CC BY
674
УДК 72.01 КАЛАБИН А. В.
Малоэтажные жилые дома на сложном рельефе в условиях Урала. Рекомендации по проектированию
(Часть 1)
В статье ставится задача определения принципов и методов формирования малоэтажного жилища на сложном рельефе в условиях Урала и разработка рекомендаций, способствующих достижению высокого уровня функциональных, технико-экономических и архитектурно-художественных решений специальных типов малоэтажных жилых зданий для сложного рельефа. Статья является результатом фундаментальных научных исследований, включенных в план НИР РААСН.
Ключевые слова: архитектура, малоэтажные здания, типология зданий, сложный рельеф, тепловая эффективность.
KALABINA. V.
LOW-RISE RESIDENTIAL HOUSE IN COMPLEX TERRAIN IN THE CONDITIONS OF URAL. DESIGN RECOMMENDATIONS (PART 1)
In the article the task of determining the principles and methods of formation of low-rise housing complex terrain in the conditions of Ural. Development of recommendations contributes to the achievement of a high level of operational, technical, economic and architectural and artistic solutions in special type of low-rise residential buildings for complex terrain. The article is the result of fundamental scientific research included in the plan of research RAASN.
Keywords: architecture, low-rise buildings, the typology of buildings, terrain, thermal efficiency.
Калабин
Александр
Васильевич
кандидат архитектуры, ведущий научный сотрудник института «УралНИИпроект РААСН», директор ООО «АВКвадрат»
e-mail:
abkvadrat@gmail.com
Актуальность темы обусловлена необходимостью освоения территорий со сложным рельефом для жилищного строительства на Урале, отсутствием научно обоснованных рекомендаций по формированию жилища на сложном рельефе в условиях умеренного и холодного климата, недостаточностью опыта такого рода строительства в нашей стране.
Повышенный комфорт проживания, большая гибкость специальных типов малоэтажных зданий для сложного рельефа, возможность использования местных строительных материалов, возможность обходиться без мощных кранов в условиях сложного рельефа и другие преимущества позволяют рекомендовать эти здания к широкому применению в городском строительстве наряду с многоэтажной застройкой.
По оценкам ЦНИИП градостроительства РААСН, до 50% неудобных земель в пределах городской черты составляют участки со сложным рельефом, который оказывает влияние практически на все аспекты архитектуры
и строительства — от особенностей восприятия архитектурно-пространственной композиции застройки до методов строительного производства. Экономическая эффективность строительства во многом зависит от степени научной обоснованности проектных решений.
В ряде городов Урала «неудобные» для строительства территории составляют 2030% и более. Их основным недостатком является малая компактность, затрудняющая условия расселения, нарушающая функциональное единство города. Жилая застройка на сложном рельефе, активно участвующая в формировании пространственной композиции города, имеет большие потенциальные возможности в индивидуализации архитектурно-художественного облика городской застройки.
Наиболее детально проблема учета рельефа в проектных решениях разработана для условий теплого и, отчасти, умеренного климата. Необходимо отметить малую степень исследования этой проблемы в условиях холодного климата и практически полное отсутствие опыта такого строительства в России.
Климатические условия Уральского региона предъявляют повышенные требования к защите жилой среды от неблагоприятных факторов. Остро стоит вопрос
о повышении тепловой эффективности жилых зданий. Задачи повышения компактности застройки и теп-лоэффективности специальных типов жилых зданий для строительства на склонах имеют практическое значение не только для Урала, но и для всей территории России.
Разрабатывая объемно-планировочное решение, архитектор может существенно влиять на тепловую эффективность здания через основные планировочные параметры жилых домов — длину, ширину, этажность, конфигурацию плана, освещенность помещений и т. п. Очень важно еще на начальных стадиях разработки проекта оценить его с точки зрения будущих теплопотерь. Исчерпывающей характеристикой тепловой эффективности являются удельные расходы тепла д (Вт/м2), которые могут быть определены после расчета теплопотерь и нагрузки систем отопления, т. е. на заключительной стадии проектирования. Основную часть теплопотерь здания составляют трансмиссионные потери через ограждающие конструкции, причем с уменьшением этажности их удельный вес увеличивается. У специальных типов жилых зданий для сложного рельефа форма и размеры планов этажей часто существенно изменяются в пределах объема. Большое влияние на теплопотери оказывают террасы.
