Технология возведения общественных зданий школ и дошкольных учреждений



Общественные учреждения проектируются таким образом, чтобы обеспечивать оптимальные условия жизнедеятельности, обеспечить эффективность их функционирования в современных условиях. На это влияют различные факторы: градостроительные, композиционные, архитектурные и многие другие. Архитектурно планировочные принципы формирования и организации функционирования современных общественных учреждений являются отображением особенностей развития и состояния современного общества. Прогресс современных строительных материалов, конструкций и технологий, методов проектирования организационно-технологических решений характеризует возможности достижения высоких показателей качества строительного производства при возведении зданий и сооружений общественного назначения.

Общественные здания учреждений образования включают широкий диапазон возможных форматов и представляют собой, как отдельные строительные объекты (здания и сооружения), так и масштабные градостроительные ансамбли соответствующего функционального назначения, состоящие из отдельных элементов (зданий и сооружений основного функционального и вспомогательного назначения), объединенных единым архитектурно-планировочным решением, общей конструктивной схемой и организационной структурой обслуживания и обеспечения функционирования (включая транспортную инфраструктуру) [3, 8,9,11]. Современное градостроительство исходит из принципа формирования городской структуры посредством функционального зонирования доступной территории города [8,11]:

— жилые зоны для мало-, среднеэтажной и высотной застройки;

— общественные зоны ;

— производственные (промышленные) зоны;

— зоны инженерной инфраструктуры;

— зоны транспортной инфраструктуры;

— зоны сельскохозяйственного использования;

— зоны рекреационного назначения;

— зоны особо охраняемых территорий;

— зоны специального назначения;

— зоны размещения военных объектов;

— другие виды территориальных зон.

Принцип функционального зонирования предполагает разделение доступной территории городской структуры на некоторые структурные части (зоны) по признаку установленной (или сформированной за некоторый период времени) доминирующей функции.

Общественные зоны формируются, как многофункциональные центры деловой, финансовой и общественной активности на участках застройки города, прилегающих к магистральным улицам, транспортным узлам, объектам жилой и промышленной зон, рекреационным участкам и другим объектам массового посещения [8,9,11].

Для каждого из объектов общественной зоны устанавливается законченное конструктивное решение (в формате здания или сооружения), которое в конечном итоге и определяет его фактический архитектурный образ или функциональное назначение в составе городской среды [7, 8,10].

Общественные зоны рекомендуется формировать, как центры деловой, финансовой и общественной активности на участках застройки города, прилегающих к магистральным улицам, транспортным узлам, промышленным предприятиям и другим объектам массового посещения [6, 8, 10, 11].

Неравномерность состояния (или планирования) городской среды определяет наличие различных по степени развития (застройки) участков территории города, которые имеют разный градостроительный потенциал, применительно к которым осуществляется дифференцированный подход по разработке и осуществлению соответствующих градостроительных мероприятий, ориентированных на их функциональное и планировочное развитие.

Территориальная организация городской среды имеет три варианта размещения (возведения) строительных объектов общественного назначения:

1) возведение общественного объекта на территории застройки существующей общественной зоны застройки (например, культурного, исторического или спортивного) объекта или градостроительного ансамбля, входящего в структуру городской среды;

2) возведение общественного объекта на территории, свободной от застройки строительными объектами общественного назначения, но входящей в структуру городской среды;

3) возведение общественного объекта на территории, свободной от застройки строительными объектами (любого назначения), не входящей в структуру городской среды;

Каждый из возможных вариантов решения имеет достоинства и недостатки. По этой причине окончательный вывод в пользу любого из возможных вариантов формулируется на основе системного анализа соответствующей многофакторной модели.

На рисунке 1 представлен пример возведение общественного объекта (на примере детского дошкольного учреждения ) на территории, свободной от застройки строительными объектами, но в составе нового жилого комплекса (микрорайона), входящей в структуру городской среды.

Рис. 1. Жилой комплекс (микрорайон): 1 — комплексы жилых многоэтажных зданий; 2 — комплекс общественного обслуживания; 3 — детское дошкольное учреждение на 200 мест; 4 — поликлиника на 600 посещений/смену

Технологическая последовательность возведения (формирования строительной системы) устанавливается на стадии проектирования с учетом техникоэкономических показателей и возможностей подрядной (строительной) организации и сопровождается:

а) разработкой новой проектной документации (или «привязкой» типовой документации к конкретным условиям строительной площадки);

б) оценкой возможности или необходимости применения прогрессивных строительных материалов и конструкций,

в) анализом возможности или необходимости проектирования уникальных или сложных методов возведения конструктивных элементов.

