925

положенным в центральной части коробки, створку окна можно оставлять в позиции наклона или поворачивать вокруг оси на 1800 для удобства мытья внешнего стекла (рис.1.92, а).

Наряду с одностворчатыми окнами для остекления мансард находят применение двухстворчатые окна, представляющие собой конструкцию, в которой в одном оконном коробе установлены две створки (рис.1.92, б).

Верхняя створка открывается по оси поворота, расположенной выше центральной части оконного короба, а нижняя створка - глухая, оборудованная стеклопакетом, в котором внутреннее стекло - ламинированное, выполненное по системе «триплекс». Максимальная высота окна составляет

255 см.

Специально для климатических условий России разработаны окна, оснащенные двухкамерным морозостойким стеклопакетом (3 закаленных стекла) и заполнением пространства между стеклами инертным газом криптоном, что обеспечивает высокие параметры теплоизоляции.

а) б)

Рис.1.92. Мансардные окна со среднеповоротным открыванием (а) и двухстворчатые окна с приподнятой осью поворота (б)

Помимо своих основных функций - освещения и вентиляции, окна для крыши мансард должны также обеспечивать безопасность эксплуатации и защиту от проникновения в мансарду со стороны крыши.

Кровельное покрытие мансард должно не только защищать внутренние помещения от атмосферных осадков, но и препятствовать их охлаждению.

Теплый воздух, будучи легче холодного всегда поднимается вверх, поэтому температура воздуха под потолком в среднем на 2 0С выше, чем посередине высоты помещения. Кроме того, влагосодержание теплого воздуха обычно выше, чем холодного, поэтому конденсат на потолке верхнего этажа мансарды может образовываться при более высоких температурах, чем на внутренней поверхности наружных стен.

В связи с тем, что при увлажнении утеплителя снижаются его теплоизоляционные характеристики, утеплитель, используемый в совмещенных

101

покрытиях мансардных надстроек, должен быть защищен от проникновения влаги со стороны помещения слоем пароизоляции, а сверху - от влажности, возникающей вследствие дождя и снега, паропроницаемой подкровельной пленкой, устраиваемой с наружной стороны утеплителя.

Как показывает практика, невозможно полностью защитить подкровельное пространство скатных крыш от проникновения тепла и влаги. В конструкции всегда появляются каналы, по которым водяные пары попадают в толщу перекрытия. Именно поэтому между утеплителем и кровлей предусматривают вентилируемую воздушную прослойку толщиной не менее 25 мм для кровель из волнистых и профилированных листов и не менее 50 мм для кровель с покрытием из плоских материалов (рис.1.93).

Рис.1.93. Структура горизонтальной и наклонной кровли мансардных надстроек

Для вентиляции подкровельного пространства в коньке и на карнизах устраивают специальные продухи, а нижнюю часть карниза по возможности оставляют открытой, закрывая отверстия вентиляционными решетками

(рис.1.94).

Рис. 1.94. Решение конькового узла мансардной крови

Благодаря этому, уличный воздух, проникая через карнизные отверстия, удаляется через коньковые элементы забирая с собой из воздушной прослойки водяные пары, выходящие из паропроницаемых подкровельных пленок.

В мансардных надстройках кровля выполняет роль ограждающей конструкции жилых помещений, поэтому она является основным путем пе-

102

редачи шума извне и наоборот (на улицу). Самый распространенный тип проникающего шума извне – это шум дождя, падающего на кровельное покрытие, от материала которого зависит звукоизолирующая способность кровли. В настоящее время ни одна конструкция совмещенной кровли не обходится без теполозвукоизолирующего слоя, который обладает неплохим звукоизолирующим эффектом, однако для получения высоких показателей изоляции воздушного шума для всей конструкции кровли этого недостаточно. Для этого необходимо, чтобы жесткие слои с двух сторон утеплителя, а именно: с внешней – материал кровельного покрытия, включая настил-обрешетку, и с внутренней – отделочный подшивной потолок, должны иметь достаточно высокую поверхностную плотность и герметичность.

Из стандартных вариантов устройства мансардной кровли наиболее низкие показатели по звукоизоляции имеет кровля, выполненная из металлических листов, уложенных на несплошную деревянную обрешетку, между стропилами которой расположен слой утеплителя. Со стороны жилого помещения по деревянному каркасу такая кровля обычно защищена деревянной доской-вагонкой. Таким образом, основными звукоизолирующими слоями кровельной конструкции являются металлический лист и доски вагонки с большим количеством щелей. Через такую конструкцию хорошо передается не только шум дождя, но и могут быть слышны разговоры с улицы.