В данном исследовании в качестве критерия для оценки тепловой эффективности используется коэффициент компактности КЗ, который представляет собой отношение
К3= {Fí+Fк): F0,
где Fí — суммарная площадь вертикальных наружных ограждений, м2;
Fк - площадь покрытия или чердачного перекрытия,
м2;
Fo — общая площадь здания, м2.
Очевидно, что минимизация этого параметра будет уменьшать и сметную стоимость жилой площади.
При застройке территорий со сложным рельефом применяются следующие типы малоэтажных многоквартирных жилых домов: блокированные, террасные и террасно-блокированные. Каждый из них имеет свою специфическую объемно-планировочную структуру и приемы ее формирования.
Создание комфортных условий в жилище в условиях холодного климата может быть обеспечено только созданием компактных жилых комплексов и зданий, обеспечивающих необходимую ветро- и снегозащиту территории, и высокие показатели энергоэффективности. При этом характеристики компактности домов и застройки целесообразно довести до их предельных значений [1, 3].
Наибольшее распространение при застройке склонов получили террасные дома, обладающие повышенным комфортом проживания за счет террасы — открытого летнего помещения, которое может использоваться для отдыха, игр детей, любительских занятий и т. п. Главные препятствия для применения террасных домов в умеренном и холодном климате специалисты видят в повышенных теплопотерях, обусловленных большой площадью наружных ограждений, и затруднении сне-гоудаления с террас. Вместе с тем зарубежный опыт их строительства свидетельствует о решении этих про-
блем специальными архитектурно-планировочными средствами.
В результате исследования проблемы автором разработана итоговая классификация малоэтажных многоквартирных жилых зданий, применяемых при строительстве на склонах (Иллюстрация 1). В нее включен новый тип жилого дома, применяемый на сложном рельефе, — террасно-блокированный дом и определены возможные области его применения [2].
Моделирование малоэтажных типов жилых зданий для сложного рельефа
С целью выявления наиболее рациональных типов зданий и приемов застройки сложного рельефа нами проведено математическое моделирование малоэтажных зданий. Анализ моделей позволяет выявить характер влияния условий рельефа, различных объемно-планировочных характеристик зданий (этажность, длина и ширина корпуса, тип квартир и способ их блокировки, способ размещения здания на склоне) на компактность зданий и застройки в целом.
Методика исследования:
1 На основе обобщения отечественного и зарубежного опыта и НИР в области проектирования жилища на сложном рельефе составляются теоретические модели жилых зданий и застройки с их применением. Определяются градостроительная и демографическая маневренность моделей.
2 Рассчитываются значения коэффициента компактности и плотности жилого фонда для каждой модели при различных объемно-планировочных параметрах и уклонах с интервалом 10%. Выявляется характер влияния различных факторов на эти критерии.
3 Модели внутри типологических групп сравниваются между собой по критериям компактности, отбираются оптимальные модели для различных градостроительных условий.
4 Модели зданий из различных типологических групп, имеющих общую градостроительную маневренность, сравниваются между собой; определяются оптимальные модели для конкретных градостроительных условий.
При формировании теоретических моделей поставлена цель получения максимально компактных решений при соблюдении следующих условий: площадь квартир принята равной верхнему пределу общей площади по СНиП 31-01-2003 [5]; форма плана квартир и домов — прямоугольная, лишенная уступов, выступов, внутренних углов; минимальная ширина участков — 6 м; минимальная длина светового фронта квартиры Ь принимается из расчета 3 м длины фасада на освещаемое помещение — L = 3 ( + 1 при светлой кухне и Ь = при кухне, освещаемой вторым светом N — количество комнат в квартире); расстояние между двумя параллельными малоэтажными домами в застройке принято 20 м, расстояние между торцами домов без окон — 6 м.
