房屋建筑学(第2版)
基本信息

内容简介
《房屋建筑学(第2版)》在基础理论方面本着“必需、够用”的原则,注重学生素质的培养和技能的训练,设有案例分析、技能要求、实践训练和相关资格考试试题。同时,根据课程特点,在一部分教材中力求体现当前高职高专教育中项目式教学、工作流程化教学改革的新理念。
《房屋建筑学(第2版)》不仅可作为高职院校工程管理类专业的教学用书,也可作为相关企业岗位培训、函授教育、职业资格考试的参考用书,还可供从业人员自学使用。
《房屋建筑学(第2版)》不仅可作为高职院校工程管理类专业的教学用书,也可作为相关企业岗位培训、函授教育、职业资格考试的参考用书,还可供从业人员自学使用。
目录
《房屋建筑学(第2版)》
前言
教学建议
第一篇民用建筑设计原理
第1章建筑设计概论
学习目标与技能要求
1.1建筑与建筑构成要素
1.2建筑的分类和分级
1.3建筑设计的内容和程序
1.4建筑设计的要求和依据
复习思考题
实践技能训练
第2章建筑平面设计
学习目标与技能要求
2.1使用部分的平面设计
2.2交通联系部分平面设计
2.3建筑平面组合设计
复习思考题
实践技能训练
第3章建筑剖面设计
前言
教学建议
第一篇民用建筑设计原理
第1章建筑设计概论
学习目标与技能要求
1.1建筑与建筑构成要素
1.2建筑的分类和分级
1.3建筑设计的内容和程序
1.4建筑设计的要求和依据
复习思考题
实践技能训练
第2章建筑平面设计
学习目标与技能要求
2.1使用部分的平面设计
2.2交通联系部分平面设计
2.3建筑平面组合设计
复习思考题
实践技能训练
第3章建筑剖面设计
学习目标与技能要求
3.1房间的剖面形状
3.2建筑各部分高度的确定
3.3建筑层数的确定
3.4建筑剖面组合和建筑空间的利用
复习思考题
实践技能训练
第4章建筑体型和立面设计
学习目标与技能要求
4.1建筑体型和立面设计的要求
4.2建筑构图的基本法则
4.3建筑体型设计
4.4建筑立面设计
复习思考题
实践技能训练
第二篇民用建筑构造
第5章民用建筑构造概论
学习目标与技能要求
5.1建筑的构件组成与作用
5.2影响建筑构造的因素及构造设计原则
复习思考题
第6章基础与地下室
学习目标与技能要求
6.1地基与基础概述
6.2基础的类型与构造
6.3地下室的构造
复习思考题
实践技能训练
第7章墙体
学习目标与技能要求
7.1墙体的类型与要求
7.2砖墙构造
7.3砌块墙构造
7.4隔墙与隔断构造
7.5复合墙
7.6墙体装修构造
复习思考题
实践技能训练
第8章楼地层
学习目标与技能要求
8.1楼板层的设计要求与组成
8.2钢筋混凝土楼板
8.3地坪层构造
8.4楼地面构造
8.5顶棚构造
8.6阳台与雨篷
复习思考题
实践技能训练
第9章楼梯
学习目标与技能要求
9.1楼梯的组成与类型
9.2钢筋混凝土楼梯及细部构造
9.3楼梯设计与实例分析
9.4电梯和自动扶梯
9.5台阶与坡道
复习思考题
实践技能训练
第10章屋顶
学习目标与技能要求
10.1概述
10.2平屋顶构造
10.3坡屋顶构造
复习思考题
实践技能训练
第11章门窗
学习目标与技能要求
11.1门窗类型
11.2门窗组成与尺度
11.3门窗构造
11.4建筑遮阳
复习思考题
实践技能训练
第12章变形缝
学习目标与技能要求
12.1伸缩缝
12.2沉降缝
12.3防震缝
复习思考题
实践技能训练
第13章民用建筑工业化体系简介
学习目标与技能要求
13.1概述
13.2大板建筑
13.3大模板建筑
13.4其他类型的工业化建筑
复习思考题
实践技能训练
第三篇工业建筑
第14章工业建筑设计概论
学习目标与技能要求
14.1工业建筑的特点与分类
14.2厂房内部的起重运输设备
复习思考题
第15章单层厂房设计
学习目标与技能要求
15.1厂房的组成
15.2平面设计
15.3定位轴线的划分
15.4剖面设计
15.5厂房立面设计及内部空间处理
复习思考题
实践技能训练
第16章单层厂房构造
学习目标与技能要求
16.1外墙
16.2屋顶
16.3侧窗与大门
16.4天窗
16.5地面
复习思考题
实践技能训练
第17章钢结构厂房构造
学习目标与技能要求
17.1压型钢板外墙
17.2压型钢板屋面
17.3金属梯与走道板
复习思考题
实践技能训练
参考文献
3.1房间的剖面形状
3.2建筑各部分高度的确定
3.3建筑层数的确定
3.4建筑剖面组合和建筑空间的利用
复习思考题
实践技能训练
第4章建筑体型和立面设计
学习目标与技能要求
4.1建筑体型和立面设计的要求
4.2建筑构图的基本法则
4.3建筑体型设计
4.4建筑立面设计
复习思考题
实践技能训练
第二篇民用建筑构造
第5章民用建筑构造概论
学习目标与技能要求
5.1建筑的构件组成与作用
5.2影响建筑构造的因素及构造设计原则
复习思考题
第6章基础与地下室
学习目标与技能要求
6.1地基与基础概述
6.2基础的类型与构造
6.3地下室的构造
复习思考题
实践技能训练
第7章墙体
学习目标与技能要求
7.1墙体的类型与要求
7.2砖墙构造
7.3砌块墙构造
7.4隔墙与隔断构造
7.5复合墙
7.6墙体装修构造
复习思考题
实践技能训练
第8章楼地层
学习目标与技能要求
8.1楼板层的设计要求与组成
8.2钢筋混凝土楼板
8.3地坪层构造
8.4楼地面构造
8.5顶棚构造
8.6阳台与雨篷
复习思考题
实践技能训练
第9章楼梯
学习目标与技能要求
9.1楼梯的组成与类型
9.2钢筋混凝土楼梯及细部构造
9.3楼梯设计与实例分析
9.4电梯和自动扶梯
9.5台阶与坡道
复习思考题
实践技能训练
第10章屋顶
学习目标与技能要求
10.1概述
10.2平屋顶构造
10.3坡屋顶构造
复习思考题
实践技能训练
第11章门窗
学习目标与技能要求
11.1门窗类型
11.2门窗组成与尺度
11.3门窗构造
11.4建筑遮阳
复习思考题
实践技能训练
第12章变形缝
学习目标与技能要求
12.1伸缩缝
12.2沉降缝
12.3防震缝
复习思考题
实践技能训练
第13章民用建筑工业化体系简介
学习目标与技能要求
13.1概述
13.2大板建筑
13.3大模板建筑
13.4其他类型的工业化建筑
复习思考题
实践技能训练
第三篇工业建筑
第14章工业建筑设计概论
学习目标与技能要求
14.1工业建筑的特点与分类
14.2厂房内部的起重运输设备
复习思考题
第15章单层厂房设计
学习目标与技能要求
15.1厂房的组成
15.2平面设计
15.3定位轴线的划分
15.4剖面设计
15.5厂房立面设计及内部空间处理
复习思考题
实践技能训练
第16章单层厂房构造
学习目标与技能要求
16.1外墙
16.2屋顶
16.3侧窗与大门
16.4天窗
16.5地面
复习思考题
实践技能训练
第17章钢结构厂房构造
学习目标与技能要求
17.1压型钢板外墙
17.2压型钢板屋面
17.3金属梯与走道板
复习思考题
实践技能训练
参考文献
前言
本书根据全国高职高专建筑工程管理《房屋建筑学》教学大纲编写而成。全书共分为3篇17章,主要内容包括民用建筑设计原理与构造、工业建筑设计原理与构造等基本知识。民用建筑中介绍了单个房间和单体建筑的平面、剖面设计,建筑物的体型及立面设计,以及建筑物从基础到屋顶的全部构造设计;工业建筑中介绍了单层厂房的设计原理及主要部位的构造。本书在编写时,注重高职高专技术应用型人才培养特色,突出“以能力为本位”的思想,强调实践性与应用性。对于基本理论以“必需够用”为度,详略适当。
本书采用国家新规范及标准,反映了国内外建筑工程方面的一些科技新成就,概念准确,内容翔实,图例丰富,具有较强的实用性。本书可作为建筑工程管理、土木工程、房地产及土建类相关专业高职高专和应用本科的教材,也可作为土建类科技人员的参考书。
本书由徐春波主编,刘颖、武青青为副主编。各章的执笔人如下:
第1~4、9章由徐春波编写,第8、11章由刘颖编写,第14~17章由武青青编写,第12、13章由王殉编写,第5章由刘颖、王照雯编写,第6、7章由徐春波、孙久艳编写,第10章由刘颖、曹菲编写。全书由徐春波负责统稿。
各执笔人单位:
徐春波、刘颖、孙久艳、王照雯、曹菲大连海洋大学职业技术学院
武青青辽宁商贸职业学院
王珣大连职业技术学院
本书在编写过程中,借鉴、参考了许多相关教材和资料,引用了一些实际工程中的实例,并得到了有关方面的大力支持和帮助,在此一并致谢!
