Здание (архитектура) – искусственная среда для размещения технологических процессов необходимых человеку. Классификация зданий и их элементов

1. Задачи изучения дисциплины

Дисциплина «Основы строительства и инженерное оборудование» при подготовке специалистов общественного питания предназначена для формирования у них знаний об основных материальных фондах отрасли предприятий общественного питания представленных зданиями, их структурными элементами, конструкциями, строительством и затем эксплуатацией. Без этих сведений руководители и организаторы общественного питания не могут осознанно организовывать и обеспечивать эффективное протекание производственных процессов.

Это не говорит за то, что эти специалисты будут строить здания, монтировать оборудование. Эти знания необходимы специалистам отрасли для того, чтобы положительно и организованно влиять на всю инфраструктуру в процессе протекания технологического процесса на предприятии общественного питания.

Дисциплина изучается в течение одного семестра и излагается на лекциях, практических занятиях с выполнением практической работы для углубления знаний путём выполнения курсового проекта здания малого предприятия общественного питания – столовой, кафе, буфета, чайной и т.д.

При изучении дисциплины излагается материал по зданиям, требованиям к ним, о структурных частях, фундаментах, стенах, перекрытиях и других. Будут рассмотрены виды строительных материалов применяющихся при возведении зданий, их свойства, технология создания из этих материалов конструктивных элементов зданий.

Будет рассмотрено инженерное оборудование, его монтаж и поддержание в работе (вода, тепло, электричество т.д.)

Т.к. в процессе функционирования (эксплуатации) зданий они должны надёжно работать и обеспечивать потребительские качества, то будут рассмотрены вопросы технической эксплуатации, т.е. поддержание здания и оборудования в работоспособном состоянии.

После исполнения курсового проекта студент будет чётко представлять те задачи, которые придётся выполнять ему после получения образования (специальности).

2. Здание (архитектура) – искусственная среда для размещения технологического процесса необходимого человеку. Классификация зданий и их элементов.

Сооружение для жилья, отдыха, работы принято называть зданием или искусственной средой, архитектурой.

Такая среда должна обладать определёнными параметрами – температурой, влажностью, скоростью перемещения воздуха и т.д.

А в целом она должна удовлетворять условию пользы, прочности и красоты. Причём первостепенными являются польза и прочность.

Здания по назначению делятся на три типа:

1) Гражданские здания:

Здания жилые ( жилые дома, гостиницы, общежития.)

Общественные здания – это здания для размещений предприятий обслуживания населения (школа, милиция, учреждения здравоохранения, питание, отдых и т.д.).

2) Промышленные здания:

Здания для размещения производственных процессов – фабрики, заводы, гаражи, склады и т.д. Они делятся на большое количество в зависимости от технологии – машиностроительные, предприятия металлургии, химии и т.д.

3) Сельскохозяйственные здания:

Для хранения с/х продукции, её производства, содержания животных, птиц и другого назначения.

Любое здание состоит из помещений, в которых размещаются отдельные части технологического процесса.

Например, для близкого вашей специальности технологического процесса связанного с организацией питания - столовая, чайная, закусочная должны быть помещения для хранения продуктов, их подготовки и обработки, приготовлению пищи, подачи её потребителю (клиенту), сбор и мытьё посуды, протекание ряда других процессов.

На рис. 1. показана функциональная схема предприятия питания.

Рис. 1.1 Функциональная схема здания предприятия питания

1 – вестибюль; 2 – гардероб; 3 – туалет; 4 – торговый (обеденный) зал;

5 – сервировочная; 6 – посудомоечная; 7 – кухня; 8, 9, 10 – цехи мясной, рыбный, и другие; 11 – бытовая; 12 – склад хранения продуктов

Каждый их этих процессов требует отдельной площади в здании, т.е. помещений.

Кроме того, нужны помещения для связи этих помещений – коридоры, лестницы, т.е. коммуникации, которые показаны на схеме линиями.

