Архитектура. Учебно-методическое пособие для ВУЗов

Архитектура

Учебно-методическое пособие для ВУЗов

Ильвир Ирекович Зайнуллин

© Ильвир Ирекович Зайнуллин, 2025

ISBN 978-5-0068-2724-0

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Введение

Настоящая книга подготовлена в формате учебно-методического пособия и предназначена для студентов архитектурных и строительных специальностей высших учебных заведений. Она сочетает академическую строгость с практическими рекомендациями, обеспечивая последовательное освоение принципов архитектурного проектирования и работы с современными цифровыми инструментами.

Архитектура представляет собой сложную систему, объединяющую эстетические, функциональные и конструктивные аспекты. Каждый проект здания требует глубокого понимания взаимосвязей между формой, пространством, материалами и инженерными системами. Эффективное овладение этими знаниями невозможно без систематического изучения как теории архитектуры, так и современных методов информационного моделирования (BIM).

Программа ArchiCAD, используемая в книге, позволяет создавать не просто чертежи, а полноценные трёхмерные модели зданий, включающие сведения о конструктивных элементах, материалах и инженерных системах. Освоение этого инструмента обеспечивает высокую точность проектирования, ускоряет процесс разработки и интегрирует все разделы архитектурного проекта.

Цель пособия – предоставить студенту последовательное методическое руководство по архитектурному проектированию, начиная от создания координационных осей, планов этажей и несущих конструкций до проектирования сложных кровельных систем, мансард, эркеров и стропильных узлов. Особое внимание уделено практическим аспектам работы в ArchiCAD: моделированию, построению планов и фасадов, подготовке чертежной документации и визуализации проекта.

После изучения материала студент сможет:

– Понимать структуру архитектурного проекта и последовательность этапов проектирования;

– Создавать точные планы, фасады, разрезы и трёхмерные модели;

– Применять строительные нормы и рекомендации при проектировании конструкций;

– Работать с инструментами ArchiCAD для моделирования, деталировки и визуализации;

– Разрабатывать проекты с учётом инженерной логики и архитектурной выразительности.

Структура книги построена по принципу «от простого к сложному»: студенты последовательно осваивают базовые элементы проектирования, а затем переходят к сложным архитектурным и конструктивным задачам. Каждый раздел сопровождается методическими комментариями, пояснениями инженерной логики и принципов композиции, что позволяет интегрировать теоретические знания с практическими навыками.

Пособие ориентировано на формирование у студентов не только практических умений работы с программой ArchiCAD, но и системного понимания архитектуры как науки, соединяющей проектирование, инженерное мышление и художественное восприятие пространства.

Глава 1. Архитектура как наука и искусство

1.1. Понятие архитектуры

Архитектура – это наука и искусство проектирования зданий и сооружений, создающих предметно-пространственную среду, необходимую для жизни и деятельности человека. Она соединяет в себе рациональные основы инженерии и эмоциональные категории искусства, формируя гармоничное пространство, способное удовлетворять функциональные, эстетические и психологические потребности человека.

Классическое определение архитектуры дано древнеримским архитектором Витрувием (I век до н. э.), который сформулировал три основных принципа архитектуры:

– Firmitas – прочность (устойчивость конструкции);

– Utilitas – польза (функциональность и удобство);

– Venustas – красота (эстетическая выразительность).

Эти принципы образуют основу архитектурного мышления и до сих пор лежат в основе любого проектного решения.

1.2. Архитектура как синтез науки, техники и искусства

Архитектура представляет собой синтетическую область знания, в которой взаимосвязаны три составляющих:

Таким образом, архитектор должен мыслить одновременно научно, технически и художественно, соединяя расчёт, технологию и эстетику в едином проектном решении.

1.3. Цели и задачи архитектуры

Цель архитектуры – создание функционально и эстетически совершенной среды, соответствующей потребностям человека и общества.

