Объемно-планировочная структура жилого дома непосредственным образом зависит от выбора конструкций и метода возведения здания.
Несущий остов жилого дома может быть стеновым, каркасным или смешанного вида. Каждый вид несущего остова применяется в разных вариантах, отличающихся порядком размещения несущих элементов. Например, стеновой несущий остов реализуется в системах поперечных, продольных или перекрестных стен. Свои системы имеются и в каркасе: с продольным или с поперечным расположением ригелей, безригельная система и др. Нередко употребляется и так называемый неполный каркас, иначе говоря, каркасно-стеновой остов.
Горизонтальные несущие элементы любого остова выполняют из материалов, хорошо работающих на изгиб. К ним относятся железобетон, металл, дерево. Выбор материала для несущих стен, более свободен.
Все названные виды несущих остовов и свойственные им системы расположения несущих элементов встречаются в жилых домах любой этажности, с любой коммуникационной структурой. Скажем, усадебный дом может возводиться со стеновым остовом из кирпича, камня, железобетона, деревянного бруса и т. д., но не исключается и каркас, если дом собирается из деревянных щитов.
Однако у каждого остова и его систем есть свои области распространения, где тот или иной из них наиболее рационален. Каркас, например, особенно характерен для зданий, имеющих более 16 этажей, а также для строительства в зонах с активной сейсмикой. Во всех других случаях чаще всего применяют стеновые остовы, причем с поперечными несущими стенами, установленными с узким, широким или смешанным шагом. В отечественной практике преобладают дома, построенные на узком шаге. Конструктивные особенности несущего остова определяют тектонику здания, а она в свою очередь выражается в объемной структуре, в крупной пластике и деталях фасадов, в компоновке планов. Обратимся к некоторым примерам.
В жилом здании с поперечными несущими стенами имеется возможность смещения этажей относительно друг друга и получения уступов, допустимы нависания одних этажей над другими и изменение этажности в разных частях дома. Это дает различные варианты разреза. Не меньшее число возможностей открывается в компоновке плана: изменение фасадной линии, уступы, получение прямого и криволинейного, протяженного и компактного корпуса и т. п. Этими средствами определяются общие характеристики объемного построения дома.
С помощью локальных выступов и отступов можно добиваться любых горизонтальных и вертикальных членений фасада, располагать в любом порядке лоджии и эркеры. Таким образом, обеспечивается разнообразие крупной пластики фасада.
Обращение к поперечным несущим стенам позволяет довольно свободно решать наружную стену. Она может быть навесной и самонесущей. Для ее выполнения пригодны различные материалы, крупные панели, блоки и мелкоразмерные элементы. Причем в пределах одной фасадной стены могут сочетаться разные материалы. Размещение проемов в границах конструктивного шага может легко варьироваться.
Все эти возможности объясняют широкое распространение системы поперечных несущих стен в жилищном строительстве. Однако не следует забывать, что при узком шаге она жестко закрепляет планировочную структуру квартир и затрудняет трансформацию в них. При узком шаге весьма сложно встраивать в первые этажи общественные учреждения.
Продольные несущие стены снимают эти недостатки, но вносят другие ограничения. В частности, в этой конструктивной системе невозможны смещения этажей относительно друг друга, практически исключаются глубокие лоджии, рельеф на стене осуществим только в пределах ее толщины. Поэтому крупная пластика фасадов формируется, главным образом, балконами и эркерами. Следует признать, что в прошлом несущая наружная стена, тем не менее, получила богатое архитектурное оформление. Очень часто оно проектировалось достаточно независимо от внутренней структуры здания и играло роль внешней декорации, построенной, например, по законам ордерной системы. Как только наружная стена стала навесной, акцент в формообразовании дома был перенесен на общую характеристику его объема.
Каркас позволяет делать с формой дома практически, то же самое, что и поперечные несущие стены. Известно немало примеров, когда его элементы остаются открытыми и тем самым демонстрируется конструктивная основа здания. Выявление каркаса - достаточно распространенная и выразительная тема в архитектуре жилого дома. Для планировки квартир каркас не всегда хорош, о чем будет подробно сказано во II части данного учебника. Велико влияние на архитектуру жилого дома и способов его возведения.
Полносборный способ возведения основан на использовании предварительно изготовленных элементов, из которых дом полностью собирается на строительной площадке. Предварительное изготовление конструктивных элементов приобретает смысл, если они применяются многократно, если предполагается их значительный тираж. Поэтому данный способ лег в основу массового строительства жилья. В нашей стране для его реализации создана огромная сеть домостроительных комбинатов. Их деятельность обеспечивается применением типовых проектов.
