Перспектива проектирования и строительства деревянных многоэтажных зданий и зданий средней этажности Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Перспектива проектирования и строительства деревянных многоэтажных зданий и зданий средней этажности

о см о см

о ш т

X

<

т О X X

Шамаева Татьяна Вячеславовна

кандидат архитектуры, доцент кафедры архитектуры Института строительства и архитектуры, Национального Исследовательского Московского Государственного Строительного Университета (ИСА НИУ МГСУ), ShamaevaTV@yandex.ru

Кувшинов Александр Валерьевич

студент, ИСА НИУ МГСУ, alex.kuvshinov2017@yandex.ru

В данной статье объектом исследования стали здания многоэтажные и здания средней этажности с применением деревянных конструкций, построенные за последние 12 лет. Предмет исследования - архитектурно-конструктивные решения таких зданий. Цель исследования проанализировать архитектурно-конструктивных решения зданий свыше 7-8 этажей. Выявить тенденции в строительстве деревянных многоэтажных зданий и зданий средней этажности. Ответить на вопрос, если перспектива в строительстве таких зданий с применением деревянных конструкций.

Проведены анализ применения деревянных конструкций в российской практике на примере спортивных уникальных зданий (4 объекта 2010-2017 гг.); анализ деревянных зданий средней этажности и многоэтажных, построенных в разных странах с 2008 года. Рассмотрены архитектурно-планировочные и конструктивные решения 20 деревянных зданий и комплексов.

Ключевые слова: деревянные многоэтажные здания и здания средней этажности, деревянные уникальные здания, архитектурно-конструктивные решения, деревянные клееные конструкции, каркасно-стеновая система.

Введение. В данной статье объектом исследования

стали здания средней этажности и многоэтажные, построенные за последние 12 лет с применением деревянных конструкций. Предметом данного исследования стали архитектурно-конструктивные решения таких зданий.

Цель исследования проанализировать архитектурно-конструктивных решения зданий свыше 7-8 этажей, построенные за последние 12 лет. Выявить тенденции в строительстве деревянных многоэтажных зданий и зданий средней этажности. Ответить на вопрос, если перспектива в строительстве таких зданий с применением деревянных конструкций.

Дерево с давних пор применялось в качестве строительного материала и за многие годы хорошо себя зарекомендовало.

Оно обладает рядом преимуществ перед другими строительными материалами, такими, как кирпич, сталь и железобетон. Это экологичный, самовоспроизводимый материал, а количество лесов произрастающих на территории России составляет около 20% от всего леса на планете. Деревянные конструкции более легкие, что позволяет снизить общий вес сооружения. В интерьере деревянные конструкции несомненно смотрятся выигрышно, интерьер любого здания жилого или общественного приобретает неповторимые привлекательные черты.

К недостаткам деревянных конструкций можно отнести разрушение древесины под действием биотических агентов, таких, как бактерии, плесень и насекомые, также с течением времени на древесину оказывают влияние и природные факторы: вода, солнце, ветер. [1] Обработка древесины специальными пропитками защищает древесину от пагубного воздействия данных факторов и продлевает срок ее службы. Дерево, как и другие материалы, подвержено влиянию высоких температур (открытого пламени), но и железо в стальных и железобетонных конструкциях начинает деформироваться без надлежащей защиты, что ведет к потере несущей способности. Когда же горит древесина, ее наружный слой обугливается, а внутренние волокна остаются невредимыми в течении продолжительного времени. При обработке огнестойкими материалами дерево еще более длительное время не поддается влиянию открытого пламени.

На данный момент в российской практике проектирования и строительства с использованием деревянных конструкций ведется в основном в индивидуальном жилом малоэтажном домостроении. Общественные здания выше трех этажей считаются уникальными сооружениями и занимают небольшую часть гражданского деревянного строительства.

Рассмотрим несколько примеров уникальных спортивных сооружений, построенных с использованием клееных деревянных конструкций (Рис. 1).

Во всех рассмотренных объектах роль несущих деревянных конструкций выполняют клееные деревянные

арки, которые перекрывают большой пролет, необходимый для спортивного сооружения. Данные сооружения смешанной этажности: одноэтажная часть с большепролетным спортивным залом и техническая, административная часть - не более трех этажей. Для таких проектов необходимо получить множество согласований, проводить испытания материалов. Как показывает практика, любые виды спорта могут находиться под деревянными сводами - бассейны, катки, теннисные корты, велотреки и т.д., температурные и влажностные режимы в которых различны. Несомненно, как и архитектурно-градостроительный облик зданий с применением деревянных конструкций выглядит эффектно, так и интерьеры приобретают уникальность и индивидуальность.

2. Дворец водных видов спорта

в Казани, 2013.

1. Теннисный центр в Новокузнецке, 2010 год;

3. Спорткомплекс МГСУ в г. Москве, 2015

4. Стадион «Енисей» в Красноярске, 2017 год

Рис.1. Примеры уникальных зданий из дерева.

