Главная
В историко-логическом анализе строительной науки, а также в исследованиях по типизации и стандартизации массового строительства типовое проектирование связано с индустриализацией народного хозяйства послереволюционного периода.
В основах архитектурного типового проектирования индустриализация строительства определяется как степень заводской готовности строительных конструкций и деталей, расширение практики полносборного строительства. Это по существу характерно для заводского домостроения. Тем не менее, такое положение стало общепринятым с начала индустриализации в строительстве и в своих признаках близко к нормативному определению, которое дополнительно включает прогрессивные комплексно-механизированные процессы возведения зданий и сооружений применительно к транспортируемым с заводов сборным конструкциям.
В данном аспекте Монфредом Ю.Б. проведен ретроспективный обзор с древнейших времен использования в строительстве естественного камня с его различными свойствами применительно к разным целям. Отмечается переход от него к искусственным каменным материалам, в том числе, к кирпичу, дана характеристика их работы, указана область применения. Были отмечены появление твердеющих материалов и возникновение на основе твердеющих смесей новых строительных изделий, разработка (по мере совершенствования технологии) разнообразных бетонных конструкций промышленного производства, а также их использование в массовом строительстве. Отражены, якобы, неудачные попытки индустриализации строительства с применением кирпича, что дало основание отнести кирпич к неиндустриальным материалам.
Такой вывод представлялся в дальнейшем общепринятым и согласовывался с нормативным определением индустриализации, которое характеризовало лишь сборное его направление и поэтому являлось односторонним. Отметим также недооценку кирпичного метода (как мелкоштучного направления индустриализированного производства) и переоценку полной заводской готовности в сборном строительстве при дальнейшей индустриализации отрасли.
Приведенные положения можно дополнить характеристикой строительных конструкций, зданий и сооружений и их типовых проектов, предназначенных для строительства в сельской местности для индивидуальной застройки, а также в сельскохозяйственном строительстве. Наряду со сборными здесь отмечено применение конструкций, выполняемых из различных «местных» материалов: котельного шлака, грунтов, цельной и пиленой древесины, сырцового кирпича, кирпично-саманных блоков, засыпок сыпучими материалами и др. Отражен подобный опыт строительства за рубежом.
Приведенный Хазиным В.И., Согомонян Н.М., Хохловой Л.П. опыт строительства показывает, что строительные материалы, методы производства изделий и возведения зданий, применявшиеся в древности, сохранились, в общем, до настоящего времени как традиционные. Они применяются в большом диапазоне уровня развития индустриализации – от кустарных методов до массового серийного производства стройиндустрией.
Обобщая исторические сведения о совершенствовании строительных конструкций, зданий и сооружений, отметим увеличение их разнообразия в самых различных отношениях. Однако по своим существенным признакам известное (и возможное в будущем) многообразие сводится принципиально к двум классам изделий – штучным (в, частности, сборным) и нештучным (в частности, монолитным). Классы строительных изделий по своему естественному происхождению принципиально сходятся в единстве комбинаций природных материалов различного агрегатного состояния. Для возможных архитектурно-конструктивно-технологических (АКТ-) решений индустриализированных строительных систем (ИСС) существенна классификация изделий преимущественно по признаку штучности–нештучности.
Важным в систематизации материально-вещественных признаков является, кроме того, целесообразность рассмотрения строительных материалов, взятых готовыми в природных условиях как естественных «изделий». Это – результат первичной организационно-технологической, производственной деятельности человека. Данное положение может быть учтено в методологии проектирования в качестве логического основания в типологии ИСС разного уровня развития их промышленного производства, начиная с кустарного. Такое основание должно предшествовать прочим в порядке соподчинения признаков деления до уровня совпадения их с современной неотраслевой классификацией, т.е. по АКТ-признакам.
В приведенных выше и в других изданиях очевидна односторонность определения индустриализации, которое характеризуется признаками предварительного заводского изготовления конструкций, их транспортировки и превращения строительства в монтажную площадку.
Аналогичные обзоры и систематизации относятся к различным областям строительного дела – архитектурной, инженерной и технологической. Например, систематизация производственных зданий по признаку объемно-планировочной компоновки, применительно к научно-технологическому прогрессу (НТП) по признаку конструктивных решений, мобильных зданий и сооружений по функционально-технологическому назначению и конструктивному выполнению.
Систематизация необходима в нормативно-справочной литературе, обязательной для руководства в проектном деле, т.к. она ориентирует и обеспечивает деятельность проектировщика. Так, в наиболее высокий уровень деления зданий и сооружений на жилые, общественные, производственные, административные и бытовые здания, сооружения промышленных предприятий и другие заложен в логические основания главный признак их отраслевого назначения.
Принятая классификация, отвечая потребностям типового проектирования «внутри» определенного типа зданий и сооружений, не ориентирует на общие проблемы, находящиеся «между» их типами. Проектирования зданий и сооружений как ИСС в целом, т.е. «над» их классами, она также не отражает. Такая классификация, являющаяся нормативной, не содержит гносеологического стимулирования для решения научно-технической проблемы по повышению многообразия в сборном строительстве при снижении номенклатуры изделий.
В основах архитектурного проектирования важное методологическое значение имеет также типология. Для установления наиболее общих положений в типологии, отражающей современный уровень индустриализированного строительства, необходим анализ более ранних этапов типизации и унификации.
В научной литературе упоминаются «образцовые» проекты деревянных и каменных мостов, выполненные около 300 лет назад. Стрелецкий Н.С. и Захаров В.В. отмечали отсутствие между проектами взаимосвязи в системе парам сооружений, что определило их «индивидуальный» характер и, как следствие этого, перепроизводство таких проектов. Такое состояние типовых (образцовых) проектов сооружений было характерным и в более позднее время.
