Рекомендации по осуществлению надстройки второго этажа. Надстройка жилых и общественных зданий

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.

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.

Надстройка является одним из важных видов реконструкции здания, поскольку она увеличивает полезную площадь здания без расширения площади застройки. При надстройке территория используется более экономично, т.к. возрастает плотность застройки. Надстройка – повышение отдельных частей здания или всего его в целом. Надстройка выполняется по: Градостроительным причинам (повысить плотность застройки, улучшить архитектурно-эстетические качества). В связи с изменением требований и условий эксплуатации здания.

Обычные надстройки – продолжение здания в высоту с сохранением его внутренней структуры, без существенного усиления несущих конструкций (1-2 этажа). Возможна, практически для всех зданий традиционной постройки, вследствии уплотнения грунта основания и использования запасов прочности стен и фундаментов.

Надстройка мансард самое простое и безболезненное решение (иногда даже без отселения жильцов или остановки процессов в общественном здании). конструктивная схема, материал ограждающих конструкций и деталей мансарды определяются с учетом единства конструкции и архитектурных форм здания-основы; важным условием размещения мансардных помещений является их взаимосвязь с коммуникационной структурой здания - основы; особое значение имеют форма и габариты помещений, выбор светопрозрачного ограждения (вертикальных или наклонных окон), их размещение с учетом интерьера и во взаимосвязи с архитектурным обликом; выбор планировочного варианта мансарды необходимо осуществлять исходя из планировки здания-основы; огромную роль, в зависимости от уровня зрительного восприятия мансардного этажа, играют линии и формы, определяемые геометрией крыши; мансарда с крутоуклонной крышей требует особого подхода к выбору кровельного материала, обеспечению теплозащиты, герметизации и гидроизоляции; возведение мансарды без отселения жильцов основного здания требует специального метода максимальной безопасности производства работ, ограничения веса конструкций и деталей, сооружения элементов защиты и безопасности.

Высота жилых помещений в мансардном этаже в чистоте принимается не менее 2,5 м, при этом в жилую площадь могут засчитываться и участки помещений с меньшей высотой. Их величина нормируется в зависимости от уклона крыши. В соответствии со СНиП * при определении площади помещений мансардного этажа учитывается площадь этого помещения с высотой узкой части наклонного потолка 1,5 м при наклоне 30 0 к горизонту, 1,1 м - при наклоне 45 0 и 0,5 метра при наклоне 60 0 и более. При промежуточных значениях высота определяется по интерполяции. Площадь помещения с меньшей высотой следует учитывать в общей площади с коэффициентом 0,7, при этом минимальная высота стены должна быть 1,2 м при наклоне потолка 30°, 0,8 м - при 45° - 60°, не ограничивается при наклоне 60° и более.

Надстройки с изменением конструктивной схемы – это надстройки с передачей дополнительной нагрузки (от надстраиваемых этажей) на слабо нагруженные элементы. Такой прием целесообразен лишь тогда, когда необходимый объем надстройки нельзя осуществить обычной надстройкой. Такими надстройками здание может быть повышено на 3-4 этажа.

Пример. От существующего здания нагрузка воспринимается продольными стенами в надстройке малонагруженными поперечными. Таким образом, нагрузка распределяется более равномерно. 1 – надстраиваемые этажи 2 – пояс жесткости по стенам 3 – схема перекрытий в существующем здании 4 – схема перекрытий в надстройке ЛК 3

Ненагружающие надстройки – могут быть сооружения над любым зданием и на любую высоту. Представляют собой устройство новых опор надстраиваемой части, которые основываются на собственных фундаментах. Колонные надстройки можно устанавливать вплотную к существующим конструкциям, но они не должны являться причиной деформаций и осадки их. Если перекрытия надстраиваемого здания сохраняют, то при пропуске через них колонн устанавливают гильзы и служат перекрытия для гашения продольного изгиба. Планировка и конструкции надстройки могут быть совсем иными, чем в существующем здании, т.к. они зависят только от конструктивного остова ненагружающей надстройки.

