Раздел 2. Реконструкция и модернизация жилых объектов

Глава 5. Реконструкция жилых домов первых массовых серий

5.1. Реконструкция зданий «первых поколений» массового жилищного строительства

Массовое жилищное строительство 1950-1970 гг. сформировало базовую часть послевоенного капитального жилищного фонда России. Сегодня каждая восьмая семья в стране (а в крупнейших городах каждая пятая) проживает в домах «первого поколения» массового жилищного строительства. Отличительной особенностью, этого фонда является чрезвычайная экономичность объемно-планировочных решений, единая высота зданий (5 этажей), широкое применение наряду с кирпичными и крупноблочными строительными системами крупнопанельных, не все из которых прошли к тому времени всестороннюю экспериментальную проверку и соответствующую корректировку. В этих домах, независимо от природно-климатических условий строительства, в директивном порядке были приняты единые планировочные решения четырехквартирных секций с 1-3-комнатными квартирами в немногочисленных и несущественных вариантах.

Конфигурацию домов упростили, ограничившись только рядовыми планами. Соблюдая гигиенические требования на пределе, уменьшили высоту этажа до 2,5 м в свету. В большинстве случаев отказались от квартир с окнами на две стороны горизонта.

В архитектурно-планировочную систему заложили двухпролетные решения с шириной корпуса 12 м. Экономя на лифтах, высоту зданий ограничили пятью этажами. В некоторых зданиях, особенно многоэтажных, в которых необходимы лифты, стали располагать секции с распределительными холлами-«карманами» при этажных площадках (Рис.5.1.). Это позволило обеспечить расположение большого количества квартир, приходящихся на один путь эвакуации, объединяющий лестницу и лифт.

Малокомнатные квартиры предусматривали во всех зданиях. Создавали одно-, двух- и как максимум трехкомнатные. В целях экономии комфортные требования к ним сознательно сократили. Уменьшены размеры подсобных помещений: прихожих, кухонь и санитарных узлов. Уборную совместили с ванной. Стали выпускать укороченные до 1,5 и даже сидячие ванные чаши. Ликвидировали коридоры-проходы в кухни. В результате целые жилые массивы были застроены неполноценными с современных позиций домами.

В конструктивных решениях использовали материалосберегающие части зданий, что должно было уменьшить затраты на строительство. Как выяснилось в период эксплуатации, они обладают малой долговечностью, недостаточными звуко- и теплозащитными свойствами. Это привело к увеличению эксплуатационных расходов и возникновению других проблем.

Сроки эксплуатации этих зданий неоправданно быстро приблизились к критическим, когда необходим капитальный ремонт и даже снос. Многие из домов достигли предела долговечности и дальнейшая эксплуатация становится технически невозможна и даже опасна из-за повсеместных отказов конструкций и инженерного оборудования.

Рис. 5.1. – Типовая секция в доме «первых поколений» полносборного домостроения (блочный вариант) с распределительными холлами-«карманами» на поэтажных площадках

За прошедшие десятилетия назрела острая необходимость реконструкции этого фонда по градостроительным, функциональным и эксплуатационным требованиям.

Пятиэтажная застройка «первого поколения» расположена обычно на особо ценных участках городских территорий, стоимость которых за прошедшие годы существенно возросла, особенно, в крупных и крупнейших городах.

Требуется уплотнение застройки за счет надстройки зданий и объединения их встройками и пристройками в сложные пространственные композиции. Эти решения экономико-градостроительного порядка требуют при проектировании реконструкции анализа несущей способности конструкций и оснований, их возможности воспринять дополнительные нагрузки при надстройках и пристройках.

Функциональные требования продиктованы резким «моральным износом» крайне экономичных планировочных решений квартир в домах «первого поколения», что привело к падению их потребительской стоимости. Это требует при проектировании реконструкции анализа каждой из конструктивных систем, примененных в этих домах, допускаемых ими изменений в несущих конструкциях при модернизации планировок квартир и секций.

Эксплуатационные требования продиктованы существенно увеличившимися за истекшие годы нормами тепло- и звукоизоляции конструкций. Таким образом, проект реконструкции должен включать и мероприятия по улучшению эксплуатационных качеств наружных и внутренних ограждающих конструкций.

