Виды надстроек и их особенности. Рекомендации по осуществлению надстройки второго этажа

В соответствии с конструктивными решениями надстройки могут быть обычными (без усиления) с изменением конструктивной схемы и опирающимися на самостоятельные конструкции, независимые от существующего здания. Надстройка без усиления представляет собой продолжение здания в высоту с сохранением его конструктивной схемы и внутренней структуры.

Практика показывает, что для большинства капитальных многоэтажных зданий старой застройки, имеющих, как правило, повышенную толщину стен и расширенную конструкцию фундаментов с определенным, часто очень значительным запасом прочности, надстройки не представляют затруднений и не требуют усиления подземной части зданий. Вследствие уплотнения грунта основания уже через 10... 15 лет после возведения многоэтажных зданий нагрузки на основания можно увеличивать приблизительно на 30%. Как показали обследования состояния оснований кирпичных и полносборных домов послевоенного и более позднего поколения, их также вполне возможно практически повсеместно надстраивать на 2...3 этажа.

Надстройка с изменением конструктивной схемы здания предполагает перераспределение схемы передачи нагрузок от массы надстраиваемых этажей и существующего здания на несущие элементы, нагружая их более равномерно. Такого вида надстройки осуществляют в тех случаях, когда при инженерных изысканиях и проектировании предстоящей надстройки выявляется невозможность надстройки простым продолжением строительства здания в высоту. Надстройки с изменением конструктивной схемы позволяют наращивать здания на несколько этажей. Надстройка, опирающаяся на самостоятельные конструкции, или метод «встроенного каркаса», т. е. надстройка, не передающая нагрузки на существующее здание, может быть сооружена над любым зданием и теоретически на любую высоту, сообразно облику существующей застройки квартала, улицы, площади.

Такого вида надстройки применяются для сохранения и улучшения ценной, как правило, исторической застройки при невозможности использования существующих стен и фундаментов для наращивания этажей. Конструктивное решение надстроек ненагружающих существующее здание представляет собой устройство новых несущих конструкций, которые основываются на собственных фундаментах. Новые несущие конструкции можно устраивать как внутри существующего габарита, так и вне его.

Конструкция дополнительного каркаса состоит из железобетонных или металлических колонн по высоте существующего здания, прогонов и обвязки. Обвязка передает нагрузку от надстройки на колонны, устанавливаемые вдоль наружных стен и опирающиеся на самостоятельные фундаменты. Трудность сооружения фундаментов для дополнительных опор вызывает необходимость расположения опор с увеличенными расстояниями по сравнению с новым строительством. Наиболее приемлемыми фундаментами становятся монолитные бетонные массивы или набивные сваи, которые в этих условиях становятся менее трудоемкими и более экономичными.

Планировка и конструкции надстраиваемых этажей могут быть иными, чем в существующем здании, так как они зависят только от решения несущих конструкций или остова ненагружающей надстройки. Несущий остов надстраиваемых этажей имеет два конструктивных варианта. Возможно устройство платформы (стола) основания, на котором новые этажи могут иметь любые планировочные и конструктивные решения. Можно также предусмотреть в каждом этаже или даже через этаж несущие элементы в виде балок (ферм, рам), устанавливаемых на колоннах надстройки. Примеры надстроек зданий имеются в различных городах нашей страны и за рубежом. В Москве этим способом надстроено, в частности, старое пятиэтажное здание на восемь этажей - правое крыло гостиницы «Москва», обращенное в сторону Манежа.

Особенно важное значение для современного градостроительства имеет надстройка типовых четырех- и пятиэтажных крупнопанельных, крупноблочных и кирпичных зданий, в массовом порядке возводимых в большинстве крупных городов страны в период 50-60-х годов. Не следует забывать, что такие дома имели полный набор инженерных устройств, т. е. вполне современную систему отопления, горячего водоснабжения, канализации и несколько позднее газификации, что представляло собой крупный шаг вперед по сравнению не только с дискомфортными малоэтажными постройками, включающими заселенные полуподвальные помещения, но и со старыми фундаментальными домами, в которых устройство инженерных сетей не всегда решалось в полном объеме.

Кроме того, типовые индустриальные дома предполагались для односемейного заселения квартир, что также по сравнению с коммунальными квартирами представляло собой качественно новое социальное достижение. Проведенное экспериментальное проектирование, подтвержденное необходимыми расчетами, показывает, что на существующие пятиэтажные крупнопанельные дома можно с незначительными затратами на усиление части оконных простенков нижних этажей надстроить 3...4 этажа и получить восьми- и девятиэтажные дома.

При надстройке крупноблочных пятиэтажных зданий с такими же усилениями может быть надстроено четыре этажа с доведением существующих зданий до девятиэтажной высоты. Экспериментальное проектирование также показало, что выполнение надстроек, опирающихся на самостоятельное основание, позволяет существенно повысить высоту существующих зданий. При надстройке зданий старой постройки можно применять как внутренний, так и наружный каркас. Дальнейшие работы в этом направлении дадут возможность отработать технические приемы для этих решений и установить пределы их экономической целесообразности, что позволит наращивать жилой фонд городов без использования границ селитебных территорий и связанных с этим больших затрат на инфраструктуру (развитие дорог, коммуникаций и транспорта). Это также улучшит облик кварталов, застроенных однотипными домами в первоначальный период индустриализации жилищного строительства, особенно если учесть, что во многих случаях устройство надстроек сопровождается ремонтом и обогащением фасадов зданий.

