Здания и сооружения: классификация, основные элементы зданий. Классификация зданий по различным признакам

Здания и сооружения образуют искусственно соз-данную среду, предназначенную для проживания или пребывания людей в зависимости от функционального назначения и для выполнения различного вида производственных процессов.

Сооружения предназначены для выполнения производст-венных процессов, хранения материалов, изделий, оборудова-ния и т.д.

По назначению здания подразделяются: на жилые (квартир-ные дома, общежития), общественные (государственные и ад-министративные учреждения, клубы, школы, больницы, сто-ловые), промышленные (заводы, фабрики, электростанции, шахты, а также подсобные и вспомогательные здания) и сельскохозяйственные (коровники, птичники, овоще- и зернохра-нилища и проч.).

Здания подразделяются:

• по роду материалов, используемых для строительства, - на де-ревянные, каменные (кирпичные, бетонные и железобетон-ные) и смешанные;
• по этажности — на одноэтажные и многоэтажные;
• по конструкции — со сплошными стенами и каркасами, запол-ненными различными утеплительными материалами.

Каждое здание должно обладать необходимой прочностью и устойчивостью, а также долговечностью и огнестойкостью. Планировка помещений должна соответствовать их назначе-нию и условиям эксплуатации.

Под прочностью и устойчивостью подразумевается надеж-ное восприятие нагрузок, действующих на здание и его конст-рукцию.

Долговечность — сохранение зданием длительное время прочности и устойчивости при атмосферных, температурных и других воздействиях.

В зависимости от требований, предъявляемых к зданиям по степени капитальности (в отношении их долговечности), зда-ния разделяются на три основных класса:

• I класс — здания большой долговечности, имеющие общест-венное значение, - музеи, театры, дворцы культуры, крупные здания учреждений;
• II класс — многоэтажные жилые и общественные здания мас-сового строительства, а также промышленные здания;
• III класс — жилые и общественные здания массового строи-тельства, возводимые в небольших городах, поселках и сель-скохозяйственных населенных пунктах, а также некоторые промышленные здания.

Огнестойкость характеризуется сопротивляемостью мате-риалов и конструкций здания воздействию огня и высоких температур до потери ими прочности и устойчивости во время пожара.

По огнестойкости здания подразделяются на пять степе-ней:

• здания I, II и III степеней огнестойкости - несгораемые зда-ния, в которых все части выполнены из несгораемых материа-лов;
• IV степень огнестойкости — здания, основные части которых выполнены из трудносгораемых материалов, а также из сгорае-мых материалов, защищенных от огня штукатуркой или обли-цовкой из несгораемых материалов; - V степень огнестойкости — сгораемые здания, основные части которых построены из сгораемых материалов, не защищенных штукатуркой или несгораемой облицовкой.

Каждое здание состоит из отдельных взаимосвязанных конструктивных элементов (частей). Строительными конст-рукциями называют элементы здания, выполняющие несущие и ограждающие функции. Несущие конструкции воспринима-ют основные нагрузки и обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость здания. Ограждающие конструкции служат для изоляции внутренних объемов в зданиях и сооружениях от внешней среды или между собой.

К основным конструктивным элементам здания относятся: фундаменты, стены, перекрытия, перегородки, покрытие, ле-стницы, окна, двери, балконы.

Фундаментом называют подземную часть здания, через ко-торую передается нагрузка на грунт основания. Фундамент устраивается только под несущими элементами здания - сте-нами, колоннами. Нижняя поверхность фундамента называет-ся подошвой. Нижняя часть стены, опирающаяся непосредст-венно на фундамент, называется цоколем, а венчающая часть стены — карнизом. Здания строят с подвалом, подпольем и без них. Если в здании устраивается подвальный этаж, то конст-рукция фундамента одновременно становится и его стеной.

В промышленных зданиях, где большие расстояния между капитальными стенами, устраивают дополнительные опоры под балками или фермами - колонны (столбы кирпичные, бе-тонные, железобетонные, металлические и др.) с фундамента-ми, опирающимися на прочный грунт.

