CC BY
41УДК 72:69:624: 004.94
АСПЕКТЫ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ. АРХИТЕКТУРА И СТРОИТЕЛЬСТВО-КОНФЛИКТЫ И РЕШЕНИЯ
С.В. Саморядов, М.А. Червонцева
Аннотация. Назрела задача создания архитектурно-строительной модели. Для комплексного решения взаимосвязанных вопросов проектирования архитектурных, конструкционных, строительных и эксплуатационных решений в области строительства зданий и сооружений - как отдельных построек, так и в условиях городской среды. Анализируются конфликты проектирования, строительства и эксплуатации гражданских зданий в различных условиях, в том числе методы расчета конструкций, требуемые свойства строительных материалов, технологические разрешения.
Ключевые слова: архитектура, строительство, конфликты, моделирование, технологические разрешения, теория и практика, проектирование зданий, организация технологических процессов, технология строительства.
ASPECTS OF ARCHITECTURAL AND CONSTRUCTION MODELING. ARCHITECTURE AND CONSTRUCTION-CONFLICTS AND SOLUTIONS
SamoryadovS.V., M.A. Chervontseva
Abstract. The task of creating an architectural and construction model is of great importance. It is meant to realize the interrelated designing, architectural, structural and operational projects in the field of urban construction development. Disparity between designing, construction and operation of civil buildings in different conditions has been analyzed, as well as methods of structural analysis, the requirements to construction materials, technological processes.
Key words: Architecture, construction, disparity, modeling, technological solutions, theory and practice, building design, organization of technological processes, construction technology.
Архитектура зародилась как средство возведения жилых построек, а развилось как искусство. Мы видим это уже в древнем мире на примерах дворцов и культовых сооружений.
Классификация искусственных построек отражена на рисунке 1, место архитектуры среди различных сфер искусства - на рисунке 2.
При этом становление архитектуры как искусства основывалось на общих свойствах искусств - особое выражение окружающего мира и внутреннего человеческого его осмысления, как реального, так и воображаемого.
С развитием архитектуры как искусства появлялись новые стили, которые были обусловлены художественными особенностями внешнего и внутреннего облика здания. Но этому способствовали также новые знания о механике и математике, появление новых строительных материалов, а в современной действительности - развитие научных знаний, теорий и методов наук, изучающих природно-климатические явления, такие как сейсмика, строительная климатология, строительная физика (рисунок 3).
С развитием наук стала возможной реализация художественных фантазий архитекторов. Особенно это выразилось в готике, где особые конструктивные решения, такие как стрельчатые арки, контрфосы и др., обоснованные позже строительной механикой, позволили не только уменьшить массивность зданий, но и найти дополнительные художественные способы архитектурной выразительности.
ИСКУССТВЕННЫЕ ПОСТРОИКИ
Сооружения
\ \
Древней истории Современные
\ \ \ 1 1 - ■МММ- ■ \ мм
■л
я н к
3 *
4 л д е я й
„ о
■о «
§
Ч
<и
-а
И
И
<и о
-а в
И я
н й
в й
13 л « -е
со «
К
о
Рисунок 1. Классификация искусственных построек
ИСКУССТВО
Архитектура Декоративно-прикладное Дизайн Изобразительное Музыка Литература
1 Г
<и Л
-а ч
И о
ч -а
о -ч
£ К о &
г~г~г~г
Сценическое
-а а
о
В и
В к
о
« л
«
Я и
1111
§
л
У & л о
о <и
а Я
Рисунок 2. Искусство и место в нем архитектуры
Рисунок 3. Строительная физика
АРХИТЕКТУРА ЗДАНИИ И СООРУЖЕНИИ
Ти-поло-гия
Архитектурно-строительное проектирование
т
Комфортность, безопасность
здоровью и жизнедеятельности
т
Архи-тек-турная графика
т * гп
т
Строитель-ная система
т
« «
& о
а Рн
й §
р х
н о ч с
а
в и
и н
тик е т
е о
п от
с е
р в
е Пе и
Организация окружающего пространства
т
т
Дизайн ин-терьера
Художествен-ный стиль (облик)
Средства выразительности
сЗ се Я Л
I ¡3 «
форма
- композиция
- тектоника
- масштаб
- пропорции ритм
- гармония
- пластика объёмов фактура
- колористика
- синтез искусств
Рисунок 4. Требования к архитектуре зданий и сооружений
На фоне развития наук и сама архитектура развивалась как наука, открывая новые направления, области проектирования. Все накопленные знания и опыт и определили современную архитектуру как передовую область деятельности, творчества, целесообразности и пользы для человека, вобравшую в себя достижения множества наук и искусств.