Важный вид реконструктивных работ – надстройка зданий. Надстройка может выполняться как без усиления конструкций существующего здания, так и с усилением (возможно, даже с устройством для надстройки самостоятельного фундамента, независимого от существующего).

Возможны три вида надстроек:

устройство мансард, т.е. расположение помещений в подкрышном пространстве, на месте переустроенного чердака;

собственно надстройка здания, т.е. возведение еще нескольких этажей на существующих или автономных конструкциях;

размещение на функционально эксплуатируемой крыше небольших помещений и рекреационных пространств.

В конструктивном плане, надстройки чрезвычайно разнообразны:

в большинстве случаев стены надстраиваемой части повторяют несущие стены существующего здания;

иногда внутренние несущие стены заменяют в надстройке колоннами (столбами); возможно устройство самостоятельной каркасной системы по верху надстраиваемой части;

иногда надстройку выполняют на самостоятельных опорах (метод «Фламинго»);

промежуточные опоры в возводимой надстройке не возводят, а нагрузка передается только на наружные стены через систему мощных прогонов или ферм, спрятанных в толще перегородок;

5) возможны комбинации всех перечисленных решений надстройки зданий.

Распространенный вариант надстройки 4- и 5-этажных домов – устройство мансард. В зданиях с мансардами возможно расположение двухуровневых квартир (рисунок 3). Окна в помещениях мансарды могут располагаться: непосредственно в плоскости ската крыши; в вертикальной плоскости (по аналогии со слуховыми чердачными окнами); в плоскости наращи-

ваемых по высоте стен здания, т.е. в фасадной плоскости (рисунок 4). При применении двухуровневых мансард часто возникает проблема размещения внутриквартирных лестниц, являющихся не только коммуникативным средством, но и часто важным фактором решения интерьера.

Рисунок 3 – Варианты устройства мансард: а – над зданием с техническим верхним этажом; 6 – с устройством двухэтажных квартир, превращением существующего верхнего этажа в зону дневного пребывания и размещением спальной зоны в подкрышном пространстве; в – с размещением двухэтажных квартир под высокой крышей; г – решение, совмещающее мансарду с надстройкой одного этажа

Рисунок 4 – Размещение оконных проемов в крышах зданий с мансардами: а – в плоскости ската крыши; б – вертикально с выдвижением оконной коробки из плоскости крыши; в – то же, с наращиванием наружной стены здания; г – то же, с задвижкой оконных блоков в глубь помещения и устройством балконов

Экспериментальное проектирование показывает, что существующие 5-этажные здания можно надстраивать на 2–3 этажа, как правило, без усиления фундаментов, но с усилением простенков первого этажа.

Значительно реже встречается такой вариант реконструкции, как перебивка этажей в зданиях старой постройки, где высота этажа составляет от 3,6 до 5,2 м. За счет частичной перебивки оконных проемов и замены перекрытий устраивается дополнительный этаж после незначительного наращивания стен.

В современной практике существует два подхода к реконструкции жилых зданий. Первый основан на сохранении большинства конструкций, но с необходимым усилением несущих и утеплением ограждающих конструктивных элементов. Планировка в целом сохраняется. Выполняются только локальные реконструктивные мероприятия. Например, к зданиям пристраиваются объемы кухонь-эркеров, и маленькая рабочая кухня превращается в кухню-столовую. Или рабочая кухня превращается в кухню-нишу за счет общей комнаты. Также за счет общей комнаты увеличивается площадь прихожей и т.п. По второму методу предлагается модернизация квартир с кардинальной перепланировкой. Комфортность повышается за счет уменьшения числа комнат и увеличения подсобных помещений.

ГЛАВА 12

НАДСТРОЙКА ЗДАНИИ

12.1. Общие положения

Старым городам, особенно имеющим большую историю как в отношении совершавшихся там событий, так и в отношении богат­ства архитектурных стилей различных эпох, присуще постоянное развитие и вширь и вглубь. Первое предполагает новое строитель­ство, возрастание экономического потенциала и соответственно уве­личение численности жителей, второе - постоянное видоизменение центральных районов с целью формирования новых площадей, ха­рактерное для каждого периода исторического развития, пробивки новых или расширения существующих магистралей. Таким обра­зом, старые города как бы постоянно молодеют и хорошеют, сохра­няя при этом свой неповторимый, одним им присущий историче­ский городской ландшафт - источник гордости его жителей, осо­бую привлекательность для туристов и гостей. В этом отношении особенно характерен облик центральной части Москвы, который по праву можно считать центром нашей необъятной Родины.