В обновлении предыдущих версий СНиПов и разработке новых нормативных документов, касающихся архитектуры деревянных зданий, было некое затишье за последние годы. В 2019 году утвердили два новых Свода правил, разработанных коллективом из ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко и АО «ЦНИИПромзданий». В ближайшее время эти Своды Правил (СП) по проектированию общественных и жилых зданий с применением деревянных конструкций [2], [3] вступят в силу и будут введены в действие (конец апреля 2020 года). Уже сейчас данные документы есть в общем доступе и с ними можно ознакомиться.

Из данных Сводов правил следует, что:

Допускается строить общественные и жилые многоквартирные здания высотой до 28 метров включительно.

Такой высоты здания достигают благодаря клееным деревянным конструкциям, применяемым в несущих конструкциях, навесных стеновых панелях и внутренних перегородках.

Деревянные здания классифицируются в зависимости от применяемых конструктивных систем: бескаркасная, с неполным каркасом, каркасная.

Здания высотой до 28 перестанут быть уникальными сооружениями.

При наличии соответствующей нормативной базы многоэтажное и высотное строительство из дерева будет существенно упрощено, а значит, станет более выгодным.

Опыт деревянного строительства в других странах подтверждает сделанные выводы: из дерева можно строить не только частные малоэтажные дома. Уже реализованы проекты многоквартирных жилых и общественных зданий средней этажности и зданий многоэтажных (к примеру: жилой комплекс «79&PARK». Стокгольм, Швеция).

Методика исследования. Проведен анализ деревянных зданий средней этажности и многоэтажных, построенных в разных странах с 2008 года. Рассмотрены архитектурно-планировочные и конструктивные решения 20 деревянных зданий и комплексов (табл. 1).

В ходе исследования были поставлены следующие задачи:

- Выявить самые высокие здания, построенные с применением деревянных конструкций; определить характерную этажность зданий;

- Изучить функциональный состав современных деревянных зданий;

- Рассмотреть объемно-планировочные решения;

- Определить конструктивную систему здания, наиболее используемую в зданиях средней этажности и многоэтажных; особенности конструктивных деревянных элементов.

Анализ современных деревянных зданий средней этажности и многоэтажных зданий показал следующие результаты:

1. Применение конструкций каркасно-стеновой системы с элементами из клееной древесины или клееных древесных плит позволяет строить здания высотой более 80 метров.

2. С каждым годом высота и этажность деревянных зданий увеличивается. На данный момент самое высокое в мире деревянное здание находится в Норвегии. Высота 18 этажного здания составляет 85,4 метра.

3. Здания средней этажности 4-8 этажей - 55%;

Здания многоэтажные 9-18 этажей - 45%.

4. Функциональное назначение деревянных зданий может быть разнообразным:

- Жилая функция - 65% рассмотренных объектов;

- Офисные помещения - 25 %;

- Гостиница, отель, общежитие - 15 %;

5. Из рассматриваемых объектов - 25% представляют собой комплексы, состоящие из 2 и более секций или отдельно стоящих зданий.

6. Все исследуемые деревянные здания выполнены по индивидуальным проектам.

X X

о

го А с.

X

го т

о

м о м о

Таблица 1

о es

0 es

01

О Ш

m

X

3

<

m О X X

Название Место Год Этажность

№ объекта строительства реализации / высо-та(м) Функции

1 E3 Берлин, Германия 2008 7 этажей Жилой дом

2 Stadthaus Лондон, Великобритания 2009 9 этажей/ 30 м Жилой дом

3 Limnologen Векшё, Швеция 2009 8 этажей Жилой комплекс

4 Copperhill Mountain Lodge Оре, Швеция 2009 5 этажей Отель

5 Bridport House Лондон, Великобритания 2011 8 этажей Жилой дом

6 Forte Living Мельбурн, Австралия 2012 10этажей/ 32 м Жилой дом

7 Cree LCT One Дорнбирн, Австрия 2012 8 этажей Офисное здание

8 Via Cenni Милан, Италия 2013 9 этажей Жилой комплекс

9 IZM Ванданс, Австрия 2013 5 этажей Общественное здание

10 Wood Innovation and Design Centre Принс-Джордж, Канада 2013 8 этажей Офисное здание

11 Штаб-квартира медиаконцер-на Tamedia Цюрих, Швейцария 2013 5 этажей Офисное здание

