CC BY
16Светотехнические вопросы перепрофилирования производственных зданий в общественные объекты
Ларионова Кира Олеговна
старший преподаватель кафедры «Проектирования зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), [email protected].
Стецкий Сергей Вячеславович
к.т.н., доцент, доцент кафедры «Проектирования зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), [email protected].
Скрипченко Илья Олегович
магистрант кафедры «Проектирования зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), [email protected]
В статье рассматриваются вопросы, связанные с созданием качественной световой среды в помещениях зданий после их перепрофилирования, т.е. изменения их функционального назначения. Отмечается, что в большинстве случаев перепрофилированию подвергаются производственные здания и особенно -одноэтажные. В их корпусах сейчас обычно размещены предприятия и организации общественного назначения - в основном административно-конторские учреждения, объекты торговли и отдыха и т.д. В работе анализируются различные объёмно-планированные и конструктивные решения, характерные для новых функций рассматриваемых зданий. В связи с этим рассматриваются и различные варианты систем естественного освещения, позволяющие создать комфортную световую среду при новых функциональных, конструктивных и объёмно-планированных решениях рассматриваемых зданий. Делается вывод о том, что поставленную задачу возможно решить с использованием новых элементов системы верхнего естественного освещения помещений в виде световых колодцев и полых трубчатых световодов.
Ключевые слова: естественное освещение помещений, перепрофилирование существующих объектов, производственные здания, общественные здания, системы естественного освещения, конструктивные и объёмно-планированные решения, световые колодцы, полые трубчатые световоды.
В последние годы в нашей стране, как и во всём мире, активно развивается строительство общественных зданий - в основном торгового, развлекательного, спортивного и административно-конторского назначения. Одновременно с этим, в связи с появлением новых промышленных технологий и ростом производительности труда и т.д., уменьшается потребность в масштабном возведении зданий промышленных предприятий. Более того, некоторые промышленные объекты не заканчиваются строительством, а многие предприятия вообще прекращают функционировать. В этой ситуации весьма популярным стал процесс перепрофилирования промышленных объектов, т.е. создания в их корпусах предприятий и учреждений иной функциональной направленности. Например, в нашей стране при большом объёме ввода в строй административно-конторских и торговых зданий значительная их часть является результатом перепрофилирования промышленных объектов в вышеупомянутые общественные объекты (рисунки 1 и 2).
б)
Рис. 1. Центр современного искусства Винзавод (бывший Пивоваренный завод «Московская Бавария»): а - до перепрофилирования, б - после перепрофилирования.
Как правило, новые функциональные назначения объектов, подвергнутых процессу перепрофилирования, требует значительного пересмотра их объемно-
X X
о
го А с.
X
го т
о
ю
2 О
м
см
0 см
сч
01
о ш т
X
<
т О X X
планированного и внутреннего конструктивного решения. Обычно это выражается в устройстве дополнительного внутреннего каркаса, необходимого для образования нескольких новых этажей в высоких и широких корпусах бывших промышленных производств.
/ < X
2'
1,1. 3. 4 - сВетобые потоки о гистемы комбинированного вшеслбеннога света
б)
Рис. 2. Еврейский музей и центр толерантности (бывший Бахметьевский автобусный гараж): а - до перепрофилирования, б - после перепрофилирования.
Кроме этого, зальная планировочная схема обычно трансформируется в коридорную. Внешний контур здания и его оригинальные несущие конструкции при этом сохраняются в первоначальном виде. Для рассматриваемых случаев перепрофилирования практически всегда актуальна проблема обеспечения интерьеров зданий после их перепрофилирования естественным светом в необходимом количестве. Дело в том, что одноэтажные производственные здания, имеющие значительную ширину, обеспечиваются встроенным светом как через окна в наружных стенах, так и через фонари верхнего света в покрытии. Устройство ряда дополнительных этажей внутри первоначального объёма корпусов и применение коридорной планировочной схемы автоматически препятствует доступу естественного света, как в центральные зоны здания, так и на нижние его этажи (рисунки 3 и 4) [1,2,5,6,8].
Рис. 4. Рассматриваемое промздание после первого этапа перепрофилирования с изменениями объёмно-планировочного и конструктивного решения здания: 1-6 - световые потоки от элементов верхней и боковой системы естественного света.
Фонари верхнего света освещают только один этаж - единственный в случае одноэтажных зданий и верхний в случае многоэтажных. Окна в наружных стенах могут освещать все этажи здания, но лишь на относительно небольшую глубину, значительно меньшую, чем ширина типичных одноэтажных промзданий, особенно в случае наличия в них нескольких пролётов. Увеличение площади окон целесообразно лишь до определённых пределов. При слишком большой их площади прирост естественной освещенности сопровождается такими негативными факторами, как чрезмерные яркости и контрасты, большие теплопотери зимой и большие теплопоступления летом - в основном за счёт избыточной солнечной радиации при увеличенной продолжительности инсоляции. Применение кондиционирования и дополнительного искусственного освещения приводит к перерасходу электроэнергии, т.е. к значительному увеличению эксплуатационных расходов. Все это свидетельствует о том, что данный метод искусственной климатизации внутренней среды не является достаточно эффективным. Значительно более перспективным и менее затратным является, особенно в условиях нашей страны, является метод естественной климатизации, который предполагает совершенствование внутренней среды за счёт архитектурно-планированных и конструктивных решений здания. Для естественного освещения помещений этот метод выражается в применении новых конструктивных решений в виде световых колодцев и полых трубчатых световодов (рисунки 5 и 6).