Основные задачи архитектурной деятельности включают:

– обеспечение функциональности (удобство, логичность планировки);

– достижение прочности и надёжности конструкций;

– формирование эстетического облика зданий и пространств;

– соблюдение экологических и экономических принципов;

– обеспечение психологического комфорта пользователей.

Современная архитектура направлена на создание устойчивой, энергоэффективной и человеко-ориентированной среды.

1.4. Архитектура и общество

Архитектура – это отражение общественного строя, культуры и мировоззрения своего времени.

Каждая эпоха выражала себя в архитектуре:

Архитектор всегда работает в социальном контексте, поэтому архитектурная форма – это не только конструкция и композиция, но и выражение общественных ценностей.

1.5. Архитектура как организация пространства

Архитектура – это искусство организовывать пространство. Она определяет, как человек движется, воспринимает и ощущает окружающую среду.

Основные категории архитектурного пространства:

– Ось – направление, организующее композицию (например, ось входа или аллеи);

– Центр – фокус внимания (главный зал, площадь, алтарь);

– Ритм – повторение элементов с интервалами (колонны, окна);

– Контраст – противопоставление форм или материалов;

– Масштаб – соотношение размеров объекта и человека.

Пример: в античных храмах пространство организовано строго по оси симметрии, а в современной архитектуре (например, у Захи Хадид) применяется динамичная, текучая организация пространства без жёстких осей.

1.6. Элементы архитектурной формы

Архитектурная форма включает несколько взаимосвязанных компонентов:

1.7. Архитектурное пространство и человек

Главный критерий архитектуры – человек. Пропорции, высота, свет, цвет и акустика должны соответствовать физиологическим и психологическим особенностям человека.

Примеры восприятия высоты помещения:

– 2,4—2,7 м – уютное пространство (жильё, офис);

– 3,5—4,5 м – торжественное (вестибюль, зал);

– более 8 м – монументальное (театр, собор).

Эргономика – наука, изучающая взаимодействие человека со средой, – помогает архитектору проектировать комфортные и безопасные пространства.

1.8. Архитектурная композиция и пропорции

Композиция – это система организации элементов архитектурной формы, обеспечивающая её целостность, равновесие и выразительность.

Основные принципы композиции:

– Симметрия – равновесие относительно оси;

– Асимметрия – динамическое равновесие;

– Ритм – повторение элементов;

– Контраст – противопоставление размеров, цвета, света;

– Пропорция – соотношение частей между собой и с целым.

Пропорции и «золотое сечение»

Одной из важнейших гармонических закономерностей является золотое сечение – пропорция, при которой отношение целого к большей части равно отношению большей части к меньшей. Формула золотого сечения, смотрите Рис. 1

Рис.1 Пропорции и «золотое сечение»

1.9. Архитектура и время

Архитектура – искусство, в котором время материализуется в пространстве.

Она долговечна, но отражает дух своей эпохи.

Современный архитектор должен соединять:

– традицию (контекст, культурное наследие);

– инновацию (новые технологии, материалы, формы).

Текущие тенденции – это параметрическая архитектура, экологическое проектирование и BIM-технологии, позволяющие управлять зданием на протяжении всего его жизненного цикла.

1.10. Заключение

Архитектура – это универсальная форма знания, объединяющая рациональное и чувственное, техническое и художественное. Её изучение требует понимания пропорций, структуры, формы и функции, а также знаний в области инженерии, материаловедения и психологии восприятия.

Глава 2. Основы архитектурного чертежа: оси, план и несущие стены

2.1. Значение архитектурного чертежа в проектировании зданий

Архитектурный чертеж представляет собой основополагающий элемент в процессе проектирования зданий и сооружений. Он является графической моделью будущего объекта, в которой в условно-пространственной форме отображаются все элементы конструкции, их взаимное расположение, геометрические параметры и функциональные связи. Черчение в архитектуре не является просто визуальным отображением идеи. Оно служит точным средством коммуникации между архитектором, инженером-конструктором, строителем и заказчиком. На основе чертежей выполняются расчёты прочности конструкций, определяются объёмы строительных материалов, разрабатываются инженерные сети и схемы технологических процессов.

