Типы многоэтажных зданий со стальными конструкциями

В основе проекта любого здания лежат требования эксплуатации, расположения помещений, средств сообщения и инженерных сетей. Здания одинакового назначения, к которым предъявляются одинаковые требования, имеют однотипное решение с различными фермами планов и разрезов. В этой главе сделана попытка описания зданий различного назначения, которые часто выполняются из стальных конструкций. Требования потребителей и вмешательство органов надзора могут привести и к другим решениям.

Детские сады

Детские сады предназначены для пребывания в них в течение дня детей дошкольного возраста. Они должны иметь помещения для игр, отдыха, еды и санитарных нужд. В детских садах должно быть достаточное число наблюдающего за детьми персонала.

В соответствии с назначением к зданиям предъявляются следующие требования: небольшая высота — одно-двухэтажные с удобными лестницами, разнообразно расчлененным планом, с несколькими выходами на прилегающую территорию, многочисленными санитарными кабинами, смежными с дневными помещениями; надежность и высокое качество различного технического оборудования; высокая пожаробезопасность не только несущих, но прежде всего ограждающих конструкций и внутренних отделочных материалов и достаточное число запасных выходов.

В качестве несущего каркаса могут быть применены также легкие стальные конструкции. — Детский сад. Стальной каркас с сильно расчлененным планом. Западный Берлин, Мотцштрассе. Архитекторы: Хассенштайн, Братц.

Школы

Требования к строительству школьных зданий в современных условиях непрерывно изменяются. Несмотря на это, для школ различных типов (начальных, средних, общих и специальных) существуют одинаковые строительные требования. Школы имеют часто большое число учащихся (от 500 до 2000) различного возраста. В зданиях царит оживленное движение, в том числе больших групп детей. Поэтому требуются достаточные площади для передвижения и широкие лестницы. В связи с этим школы имеют ограниченное число этажей (1—4).

Для общих учебных занятий удобны помещения с изменяемой площадью; для группы в 20—30 учеников необходимо помещение размерами примерно 8,4Х8,4 м. Должно быть возможно разделение больших площадей для обособления маленьких групп и, наоборот, объединение отдельных помещений в крупные зоны.

Возрастает потребность в многочисленном оборудовании для уроков ручного труда и естественных предметов.

Требование свободной планировки помещений делает желательным применять в здании ограниченное число колонн и перекрытия больших пролетов.

При компактном плане установки для вентиляции или кондиционирования нуждаются в больших помещениях и крупных разводящих каналах в зоне перекрытий. Желательная гибкость может быть достигнута применением стальных конструкций.

При проектировании школьных зданий принимаются во внимание повышенные требования к звукоизоляции перекрытий и перегородок.

Специальных мер противопожарной защиты не требуется по следующим причинам:

• учащиеся находятся под постоянным наблюдением;
• регулярно проводятся учебные занятия по пожарной тревоге;
• учащиеся очень подвижны; имеются широкие проходы и лестницы и, следовательно, достаточные пути для эвакуации.

Строгое соблюдение модульной системы способствует индустриализации и удешевлению строительства школьных зданий.

Значительная часть новых школьных зданий в Англии, Франции, ФРГ построена с применением стальных конструкций. — Школа продленного дня в Остербуркене. Архитекторы: Бассенге, Пухан-Шульц, Шрек.

Высшие учебные заведения

В зданиях высших школ необходимы большие площади помещений. Постоянное изменение и совершенствование учебных процессов требуют еще более гибкой планировки, чем в школьном строительстве. Отсюда необходимость в больших площадях с широким шагом колонн. Колонны должны быть размещены по краю этих помещений.

Вертикальное сообщение между этажами может концентрироваться в башнях за пределами полезных площадей; зоны с большим движением людей могут быть размещены в первых этажах. Высотные дома с незначительной по отношению к площади средств междуэтажного сообщения полезной площадью этажей мало приемлемы для высших школ. В малоэтажных зданиях облегчается прокладка инженерных коммуникаций, но удлиняются пути сообщения и требуются большие земельные площади. Здания от 6 до 12 этажей считаются самыми рентабельными.