Для выяснения возможности надстройки домов «первого поколения» предварительными исследованиями установлено, что они в большинстве случаев (при соответствующем состояния оснований допускают надстройку в два этажа без специального усиления. При проведении надстройки, так же как и в домах исторической застройки, необходимо по периметру несущих стен надстраиваемого этажа устраивать сплошной монолитный обвязочный железобетонный пояс. Дополнительные объемно-планировочные возможности дает при реконструкции перекрестно-стеновая конструктивная система малого шага, представляющая возможность смены основной конструктивной системы в надстраиваемых этажах. В связи с тем что в зданиях этой системы продольные стены мало нагружены, в надстройке возможно использовать резервы их несущей способности, перейдя на продольно-стеновую систему.

 Надстройки большим числом этажей сопряжены с необходимостью усиления оснований, фундаментов и надземных несущих конструкций в первых этажах, либо формирования новой несущей системы и фундаментов под нее, которые были бы практически безосадочными. В наибольшей степени этим требованиям отвечают фундаменты из буронабивных свай. Сама же новая несущая система выполняется в виде обнимающего старое здание каркаса типа «фламинго» с колоннами, расположенными только с внешней стороны, либо дополненного внутренним рядом колонн, установленных в специальные «проколы» в перекрытиях надстраиваемого здания. Поверху обнимающий каркас снизывает ростверковая конструкция, на которой устанавливается надстраиваемый объем. Пространство между существующим объектом и надстройкой обычно используют в качестве технического этажа.

Устойчивость высоких колонн наружного обнимающего каркаса обеспечивают поэтажными связями с перекрытиями надстраиваемого здания.

 Функционально эти горизонтальные связи используют для размещения перекрытий для дополнительных балконов и лоджий и в соответствии с архитектурным решением надстраиваемый объем совпадает с шириной надстраиваемого корпуса, бывает шире или уже него. Общим правилом при конструировании любого тика надстройки является выбор наиболее легких вариантов несущих и ограждающих конструкций (Рис.5.2.).

 Решение функциональных задач реконструкции-перепланировки квартир и жилых секций определяется постановкой задач модернизации и возможностями, представляемыми конструктивной системой надстраиваемых и модернизируемых зданий.

Существует две постановки задач модернизации.

 Первая – проведение модернизации и реконструкции без временного отселения жильцов дома. Обычно она решается с сохранением структуры планировочных секций.

 Второй метод – проведение реконструкции – с коренным преобразованием структуры секций (из 4-х – в двухквартирную и т.п.) требует временного отселения жильцов дома.

 Оценка возможностей реконструкции отечественного жилого фонда базируется на анализе конструктивных решений зданий 1950-1960 гг.

Рис. 5.2 – Конструктивное решение надстроек здания

В отличие от угнетающего однообразия планировок квартир, конструктивные решения зданий, принимавшиеся в период освоения индустриальных методов домостроения, поиски оптимальных решений, отличались значительным разнообразием, существенно превосходящим современное: за истекшие 30 лет часть конструкций снята с производства, а оставшаяся –  существенно унифицирована. Строительство велось на базе типовых серий проектов, утвержденных для всесоюзного, республиканского или городского (Москва, Ленинград) применения. В основу типовых проектов были положены три варианта бескаркасной конструктивной системы (продольно-, перекрестно-, поперечно-стеновой-) и один –каркасной (с неполным каркасом).

Широкому внедрению панельных конструкций предшествовала их тщательная проверка в лабораториях Академии архитектуры СССР, а затем Академии строительства и архитектуры СССР, при строительстве экспериментальных объектов, продолжавшаяся не менее интенсивно на вводившихся в эксплуатацию первых типовых домах.

К сожалению, наряду с тщательно проверенными конструкциями, несмотря на протесты научной общественности, директивно был внедрен ряд неудачных конструктивных решений (особенно в Москве – серии К-7,11-35 и др.), способствовавших до сих пор не изжитой в массовом сознании дискредитации панельного домостроения.