Новые требования к зданиям и сооружениям, обусловленные современными реалиями в мире и России (рисунок 4), формируют и новые задачи, стоящие перед архитекторами. В этом отношении и сама структура архитектуры принимает иную форму и содержание. Наряду с функциональностью, целесообразностью, художественной выразительностью, одним из основных требований становится качество как один из важнейших компонентов безопасности зданий и сооружений. Эти требования безопасности закладываются на всех
Формирование рациональной системы расселения по территории
ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Реконструкция транспортной сети
Оптимальное размещение промышленного и гражданского строительства
Планомерное развитие городов
в увязке с развитием отдельных регионов и субъектов
Обновление планировочной структуры и застройки старых городов
Рисунок 5. Задачи градостроительного проектирования
стадиях подготовки строительства и жизненного цикла построек: инженерных изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации.
Но в отношении архитектуры это выражается в прочности, жесткости строительной системы, а также в планировочных решениях, безопасности инженерных систем.
В связи с этим, современная архитектура имеет и современные цели и задачи, при этом они различны для городской застройки и архитектуры отдельных построек, хотя находятся в тесной взаимосвязи. Современное градостроительное проектирование в России включает многообразные задачи, основные из которых представлены на рисунке 5.
Теперь, понимая состав, цели и задачи современной архитектурной науки, рассмотрим ее взаимосвязь с конструктивным проектированием зданий и сооружений и самим процессом строительства.
Опыт этого взаимодействия показывает, что это поле битвы, минное поле конфликтов архитектуры, строительных материалов и технологий выполнения строительных процессов. Причин этому - множество. Это определяется современной системой подготовки, организацией процесса архитектурно-строительного проектирования в проектных организациях, экономикой проектирования и строительства и законодательной базой, а также другими многочисленными причинами.
Проанализируем их дифференцированно. Современная система образования ориентирована на специализацию бакалавров. И учебные планы различных учебных заведений отличны, в ряде случаев, кардинально для разных профилей обучения. В целом это правильно, специализация повышает качество подготовки, уровень специалиста. Но это не значит, что архитектор не должен знать технологию возведения зданий, так как многие архитектурные решения, слишком сложно, а порой и невозможно реализовать. Конфликты в проектно-строи-тельной сфере многообразны (рисунок 6) и порой причиняют не только трудности, но и ущерб.
Но вернемся к проблемам обучения. Непонимание проектировщиками-архитекторами возможностей строительных технологий приводит к неразрешимым ситуациям. Например,
Рисунок 6. Конфликтные ситуации в строительстве
при строительстве жилого дома высотой 75 м в Москве был запроектирован декоративный карниз крыши по наружному периметру здания ниже 3 м верха парапета. Карниз из трех прутков нержавеющей стали диаметром 10 мм, установленных через 1 м на консолях. При отсутствии монтажного крана и мачтового подъемника поднять вручную по лестницам 15 т стержней длиной 6 м - задача не из простых. Но главное, что монтировать его на гладких фасадах, без окон и карнизов, вручную не реально. Применить навесные люльки невозможно, так как сам карниз мешает их перемещению вдоль крыши. В результате долгих препирательств строителей с проектировщиками по поводу невозможности осуществить эту работу и убеждения последних, что целесообразности в такой ажурной конструкции нет, так как она просто не будет видна снизу, задачу отменили - на радость заказчику, у которого поджимали сроки и сократились затраты на 8 млн руб.
Таким образом, в отношении реализации проектных решений мы можем говорить о технической и технологической возможности, то есть о технологических разрешениях.
Другой серьезной проблемой подготовки специалистов-проектировщиков, которая, кстати, перешла к нам еще из советского периода, являются недостатки программы освоения такой дисциплины, как строительная механика.
Известно, что при неравномерной загрузке несущей конструкции, деформации в ней и напряжения могут стать выше допустимых, даже если соотношение нагрузки и площади приложения меньше, чем при равномерной нагрузке. Особенно критично это для стержневых стоек-колонн, опорных стержней купольных и шатровых крыш. Но такие проверки не делаются, а в нормах это не требуется. Не по этой ли причине произошло разрушение аквапарка в Москве?
Еще один фактор недостатков учебных программ - практически полное пренебрежение вопросами организационно-технологического моделирования. Это выражается в срыве сроков строительства, нерациональной его организации, возникновении конфликтных ситуаций, приводящих к простоям. (например, выделение для монтажа конструкций монтажного крана с иными техническими характеристиками, чем в технологической карте, хотя варьированием технологических схем эта задача в большинстве случаев может быть решена).
Другая проблема - специализация отделов проектной организации, которые выпускают соответствующие разделы проекта - ВК, ОВ и др. Несогласованность их действий особенно обострилась в современных условиях строительства в России, когда оно начинается при отсутствии полного, утвержденного госэкспертизой проекта. Например, для типового детского сада проекта И-1194 МНИИИТЭП в проекте стояк воздуховода вентиляции проходил чуть ли не через унитаз туалета.