Покрытия чистых полов и подвесные потолки выполняются одинаковыми над большими площадями для удобства изменения помещений. Перегородки должны иметь повышенную звукоизоляцию.

Институты с преобладанием теоретических дисциплин имеют небольшую, а институты с экспериментальным уклоном — высокую насыщенность оборудованием. Коммуникации не должны мешать гибкости планировки, поэтому их следует размещать лишь в зоне перекрытий. В связи с возможным переходом от теоретического к экспериментальному направлению работ должна быть предусмотрена дополнительная прокладка оборудования.

Развитие строительства высших учебных заведений требует внедрения индустриальных способов. Предпосылкой для этого может служить выпущенный 24.4.1972 г. «Каталог требований к стандартизации в строительстве высших школ». Требования к строительству зданий высших учебных заведений хорошо согласуются с применением стальных конструкций. Особенно целесообразен большой шаг колонн небольшого поперечного сечения, а также изменяемость несущего каркаса. Для открытой и легко доступной прокладки инженерных коммуникаций в зданиях естественно-научных институтов, насыщенных оборудованием, наиболее приемлемо расположение балок в двух направлениях. Агрессивные испарения в помещениях лабораторий иногда оказывают более отрицательное воздействие на железобетонные конструкции, чем на защищенные от коррозии стальные конструкции.— Гуманитарный институт университета в Западном Берлине.

Административные здания

Большие административные здания обычно размещаются в центре города, в районах с хорошим транспортным сообщением или около больших промышленных предприятий. Часто это высотные дома с многочисленными средствами вертикального транспорта. Для зданий, имеющих большие рабочие помещения или отдельные кабинеты, целесообразно наличие свободных площадей с большим шагом колонн и гибкой планировкой. Обычно принимается прямоугольная или иногда треугольная модульная сетка, а также круглая форма плана.

Большие административные здания (высотные или с большими площадями) имеют в большинстве случаев центральную вентиляцию или кондиционирование воздуха. Каналы для вентиляции внутренних зон прокладываются в междуэтажных перекрытиях; коммуникации высокого давления — в наружных стенах в уровне перекрытий или перед колоннами. Часто требуется большое количество световых точек и электрического оборудования для освещения рабочих мест. Если коммуникации проложены в пространстве между перекрытием и подвесным потолком, то они доступны для изменений, последующих дополнений и выпуска линий из пола в данном этаже. Электропроводка может быть проложена также в элементах перекрытий при профилированных настилах или при массивных перекрытиях в каналах по несущему перекрытию под чистым полом. Последнее все же значительно увеличивает собственный вес сооружения.

Повышенная звукоизоляция часто необходима лишь для определенных помещений (например, этаж дирекции). — Административное здание фирмы «Деккель» в Мюнхене. Архитектор Хенн.

Магазины

С растущей концентрацией розничной торговли расширяется строительство крупных магазинов. Для магазинов необходимы большие площади, свободные от колонн или совсем без колонн. Магазины обычно имеют много этажей, но на окраинах городов они часто одноэтажные и используются в качестве крытых рынков. Большепролетные перекрытия имеют большую строительную высоту, которая используется для размещения многочисленного вентиляционного оборудования.

Для облегчения массового передвижения покупателей и товаров многоэтажные магазины оборудуются такими механическими подъемными средствами, как эскалаторы, роликовые транспортеры, пассажирские и грузовые лифты, пневмопочтой и т. п., а также снабжаются широкими проходами, многочисленными лестницами и выходами.

Повышенные требования предъявляются к противопожарной защите, особенно если оборудование и товары представляют высокую пожарную опасность, как, например, текстиль.

Для тушения пожаров немедленно при возникновении огня большей частью бывают необходимы спринклерные установки. Широко обозримые, хорошо обозначенные пути эвакуации по горизонтали и вертикали являются важнейшими предпосылками для эвакуации людей. В многоэтажных магазинах несущие конструкции должны иметь класс огнестойкости F90. — Магазин «Кудам-Экк», Западный Берлин. Архитектор Дютманн.