В ходе этих исследований была установлена объективная оценка физико-технических свойств панельных конструкций по показателям прочности, долговечности, деформативности и изоляционным качествам. Установлено, что в большинстве этих зданий выявленные недостатки конструкций полностью устранимы, что позволяет при реконструкции удовлетворить новым повышенным нормативным требованиям по всем физико-техническим параметрам. В отдельных сериях типовых проектов (К-7, 11-35,1-335) недостатки конструкций полностью устранены быть не могут. Для таких зданий при планировании работ по реконструкции вопрос должен решаться индивидуально в соответствии с материальными и социальными проблемами города – снос, либо изменение функций здания, при которых требования к его физико-техническим свойствам ниже, чем для жилых домов постоянного проживания (например, для домов временного проживания – общежитий, приютов для временных переселенцев из реконструируемого жилого фонда или вынужденных переселенцев из «горячих точек»), либо производственных помещений (мастерские, малые предприятия, помещения для индивидуальной трудовой деятельности и др.).

Во всех пригодных к модернизации панельных зданиях решаются общие задачи усовершенствования квартир: устройства изолированных входов в жилые помещения в малокомнатных квартирах, введение функционального зонирования помещений в многокомнатных, увеличение площадей помещений, особенно, подсобных (кухонь, передних, санитарных узлов), замена инженерного оборудования.

Увеличение площадей помещений в различной степени достижимо в домах различных конструктивных систем. В домах продольно-стеновой системы площади помещений можно увеличить двумя путями: первый – за счет сноса части межкомнатных перегородок (но при этом количество комнат в квартире уменьшится), либо второй – пристройкой эркерных объемов к увеличиваемым помещениям – комнатам и (или) кухням.

В домах с перекрестно-стеновой системой малого шага применим только второй прием в зарубежной практике, где экономичный жилищный фонд базировался почти исключительно на перекрестно-стеновой системе, при реконструкции (без выселения) преобладает второй прием. Наряду с этими основными приемами в случаях, когда это допустимо по условиям застройки, широко применяют пристройку к торцам дома дополнительных конструктивных шагов. Наряду с пристройкой эркеров к продольным фасадам, обеспечивающей увеличение площадей отдельных помещений, пристройка дополнительных шагов позволяет увеличить площади и компактность квартир в целом. Следует иметь в виду, что пристройка эркерных объемов способствует не только увеличению площадей отдельных помещений, но и увеличению инсоляции квартир, что особенно важно для самых распространенных в домах «первого поколения» односторонне ориентированных меридиональных квартир. В домах поперечно-стеновой системы со смешанным шагом увеличение размеров комнат дает снос межкомнатных перегородок в пределах большего шага, а кухонь – пристройка эркерных объемов.

Радикальные изменения планировки квартир достигаются уширением зданий путем пристройки дополнительного продольного пролета.

Модернизация квартир первого и пятого этажей помимо общих задач модернизации призвана устранить (или уменьшить) общепризнанные недостатки таких квартир, связанные с их расположением. Жильцы квартир первого этажа страдают от дополнительных шумовых нагрузок от входного узла, часто от плохой теплоизоляции цокольного перекрытия и особенно от «визуальной незащищенности» (квартира легко просматривается снаружи).

Для уменьшения названных недостатков квартиру можно изолировать от входного узла, заложив дверной проем, присоединить примыкающий (со стороны дворового пространства) земельный участок для размещения независимого входа в квартиру, пристройки к ней дополнительных объемов (к комнатам или кухне) и организации приквартирного садика. Жильцы квартир пятого этажа страдают из-за утомительного подъема по лестницам, так как пятиэтажные дома не оборудовались лифтами, и от дефектов примененных в этих домах совмещенных невентилируемых крыш (частые протечки кровли, перегрев летом и переохлаждение воздуха зимой).

Первый недостаток ликвидирует обязательная при реконструкции пристройка лифтов, второй – столь же обязательное переустройство крыши на вентилируемую чердачную, либо мансардную.

5.2. Несущие и ограждающие конструкции, крыши

Натурные исследования несущих конструкций панельных домов показали, что их недостатки немногочисленны и встречаются довольно редко. В основном это недостатки первоначальных решений опорных узлов несущих стен с перекрытиями в зоне лестничных клеток в домах с малым шагом поперечных стен и в редких случаях, сверхнормативные прогибы панелей перекрытия. Основное решение опорных узлов несущих стен с перекрытиями в панельных домах первого (и последующих) поколений – платформенный стык.