_В.18,8-Д,8»_
Рис. 3. - Поперечный разрез одноэтажного промздания, принятого в качестве типичного для перепрофилирования.
Рис. 5. - Рассматриваемое производственное здание после второго этапа перепрофилирования со световыми колодцами: 1-9 - прямые и вторичные световые потоки от окон и светового колодца;10- зенитный фонарь; 11- световой колодец; 12- светопрозрачные перегородки.
5 6
К'
сг
-10 11t
CT 9т
~п— 112
Рис. 6. - Рассматриваемое производственное здание после второго этапа перепрофилирования с полыми световодами: 14 - прямые световые потоки от окон; 5-8 - входные проёмы световодов; 9-12 - выходные проёмы световодов; 13-16 - световоды системы верхнего естественного света.
На этих рисунках показано, что световые колодцы целесообразно использовать при коридорно-галерейной планировочной схеме здания после его перепрофилирования. Кроме этого, целесообразные конструктивные решения, направленные на улучшение внутренней световой среды, должны включать в себя приоритетное использование зенитных фонарей над световыми колодцами, как наиболее светоактивных, и использование светопрозрач-ных перегородок для ограждения галерей (коридоров) и рабочих помещений. При этом рабочие помещения (например, кабинеты, торговые отделы и т.д. будут иметь двухстороннее естественное боковое освещение: первое -через окна и второе - вторым или третьим светом - через остекление световых колодцев и торцевых стен помещений. Как показывает практика, при такой схеме освещения глубина помещения, обеспечиваемая достаточным естественным светом, может достигать 8-10 метров. Такая глубина рабочих помещений вполне применима со светотехнической точки зрения и отвечает планировочным и конструктивным требованиям к перепрофилированию одноэтажных однопролётных производственных корпусов с самыми традиционными геометрическими параметрами: пролётом В=24,0 м и высотой Н=7,2-8,4 м (усреднено принимаем Н=8,0 м.). Такие геометрические параметры можно считать «объёмно-планировочным элементом» для многопролётных зданий, в пределах которого достаточно устройство одного светового колодца на базе светового фонаря центрального расположения. При этом становится логичней и применение коридорно-галерейной планировки с расположением коммуникационных помещений вдоль светового колодца по длине здания [6,8,9,10,11,12].
Полые трубчатые световоды более универсальны в применении, чем световые колодцы, т.к. они могут быть с успехом использованы для зданий, имеющих после перепрофилирования как коридорно-галерейную, так и зальную планировочную систему. Наличие фонарей верхнего света в производственных зданиях, предназначенных к перепрофилированию с устройством системы естественного освещения при помощи полых трубчатых световодов не обязательно, т.к. приёмные устройства световодов устраиваются независимо от их наличия и не только на покрытии, но и на стенах. Выходные проёмы световодов могут располагаться в любых местах здания, как в плане, так и на разрезе его. Поэтому они достаточно независимы от элементов общего светопоступления в здание, как это происходит при использовании фонарей верхнего света. Поэтому, при использовании таких трубчатых световодов можно не применять внутренние светопрозрачные перегородки и можно перепрофилировать здания, первоначально не
имеющих фонарей верхнего света. В случае же их наличия, они могут служить дополнительным источником естественного освещения, либо могут быть демонтированы [2,3,5,7]. По результатам работы можно сделать следующие выводы:
1. Перепрофилирование морально устаревших зданий промышленных предприятий в объекты общественного назначения является в настоящее время в нашей стране значительным дополнением к общему объёму строительства и вводу в строй объектов общественного назначения. При этом одной из главных проблем, кроме необходимой реконструкции и перепланировки, является проблема создания качественного внутреннего микроклимата в перепрофилированных зданиях, отвечающего требованиям их новой функции. В частности, особое внимание в этом вопросе следует уделять созданию качественной световой среды в помещениях.
2. В статье показано, что наилучшим способом создание комфортной световой среды в помещениях перепрофилированных зданий является метод естественной климатизации с использованием новых конструктивных решений систем естественного освещения помещений, которыми являются световые колодцы и полые трубчатые световоды. Показано также, что данные проектные решения способны обеспечить достаточной естественной освещенностью все помещения перепрофилированного здания, при любом его новом внутреннем конструктивном и планировочном решении.