Реконструкция кварталов старой застройки предполагает та­кие виды переустройства, как надстройка, т. е. повышение отдель­ных частей или всего здания; пристройка отдельных зданий; уст­ройство вставок между домами; передвижка зданий и сооружений на новые места для расширения магистралей и площадей, прида­ния им стройности, красоты и одновременно удобства сообщения между центром и периферийными районами, уплотнения застройки города, как непременного атрибута научно-технического прогресса. При решении вопроса о целесообразности надстройки зданий учитываются в основном градостроительные и экономические фак­торы.

Градостроительные факторы определяются генеральным планом реконструкции города и включают высоту надстройки, количество этажей и оформление фасада.

Как известно, определенная разновысотность зданий вдоль ули­цы оживляет застройку, подчеркивает ее разнообразие. Вместе с тем при большом перепаде высот образуются зияющие провалы, неприятные сами по себе и к тому же открывающие стены. Особен­но недопустимы значительные отклонения по высоте от близлежа­щих домов угловых зданий, по градостроительной системе пред­назначенных для определения общего замысла улицы. Надстройка одного или нескольких этажей подчас становится достаточным ус­ловием для придания зданию соответствующего эстетического об­лика, сообразуясь, естественно, со сложившейся композицией фа­садов соседних домов.

Специфическим вариантом надстройки является замена ман­сард нормальными этажами. Если мансарде представляют собой необходимый и важный компонент композиции фасада, то их целесообразно заменять надстройками, максимально приближающи­мися по облику к разобранным мансардам.

Помимо градостроительного и эстетического эффекта надстрой­ки обеспечивают, как правило, получение и экономического эффек­та, так как их возведение не требует дополнительных капиталь­ных вложений на транспортное и инженерное обеспечение и куль­турно-бытовое обслуживание проживающих и поэтому дешевле аналогичного строительства в неосвоенных районах. Но необхо­димо учитывать, что надстройки почти всегда ухудшают освеще­ние и инсоляцию соседних зданий, поэтому при решении вопроса о возведении надстроек в старых кварталах и об их высоте следует учитывать комплекс проблем: градостроительных, экономических, эстетических и социальных.

Сохранение и улучшение облика застройки не является приоб­ретением только нынешних условий существования и развития го­родов. И в дореволюционный период происходили в городах непре­рывные изменения (хотя и не в таких масштабах), в частности шла постоянная надстройка, заполнение пустующих участков, за­мена обветшавших или просто малоэтажных строений новыми. Принципиальное отличие современного пространственного измене­ния застройки от прежнего порождено отличием цели: тогда она заключалась прежде всего в интенсификации использования терри­тории, и все остальные соображения подчинялись этому; в настоя­щее время местное уплотнение периметра преследует в первую оче­редь эстетические цели, ограничивается гигиеническими сообра­жениями и почти всегда сопровождается разуплотнением внутри-квартальной застройки.

Виды надстроек и их особенности

В соответствии с конструктивными решениями надстройки могут быть обычными (без усиления) с изменением конструктивной схе­мы и опирающимися на самостоятельные конструкции, независи­мые от существующего здания (рис. 12.1).

Надстройка без усиления представляет собой продолжение зда­ния в высоту с сохранением его конструктивной схемы и внутрен­ней структуры.

Практика показывает, что для большинства капитальных мно­гоэтажных зданий старой застройки, имеющих, как правило, по­вышенную толщину стен и расширенную конструкцию фундаментов с определенным, часто очень значительным запасом прочности, над­стройки не представляют затруднений и не требуют усиления под­земной части зданий. Вследствие уплотнения грунта основания уже через 10... 15 лет после возведения многоэтажных зданий нагрузки на основания можно увеличивать приблизительно на 30%. Как по­казали обследования состояния оснований кирпичных и полносбор­ных домов послевоенного и более позднего поколения, их также

215 вполне возможно практически повсеместно надстраивать на 2...3 этажа.

Надстройка с изменением конструктивной схемы здания пред­полагает перераспределение схемы передачи нагрузок от массы надстраиваемых этажей и существующего здания на несущие эле­менты, нагружая их более равномерно. Такого вида надстройки осуществляют в тех случаях, когда при инженерных изысканиях и проектировании предстоящей надстройки выявляется невозмож­ность надстройки простым продолжением строительства здания в высоту.

Рис. 12.1. Виды и конструктивные схемы надстроек:

а - обычная надстройка; б - то же, с изменением конструктивной схемы; в - то же, ненагружающая, на платформе основания; г -то же, с поэтажными балками (фер­мами, рамами); д - разрезы и конструктивные схемы планов; / - надстраиваемые эта­жи; 2 - пояс жесткости по стенам; 3 - схема перекрытия, имеющегося в здании; 4 - схема перекрытия в надстраиваемых этажах; 5 - колонна надстройки; 6 - главные балки платформы основания; 7 - второстепенные балки; 8-балки-стенки надстраивае­мых этажей

На рис. 12.1, б показана схема передачи нагрузки от надстраи­ваемых этажей на поперечные стены при восприятии нагрузки от существующего здания на продольные стены. ;

Надстройки с изменением конструктивной схемы позволяют на­ращивать здания на несколько этажей.