Стены, перегородки, перекрытия, покрытие— ограждающие конструкции здания:

• стены ограждают помещения от внешней среды и защищают их от атмосферных воздействий;
• внутренние перегородки разделяют смежные помещения в здании;
• перекрытия — внутренние горизонтальные конструкции, кото-рые бывают междуэтажные, чердачные, подвальные и др.;
• покрытие состоит из крыши и чердачного перекрытия; про-странство между ними образует чердак;
• крыша включает в себя несущую конструкцию (плиту, стропи-ла, обрешетку) и кровлю из влагостойкого материала (черепи-цы, асбестоцементных листов, рубероида и т.д.).

Лестницы, соединяющие этажи здания, состоят из лестнич-ных площадок и лестничных маршей со ступенями. Лестничные площадки, размещенные на уровне этажей, называются основ-ными, размещенные между этажами — промежуточными.

Лестничная клетка — огражденное капитальными стенами помещение лестницы, в котором также располагаются лифты. В малоэтажных зданиях лестницы могут быть открытыми.

В здание могут входить дополнительные элементы — балко-ны, эркеры (остекленная часть помещения, выступающая за плоскость наружной стены), лоджии, ниши, навесы и т.д.

В помещении — ограниченном внутреннем пространстве — создаются оптимальные условия для человека в соответствии с различными формами его жизни и деятельности - трудом, от-дыхом, лечением, обучением. В помещении должен быть уста-новлен требуемый (в зависимости от назначения) звуковой ре-жим (условие слышимости), обеспечена защита от шумов (зву-ков), как проникающих извне, так и местных, внутренних. Микроклимат — совокупность параметров воздушной среды помещения (температуры, относительной влажности, скоро-сти движения воздуха, степени чистоты) — должен соответст-вовать физиологическим потребностям человеческого орга-низма при совершении той или иной работы, а также требова-ниям технологического процесса. Температуру в помещении следует поддерживать на уровне, соответствующем условиям теплового комфорта (18-23 °С).

В отдельные помещения должны подаваться энергия (газ, топливо, электроэнергия), вода, воздух, удаляться загрязнен-ные воды и воздух, мусор.

Поддержание в помещении комфортных условий, опреде-ляющих степень его благоустройства, обеспечивается инже-нерным оборудованием здания: системами отопления, венти-ляции, водоснабжения, канализации, энергоснабжения (газо- и электроснабжения), вертикальным транспортом (лифты, подъемники, эскалаторы).

Классификация зданий и сооружений

Все проектируемые, строящиеся и реконструируемые объекты подразделяются на здания и сооружения .

Наземные постройки, имеющие помещения для работы, отдыха, учебы и т.д. называются зданиями.

Постройки технического назначения, такие как мосты, плотины, заводские трубы, газопроводы и др. относятся к сооружениям.

По назначению здания делятся на две основные группы: и промышленные . В соответствии с основным функциональным процессом здания делятся на различные типы, представленные на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Классификация зданий по назначению

Необходимые качества здания достигаются техническими средствами, применение которых регламентируется общегосударственными Строительными нормами и правилами (СНиП). В этой регламентации используются различные виды классификаций. Рассмотрим далее некоторые основные из них.

По этажности:

- малоэтажные – высотой до двух этажей включительно;

- средней этажности – 3 ÷ 5 этажей;

- повышенной этажности – 6 ÷ 9 этажей;

- многоэтажные – 10 ÷ 25 этажей;

- высотные – 26 этажей и выше.

При этом различают следующие виды этажей:

надземный этаж – этаж при отметке пола помещений не ниже планировочной отметки земли;

подвальный этаж – этаж при отметке пола помещений ниже планировочной отметки земли более чем на половину высоты помещений;

цокольный этаж – этаж при отметке пола помещений ниже планировочной отметки земли не более половины высоты помещений;

технический этаж – этаж для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций. Может быть расположен в нижней (техническое подполье), верхней (технический чердак) или средней части здания;

мансарда (мансардный этаж) – жилые помещения, расположенные в объеме чердака.

При определении этажности здания в число этажей включаются все надземные этажи, технический этаж, мансардный этаж, а также цокольный этаж, если верх его перекрытия находится выше средней планировочной отметки земли не менее чем на 2 м.

Здания классифицируют также по основному материалу стен :

- каменные (из кирпича и естественного камня);

- бетонные (из искусственного камня, бетонных и легкобетонных блоков);

- железобетонные ;

- металлические ;

- деревянные .

