ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЗДАНИЙ НА ТЕРРИТОРИЯХ С ЖАРКИМ КЛИМАТОМ С УЧЕТОМ КЛИМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА (НА ПРИМЕРЕ ИРАНА)

ORGANIZATIONAL AND TECHNOLOGICAL SOLUTIONS FOR BUILDING CONSTRUCTION IN HOT CLIMATES WITH CONSIDERATION OF THE CLIMATIC CHARACTERISTICS OF CONSTRUCTION OBJECTS (FOR EXAMPLE, IRAN)

Стёпкин Артём Николаевич, НИУ «Московский государственный строительный университет»

Stepkin Artem Nikolaevich, MOSCOW state University of civil engineering

Аннотация. В статье рассмотрены организационно-технологические решения при строительстве зданий на территориях с жарким климатом на основе зонирования территорий застройки и климатического моделирования объектов строительства. В современных условиях возведение многоэтажных зданий на территориях с жарким климатом получает все большее распространение. Соответственно, для повышения эффективности строительства, а также качества зданий, вводимых в эксплуатацию, необходимо определить организационно-технологические подходы к их проектированию и возведению.

 Автор приходит к выводу, что текущие темпы и характер строительных работ потребуют определенных изменений в использовании традиционных технологий и материалов. Адаптации требуются в основном в рамках реализации различных организационно-технологических решений, увеличения объемов строительства, комфорта и качества жизни, расширения типологии зданий и сооружений (например, небоскребов) и пр. 

Summary. The article considers organizational and technological solutions for the construction of buildings in areas with a hot climate based on zoning of development areas and climate modeling of construction objects. In modern conditions, the construction of multi-storey buildings in areas with a hot climate is becoming more common. Accordingly, to improve the efficiency of construction, as well as the quality of buildings that are put into operation, it is necessary to determine organizational and technological approaches to their design and construction.

The author concludes that the current pace and nature of construction work will require certain changes in the use of traditional technologies and materials. Adaptations are required mainly in the framework of implementing various organizational and technological solutions, increasing the volume of construction, comfort and quality of life, expanding the typology of buildings and structures (for example, skyscrapers) , and so on.

Ключевые слова: организационно-технологические решения,  строительство,  климатические характеристики, объекты строительства.

Keywords: organizational and technological solutions, construction, climate characteristics, construction objects.

Организационно-технологические решения при строительстве зданий на территориях с жарким климатом связаны как с выбором технологических подходов к реализации  строительных проектов, так и с реализацией ряда инновационных строительных технологий, подбором оптимальных строительных материалов, оптимизацией инженерных коммуникаций [1]. Одной из стран с жарким климатом, где в последнее время находят применение инновации в строительстве, является Иран.    

Строительство домов в Иране является важной частью всего исламского культурного наследия.  Уменьшение неблагоприятных климатических условий достигается за счет многовековой практики использования строительных материалов, природных (камни, дерево, тростник, глина, известь, песок) и искусственных материалов (трубчатый и цельный кирпич, стекло) для создания комфортной среды. Примечательно, что и сегодня традиционные строительные материалы в сочетании с металлопрокатом и монолитным железобетоном выполняют функции несущих и ограждающих конструкций.

Современное гражданское строительство Ирана теперь меньше зависит от местных материалов и региональной строительной базы, а больше от импорта любых необходимых материалов, продуктов и оборудования строительной отрасли, привлечения профессионалов из-за границы или наоборот, а также от имеющейся собственной базы. Активная торговля в этой области со своими соседями (Турция, Россия и Китай) и внедрение передовых строительных технологий таких стран, как Германия, Великобритания, Италия и Япония, укрепили отечественную строительную отрасль [3].

Выбор материалов должен основываться на требованиях к конструкциям в отношении условий эксплуатации материалов, таких как прочность, долговечность, огнестойкость и сейсмостойкость . Если конструкции соответствуют вышеупомянутым требованиям, выбор следует делать исходя из технической и экономической целесообразности с учетом конкретных условий строительства, а также эстетических свойств материалов [2].