由于编者水平和时间所限,书中定有欠妥之处,诚恳希望广大读者批评指正!
编者
2012年10月
本书采用国家新规范及标准,反映了国内外建筑工程方面的一些科技新成就,概念准确,内容翔实,图例丰富,具有较强的实用性。本书可作为建筑工程管理、土木工程、房地产及土建类相关专业高职高专和应用本科的教材,也可作为土建类科技人员的参考书。
本书由徐春波主编,刘颖、武青青为副主编。各章的执笔人如下:
第1~4、9章由徐春波编写,第8、11章由刘颖编写,第14~17章由武青青编写,第12、13章由王殉编写,第5章由刘颖、王照雯编写,第6、7章由徐春波、孙久艳编写,第10章由刘颖、曹菲编写。全书由徐春波负责统稿。
各执笔人单位:
徐春波、刘颖、孙久艳、王照雯、曹菲大连海洋大学职业技术学院
武青青辽宁商贸职业学院
王珣大连职业技术学院
本书在编写过程中,借鉴、参考了许多相关教材和资料,引用了一些实际工程中的实例,并得到了有关方面的大力支持和帮助,在此一并致谢!
由于编者水平和时间所限,书中定有欠妥之处,诚恳希望广大读者批评指正!
编者
2012年10月
书摘
第一篇
民用建筑设计原理
第1章建筑设计概论
第2章建筑平面设计
第3章建筑剖面设计
第4章建筑体型和立面设计
第1章
建筑设计概论
学习目标与技能要求
1掌握建筑的基本概念及构成的基本要素。
2掌握建筑物的分类方法,熟悉建筑物的分级方法。
3熟悉建筑设计的内容、程序、设计阶段和设计依据。
4了解建筑模数协调统一标准及定位轴线。
11建筑与建筑构成要素
111建筑的概念
建筑是人们为满足其生活、生产或其他活动的需要,利用物质技术条件,按照科学和美学规律而人为创造的空间环境,它包括建筑物和构筑物。凡是供人们在其内进行生活、生产或其他活动的房屋或场所称为建筑物,如住宅、厂房、教学楼等;只为满足某种特定功能而建造的,人们一般不直接在其内进行活动的场所则称为构筑物,如桥梁、水塔、烟囱等。本课程所说的建筑仅指房屋建筑。
112建筑的构成要素
建筑是一种物质产品,它既能满足人们的物质需求,又需要用物质技术来保证,同时建筑又是一种艺术创造,可以满足人们的精神需求。构成建筑的基本要素是建筑功能、建筑的物质技术条件和建筑形象,通常称为建筑的三要素。
1121建筑功能
民用建筑设计原理
第1章建筑设计概论
第2章建筑平面设计
第3章建筑剖面设计
第4章建筑体型和立面设计
第1章
建筑设计概论
学习目标与技能要求
1掌握建筑的基本概念及构成的基本要素。
2掌握建筑物的分类方法,熟悉建筑物的分级方法。
3熟悉建筑设计的内容、程序、设计阶段和设计依据。
4了解建筑模数协调统一标准及定位轴线。
11建筑与建筑构成要素
111建筑的概念
建筑是人们为满足其生活、生产或其他活动的需要,利用物质技术条件,按照科学和美学规律而人为创造的空间环境,它包括建筑物和构筑物。凡是供人们在其内进行生活、生产或其他活动的房屋或场所称为建筑物,如住宅、厂房、教学楼等;只为满足某种特定功能而建造的,人们一般不直接在其内进行活动的场所则称为构筑物,如桥梁、水塔、烟囱等。本课程所说的建筑仅指房屋建筑。
112建筑的构成要素
建筑是一种物质产品,它既能满足人们的物质需求,又需要用物质技术来保证,同时建筑又是一种艺术创造,可以满足人们的精神需求。构成建筑的基本要素是建筑功能、建筑的物质技术条件和建筑形象,通常称为建筑的三要素。
1121建筑功能
. 建筑功能就是指建筑物的用途和使用要求。如工厂是用于生产的,住宅是用于生活的,学校是用于教学的,因此,满足生产、生活、教学的要求,便是工业厂房、住宅和教学楼需有的建筑功能。由此还可以看出,不同的建筑功能会产生不同的建筑类型。
1122建筑的物质技术条件
建筑物质技术条件是实现建筑功能的物质基础和技术手段。物质技术条件包括建筑材料、建筑结构、建筑设备和建筑施工等方面的内容。建筑材料和建筑结构是构成建筑空间环境的骨架;建筑设备是保证建筑物达到某种要求的技术条件;建筑施工是实现建筑生产的过程和方法。
由于有了水泥、钢材、混凝土这些建筑材料和相关的结构,才使得今天可以建造一栋栋高楼大厦;由于有了电梯,才解决了高层建筑中的垂直交通方面的难题;也由于有了先进的施工技术和设备,才使得复杂的建筑能够建成。
1123建筑形象
建筑不但要满足人们的各种物质活动要求,还应满足人们的精神和审美要求。建筑形象包括建筑物的体型、内部空间的组合、立面处理、材料的色彩和质感、细部装饰等内容。良好的形象具有一定的感染力,给人以精神上的享受和美好的熏陶。建筑形象并不是单纯的美观问题,它还应该反映时代的生产力水平、文化生活水平、民族特点和地方特征等。
在建筑三要素中,建筑功能是主导因素,它对物质技术条件和建筑形象起决定作用;物质技术条件是实现建筑功能的手段,它对建筑功能和形象有一定的制约作用;建筑形象是建筑功能和物质技术条件的综合表现,但也不是完全服从于建筑功能和物质技术条件的,它有很大的灵活性。可见,建筑三要素之间的关系是辩证统一的关系,它们互相促进、互相制约。
12建筑的分类和分级〖*1〗
121建筑的分类〖*2〗
1211按建筑的使用功能分类
(1)民用建筑。它指供人们居住、生活、工作和学习的房屋和场所。一般可分为居住建筑和公共建筑。
居住建筑是指供人们休息、生活起居所使用的建筑物,如住宅、公寓、宿舍等。
公共建筑是指供人们进行政治、经济、文化科学技术交流活动等所需要的建筑物,如办公、科教、文体、商业、医疗、邮电、广播、交通和其他建筑等。
(2)工业建筑。它指供人们从事工业生产活动的各类建筑,如主要生产厂房、辅助生产厂房、动力用房、运输用房、仓库等。
(3)农业建筑。它指供农牧业生产和加工用的建筑,如饲养场、粮仓、粮食与饲料加工站等。
1212按民用建筑的层数和高度分类
(1)单层建筑。它指单层住宅建筑;建筑高度不大于24m的单层公共建筑。
(2)多层建筑。它指建筑高度不大于27m的住宅建筑;建筑高度大于24m的单层公共建筑或建筑高度不大于24m的公共建筑。
(3)高层建筑。它指建筑高度大于27m的住宅建筑;2层及2层以上、建筑高度大于24m的公共建筑。
(4)超高层建筑。它指建筑高度大于100m的民用建筑。
1213按建筑的规模和数量分类
(1)大量性建筑。它指规模不大,但建造数量多,与人们生活密切相关的建筑,如住宅、中小学校、食堂、中小型医院、中小型影剧院等。
(2)大型性建筑。它指建造于大中城市的体量大而数量少的公共建筑,如大型体育馆(场)、影剧院、航空站、车站等。
1214按结构的承重方式分
(1)砌体结构建筑。它指用叠砌墙体承受楼板及屋顶传来的全部荷载的建筑。这种结构一般用于多层民用建筑。
(2)框架结构建筑。它指由钢筋混凝土或钢材制作的梁、板、柱形成的骨架来承担荷载的建筑。墙体只起围护和分隔作用。这种结构可用于多层和高层建筑中。
(3)剪力墙结构建筑。它指由纵、横向钢筋混凝土墙组成的结构来承受荷载的建筑。这种结构多用于高层住宅、旅馆等建筑中。