Блокированные дома
Блокированные дома, используемые в застройке склонов, можно разделить на две группы: дома «равнинного» типа, привязка которых к склону происходит за счет террасирования или за счет цокольной части (без жилых помещений); ступенчатые дома, структура которых приспосабливается к склону за счет вертикального смещения их отдельных объемов относительно друг друга.
Первая группа в подавляющем большинстве случаев используется на небольших уклонах, что делает их при-
Иллюстрация 1. Классификация малоэтажных зданий, применяемых на склонах
вязку экономически эффективной. В умеренном и холодном климате применяются, главным образом, одно- или двухрядные дома линейной блокировки вдоль горизонталей с квартирами в одном или двух уровнях. Двухрядная блокировка вдоль горизонталей (модели 4 и 5 на Иллюстрации 2), имеющая лучшие плотностные характеристики, исключает визуальную связь с ландшафтом квартир нагорного ряда и поэтому используется редко. Однорядная блокировка имеет неограниченные возможности ориентации зданий. При двухрядной блокировке (с односторонними квартирами) допустимо отклонение продольной оси здания от меридиана в пределах 30°.
Блокированные дома «равнинного» типа, очевидно, целесообразно применять на уклонах в пределах 20% по тем же причинам, что и многоэтажные здания: на больших уклонах при террасной привязке ухудшаются условия освещенности и инсоляции помещений и резко увеличиваются объемы земляных работ, что отразится на стоимости и уровне комфорта малоэтажного здания значительно сильнее, чем многоэтажного;при бестер-расной привязке объем цоколя при ширине корпуса, необходимой в рассматриваемых условиях, будет значительным, а при уклонах более
20% высота цоколя будет достаточна для размещения в нем жилых помещений, что приведет к существенным изменениям в проекте.
Наилучшими показателями обладают двухрядные двухэтажные блокированные дома; на втором месте — однорядные двухэтажные (с полным или неполным вторым этажом); наихудшие показатели — у одноэтажных одно- и двухрядных домов.
Вторая группа — ступенчатые блокированные дома, отвечающие своей пространственной структурой на особенности рельефа территории, можно отнести к специальным типам жилых домов для сложного рельефа.
Специальные типы блокированных домов для сложного рельефа дифференцируются по следующим признакам:
• по способу размещения на рельефе — параллельно или перпендикулярно горизонталям;
• по этажности — одно- или двухэтажные;
• по приему блокировки жилых ячеек — одно- и двухрядные;
• по способу приспособления к склону — со смещением блоков относительно друг друга, со смещением отдельных частей жилых ячеек и с совместным смещением блоков и частей жилых ячеек.
Классификация блокированных домов по этим признакам приведена на Иллюстрации 2.
Однорядные дома в целом имеют неограниченную градостроительную маневренность, обусловленную двусторонней ориентацией квартир и более гибким приспособлением к уклонам со смещением частей жилой ячейки при размещении зданий параллельно горизонталям. Однако требования тепловой эффективности зданий обуславливают применение наиболее компактных двухэтажных квартир, которые в данном случае могут быть только многокомнатными. Это существенно ограничивает демографическую маневренность однорядных блокированных домов.
Анализ моделей ступенчатых блокированных домов свидетельствует о том, что их компактность с ростом уклона снижается1: у домов, расположенных параллельно горизонталям, на 12-16% (при 50%-м уклоне); у домов, расположенных перпендикулярно горизонталям — на 14-32%.
Наибольшей компактностью обладают двухрядные блокированные дома с двухэтажными квартирами (модели 10, 14, 18), за ними
1 Исключение составляет модель 7, у которой компактность, наоборот, повышается с ростом уклона от 0 до 50% на 11%.
следуют однорядные двухэтажные (модели 8, 12, 16), однорядные одно-, двухэтажные (модель 7). Характер смещения объемов у домов, расположенных перпендикулярно горизонталям (между блоками или совместно внутри жилой ячейки и между блоками) также не оказывает существенного влияния на эти показатели, а объем цокольной части при двойном смещении получается в два раза меньший.
Таким образом, повышению компактности ступенчатых блокированных домов способствует увеличение длины, ширины и этажности здания, как у любых зданий «равнинного» типа.