Помещение можно разделить на главные – где размещается главная часть технологического процесса (это кухня, торговый или обеденный зал, класс в школе, аудитория в ВУЗЕ.

Подсобные (вспомогательные) помещения – обслуживающие главный процесс – кладовая, сервировочная, туалет и гардероб.

Коммуникационные – помещения, связывающие помещения между собой – коридоры, лестницы, переходы.

Все эти помещения должны компоноваться в единую планировочную структуру с рациональной связью между помещениями. Процесс объединения помещений в единую композицию называется объёмно-планировочной задачей. Это сложная творческая задача решается архитекторами с соблюдениями большого числа требований обеспечивающих множество качеств среды – рациональности (экономичности), надёжности, безопасности для людей (пожарной, санитарной и др.)

Помещения, размещаемые в одном уровне, называют этажом. Если помещения размещаются в нескольких уровнях, то здания называют многоэтажным. (2,3 и более этажей). Этажи соединяются лестницами, которые размещают в специальном помещении называемом – лестничная клетка.

По положению этажей их делят на надземные, цокольные, подвальные и мансарды. Если заглубления этажа в грунт более половины его высоты – то этот этаж называют подвалом, а если меньше, то цокольным. Количество этажей (этажность) здания определяется по числу надземных этажей. Условно делят здания на одноэтажные, малоэтажные (до 3-х этажей), многоэтажные (4-9 этажей), повышенной этажности (10-20 этажей), есть также здания высотные более 20 этажей.

По градостроительному положению и значимости здания делят на 4 класса. 1 класс – это крупные общественные, жилые, повышенной этажности, уникальные промышленные здания. Многоэтажные жилые, общественные здания массового строительства, основные корпуса промышленных зданий – здания 2 класса. К 3-ему классу относят многоэтажные жилые дома, вспомогательные здания промышленных предприятий. Здания 4-го класса – это временные здания сроком службы не более 20 лет.

По материалу основных конструкций здания делят на деревянные и каменные. В свою очередь каждый из этих видов можно делить на более конкретные. Например, каменные здания делят на кирпичные, бетонные и др. Деревянные здания – бревенчатые, из брусьев, каркасные.

Здания как искусственные сооружения состоят из структурных элементов, работающих совместно, и составляют его скелет. Фундамент – подземная часть. Стены, перегородки – выполняют функцию защиты от внешней среды и соседних помещений. Перекрытия – элементы, разделяющие здания на этажи и защищают от внешних воздействий. Перегородки – конструкции разделяющие объём этажа на помещения. Лестницы – конструкции для перемещения по этажам. Крыша – конструкция, защищающая здание сверху. Кроме этих основных элементов в здании есть проёмы для окон, дверей.

По своему назначению все элементы конструкции здания делят на две большие группы – несущие конструкции, ограждающие конструкции. Несущие конструкции создают несущий остов (скелет) здания и обеспечивают прочность здания. Ограждающие конструкции защищают искусственную среду от внешних воздействий окружающей среды и других помещений.

Рис. 1.2 Объемно-планировочные и конструктивные элементы здания

I – чердак; II – лестничная клетка; III – подвал; IV – этаж; 1 – крыльцо; 2 – дверь;

3 – окно; 4 – стропила; 5 – крыша; 6 – чердачное перекрытие; 7 – наружная стена;

8 – междуэтажное перекрытие; 9 – отмостка; 10 – перегородка; 11 – надподвальное перекрытие; 12 – внутренняя стена; 13 – фундамент; 14 – лестница

Ограждающие конструкции испытывают действие разницы температур наружного и внутреннего воздуха и должны обладать требуемым сопротивлением для снижения потерь тепла из помещений, сопротивлением движению воздуха и паропроницанию, воздействиям шума (звука).

Таким образом, для поддержания необходимых параметров искусственной среды в помещениях и обеспечения прочности здания при проектировании приходится проводить расчеты на последствия этих действий и обеспечивать их соответствие требованиям норм и потребительских качеств здания в целом. При изучении основных конструктивных элементов (стен, перекрытий) будут приведены такие расчеты.