(4)空间结构建筑。它指横向跨越30m以上空间的各类结构形式的建筑。在这类结构中,屋盖可采用悬索、网架、拱、薄壳等结构形式,多用于体育馆、大型火车站、航空港等公共建筑。
122建筑的分级
建筑物按耐久年限和耐火性能可分为不同的建筑等级。建筑等级是建筑投资、建筑设计和结构构件选材的重要依据。
1221按耐久年限分级
以建筑主体结构的正常使用年限分为以下四级:
一级:耐久年限100年以上,适用于重要和高层建筑。
二级:耐久年限50~100年,适用于一般性建筑。
三级:耐久年限25~50年,适用于次要建筑。
四级:耐久年限15年以下,适用于临时性建筑。
1222按耐火性能分级
建筑物的耐火等级是根据房屋的主要构件的燃烧性能和耐火极限来确定的。我国现行《建筑设计防火规范》GB50016-2006规定:民用建筑的耐火等级应分为一、二、三、四级。不同耐火等级建筑物相应构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表11的规定。
表11建筑物构件的燃烧性能和耐火极限(h)
名称耐火等级
构件一级二级三级四级
墙
防火墙不燃烧体
300不燃烧体
300不燃烧体
300不燃烧体
300
承重墙不燃烧体
300不燃烧体
250不燃烧体
200难燃烧体
050
非承重外墙不燃烧体
100不燃烧体
100不燃烧体
050燃烧体
楼梯间的墙
电梯井的墙
住宅单元之间的墙
住宅分户墙不燃烧体
200不燃烧体
200不燃烧体
150难燃烧体
050
疏散走道两侧的隔墙不燃烧体
100不燃烧体
100不燃烧体
050难燃烧体
025
房间隔墙不燃烧体
075不燃烧体
050难燃烧体
050难燃烧体
025
柱不燃烧体
300不燃烧体
250不燃烧体
200难燃烧体
050
梁不燃烧体
200不燃烧体
150不燃烧体
100难燃烧体
050
楼板不燃烧体
150不燃烧体
100不燃烧体
050燃烧体
屋顶承重构件不燃烧体
150不燃烧体
100燃烧体燃烧体
疏散楼梯不燃烧体
150不燃烧体
100不燃烧体
050燃烧体
吊顶(包括吊顶搁栅)不燃烧体
025难燃烧体
025难燃烧体
015燃烧体
(1)燃烧性能。它是指建筑构件在明火或高温作用下燃烧与否及燃烧的难易程度。分为非燃烧体、难燃烧体和燃烧体。
1)非燃烧体。它是指用非燃烧材料做成的构件,如砖、石、混凝土等天然或人工的无机矿物材料和金属材料。
2)难燃烧体。它是指用难燃烧材料做成的构件,或用燃烧材料做成而用非燃烧材料做保护层的构件,如沥青混凝土、水泥石棉板、板条抹灰等。
3)燃烧体。它是指用燃烧材料做成的构件,如木材、纸板、纤维板等。
(2)耐火极限。它是指对任一建筑构件按时间—温度标准曲线进行耐火试验,从受到火的作用起,到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间,用h(小时)表示。
13建筑设计的内容和程序
一项建筑工程从立项到建成使用,一般包括可行性研究、编制工程设计任务书、选择建设用地、设计、施工、竣工验收及交付使用等几个阶段。设计工作即建筑工程设计是其中比较关键的环节,具有较强的政策性、技术性和综合性。通过建筑工程设计这个环节,把计划任务书中的文字资料编制成或表达成一套完整的施工图设计文件,作为施工的依据。
131建筑设计的内容
从广义上讲,建筑设计是指设计一个建筑物或一个建筑群体所要做的全部工作,即建筑工程设计。通常所说的建筑设计是指建筑学范围内的工作。
建筑工程设计包括建筑设计、结构设计、设备设计三个方面的内容。
(1)建筑设计。它主要是根据建设单位提供的设计任务书,在满足总体规划的前提下,对基地环境、建筑功能、结构类型、施工技术、经济及美观等方面进行全面的分析,在此基础上提出建筑设计方案,再进一步深化为施工图设计,最终设计的建筑物满足适用、经济、美观的要求。建筑设计在整个建筑工程设计中起着主导和先行作用,一般是由注册建筑师来完成的。
(2)结构设计。它是在建筑设计的基础上选择结构方案,进行结构布置、结构计算与构件设计等,完成建筑工程的“骨架”设计,最后绘出结构施工图,一般是由注册结构工程师来完成的。
(3)设备设计。它包括建筑给排水、采暖通风、电气照明、通信、燃气、动力等专业方面的设计,最后完成相应专业的施工图设计,一般是由各专业的注册工程师来完成的。
132建筑设计的程序
一项建筑工程的建筑设计工作具体可以通过以下几个步骤完成。
1321建筑设计前的准备工作
1接受任务,核实必要文件
(1)主管部门的批文。上级主管部门的正式批文应明确建设任务的使用要求、建筑面积、单方造价、投资总额等问题。
(2)城建部门同意设计的批文。城市建设部门的正式批文应明确同意设计的用地范围(常用红线划定),标明该地段周围道路等的规划意图,提出城镇建设对该建筑的设计要求以及其他有关问题等。
2熟悉设计任务书
设计任务书一般是由建设单位或开发商提供,它包括以下几个方面的内容。
(1)建设项目总要求和建造目的。
(2)建筑物的具体使用要求、建筑面积、装修标准以及各类用途房间之间的面积分配。
(3)建筑项目的总投资和单方造价、土建费用、房屋设备费用以及道路等室外的设施费用。
(4)建筑基地范围、大小、周围原有建筑、道路、地段环境的描述,并附有地形测量图。
(5)供电、供水、采暖、空调等设备方面的要求,并附有水源、电源接用许可文件。
(6)设计期限和项目的建设进度要求。
3收集必要的设计原始数据
(1)气象资料。它包括建筑项目所在地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向和风速以及冻土深度等。
(2)基地地形及地质水文资料。它包括基地地形、标高、土壤种类及承载力、地下水位以及地震烈度等。
(3)水电等设备管线资料。它包括基地地下的给水、排水、电缆等管线布置以及基地上架空线等供电线路情况。
(4)设计项目的有关定额指标。它如面积定额指标、用地定额指标、用材定额指标等。
4设计前的调查研究
(1)建筑物的使用要求。在了解建设单位对建筑物使用要求的基础上,走访、参观、查阅同类建筑物的实际使用情况,通过分析和研究,借鉴并吸取经验,使设计更加合理与完善。
(2)建筑材料供应和结构、施工等技术条件。了解当地建筑材料的特性、价格、品种、规格和施工单位的技术力量和起重运输条件等。
(3)基地踏勘。根据城建部门划定的设计项目所在地的位置,进行现场踏勘,深入了解基地和周围环境的现状及历史沿革,核对已有资料与基地现状是否符合。通过建设基地的形状、方位、面积以及周围建筑、道路、绿化等多方面的因素,考虑建筑的位置、形状和总平面布局。
(4)当地传统的风俗习惯。了解当地传统的建筑形式、文化传统、生活习惯、风土人情以及建筑上的习惯做法,作为建筑设计的参考和借鉴,创造出当地群众喜闻乐见的建筑形式。
1322编制设计文件