К данному периоду относит унификацию народного жилища и «образцовых домов» Хазанов Д.Б., выделяя как первую задачу их проектирования отбор лучших по качеству и экономичности типов зданий. Вторая задача – доведение количества типоразмеров строительных изделий до необходимого минимума – относится к современному типовому проектированию. Типизация при этом представляется как ступень унификации, что не согласовывалось с принятой тогда систематизацией методов стандартизации, и является ошибочным положением. Тем не менее, позже такое соподчинение стало энциклопедическим и было принято в научно-технической литературе.
Несмотря на терминологическую неоднозначность, модернизацию прошлой постановки задач типового проектирования и их актуализацию в «доиндустриальный» период, необходимо отметить, что истоки современной проблемы «однообразия и многономенклатурности» сборного строительства берут начало в этот период зарождения индустриализированного производства в строительстве, который влиял на отход его от кустарного уровня.
Первым инструктивно-нормативным руководством по строительству и архитектуре в России был рукописный трактат-кодекс «Должность архитектурной экспедиции». Трактат разработан ведущими русскими учеными и архитекторами в 1737—1740 гг. В нем использованы классические научные труды и критически обобщен строительный опыт времен Петра І. Трактат содержит теоретические и практические сведения, устанавливает нормы в области архитектуры, строительства и производства строительных материалов.
При наличии признаков типизации в проектировании, определяющей индустриализацию строительства до начала первой научно-технической революции (НТР), необходимо найти соответствующее проявление этой индустриализации. Таким проявлением были изменения в организации строительного производства, связанные с возросшим объемом возведения однотипных зданий (особняков в растущих городах, усадеб в сельской местности). Это – подряды, выполняемые бригадами для заказчика, которые характеризуют начало отхода от кустарного производства. Следовательно, приоритет в начале индустриализированного строительства принадлежит организации строительного производства.
Наличие начальных признаков типизации как качественно-содержательной стороны однотипных объектов строительства должно предопределить присутствие противоположных ей формо-количественных признаков, т.е. унификации. Последняя, также имеет место и заключается в достаточных тогда для практических целей технических требованиях к природным строительным материалам и изделиям – древесине, камню, извести и др. Это относится и к традиционно сложившимся размерам различных помещений и построек, соответствующим техническим возможностям применяемых строительных материалов и изделий, а также к градостроительным ограничениям – разрывам между зданиями и т.п.
Признаки официальной и неофициальной стандартизации (в том числе ее методов – типизации и унификации) обнаруживаются с начала отхода от действительно кустарного (т.е. собственными силами, с непосредственным использованием природных материалов, без средств механизации и т.п.) производства. Это связано как с объемно-планировочными, функциональными и техническими характеристиками строений, так и с организацией и технологией строительного производства.
Позднее, в развитие основных идей упомянутого трактата, издавались Урочные реестры и положения на различные строительные работы (с 1811 до 1914 гг.). Реестр 1811 г. отражал достижения науки и техники развитых стран и содержал, в частности, руководство по строительным работам и изготовлению строительных материалов: кирпича, извести, гипса, растворов и бетонов с гидравлическими добавками – цементом. В этом реестре были также методы контроля качества изделий, в том числе кирпичной кладки на известковом растворе. С наступлением НТР наметилось отставание реестров и положений от достижений науки, вызванное начавшейся специализацией и разделением строительства и технологии.
Строительные нормы и правила (СНиП), начавшие издаваться с 1954 г. и переиздававшиеся затем регулярно, представляются продолжением существовавшего ранее нормативного свода в строительстве. Они в отношении теоретических основ проектирования в сборном строительстве также отставали от прогрессивной практики по решению проблемы «однообразия и многономенклатурности».
Исторически ведущая в доиндустриальный период и на раннем этапе индустриализации роль зодчего, совмещавшая архитектурную, инженерную и технологическую составляющие строительной науки и практики, в дальнейшем сохраняется лишь номинально. Процессу специализации дополнительно способствовали приоритетные исследования в инженерных дисциплинах, определившие последующие достижения НТП в дореволюционный период России и в годы первых пятилеток СССР.
При размежевании единой строительной науки на три составляющих специальности традиционная роль архитектура в развитии типового проектирования выражалась через соответствующие нормативные документы (СНиП и др.). Однако без инженерной и технологической составляющих решение проблемы «однообразия и многономенклатурности» имело преимущественно эмпирический характер.
Объективная необходимость интеграции специализаций в типовом проектировании была отражена Стрелецким Н.С., который свои ранние статический и расчетно-технические принципы проектирования строительных конструкций впоследствии заменил одним конструктивно-технологическим принципом. В этом принципе был увеличен круг вопросов проектирования, который включал уже не только конструирование (повторяемость типоразмеров, взаимозаменяемость элементов и др.), но и изготовление (сокращение числа переналадок оборудования и проч.), а также монтаж и эксплуатацию.
Организационная, производственная связь с архитектурным проектированием была присуща также работам Розанова П.Н.
В работах Монфреда Ю.Б. по технологии строительного производства характерна взаимосвязь методов домостроения с архитектурно-конструктивными решениями массовых зданий. Последние, имевшие различные строительные системы, увеличивающие их конструктивное разнообразие, усложняли решение проблемы снижения номенклатуры изделий. Были систематизированы и охарактеризованы распространенные способы изготовления крупноразмерных элементов - стендовый, агрегатный, поточный, конвейерный. Особое внимание уделено методу подвижных щитов, обеспечивающему в кассетно-конвейерных линиях «гибкую» технологию выпуска широкой номенклатуры сборных строительных изделий.
Монфред Ю.Б. и Граник Ю.Г. проанализировали опыт заводского домостроения из объемных блоков. Систематизировали конструктивные схемы объемных блоков (несущие и самонесущие), технологические методы их заводского изготовления (из вибропрокатных панелей, кассетным способом формования, инъектированием, в подвижных опалубках поярусного бетонирования, методом подвижных щитов), конструктивно-технологические решения объемных блоков (типа «колпак», «стакан» и др.). Провели сравнение с аналогичным производством объемных блоков за рубежом.