Сборные железобетонные конструкции очень распространены в Иране из-за промышленной реализации и местной доступности необходимых дешевых строительных компонентов. Эти конструкции используются в крупнопанельных и объемно-блочных многоэтажных жилых домах (колонны, каркасы, балки, плиты, своды, стеновые панели, а также лотки, стойки для виноградников); каркасно-панельные общественные здания (элементы пролета, покрытия, лестницы, фундаменты и каркасы многоэтажных домов); сакральные сооружения (балки и рамы конструкции пролетом до 18  м, пролеты ферм 18–24  м, плиты перекрытий пролетов, колонны высотой до 16  м, оболочки, фундаментные блоки, сваи).

Монолитные железобетонные конструкции рекомендуется применять при строительстве больших современных жилых и общественных зданий, возводимых в раздвижной или сдвижной опалубке, независимо от места расположения строительной площадки.

Сборные монолитные железобетонные конструкции практически не требуют опалубки (модульные части конструкции играют роль опалубки), отличаются простотой и низкой металлоемкостью стыков в силу наличия необходимого основания. Такие сооружения обычно встречаются в северных и северо-западных регионах Ирана [4].

 Учитывая высокие механические характеристики и определенную «элегантность», металлоконструкции используются в основных конструкциях при больших пролетах и ​​высотах гражданских зданий и сооружений, а также при высоких нагрузках, а именно в ферменных конструкциях с пролетами зданий 30  м и более, колонны более 14,5  м, ригели с шагом колонн более 12  м и легкие сетчатые конструкции (стержневые, пространственные) с сеткой колонн не менее 18  м. ×  18 м. Рекомендуется расширить использование легких решетчатых и профильных конструкций, а также алюминиевых сплавов, устойчивых к коррозии. Это свойство делает эти элементы желательными для использования в отдаленных горных районах северо-западного Ирана, а также в сейсмоопасных районах и в сооружениях, к которым предъявляются высокие эстетические требования [3]. 

Деревянные несущие и ограждающие конструкции используются в лесных массивах Северного Ирана. В отечественной деревообрабатывающей промышленности рекомендуется совершенствовать сборные, сборные и ламинированные конструкции , производство которых еще менее развито. Такие конструкции подходят для строительства одно- и двухэтажных жилых и общественных зданий и культовых сооружений.

Каменные конструкции рекомендуются в качестве несущих и подпорных стен, столбов, заборов и ненесущих перегородок. Каменные и армированные стеновые конструкции подходят для использования в районах добычи природного пиленого камня (пемза , известняк-ракушечник), особенно на севере (Каспийское море) и юге (Оманский залив и Персидский залив). Материалы из искусственного камня — кирпич, шлакоблоки и керамические блоки, а также современные материалы и конструкции — каркас, балки, легкие купола и своды, фасадные панели и новые декоративные материалы нашли широкое применение по всей стране [1].

Учитывая природу и климатические условия Ирана, следующие задачи являются одними из наиболее важных задач в процессе разработки организационно-технологических решений при строительстве жилых зданий.

1. Защита зданий от горячего воздуха.
2. Защита зданий от дождя.
3. Повышение влажности воздуха внутри здания.
4. Создание условий вентиляции во внутреннем пространстве.
5. Использование благоприятных факторов наружного воздуха и перепада температур в течение дня.
6. Солнечная защита здания (вертикальное и горизонтальное затенение).
7. Использование солнечной и ветровой энергии в качестве факторов энергосбережения (отопление, освещение) для здания.
8. Снижение влияния пыльных ветров на здания.
9. Снижение теплопроводности конструкций и повышение энергоэффективности объемно-планировочных решений здания [4].