3. Требования предъявляемы к зданиям

Основными требованиями, предъявляемыми к зданиям, являются: польза, прочность, красота.

Функциональная целесообразность, которая заключается в полном соответствии его своему назначению, характеризует его пользу, которую должно приносить здание. Это сводится к соответствию его планировочной структуры функциональному назначению, для которого создано здание (перечень помещений, взаимосвязь между ними, конструктивное решение). В совокупности с этим должен быть предусмотрен соответствующий микроклимат – температура, влажность, звукоизоляция, освещенность. Обеспечены технические требования по обеспечению помещений вентиляцией, отоплением, водой, газом, канализацией. Требования к инженерному оборудованию, грузоподъёмным устройствам, лифтам. К функциональным требованиям для ряда зданий следует отнести отделку внутренних поверхностей помещений, их соответствие условиям санитарии и гигиены.

- Требования прочности (прочность) – способность воспринимать все силовые факторы не разрушаться при их воздействии. Это требование также очень объёмно и разнообразно. Это сопротивление разрушению, устойчивость, сопротивление потере формы, коррозии, ржавлению, холоду и жаре, действию паров, газов, химических веществ, микроорганизмов.

В целом это объединяется в требование долговечности, которая характеризуется сроком службы здания в годах и по которым здания делят на степени долговечности.

1 степень – срок службы 100 и более лет, 2 степень – от 50 до 100 лет, 3 степень – от 20 до 50 лет. Здание со сроком службы менее 20 лет называют временным зданием. Степень долговечности устанавливается по виду материалов, из которых делают конструктивные элементы здания в зависимости от морозостойкости, огнестойкости, коррозиостойкости.

- Требования огнестойкости. Здание делят на 5 степеней огнестойкости. Степень огнестойкости характеризует способность противостоять потере теплоизоляционных свойств, потере целостности и формы при воздействии огня во время пожара.Кроме того, огнестойкость зависит от вида материалов – несгораемых, трудносгораемых, сгораемых. Есть ещё ряд характеристик по токсичности, дымности и ряду других свойств.

Подбирая материалы в соответствии с требованием норм можно обеспечить надёжную работу здания.

- Требования экономичности, эстетичности (красоты). Эти требования важно обеспечивать избирательно в зависимости от затрат на сооружение, его важности и значимости в застройке, массовости строительства и ряда других условий.

4. Нагрузки и воздействия, испытываемые зданиями

Здание – это искусственное сооружение, эксплуатирующееся в открытой среде и испытывающее воздействие этой среды.

На рисунке 1.3. показаны основные виды воздействий испытываемых зданий.

10

7

9

3

4

8

5

1

6

2

Рис. 1.3 Схема воздействия на здание

Все воздействия можно разделить на следующие основные:

- Собственный вес элементов здания и его нагрузка ложиться на фундамент, стены, колонны. Кроме того, здание воспринимает все полезные нагрузки (люди, оборудование, мебель и т.д.) Величины их устанавливаются нормами (СНИП).

- Ветровые нагрузки – давление ветра на поверхность стен, кровли. Их величина зависит от района строительства и определяется по СНИП. Например, для Хабаровска она составляет 38 кг/кв.м поверхности

- Снеговая нагрузка – зависит от района строительства. Например, расчетная снеговая нагрузка для Хабаровска 120 кг/кв.м.

- Большая группа воздействий от изменения температуры наружного воздуха в результате действия солнечной радиации, времени года. Эти воздействия называют климатическими. При нагревании и охлаждении конструкций здание «дышит». Для исключения этих воздействий здание делят швами на температурные блоки.

- Кроме того, здания в особых (специфических) климатических условиях может испытывать действие сейсмических сил, от просадок грунта (в районах бывших горных выработок, в районах вечной мерзлоты при её расстраивании).