Монфредом Ю.Б. и Прыкиным Б.В. отражены научные основы организации, планирования и управления предприятиями стройиндустрии. Было отмечено, что для современной индустриализации характерны специализация, концентрация, комбинирование и кооперирование предприятий в единой системе техники, технологии, организации, экономики и управления. Поточная форма организации производства представлена как основная в серийном выпуске изделий. Выпускаемая продукция разделена на массовую, крупно-, мелкосерийную и единичную в серийных партиях. Последняя при существующих методах производства считалась затруднительной для предприятий.
Принципы эффективного планирования строительного производства - концентрация, специализация и комбинирование - отмечены также Теличкиным Ф.Н.
В прогрессивных направлениях домостроительного производства Крюков Р.В. выделяет «гибкую» технологию, в которой совместная работа архитекторов, инженеров и технологов является основой создания домостроительных систем. Однако здесь под единством архитекторов, инженеров и технологов понимается их деятельность, а не методология проектирования ИСС.
В проектировании панельных зданий стали выделять дополнительную рубрикацию архитектурно-конструктивно-технологических систем (АКТС), комплексно характеризующих возможные конструктивные схемы и методы технологии формования сборных изделий в архитектурно-планировочном и композиционном отношениях. Это было вызвано развитой типологией методов промышленного производства, тесно взаимосвязанной с типологией сборных зданий, но относилось лишь к крупнопанельным домам, т.е. к крупнопанельным АКТС.
Однако «гибкие» технологии, в основу которых заложены переналаживаемые или универсальные металлоформы, практически остановились на достигнутом уровне в решении проблемы «однообразия и многономенклатурности». «Гибкими» технологиями обеспечивается изменение геометрических парам преимущественно в двух измерениях с заданной градацией модульных размеров соответственно системе предельных парам (СПП) технологического оборудования. Эффективность таких методов тем выше, чем больше «предельная унификация» парам зданий и их элементов.
Установка на укрупнение унифицированных модульных размеров сборных конструкций, была средством ограничения разнообразия зданий различного назначения.
Взаимосвязь специализаций в решении проблемы осуществляется преимущественно на организационных началах в виде согласования принимаемых проектных решений. При этом определяющими стали положения Модульной координации размеров в строительстве (МКРС), введенные вместо ранее действовавшей (до 1971 г.) Единой модульной системы (ЕМС).
Очевидно, что прогресс сборного строительства определялся уровнем развития техники и технологии заводского домостроения. При этом необходимо отметить отсутствие в отечественной технологии методов, обеспечивающей массовое производство сборных изделий с дробной (а не укрупненной) градацией типоразмеров без снижения эффективности работы предприятий. Это было обусловлено технической политикой, направленной на использование укрупненных модульных размеров при обязательном применении в проектах ЕМС, а затем МКРС. Данное положение - существенная особенность развития типового проектирования и, соответственно, массового индустриализированного строительства.
Рубрикация крупнопанельных жилых зданий как архитектурно-конструктивно-технологической системы (AKTC) отражает реальную интеграцию трех специальностей одного профессионального направления. Однако данная AKTC - частное (хотя и массовое) направление советского периода типового проектирования. Она базировалась не столько на методологических началах, сколько на организационноуправленческих, но с определяющим влиянием технологии полносборного производства.
В 90-х годах Горбатовским АФ., Муляром ЛХ, Коляковым М.И., Шагиным А.Л. и другими была разработана AKTC из мелкоразмерных элементов для определенной группы потребителей (при реконструкции зданий, создании фермерских хозяйств, развитии мелких производств и т.п.). Это направление интеграции специальностей вызвано кризисным положением в стране (с 1991 г.) заводов крупнопанельного домостроения (КПД) и других предприятий стройиндустрии.
Несмотря на конъюнктурность, мелкоразмерную АКТС необходимо расценивать как еще одну составляющую в решении проблемы «однообразия и многономенклатурности» ИСС наряду с крупнопанельными АКТС, однако не в методологической, а в типологической взаимосвязи. Мелкоразмерная АКТС не могла быть в советский период типового проектирования (особенно в последние годы) из-за принятой установки на полносборность зданий, сооружений и укрупнение габаритов и массы сборных конструкций.
Мелкоразмерная и крупнопанельная АКТС методологически представляются противопоставленными друг другу соответственно различным социально-экономическим условиям. Принципиально же в АКТ-отношении эти две системы дополняют друг друга и являются элементами разрабатываемой в данном издании типологии как составной части методологии проектирования ИСС.
Историко-логический анализ показывает, что каждое существенное направление в строительстве находит свою область рационального применения. Мелкоразмерная АКТС - решение, ориентированное на начальный этап рыночной экономики, а крупнопанельная АКТС может рассматриваться как решение «исчезнувшего» в этот кризисный период для типового проектирования. И первое, и второе - крайности относительно высокого уровня индустриализированного строительства, достигнутого к концу 90-х годов. Крупнопанельная и мелкоштучная АКТС являются проявлениями единой методологии дальнейшего развития типового проектирования в целесообразных объемах, определяемых конкретными условиями с региональными возможностями материально-технической базы стройиндустрии.
Сделанный выше вывод об определяющей роли в методологии проектирования ИСС организации и технологии строительного производства не противоречит ведущей роли архитектурной науки в решении проблемы «однообразия и многономенклатурности» методами типового проектирования. Увеличение разнообразия сборных зданий и сооружений осуществлялось различными разрабатываемыми методами, соответствующими отраслевой типологии, т.е. признаку функционально-технологического назначения соответственно подотраслям -гражданского (жилых и общественных зданий, сооружений), промышленного, сельскохозяйственного строительства и др. Эти методы обладают определенной архитектурной «самостоятельностью», обеспечиваемой, однако, и технологами, и инженерами.