Таким образом, архитектурный чертеж выполняет три основные функции:

– Информационную – передаёт точные данные о форме, размере и расположении элементов.

– Коммуникативную – обеспечивает взаимодействие всех участников строительного процесса.

– Контрольную – позволяет проверять правильность и логичность проектных решений.

Каждый чертёж создаётся с соблюдением государственных стандартов (ГОСТ, СП, СНиП), которые регламентируют порядок выполнения линий, обозначений, масштаба, подписей и условных символов. Знание и строгое соблюдение этих норм – необходимое условие профессионального архитектурного проектирования.

Оси на плане этажа

2.2. Логика построения архитектурного чертежа

Любой архитектурный чертёж начинается с определения координатной основы здания, то есть системы осей, на которых строится всё дальнейшее изображение. Оси – это воображаемые линии, которые задают пространственную структуру здания в плане и служат для точного размещения всех его элементов: стен, колонн, перегородок, оконных и дверных проёмов, лестничных клеток и т. д. Система осей является своего рода «скелетом» чертежа, обеспечивающим геометрическую логику и взаимосвязь всех конструктивных частей. Ошибки в построении осей на раннем этапе ведут к искажению пропорций и, как следствие, к проблемам при строительстве. Архитектор должен понимать, что оси – это не просто линии на бумаге. Это математически точная система координат, по которой весь объект привязывается к строительной площадке, фундаменту и инженерным коммуникациям.

2.3. Система координат и нумерация осей

Оси в архитектурных чертежах бывают продольные и поперечные. Продольные оси, как правило, обозначаются цифрами (1, 2, 3, 4 и т.д.), а поперечные – буквами русского или латинского алфавита (А, Б, В, Г…).

На чертеже образуется сетка, пересечение линий которой образует координатные точки – опорные точки для нанесения элементов конструкции. Каждая точка имеет уникальное положение, которое определяется по двум координатам: например, точка А—1 или В—3.

Расстояние между осями задаётся в соответствии с конструктивными и функциональными особенностями здания. В жилых домах этот шаг, как правило, составляет от 3 до 6 метров; в промышленных зданиях он может достигать 9 или 12 метров в зависимости от пролёта.

При нанесении осей необходимо учитывать следующее:

– Все оси должны быть строго параллельны и перпендикулярны между собой.

– Толщина линий осей меньше толщины линий стен. Обычно оси изображаются тонкой штрихпунктирной линией с утолщёнными концами.

– На концах каждой оси наносятся обозначения (маркировки) в виде кружков с буквенно-цифровыми символами.

2.4. План этажа как основа проектной документации

После построения системы осей выполняется план этажа – одно из основных графических изображений в архитектурном проекте. План представляет собой условное горизонтальное сечение здания, проходящее обычно на высоте 1,0—1,2 м от уровня пола.

На плане отображаются:

– наружные и внутренние стены;

– перегородки;

– оконные и дверные проёмы;

– лестницы, лифты, колонны;

– осевые линии и размеры помещений.

План является основой для всех остальных видов чертежей – фасадов, разрезов, схем инженерных сетей. Именно на плане впервые появляется пространственная структура здания в проекции, и от его точности зависит корректность всех последующих чертежей. Особое внимание уделяется масштабу. Для жилых зданий обычно используется масштаб 1:100, для мелких объектов – 1:50, для генеральных планов – 1:500 и более. Масштаб определяет степень детализации и влияет на читаемость чертежа.

Пример: план этажа

2.5. Нанесение несущих стен по осям

2.5.1. Понятие несущей стены

Несущие стены – это основные конструктивные элементы здания, воспринимающие вертикальные нагрузки от перекрытий, кровли и собственного веса, а также горизонтальные усилия от ветровых и сейсмических воздействий. В отличие от перегородок, они входят в общую систему устойчивости сооружения и участвуют в распределении нагрузок на фундамент.