На показатели эффективности формирования строительной системы оказывают влияние: особенности рельефа местности; инженерно−геологические и гидрогеологические условия строительной площадки; параметры метеорологической обстановки; состояние окружающей застройки и транспортной инфраструктуры городской среды.

Производство необходимого комплекса работ осуществляется при помощи технологических операций (простых и комплексных строительных процессов), состав и последовательность проведения которых имеет прямую зависимость от параметров конструктивных решений общественного здания.

Жизненный цикл строительного объекта любого функционального назначения (в том числе и общественных зданий и сооружений) имеет вид иерархической, строго ориентированной структуры и включает следующие основные периоды (Рисунок 2) [18,19].

Рис. 2. Жизненный цикл строительного объекта

Для каждого из обязательных и возможных периодов жизненного цикла (рис. 2) является характерным воздействие групп и отдельных факторов влияния, которые и определяют продолжительность, показатели качества и состояния строительного объекта.

Данное обстоятельство позволяет сделать предположение о том, что эффективность каждого последующего периода (начиная, с самого первого) жизненного цикла определяется составом и качеством решений, установленных и реализованных на предыдущем периоде или периодах.

Так, например, показатели функциональной эффективности и качества эксплуатации здания общественного назначения характеризуются качеством принятия решений на стадии проектирования, качеством реализации строительных процессов (строительной системы) в период возведения (строительства) здания [1,15,19].

На рис. 3 представлены основные группы и формы факторов влияния.

Рис. 3.

В свою очередь, проектные параметры конструктивной системы, а также условия возведения здания, оказывают влияние на необходимые организационно-технологические решения, технико-технологические характеристики строительных машин, оборудования и строительный персонал [13, 17, 18].

Качество объекта строительства (эффективность принятых и реализованных решений), возможно адекватно оценить только по окончании всех (но прежде всего обязательных) периодов его жизненного цикла [1, 17, 19].

Каждый из возможных методов определения количественных показателей качества строительной продукции допускает моделирование отдельных характеристик объектов строительства, которые устанавливаются (в виде конструктивных и организационно-технологических решений) на отдельных этапах жизненного цикла, а также особенностей взаимодействия в виде определенных топологических и логических связей и структур [1,14,16].

Моделирование характеристик является одним из наиболее эффективных способов получения информации о техническом состоянии (включающем признаки физического и морального износа), как отдельных строительных конструкций, так и зданий, и сооружений в целом — для некоторого момента времени [15,18,19].

Моделирование представляет собой метод изучения реально существующего или проектируемого объекта (несущей строительной конструкции или объекта строительства) по некоторым, ключевым особенностям.

Для практического применения метода требуется разработка такого объекта исследований — модели, которая по своим показателям полностью или с достаточной степенью допущений соответствует параметрам реального объекта исследований для анализируемого этапа его жизненного цикла.

Научно-методическая основа, необходимая для формирования требуемого качества моделей, включает основные положения теории подобия: подобие реального объекта исследований и объекта-модели, заключается в таком взаимном и однозначном соответствии, при котором формат функции перехода параметров, характеризующих объект-модель к соответствующим параметрам реального объекта известен, а математические описания перехода возможно преобразовать в соответствующие тождества [2,4].

На рис. 4 представлена иерархия (по возрастанию сложности) признаков моделей, пригодных для описания объектов исследований, например, в формате зданий и сооружений общественного назначения [2,4,16]:

— целевому назначению;

— методам описания;

— полноте подобия;

— воспроизводимым свойствам оригинала;

— физической природе.

Рис. 4. Классификация моделей по иерархии и сложности признаков модели

Целевое назначение представляется основным признаком, определяющим тип и структуру соответствующей модели.

В зависимости количества и качества формализации связей (случайных явлений и событий) между структурными элементами принимается соответствующий метод описания соответствующих причин и следствий модели.

Наиболее полно соответствие объекта − модели реальному объекту исследований достигается одновременным подобием в пространстве и во времени ее функционирования.

Признаки воспроизводимых (моделируемых) свойств реального объекта не предусматривают иерархических связей с признаками модели (целевым признаком, методом описания и полнотой подобия).

Произвольный выбор некоторого воспроизводимого свойства или комбинации свойств объекта − модели любой физической природы может быть сопоставлен определяющему фактору и принятой комбинации признаков реального объекта исследований.

Математическая модель позволяет осуществлять анализ развития процесса функционирования объекта исследований (например, в формате здания или сооружения общественного назначения) в пространстве и во времени, в точном соответствии с конкретными условиями, в которых находится рассматриваемый строительный объект.

Математическое моделирование представляется значительно более (по сравнению с физическим моделированием) универсальным способом для характеристики явлений и процессов и предполагает формирование графического, аналитического, логического или иного описания, соответствующего по ключевым параметрам реального процесса.