对于小型和技术要求简单的建筑工程,建筑设计过程一般划分为两个阶段,即初步设计(或扩大初步设计)和施工图设计;而对于重大项目或技术较复杂的建筑,在两阶段设计之间还有一个技术设计阶段,以深入协调各工种之间的技术问题,因此,又称三阶段设计。
1初步设计初步设计是建筑设计的第一阶段,设计人员提出设计方案,并进行方案的比较和优化,确定较为理想的方案,在征得建设单位同意后,报建设管理部门审查批准,批准通过后方为实施方案。
初步设计成果包括设计图纸资料及设计文字资料两部分。
(1)设计图纸资料。
1)建筑总平面图。表示出用地范围,标出建筑物在基地上的位置、大小、层数及设计标高,标明道路及绿化布置,绘出指北针及风向频率玫瑰图。常用比例为1∶500、1∶1000。
2)建筑各层平面图。确定房间的大小和形状,确定房间与房间以及室内与室外空间之间的分隔与联系方式和平面布局,标注建筑物各主要控制尺寸,注明房间的名称。常用比例为1∶100和1∶200。
3)建筑剖面图。确定房间各部分高度和空间比例,考虑垂面方向空间组合和利用,选择适当的剖面形式,进行垂直交通和采光通风等方面的设计。比例同平面图。
4)建筑立面图。综合考虑建筑物内部空间形象、外部体形组合、立面构图以及材料质感、色彩的处理等。比例同平面图。
5)效果图。大型民用建筑及重要工程,还需绘制和制作彩色透视图、鸟瞰图或模型。
(2)设计文字资料。
1)设计说明书。它由建筑设计总说明和各专业设计说明书组成。其内容包括工程设计的依据与要求、方案构思与特点、主要技术经济指标、建筑装修、建筑防火、其他各专业对必要问题的阐述说明。
2)主要材料及设备表。
3)工程概算书。它包括建筑物投资估算、主要材料用量及单位消耗量。
2技术设计技术设计是初步设计的深化阶段,它进一步决定初步设计所采取的重大技术方案,协调各专业工种之间的矛盾,妥善解决各种技术问题,并编制修正总概算。技术设计的图纸和文件除与初步设计大致相同外,还应更详细些,如局部尺寸关系、具体做法、各技术工种之间的矛盾解决方法以及结构设备设计图、说明书、计算书。
对不太复杂的一般建筑工程,技术设计阶段可以省去,一部分工作可纳入初步设计,另一部分可留待施工图设计阶段进行。承担了一部分技术设计任务的初步设计称为扩大初步设计,简称“扩初设计”。对重大的、技术复杂的工程,技术设计报有关部门审批下达后,可作为施工准备、材料设备订货、施工图设计以及基建拨款的依据文件。
3施工图设计施工图设计是建筑设计的最后阶段,它是在上级主管部门审批同意后的初步设计或技术设计的基础上进行的。施工图设计原则是满足施工要求,解决施工中的技术措施、用料及具体做法。要求设计图纸全面具体、准确无误。施工图是设计单位提交给建设单位的最终成果,是施工单位进行施工的依据。
建筑施工图设计成果包括如下几方面的内容。
1)设计说明书。它的内容包括建设地点、建筑面积、建筑用地、主要结构选型、抗震设防烈度、相对标高、绝对标高、室内外装饰做法以及用料等。
2)总平面图。标明测量及场地施工的坐标网、坐标值;详细标明建筑物、建筑物的定位施工坐标和相互关系尺寸、室内设计标高及层数;道路、绿化等位置与尺寸,标明指北针及风玫瑰图。常用比例为1∶500和1∶1000。
3)各层平面图。详细标注建筑各部位的详细尺寸、固定设备的位置与尺寸、标注门窗位置及编号、门的开启方向、房间名称、室内外地面标高、楼层标高、剖切线及编号(一般只注在底屋平面)、节点详图或详图索引号、指北针。常用比例为1∶100和1∶200。
4)剖面图。选择层高不同、层数不同、最有代表性的部位进行剖视,要求注明墙柱轴线及编号,剖视方向可见的所有建筑配件的内容,标明建筑配件的高度尺寸及相应标高、室内外设计标高。比例同平面图。
5)立面图。一般各个方向的立面图均应绘出。标出建筑物两端轴线的编号,建筑物各部位材料做法与色彩或节点详图索引,标注剖面图上表示不出的各部位的标高和高度。比例同平面图。
6)详图。上述图样中未能表示清楚的一些局部构造、建筑装饰做法应专门绘制详图,标注该构件细部尺寸以及详细做法,如檐口、墙身等。常用比例为1∶1、1∶5、1∶10和1∶20。
7)各专业项配套的施工图及相关的说明书、计算书。
8)工程预算书。
14建筑设计的要求和依据
141建筑设计的要求
1411满足建筑功能要求
满足建筑物的功能要求,为人们的生产和生活活动创造良好的环境,是建筑设计的首要任务。例如设计学校的教学楼,首先要考虑满足教学活动的需要,教室应布置合理,具有良好的采光通风,同时还要合理安排教师的办公室、卫生间和储藏用房等,使各类房间动静分离、互不干扰。
1412采用合理的技术措施
根据建筑空间组合的特点,选择合理的结构体系、建筑材料和施工技术,使房屋坚固耐久、建造方便。例如近年来,我国建造的一些体量较大的体育馆,由于屋顶采用钢网架空间结构和整体提升的施工方法,节省了建筑物的用钢量,提高了施工速度。
1413具有良好的经济效果
建造房屋需要耗费大量的人力、物力和资金,在房屋设计中切实做到根据投资的可能性选用合适的建筑材料和建造方法,要因地制宜、就地取材,使房屋设计的使用要求和技术措施与相应的造价、建筑标准统一起来。
1414考虑建筑美观要求
建筑物是社会的物质和文化财富,它在满足使用要求的同时,还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求,考虑建筑物所赋予人们精神上的感受。
1415符合总体规划要求
单体建筑是总体规划中的组成部分,单体建筑应符合总体规划提出的要求。建筑物的设计,还要充分考虑和周围环境的关系,例如原有建筑的状况、道路的走向、基地面积大小以及绿化等方面和拟建建筑物的关系。新设计的单体建筑,应使所在基地形成协调的室外空间组合,良好的室外环境。
142建筑设计的依据
1421人体和家具设备所需的空间尺度
1人体及人体活动的空间尺度这是确定建筑各种空间尺度的基本依据。建筑空间主要是由人体空间、活动空间构成的,有时还要考虑心理空间的需要。我国成年男子和成年女子的平均高度分别为1670mm和1560mm,人体尺度和人体活动所需的空间尺度如图11所示。
图11人体尺度和人体活动所需的空间尺度
2家具设备尺寸和使用它们所需的空间尺度这是确定房间面积、尺寸及形状的重要依据。常见家具和设备尺寸如图12所示。
图12常见家具和设备尺寸
1422自然条件
1气象条件气象条件包括建设地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等,是解决建筑的保温、隔热、通风、防水等问题的重要依据,对建筑设计有较大的影响。例如寒冷地区的建筑应当考虑保温、防风沙等问题;炎热地区的建筑则应当考虑隔热、通风等问题;日照和风向是影响建筑物间距和朝向的主要因素等。
图13是我国部分城市的风向频率玫瑰图。风向频率玫瑰图俗称风向图,是在8个或16个罗盘方位上,根据某一地区多年平均统计各个方向吹风次数的百分数值,按比例绘制的图形。图上所表示的风的吹向,是指从外面吹向地区中心。