Сама же организация строительства также оставляет желать лучшего. Не на всех стройках разрабатываются календарные планы строительства, а организация эффективной работы множества подрядчиков без наглядности проектных и фактических темпов взаимоувязанных работ в неритмичных потоках, невозможна. То, что некоторые генподрядчики имеют сетевые графики, не приносит пользы, так как сетевая модель была придумана на заре появления ЭВМ и предназначена для корректировки сети машинным способом, но наглядного представления для руководителя строительства безмасштабная модель не дает, не имея практической ценности.
Еще одной проблемой промышленного и гражданского строительства являются противоречия в нормативно-законодательной базе. Госкомиссия не может принять жилое здание без наличия заключенных договоров управляющей компании с ресурсоснабжающими предприятиями (электро-, водо, теплосети, водоотведение, лифтовое хозяйство), а последние не имеют право заключать такие договоры на здание, не приятое госкомиссией. Да и управляющая компания может участвовать в тендере на эксплуатацию только принятого здания, находящегося на балансе собственника - то есть в период приемки-сдачи здания ее и быть не может.
Еще одна сторона конфликтности архитектуры и строительства заключается в том, что архитекторы и конструкторы могут спорить по поводу строительных материалов (рисунок 7),
го
0)
0 ч
1
> О
м о
00
Г1
1 о г
г
£■> £
мг
Л й о э- о
о Л
к й §
о о
к й
Л й о
о
о Л
к й й о
о о
к й
о; о
а к 5
к г й о; §
£
н
Г1
ГТТТТТ1
о о о о
О о го го
о о
> ^
■о I
£ е
н °
-I ? ^
?§ о 5
-о
О
т сг
X
сг
т
о *
<
х
^
го т -о
о
т н
I
Рисунок 7. Свойства строительных материалов
Ы
способных реализовать архитектурные амбиции. Не всегда можно подобрать материалы, по своим свойствам, подходящие к архитектурно-художественным решениям.
Еще более сложно сочетать несовместимые требования к зданиям и сооружениям в сложных климатических условиях. Например, для Заполярья, в условиях недостатка солнечного освещения, с точки зрения инсоляции требуется увеличенная площадь оконных проемов, а с точки энергоэффективности, теплозащиты - наоборот, минимальная. В жарком климате все наоборот: с точки зрения солнцезащиты оконные проемы должны быть меньше, а с точки зрения воздухообмена и проветривания - больше. В данном отношении ни один учебник, норма, справочник не предлагает вариантов решения конфликта.
Отдельно можно говорить о конфликте архитектурно-строительных решений и условий эксплуатации зданий и сооружений, но это вопрос отдельный и многосторонний. Приведем только один пример. Плоские крыши с парапетом затрудняют или делают невозможным очистку от снега зимой, а ведь снеговая нагрузка, из-за изменения климата, в нормах проектирования увеличивалась уже дважды. Поэтому чистить кроши надо, но это затруднительно через парапет. Кроме того, повреждается мягкое кровельное покрытие.
О конфликте архитектуры, строительства и эксплуатации можно говорить очень много, но наша задача - обозначить проблему.
Подведем итоги. Решение конфликтных ситуаций в этой области (рисунок 8) давно назрело. Оно должно быть комплексным, на основе решения задач науки, производства, градостроительства, законодательств, нормативной базы, соблюдения интересов всех участников архитектурно-строительного, инвестиционного т эксплуатационного процессов.
Рисунок 8. Конфликтные ситуации в области архитектуры
Таким образом, речь идет о создании модели архитектурно-строительного комплекса, на основе которой специалисты, используя имитационное моделирование, должны грамотно и качественно решать вопросы архитектуры во взаимной увязке со всеми подсистемами, с которыми она взаимодействует.
Библиографический список
1. Кондратьев А.Ю., Саморядов С.В. Имитационное моделирование процесса монтажа конструкций // Материалы международной научно-практической конференции «Архитектура. Строительство. Реставрация. XXI век» 16 марта 2015 г. М., 2015.
2. Саморядов С.В. Влияние местных условий на сроки и ресурсы строительства в северной строительно-климатической зоне // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). 2014. № 4.
3. Саморядов С.В. Особенности организации технологических процессов в железнодорожном строительстве // Евразийский союз ученых. 2017. № 6 (39).
4. Саморядов С.В. Инженерные изыскания, инвентаризация и реконструкция застройки: учебное пособие. М., 2015.
5. Саморядов С.В. Проектирование гражданских и промышленных зданий: учебное пособие. М., 2012.
6. Саморядов С.В. Проектирование зданий и сооружений: учебное пособие. М., 2013.
С.В. Саморядов
кандидат технических наук
доцент кафедры строительства и городского хозяйства Московского информационно-технологического университета -Московского архитектурно-строительного института E-mail: [email protected]
М.А. Червонцева
заместитель заведующего кафедрой строительства и городского хозяйства Московского информационно-технологического университета -Московского архитектурно-строительного института E-mail: [email protected]