Для перераспределения нагрузок и частичного усиления устраняют жесткие разгрузочные пояса (распределительные пояса, пояса жесткости). Выполняется пояс по всему периметру здания на уровне стыка старой и новой кладки. В пояс заанкериваются перекрытия и таким образом получается жесткая диафрагма.

Армокирпичные пояса малой жесткости 6-8 рядов кладки с армированием стержнями d = 10 мм (1 % от площади поперечного сечения пояса)

Это один из наиболее важных видов реконструктивных работ, применяемых в следующих случаях.

1. Надстройка исходя из градостроительных требований (для выравнивания застройки и укрупнения групп зданий).

Надстройка зданий может выполняться как без усиления конструкций существующего здания, так и с усилением (возможно, даже с устройством для надстройки самостоятельного фундамента, независимого от существующего). 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. При этом удается получить прибавление общей площади за счет:

пристройки эркеров и лоджий…3-8%;

надстройки 1- и 2-этажных зданий…13-14%;

надстройки 4- и 5-этажных зданий…60-70%.

Выполнение надстроек, опирающихся на самостоятельный каркас, позволяет довести высоту зданий до 12-15 этажей (например, гостиница «Москва», демонтированная в 2004 г., где 10 этажей надстройки была выполнены над 5-этажным корпусом «Грандотеля»). При надстройке кирпичных зданий чаще применяют внутренний каркас, а крупнопанельных - наружный каркас, состоящий из «этажерок-лоджий» по длинным фасадам и опирающихся на них мощных поперечных балок, несущих надстройку (метод «Фламинго»).

2. Надстройка исходя из экономических соображений.

По статистике, общая площадь кирпичных и панельных жилых зданий, построенных на территории России в 1950-60-х гг. по типовым проектам первого поколения (так называемые хрущевки), оценивается в 250 млн. м2, что составляет не менее 10% всего жилого фонда и около 15-20% городского. За два десятилетия было построено 70-80 тыс. 4- и 5-этажных домов. Сегодня эти дома имеют очень высокий моральный износ, т.е. не отвечают современным требованиям к жилью; значительная их часть требует неотложной реконструкции (причем срок эксплуатации многих зданий без капитального ремонта превышает 30 лет).

Первая волна реконструкции зданий путем надстройки прокатилась по стране в 1932-1938 гг., когда только в Москве ежегодно надстраивалось в среднем 120-150 зданий. В настоящее время самый распространенный вариант надстройки зданий в России - устройство мансард (часто без реконструкции основного объема здания). Работы зачастую ведутся без отселения жильцов или прекращения функционирования административного здания.

Площадь плоских покрытий и пустующих чердаков жилых зданий в Российской Федерации оценивается в 500-600 млн. м2, поэтому только надстройка в один этаж может дать 50-70 млн. м2 дополнительной площади, т.е. около 1 млн. квартир. Кроме того, экономия городской территории для нового строительства составит около 10 тыс. га.

Мансардные этажи позволяют получить жилье по себестоимости на 25-40% дешевле, чем в новом доме. У города появляется реальная возможность получить дополнительную жилую площадь по меньшим затратам, без отвода новых земель, на благоустроенной территории, уже имеющей социальную и транспортную инфраструктуры.

Таким образом, 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.).

Следует отметить, что в конструктивном плане надстройки чрезвычайно разнообразны в большинстве случаев стены надстраиваемой части повторяют несущие стены существующего здании:

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;

реализованы варианты подвески перекрытий в надстройке к стропильным фермам;

наконец, встречаются комбинации всех перечисленных решений надстройки зданий.

Во всех вариантах устройства мансард показаны схемы устройства 2-этажных помещений. Однако при этом площадь верхнего уровня получается очень малой и здесь реально можно разместить лишь спальные помещения. Окна в помещениях мансарды могут располагаться: непосредственно в плоскости ската крыши; в вертикальной плоскости (по аналогии со слуховыми чердачными окнами); в плоскости наращиваемых по высоте стен здания (т.е. в фасадной плоскости). При применении двухуровневых мансард возникает проблема размещения внутриквартирных лестниц, являющихся не только коммуникативным средством, но и очень важным фактором решения (украшения) интерьера.

