CC BY
14УДК 624
АРХИТЕКТУРНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ В СЕВЕРНЫХ ШИРОТАХ
Чарикова В.В., студент группы 17(м)ТПЗС, Оренбургский государственный университет, Оренбург
e-mail: viktoria-charikova@yandex.ru
Попов И.А., студент группы 17(м)ТПЗС, Оренбургский государственный университет, Оренбург
e-mail: junower1@yandex.ru
Научный руководитель: Жаданов В.И., д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой строительных конструкций, Оренбургский государственный университет, Оренбург
В статье рассматриваются особенности возведения зданий и сооружения в условиях северных широт. Приведены основные факторы, обуславливающие трудность возведения зданий в северных районах Произведен анализ основных архитектурных и конструктивных принципов проектирования зданий в Арктической зоне.
Ключевые слова: северные широты, аэродинамические характеристики, устойчивость и долговечность конструкций, пространственность формы жилища, купол, двояковыпуклая линза, сфера.
В современных условиях вопрос освоения районов в северных широтах, к которым относится и Арктическая зона, для России несомненно очень важно. Северные регионы во многом предопределяют климат планеты, являются сокровищницей уникальной природы, обладают колоссальными экономическими возможностями и потенциалами. Широкомасштабное устойчивое развитие территорий северных широт невозможно без массового строительства жилья и комплекса других объектов для комфортного пребывания людей.
Для Арктической зоны характерны экстремальные природные условия: низкие в течение всего года температуры, длительная полярная ночь и длительный полярный день, частые магнитные бури, сильные ветры и метели, плотные туманы, однообразные арктические пустыни и тундры, вечная мерзлота; высокая, значительно опережающую среднемировую, динамика изменений климата в последние десятилетия. Природная экстремальность усиливается негативным действием социально-экономических факторов -транспортной недоступностью, высокими производственными издержками и стоимостью жизни, неразвитостью экономики и тенденциями к ее монополизации, изолированностью и дисперсностью расселения.
Этими и многими другими факторами обуславливается трудность возведения зданий в таких районах.
В связи с этим при проектировании зданий и сооружений необходимо учитывать ряд особых требований, а именно:
- физические воздействия внешней среды;
- затяжные ветра с абразивным воздействием снежной крошки;
- высокие снеговые нагрузки, низкие отрицательные температуры;
- большая удалённость от производственных баз, дефицит или отсутствие местных кондиционных строительных материалов;
- повышенные требования к комфортным условиям пребывания людей;
- энергетические ограничения и необходимость полной автономии;
- максимальная безопасность зданий, устойчивость и долговечность конструкций.
Таким образом, существует необходимость разработки архитектурных, а также конструктивных принципов проектирования зданий и сооружений в северных районах.
Архитектурные принципы проектирования зданий и сооружений в северных широтах должны базироваться:
- обтекаемости формы и аэродинамических характеристиках.
С точки зрения аэродинамики и энергоэкономичности для северных территорий целесообразно возведение зданий в виде куполов, двояковыпуклых линз, сфер или конусов.
Рисунок 1 - Здание в виде сферы
- выразительности и привлекательности в условиях монотонной окружающей среды;
- повышенной комфортности пребывания для людей;
- компактности - свойство емкости пространственной формы, которое определяется отношением объема к поверхности.
Повышение компактности пространственной формы жилища способствует уменьшению поверхности наружных ограждений и сокращение территории застройки. От этих величин в прямой пропорциональной зависимости находятся затраты на строительство здании и инженерное благоустройство территории.
В еще большей степени от компактности застройки и объемов зданий зависят эксплуатационные расходы на отопление, на снегоочистку и постоянное обновление благоустройства территории, на содержание дорог и коммуникаций.
- Направленности - свойство гибкости пространственной формы, ее способности к отражению условий внешнего мира. Если компактность формы вытекает из необходимости изоляции жилища от внешней среды, то направленность формы, напротив, обуславливается необходимостью связи его с внешней средой.