2地形、地质及地震烈度基地地形平缓或起伏、基地的地质构成、地基承载力的大小,对建筑物的平面组合、结构布置、建筑构造处理和建筑体型都有明显的影响。
对于地震有两个基本概念,即震级和烈度。震级反映地震释放的能量大小,它是用“级”来表示的。烈度是表示地面及建筑物受到地震影响和破坏的程度,它是用“度”来表示的,一次地震只有一个震级,而烈度则各地不同,距离地震中心区越近,地震烈度越大,破坏也越大。地震烈度共划分12度,在烈度6度以下的地区,一般不考虑抗震措施;超过9度的地区,一般应避免建造房屋;6~9度地区的建筑必须进行抗震设防。抗震设防需按国家标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》及《中国地震烈度区规划图》的规定。
3水文条件水文条件包括地下水的性质和地下水位的高低等,直接影响到建筑物的基础和地下室的防潮、防水和防腐等构造处理。
图13我国部分城市的风向频率玫瑰图
1423国家及地区制定的各种规范及标准
1建筑设计规范建筑设计标准规范是设计者必须遵守的准则和规定,这对保证工程质量和安全,降低工程造价,缩短工期,节能、节水、节材、节地,促进技术进步等方面起到了显著的作用。例如防火规范、采光设计标准、住宅设计规范等。特别是《工程建设标准强制性条文》(房屋建筑部分)2009版,是直接涉及工程质量、安全、卫生及环境保护等方面的工程建设标准强制性条文,是参与建设活动各方执行工程建设强制性标准的依据。随着建筑活动的发展和深化,建筑设计规范需要不断修订和更新。
工程建设的标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。国家标准指在全国范围内需要统一或国家需要控制的工程建设技术要求所制定的标准,如《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)、《住宅建筑规范》(GB50368-2005)等。行业标准指没有国家标准,而又需要在全国某个行业内统一的技术要求所制定的标准,如《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2004)等。地方标准指对没有国家标准、行业标准,而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一的技术要求所制定的标准,如《辽宁省民用建筑太阳能热水系统一体化技术规程》就是辽宁省工程建设地方标准。企业标准指对企业范围内需要协调、统一的技术要求、管理要求和工作要求所制定的标准,是企业组织生产和经营活动的依据。
2建筑模数协调统一标准为了保证建筑设计、构件生产以及施工等方面的尺寸协调,从而提高建筑工业化的水平,降低造价并提高房屋设计和建造的质量与速度,在建筑设计中应遵守《建筑模数协调统一标准》(GBJ2-86)的有关规定。
(1)建筑模数。建筑模数是选定的标准尺度单位,作为建筑物、建筑构配件、建筑制品以及有关设备尺寸相互间协调的基础。
1)基本模数。基本模数是建筑模数协调统一标准中的基本尺寸单位,数值规定为100 mm,表示符号为M,即1M=100mm。基本模数数列主要用于建筑物的层高、门窗洞口和构配件的截面等处。
2)扩大模数。扩大模数为基本模数的整数倍,分为水平扩大模数和竖向扩大模数。
水平扩大模数的基数为3M、6M、12M、15M、30M、60M,其相应的尺寸分别为300mm、600mm、1200mm、1500mm、3000mm、6000mm。水平扩大模数数列主要用于建筑物的开间或柱距、进深或跨度、构配件尺寸和门窗洞口等处。
竖向扩大模数的基数为3M和6M,其相应的尺寸分别为300 mm和600 mm。竖向扩大模数数列主要用于建筑物的高度、层高和门窗洞口等处。
3)分模数。分模数为整数除基本模数。分模数的基数为1/10M、1/5M、1/2M,其相应的尺寸分别为10mm、20mm、50mm。分模数数列主要用于构件之间缝隙、构造节点和构配件的截面等处。
(2)几种尺寸及其关系为保证设计、生产、施工各阶段建筑制品、构配件等有关尺寸间的统一与协调,在建筑模数协调中把尺寸分为标志尺寸、构造尺寸和实际尺寸。
1)标志尺寸。标志尺寸应符合模数数列的规定,用以标注建筑物定位轴线的距离,以及建筑构配件、建筑组合件、建筑制品以及有关设备界限之间的尺寸。
2)构造尺寸。构造尺寸是建筑构配件、建筑组合件、建筑制品的设计尺寸。一般情况下,构造尺寸﹢缝隙尺寸=标志尺寸(见图14)。
图14几种尺寸的关系
3)实际尺寸。实际尺寸是建筑构配件、建筑组合件、建筑制品等生产制成后的实有尺寸。实际尺寸与构造尺寸的差数应符合建筑公差的规定。
143民用建筑定位轴线
定位轴线是用来确定房屋主要结构或构件的位置和标志尺寸的基准线,是施工中定位、放线的重要依据。它用于建筑物平面上的称平面定位轴线;用于建筑物高度方面上的称竖向定位轴线。
确定建筑定位轴线的原则是:在满足建筑使用功能的前提下统一与简化结构或构件的尺寸和节点构造,减少构件规格类型,提高预制构件互换性和通用性,满足建筑工业化生产要求。
定位轴线应用细点画线绘制。定位轴线一般应编号,编号应注写在轴线端部的圆内。圆应用细实线绘制,直径为8~10mm。定位轴线圆的圆心,应在定位轴线的延长线上或延长线的折线上。
1431平面定位轴线
1平面定位轴线及编号横向定位轴线用阿拉伯数字从左至右顺序编写;纵向定位轴线用大写的拉丁字母从下至上顺序编写,其中O、I、Z不用,复杂图形可分区编号(见图15)。
图15定位轴线编号
2平面定位轴线的标定
(1)砖混结构建筑的定位轴线(见图16)。
1)承重内墙的顶层墙身中线应与平面定位轴线相重合。
2)承重外墙的顶层墙身内缘与平面定位轴线的距离应为120mm。
3)非承重墙除可按承重内墙或外墙的规定定位外,还可使墙身内缘与平面定位轴线相重合。
图16砖混结构建筑的定位轴线
(2)框架结构建筑的定位轴线。框架结构中柱的定位轴线一般与柱的中心线重合(见图17a);对于边柱的定位轴线还可在柱外边缘或相偏离柱的中心线(见图17b和图17c)。
图17框架结构柱的定位轴线
1432标高及构件的竖向定位
1标高的种类及关系
绝对标高:又称绝对高程或海拔高度。
相对标高:根据工程需要而自行选定的基准面。
建筑标高:楼地层装修面层的标高。
结构标高:楼地层结构表面的标高。
2建筑构件的竖向定位
(1)楼(地)面竖向定位应与楼(地)面面层上表面重合,即建筑标高(见图18a)。
(2)屋面竖向定位应为屋面结构层上表面与距墙内缘120mm处(或与墙内缘重合处)的外墙定位轴线的相交处,即结构标高(见图18b)。
(3)门窗洞口的竖向定位与洞口结构层表面重合,为结构标高(见图18a和图18b)。
图18建筑构件的竖向定位
复习思考题
1建筑的含义是什么?构成建筑的基本要素是什么?