Способ описания математической модели принимается, прежде всего, в зависимости от ее целевого признака, а также определяется количеством и качеством информационного (статистического) материала, при помощи которого достигается требуемая полнота подобия.

Наибольшее распространение для характеристики показателей качества конструктивных и организационно-технологических решений (принимаемых в ходе обязательных и возможных периодов жизненного цикла общественных зданий и сооружений) получили детерминированные математические (аналитические) модели.

Процесс разработки математической модели для исследований процессов (или показателей качества принятия решений) включает несколько последовательных этапов:

— на первом этапе: формулируются целевое назначение и структура задач исследований, которые требуется решить при помощи модели. Производится анализ доступной информации, а также назначается вид математической модели;

— на втором этапе: производится непосредственная разработка математической модели с учетом факторов, влияющих на течение процесса и связей между факторами;

— на третьем этапе: предусматривается корректировка (при необходимости) функциональных возможностей математической модели. Необходимость изменения параметров панели может быть вызвана выявленными недостатками соответствующего математического аппарата и/или ресурсного обеспечения;

— на четвертом этапе: производится оценка точности моделирования, параметры, вырабатываются рекомендации по применению модели.

Периодическая корректировка параметров математической модели имеет серьезное значение для применения математической модели, особенно если в ее структуре отсутствует механизм автоматической корректировки параметров.

Модель процесса (или объекта исследований), сформированная в соответствии с признаком метода описания (например, детерминированного вида) и предназначенная для анализа состояния процесса, характеризуется следующими особенностями [2,4]:

— соответствием предусмотренной (заданной) полноте подобия, доступностью к изменениям, направленным на повышение (достижение) необходимой точности;

— рациональным алгоритмом для производства требуемого количества вычислений при заданной точности решения задач;

— наличием механизма верификации результатов анализа.

Литература:

1. Абаев Х. С. Совершенствование организационно-экономических решений по реконструкции объектов недвижимости с учетом их жизненного цикла: диссертация на соискание учёной степени кандидата экономических наук: 08.00.05 / Абаев Хайрбек Соскоевич. — Санкт−Петербург: 2005. — 215 с.
2. Алабужев П. М. и другие. Теория подобия и размерности. — М.: Высшая школа. 1968. — 208 с.
3. Бадьин Г. М., Верстов В. В., Лихачев В. Д., Юдина А. Ф.. Строительное производство: основные термины и определения: учебное пособие М.: Изд-во АСВ; СПб.:СПбГАСУ, 2011.
4. Великовский Л. Б., Гуляницкий Л. Ф., Ильинский В. М. и др. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Учебник для вузов. В 5 томах. Том II. Основы проектирования. — М.: Стройиздат. 1976. — 215 с.
5. Веников В. А. Теория подобия и моделирования. — М.: Высшая школа. 1976. — 479 с.
6. Верстов В. В., Гайдо А. Н., Иванов Я. В. Технология устройства ограждений котлованов в условиях городской застройки и акваторий. СПбГАСУ, СПб, 2014 г.
7. Гайдышев И. В. Анализ и обработка данных. Специальный справочник. — СПб.: Политехника. 2001. — 751 с.
8. Синенко С. А. Системотехника проектирования организации строительного производства: диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук: 05.13.12 / Синенко Сергей Анатольевич. — М.: 1992. — 405 с.
9. СП 48.13330.2011. Организация строительства. — М.: Минрегион России.
10. Коротков Д. Ю., Чулков В. О. Жизненный цикл объектов строительства. // Мир Науки. 2013. № 1. С. 51−53.
11. ГОСТ 948–84. Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами. Технические условия. — М.: Госстрой СССР. 1984. — 36 с.
12. Гражданский кодекс Российской Федерации от 30.11.1995 № 51−ФЗ (редакция от 30.03.2016).
13. Добров Г. М., Ершов Ю. В., Левин Е. И., Смирнов Л. П. Экспертные оценки в научно−техническом прогнозировании. — Киев: Наукова Думка. 1974. — 228 с.
14. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анализа. — М.: Наука. 1981. — 488 с.
15. Неумолотов О. Б. Системный подход при решении задач в области капитального строительства. — Воронеж: ВГТУ. 2002. — 332 с.
16. Пособие к СНиП II-22–81. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций. — М.: ЦНИИСК им. Кучеренко. 1985. — 134 с.
17. Цай Т. Н., Грабовый П.Г, Большаков В. А. и другие. Организация строительного производства. Учебник для вузов. — М.: Издательство АСВ. 1999. — 432 с.
18. Цайдлер Б. Многофункциональная архитектура. — М.: Стройиздат. 1988. — 151 с.