Элементы конструкций – бетонные панели внутренних стен толщиной 120 мм в домах с малым шагом стен и 150 мм – в домах с большим шагом, а перекрытия соответственно из панелей сплошного сечения толщиной 120 мм и многопустотных преднапряженных настилов в 220 мм. Дефектом конструкции опорного узла в домах с малым шагом является укладка перекрытий на стены насухо, которая по сравнению с укладкой на цементно-песчаный раствор способствует снижению прочности опорного сечения на 30%. Дополнительному снижению прочности способствует нарушение проектных размеров площадки опирания перекрытий (50 мм) при монтаже. Попутно укладка насухо способствовала снижению звукоизоляции стен. Основным приемом (если это оказывается необходимым) повышения прочности опорного узла является увеличение площадки опирания перекрытий путем устройства опорных столиков из стальных уголков по длине стыка, а последующее оштукатуривание столиков устраняет акустические мостики в стыках.

Наиболее дефектна конструкция опорного узла в лестничной клетке, где имеет место только одностороннее опирание перекрытия (до продольной оси сечения стены), с замоноличиванием по другую сторону от оси, поскольку в лестничной клетке перекрытие отсутствует. Это внесло неопределенность в работу опорного узла, поставив ее в зависимость от времени и качества замоноличивания.

При реконструкции (по необходимости) усиление узла обеспечивают увеличением опорной площадки по одну сторону стыка и устройством стальной накладки, ребра которой входят в стык –  с другой стороны (Рис.5.3.).

Рис. 5.3. – Усиление узлов сопряжения панелей стен с перекрытиями

Дополнительных мероприятий требует принимаемое в проектах реконструкции устройство новых или ликвидация имеющихся проемов в несущих стенах. После расчета несущей способности сечений простенков, остающихся после устройства новых проемов, они (при необходимости) должны быть усилены, например, установкой несущих стальных рам по контуру новых проемов. При этом должна соблюдаться следующая последовательность операций: установленные по обе стороны стены стальные профили обрамления должны быть объединены натяжными болтами через просверленные в панели отверстия, после чего удаляют бетон по месту нового проема и оштукатуривают грани нового проема, включая его стальное обрамление. Последовательность выполнения работ по устройству новых проемов – «сверху-вниз» – начиная с верхнего этажа и кончая первым.

Перекрытия в домах «первого поколения» имеют необходимую прочность, а их прогибы, особенно в домах перекрестно-стеновой системы, существенно меньше допускаемых нормами. Достаточно редкие случаи повышенных прогибов перекрытий отмечают (в случаях опирания плит перекрытий по двум сторонам) вдоль свободного края плит, в примыкании к самонесущим наружным стенам.

При надстройке зданий часто предусматривают на верхних этажах устройство двухуровневых квартир, что требует образования проемов в перекрытиях для пропуска внутриквартирных лестниц. Размещение последних необходимо увязывать с типом перекрытия. При перекрытиях размером «на комнату» сплошного сечения проем следует размещать большей стороной параллельно короткой стороне панели перекрытия, при многопустотных настилах – параллельно пустотам. Проемы в сплошных панелях обычно обрамляют стальными балками, в многопустотных – железобетонными образованными, армированием и замоноличиванием прилегающих к проему пустот настилов.

При реконструкции зданий, как правило, ремонтируют балконы. В зависимости от степени разрушения балконных плит сохраняют их с расчетной консольной схемой либо их заменяют балочными плитами, устраивая для них дополнительные опоры из специальных подвесок, стальных или железобетонных консольных балок.

При возведении в процессе реконструкции новых, пристраиваемых по всей высоте здания объемов (лифтовые шахты, эркеры и т. д. необходимо ориентироваться на применение практически безосадочных фундаментов (например, из буронабивных свай), либо обеспечивать совместные деформации с существующим зданием. Для этого новые конструкции, например, навесные эркеры, должны быть оперты на существующие с помощью защемленных в них балок, плит, консолей, подвесок к несущим стенам, перекрытиям или покрытиям.

Ограждающие конструкции.  Наружные стены домов «первого поколения» имеют однослойную (из панелей из легкого или автоклавного ячеистого бетона), либо слоистую конструкцию двух- или трехслойную. Однослойные конструкции имеют достаточно однородные по полю стены теплотехнические качества при общем сопротивлении теплопередаче на 5-10% меньшем, чем это требовалось нормами проектирования в 1960-е гг. Трехслойные стены с разнообразными утеплителями (плиты из ячеистого бетона, фибролита, минераловатных плит на битумной связке и др.) и жесткими железобетонными связями между слоями имеют крайне неоднородное распределение температур по полю стены из-за наличия теплопроводных включений (ребер) и очень большой разброс фактических величин сопротивления теплопередаче – от 70 до 160% – от требовавшегося нормами проектирования 1960-х гг.