К самым шумным из всех кровельных материалов, помимо металлического листа, относятся кровли из медного, гофрированного листа и металлочерепицы. Эффективным способом повысить звукоизоляционную способность таких материалов является нанесение на их внутреннюю поверхность слоя вибропоглощающей мастики.

Натуральная керамическая и цементно-песчаная черепицы представляют собой материалы с гораздо более высокими звукоизолирующими свойствами. Обладая достаточно высокой поверхностной плотностью (не менее 30 кг/м2), эти материалы хорошо изолируют не только воздушный, но и ударный шум.

Мягкие кровли на основе битума практически не передают ударный шум, но из-за низкой поверхностной плотности для воздушного шума не представляют существенного препятствия. Учитывая то, что мягкие кровельные материалы укладываются на сплошную деревянную обрешетку, они обладают более высокой изоляцией от воздушного шума, чем металлочерепица и другие подобные материалы.

Для достижения высокой звукоизоляции конструкции совмещенного покрытия мансард необходимо повышать герметичность внутренней обшивки. Щели и стыки элементов обшивки следует заделывать эластичными

103

герметиками. Если для внутренней обшивки мансарды используется деревяная вагонка, то по ней сплошным слоем должен располагаться слой фанеры или гипсоволокнистых листов (ГВЛ). Чем выше поверхностная плотность данных материалов, тем значительней будет звукоизолирующий эффект кровли.

Наилучший вариант – это обшивка из двух листов ГВЛ, смонтированных с перехлестом стыков.

Таким образом, соблюдение вышеперечисленных требований позволяет в мансардных надстройках организовать комфортный режим для проживания людей.

1.9. Надстройка этажей

Надстройки и являются наиболее эффективным приемом реконструкции малоэтажных жилых зданий, поскольку они не требует увеличе- ния земельного участка и позволяет реализовать все запасы несущей способности конструкций зданий. Особенно это имеет значение в современных условиях, когда земля выступает в качестве товара и стоимость ее постоян- но растет. Кроме того, растут и затраты по землеотводу, развитию инже- нерной и социальной инфраструктур. Таким образом, по мере формирова- ния рынка городских земель эффективность надстройки зданий будет неуклонно возрастать.

Надстройка здания – самый сложный процесс реконструкции, так как связан с увеличением нагрузки на несущие конструкции и основание надстраиваемого здания и поэтому нуждается в тщательном их обследовании. Надстройка – это повышение этажности здания или его частей. Повышение этажности является одним из очень востребованных видов реконструкции зданий /11,25,62,108 и др./.

Надстройка зданий актуальна для больших городов, где наблюдается дефицит площади, пригодной под новую застройку. Это прежде всего относится к центральным районам города, которые удобны своим местоположением, обладают развитой инфраструктурой и где всегда существует спрос на строительство.

Надстройка зданий помогает решить сразу несколько задач – позволяет увеличить полезную площадь зданий без уплотнения площади застройки, интенсифицирует использование городских земель, предоставляет потенциальным жильцам удобные и современные квартиры в центральных районах города, повышает архитектурную выразительность старой застройки.

104

С помощью надстройки может быть выравнена этажность отдельных зданий или подчеркнут один из объемов, например, угловой дом на пересечении магистральных улиц, являющийся доминантой архитектурного ансамбля.

Впрактике надстройки зданий с плоскими крышами встречаются случаи, когда на них сооружаются небольшие помещения под клубы, кафе, зоны отдыха с зелеными насаждениями и фонтанами.

Использование различных конструктивных схем надстроек позволяет получать разнообразные архитектурно-планировочные решения, а в сочетании с утеплением и облицовкой наружных стен достигается обновления зданий и продление их жизненного цикла.

Влюбом случае решение о повышении высоты здания, как правило, принимается с учетом градостроительных ограничений, связанных с концепцией развития городской территории и ограничением этажности и плотности населения в реконструируемых районах.

Предложения по устройству надстройки основывается на допущении

овозможности использования несущей способности конструкций здания и грунтов основания. Как показала практика, для крупнопанельных домов первых массовых серий запасы несущей способности невелика, поэтому в домах наиболее распространенных серий (например, 1-464) осуществить надстройку более чем на два этажа затруднительно. В кирпичных зданиях с тремя продольными стенами такую надстройку без дополнительного усиления конструктивных элементов возможно выполнить не более трех эта-

жей /31,51/.

Увеличение объема зданий на один – два этажа дает незначительный прирост площади, поэтому более перспективной является кардинальная реконструкция – надстройка трех – пяти и более этажей.