В типовом архитектурном проектировании советского периода выделяется начальный его этап, сходящийся по методологии с дореволюционным периодом «индивидуальных» типовых проектов отдельных зданий и сооружений определенного назначения.
Качественно новый этап - серийное проектирование жилых домов Плессеина Б.Д. и Смирнова Н.Н. (1944 г.). Серийные типовые проекты заменили «индивидуальные» типовые проекты, не обеспечивавшие единых архитектурно-градостроительных задач. При этом они включали уже оформившееся (с 1925 г.) Проектирование секций как архитектурно-композиционного элемента зданий. Метод серийного проектирования распространился на строительство общественных, промышленных, сельскохозяйственных и других зданий и стал одним из важнейших принципов типового проектирования. Секционный метод получает такое же развитие и распространение.
Охват типовым проектированием как формой единой технической политики в строительстве привел к огромному количеству проектов во всех его подотраслях, что потребовало дальнейшего совершенствования методов типизации и унификации.
Сокращение количества типовых проектов осуществлялось различными путями, в числе которых были: кооперирование учреждений, предприятий и блокирование жилых зданий, блокирование последних с культурно-бытовыми и другими общественными зданиями, а также массовых видов гражданских зданий между собой, промышленных и сельскохозяйственных зданий, сооружений, зданий и сооружений агро-промышленного комплекса (АПК).
Первые шаги типового проектирования в начальный период индустриализации строительства характеризуются как «закрытая» система - один из (двух) принципов, когда детали изготавливают для каждого из отдельных объектов типизации, т.е. по принципу «от проекта -к детали». В связи с необходимостью массового строительства типизация (равно как и унификация) в проектировании являлась методом преднамеренной ликвидации многообразия, что было отражено в самом определении типизации.
С дальнейшим массовым строительством зданий из конструкций заводского изготовления такое определение типизации противоречило требованиям архитектуры и градостроительства, особенно в отношении жилых и общественных зданий, не терпящих однообразия. Поэтому позднее типизация стала методом проектирования, обеспечивающим обоснованное сведение разнообразия отобранных типов конструкций, зданий и сооружений к небольшому их числу.
Отсюда исходит начало решения существеннейшей проблемы типового серийного проектирования зданий и их комплексов. Это -поиск путей повышения архитектурно-художественных качеств (через увеличение разнообразия зданий и сооружений) в условиях послевоенного этапа индустриализированного строительства, которые удовлетворяли бы эстетические запросы и отвечали бы экономике заводского производства (через уменьшение номенклатуры изделий).
В решении проблемы важнейшее место принадлежит разработке другого принципа типового проектирования - «от деталей - к проекту», что соответствует «открытой» системе, когда конструкции заводского производства используются для зданий и сооружений различного назначения.
Поскольку типологически здания и сооружения многообразны, то возникают разные этапы (по последовательности), стадии (совершенствования) или уровни (развития) типового архитектурного проектирования, которые в историко-логическом аспекте представляются взаимосвязанными между собой. С учетом типологии зданий и сооружений можно привести следующие характерные этапы (стадии, уровни) типового проектирования:
• «закрытые» — индивидуальное или объектное, внутриплощадочное, видовое, типовое, отраслевое;
• «открытые» - межплощадочное (межколхозное, общефермерское), межвидовое, межтиповое, межотраслевое, а также сквозное, многоуровневое, межсерийное.
Этапы развития типового проектирования сопровождаются стандартизацией и совершенствованием ее принципов, а также методов, применяемых в строительстве - типизации и унификации. Перечисленным этапам присущи различные по составу и назначению каталоги с соответствующей номенклатурой сборных изделий. Были каталоги для «индивидуальных» типовых проектов, внутриплощадочные, видовые и межвидовые, «внутритиповые» и межтиповые, отраслевые (ведомственные) и межотраслевые, а также зональные (областные, территориальные, республиканские), серийные или комплексные, всесоюзные (общего применения) и единые (для отдельных крупнейших городов в гражданском строительстве).
Существенным признаком качественного перехода от «закрытой» системы к «открытой» является разработка каталогов сборных изделий, используемых для различных зданий по назначению. Это ознаменовало собой новое направление типового проектирования методом каталогов.
В развитии методов серийного проектирования и каталогов происходит интеграция, в результате которой появляются комплексные серии для гражданских зданий. Например, серии 17 и 139 позволяли возводить жилые дома в 1—4 этажа, школы, детские сады-ясли, торговые центры и административные здания в ряде климатических районов с различной объемно-планировочной композицией (секционные, мансардные с блок-квартирами, блокированные с квартирами в двух уровнях и др.).
Сложная система каталогов и номенклатуры сборных изделий отражает еще не сложившуюся окончательно систему типового проектирования в обеспечении требуемого разнообразия зданий различного назначения при минимально возможной номенклатуре в различных условиях строительства. Она представляет как бы пирамиду, в основании которой - множество каталогов, обеспечивающих разными методами реальное многообразие, в том числе на местах, а на вершине -наиболее совершенный метод Единых каталогов для жилищно-гражданского строительства в отдельных столичных городах - Москве, Ленинграде, Киеве (практически осуществлен в Москве). Их «связывает» множество методов архитектурного проектирования, обеспечивающих реальное, весьма недостаточное разнообразие зданий и сооружений различного назначения.
Маклакова Т.Г., систематизируя методы типового проектирования, отмечает, в частности, проектирование блок-секциями, т.е. структурно-функциональными фрагментами зданий с их блокированием и образованием, тем самым, зданий сложной конфигурации в плане и большей протяженности.
Блок-секционный метод Матусевича H., Говбина А. и других, содержит эталоны блок-секций с их полной архитектурно-планировочной и инженерной завершенностью. Серия блок-секций обеспечивается комплектами индустриальных изделий и формируется из суммы условных планировочных элементов - «полусекций» и «ядер», имеющих ограниченное количество типов. Этим методом достигается некоторое множество вариантных сочетаний жилых домов. Возможно блокирование более мелких фрагментов - блок-квартир, полусекций, их различных фрагментов, что применялось также в зарубежном домостроении.