При реконструкции все типы конструкций наружных стен подлежат утеплению в соответствии с регламентируемым новыми нормами проектирования почти трехкратным увеличением сопротивления теплопередаче.

Из двух возможных конструкций утепления – изнутри или снаружи – в климатических условиях России должна, как правило, применяться вторая. Она уступает первой по трудоемкости и технологичности, но обеспечивает лучший теплотехнический режим ограждающей конструкции. При наружном размещении утеплителя нулевая изотерма по сечению стены в зимний период смещена к ее наружной стороне, благодаря чему большая часть сечения стены находится в зоне положительных температур, что способствует минимализации накопления конденсационной влаги.

При утеплении изнутри нулевая изотерма смещена к внутренней грани, влагонакопление возрастает, что приводит в холодном климате к формированию отрицательного влажностного баланса в конструкции: количество влаги, накопившейся в стене в зимний период, может превысить количество испаряющейся летом.

Реконструкция наружных стен охватывает утепление глухой части ограждающей конструкции, утепление откосов проемов и замену окон и балконных дверей. Для наружного утепления стен применяют два конструктивно-технологических решения – «мокрое» (с оштукатуркой по закрепленному на стене утеплителю) и сборное (с облицовкой утепленной стены сборными декоративными плитами) (Рис.5.4.).

Рис. 5. 4. –  Вариант отделки фасада при утеплении стен снаружи

Сборный вариант утепления требует применения закрепленного к фасадной поверхности стены легкого металлического или деревянного каркаса для крепления и фиксации на относе облицовочных фасадных плит.

Сборный вариант получил широкую популярность в большинстве стран Европы, распространяется и в России с использованием отечественных и импортных утепляющих и облицовочных материалов. В качестве утеплителя наиболее целесообразно применение материалов с коэффициентом теплопроводности 0,06 Вт/м °С и меньше. В качестве облицовки применяют тонкостенные декоративные бетонные плиты, экструзионные цементно-волокнистые плиты, керамические плиты, керамические плиты на алюминиевой панели, фибробетонные и асбестоцементные (плоские и волнистые) плиты, реже – пиленый камень или тонированное стекло. Новые сборные облицовки позволяют изменить облик массовой застройки, комбинировать на фасадах различный колорит и фактуру отделки. Эти меры наряду с введением пристроенных объемов, скатных или мансардных крыш радикально меняют внешний облик реконструируемых типовых домов, придавая им индивидуальный характер.

 Увеличение толщины стены при ее утеплении требует решения примыканий новых слоев к оконным и дверным проемам. При мокрой штукатурке – штукатурят и откосы, при плитной облицовке – применяют плоские элементы или пространственные рамки-наличники обрамления проемов. Такие элементы не только придают законченность конструкции, но и вносят новый композиционный мотив в решение фасадов, надежно изолируя при этом примыкания слоев утеплителя, облицовки и ее каркаса к проему.

Повышенные энергоэкономические требования распространяются не только на конструкции стен, но и на конструкции окон и балконных дверей, сопротивление теплопередаче которых при реконструкции в условиях умеренного климата должно быть увеличено до 0,5 м² °С/Вт за счет введения тройного остекления, которое может быть осуществлено различными способами: установкой нового столярного блока на место прежнего в габаритах оконной четверти, со стороны фасадной плоскости в толще утепляющего слоя, раздельной установкой наружной и внутренних оконных коробок. Общая тенденция конструирования элементов надстраиваемых этажей – уменьшение их массы – входит в противоречие с повышенными теплотехническими требованиями к ограждающим конструкциям.