Надстройка, опирающаяся на самостоятельные конструкции, или метод «встроенного каркаса», т. е. надстройка, не передающая на­грузки на существующее здание, может быть сооружена над лю­бым зданием и теоретически на любую высоту, сообразно облику существующей застройки квартала, улицы, площади. Такого вида надстройки применяются для сохранения и улучшения ценной, как правило, исторической застройки при невозможности использования существующих стен и фундаментов для наращивания этажей.

Конструктивное решение надстроек ненагружающих существу­ющее здание представляет собой устройство новых несущих кон­струкций, которые основываются на собственных фундаментах. Но­вые несущие конструкции можно устраивать как внутри сущест­вующего габарита, так и вне его. Конструкция дополнительного каркаса состоит из железобетонных или металлических колонн по высоте существующего здания, прогонов и обвязки. Обвязка пере­дает нагрузку от надстройки на колонны, устанавливаемые вдоль наружных стен и опирающиеся на самостоятельные фундаменты. Трудность сооружения фундаментов для дополнительных опор вы­зывает необходимость расположения опор с увеличенными рассто­яниями по сравнению с новым строительством. Наиболее прием­лемыми фундаментами становятся монолитные бетонные массивы или набивные сваи, которые в этих условиях становятся менее тру­доемкими и более экономичными.

Планировка и конструкции надстраиваемых этажей могут быть иными, чем в существующем здании, так как они зависят только от решения несущих конструкций или остова ненагружающей над­стройки.

Несущий остов надстраиваемых этажей имеет два конструктив­ных варианта. Возможно устройство платформы (стола) основа­ния, на котором новые этажи могут иметь любые планировочные и конструктивные решения (рис. 12.1, в). Можно также предусмо­треть в каждом этаже или даже через этаж несущие элементы в виде балок (ферм, рам), устанавливаемых на колоннах надстрой­ки (рис. 12.1, г).

Примеры надстроек зданий имеются в различных городах на­шей страны и за рубежом. В Москве этим способом надстроено, в частности, старое пятиэтажное здание на восемь этажей - пра­вое крыло гостиницы «Москва», обращенное в сторону Манежа.

Особенно важное значение для современного градостроитель­ства имеет надстройка типовых четырех- и пятиэтажных крупно­панельных, крупноблочных и кирпичных зданий, в массовом по­рядке возводимых в большинстве крупных городов страны в пе­риод 50-60-х годов. Не следует забывать, что такие дома имели Полный набор инженерных устройств, т. е. вполне современную сис­тему отопления, горячего водоснабжения, канализации и несколь­ко позднее газификации, что представляло собой крупный шаг впе­ред по сравнению не только с дискомфортными малоэтажными Постройками, включающими заселенные полуподвальные помеще-

217 ния, но и со старыми фундаментальными домами, в которых уст­ройство инженерных сетей не всегда решалось в полном объеме. Кроме того, типовые индустриальные дома предполагались для од-носемейного заселения квартир, что также по сравнению с комму-нальными квартирами представляло собой качественно новое со­циальное достижение.

Проведенное экспериментальное проектирование, подтвержден­ное необходимыми расчетами, показывает, что на существующие пятиэтажные крупнопанельные дома можно с незначительными затратами на усиление части оконных простенков нижних этажей надстроить 3...4 этажа и получить восьми- и девятиэтажные дома. При надстройке крупноблочных пятиэтажных зданий с такими же усилениями может быть надстроено четыре этажа с доведением существующих зданий до девятиэтажной высоты.

Жилой застройки является надстройка зданий.

Надстройка — это повышение этажности здания или его частей. Такой вид реконструкции является наиболее эффективным, поскольку в результате можно увеличить полезную площадь без расширения площади застройки.

Решение об увеличении высоты зданий принимают, как правило, по градостроительным соображениям. Они сводятся к определению высоты надстройки по заданной этажности застройки, по обеспечению нормативных разрывов между смежными зданиями, плотности жилого фонда и населения, проживающего на территории. Надстройки, как правило, всегда ухудшают освещение и ин-соляцию соседних зданий, поэтому при решении вопроса о воз-ведении надстроек в старых кварталах и об их высоте следует учи-тывать комплекс проблем: градостроительных, экономических, эс-тетических и социальных.

Принятию решения по надстройке должно предшествовать детальное обследование оснований, фундаментов , размеров и прочностных характеристик кладки стен.

Надстройка одного или нескольких этажей подчас становится достаточным условием для придания зданию соответствующего эстетического облика, сообразуясь со сложившейся композицией фасадов соседних домов.

Различают два типа конструктивных схем надстроек. К первому — относят реконструкцию с восприятием нагрузки от надстраиваемых этажей на старое здание. Ко второму — с передачей массы этих этажей на самостоятельные фундаменты (рис.5.1).

Разновидностью первого типа является надстройка без изменения существующего конструктивно-планировочного решения здания и существенного усиления его несущих элементов. В конструкциях стен и фундаментов используют запасы прочности. При надстройке зданий, имеющих избыточную ширину корпуса, обращается внимание на устройство вентиляции .

