятий, снижающих воздействие антропогенных факторов на окружающую среду, а в отдельных случаях и перебазирование предприятия или его части;

• совершенствование функциональных и эксплуатационных качеств производственного объекта, увеличение его мощностей в результате создания дополнительных пространств для размещения модернизируемого оборудования, внешнего и внутреннего транспорта путем разуплотнения застройки, санация и противопожарная защита территорий.

Второе направление — формирование промышленных предприятий и зданий наукоемких отраслей на базе инновационных центров (технопарки, технополисы и др.), позволяющих достичь технического прогресса и конкурентоспособности отечественной продукции.

Обширная область производства, связанная с интенсивной научной деятельностью и высокими технологиями, — отрасли точного машиностроения и приборостроения: радиопромышленность, промышленность средств связи, электронная промышленность, приборостроение и др. Они являются теми направлениями промышленности, без изделий которых не может обходиться на современном этапе ни одна другая отрасль. От совершенствования их производства зависит не только экономическое положение государства, но и его безопасность. С высокими технологиями связаны также производства фармацевтической промышленности, медицины, микробиологии и других отраслей.Объекты производственного назначения, претендующие на размещение в инновационных центрах, должны быть экологически совместимы и занимать минимальную площадь территории. Отсюда — размещение промышленных предприятий в компактных многоэтажных зданиях. Здания должны иметь гибкие архитектурно-строительные и инженерно-технические решения, позволяющие многократно изменять технологии, зависящие от технического прогресса и колебаний рыночной конъюнктуры. Объемно-планировочные решения зданий новых типов должны быть энергосберегающими для сокращения эксплуатационных расходов.

Третье направление — формирование предприятий малой и средней мощности, ориентированных на внутренний рынок (металлообработка, легкая и пищевая промышленность, автосервис, переработка сельхозпродукции, бытовые услуги и т. д.).

В современных условиях создание и развитие сектора малого и среднего предпринимательства становится основой социального развития общества и перехода хозяйства страны к современной рыночной экономике. Институт создал концепцию проектирования и строительства предприятий малой и средней мощности, которая стала основой при разработке таких предприятий в проектных и строительных организациях. Был составлен каталог таких предприятий со сведениями об оборудовании и технологических процессах.

Для интегрированного размещения производств малых предприятий при строительстве на реконструируемой заводской площадке могут быть использованы разработанные институтом многофункциональные здания нового типа (технические отели), предусматривающие возможность размещения в одном здании нескольких малых предприятий.

Четвертое направление — формирование предприятий перерабатывающих производств сырье добывающих отраслей промышленности с использованием ресурсосберегающих и безотходных технологий.

При проектировании таких предприятий в первую очередь должен быть использован комплектно-блочный метод сооружения технологической части и инженерно-технических систем из комплекта блоков высокой заводской готовности, включающих агрегированное технологическое оборудование и опорные конструкции, с максимальным переносом строительно-монтажных работ со строительной площадки в сферу промышленного производства предприятий-поставщиков.

В рамках федеральной целевой программы "Национальная технологическая база" по заданию Госстроя РФ в 2002-2005 гг. под руководством ЦНИИпромзданий разрабатывалась концепция формирования новых типов энергосберегающих производственных, жилых и общественных зданий.

Концепция определила решение проблемы энергосбережения в зданиях как совокупность энергосберегающих объемно-планировочных и конструктивных решений в сочетании с энергоэффективными решениями инженерного обеспечения при максимальном использовании естественных освещения и вентиляции и оптимальном стоимостном балансе затрат на теплозащиту здания и на эксплуатацию инженерных систем.

Новые типы энергоэффективных производственных зданий включают:

• компактные многоуровневые здания для размещения высокоавтоматизированного производства с центральным расположением инженерных служб и объемно-планировочным решением типа "вертикальная спираль", обеспечивающим мобильность внутреннего пространства;

• здания с центральным размещением стеллажного автоматизированного склада и инженерных служб, имеющие пандусную консольную галерею по периметру здания. Конструктивная схема — стальной каркас с опиранием на ядро жесткости. Решение использовано при проектировании корпуса электромашинного производства завода МЭМРЗ;

• многоэтажные здания для фармацевтической промышленности готовых лекарственных форм с центральным расположением инженерно-технических служб и выносом из объема здания складов готовой продукции;

• одноэтажные универсальные круглые здания с пространственными тонкостенными железобетонными или стержневыми металлическими конструкциями покрытий и светопрозрачным куполом. Энергосберегающие решения в таких зданиях обеспечиваются за счет минимальной площади ограждающих конструкций при оптимальной форме объема, центрального расположения систем инженерного обеспечения, "буферных" теплозащитных коридоров по периметру здания, высоких теплозащитных и солнцезащитных характеристик купола.

Проведенные исследования показали, что совершенствование объемно-планировочных решений — это основа энергосберегающих мероприятий, обеспечивающих при эксплуатации экономное расходование всех видов ресурсов. В то же время экономическая эффективность мероприятий по совершенствованию конструкций и инженерных систем зависит от региона строительства, сложившихся в нем фактических цен на тепловую энергию, материалов и изделий.

КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ

Воздействия	Качество производственной среды	Меры по обеспечению безопасности среды
Природные Сейсмические воздействия Оползни, провалы и просадки грунтов Вечная мерзлота Климатические воздействия (солнечная радиация, влажность воздуха, атмосферное давление, ветер, осадки) Техногенные Аварийные взрывы Пожары Химические, биологические и радиационные воздействия Террористические акты	Безопасность Комфортный микроклимат Высокие эстетические качества Доступность мест труда Разделение людских и транспортных потоков Экологичность материалов и конструкций Развитая система озеленения и благоустройства	Рациональный выбор места строительства (рельеф, геология, гидрогеология, отсутствие радиации, газа радона и пр.) Выполнение противопожарных и противовзрывных требований Защита от шума, вибрации, электромагнитных полей Автономное энергоснабжение Надежность и безопасность конструктивных систем Надежность и безопасность и нженерно-технческого обеспечения Локализация производственных вредностей в местах их возникновения (местные отсосы, газо- и пылеочистка и пр.) Защита от химических, биологических и радиационных воздействий Повышение качества архитектурно- художественных решений

Для выпуска конкурентоспособной на мировом уровне продукции необходимо создание полноценной социально ориентированной производственной среды на основе комплексного повышения ее качества и безопасности. Для этого при проектировании промышленных зданий и сооружений проводится анализ всех факторов производственной среды, влияющих на здоровье и жизнь человека и сохранность природы (см. схему).

Основными направлениями обеспечения качества и безопасности среды промышленных предприятий и зданий являются: комфортные условия труда, эстетичность производства, безопасность на территории предприятий и внутри зданий.

При проектировании промышленных предприятий и зданий для достижения необходимого уровня качества и безопасности следует соблюдать следующие принципы их формирования:

• достижение пространственного единства производственной и ландшафтной территории и увязка ее с городским зонированием;

• обеспечение требований экологии, энерго - и ресурсосбережение, в том числе экономия земли;

• применение безотходных и малоотходных технологий;

• защита от шума, вибрации, электромагнитных полей;

• безопасность конструктивных систем и материалов зданий;

•  

• надежность инженерно-технического обеспечения;

• выполнение противопожарных и противовзрывных требований;

• разделение транспортных и людских потоков;

• организация комфортного микроклимата с помощью инновационных средств инженерно – технического обеспечения как разумного дополнения к естественной организации микроклимата.

В целом создание качественной и безопасной среды становится главной задачей архитекторов и инженеров при формировании современных предприятий, зданий и сооружений.

Современной проблемой проектирования объектов строительства стало резкое уменьшение количества опытных архитекторов и инженеров, способных выполнять сложные проекты. В результате этого возрастает риск аварий, к которым могут привести ошибки проектировщиков. Наличие лицензий, как правило, не обеспечивает высокого качества проектов. Повышению качества проектирования способствует система менеджмента качества (СМК) по ИСО 9001—2000. Институт получил в 2004 г. российский и международный сертификаты СМК на проектную деятельность. На высоком уровне и в короткие сроки выполняются проекты объектов промышленного и гражданского назначения, осуществляется подбор и повышение квалификации кадров, повышается персональная ответственность проектировщиков.

В последние годы строительство объектов гражданского и промышленного назначения осуществляется на территориях со сложными геологическими условиями, зачастую вблизи сложившейся застройки. Поэтому при проектировании зданий на таких территориях необходимо разрабатывать специальные мероприятия по укреплению оснований под фундаменты.

В настоящее время экспертные органы не рассматривают соответствие рабочей документации утвержденным проектам, что является одной из причин снижения качества и повышения стоимости строительства.

Целесообразно ввести в практику рассмотрение экспертными органами соответствия рабочей документации утвержденным проектам для строительства зданий с массовым посещением людей (торгово-развлекательные комплексы, спортивные объекты, крупные и ответственные предприятия и др.). Для таких объектов необходимы специальные технические условия строительства с повышенными расчетными показателями.

При проектировании промышленных предприятий важную роль играют нормы технологического проектирования, которые ранее разрабатывали технологические проектные организации. В настоящее время большинство этих организаций не работает, поэтому заказчиками технологических норм должны стать профессиональные объединения и союзы, а исполнителями — временные коллективы.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы:

• с целью совершенствования промышленного строительства необходимо разработать методику паспортизации объектов промышленности и создать региональные банки данных таких объектов с привязкой к земельному кадастру;

• целесообразна разработка концепции размещения промышленных предприятий в крупных городах, принципов и приемов их выноса из центров и размещения их на новых территориях;

• представляется актуальной разработка научных рекомендаций по архитектурной реконструкции существующих производственных зданий, оптимизации объемно-планировочных и конструктивных решений, созданию и внедрению новых систем инженерного обеспечения, обусловливающих минимизацию энергозатрат в процессе строительства и эксплуатации здании, с целью повышения безопасности и гуманизации среды промышленных предприятий;

• для проведения технической политики в промышленном строительстве необходимо создать бюро научных консультантов по отдельным отраслям промышленности для научного сопровождения на всех этапах инвестиционного процесса;

• при архитектурно – строительном проектировании объектов производственного назначения наряду с разработкой оптимальных условий выпуска конкурентоспособной продукции необходим комплексный подход к созданию качественной и безопасной среды на промышленных предприятиях и в зданиях.

Предлагается раздел "Охрана окружающей среды" в проектах дополнить требованиями качества и безопасности среды или ввести новый раздел "Качество и безопасность среды".

Автор:В.В. Гранёв, генеральный директор ОАО "ЦНИИпромзданий", д.т.н., проф. Источник: Строительная наука