Потенциальные плотностные характеристики ступенчатых блокированных домов аналогичны «равнинным» домам и не зависят от величины уклона поверхности. Максимальная плотность жилого фонда2 «нетто» у двухрядных двухэтажных моделей — 6500-7820 (4800-5500) м2/га; у однорядных двухэтажных моделей — 5350 (4150) м2/га; у одноэтажных моделей — 3200-3330 (2730-2820) м2/га.
Террасно-блокированные дома
При террасной застройке домами, размещаемыми поперек горизонталей склона, сам по себе факт использования террас не ведет автоматически к повышению плотности застройки, т. к. минимальное расстояние между длинными сторонами зданий следует принимать не менее 15 (20) м. Возможности повышения интенсивности освоения склонов следует искать в самой объемно-планировочной структуре здания, т. е. повышая его градостроительный коэффициент. Такая возможность реализуется в террасно-блокированной структуре жилого дома, выделенного в самостоятельный тип. Повторим еще раз данное ему ранее определение: террасно-блокированный дом — блокированные поперек горизонталей склона двух-четырехквартирные ячейки (двух- и трехэтажные), сдвинутые относительно друг друга в вертикальном направлении на величину, равную или близкую высоте этажа, образуя на крыше нижерасположенных блоков террасы для верхних квартир; нижние квартиры каждого блока имеют приквартирные участки непосредственно на склоне.
Террасно-блокированный дом (ТБД) можно рассматривать как два
2 Получаемая при условно бесконечной длине жилых домов в моделях строчной и ленточной застройки. В скобках указана плотность «брутто».
дома — террасный и блокированный, поставленных один на другой.
При перепаде между блоками большем, чем высота этажа, мы имеем возможность устройства вентилируемых бесчердачных покрытий без разницы в отметках пола квартиры и примыкающей к ней террасы [3, 135]. Такое конструктивное решение принципиально важно для строительства в условиях умеренного и холодного климата, а у террасных зданий устройство вентилируемых покрытий-террас затруднено ввиду сложностей конструктивного и планировочного характера, возникающих при утолщении покрытия. Этот факт подтверждает целесообразность применения на Урале террасно-блокированных домов.
Приспособление ТБД к склону происходит в основном за счет изменения глубины блоков, причем, чем круче склон, тем меньше должен быть этот размер. Минимальную глубину блока можно принять 6 м, исходя из возможностей устройст-
ва в нем однокомнатной квартиры или общей комнаты и кухни. Этот размер является также минимальной шириной приквартирного дворика. Исходя из этого, максимально крутой уклон, на котором возможно использование ТБД, можно определить при высоте этажа 3 м и перепаде между блоками 0,5 м в 58%. Таким образом, теоретически возможно строительство ТБД на уклонах от 14 до 58%.
При однорядной блокировке, когда каждая квартира освещается с 2-3-х сторон, ТБД могут размещаться на склонах любой ориентации. При двухрядной блокировке — в пределах 150-210° и 330-30°, что обусловлено использованием квартир с односторонней ориентацией [3, 135].
Планировочная структура может быть с индивидуальными входами или секционной (при двухрядной блокировке). Второй вариант предпочтительнее, т. к. позволяет сократить количество входов в дом до 1-2,
Таблица 1. Предельные значения плотности жилого фонда при застройке склонов террасно-блокированными домами
Тип дома Плотность жилого фонда, м2/га
нетто брутто
Однорядный двухэтажный 4500-7400 3 700-5 500
Двухрядный двухэтажный 6400-8450 4 900-6 000
Однорядный трехэтажный 7100-10900 5 300-7 200
Двухрядный трехэтажный 8300-12200 5 980-7 770
уменьшив тем самым теплопотери, и исключить необходимость хождения по наружным лестницам зимой.
Возможные схемы компоновки 2-и 3-этажных блоков: в двухэтажных блоках используются квартиры в одном уровне, в трехэтажных — одно-и двухуровневые. В пределах блока могут применяться различные типы квартир — от одно- до пятикомнатных — практически без снижения компактности здания, что свидетельствует о большой демографической маневренности террасно-блокированных домов [3, 137].