В средней части таких зданий, удаленной от светового фронта, образуется застойная зона, поэтому к устройству вентиляции предъявляются повышенные требования по сравнению с новым строительством. Кроме вытяж-ной вентиляции с естественной тягой в кухнях и санитарных узлах, в надстройке такая же вентиляция должна быть устроена во всех по-мещениях, удаленных от светового фронта на расстояние более 6 м, а также в неосвещаемых общих коридорах домов.

Рис.5.1. Конструктивные схемы надстроек (в разрезе)

а), б) с передачей нагрузки на существующие несущие конструкции (а — без изменения конструктивной схемы, 6 — с изменением); в), г) ненагружаемые конструкиии надстраиваемого здания (в - с поперечными балками-стенками, г - горизонтальными дисками-платформами (ростверками) через каждые 5 этажей); 1 - надстраиваемое здание; 2 - надстройка; 3 - колонны каркаса; 4 - балки-стенки; 5 - колонны, несущие только надстройку; 6 - ростверк

Вторая схема надстройки характерна изменением конструктивно-планировочного решения и усилением несущих элементов. В первую очередь стремятся освободить от допол-нительной нагрузки наиболее напряженные части существующего здания и загрузить другие, менее нагруженные. Перекрытия надстройки, например, опирают на поперечные стены, если существующие оперты на продольные. Промежуточную колонну вводят, если расстояние между стенами велико. Если же это расстояние не превышает 7 м, то колонну не ставят.

При надстройках без усиления и с изменением конструктивной схемы обязательно предусматривают устройство поясов жесткости по верху всех старых стен для увеличения жесткости стенового ос-това и более равномерной передачи нагрузок от надстройки. По всему периметру здания на уровне стыка старой и новой кладки устраивают разгрузочные пояса. В пояса заанкеровывают балки перекрытий, создавая жесткую диафрагму. Пояс гасит деформа-ции, препятствует появлению трещин и их распространению от старой кладки к новой и наоборот.

В зависимости от состояния кладки стен, возможных размеров пояса по вертикали, учитывая величину и распределение нагруз-ки, выбирают один из видов конструкций пояса жесткости: железокирпичный малой жесткости в виде 6-8 рядов кладки с армиро-ванными стержнями диаметром 10 мм; то же большой жесткости, представляющий собой такую же конструкцию, но при высоте 13-20 рядов кладки; пояс железобетонный в виде двух плит в один ряд высотой 100-200 мм; то же высотой 150-300 мм; железобетон-ный пояс с жесткой арматурой в виде прокатных профилей.

В двух последних случаях необходимо проверять расчетом теп-лозащитные свойства стены в месте пояса и в случае необходи-мости использовать теплозащитные прокладки.

В надстройках с изменением конструктивной схемы для восприятия нагрузки от надстройки на элементы существующего здания укладывают прогоны различных видов. Это дает возможность перераспределять нагрузку для использования резервов несущего остова надстраиваемого здания (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Конструктивные схемы надстроек (в плане)

а) существующая конструктивная схема; 6) с передачей части нагрузки на ненагруженные поперечные стены; в) с передачей всей нагрузки; г) введение новых опор для разгрузки стен

Для получения необходимых объемно-планировочных реше-ний применяются балки-стенки, выполняемые по толщине рав-ными перегородкам порядка 100 мм. Высоту можно назначить двух видов: от верха дверного проема до потолка и на всю высо-ту помещения со специально предусмотренными проемами для дверей, учтенными при конструировании балки. Устраивают так-же балки-стенки меньшей высоты, которые в процессе эксплуа-тации здания дают возможность изменять и переносить дверные проемы. Перегородки рекомендуется применять каркасные с гипсоволокнистыми и древесно-волокнистым и плитами, гипсобетонные или гипсокартонные с металлическим каркасом на всю высоту помещения.

По конструкции балки-стенки могут быть полностью из моно-литного железобетона с обычным армированием, или их можно заранее заготовить, если позволяют условия ремонтно-строитель-ных работ, на данном объекте. Кроме того, применяются балки-стенки в виде легких ферм из прокатных профилей или труб с их обетонированием. Такие фермы служат каркасом для опалубки или сами выполняют ее роль с помощью металлической сетки при подаче бетонной смеси насосами. В них удобно размещать места для дверных и других проемов.

На схеме рис. 5.2,а изображена конструктивная схема здания с тремя продольными несущими стенами аналогичная существующей. На схеме рис. 5.2,б показаны прогоны, опертые на поперечные стены, которые в существующем здании не несут нагрузки. Таким образом, освобождается от нагрузки средняя продольная стена, находящаяся в наиболее трудных условиях, и уменьшаются нагрузки на наружные стены в надстраиваемых этажах. На схеме «в» рисунка показано, как при помощи трех прогонов от нагрузки освобождены все продольные стены. На схеме «г» рисунка показана разгрузка несущих стен с помощью прогона с двумя консолями, опирающимися на дополнительно выделенные опоры. Такое решение принимают, когда требуется усилить существующие перекрытия.