Особое место при выполнении работ по надстройке этажей отводится архитектурному облику здания путем применения карнизов сложной формы, лепных деталей и др. элементов, изготовленных из дисперсноармированных и полимерных материалов.

Однако при такой надстройке возникают чисто архитектурные трудности, связанные с необходимостью гармонизации внешнего облика существующего дома и надстраиваемой частью /108/. В тех случаях, когда надстройка осуществляется в историческом центре города и надстраиваемое здание имеет уникальный фасад, в процессе реконструкции стараются сохранить исторические архитектурные формы существующих и надстраиваемых этажей (рис.1.95).

105

Рис.1.95. Фасады реконструируемого здания до надстройки (а) и после надстройки (б)

Возможно запроектировать единый новый фасад на всю высоту здания или организовать между существующим зданием и надстраиваемой части технический этаж, который объединяет отличающиеся архитектурно друг от друга верхние (надстраиваемые) этажи от существующих этажей.

Интересно решение, когда каждый из этажей надстраиваемого здания перепланируется по-своему и ширина дома на разных этажах становится различной, превращая здание в пирамидальное строение в поперечном направлении. Возможен вариант создания пирамидальности и на продольных фасадах, когда к торцам здания пристраиваются объемы, уменьшающиеся кверху.

Наиболее интересные композиции дает сочетание переменной этажности и переменной ширины здания. Все эти мероприятия, помимо увеличения этажности, позволяют внести архитектурное разнообразие в упрощенные, унылые силуэты домов массовой жилой застройки.

1.9.1. Архитектурно-конструктивные схемы надстроек

Существует два типа архитектурно-конструктивных схем надстро-

ек /108/:

- с передачей нагрузки от надстраиваемых этажей на старое здание

(рис.1.96, а);

106

- с передачей части или всей нагрузки от надстраиваемого здания на дополнительно устраиваемый каркас (рис.1.96, б-г).

Рис.1.96. Конструктивные схемы надстроек зданий в плане и разрезе:

а – с передачей нагрузки на существующие несущие конструкции без изменения конструктивной схемы; б – то же, с изменением; в – с поперечными балками-стенками без передачи нагрузки на несущие конструкции существующего здания; г – то же, с горизонтальными дисками-платформами (ростверками)

Впервом случае надстройка осуществляется без изменения кон- структивно-планировочной схемы здания и существенного усиления его несущих элементов. По данному типу разрешается осуществлять надстройку не более двух этажей, используя резервы прочности, имеющиеся в стенах и фундаментах реконструируемого здания (рис.1.96, а). Для равномерной передачи нагрузки от надстраиваемых этажей в верхней части существующего здания устраивают железобетонный пояс. Перепланировка надстраиваемых этажей решается с учетом несущих элементов существующего здания.

Втом случае, когда необходимо осуществить повысить этажность здания на 4 этажа, прибегают ко второму типу надстройки, когда есть возможность перенести нагрузку от надстройки на менее нагруженные элементы здания - продольные стены. Этот тип надстройки рекомендуется применять в зданиях перекрестно-стеновой конструктивной системы с малым шагом, что позволяет перейти в надстраиваемой части к продольностеновой системе. При этом варианте вместо массивных несущих внутренних стен используют легкие перегородки, что значительно снижает нагрузку на фундаменты надстраиваемого здания (рис.1.96, б).

При надстройке существующего здания от 5 до 10 этажей используют схему, которая предусматривает установку по периметру существующего здания на самостоятельные фундаменты несущие колонны каркаса,

107

называемые колоннами «фламинго». Колонны устанавливают на самостоятельные фундаменты на расстоянии 1200-1500 мм от наружных стен существующего здания. Между колоннами и существующими наружными стенами укладывают горизонтальные плиты балконов или лоджий, что способствует увеличению ширины здания. В надстраиваемых этажах образуются однопролетные конструктивно-планировочные системы с поперечными балками-стенками, установленными через этаж, которые совмещают функции перегородок и несущих конструктивных элементов. Данная кон- структивно-планировочная система позволяет в надстраиваемых этажах осуществлять свободную планировку помещений, независимо от планировки существующего здания (рис.1.96, в).

При большей этажности надстройки (до 60 этажей) необходимо над надстраиваемым зданием устраивать горизонтальный диск-платформу, называемый ростверком, который опирается на систему автономных колонн и совершенно не связан с существующими вертикальными конструкциями здания (рис.1.96, г).