Направленность формы жилища, прежде всего означает ориентацию ее по господствующему направление ветра и потоку солнечной радиации. Основными целями такой ориентации формы являются:
1) по отношению к ветру - непроницаемость ограждений, обтекаемость поверхностей зданий и защита жилой территории от проникновения ветра и снегозаносов;
2) по отношению к солнцу - восприятие потока солнечной радиации, отражение и фокусировка его на защищенных от ветра участках жилой территории.
- Целостности - свойство пространственной формы, характеризующее органичное единство всех ее частей и деталей. Если компактность является особой мерой объема, если направленность устанавливает связь этого объема с окружающей его средой, то целостность пространственной формы выражает единство внутренней пространственной организации.
Архитектурные принципы также обуславливаются принципами экологической безопасности и повышенной комфортности среды пребывания людей.
Эти принципы в суровых условиях северных широт определяются повышенными требованиями к интерьеру зданий. В условиях скудной и холодной цветовой гаммы, монотонности пейзажа и отсутствия растительности необходимо предусматривать в жилых и общественных интерьерах следующие мероприятия:
- устройство атриумов и многосветных пространств с зимними садами, крытыми оранжереями для естественной ревитализации воздуха;
- применение дерева в интерьере как природного материала, который ассоциируется у большинства людей с теплом и уютом, которых не хватает в северных условиях.
Конструктивные принципы касаются выбора материала для несущих и ограждающих элементов и конструктивной схемы проектируемого здания или сооружения.
Конструктивные решения возводимых объектов должны обеспечивать:
- короткие циклы строительства при максимальной заводской готовности комплектующих изделий;
- взаимозаменяемость и многофункциональность материалов и конструкций;
- минимизация «мокрых процессов» (заливка бетона, штукатурка, покраска);
- учет мерзлотно-грунтовых условий площадки строительства;
- быстровозводимость, максимальную заводскую готовность конструкций и узлов зданий;
- всесезонность и простоту монтажных работ, отсутствие «мокрых» процессов;
- унифицированность основных несущих конструкций;
- пространственность и совмещенность работы элементов и конструкций;
- повышенные требования к прочности и безопасности;
- современное качество жизни за счет применения инновационных технологий.
Литература
1. Абовский, Н.П. Новый подход к фундаментостроению для малоэтажных зданий на слабых грунтах / Н.П. Абовский, И.С. Инжутов, С.В. Деордиев, В.И. Палагушкин, В.А. Сиделев // Социальные стандарты качества жизни в архитектуре, градостроительстве и строительстве: сб. науч. тр. РААСН / под.ред. А.П. Кудрявцева [и др.]: РААСН, ФГОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК», Юго-Зап. гос. ун-т. - Москва-Орел-Курск, 2011. - С. 229-233.
2. Барышников, А.А. Специфика возведения зданий и сооружений в районах Крайнего Севера и приравненных к ним территориях [Электронный ресурс] / А.А. Барышников // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительство. -Самара, 2016. - С. 281-283.
3. Варфоломеев, Ю.А. Проектирование и строительство энергоэффективных малоэтажных деревянных зданий при развитии инфраструктуры Арктической зоны / Ю.А. Варфоломеев // Актуальные проблемы строительства : 178 материалы 68-й Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов, молодых ученых и докторантов (15-17 апр. 2015 г.). -СПб., 2015. - Ч. 2. - С. 9-13.
4. Казаков, М.С. Применение мирового опыта возведения зданий и сооружений в экстремальных условиях Севера, Новый Уренгой [Электронный ресурс] / М.С. Казаков // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Градостроительство. - Самара, 2016. - С. 195-196.
5. Кравченко, Ю.С. Градостроительство на Крайнем Севере [Электронный ресурс] / Ю.С. Кравченко // Строительство - формирование среды жизнедеятельности: сб. материалов XIX Междунар. межвуз. науч.-практ. конф. студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых (Москва, 27-29 апр. 2016 г.). - М., 2016. - С. 123-125.