Несущие конструкции мансард обычно выполняют в дереве, иногда с включением металлических конструктивных элементов. Обычно это самостоятельная (не наслонная) рамная стропильная подкосная система. Если мансарда двухуровневая, то межуровневые балки служат затяжками стропильной системы, уменьшающими свободную длину стоек и стропильных ног.

В практике надстройки зданий с плоскими крышами встречаются варианты, когда на них сооружаются небольшие помещения под клубы, вспомогательные помещения, мини-кафе, открытые места (террасы) на крыше при квартирах верхнего этажа, 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 и т.п.

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.

Способы надстройки жилых, общественных, промышленных зданий приведены в табл. 3.1.

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.

Надстройки, как правило, 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. Надстройка без усиления представляет собой увеличение 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 со 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 возможно практически повсеместно надстраивать на 2-3 этажа.

Надстройка с изменением конструктивной схемы здания пред­полагает перераспределение схемы передачи усилий 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 увеличением 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, не нагружающих сущест­вующее здание, представляет собой устройство новых несущих конструкций, которые опираются на собственные фундаменты. Новые несущие конструкции можно возводить 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 конструкция 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.

Надстройка зданий может выполняться в двух вариантах: с выселением жильцов или временным переводом сотрудников из административно-хозяйственных строений при полной реконст­рукции существующей части здания и без выселения жильцов и прекращения работы учреждений при возведении нескольких до­полнительных этажей, идентичных существующим.

В первом случае сначала выполняют работы по усилению фун­даментов и несущих стен, затем во всем здании производят заме­ну деревянных перекрытий железобетонными, а потом с уровня перекрытия последнего этажа ведется кладка стен надстройки и монтаж новых перекрытий.

Если надстройка здания производится без выселения жильцов, то строительные работы необходимо вести так, чтобы не наруша­лась нормальная жизнь людей в надстраиваемом и соседних до­мах. Должны быть приняты также меры безопасности движения пешеходов и транспорта возле объекта надстройки.

Надстройке здания предшествует тщательное изучение техни­ческого состояния зданий, конструкций, фундаментов и основа­ния под ними, верхнего чердачного перекрытия, чердака, где обычно размещаются вентиляционные короба, камеры, расшири­тельные баки и трубопроводы.

Особое внимание при обследовании и изучении уделяется не­сущим конструкциям и определению запаса прочности для рас­чета возможности их дополнительного нагружения надстраива­емыми этажами, а также состоянию технических устройств, определению мест присоединения к ним соответствующих систем надстраиваемой части здания.

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 вытяж­ной вентиляции с естественной тягой в кухнях и санитарных узлах, в надстройке такая же вентиляция должна быть устроена во всех по­мещениях, удаленных от светового фронта на расстояние более 6 м, а также в неосвещаемых общих коридорах домов.

При надстройках без усиления и с изменением конструктивной схемы обязательно предусматривают устройство поясов жесткости по верху всех старых стен для увеличения жесткости стенового ос­това и более равномерной передачи нагрузок от надстройки.

В зависимости от состояния кладки стен, возможных размеров пояса по вертикали, учитывая величину и распределение нагруз­ки, выбирают один из видов конструкций пояса жесткости: железокирпичный малой жесткости в виде 6-8 рядов кладки с армиро­ванными 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; железобетон­ный пояс с жесткой арматурой в виде прокатных профилей.

В двух последних случаях необходимо проверять расчетом теп­лозащитные свойства стены в месте пояса и в случае необходи­мости использовать теплозащитные прокладки.

Опирание пола надстраиваемого этажа зачастую устраивают на специально укладываемые балки, оставляя существующие без из­менения.

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

По конструкции балки-стенки могли быть полностью из моно­литного железобетона с обычным армированием, или их можно заранее заготовить, если позволяют условия ремонтно-строитель­ных 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.

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 со­оружения.

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

Для производства работ по надстройке зданий ремонтно-стро­ительные организации используют широкий ассортимент грузо­подъемных средств. Существенное значение имеют такие харак­теристики средств, как их мобильность, габарит в транспортном положении и собственная масса, простота переоснастки, способ­ность маневрирования с грузом на крюке, в ограниченном про­странстве и др.