2建筑按层数和高度分哪几类?
3什么叫构件的耐火极限?建筑物的耐火等级是根据什么确定的?
4建筑物的耐久等级分为几级?各适用于什么范围的建筑?
5建筑工程设计包括哪几个方面的内容?
6建筑设计一般分为哪几个阶段?
7简要说明建筑设计的要求及主要依据。
8什么是基本模数、扩大模数和分模数?
9在建筑模数协调统一标准中规定了哪几种尺寸?它们的关系如何?
实践技能训练
1观察校内的几个主要建筑,按照其使用功能、层数和高度、结构的承重方式等进行建筑的分类。
2图示砖混结构建筑的定位轴线及框架建筑的柱定位轴线。
3图示建筑构件的竖向定位。
第2章
建筑平面设计
学习目标与技能要求
1了解建筑设计的内容、程序和依据。
2熟悉民用建筑平面、剖面、立面设计的原理和方法。
3具有识读建筑平面图、剖面图和立面图的基本能力。
建筑是一个三维空间,为了全面反映建筑物内部空间组合和外部形象,通常由建筑的平面图、立面图、剖面图和细部节点详图等工程图综合表达。一幢建筑物的平面图、立面图、剖面图,是对这幢建筑物在不同方向的外形及剖切面的投影,三者之间既联系密切又互相制约。
建筑平面图是表示建筑物各部分在水平方向的组合关系,通常较为集中地反映建筑功能方面的问题,对一些剖面关系比较简单的建筑,它们的平面图基本上反映空间组合的主要内容。因此,在进行建筑设计时,总是先从平面入手。但在平面设计中,始终要考虑建筑整体空间组合效果,紧密联系建筑剖面和立面,分析剖面、立面的可能性和合理性,反复修改平面,不断优化方案。
各种不同类型的民用建筑,从组成平面各部分的使用性质来分析,主要可以分为使用部分和交通联系部分两大类。
使用部分又称房间,根据其使用情况的不同又分为主要房间和辅助房间。主要房间是直接供人们进行生活、工作学习和公共活动的用房,如住宅中的卧室、起居室,学校中的教室、实验室,影剧院的观众厅等。辅助房间是为保证基本的使用目的而需要的附属用房,如住宅中的厨房、卫生间,公共建筑中的厕所、储藏室及设备用房等。
交通联系部分是指在建筑物中用于联系各个房间之间、楼层之间、室内与室外之间的联系、通行部分,如走道、门厅、过厅、楼梯间、电梯间、坡道等。
平面设计的内容包括:
(1)单个房间的平面设计。
(2)门厅、走廊、楼梯等交通部分的设计。
(3)平面组合设计。
21使用部分的平面设计
建筑平面中各个主要房间和辅助房间时建筑平面组合的基本单元。合理设计好单个房间,作为下一步综合分析诸多因素进行建筑平面和空间组合的基本依据之一。
211主要房间的平面设计
从主要房间的功能要求来分类,主要有:
(1)生活用房间:住宅的起居室、卧室、宿舍和宾馆的客房等。
(2)工作、学习用房间:各类建筑中的办公室、值班室;学校中的教室、实验室等。
(3)公共活动房间:商场的营业厅;剧院、电影院及体育馆的观众厅等。
一般情况下,生活、工作、学习用的房间要求安静,少干扰,并且具有良好的朝向;公共活动房间的主要特点是人流量较大且人流集中,因此人流的疏散问题较为突出,同时也要根据使用特点组织好室内人们活动面积和通行面积。
主要房间的平面设计是在整体建筑合理而适用的基础上,根据房间的功能要求,考虑技术、经济、美观等方面的可行性和合理性,确定房间的面积、形状和尺寸以及门窗的大小和位置。
2111房间的面积
1房间的面积组成房间是供一定数量人在内部活动及布置家具设备的,为此,房间内部的面积,根据它们的使用特点可分为家具设备占用的面积、使用活动面积以及交通面积三部分组成的。
图21a和图21b分别为教室和卧室的房间面积分析示意图。实际中,室内使用面积和交通面积有可能是重合或互换的,但这并不影响对使用房间面积的基本确定。
图21房间面积分析示意
2房间的面积确定从房间面积的组成中可以看出,房间面积的大小与房间的使用活动特点、使用人数的多少以及家具设备的配置等因素有关。
确定房间面积时,首先要考虑房间的使用活动特点和使用人数的多少。使用活动特点不同的房间,对面积有不同的要求,例如卧室,根据休息的特点,房间的面积相对较小;一间教室,考虑教学活动的要求,面积就需要大些。而使用活动特点相同的房间,则面积往往取决于使用人数的多少。如《住宅设计规范》(GB50096-2011)中对卧室的使用面积规定:双人卧室不应小于9m2;单人卧室不应小于5m2。再如中学普通教室,根据规范,教室面积定额一般不小于112m2/人,如果每个班要求容纳50人,则教室的面积计算如下:112m2/人×50人=56m2;电影院观众厅面积定额一般为07m2/人,如容纳1000人,观众厅的面积大约为700m2。而对于使用人数不固定的房间(如商店营业厅中顾客的人数,展览馆中参观的人数等),任务书及面积指标定额也未加限定,通常在设计时对已建的同类型、规模相近的建筑调查研究,掌握实际使用的一些规律,细致分析房间的使用功能,结合经济性要求,确定出合理的房间面积。
为了满足使用要求,房间内部通常都要布置家具设备,可以根据这些家具设备的尺寸、数量确定所占的面积;同时还要考虑人们使用家具设备时所需的活动面积,这部分面积的确定与人体活动的基本尺度有关。如图22所示是卧室、教室以及商店营业厅中,人们使用各种家具时,家具近旁必要的尺寸举例。
图22家具使用时所需尺寸
确定房间面积还要考虑经济条件及相应的建筑标准。功能对房间的面积大小有一定的规律性,根据使用要求确定的房间面积,通常有一个比较适当的范围,在这一范围内的面积选取,主要取决于建筑标准。例如住宅中的居室为了满足基本使用要求,面积一般不应小于10m2。10m2或略高于10m2的居室,仅能满足基本的生活起居要求,适用于低标准的住宅;而高标准住宅,居室除了保证基本功能外,还应达到更好的舒适程度,其面积要远超过10m2。
在实际设计工作中,可根据使用人数的多少和有关建筑设计规范规定的面积定额指标,结合工程实际情况和建筑标准,来确定房间的面积。
2112房间的形状
民用建筑常见的房间形状有矩形、方形、多边形、圆形或不规则的图形等。在确定房间形状时,应综合考虑房间的使用活动特点、家具设备布置和采光、通风等使用要求,结构和施工等技术条件,平面组合的灵活性,经济条件及美观等多方面因素,选择合适的房间形状。
一般使用功能的房间,如住宅中的居室、办公楼中的办公室、学校中的普通教室、旅馆中的客房等,功能特点对其平面形状并无严格要求,这些房间宜选择矩形平面,因为这种平面体型简单,墙体平直,便于布置家具,充分利用室内有效面积,有较大的灵活性;结构布置简单,便于施工;便于统一开间、进深,有利于平面及空间的组合。
有些房间在同样能满足使用功能要求时,除了矩形平面外,也可以采用其他形式,以中小学校的普通教室为例,根据功能要求,应保证教室有良好的视听条件,课桌椅应布置在规定的视角和视距范围内,避免出现过偏过远的座位,规范规定:最后一排座位距黑板的距离应不大于85m,前排与黑板水平距离不宜小于20m;前排边座与黑板远端夹角控制在不小于30°,且必须注意从左侧采光。通常教室采用矩形平面,也可以采用方形及六角形等(见图23)。方形教室进深加大,在布置座位时,为满足水平视角要求,教室前部两侧不能布置座椅;同时从教室需要有足够和均匀天然采光来分析,由于方形教室进深大,要求房间两侧都能开窗采光,或采用侧光和顶光相结合;方形教室开间变小,缩短了最后一排的视距,视听条件有所改善。六边形教室的座位排列灵活,视听效果较好,但学生人数相同时,所需房间面积较大;由于墙之间的夹角不是垂直角,增加了施工和构件统一的难度,平面组合的灵活性也较差。