Аналогично в проектировании производственных зданий типизируются характерные для них фрагменты - унифицированные типовые секции (УТС), унифицированные типовые пролеты (УТП), унифицированные габаритные схемы (УГС), температурно-деформационные блоки. Возможно также блокирование пространственных блок-каркасов.
Хохлова Л.П. дополняет приведенный перечень конструктивно-планировочными ячейками (КП-ячейками), функциональными блоками и блок-модулями, что позволяет получать серии домов на основе типовых схем, в частности, домов усадебного типа. Приведен также ряд других применяемых методов архитектурно-композиционного проектирования типовых зданий:
• линейной модульной интеграции для жилых домов, заключающийся в сложении одного или нескольких укрупненных КП-модулей параллельно несущим стенам;
• объемно-блочный с наращиванием блоков до требуемой длины дома высотой в 1—2 этажа;
• «адресного» проектирования, когда типизируются функционально самостоятельные объемно-планировочные элементы (ОПЭ) на высоту одного этажа и конструктивные варианты габаритов (КВГ), которые используются по кодированной программе согласно авторскому эскизу из эталона типовой комплексной серии;
• проектирования универсальных зданий, когда в одних и тех же габаритах одного здания размещаются разные учреждения; этот метод часто совмещается с трансформацией ограждающих конструкций и оборудования;
• структурно-блочный, предусматривающий типизацию блоков зданий с использованием блок-модулей;
• здания на основе типовых секций и конструктивных элементов, из которых создаются разнообразные здания и объемно-планировочные решения застройки; для обеспечения разнообразия по этому методу необходимы разные серии секционных зданий, что актуализирует проблему «однообразия и многономенклатурности» из-за быстрой сменяемости продукции домостроительными заводами;
• вариантного проектирования Полянского А.Т., согласно которому используют каталог унифицированных строительных деталей, базирующийся на ЕМС, и унифицированные ОПЭ, рассчитанные по функциональным нормалям. Этот метод впервые применен при строительстве курортно-санаторного комплекса в Крыму, впоследствии распространился на другие отрасли строительства, оказав влияние на развитие метода каталогов.
Систематизация Хохловой Л.П. может быть расширена дополнительным рядом методов архитектурно-композиционного проектирования типовых зданий:
• объемно-планировочных фрагментов (ОПФ) для торгово-бытовых зданий, которые предусматривают их вариантное использование. ОПФ образуются по принципу расчленения предприятия на отдельные функционально-технологические циклы с учетом размещения оборудования и унификации конструктивной схемы или на основе унифицированных блоков-зданий (УБЗ) по Ежову В.И.;
• модульно-секционный Прилепского В.П., содержащий модули, состоящие из различного сочетания блокированных планировочных схем ячеек для предприятий различной мощности. В структуре агро-индустриальных комплексов (АПК) наряду с предприятиями разной ступени содержатся мобильные (сезонные сборно-разборные) средства обслуживания; используются павильонная, батарейная и другие типы застройки. Так модульно-секционный метод выходит на градостроительный уровень;
• автономно-модульный и инфрамодульный принципы проектирования предприятий при формировании их структуры, описанные Гохарь-Хармандаряном И.Г. по опыту зарубежного строительства предприятий электронной промышленности.
Решение ряда проблем типового проектирования промышленных зданий описаны Кимом Н.Н. и другими по: унификации и типизации габаритных схем одно- и многоэтажных зданий с учетом специфики и разнообразия технологических процессов, условий производства; кооперированию, блокированию и укрупнению зданий различных отраслей промышленности; архитектурно-художественной выразительности в условиях индустриализации; межотраслевой унификации и типизации; использованию секционного метода на предприятиях легкой и пищевой промышленности; созданию более «гибких» и разнообразных форм промышленных зданий из УТС и УСП.
Ким Н.Н. и Маклакова Т.Г. отмечают значительный к концу 80-х годов прогресс во всех направлениях проектирования - многоэтажных жилых зданий (новые объемно-планировочные решения, дома-комплексы с коллективным обслуживанием, специализированные дома и др.), общественных зданий (специализированные и универсальные, с первыми нетиповыми этажами и др.), промышленных зданий (с секционным принципом блокирования, с межвидовой унификацией).
Последовательность этапов развития типового проектирования и соответствующих этапов индустриализации характеризует в логическом анализе короткие, но определенные по характерным признакам исторические периоды. Последний период (перед 1991 г.) может характеризоваться кумулятивным множеством предыдущих этапов и, в результате, высшим достигнутым уровнем развития типового проектирования - Единых каталогов.
Наиболее характерной чертой пройденных периодов индустриализированного строительства является тенденция к максимально возможному укрупнению сборных изделий, структурных частей, зданий и сооружений, их в целом и комплексов из них.
Индустриализация, начавшаяся, например, в жилищном строительстве с кирпичных и деревянных (из пиломатериалов) домов, далее переходит к зданиям из легких и крупных блоков, затем - из крупноразмерных панелей и плит с последующим их увеличением по размерам и массе и, наконец, - из объемных блоков.
В промышленном строительстве увеличиваются размеры панелей и плит, проводится монтаж с предварительной укрупни-тельной сборкой элементов, увеличиваются пролеты и шаги одноэтажных зданий нового поколения, появляются многоэтажные здания с межферменными этажами. В гражданском строительстве совершенствуется метод подъема перекрытий и этажей, усложняются конструкции стен типовых домов и т.д. Имеет место прогресс и в сельскохозяйственном строительстве: используются укрупненные строительные конструкции - железобетонные трехшарнирные рамы, крупноразмерные стеновые панели, блочные фундаменты и др.