 Компромиссными решениями могут служить несгораемые конструкции однослойных наружных стен из блоков ячеистого бетона плотностью 600-700 кг/м³ класса по прочности на сжатие В2, 5-ВЗ,5, либо трехслойные панели с наружными слоями из легкого бетона плотностью 1200 кг/м³ толщиной по 100 мм с утеплителем из пенополистирола или минераловатных плит с коэффициентом теплопроводности порядка 0,06-0,04 Вт/м °С. Поскольку звукоизоляция внутренних стен и перекрытий в домах «первого поколения» ниже требуемой современными нормами, при проведении реконструкции предусматривают меры по повышению индекса изоляции воздушного шума межквартирных стен и индексов изоляции ударного и воздушного шума между этажными перекрытиями. Для повышения изоляции стен прибегают к односторонней облицовке гипсокартонными плитами на относе с заполнением воздушной прослойки звукопоглощающими материалами, а для междуэтажных перекрытий – к замене акустически однородной конструкции слоистым полом (Рис.5.5.).

Рис. 5.5. – Звукоизоляция в квартирах

Крыши. Крыши пятиэтажных домов «первого поколения» решены совмещенными невентилируемыми с внутренним водоотводом, либо наружным организованным с четырехслойной рулонной кровлей. Такая крыша при реконструкции подлежит замене из-за низких теплоизоляционных качеств и частых протечек, вызванных применявшейся ранее несовершенной технологией устройства рулонных крыш. Применяют достаточно много вариантов переустройства крыш. Простейший из них в случаях, когда не предусматривают надстройку и сохраняют плоскую крышу, сводится к дополнительному утеплению конструкции и замене невентилируемой конструкции на вентилируемую. Однако чаще при реконструкции без надстройки прибегают к устройству скатной крыши по деревянным стропилам с различными материалами кровли. При этом плоская крыша, превратившаяся в чердачное перекрытие, освобождается от рулонного покрытия и стяжки под него, а слой утеплителя дополнительно наращивается. Наибольшей популярностью при реконструкции пользуется устройство мансардных крыш и надстроек.

5.3. Примеры реконструкции

 До 1965 г. массовым строительством в стране были дома «первого поколения», в основном «пятиэтажки». Сроки капитального ремонта данных зданий уже приблизились к предельно допустимым. Ряд проектных организаций уже давно разработали варианты их реконструкции (Рис. 5.6.).

а - план типового этажа; б - план первого этажа; в – фасад.

Рис. 5. 6. – Проект модернизации жилого пятиэтажного дома «первого поколения» с пристройкой лифтов и эркеров для увеличения кухни,

с надстройкой 6- го этажа

Многие предвидят политику, направленную на их снос, так как и моральный, и физический износ данных зданий не позволяет их реконструировать. Однако в стране еще много пятиэтажек, построенных из кирпича. Эти здания поддаются активной реконструкции за счет самих домовладельцев. Часть квартир на этаже может соединяться, образуя большие благоустроенные квартиры с двумя санузлами. К таким домам можно пристраивать дополнительные помещения со стороны дворов, навешивать лоджии и балконы. В ряде домов в процессе реконструкции надстраивают мансарды, лифты и мусоропроводы. Ряд квартир объединяют по вертикали, создавая двухуровневое жилое пространство.

Если ранее двухквартирные секции с большим числом комнат старались разъединить на три- четыре квартиры, то теперь в новых экономических условиях квартиры, наоборот, укрупняют вплоть до организации на этаже одной квартиры (Рис.5. 7).

а – план типового этажа до реконструкции;

б- то же, с лифтами и секциями с 3-4 и 4-5- комнатными квартирами.

Рис. 5.7. – Примеры реконструкции жилого дома

с продольными несущими стенами

Основная литература

1.   Афанасьев А.А., Данилов Н.Н. и др. Технология строительных процессов. Учебник – М.: Высшая школа, 1997.

2.   Подъяпольский С.С., Бессонов Г.Б. и др.  Реставрация памятников архитектуры». Учебное пособие. – М.: Стройиздат, 2000.

3.   Шепелев Н.П. Реконструкция городской застройки. Учебник. – М.: Высшая школа, 2000.

Дополнительная литература

1.   Акимова Л.Д., Амосов Н.Г. и др. Технология строительного производства. Учебник / Под ред. Г.М. Бадьина и А.В. Мещанинова. – Л.: Стройиздат,1987.

2.   Асаул А.Н., Казаков Ю.Н. и др. Быстровозводимые здания и сооружения. Научное и учебно-методическое справочное пособие. – СПб. :Гуманистика, 2004.