Увеличению компактности террасно-блокированных домов способствуют:
• применение многокомнатных квартир (компактность у разных моделей при использовании 5-комнатных квартир на 8-20% выше, чем при 3-комнатных квартирах);
• увеличение количества блоков в доме (при увеличении с 4 до 9 компактность повышается на 2-5%);
• увеличение количества квартир в блоке (двухрядная блокировка с 4 квартирами в блоке на 2044% компактнее, чем однорядная с 2 квартирами);
• размещение во втором этаже большей по площади квартиры (при схеме 3+5 компактность на 15% выше, чем при схеме 3+3);
• увеличение крутизны склона;
• увеличение ширины корпуса (при увеличении ширины корпуса у однорядного двухэтажного с 5-комнатными квартирами с 10 до 13,8 м компактность увеличивается на 7%);
• увеличение этажности блоков (при трехэтажной компоновке 3-комнатных квартир компактность здания на 7% выше, чем при 2-этажной их компоновке) [3, 135].
Анализ моделей застройки с применением ТБД свидетельствует
о том, что те же факторы, которые повышают компактность этих зданий, способствуют и увеличению
плотности жилого фонда. Предельные значения плотности жилого фонда при застройке склонов террасно-блокированными домами приведены в Таблице 1.
Исходя из сравнительной оценки различных моделей, в секторах ориентации склонов 150-210° и 330-30°, на уклонах от 14 до 58% целесообразно применять двухрядные ТБД, причем из них 3-этажные имеют лучшие технико-экономические показатели, а также однорядные
3-этажные дома (с уклонов в 33% и выше), которые имеют близкую к двухрядным двухэтажным степень компактности здания, а плотность значительно большую. Возможными в этих секторах с уклонов в 22% являются однорядные 2-этажные ТБД, имеющие плотность, близкую к 2-рядным 2-этажным, но меньшую компактность [3, 139].
Террасные дома
В террасных зданиях существует объективная возможность повышения эффективности освоения наклонной поверхности — использование террас на кровле ступенчатых объемов. Именно этот факт позволяет террасной застройке конкурировать с другими типами по технико-экономическим, комфортным и прочим параметрам.
Установим минимальный уклон, после которого становится возможным использование кровли соседней жилой ячейки в качестве эксплуатируемой кровли. Рассмотрим модель дома, состоящего из блокированных поперек склона ячеек [3, 141 ]. Наибольшая площадь блока получается при двухквартирной его компоновке (двухрядная блокировка) и максимальной площади квартир. Принимаем минимальную глубину квартиры 6 м из условий, что меньшая глубина ведет к чрезмерному удлинению внутриквартирных коммуникаций в 5-комнатной квартире, и получим в этом случае 12-метровую ширину корпуса — минимальную при использовании квартир с односторонней ориентацией. Глубина блока при этих условиях полу-
чается 15,83 м. Минимальный уклон при высоте этажа 2,8 м будет равен 17,68%, при высоте 3 м — 18,95%.
Округленно, уклон в 20% можно считать той границей, за которой возможно использовать кровли для эксплуатируемых террас. Естественно, что при использовании однорядной блокировки и меньших квартир такая возможность появляется на более крутых склонах.
Террасные дома по объемнопространственной структуре можно разделить на две группы: дома с вертикальной блокировкой (ТВБ) и дома с горизонтальной блокировкой (ТГБ).
Дома с вертикальной блокировкой могут быть одно- и двухрядными. Планировочная структура ТВБ-домов может быть с индивидуальными входами в каждую квартиру или секционной (при двухрядной блокировке). Второй вариант предпочтительней в рассматриваемых условиях по тем же причинам, что и у террасно-блокированных домов.
Однорядная блокировка имеет практически неограниченную ориентацию, а двухрядная — в секторах от 60° до 300° и от 330° до 30°. Установленный минимальный уклон, при котором возможно применение террасных домов с двухрядной блокировкой — 20%. Минимальный уклон однорядных домов зависит от глубины (размер в поперечном направлении к склону) квартир. При наиболее компактной квадратной форме плана 5-комнатной квартиры она будет около 10 м, что дает минимальный уклон около 30%. Увеличение глубины квартиры при той же площади дает снижение компактности, которая на минимальных уклонах и без того низка. Поэтому минимальный уклон для применения однорядных террасных домов с вертикальной блокировкой можно принять в 30%.