2.5.2. Методика построения несущих стен

Процесс черчения несущих стен всегда начинается от осей. Оси служат базовыми линиями, относительно которых выполняется построение геометрических контуров стен.

– Определение положения стены

– Каждая несущая стена располагается либо по оси, либо с определённым смещением от неё. Например, при толщине стены 300 мм центр её толщины часто совмещают с осью, чтобы обеспечить симметричное расположение относительно координатной сетки.

– Отложение толщины стены

– Если стена имеет толщину 300 мм, от осевой линии откладывается по 150 мм в обе стороны. Полученные линии обозначают внешние границы стены. В чертежах их изображают сплошными толстыми линиями.

– Соединение контуров стен

– После определения положения всех несущих стен их линии соединяются, формируя общий план конструктивного каркаса. В местах пересечения осей располагаются углы или узлы сопряжений стен.

– Обозначение и подписи

– После прорисовки стен на плане наносятся размеры, отметки уровней, обозначаются проёмы и конструктивные элементы (колонны, ниши, пилоны).

2.6. Точность и контроль чертежа

Точность построения несущих стен играет решающую роль для последующих стадий проектирования. Малейшее отклонение в привязке осей может привести к несоответствию между архитектурными и конструктивными чертежами, затруднить монтаж конструкций и вызвать дополнительные затраты при строительстве.

Для контроля применяются:

– размерные цепочки, показывающие расстояния между осями и стенами;

– координатные отметки, фиксирующие положение ключевых элементов;

– проверка симметрии, особенно в зданиях регулярной структуры.

Архитектор обязан не только владеть техникой черчения, но и понимать физический смысл изображаемых конструкций. Чертёж должен быть не просто красивым, а инженерно осмысленным документом.

2.7. Методические рекомендации для начинающих архитекторов

– Всегда начинайте с построения осей. Это фундамент, на котором держится весь проект.

– Строго соблюдайте масштаб и пропорции. Нарушение масштаба искажает восприятие пространства.

– Разделяйте линии по назначению. Оси – тонкие, стены – толстые, размеры – средней толщины.

– Проверяйте взаимное положение стен и осей. Каждая несущая конструкция должна быть логически связана с системой координат.

– Периодически выполняйте контрольные замеры. Это позволит избежать накопления ошибок при нанесении элементов.

2.8. Заключение

Архитектурное черчение – это дисциплина, объединяющая точность инженерии и эстетику архитектуры. Понимание принципов построения осей и стен является первым шагом на пути к профессиональному владению проектной графикой.

Любой чертёж начинается с линии оси – простого, но фундаментального элемента, который превращает идею в измеримую структуру. Освоив основы, студент получает инструмент для создания реальных архитектурных объектов, где каждая линия имеет функциональное и конструктивное значение.

Глава 3. Внутренние перегородки, фасады и разрезы здания

3.1. Общие принципы внутренней планировки здания

После того как на архитектурном плане нанесены оси и построены несущие стены, следующим этапом проектирования является детализация внутреннего пространства здания. Внутренняя планировка служит не только для функционального зонирования помещений, но и для обеспечения рациональной конструкции, удобства эксплуатации и соответствия санитарно-гигиеническим нормам.

Ключевыми элементами внутренней структуры являются перегородки, которые разделяют помещения внутри несущего контура здания. В отличие от несущих стен, перегородки не воспринимают основные конструктивные нагрузки, но играют важную роль в организации внутреннего пространства, обеспечении звукоизоляции и пожарной безопасности.

3.2. Перегородки: назначение, типы и материалы

3.2.1. Назначение перегородок

Перегородки служат для разделения здания на функциональные зоны, создания отдельных помещений и регулирования акустического и температурного комфорта. Они позволяют гибко формировать внутреннюю структуру без изменения несущего каркаса.