При надстройках двух первых видов нередко приходится усиливать фундаменты, как это было рассмотрено выше, а при ненагружающих надстройках требуется сооружать специальные фундаменты для новых опор надстраиваемой части. Для этого учитывают условия расположения опор и особенности их со-оружения.

Простой конструкцией является монолитный массивный фун-дамент под колонну. В месте его расположения в существующем фундаменте предусматривают проем, перекрываемый балками. Другой конструкцией фундаментов под колонны являются буронабивные или корневидные (буроинъекционные) сваи. Однако такие конструкции значительно дороже.

Для производства работ по надстройке зданий ремонтно-стро-ительные организации используют широкий ассортимент грузо-подъемных средств. Существенное значение имеют такие харак-теристики средств, как их мобильность, габарит в транспортном положении и собственная масса, простота переоснастки, способ-ность маневрирования с грузом на крюке в ограниченном про-странстве и др.

Специальных, технологически специализированных монтаж-ных кранов для надстройки зданий наша промышленность пока не выпускает. Поэтому приходится использовать существующие грузоподъемные механизмы, главным образом самоходные стре-ловые и башенные краны.

Наиболее часто для устройства надстроек, особенно для дове-дения зданий до 16-20 этажей, применяют приставные и само-подъемные башенные краны.

Приставные башенные краны используют в передвижном и стационарном исполнении. В передвижном исполнении эти кра-ны работают как свободностоящие до определенной высоты (30-50 м). При большей высоте приставные краны крепят к воз-водимому зданию с помощью специальных связей по одной на девять секций крана.

Наращивают краны с помощью монтажной стойки, которая приподнимает на высоту секции верхнее плечо башни, а в образовавшийся промежуток специальной лебедкой поднимают и за-водят очередную секцию башни.

Для снижения массы надстраиваемых стен применяют облег-ченные типы конструкций.

Наружные стены верхних этажей кирпичных зданий можно выполнять в виде облегченной кладки, блоков ячеистого бетона, использовать керамические или бетонные камни с частичным утеплением теплоизоляционными материалами.

Во внутренних стенах можно применять перегородки типа «Тиги-Кнауф» или «Авангард-Кнауф».

При надстройке производственных зданий применяют метал-лические решетчатые структуры из труб, колонны из прокатных профилей, покрытия с металлическим, асбестоцементным и про-катным основанием, перегородки из штучных облегченных ма-териалов, стеновые металлические ограждения, асбестоцемент-ные и т.д.

Для выяснения возможности надстройки жилых зданий проводят предварительные исследования. Здания исторической застройки и индустриальные дома первого поколения имеют запас прочности и при удовлетворительном состоянии оснований допускают надстройку в один-два этажа без специального усиления. При этом по периметру несущих стен надстраиваемого этажа необходимо устраивать сплошной монолитный обвязочный железобетонный пояс. Дополнительные объемно-планировочные возможности для индус-триальных домов дает при реконструкции перекрестно-стеновая конструктивная система малого шага, представляющая возможность смены основной конструктивной схемы в надст-раиваемых этажах. В надстройке возможно использовать резервы их несущей способности, перейдя на продольно-стеновую систему.

Надстройка большим числом этажей сопряжена с необходимостью усиления оснований и фундаментов, либо их новым формированием.

При создании домов переменной этажности, когда надстройка делается не над всем домом, а над его частью, эффект реконструкции повышается. Это важно в тех случаях, когда 5-этажное индустриальное здание находится в старой застройке и требуется сблизить архитектурные стили зданий.

Очень распространенным способом в настоящее время является надстройка зданий мансардным этажом (рис. 5.3, 5.4). Выбор конструктивных решений надстроек и мансард на 4—5-этажных жилых домах проводится при вариантном проектировании с наиболее эффективными объемно-пространственными решениями (рис. 5.5). Чаще всего такие надстройки проводятся на пятиэтажных кирпичных зданиях серии 1-511.

На рис. 5.6 показано устройство мансард из объемных блок-комнат, которые можно унифицировать.

В г. Санкт-Петербурге используют устройство мансардных этажей, которое добавляет 20—30 % жилой площади, при этом устройство двухуровневых с верхним освещением квартир повышенной комфортности придает городу традиционный петербургский стиль.

Рис. 5.3. Создание мансардного этажа выделением формой и материалом ограждающих конструкций

Рис. 5.4. Создание мансардного этажа развитием летних помещений в структуре мансардного этажа, ориентированных на одну сторону

Рис. 5.5. Типы мансардных этажей по видам покрытий и уровням, включению в компоновку нижележащего этажа

Реконструкция с надстройкой до 7-9 этажей представляет собой сложную задачу. При этом реконструкция части здания находится внутри возведенного каркаса, а надстройка вышележащих этажей осуществляется самостоятельно и имеет свое архитектурно-планировочное решение. На рис. 7 приведены схема надстройки здания до 12 этажей с опиранием на самостоятельные опоры по методу «Фламинго».