Анализ моделей ТВБ по критерию компактности показал следующее:
• наиболее компактны здания с формой плана этажа, близкой к квадрату (у 5-этажного дома с двухрядной блокировкой 4-комнатных квартир, например, модель с квадратной формой плана на уклоне 40% на 12% компактней, чем модель с прямоугольным планом со сторонами 1:2); особенно ощутим этот факт на небольших уклонах, с ростом крутизны разница сокращается и у тех же моделей при укло-
не 100% составляет 5,6%, а при уклонах 200% — 1,7%3;
• у домов с двухрядной блокировкой компактность выше, чем с однорядной (на 20-30% при 3-комнатных квартирах, на 20-34% при 4-комнатных и на 33-36% при 5-комнатных);
• с увеличением размеров квартир компактность домов увеличивается (у модели ТВБ-2-5- (5) при 30% уклоне компактность выше на 18% компактности модели ТВБ-2-5- (3) и на 10% модели ТВБ-2-5- (4));
• также повышается компактность с увеличением этажности здания (так, например, у ТВБ-1- (3) 9-этажная модель компактнее 5-этажной на 1,4% при 30%-м уклоне и на 6,9% при 100%-м уклоне);
• с увеличением крутизны склонов компактность зданий повышается, причем особенно резко на уклонах от 20 до 40% (например, у 5-этажной модели ТВБ-2- (5) с ростом уклона от 20 до 30% она повышается на 14%, при 100%-м уклоне — на 56,3%, при 200%-м уклоне — на 71,2%) [3, 141 ];
• на компактность здания оказывает влияние решение верхнего яруса здания, имеющего наибольшую поверхность ограждающих конструкций; более компактно завершение с двухэтажными квартирами.
Квартиры в ТВБ-домах отличаются удобством планировки, хорошими условиями инсоляции и проветривания, обусловленными двух- или трехсторонней ориентацией квартир [3, 141 ].
Анализ плотностных возможностей рассматриваемого типа дома выявил следующие закономерности:
• двухрядная блокировка имеет более высокие плотностные характеристики, чем однорядная (на 40%-м уклоне, например, двухрядные ТВБ-дома дают плотность жилого фонда «нетто» на 61-65% больше, чем однорядные);
• плотность жилого фонда возрастает с увеличением размеров квартир (у 5-этажных моделей ТвБ-2-5- (5) при 40%-м уклоне она на 28% выше, чем у ТВБ-2-5-(3) и на 13,7% выше, чем у ТВБ-2-5- (4));
• увеличивается плотность также с ростом этажности здания
3 В дальнейшем рассматриваются модели ТВБ-домов только с квадратной формой плана этажа.
(у ТВБ-2- (4) с увеличением этажности с 5 до 9 она возрастает на 10,8% при 40%-м уклоне);
• возрастает плотность жилого фонда с увеличением крутизны склонов (у различных моделей ТВБ-домов с ростом уклонов от минимального до 100% плотность «нетто» возрастает на 60138%), причем более существенно растет плотность двухрядных домов [3, 141 ];
• на плотностные характеристики застройки сильно влияет величина разрывов между зданиями (уменьшение бытового разрыва с 20 до 12 м повышает плотность жилого фонда у ТВБ-2-5- (5) на 30%). Исключить просма-триваемость квартир из окон соседних домов в этом случае смогло бы применение ориентированных эркеров, экранов и т. п. средств, встречающихся в практике строительства.
Предельные значения плотности жилого фонда «нетто» при двухрядной блокировке могут достигать
4-7,5 тыс. м2/га при уклонах 40% и 10-15 тыс. м2/га при уклонах около 100%. Из этого следует, что наиболее эффективны в застройке сложного рельефа ТВБ-дома двухрядной блокировки с большими квартирами на максимально крутых склонах. Однорядные ТВБ-дома могут применяться лишь в застройке северо-восточных, северо-западных и северных склонов — там, где невозможно по условиям инсоляции использовать двухрядную блокировку.