图23教室的平面形式及课桌椅布置
对一些有特殊使用功能和视听要求的房间,如观众厅、杂技场、体育馆等房间,它们的形状首先应满足房间功能要求,如杂技场常采用圆形或椭圆形平面以满足马戏表演时便于马儿能沿着弧线奔跑。
影剧院的观众厅的几种典型平面形状如图24所示,观众厅是容纳人数较多的室内大空间,有视听方面的功能要求,其平面形状是影响视觉质量和音质效果的主要因素之一。矩形平面的结构简单,跨度不大时声场分布比较均匀,适合于中小型观众厅;钟形平面是矩形平面的一种改进形式,分布比较均匀,减少了偏座,并可适当增加视距较远的正座,是大中型观众厅常用的平面形状;扇形平面可容纳较多的观众,但偏远座位相对较多,适应于大中型观众厅;六角形平面声场分布均匀,减少了偏座,改善了视觉质量,但容量也相对减少,使用与对视听要求较高的中小型观众厅;曲线形平面有马蹄形、卵形、椭圆形、圆形等,这类平面具有较好的视角和视距,但音质方面处理麻烦,易产生声音沿边反射、聚焦、声场分布不均匀的问题,因此很少采用。
图24观众厅的平面形状
房间形状的确定,不仅仅取决于功能、结构和施工条件,也要考虑空间艺术效果,结合基地环境,使其形状有不同的变化,具有独特的风格,增强建筑艺术感染力。
2113房间的平面尺寸
对常用的矩形平面,房间平面尺寸常采用开间和进深表示。开间是指房间在建筑外立面上所占宽度,通常是房间两相邻横墙横向定位轴线之间的距离。进深是指垂直于开间的房间深度尺寸,通常是房间两相邻纵墙纵向定位轴线之间的距离。
确定房间平面尺寸应考虑以下几个方面内容。
(1)满足家具设备布置及人们活动要求。如住宅的主卧室为了考虑睡眠休息的特点,一般应布置床、床头柜、衣柜等家具。卧室的尺寸主要考虑床的布置,为了使床布置灵活,即在两个方向都能够安放,主卧室的净宽应大于床的长度加门的宽度,故开间不宜小于330m。考虑布置两张床(即双人床和小孩床)的可能性,主卧室的净长应大于一张双人床的宽度加一张单人床的长度再加一个床头柜的宽度,故进深不宜小于420m。次卧室考虑床竖放以后能开一扇门或床头柜,开间尺寸不宜小于270m,如门在横墙开设时,开间尺寸可小些,但也不能小于210m,进深方向应考虑床位之外再加上一个学习桌,进深尺寸不宜小于33m。常见卧室的尺寸如图25所示。住宅设计中卧室的常见尺寸如下。主卧室的开间为:33m、36m、39m,进深为:42m、45m、48m、51m;次卧室的开间为:24m、27m、30m,进深为:27m、30m、36m、39m。
图25卧室的开间和进深
(2)满足良好视听要求。有的房间如教室、会堂、观众厅的平面尺寸除了满足家具设备布置及人们的活动要求外,还应保证具有良好的视听条件。如中学普通教室的课桌椅的布置方式主要是根据使用特点和视听要求确定,满足规范要求的视距及和视角等各项标准和教室的面积指标,并考虑结构占用的面积以及模数协调的要求,教室的常用尺寸如图26所示。
图26中学矩形教室平面尺寸
(3)良好的天然采光。一般的房间需要有良好的天然采光,采光方式常采用单侧或双侧采光,而房间的进深要受到采光的限制,为了保证室内采光的要求,一般单侧采光时进深不大于窗上口至地面距离的2倍,双侧采光时进深可比单侧采光时增大一倍,如图27所示。
图27采光方式对房间进深的影响
(4)经济合理的结构布置。一般民用建筑常采用墙体承重的梁板式结构和框架结构体系。房间的开间、进深尺寸应尽量使构件标准化,使梁板构件符合经济跨度要求,所以较经济的开间尺寸不大于400m,钢筋混凝土梁较经济的跨度不大于900m。
(5)符合建筑模数协调统一标准的要求。按照建筑模数协调统一标准规定,房间的开间和进深一般以3M为模数,特殊情况下可以1M为模数。如住宅中卧室开间和进深尺寸为33m×48m,楼梯间开间尺寸常取270m,也可以采用260m。
确定房间的长、宽尺寸还应考虑它们之间的比例是否妥当。一般来说,过于狭长的房间空间感觉不好,长宽比最好控制在15∶1为好,也可以参考黄金分割比例。
2114房间门窗的设置
房间平面设计中,门窗的数量大小位置和开启方式是否合理,对房间的使用效果也有较大影响;同时窗的尺寸、形式等对建筑立面设计关系极为密切,门窗的宽度在平面中表示,高度在剖面中确定,窗和外门形式在立面中看到全貌,因此在平面、立面、剖面的设计过程中门窗的设置需要多方面综合考虑,反复推敲。
1房间门的设置门的主要作用是联系和分隔室内外的空间,也可以兼作通风、采光之用。门的设置对人流活动、家具布置、内部空间使用及安全疏散等有着较大的影响。
(1)门的宽度。门的宽度应满足人流通行、家具设备搬运以及防火等要求。
人流股数直接影响到门的宽度。单股人流通行所需宽度一般不小于550mm,一个人侧身通过的宽度一般为300mm。因此,门的净宽,在单股人流通行时不小于550mm;两股人流通行时不小于1100mm;三股人流通行时不小于1650mm。
对于通行人数不多的房间,门的宽度可按单股人流考虑,一般为700~1000mm,公共建筑的房间如教室、宿舍、客房、办公室的房门多为1000mm宽;通行人数较多时,如会议室、大教室等,可按两股人流考虑,一般为1200~1500mm;通行人数很多时,如建筑的主要出入口的门厅,可按三股或以上人流考虑,一般不小于1800mm。
有些房间的门,尽管供少量人流通行,但要有较大家具设备出入,这时门的宽度要适当加大,如住宅卧室、起居室的门宽考虑携带东西出入和搬运床、柜等家具,其宽度不应小于900mm,住宅其他位置的门宽如表21所示;医院病房的门,考虑手推车或担架出入,其净宽不应小于1100mm,如图28所示。
表21 住宅门洞最小尺寸(m)
类别洞口宽度洞口高度类别洞口宽度洞口高度
公用外门120200厨房门080200
户(套)门100200卫生间门070200
起居室(厅)门090200阳台门(单扇)070200
卧室门090200
一些人流大量集中的公共活动房间,如体育馆、影剧院和礼堂的观众厅等,门的宽度及门的总宽度主要取决于紧急情况发生时人流能否及时疏散,确定时应符合《建筑设计防火规范》中的有关规定,规范规定安全出口和疏散门的净宽度不应小于090m。
门扇的数量与门洞尺寸有关,一般 1000mm 以下的作单扇门,1200~1800mm 的作双扇门,1800mm以上的不少于四扇门。门扇通常等宽的,对有特殊要求的房间,可以采用不等宽双扇门,如医院的病房常采用1200mm的不等宽双扇门,平时通行可只打开较宽的单扇,当通过病人手推车或担架时,两扇可同时开启。
图28家具设备的搬运对门宽的影响
(2)门的数量。门的数量根据房间人数的多少、面积的大小以及疏散方便等因素决定。房间门按《建筑设计防火规范》GB50016-2006的规定来确定。