По способу возведения здания различают:

- из мелкоразмерных элементов (мелкоразмерные элементы – это конструктивные элементы зданий, перемещаемые на строительной площадке вручную или с помощью средств малой механизации);

- из крупноразмерных элементов (для монтажа этих элементов применяют мощные подъемные механизмы, краны)

- монолитные (предварительно приготовленная бетонная смесь укладывается в форму (опалубку) непосредственно на строительной площадке, где и происходите ее твердение).

Здания классифицируют по долговечности , которая определяется сроком сохранения эксплуатационных качеств основных конструктивных элементов (фундаментов, стен, перекрытий и покрытий и т.п.). Материалы этих конструкций должны иметь достаточную прочность на длительные силовые статические и динамические воздействия, морозо-, влаго-, био- и термостойкость, стойкость против коррозии и различных агрессивных воздействий. Практических инженерных методов расчета долговечности зданий пока не создано, поэтому в строительных нормах и правилах здания по долговечности условно разделяются на три степени:

- I степень – срок службы более 100 лет;

- II степень – срок службы от 50 до 100 лет;

- III степень – срок службы менее 20 лет.

К III степени относятся, например, здания с деревянными наружными стенами. Однако на срок службы здания, независимо от материалов влияют условия, в которых и оно находится качество содержания.

В зависимости от назначения, значимости и долговечности здания подразделяются на четыре класса по капитальности :

- здания I класса , удовлетворяющие повышенным требованиям – ключевые здания в городской застройке, рассчитанные на срок службы более 70 лет (театры, музеи, Дворцы культуры, вокзалы и т.д.). Сюда же относят уникальные здания государственного значения, рассчитанные на срок службы более 100 лет (Кремлевский Дворец съездов, Храм Христа Спасителя и др.);

- здания II класса , удовлетворяющие средним требованиям – здания массового строительства, составляющие основу городской застройки и рассчитанные на срок службы не менее 50 лет (многоэтажные жилые дома, гостиницы, административные здания и т.д.);

- здания III класса , удовлетворяющие средним и пониженным требованиям – облегченные здания пониженной капитальности со сроком службы 25-50 лет.

- здания IV класса – с минимальными требованиями.

Крупные общественные здания и жилые комплексы относятся к I классу (нет ограничения в этажности). Большинство гражданских зданий относится главным образом ко II классу, небольшие жилые дома до 5 этажей – к III классу.

В соответствии с классом сооружения выбираются и строительные материалы. Для более высоких классов используют наиболее долговечные, надежные и огнестойкие материалы и конструкции, обеспечивающие бесперебойную долговременную эксплуатацию без частых ремонтов.

Абсолютно все объекты, которые только в проекте, уже строятся или находятся на реконструкции, принято разделять на два типа: сооружения и здания. Зданиями именуются наземные строения, в которых располагаются помещения для учебного процесса, развлечения, работы и прочее. К сооружениям причисляются технические строения: мосты, трубы, газопроводы, плотины и другие. Классификация зданий, сооружений, помещений имеет много нюансов.

Промышленные здания

В свою очередь, здания разделяются на две ключевые группы - гражданские и промышленные. К промышленным относятся:

• производственные;
• сельскохозяйственные;
• энергетические;
• складские;
• подсобные.

Гражданские здания поделены еще на две группы - жилые и общественные.

Жилые здания

Несложно догадаться, что сюда причисляются помещения, пригодные для проживания людей, а именно:

• многоквартирные дома;
• общежития;
• отели;
• интернаты;
• дома престарелых.

Социальные здания

• учебные помещения;
• административные здания;
• медицинские учреждения и места реабилитации;
• помещения для занятий спортом;
• клубы, рестораны и прочее;
• торговые площади, общепит и бытовой сервис;
• транспортные;
• жилищно-коммунальное хозяйство;
• многофункциональные строения и комплексы.

Существует классификация зданий и сооружений. Требуемые особенности строения достигаются при помощи их использование регламентируется (СНиП). В этом документе применяется разнообразная классификация зданий и сооружений по видам. Далее ознакомимся с основными.

Разновидности классификаций

1. По этажности. При ее установлении в входят: надземные, технический, мансарда, цокольный (при условии, что верх конструкции расположен выше средней планировочной метки земли не меньше чем на 2 метра).