При блокировке квартир в террасных домах с горизонтальной блокировкой (ТГБ) возможны четыре объемно-планировочные схемы: с индивидуальными входами, коридорная, секционная и коридорно-секционная. Первая возможна при 2-4-этажном доме, когда входы в квартиры решаются с верхнего и нижнего уровней склона. Вторая — при входах в поэтажные коридоры со склона, наружных или внутренних лестниц. Третья — при входах в секции с верхнего и нижнего уровней. Четвертая соединяет свойства второй и третьей. Последние три схемы позволяют получать этажность здания более четырех.
Анализ моделей этого вида зданий по критерию компактности свидетельствует о том, что:
• компактность повышается с увеличением длины здания4 (при увеличении длины 4-этаж-
4 Протяженность здания вдоль склона.
ного ТГБ с глубиной корпуса 9 м с 40 до 100 м, например, она увеличивается на 6-9%);
• повышается она также с увеличением этажности домов, причем существеннее на более крутых склонах (например, у ТГБ с длиной 100 м и глубиной корпуса 9 м с увеличением этажности с 5 до 9 на 40%-м уклоне компактность повышается на 3%, а при 100%-м уклоне — на 10,6%);
• наибольшее влияние на компактность оказывает глубина этажа (у моделей 5-этажных ТГБ с длиной 100 м компактность повышается с увеличением глубины этажа с 6 до 7,5 м на 15%, до 9 м — на 23,7%, до 10 м — на 29,3%);
• на компактность зданий влияет также компактность верхнего яруса аналогично домам ТВБ (модель с глубиной корпуса 7,5 м, длиной 100 м и завершением в виде двухрядного двухэтажного блока компактнее исходного варианта на 14-21%);
• увеличивается компактность во всех случаях с ростом уклона, так как при этом увеличивается величина конструктивного перекрывания ярусов в террасном здании (у различных моделей ТГБ при изменении уклона от минимального до 100% компактность увеличивается на 50-87%).
Большая глубина корпуса может достигаться путем сокращения светового фронта квартир, что приводит к вытянутым в глубину, узким комнатам, или за счет размещения кухни в глубине квартиры. При соблюдении условия, что на каждое жилое помещение и кухню в квартире приходится по 3 м светового фронта, средняя глубина квартиры5 колеблется от 5,3 до 6 м, что явно недостаточно для получения приемлемой компактности здания. Размещение кухни в глубине квартиры дает значительное увеличение глубины корпуса. В этом случае она может теоретически достигать 12-6,3 м. Наибольшую глубину корпуса ТГБ-домов обеспечивают малокомнатные квартиры, поэтому следует рекомендовать для применения в этом типе зданий 1-3-комнатные квартиры. Квартиры большей комнатности могут располагаться только в верхнем ярусе и в торцах дома.
5 Средняя глубина определяется делением общей площади квартиры на длину светового фронта Ь = 3 [М + 1 ,где N — количество комнат в квартире.
Применение кухонь без естественного освещения связано с ухудшением гигиенических качеств квартир, что требует применения принудительной вентиляции в квартирах. Однако ступенчатая форма дает возможность осветить помещение, расположенное в глубине корпуса, при устройстве свето-аэрационного фонаря, что позволяет говорить о больших возможностях такого решения в террасных домах в отличие от многоэтажных. Глубина корпуса в 10 м реально достижима при 1-комнатных квартирах.
Анализ моделей ТГБ-домов свидетельствует об их высоких плотностных возможностях. На плотность жилого фонда оказывают влияние те же факторы, что и на компактность ТГБ-домов: длина, этажность и глубина корпуса, решение его верхних этажей, крутизна склона, а также величина разрывов между зданиями.
Минимальная величина разрывов между зданиями при отсутствии окон по противопожарным нормам может быть 6 м, что значительно повышает плотность жилого фонда при застройке склонов группами террасных домов.