12 Woodcube Гамбург, Германия 2013 5 этажей/ 32 м Жилой дом

13 Treet Bergen Берген, Норвегия 2015 14 этажей/ 49 м Жилой дом

14 Puukuokka Ювяскюля, Финляндия 2015 8 этажей Жилой комплекс

15 Housing in Auvry Barbusse Обервильер, Франция 2015 5 этажей Жилой комплекс

16 Good Wood Московская 2017 4 этажа/ Офисное

Plaza область, п. Елино, Россия 19,8 м здание

17 Brock Commons Ванкувер, Канада 2017 18 этажей/ 53 м Студенческое общежитие

18 79&PARK Стокгольм, Швеция 2018 4-10эт 35 м Жилой комплекс

19 Kajstaden Tall Timber Building Вестерос, Швеция 2019 8 этажей Жилой дом

20 Mj0starnet Брумунндал, Норвегия 2019 18 этажей/ 85,4 м Жилье, бассейн, гостиница, ресторан

В заключении можно сформулировать следующие выводы:

1. Преимущества за каркасно-стеновой системой. Благодаря применению клееных деревянных конструкций в несущих и ограждающих конструкциях возможно строительство многоэтажных зданий и комплексов высотой более 80 метров.

2. Функции зданий с применением древесины могут быть любыми, как жилыми, так и общественными. Деревянные здания могут совмещать в себе несколько функций, хотя большая их часть, как показывает зарубежный опыт, ориентирована на жилье.

3. В России деревянное строительство получит новое развитие благодаря введению новой нормативной документации. Такие здания больше не будут попадать в категорию «уникальных» сооружений и их строительство будет существенно упрощено. Министерство промышленности и торговли уже с 2017 года разрабатывает стратегию развития лесного комплекса России до 2030 года. Предусмотрен ряд мер, в числе которых стимулирование спроса на деревянные дома заводского изготовления и элементы деревянного домостроения [4].

4. Большую часть зданий с применением деревянных конструкций, как показывает зарубежный опыт, будут проектировать по индивидуальным проектам.

В результате данного исследования получен самый главный вывод, который состоит в том, что в России существует перспектива проектирования деревянных многоэтажных зданий и зданий средней этажности. И здания построить высотой выше 8 этажей, вплоть до 18 этажей, это не миф, а реальность. Тема деревянных зданий выше 5-8 этажей актуальна на сегодняшний день и имеет тенденцию к развитию в России вслед за другими странами.

Литература

1. Выставкина Е.В. Преимущества и недостатки деревянных конструкций. The Scientific Heritage. [Электронный ресурс] - http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2019/12/VOL-1-No-41-41-2019.pdf

2. СП 451.1325800.2019 «Здания общественные с применением деревянных конструкций. Правила проектирования» (Утв. Приказом Минстроя России от 22.10.2019 № 643/пр).

3. СП 452.1325800.2019 «Здания жилые многоквартирные с применением деревянных конструкций. Правила проектирования». (Утв. и введен в действие Приказом Минстроя России от 28.10.2019 N 651/пр)

4. Александров В. Деревянные небоскребы: в России будут стимулировать строительство домов из дерева. ТАСС. [Электронный ресурс] - https://tass.ru/pmef-2017/articles/4285273

5. Левин Ю.А. Финансирование строительства доходных домов: баланс интересов государства и частного предпринимательства // Финансы. 2014. № 11. С. 25-28

Perspective of design and construction of wooden multistory

buildings and mid-rise buildings Shamaeva T.V., Kuvshinov A.V.

Institute of Building and Architecture, National Research Moscow State

In this article, the objects of study are multi-storey buildings and mid-rise buildings using wooden structures built over the past 12 years. The subject of the study is the architectural and structural solutions of such buildings. The purpose of the study is to analyze the architectural and structural solutions of buildings over 7-8 floors. To identify trends in the construction of wooden multi-story buildings and mid-rise buildings. Answer the question if the prospect is in the construction of such buildings using wooden structures. The analysis of the use of wooden structures in Russian practice on the example of unique sports buildings (4 objects in 20102017); analysis of medium-rise and multi-storey wooden buildings built in different countries since 2008. Architectural and planning and structural solutions of 20 wooden buildings and complexes are considered. Keywords: Wooden multi-story buildings and buildings of average number of storeys; unique wooden buildings; architectural and structural solutions; glued wooden structures; frame-wall system. References

1. Vystavkina E.V. Advantages and disadvantages of wooden structures. Scientific heritage. [Electronic resource] - http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2019/12/V0L-1 -No-41-41-2019.pdf

2. SP 451.1325800.2019 "Buildings for public and technical use.

Design Rules" (Approved by Order of the Ministry of Construction of Russia dated 10.22.2019 No. 643 / pr).

3. SP 452.1325800.2019 "Residential multi-apartment buildings with the use of wooden structures. Design Rules. " (Approved. And entry into force by Order of the Ministry of Construction of Russia of 10.28.2019 N 651 / pr)

4. Alexandrov V. Wooden skyscrapers: in Russia they will stimu-

late the construction of wooden houses. TASS. [Electronic resource] - https://tass.ru/pmef-2017/articles/4285273

5. Levin Yu.A. Financing the construction of tenement houses: a

balance of interests of the state and private enterprise // Finances. 2014. No 11. S. 25-28