• малая этажность - высота зданий до 2 этажей;
• средняя этажность - от 3 до 5 этажей;
• увеличенная этажность - от 6 до 9 этажей;
• многоэтажные - от 10 до 25 этажей;
• высотки - от 26 этажей и выше.

2. По материалу, из которого изготовлены стены:

• камень (кирпич или натуральный камень);
• бетон (ненатуральный камень, блоки из бетона);
• железобетон;
• металл;
• дерево.

3. Классификация зданий и сооружений по способу возведения:

• из малоразмерных составляющих которые перемещаются на строительной площадке с применением мелкогабаритной техники или вручную);
• из крупноразмерных составляющих (для установки этих элементов используют массивные подъемные краны и машины);
• монолитные (заблаговременно изготовленный бетонный раствор помещается в форму прямо на строительной площадке, где и происходит его отвердевание).

4. По долговечности:

• I - период эксплуатации больше 100 лет;
• II - от 50 до 100 лет;
• III - от 50 до 20 лет;
• IV - до 20 лет (временные здания).

5. По капитальности:

• 1-й класс - строения, способные удовлетворить повышенные требования. Основные здания в городе с предположительным периодом эксплуатации больше 70 лет (вокзалы, музеи, театры, дворцы культуры). Сюда же можно отнести уникальные постройки государственного значения со сроком службы более 100 лет (храм Христа Спасителя, и т. д.).
• 2-й класс - строения, способные удовлетворить средние требования. Массовое строительство, которое составляет основу застройки города, с предположительным периодом эксплуатации не меньше 50 лет (административные здания, гостиницы, многоэтажные жилые дома).
• 3-й класс - строения, способные удовлетворить средние и пониженные требования (облегченные здания пониженной капитальности с предположительным периодом эксплуатации от 25 до 50 лет).
• 4-й класс - здания с минимальными требованиями.

В зависимости от класса здания подбираются и строительные материалы. Для сооружений высокого класса применяют прочные, проверенные временем огнеупорные перекрытия и материалы, которые способны обеспечить исправное и длительное использование без частых ремонтных работ.

Классификация зданий и сооружений по пожарной опасности

Все постройки по противопожарной опасности разделяются на классы. Деление зависит от вида применения здания и от того, насколько безопасность граждан при возникновении пожара находится под угрозой. Учитывается возраст, физиологическое состояние, вероятность нахождения в состоянии сна, тип основного функционального состава и его численность.

Классификация зданий и сооружений:

• Ф1 - строения, определенные для временного пребывания граждан (учёба, работа, гостиницы, общепит и прочее), а также для постоянного проживания.
• Ф2 - помещения для проведения культурного досуга.
• Ф3 - здания предприятий по обслуживанию граждан (торговые точки, общепит, вокзалы, больницы, почтовые отделения, банки и др.).
• Ф4 - помещения, предназначенные для проведения научно-исследовательских работ, общеобразовательные учреждения, здания органов управления, пожарная часть.
• Ф5 - помещения и сооружения промышленного или складского предназначения, архивы. Производственные и в том числе лаборатории и мастерские в постройках классов Ф1, Ф2, Ф3 и Ф4, причисляются к классу Ф5.

Очень важна классификация зданий сооружений. Основные положения по противопожарной безопасности применяются для регламентирования требований к эвакуации людей при пожаре.

Классификация зданий и сооружений по огнестойкости

Качество строительных перекрытий обуславливается их пределом огнестойкости, под которым подразумевают время, по истечении которого при возникновении пожара присутствует один из трех показателей:

• обваливание перекрытия;
• появление в перекрытии сквозных трещин или дыр (продукты горения попадают в смежные комнаты);
• прогревание перекрытия до температур, которые провоцируют самовозгорание материалов в соседних комнатах (140-220С).

Способность строительных перекрытий характеризуется Виды зданий по степени огнестойкости:

• I - с каменными конструкциями (несгораемые).
• II - с каменными конструкциями (несгораемые и трудносгораемые).
• III - с каменными конструкциями (несгораемые, трудносгораемые и сгораемые).
• IV - с древесными оштукатуренными.
• V - с древесными неоштукатуренными.