При реконструкции жилой застройки надстройкой в настоящее время различными исследователями предлагаются новые энерго- и материалоэкономичные способы, одним из которых является ширококорпусный жилой дом в монолитном или сборно-монолитном исполнении (рис. 8). В данном случае пятиэтажный реконструируемый дом переустраивается в многоэтажный ширококорпусный с доведением его потребительских качеств до уровня новых домов с одновременным наращиванием в два и более раз жилых площадей и числа квартир.

Рис. 5.6. Устройство мансард из объемных блок-комнат:

а) общий вид дома до реконструкции; б) общий вид дома после реконструкции; в) общий вид объемных блок-комнат

Рис. 5.7. Надстройка здания до 12 этажей с опиранием на самостоятельные опоры дом, Метод «Фламинго»

Рис. 5.8. Ширококорпусный многоэтажный жилой дом, совмещенный с существующим пятиэтажным зданием

Лекция 7. Надстройка, пристройка и передвижка зданий.

Вопросы для самопроверки

1. Расскажите о достоинствах местных тепловых пунктов.

2. От каких факторов, на Ваш взгляд, зависят удельные тепловые потери здания?

3. Назовите основные пути повышения надежности и экономичности систем централизованного теплоснабжения и теплофикации в условиях новой инвестиционной политики.

4. Могут ли автономные системы теплоснабжения быть экономичнее централизованных в конкретных реальных условиях?

5. Перечислите возможные способы реконструкции систем электроснабжения районов реконструируемой жилой застройки.

Реконструкция жилых и общественных зданий старой постройки имеет достаточно широкий диапазон для принятия решений – модернизация, встройка, обстройка и надстройка нескольких этажей.

Все многообразие малоэтажных жилых и общественных зданий по своим принципиальным конструктивным системам, определяющим те или иные возможности их модернизации и реконструкции, можно условно свести к нескольким группам:

Здания с несущими продольными стенами из кирпича или крупных блоков (так называемые трех- и четырехстенки);

крупнопанельные жилые дома с мелким шагом поперечных несущих стен;

крупнопанельные жилые дома с укрупненным шагом поперечных несущих стен;

крупнопанельные жилые дома с неполным несущим каркасом.

Общая площадь кирпичных и панельных жилых зданий, построенных на территории России в 50-60-е годы прошлого столетия по разным оценкам составляет от 250 до 500 млн. кв. м. При средней высоте таких зданий в 4-5 – это 50-100 млн. кв. м площадей плоских покрытий и пустующих чердаков, надстройка на которых хотя бы одного этажа позволяет получить дополнительно 40-80 млн. кв. м жилья. Кроме того, экономия городской территории для нового строительства составит около 10 тыс. га. У города появляется реальная возможность получить дополнительную жилую площадь при меньших затратах, без отвода новых земель, на благоустроенной территории, уже имеющей социальную и транспортную инфраструктуру.

Возможны три вида надстроек:

Устройство мансард , т. е. расположение помещений в подкрышном пространстве, на месте переустроенного чердака;

Собственно надстройка здания, т. е. возведение еще нескольких этажей на существующих или автономных конструкциях;

Размещение на функционально эксплуатируемой крыше небольших помещений и рекреационных пространств (например, устройство престижного жилья – «пентхауса», площадок обзорных, прогулочных, для приготовления барбекю и пр.).

Наиболее экономичным, простым и эффективным техническим решением при реконструкции зданий массовых серий любых конструктивных систем является надстройка мансардных этажей. Современные решения позволяют выполнять данный вид работ без отселения жильцов. Для возведения мансард могут быть использованы конструктивные элементы, собираемые вручную, изделия полной или частичной заводской готовности. В качестве строительных материалов могут быть использованы дерево, металлы, сборный и монолитный бетон, комбинированные варианты в зависимости о требуемой долговечности и допускаемых стоимостных показателей.

Надстройка мансардных этажей обеспечивает получение дополнительной жилой площади, стоимость которой не превышает 50% стоимости нового строительства. Имеется возможность использовать местные строительные и отделочные материалы, отличные от остальных конструкций и материалов надстраиваемого здания, работы могут выполняться без применения кранового оборудования и других дорогостоящих средств механизации работ.

Согласно нормам СНиПа, касающихся мансард, нет необходимости устраивать лифты, если в здании они не предусмотрены, сохраняется существующая система мусороудаления, кровля должна решаться с организованным водостоком. Высота помещений должна быть не менее 2,5-2,7 м при минимальной площади помещений, включая кухни не менее 7 кв. м.

Разрешено выполнять мансардные этажи из деревянных конструкций, что значительно расширяет область мансардного строительства. Хотя древесина несколько снижает общую долговечность здания, но этот легкий и удобный в обработке материал экономически оправдан и целесообразен. Повышение долговечности деревянных конструкций достигается путем пропитки антисептическими составами, исключающими гниение и появление биовредителей.

Современные технологии позволяют существенно повысить индустриальность конструкций, устройство мансардных этажей может быть решено в виде сборки из готовых элементов.