На этих платформах возводится надстраиваемая часть жилого здания с использованием изделий заводского изготовления. Для исключения передачи нагрузки от надстраиваемой части здания на существующую между ними устраивается конструктивный зазор. В ростверках оборудуют технические этажи. Их повторяют через каждые 5-6 этажей. Однако, как показал опыт, надстройка эффективна при этажности не более 6 этажей, так как в противном случае могут возникнуть неравномерные осадки фундаментов надстраиваемого и существующего объемов. В связи с этим наиболее часто производится надстройка 4-5 этажей, которая осуществляется путем устройства технологий встроенных систем, рассмотренных в предыдущем разделе.

Основными техническими решениями при надстройке зданий явля-

ются:

-возведение несущих стен;

-устройство междуэтажных перекрытий;

-перепланировка помещений;

-устройство лифтов при общей высоте здания 6 и более этажей;

-замена инженерного оборудования;

-устройство кровельного покрытия;

-утепление стенового ограждения и замена светопрозрачных заполнений существующего здания.

Конструктивная схема встроенного каркаса включает возведение колонн в монолитном исполнении по наружным и внутренним стенам с устройством обвязочного пояса и последующим устройством преднапряженных плоских монолитных ригелей и безбалочного перекрытия толщиной, равной сечению ригеля /100/. Применение диска перекрытия без вы-

108

ступающих в объем здания частей обеспечивает возможность размещения ограждающих конструкций в любом требуемом месте без ограничений.

Конструктивная схема надстройки здания с использованием монолитного каркаса с преднапряженными плоскими ригелями приведена на рис.1.97.

Рис.1.97. Схема надстройки зданий с использованием каркаса с преднапряженными плоскими ригелями

1- монолитные колонны; 2 - монолитные плоские ригели; 3 - монолитный диск перекрытия

Основной цикл выполнения строительно-монтажных работ состоит: - в устройстве обвязочного железобетонного пояса по пери-

метру стен здания для перераспределения нагрузок от колонн;

-возведение колонн с армированием отдельными стержнями и использованием инвентарных щитов опалубки;

-подачей и укладкой бетонной смеси автобетононасосом;

-установка опалубки для ригелей из ламинированной фанеры с использованием телескопических поддерживающих элементов и армирование ригелей рабочей арматурой;

-бетонирование ригелей с электропрогревом греющими проводами до получения распалубочной прочности не менее 70% от расчетной;

-распалубка ригелей и устройство опалубки для монолитного перекрытия по телескопическим стойкам с армированием элементов плиты;

-укладка и уплотнение бетонной смеси с последующей тепловой обработкой до распалубочной прочности не менее 50% от расчетной.

Поскольку наибольшие по величине усилия от действующей нагрузки в каркасных системах распределены в створах колонн, поэтому в этих створах размещаются скрытые в плоскости монолитной плиты перекрытия объемные арматурные каркасы, образующие несущие ригели (рис.1.98, а). Ширину объемного арматурного каркаса следует принимать равной двойной ширине сечения колонны /100/.

109

Рис.1.98. Схема объемного армирования плоского монолитного перекрытия (а)

ифрагмент каркаса (б)

1- колонны; 2 - плоские арматурные сетки ячеек плиты перекрытия; 3 - объемные арматурные каркасы «условных» ригелей в створах

колонн; 4 - створы колонн и поперечная арматура (хомуты) объемных арматурных каркасов; 5 - бортовая балка перекрытия

Таким образом, в плите перекрытия в створах колонн после укладки бетона образуется система перекрестных скрытых железобетонных ригелей в пределах толщины диска перекрытия. При такой схеме армирования плиты перекрытий в пределах каждой ячейки каркаса оказываются защемленными по контуру в этих скрытых ригелях, что позволяет обеспечить требуемую несущую способность плит перекрытия при минимальном расходе арматурной стали.

Чтобы обеспечить примерно одинаковые условия работы под нагрузкой всех ячеек плит перекрытия, в створах наружного ряда колонн устраивают бортовую балку с высотой сечения, превышающей толщину плиты перекрытия (рис.1.99, б). Бортовые балки также, как скрытые ригели, содержат объемные арматурные каркасы. Высоту сечения бортовой балки следует назначать в пределах 1,5-2,0 толщины плиты перекрытия, а ширину, равной ширине колонны.

Для ускорения твердения бетона используется тепловая обработка колонн, ригелей и перекрытия с использованием греющих проводов, обеспечивающих распалубочную прочность бетона в течение 2-3 сут. в зимний период и 1-2 сут. - в летний.

Для создания предварительного напряжения в ригелях производится одностороннее натяжение арматуры с использованием мобильных гидравлических домкратов. Завершающим этапом натяжения арматуры является устройство анкеров, обеспечивающих проектное положение напрягаемой арматуры.

110