Неуклонно увеличиваются объемы строительства жилых зданий усовершенствованных конструктивных решений. То же происходит и в строительстве общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий, сооружений.
Другой характерной чертой индустриализированного строительства является стремление к полной сборности зданий и сооружений. Полносборность капитальных зданий и сооружений как наивысший уровень заводской готовности, тем не менее, представлялась преувеличенной.
Действительно полносборными с окончательной заводской готовностью являлись лишь контейнерные и передвижные типы мобильных зданий. К сборности высокой заводской готовности близок сборно-разборный тип мобильных зданий. Затем - объемно-блочные дома. Последние дороже крупнопанельных на 6—13% и требуют больших трудозатрат на изготовление в 1,5—2 раза, однако в сравнении с ними на монтаже зданий трудозатраты компенсируются, а расход материалов на них примерно в 1,5 раза ниже, обеспечивая более высокие темпы возведения зданий.
Сравнительный анализ индустриальных и традиционных зданий по данным Баранниковой М.В. показывает, что сборность зданий прогрессивных решений составляла (в 60-х годах) в среднем 55—60%, крупнопанельных домов отдельно (серия 1-646) - 70—85%, кирпичных (серия 1-447) — 46%. При удельном весе панельных домов 31,5%, а кирпичных 68,5% средняя сборность по строительству в целом составляла соответственно 22% и 31,5%. По общественным зданиям: каркасные и кирпичные при удельном их весе соответственно 15% и 85% имели сборность 78,4% и 45%, а в целом по строительству — 11,5% и 38,5%; всего — 50%. По промышленному строительству: сборные и кирпичные — 46,1% и 16%; всего — 62,1%. По сельскому строительству (жилые, общественные и производственные здания) в целом — 53,5%; конкретно в сельскохозяйственном — 39,8%. В общем объеме капитальных вложений в строительство средний показатель внутриотраслевой сборности составлял 28,5%, а межотраслевой — 21%.
Такие показатели уровня сборности согласовываются с данными для сельскохозяйственных зданий, в частности, для животноводческих комплексов: в 1969 г. он был равен 3—5%, в 1979 г. — 49,5%.
С другой стороны, приведенные показатели свидетельствует о высоких темпах роста сборности зданий и сооружений во всех подотраслях строительства.
Техническая политика, ориентированная на полносборность, оказала определяющее влияние на теоретические основы архитектурного проектирования — в определениях индустриализации строительства, унификации и типизации (относящихся только к сборному направлению), в типологии зданий и сооружений, в понятии сборных конструкций и т.п. Это существенно деформировало основы проектирования зданий и сооружений как ИСС, которые могут быть другими по направлениям индустриализированного производства.
В сборном строительстве на стоимости домов существенно отражаются методы технологии производства изделий.
Технико-экономический анализ индустриальных домов Ионаса Б. и Варежкина В. показывает, что 1 м2 крупноблочных домов дешевле кирпичных на 7,2%, крупнопанельных - на 13,1% и 22,2% (соответственно при прокатном и кассетном производстве). С учетом того, что полносборные дома имеют большие эксплуатационные затраты (содержание швов и др.) такие показатели представляются целесообразными при ориентации на одноразовые затраты с ускоренными темпами их возведения.
Примерно такое же соотношение имеет место по трудозатратам. Существенно завышенными оказались представления и о сроках строительства. Так, фактическая продолжительность возведения полносборных домов на 100 кв. м, например, в Москве почти в 2 раза превышала нормативный срок, в Ленинграде - в 2,6 раза, а в Киеве - в 3,8.
В методике анализа не оговорен предел долговечности сравниваемых зданий. Если считать, что долговечность кирпичных зданий составляет более 100 лет (I степень долговечности), а крупнопанельных предполагалась не более 50 лет (III степень) или примерно в 2 раза меньше, то приведенные показатели полносборных зданий в целом оправдываются необходимостью скорейшего разрешения острых социально-экономических проблем в послевоенный период.
Учитывая другие стороны («проблему швов» и эксплуатационные затраты на их ремонты, «проблему стыков» и неопределенность в долговечности, увеличенные тепловые потери из-за малой величины нормативного сопротивления теплопередаче ограждений, чрезмерное снижение массы жилых домов и др.), необходимо отметить, что типовое архитектурно-строительное проектирование требовало существенной корректировки.
Разработка множества разнообразных архитектурных и других методов типизации зданий и сооружений увеличивало возможности по решению основной проблемы.
Однако при использовании многих методов архитектурно-композиционного, объемно-планировочного и иного разнообразия зданий, ориентированных на полносборное строительство, в теории архитектурного проектирования отсутствовало знание об основе происхождения различий, что необходимо не только для повышения эффективности в увеличении разнообразия зданий, но и для уменьшения общей номенклатуры сборных изделий по отрасли в целом.
Методы типового архитектурного проектирования (совместно с методами технологии производства) образуют лишь арсенал путей и средств решения рассматриваемой проблемы. Выход же на истоки этих путей и средств по существу представляется основой не только методологического объединения деятельности архитекторов, инженеров и технологов, но и эффективного управления этим арсеналом.
С развитием типового проектирования параллельно и во взаимосвязи с ним развивалась стандартизация в строительстве. С первых лет после гражданской войны были начаты работы по отбору типовых проектов жилых, коммунальных и культурно-бытовых зданий. Стандартизация вначале охватывала строительные материалы, столярные изделия, отдельные конструкции зданий, которые стали использоваться проектными организациями в типовых проектах. В этот период были заложены организационные и методологические начала стандартизации.
В предвоенный период (до 1941 г.) дополнительно упорядочивается типовое проектирование, развивается индустриализация строительства, повышается его экономичность и др.