Полносборным способом возводятся жилые дома любой этажности и любого типа, как со стеновым, так и с каркасным остовом. В СССР преимущественное развитие получило строительство крупнопанельных многоэтажных домов с поперечными несущими стенами.
Данный способ позволил в свое время резко увеличить объем строительства, уменьшить трудозатраты на строительной площадке. Сегодня в нашей стране нет другого способа, равного ему по количественным возможностям реализации жилищной программы, поэтому отказ от него в ближайшее время нереален. Надежды на улучшение архитектуры крупнопанельных домов связаны с переходом ДСК на гибкую технологию.
В зарубежной практике для строительства жилья широко применяется монолитный железобетон. Его используют для возведения зданий любого типа, с любым несущим остовом, разной этажности. Отработаны различные технологии производства работ, которые по эффективности конкурируют со сборным строительством. Наиболее известные и развитые из них базируются на использовании скользящей, переставной и туннельной опалубки. Инвентарная опалубка, как правило, изготавливается для многоразового использования и определенным образом унифицирована.
Этот способ открывает большой простор для творческих поисков. Любые конфигурации в плане, свободное решение фасада, выполнение всевозможных деталей позволяют индивидуализировать облик дома, добиваться разнообразия в застройке. В нашей стране доля домов, возведенных из монолитного железобетона, пока крайне мала, но ее предполагается увеличивать.
Необходимо отметить, что монолитный бетон используется, как правило, в том или ином сочетании со сборными элементами. Возникшее на этой основе сборно-монолитное домостроение считается перспективным. Оно сочетает в себе пластические возможности монолитного железобетона, монтаж готовых конструктивных элементов и допускает значительную свободу в формообразовании зданий.
Разновидностью монолитного и сборно-монолитного строительства является метод подъема перекрытий или этажей в зданиях с каркасным или каркасно-стеновым остовом. Данная технология предполагает полную подготовку перекрытия или этажа на уровне земли, что упрощает проведение работ. Однако их подъем на заданную отметку с помощью специальных домкратов сложен, вследствие этого число домов, возведенных таким способом невелико.
Разновидностью индустриального домостроения служит возведение жилых зданий из объемных блоков размером на комнату и более. Блоки могут быть несущими или вставляться в пространственную решетку несущего каркаса. Специфика таких зданий — разнообразие комбинаций из блоков, возможность сдвижки блоков относительно друг друга для создания лоджий, балконов и террас. Размеры и масса блоков лимитируются мощностью грузоподъемных механизмов и условиями транспортировки к месту строительства.
Наряду с указанными индустриальными технологиями сохранилось строительство жилых домов с кирпичными наружными и внутренними стенами в сочетании с полносборными перекрытиями, лестнично-лифтовыми узлами и другими элементами. Этот метод особенно хорош в условиях реконструкции, где требуются индивидуальные архитектурные решения.
Необходимо добавить, что принципы индустриального домостроения актуальны и для сельских условий. Сейчас промышленность налаживает более широкий выпуск комплектов изделий для усадебных домов, разрабатываются проекты и строятся сборные блокированные дома и т. д.
Строительные материалы могут быть различными — деревянные щиты, брусчатые конструкции, железобетонные панели и т. д. Вместе с тем в сельском жилищном строительстве могут применяться и местные материалы.
Проектирование жилых зданий и применение всех указанных способов их возведения неотделимо от типизации и унификации строительных изделий по форме и размерам.
Эта задача решается путем модульной координации размеров в строительстве. МКРС представляет собой совокупность правил взаимоувязки размеров зданий, их частей, конструктивных элементов и деталей, а также строительных изделий и оборудования, выпускаемых промышленностью на основе кратности этих размеров установленной единице, так называемому модулю.
Исходный модуль равен 100 мм. Широко применяют и производные от него укрупненные модули: ЗМ, 6М, 12М и т. д.
Укрупненным модулем обычно регулируются общие размеры дома, расстояния между разбивочными осями, размеры основных конструкций. Все основные размеры назначаются кратными ЗМ; 2,4 м, 2,7 м; 3 ми т. д. Этот же укрупненный модуль применяется и для вертикальных размеров блоков, панелей наружных и внутренних стен, колонн, лестничных маршей и т. п. В некоторых регионах страны используется высота этажа, равная 2,8 м, что связано с налаженной заводской технологией.