Границы огнестойкости:

• керамический кирпич - 5 ч;
• силикатный кирпич - 5 ч;
• бетонная плита - 4 ч (распадение происходит из-за присутствия в составе воды до 8 %);
• древесина с гипсовым покрытием - 1 ч 15 мин;
• железные строения - 20 минут (1100-1200С - металл делается пластичным);
• входная дверца, подвергнутая обработке антипиреном, - 1 ч.

Пористый бетон, пустотелый кирпич обладают большой огнеустойчивостью. Минимальный порог огнестойкости имеют открытые металлические установки, а максимальный - железобетонные.

По назначению знания подразделяются на две большие группы: гражданские и производственные. Гражданские предназначаются для проживания и обеспечения бытовых, общественных и культурных потребностей человека.

Производственные -- для обеспечения нормальных условий производственных процессов, для защиты оборудования и работающих на производстве людей от атмосферных воздействий и для обеспечения необходимых комфортных условий работы трудящихся на производстве. К производственным относятся основные и вспомогательные здания промышленных предприятий различного назначения (таких, как черной и цветной металлургии, машиностроения и т. п.), агроиндустриальных комплексов сельскохозяйственных зданий производственного назначения и т. п.

Гражданские здания, в свою очередь, подразделяются на две подгруппы: жилые и общественные. К жилым относятся предназначенные для постоянного проживания квартирные дома, общежития, интернаты. К общественным - здания учебно-воспитательных и научных учреждений, зрелищные, лечебно профилактические, коммунальные и т. п.

Особенностью жилых зданий и многих видов общественных является большое количество отдельных помещений небольшой площади. Особенность производственных зданий, резко отличающая их от жилых, -- наличие крупных общих помещений, не разгороженных стенами и перегородками на комнаты и иногда достигающих размеров нескольких гектаров. Большей частью такие помещения имеют промежуточные опоры -- ряды колонн, располагаемые в определенном порядке.

Расстояние между двумя смежными опорами в направлении, соответствующем расположению основной несущей конструкции покрытия или перекрытия (фермы, балки и т. п.), называется пролетом. В зависимости от числа пролетов здания подразделяют на однопролетные и многопролетные. В зависимости от размеров пролетов здания подразделяют на мало - средне - и крупно пролетные (или, что то же, на мелко-, средне-, большепролетные -- несущественная разница в сложившейся терминологии). При этом градации, соответствующие приведенным терминам, различны для много- и одноэтажных зданий. Многоэтажные мало пролетные здания имеют пролеты (или шаги) порядка 2, 4...4,8 м; среднепролетные -- 4,8 ... 9 м; крупно пролетные -- 9 ... 15 м. В одноэтажных мало пролетными называют здания с пролетами до 12 м; среднепролетными -- 12 ... 36 м; большепролетными -- более 36 м. В таких зданиях термин «большепролетные» применяют не только к характеристике пролетов, но и к самим конструкциям. Здания, в которых конструкции больших пролетов опираются на опоры, расположенные только по контуру. С образованием свободного от опора пространства, называют зданиями зального типа. По этажности существующие классификации достаточно условны и не однозначны. Наиболее просто подразделять здания на одноэтажные и многоэтажные (здания в два и более этажа): в этом" случае отличительным признаком служит наличие или отсутствие междуэтажных перекрытий. Однако этого оказывается не достаточно.

В архитектурно-строительной практике и в типологической учебной литературе можно встретить и другие отличительные признаки, положенные в основу классификаций.

Так, в жилищном строительстве принято группировать жилые здания по числу этажей: малоэтажные (1 ... 3 этажа); средней этажности (до 5 этажей); многоэтажные (6 и более этажей); повышенной этажности (10...25 этажей); высотные. В общественных зданиях предложен другой признак -- высота зданий: до 30 м -- здания повышенной этажности; до 50 м -- здания I категории многоэтажных; до 75 м -- II категории; до 100 м -- III категории многоэтажных; выше 100м -- высотные. В промышленном строительстве учитываются типологические особенности: принято считать, что многопролетные двухэтажные здания имеют свою специфику, в связи, с чем их выделяют в самостоятельную группу; здания же подразделяют на: одно - двух - многоэтажные (3 этажа и выше).