3.2.2. Типы перегородок

По конструктивному исполнению перегородки делятся на:

– Кирпичные и блочные – тяжёлые, стационарные конструкции, используемые в капитальных зданиях.

– Каркасные (гипсокартон, гипсоволокно) – лёгкие, сборные перегородки, применяемые для быстрой планировки интерьеров.

– Стеклянные и комбинированные – декоративные, светопроницаемые перегородки, используемые в общественных и офисных зданиях.

3.2.3. Материалы перегородок

Выбор материала определяется требованиями по прочности, звукоизоляции, огнестойкости и влагостойкости. Наиболее распространённые материалы:

– керамический и силикатный кирпич;

– бетонные и газобетонные блоки;

– гипсокартонные листы на металлическом каркасе;

– стеклоблоки, дерево, металл и композитные панели.

Схема несущих стен и перегородок

3.3. Методика черчения перегородок на плане

3.3.1. Принцип привязки к осям

Перегородки чертятся относительно осей и несущих стен. Обычно их размещают симметрично между осями или на фиксированном расстоянии от несущих конструкций.

– Определение положения перегородки

– Перегородка должна быть логически связана с общей планировкой: она должна завершать помещения, обеспечивать рациональные проходы и логичные траектории движения.

– Толщина перегородки

– Зависит от материала:

– кирпичные – 120 мм;

– гипсокартонные – 75—100 мм;

– блочные – 100—150 мм.

– На плане эти значения соблюдаются с точностью к масштабу.

– Построение линии перегородки

– В отличие от несущих стен, перегородки выполняются тонкой сплошной линией. Их контуры строятся параллельно осям или стенам.

– Разметка дверных проёмов

– На месте дверей оставляют разрывы в линии перегородки, обозначая створки условным символом (дугой открытия).

3.3.2. Взаимосвязь с коммуникациями

При построении плана важно учитывать расположение инженерных сетей – водопровода, канализации, вентиляции, электрики. Перегородки не должны пересекать основные трассы коммуникаций, если это не предусмотрено проектом.

3.4. Фасады: понятие, структура и оформление

3.4.1. Определение фасада

Фасад – это вертикальная проекция наружной поверхности здания, выполняемая в ортогональной проекции без перспективных искажений. Он отображает архитектурный облик сооружения, его пропорции, пластические элементы, оконные и дверные проёмы, а также материалы отделки.

3.4.2. Основные типы фасадов

– Главный фасад (парадный) – обращён к улице или главному входу, несёт художественную и композиционную нагрузку.

– Боковые фасады – отображают продольные стороны здания, важны для понимания глубины и пропорций.

– Дворовый фасад – функциональный, менее декоративный, но необходимый для понимания целостного облика.

3.4.3. Построение фасада

– Фасад вычерчивается по линиям осей, перенесённым с плана. Каждая ось на фасаде соответствует оси на плане.

– По высоте наносятся отметки уровней:

– отметка 0.000 – уровень чистого пола первого этажа;

– отметка +3.000 – уровень пола второго этажа;

– отметка +6.000 и т. д.

– На фасаде указываются:

– оконные и дверные проёмы с размерами;

– отделочные материалы;

– декоративные элементы (карнизы, пояса, ниши);

– кровельные элементы и водостоки.

3.4.4. Художественная роль фасада

Фасад – это «лицо» здания. Он выражает его архитектурный стиль, характер и эпоху. При проектировании фасада архитектор стремится к гармонии пропорций, симметрии и единству композиции. Даже при функциональном назначении здание должно обладать эстетической выразительностью, которая достигается через ритм окон, членение по этажам и фактуру материалов.

Схема фасада

3.5. Разрез здания: назначение и особенности построения

3.5.1. Понятие архитектурного разреза

Разрез – это графическое изображение здания, получаемое в результате мысленного сечения его вертикальной плоскостью. На разрезе отображается внутреннее устройство сооружения: высота помещений, перекрытия, лестничные марши, уровни полов и потолков.