Жилые дома

Большая потребность в жилищном строительстве в послевоенное время привела главным образом к возведению многоквартирных домов с неизменной планировкой. Как следствие этого, в жилищном строительстве преимущественно применялись крупные панели в качестве несущих стен, причем образовывались неизменяемые комнаты. Панели перекрытий опирались на несущие стены. Сверху и снизу эти панели имели плоские поверхности для устройства пола и потолка. При этом способе строительства жилых домов горизонтальные разводки (кроме электросети) не прокладывают в зоне перекрытий, так как это легко можно сделать, расположив помещения, насыщенные оборудованием (кухни и санитарные комнаты), рядом с вертикальными шахтами.

По мере возрастания требований к размерам и изменяемости жилищ появилась заинтересованность в каркасном строительстве и соответственно в стальных конструкциях. При каркасном строительстве из стали создаются следующие условия для прокладки инженерных коммуникаций в перекрытиях:

• 1. Плиты перекрытия имеют большой пролет, балки перекрытий скрыты в стенах. Плиты перекрытия имеют большой вес и гладкую поверхность с обеих сторон; следовательно, решение такое же, как и при крупнопанельном строительстве с неизменяемым планом. Никакого улучшения в расположении коммуникаций этот вариант не дает.
• 2. Балки перекрытия расположены часто, плиты перекрытия имеют малую толщину и малый вес; необходим подвесной потолок, который служит одновременно противопожарной защитой для балок перекрытий, но стоимость строительства возрастает.
• 3. Перекрытие такое же, как на рис. 2, но балки остаются видимыми и имеют противопожарную облицовку. Несущие плиты перекрытия образуют потолок помещений. Решение недорогое. Однако если открытые балки не совпадают с перегородками, то они могут мешать их установке и не способствуют созданию красивого интерьера.
• 4. Большепролетные безбалочные железобетонные перекрытия с плоскими верхней и нижней сторонами, исключающие проблему подвесного потолка. Они имеют значительный вес.

Противопожарная защита и звукоизоляция. Официальные положения по пожарной защите в разных странах значительно отличаются друг от друга. Однако большей частью рекомендуется защита от огня несущих конструкций в многоэтажных зданиях. Межквартирные перегородки должны быть, как правило, огнестойкими и должны совпадать с границами противопожарных отсеков. Высокие требования предъявляются к звукоизоляции жилых зданий.

К противопожарной защите одноквартирных домов предъявляются ограниченные требования, так что стальные конструкции могут быть открытыми и могут быть использованы в качестве элемента оформления; имеются многочисленные примеры таких решений.

В зданиях гостиниц перераспределения площадей не требуется, поэтому площади гостиничных комнат с прилежащими санитарными узлами широко стандартизованы. Здесь применим первый тип перекрытий, дающий экономичное решение. К звукоизоляции предъявляются такие же высокие требования, как и в жилых зданиях. Для строительства общежитий все требования аналогичны. — Проект жилого дома «Парк Сент Клер» в Ле-Боле (Франция). Архитектор Февр-Рампан.

Больницы

Многообразие функциональных требований и сложные разводки инженерных коммуникаций приводят к разнообразным решениям. Однако можно разделить больничные помещения на три вида:

• 1. Помещения для лечебных процессов. В них размещаются самые различные высо-кооснащенные техникой службы с относящимися к ним зонами стерилизации, подготовки, операционными, зонами интенсивной терапии, родильными отделениями, амбулаториями, терапевтическими отделениями, рентгенологическим отделением, помещениями для лучевой терапии, лабораториями, аптеками и т. д. Большие, свободные от колонн помещения сменяются малыми комнатами. В отдельных случаях может потребоваться гибкая планировка помещений. Вся зона в высокой степени оснащена оборудованием. Большое свободное пространство в толще перекрытий целесообразно для прокладки инженерных коммуникаций.
• 2. Спальные корпуса. Площади и форма этажей спальных корпусов могут быть различными. Кроме того, необходимо предусматривать подсобные помещения, как, например, комнаты врачей и сестер отделения, кухни, помещения для умывания, помещения для лечения и обследования и т. д. В большинстве случаев строят двухобъемные здания с центрально расположенным вестибюлем. Больничные палаты ориентируют на юг и на юго-запад. Спальные корпуса имеют палаты одинакового размера — одно-, двух- или четырехкоечные с соответствующими санитарными кабинами.
• 3. Обслуживающие помещения. Сюда входят отдельные помещения и группы помещений для администрации, центральной прачечной, приемной, центральной кухни, диетической кухни, столовой, а также школа и жилище сестер и т. п. Здесь чередуются помещения с высоким и низким уровнем технического оснащения.

Особое внимание уделяется средствам и путям коммуникаций между зонами и внутри зон для персонала, посетителей, больных, а также для грузов. Меры по обеспечению стерильности стоят на первом месте среди всех строительно-физических и строительно-биологических требований. Требование разделения общей и асептической зон приводит к специализации корпусов больницы. Больницы должны иметь высокую степень пожарной безопасности.— Больница в Гонесе (Франция). Архитектор Рабо.

Гаражи

Многоэтажные гаражи содержат расположенные друг над другом ярусы для установки автомобилей. Полезная площадь включает площади для стоянок и для проездов. Конструкции собираются из стандартных плоских элементов.

Площадь для стоянки одного автомобиля колеблется от 5X2,3 до 5X2,5 м, проездной путь между площадками для стоянки имеет ширину от 4,5 до 7 м. Этими размерами определяется ширина гаража. Предпочтительнее свободные от колонн гаражи, в которых более удобны расстановка и маневрирование автомобилей. Для перекрытия больших пролетов экономичнее стальные конструкции по возможности незначительной строительной высоты.

Небольшая высота перекрытия уменьшает уклон въездных рамп. В качестве въездов применяются пандусы высотой на один этаж или при смещенных этажах на пол-этажа (полурампу) и винтовые пандусы. Пандусы выполняются из стальных профилей с бетонными плитами перекрытий.

Так как размеры площадок для автомобилей, проездов и пандусов, т. е. наибольшей части помещений, стандартизованы, целесообразно типизировать отдельные элементы и весь гараж монтировать из сборных элементов. Лучшие предпосылки для этого создает применение стальных конструкций. К гаражам предъявляются невысокие противопожарные требования. Испытания показали, что при загорании одного автомобиля опасность возгорания соседних автомобилей очень невелика. Угроза для людей также незначительна, так как лишь несколько человек очень недолго находятся на месте стоянки.

Перекрытия этажей, как правило, не имеют никаких встроенных элементов, что облегчает возможность эвакуации. Перекрытие должно быть доступно для пожарных.

На этих основаниях в ряде стран (например, Великобритании и в ФРГ) для открытых гаражей вводятся пониженные требования к противопожарной защите.

Например, типовое предписание гаражного строительства ФРГ от марта 1972 г. допускает в открытых гаражах применять несущие стальные конструкции без облицовки до 16,5 м над уровнем земли и до 1,3 м ниже поверхности земли. В открытых гаражах допустимы также жалюзийные наружные стены как защита от атмосферных осадков. Для закрытых многоэтажных больших гаражей требуются огнестойкие несущие элементы и искусственная вентиляция. В большинстве случаев такие гаражи неотапливаемые, поскольку отопление не дает клиентам никаких преимуществ. Поэтому гаражи устраиваются закрытыми лишь в тех случаях, когда соседняя застройка затрудняет естественную вентиляцию этажей. Стальные конструкции в закрытых гаражах нуждаются в противопожарной облицовке. То же самое относится к подземным гаражам. — Стандартизованный гараж, запроектированный в системе Крупп-Монтекс с наклонными въездами. Балки перекрытия замоноличены со сборными плитами перекрытий.