Объемно-планировочные решения мансард определяются следующими признаками: этажность (одно- и двухуровневые), очертание крыши (треугольные, ломаные и односкатные, симметричные и ассиметричные), включение в компоновку мансарды нижележащих этажей. (См. рис. 7.1). Окна в помещениях мансарды могут располагаться: а) непосредственно в плоскости ската крыши; б) в вертикальной плоскости (по аналогии со слуховыми чердачными окнами); в) в плоскости наращиваемых по высоте стен здания (т. е. в фасадной плоскости).

При устройстве двухуровневых (двухэтажных) мансард площадь верхнего уровня получается, как правило, очень малой и здесь реально можно разместить лишь спальные помещения. Возникают также проблемы размещения внутриквартирных лестниц, являющихся не только коммуникативным средством, но и очень важным фактором решения (украшения) интерьера.

Рис. 7.1. Типы мансардных этажей: с симметричной крышей (а, б, д, ж); с ассиметричной крышей (в, г, е, з); с треугольной крышей (а, в, д, ж); с односкатной крышей (е);

одноуровневые а, б, в, г); двухуровневые (ж, з);

с включением в композицию нижнего этажа

Надстройка старых жилых и общественных зданий со стенами из каменных материалов высотой 2-5 этажей осуществляется в основном в крупных городах для увеличения плотности застройки, улучшения внутренней планировки помещений и архитектурного ансамбля города. Наружное обследование фундаментов и стен многих старых зданий свидетельствует об определенном резерве их несущей способности, что создает принципиальную возможность увеличения их высоты без ущерба для эксплуатационной надежности. Принятию решения по надстройке должно предшествовать детальное обследование оснований, фундаментов, размеров и прочностных характеристик кладки стен.

Надстройка осуществляется, как правило, в пределах 1-3-х этажей и сопровождается капитальным ремонтом существующего здания: заменой деревянных перекрытий на более долговечные железобетонные, перепланировкой помещений, заменой перегородок и т. п.

Наиболее экономична надстройка зданий с использованием существующих стен и фундаментов без их усиления. Ее осуществляют после тщательной технико-экономической, социальной и архитектурной оценки целесообразности проведения работ. Изучив гидрогеологические условия грунтов основания, допускаемое давление под подошвой фундаментов и прочностные характеристики кладки наружных и внутренних стен, принимают конструктивное решение надстраиваемых этажей и их количество. Учитывая жесткие ограничения по дополнительной нагрузке на существующие стены и фундаменты, следует стремиться к максимальному снижению массы несущих и самонесущих конструкций надстраиваемых этажей. В такой ситуации возможна надстройка без выселения жильцов, нагрузка от надстраиваемой части будет передаваться на существующие конструкции и фундаменты, имеющие необходимый запас прочности.

Если прочность конструкций существующего здания не позволяет применить такое решение, надстройка здания выполняется на самостоятельном несущем каркасе, опирающемся на собственный фундамент. Если несущие наружные конструкции надежны, а внутренние изношены физически и морально устарели, может быть принято решение о полной разборке всех внутренних конструкций и возведении нового каркаса внутри реконструируемого здания на самостоятельных фундаментах при использовании наружных стен как самонесущих или воспринимающих частично нагрузку от возводимого каркаса.

Актуальной проблемой для нашей страны является модернизация малоэтажных крупнопанельных жилых домов первых массовых серий, построенных в конце 1950-1960-х годов. Их внешний облик и внутренняя планировка не отвечают возросшим эстетическим и социальным требованиям. Наряду с предложениями о постепенной (по мере решения жилищной проблемы) разборке первых индустриальных жилых домов и строительстве на их месте более современных жилых зданий разработаны более экономичные предложения по их реконструкции и надстройке. К наиболее перспективным из этих решений относятся:

надстройка над существующими зданиями 2-4-х этажей, опирающихся на автономные опоры, в которых размещаются лифты, лестницы, санузлы, коммуникации, инженерное оборудование и т. п.;

«вторичная застройка» многоэтажными ширококорпусными домами, возводимыми на месте старых домов без их сноса;

пристройка эркеров, лоджий вдоль протяженного фасада.

Все варианты обеспечивают повышение комфортности жилых помещений, увеличение полезной площади жилых комнат, кухонь, подсобных помещений, а также улучшение архитектурного облика зданий.

Первый и второй варианты изображены на рисунках, третий не требует особых разъяснений. (См. рис. 7.2, 7.3).

Рис. 7.2. Надстройка здания с опиранием

на собственные опоры

Рис. 7. 3.«Вторичная застройка» ширококорпусным домом

В практике надстройки зданий с плоскими крышами встречаются варианты, когда на них сооружаются небольшие помещения под клубы, вспомогательные помещения, мини-кафе, дополнительные помещения, например, архитектурная (художественная, изобразительная) мастерская на крыше при квартирах верхнего этажа, или открытые места (террасы), на которых разбиваются газоны, площадки для игр и отдыха, ставят перголы и беседки. При этом возникает необходимость не только усиления перекрытий над последним этажом, но и создания условий для эксплуатации крыши. Например, зеленые насаждения выставляются в емкостях с грунтом, газоны устраиваются из рулонных ковров по усиленной гидроизоляции.