В послевоенный период (после 1945 г.) появляются экспериментальные проекты зданий новых строительных систем: крупноблочной, крупнопанельной, объемно-блочной и другие, которые составят новое содержание индустриализированного производства. Совершенствуется типовое проектирование, создаются СНИПы, которые совместно с гостами образуют нормативную базу единой технической политики в строительстве.
Некоторое время СНиП А.4-62 и стандарт 39-74 СЭВ по EMC действуют параллельно. Затем этот и смежные с ним разделы нормирования зданий, сооружений (габаритных схем, геометрических парам, допусков на размеры и т.п.) переходят полностью в область стандартизации.
С повышением уровня индустриализации строительства возрастают требования к качеству серийно выпускаемой продукции, усиливается методологическое и организационное влияние стандартизации. Разрабатываются предложения по оценке технического уровня строительных изделий при аттестации, введению сортности на железобетонные изделия, проектированию на основе комплекса стандартов. Процесс стандартизации и нормализации все более регламентирует свойство «широкой» взаимозаменяемости сборных изделий с учетом экономической эффективности.
На этапе ускорения развития производительных возможностей страны требовалась быстрая смена производства одних серий зданий и сооружений другими с соответствующими изменениями номенклатуры сборных изделий. Стандартизация становится фактором содействия оптимальной и эффективной предварительной (опережающей) подготовки производства новых видов продукции и рассматривается как высший уровень типизации.
Современные этому периоду теоретические положения типового архитектурного проектирования, переведенные в ГОСТы, представляются как бы исчерпанными в своем развитии в постоянной тенденции к укрупнению сборных конструкций, габаритных схем и др. Это подтверждается фактическим отсутствием в последние годы существования СССР научного развития основ проектирования.
Типовое проектирование и индустриализация сопровождаются совершенствованием архитектурных и строительных решений конструкций, зданий и сооружений. Их типология как методологическая часть основ типового проектирования приводится преимущественно в учебных изданиях. Сопоставляя АКТ-решения зданий разных лет, можно отметить стабильное во времени применение одних и тех же конструкций индустриального производства. Это обусловлено обоснованным выбором и тщательной их проработкой, что является одним из условий многосерийного производства.
Другие решения со временем «не отживают», а переходят в различные другие области их целесообразного применения. Например, системы кирпичной кладки Попова НС. и Орлянкина HM., Герарда АН, Манюкова Г.А., Серка Л.А. и Власова С.А. и др., обеспечившие в свое время производственно-конструктивное начало индустриализации, совершенствуются далее и находят применение при строительстве усадебных домов, сельскохозяйственных зданий и т.п. То же относится и к традиционным архитектурно-конструктивным и конструктивно-технологическим решениям перекрытий, каркасов, крыш, фундаментов и др. Такие АКТ-решения при совершенствовании типового проектирования и конструирования могут иметь дальнейшее развитие и способствовать решению проблемы «однообразия и многономенклатурности».
С другой стороны появляются АКТ-решения строительных и архитектурных конструкций, зданий и сооружений, в которых очевидно влияние НТП, связанное с развитием инженерно-строительных дисциплин, использованием новых строительных материалов, совершенствованием технологии и организации строительного производства. Научно-техническая литература содержит многочисленные сведения о разнообразии таких конструкций, внедряемых в практику с меньшей серийностью производства или же являются только предложениями.
В условиях бывшей технико-экономической политики типовое проектирование являлось практически единственной возможностью массового внедрения новых решений (кроме экспериментального и уникального проектирования), поскольку условием эффективного заводского производства является ограничение номенклатуры изделий, увеличение объема их серийных партий. Это, в целом, противоречит обеспечению многообразия (функционального, архитектурно-композиционного и др.) зданий и сооружений, возводимых по серийным проектам. Такое состояние обуславливает неизбежность определенного однообразия из-за не востребования оригинальных АКТ-решений.
Однако за внешним однообразием сборных зданий содержится скрытое, значительно большее, чем в традиционных зданиях, разнообразие (по видам и номенклатуре применяемых новых материалов и изделий, конструктивным особенностям, технологии изготовления, способам возведения и др.). Маклакова Т.Г. отмечает ряд мнимых и подлинных проблем однообразия полносборного гражданского строительства. Тем не менее, хотя однотипность является общим свойством серийной продукции любой отрасли производства, она представляется нетерпимой в архитектуре, особенно, жилых и общественных зданий.
Возможное разнообразие зданий и сооружений заводского производства (не только сборных) огромно, если его оценивать по разработанным решениям. Внедрялись же в конкурсной борьбе лишь те строительные системы, конструктивные схемы и конструкции, которые максимально отвечали массовому строительству при минимальных затратах (что было в конечном счете не всегда экономически оправдано).
Например, были: крупноблочные и крупнопанельные дома средней, а затем повышенной этажности множества типовых серий, каркасно-панельные системы гражданских зданий, в частности, каркас межвидового применения серии 1.020-1/83 (ранее - серия ИИ-04, еще ранее ИИ-03, а также ИИ-02); каркаснопанельные системы одно- и многоэтажных промышленных зданий; бескаркасные, каркасные, крупноблочные и крупнопанельные, а также кирпичные и мелкоблочные одно-, двухэтажные дома для сельской местности; клееные деревянные рамы и арки, железобетонные трехшарнирные рамы для строительства сельскохозяйственных и иных зданий и др.
Известны предложения, имевшие немассовое применение в различных областях строительства: каркасные системы с плоскими ригелями, безригельные, сборно-монолитные каркасы, сборные каркасы «РАМПА» и «ИКАР» с эффективными плитами перекрытий. Разработано множество других решений, обладающих определенными конструктивными, технологическими и иными преимущгствами, например, фундаменты под распорные рамы, конструкции с использованием стеклопластиков и т.д.
Однако в АКТ-аспекте основы архитектурного проектирования не имеют научной методики логико-понятийного описания произвольного (виртуального, эвентуального или известного) разнообразия сборных и других ИСС, их структурных частей, отдельных конструкций, хотя она необходима для направленного получения одно-, разнообразия изделий и одно-, разнообразия зданий и сооружений из них.