Наибольшее влияние на плотность оказывают глубина корпуса ТГБ -домов и величина уклонов земной поверхности. С увеличением ширины корпуса с 6 до 10 м плотность «нетто» увеличивается на 40-50%. При увеличении уклонов от минимального до 100%-го у моделей различного типа этот показатель повышается на 40-85% и достигает 9-10,3 тыс. м2/га (6,4-7 тыс. м2/га плотности «брутто») у домов с глубиной корпуса.
Градостроительная маневренность ТГБ-зданий обусловлена, во-первых, односторонней ориентацией квартир, во-вторых, глубиной корпуса. Односторонняя ориентация квартир делает возможной застройку склонов этим типом зданий, ориентированных в секторе 60-300°. Минимально допустимый уклон в 30% определяется максимальной глубиной корпуса в 10 м6, максимальный уклон не ограничен.
Особо следует остановиться на проблеме снегоудаления с террас домов с горизонтальной блокировкой. В террасно-блокированных, террасных с вертикальной блокировкой домах она не представляет
6 При увеличении глубины корпуса свыше 10 м за счет кладовых и коридоров, примыкающих к склону, возможно уменьшение минимального уклона.
особых сложностей, так как снег может быть сброшен с террас непосредственно на примыкающий к дому участок. В случае горизонтальной блокировки эта проблема требует специального решения.
В скандинавских странах для этих целей часто устраивается электрообогрев пола террасы. В климате Урала, с его длительной, суровой и многоснежной зимой, такое решение связано с большим расходом энергии. На наш взгляд, более экономичен путь устройства наклонных кровель или желобов, по которым снег будет скатываться под собственным весом вниз на землю. С той же целью целесообразно уменьшать площадь эксплуатируемой части кровли и устраивать на ней трансформируемое остекление. Применение наклонных кровель и остекления террас, кроме того, повышает тепловую эффективность здания.
Заключение
Сравнивая оба типа террасных домов по их градостроительной и демографической маневренности, критериям компактности зданий и застройки, можно сделать следующие выводы [3, 133]:
• при ориентации склонов от 300° до 60°, они могут быть застроены только террасными домами с вертикальной блокировкой; в секторе от 330° до 30° при уклонах свыше 20% рациональны двухрядные дома с многокомнатными квартирами; в секторах 300-330° и 30-60° при уклонах свыше 30%, а также в секторе 330-30° при уклонах более 62-65% единственно возможными являются однорядные дома с многокомнатными квартирами;
• в секторе от 60° до 300° при уклонах от 20 до 30% единственно возможными являются двухрядные ТВБ-дома с многокомнатными квартирами, а при уклонах свыше 30% возможно применение террасных домов с горизонтальной и вертикальной двухрядной блокировкой;
• во всех случаях следует применять специальные архитектурнопланировочные средства для повышения технико-экономических и санитарно-гигиенических характеристик террасных зданий — наклонные кровли над частью объема зданий, более компактные решения верхних этажей, трансформируемое остекление террас, а также формировать здания с компактными планами простой геометрической формы, макси-
мально возможной этажностью и длиной вдоль склона;
• в террасных домах с вертикальной блокировкой в качестве основного типа квартир следует применять многокомнатные квартиры (3-5-комн.); в домах с горизонтальной блокировкой — малокомнатные (1-2-комн.), многокомнатные квартиры в этом случае могут размещаться только в торцах и в верхнем ярусе дома. Включение в практику проектирования и строительства научно обоснованных решений специальных типов малоэтажных жилых зданий для сложного рельефа может обеспечить положительный социально-экономический эффект за счет повышения компактности городов, сохранения ценных для промышленного строительства и сельского хозяйства равнинных территорий, повышения комфорта проживания населения, а также расширения композиционных возможностей архитектуры.
Список использованной литературы
1 Давидсон Б. М. Архитектура жилища и местный климат : учеб. пособие. М., 1986.
2 Калабин А. В. Террасно-блокированные жилые дома для эффективной застройки склонов // Академический вестник Урал-НИИпроект РААСН. 2011. № 1. С. 61-63.
3 Калабин А. В. Дом на рельефе. Екатеринбург, 2012.
4 Лицкевич В. К. Жилище и климат. М., 1984.
5 СНиП 31-01-2003. Здания жилые многоквартирные/Госстрой России. М., 2004.