Различие приведенных классификаций вызвано тем, что состав отличительных признаков расширен: помимо числа этажей включаются также особенности объемно-планировочной структуры типов зданий, их типологические особенности и требования, предъявляемые к ним (наличие или отсутствие лифтов в жилых домах, их количество и т. п.).

Эти классификации приведены для сведения в связи с тем, что в настоящем учебнике, ориентированном на комплексное проектирование, некоторые из них могут встретиться в определенном контексте. Ориентация на комплексное проектирование предопределила и систематизацию зданий по этажности. В ней учтены некоторые из выше приведенных отличительных признаков. Здания подразделены на три группы: одноэтажные, многоэтажные и малоэтажные жилищно-гражданские.

В группу малоэтажных включены индивидуальные жилые и небольшие гражданские здания с мелкими пролетами, требования к которым и их строительные решения отличны от других зданий. В группу одноэтажных включены средне- и большепролетные здания, преимущественно производственные, зрелищные и т.п.

В группу многоэтажных включены все типы зданий: производственные, гражданские. Здания подразделяются также на отапливаемые и не отапливаемые.

К числу не отапливаемых относятся такие здания складов, вспомогательных служб и т. п., которые не требуют положительных температур воздуха; вместе с тем к этой же категории относятся и некоторые здания с избыточными тепловыделениями (так называемые «горячие цехи»). Отапливаемые здания требуют поддерживания заданного температурно-влажностного режима, регламентируемого требованиями СНиПов по типам зданий

По назначению здания подразделяются на гражданские, промышленные и сельскохозяйственные. К гражданским относятся жилые (многоквартирные дома, общежития, гостиницы) и общественные (клубы, учебные заведения, больницы, магазины и др.) здания. К промышленным относятся производственные, вспомогательные, энергетические, складские и другие здания определенной отрасли народного хозяйства (в том числе и мелиоративного назначения). К сельскохозяйственным относятся здания, предназначенные для содержания домашних животных, хранения сельскохозяйственной продукции, инвентаря и др.

По стеновому материалу здания подразделяются на каменные, кирпичные, бетонные, железобетонные и деревянные. По этажности здания бывают одноэтажными, многоэтажными (до 9 этажей) и повышенной этажности (свыше 9 этажей), а также с надземными и с подземными - подвалами или подводными (доковыми) этажами. По способу возведения здания бывают монолитными и полносборными.

Инженерные сооружения также подразделяются на на-, земные, подземные и подводные. По назначению различают транспортные (дороги, мосты, тоннели), технические (трубы, резервуары, градирни, опоры для электропередач), гидротехнические и гидромелиоративные (плотины, каналы и др.) сооружения.

Основными требованиями, предъявляемыми к зданиям, являются функциональная целесообразность, прочность и устойчивость, долговечность и огнестойкость, экономичность и архитектурная выразительность. К сооружениям, кроме того, предъявляется требование технологической целесообразности. Функциональная целесообразность здания заключается в полном соответствии его своему назначению, т. е. тому функциональному процессу, ради которого оно возведено.

Прочность и устойчивость определяются прочностью соединений (сопряжений) конструктивных деталей и элементов здания или сооружения между собой, что обеспечивает пространственную жесткость всего здания или сооружения.

Долговечность определяется качеством строительных материалов и конструкций, а также качеством строительно-монтажных работ. Установлены четыре степени долговечности зданий: I - со сроком службы более 100 лет; II - со сроком службы от 50 до 100 лет, III - от 20 до 50 лет и IV - со сроком службы до 20 лег.

Огнестойкость здания зависит от групп возгораемости и предела огнестойкости его основных конструкций. Нормами установлено пять степеней огнестойкости. К I и II относятся здания и сооружения с несгораемыми конструкциями, к III - каменные здания и сооружения с трудносгораемыми перекрытиями и перегородками, к IV и V- деревянные здания и сооружения.

Экономичность требует, чтобы стоимость единицы площади или объема здания или сооружения не превышала установленный предел.

Архитектурная выразительность предполагает привлекательный вид здания или сооружения, достигаемый за счет качества архитектурного решения, отделочных материалов, и строительных работ.

Все здания в зависимости от их значимости, градостроительных требований и народнохозяйственного значения делятся на четыре класса. Класс здания устанавливается перед началом проектирования, что облегчает выбор экономически целесообразных решений.