В издании Орловского Б.Я., Белкина А.Н. и Степановой В.Э. упомянута система проектной документации для строительства (СПДС), а в издании Сербиновича П.П. и Орловского Б.Я. в разделе, посвященном конструктивному проектированию, даны рекомендации по выбору конструктивной схемы типовых сборных зданий. В пособиях по конструированию приводятся также типовые конструкции, разработанные более детально в соответствии с правилами применения MKPC к гражданским, промышленным и сельскохозяйственным зданиям и сооружениям.
Таким образом, в основах типового архитектурного проектирования практически отсутствует методология конструирования с получением многообразия структурных частей зданий и сооружений, их конструкций и деталей.
В данном отношении Мадера Г.И. предложил унифицированную методику разработки конструкций стен из кирпича, мелких и крупных блоков. Методика отражает требования ЕМС, строительноклиматические условия места строительства и температурно-влажностные параметры помещений. Однако она не имеет необходимой для методологии универсальности, поскольку пригодна для решений конкретных задач и не учитывает многих необходимых для этого факторов.
Меньшинов Н.Г. отмечает два положения в образовании конструктивных систем посредством комбинации конструктивных элементов. Первое - из стоек и балок образуются плоскостные стоечнобалочные схемы, обеспечивающие концентрацию в них усилий от общего нагружения здания. Второе - из плоских горизонтальных и вертикальных элементов образуются пространственные коробчатые схемы, обеспечивающие распределение усилий. Это существенное для методологии конструирования положение является развитием одного из известных принципов (см. ниже принципы Стрелецкого ПС.) конструирования, которое, однако, не доведено до логического завершения и методического использования.
В типовом конструировании Стрелецкий Н.С. руководствовался общим принципом экономичности, состоящим из трех частных принципов: концентрации материала (удельное увеличение веса, уменьшение числа элементов); упрощения конструктивной формы и совмещения функций работы конструкций.
Данные принципы также имеют важное методологическое значение, но они предназначались лишь для конструирования каркасных схем сборного направления индустриализированного строительства, а конкретно принцип концентрации материала является односторонним (см. выше приемы Меныиинова Н.Г.), ориентирующим сборные конструкции на максимальное укрупнение, что не отражает других направлений в многообразии зданий и сооружений как ИСС.
В научно-технической литературе имеются исследования, отражающие эвристические методы и приемы конструктивного, технологического, материально-вещественного и иного преобразования объектов техники. Они основаны на диалектическом методе (например, решения технических задач рассматриваются как разрешение внутренних противоречий предшествующих технических решений -аналогов, прототипа).
Однако в них не учтены особенности конструирования зданий и сооружений как специфических объектов техники. Отсутствует и научно-конструкторская методика направленного получения одно- и разнообразия объектов техники, в частности, при их унификации и типизации. Без такого содержания невозможно эффективное решение проблемы «однообразия и многономенклатурности» в области строительства и архитектуры, поскольку методология типового и «индивидуального» конструирования зданий и сооружений как ИСС представляется недостаточной.
Внедрение новых АКТ-решений зданий и сооружений сопровождается дополнительными типами, типоразмерами и марками изделий, а условием эффективного заводского производства является ограничение их номенклатуры и увеличение объема серийных партий. Эти противоположные тенденции препятствуют увеличению многообразия (функционального, архитектурно-композиционного и др.) Зданий и сооружений, возводимых по типовым проектам и обуславливают неизбежность увеличения их однообразия из-за не использования многих рациональных АКТ -решений.
В современной практике типового проектирования при ведущей функционально-компоновочной, художественно-эстетической, архитектурно-тектонической и т.п. роли архитектора в формообразовании сборных и иных зданий, сооружений инженер обеспечивает расчетноконструкторскую сторону принятых АКТ-решений.
Архитектор стремится к достижению разнообразия, непохожести новых проектов на созданные ранее. Задача инженера - обеспечить требуемые деформационно-прочностные характеристики предлагаемых решений зданий. Разнообразие при этом является фактором, усложняющим инженерное обеспечение архитектурных предложений. Для технолога разнообразие - требование, безусловно «вредное», поскольку при серийном производстве разных сборных изделий усложняется процесс, снижается производительность, увеличивается парк металлоформ и оснастки, расширяются производственные складские площади и т.п.
Сложилось так, что архитектурные конструкции, обеспечивающие относительное разнообразие типовых зданий, являются индустриальными уже десятилетия за счет применения сначала ЕМС, затем МКРС. Технологи при этом находят разрешение данной проблемы, например, методами «гибких» технологий. Строительные же конструкции остаются «неиндустриальными», несмотря на качественно более развитые методы расчетов (по предельным состояниям, по теории надежности и др.).
С позиции критики архитектурной науки относительно сборного строительства (однообразие зданий, монотонность застройки) отметим, что инженерная составляющая проектирования не соответствует архитектурной из-за отсутствия в методике проектирования строительных конструкций «своей» модульной координации несущей способности, унифицированного ряда ее значений и т.п. Такая координация имеется у архитекторов и является основой архитектурного проектирования (в виде основного и производных модулей размеров, их унифицированного ряда значений, допусков на размеры изделий и др.). Это означает, что индустриальная форма архитектурных конструкций не соответствует содержанию строительных конструкций как индустриальных.
Научно-техническое противоречие между архитектурным и строительным (включая технологию и организацию производства) проектированием, является результатом методологически раздельных (несмотря на согласование проектных решений) основ типового проектирования для архитекторов и инженеров-строителей (конструкторов и технологов) по соответствующим им сферам одной области науки и техники. Основы архитектурного и инженерно-строительного проектирования и конструирования должны быть взаимосвязанными между собой единой методологией и с основами технологии производства ИСС, более того, на последней основываться.