Литература
1. Шерешевский И.А. Конструирование промышленных зданий и сооружений / И.А. Шерешевский - Москва. Архитектура-С, 2012. -168 с.
2. Соловьев А.К. Физика среды / А.К. Соловьев -Москва. АСВ, 2014. - 341 с.
3. Соловьев А.К. Полые трубчатые световоды и их применение для естественного освещения зданий / А.К. Соловьев / Москва. Промышленное и гражданское строительство. -.2007. - №2. С. 53-55.
4. Палагин А.В., Стерхов А.И., Корепанов Е.В. Сравнение систем естественного освещения зданий по функционально-энергетическим факторам / А.В. Палагин, А.И. Стерхов, Е.В Корепанов / Ижевск. Интеллектуальные системы в производстве - 2014. - №2(24). С. 191194.
5. Стецкий С.В., Гуанлун Ч. Конструктивные и планировочные решения многоэтажных производственных зданий при обеспечении в них естественного освещения через световые колодцы. / С.В. Стецкий, Ч. Гуанлун / Москва. Промышленное и гражданское строительство. -2014. - №3. С. 70-72.
6. Стецкий С.В., Ларионова К.О., Рогозин С.М. История развития и совершенствования систем естественного освещения промышленных зданий / С.В. Стецкий, К.О. Ларионова, С.М. Рогозин / Ростов-на-Дону. Инженерный вестник Дона. - 2020. - №3. С.30.
7. Стецкий С.В., Корнеев С.С. Сравнительный анализ эффективности различных типов системы верхнего естественного освещения в общественных и производственных зданиях / С.В. Стецкий, С.С. Корнеев / Ростов-на-Дону. Инженерный вестник Дона. - 2020. - №4. С. 17
8. Земцов, В.А. Пути совершенствования верхнего естественного и совмещенного освещения помещений различного назначения/ В.А. Земцов // Жилищное строительство. - 2013. - №6. - С. 57.
X X
о го А с.
X
го m
о
ю
2 О
м
The issue of lighting technology due to reprofiling of single-storey industrial buildings into public objects
JEL classification: L61, L74, R53_
Larionova K.O., Stetsky S.V., Skripchenko I.O.
Moscow state university of civil engineering (NIU MGSU)
The article considers questions, connected with creations of quality lighting environment in premises of buildings after their reprofiling, i.e. after changing of their function appointment. It is noted, that in majority of cases reprofiling is used for industrial buildings, especially for single-storey once. In the buildings in question the enterprises and institutions of public character are for, the time being, usually being placed such as office premises, retails stores, etc. The article analyses different planning and structural design solutions, which are typical for new functions of the buildings considered. In connection with this, different versions of natural lighting systems are being considered, which allow to create a comfortable lighting indoor environment under the new functional, planning and structural designs of a building in question. The conclusion is made, that this problem can be solved, using the new elements of roof natural lighting system in form of lighting wells and hollow tubular lighting ducts.
Keywords: natural lighting of interiors: reprofiling of existing objects, industrial buildings, public buildings, systems of natural lighting, structural and planning design solutions, lighting wells, hollow tubural lightings ducts.
References
1. Shereshevsky I.A. Design of industrial buildings and structures / I.A. Shereshevsky - Moscow. Architecture-S, 2012. - 168 p.
2. Soloviev A.K. Physics of the environment / A.K. Soloviev -Moscow: ASV, 2014 .- 341 p.
3. Soloviev A.K. Hollow tubular light conductors and their application for natural lighting of buildings. / A.K. Soloviev / Moscow. Svetotekhnika. - 2007, no. 2, pp. 53-55.
4. Palagin A. V., Sterkhov A. I., Korepanov E. V. Comparison of natural lightening systems of buildings according to functional energy factors / A. V. Palagin, A. I. Sterkhov, E. V. Korepanov / Izhevsk. Intelligent systems in production - 2014. - no. 2(24). pp. 191-194.
5. Steckii S.V., Guanglong C. Structural and planning decisions of multi-story industrial buildings with natural light supply through the light wells / S.V.Steckii, C. Guanglong / Moscow. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. - 2014. - no. 3. pp. 70-72.
6. Steckii S.V., Larionova K.O., Rogozin S. M. The history of the development and improvement of natural lighting systems for industrial buildings / S.V. Steckii, K.O. Larionova, S. M. Rogozin / Rostov-on-Don. Inzhenernyj vestnik Dona. - 2020. - no. 3. pp. 30.
7. Steckii S.V., Korneev S. S. Relative analysis of the effectiveness of various types of high natural lighting systems in public and industrial buildings / S.V. Steckii, S. S. Korneev / Rostov-on-Don. Inzhenernyj vestnik Dona. - 2020. - no.4. pp. 17.
8. Zemtsov, V. A. Ways of improve the upper natural and combined lighting of premises for various purposes/ V. A. Zemtsov / / Housing construction. - 2013. - No. 6. - p. 57.
CN
0 CN
CN
01
O m m x
<
m o x
X