Согласно научным изысканиям, в жарких регионах в целом и в Иране  в частности коэффициент теплопроводности для внешней стены должен составлять приблизительно 1,1 ккал/час·м² ·°С для того, чтобы достичь соответствующего теплового сопротивления. Экспериментами доказано, что именно кирпичная стена является наиболее приемлемым материалом для достижения теплового комфорта, а также наиболее распространенным. Она имеет тепловое сопротивление, в 13 раз превышающее тепловое равновесие готовой бетонной стены.

Было определено, что при интенсивной застройке жилых районов в Иране  условиях жаркого микроклимата многоэтажными зданиями практически не используются тепловлаго- и пароизоляционные материалы для внешних стен, что приводит к большому энергопотреблению здания и образованию нездорового микроклимата в помещении.  Соответственно, оптимальным сегодня  выступает применение  композитных материалов с изоляцией в слоях или изоляции с внутренней стороны стены. Это увеличит расходы при строительстве, однако при эксплуатации они окупаются достаточно быстро.

Цвет ограждаемой поверхности имеет большое значение при защите от высокой температуры. Метод покрытия наружных ограждающих конструкций (стен, крыши) краской светлых тонов для защиты от летнего перегрева известен на Востоке еще с древних времен. Такая конструкция, отражая значительную часть солнечной энергии обратно во внешнее пространство, препятствовала перегреву помещений, улучшая микроклимат внутри дома.

Также высокий эффект можно получить, если  проектом предусматривается  возведение второго, стеклянного, корпуса здания как конструктивного элемента, одна из функций которого – энергосберегающая. За счет такой системы можно  решить задачу организации  вентиляции помещений здания естественным путем, соответственно, в установке сплит-систем и воздухопроводов необходимости уже нет.

В холодное время года  такая фасадная прослойка позволяет снизить  теплопотери здания.  В качестве основного материала принято применять стекло,  за счет которого решаются эстетические задачи жилого здания,  а также обеспечивается его ограждение. Внешняя часть фасада служит для защиты от наружных климатических воздействий (в ней также расположены отверстия для притока и удаления воздуха), а также для проветривания промежуточного пространства и естественной вентиляции помещений. В промежуточном пространстве фасада размещаются регулируемые устройства солнцезащиты [3].

Таким образом, можно заключить, что максимальное использование иранских традиционных принципов и форм в современной жилой архитектуре исторически оправдано и композиционно эффективно. 

В современных условиях возведение многоэтажных зданий на территориях с жарким климатом получает все большее распространение. Соответственно, для повышения эффективности строительства, а также качества зданий, вводимых в эксплуатацию, необходимо определить организационно-технологические подходы к их проектированию и возведению.

 Текущие темпы и характер строительных работ потребуют определенных изменений в использовании традиционных технологий и материалов. Адаптации требуются в основном в рамках реализации различных организационно-технологических решений, увеличения объемов строительства, комфорта и качества жизни, расширения типологии зданий и сооружений (например, небоскребов) и пр.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воронина В.Л. Современная архитектура тропической Африки. Москва, 1973 г.
2. Кислевич Л.Н., Коссаковский В.А. Жилищное строительство в условиях жаркого климата за рубежом. М., 1965 г.
3. Морадчелле, А. Традиции структурной морфологии в гражданской архитектуре Ирана. – Киев, Асвета, 2018. – 291 с.
4. Тавассоли, М., 2002. Городская структура и архитектура в жаркой засушливой зоне Ирана. – М., 2015. – 281 с.

LIST OF REFERENCES

1. Voronina V. L. Modern architecture of tropical Africa. Moscow, 1973
2. Kiselevich L. N., Kossakovsky V. A. Housing construction in a hot climate abroad. Moscow, 1965.
3. Mordchele, A. the traditions of structural morphology in civil architecture of Iran. — Kiev, Asveta, 2018. — 291 p.
4. Tavassoli, M., 2002. Urban structure and architecture in the hot arid zone of Iran. — M., 2015. — 281 p.