1)公共建筑和通廊式非住宅类居住建筑中各房间疏散门的数量应经计算确定且不应少于2 个,该房间相邻2 个疏散门最近边缘之间的水平距离不应小于50m。当符合下列条件之一时,可设置1个:房间位于2 个安全出口之间,且建筑面积小于等于120m2,疏散门的净宽度不小于09m;除托儿所、幼儿园、老年人建筑外,房间位于走道尽端,且由房间内任一点到疏散门的直线距离小于等于150m,其疏散门的净宽度不小于14m;歌舞娱乐放映游艺场所内建筑面积小于等于50m2 的房间。
2)剧院、电影院和礼堂的观众厅,其疏散门的数量应经计算确定,且不应少于2 个。每个疏散门的平均疏散人数不应超过250 人;当容纳人数超过2000 人时,其超过2000 人的部分,每个疏散门的平均疏散人数不应超过400 人。
3)体育馆的观众厅,其疏散门的数量应经计算确定,且不应少于2 个,每个疏散门的平均疏散人数不宜超过400~700 人。
(3)门的位置。确定门的位置应主要考虑家具设备布置、交通流线的组织、安全疏散以及室内自然通风等方面的要求。
对于面积大、人流量多的房间(如影剧院的观众厅),门的位置主要考虑通行简捷和疏散安全,通常门应布置于走道尽端,并应均匀分布在房间四周,便于紧急状态的人流疏散(见图29a)。
对面积小、人数较少,只需设置一个门的房间,门的位置应主要考虑家具设备的布置,一般情况下,为了保留较完整的墙面来布置家具,门通常设在端部,如卧室、客房、办公室等房间的门;但集体宿舍的门常设在中间,以便于四张床位的布置(见图29b和图29c)。
图29家具布置对门位置的影响
当较小房间中,门的数量超过一个时,门的位置应考虑缩短室内交通路线,流线简捷,并尽可能留有便于靠墙布置家具的墙面。图210是起居室门的位置比较,可以看出,图210b图中门的位置比图210a图中的要好些,交通路线短,家具布置也紧凑。
图210起居室门的位置比较
(4)门的开启方式。门的开启方式有普通平开门、弹簧门、转门、推拉门、折叠门以及卷帘门等,在民用建筑中使用最普遍的是普通平开门。民用建筑的疏散用门应采用平开门,不应采用推拉门、卷帘门、吊门、转门。平开门分为内开和外开,对人数较少的房间,一般门宜向内开启,以避免妨碍门外走道或其他空间的使用,如普通教室、办公室、卧室、病房等;对使用人数较多、面积较大的房间,如观众厅、大会议室、合班教室等,为便于人流疏散,门应向外开启。规范规定:民用建筑的疏散用门应向疏散方向开启;人数不超过60 人的房间且每樘门的平均疏散人数不超过30人时,其门的开启方向不限。
对有防风沙、保温要求或人员出入频繁的房间,可以采用转门或弹簧门;为确保安全,对幼儿园建筑不宜采用弹簧门。
当房间几个门的位置比较集中时,应注意协调门的开启方向,避免门相互“打架”(见图211)。
图211门的相互位置关系
2房间窗的设置窗的主要作用是采光和通风,同时也有围护、分隔和眺望作用。窗的设置对室内的采光和通风以及建筑立面构图等有着较大的影响。
(1)窗的面积。窗的面积大小主要取决于房间的采光要求。不同的建筑空间为了保证室内的明亮程度,照度标准是不一样的。在建筑方案设计中常采用窗地面积比来初步确定窗的面积大小。窗地面积比就是房间窗洞口面积与该房间地面面积之比,简称窗地比。侧窗离地面高度在080m以下的部分不应计入有效采光面积;窗上部有效宽度超过1m以上的外廊、阳台等外挑遮挡物,其有效采光面积可按窗面积的70%计算;当平天窗采光时,其有效采光面积可按侧窗面积的250倍计算。
对于采光要求较高的房间,应根据采光标准及采光系数标准值通过计算来确定窗的面积。表22是《建筑采光设计标准》(GB/T 50033-2001)中对部分民用建筑采用侧面采光时房间的窗地比和采光系数最低值的规定。
表22房间的窗地比和采光系数最低值
建筑类型房间名称采光系数最低值(%)窗 地 比
住宅
卧室、起居室、书房11/7
卫生间、餐厅、楼梯间、过厅051/12
学 校教室、阶梯教室、实验室、报告厅21/5
办公室
设计室、绘图室31/35
办公室、会议室、视屏工作室21/5
医院
诊室、药房、治疗室、化验室21/5
候诊室、挂号处、病房、医护办公室11/7
图书馆
阅览室、开架书库21/5
目录室、陈列室11/7
在确定窗的面积大小时,还应考虑通风要求、气候条件、立面效果和经济等因素,如炎热地区,可适当加大窗的面积,以便获得良好的通风效果;寒冷地区,考虑保温和节能要求,应控制窗的面积。有时为了取得良好的立面形象,窗的面积在满足采光要求基础上可作适当调整。
(2)窗的位置。房间窗的位置应使室内照度均匀,尽量避免产生暗角和眩光,也要考虑室内家具布置的灵活性。例如学校的教室,为了使室内光线均匀,窗宜沿墙均匀布置,窗间墙的宽度不应大于1200mm,以免产生暗角;为了避免黑板上产生眩光,靠近黑板处的窗间墙也不宜过小,一般不小于800mm(见图212)。
图212教室窗的位置
同时,窗的位置还要考虑与门的位置相互配合,有利于自然通风组织。通常门窗宜在房间两侧相对布置,以便组织穿堂风,使室内空气流动通畅(见图213)。
窗是建筑立面上的主要构件,窗的位置影响到立面处理的效果。同时还应考虑到结构的可行性和合理性。
图213门窗平面位置对气流组织的影响
212辅助房间的平面设计
辅助房间主要指厕所、盥洗室、浴室、卫生间和厨房等,是建筑物中不可缺少的服务性房间,如果设计不合理,将影响到整个建筑的使用功能。辅助房间的设计原理和方法与主要房间的设计原理基本相同,所不同的是辅助房间内的设备对房间的大小和形式影响更大。
2121公共卫生用房的平面设计
公共卫生用房主要包括厕所、盥洗室和浴室等。这些房间可以单独设置,也可毗连布置,形成既分割又有联系的公共卫生间,通常设在宿舍、教学楼、公寓、招待所、医院等建筑内,如图214 所示。
图214公共卫生间布置示例
1厕所设计
(1)卫生设备及数量。厕所卫生设备主要有大便器、小便器、洗手盆、污水池等,设备及尺寸如图215所示。
图215厕所卫生间设备及尺寸
卫生设备的数量主要取决于使用人数、使用对象、使用特点。一般民用建筑每一个卫生器具可供使用的人数可参考表23,具体设计中可按此表并结合调查研究最后确定其数量。
表23部分建筑类型厕所设备个数参考指标
建筑类型男小便器
(人/个)男大便器
(人/个)女大便器
(人/个)洗手盆或水龙头
(人/个)男女比例备 注
小学404020901∶1
中学505025901∶1
办公楼40302040按实际情况
宿舍每15人或不足15人设1个8人以下设1个;超过8人时,每增加15人或不足15人增设1个6人以下设1个;超过6人时,每增加12人或不足12人增设1个
5人以下设1个;超过5人时,每增加10人或不足10人增设1个1∶1
火车站8080401507∶3
商场50100506个大便位设一个1∶1
(2)卫生设备的布置。卫生设备布置时,要根据设备的类型和数量,考虑使用和管道布置等方面的要求。通常沿横墙并排布置,女厕大便器有单排和双排布置两种形式,男厕小便器宜布置在离门较近的地方,如图216所示。
图216厕所卫生设备布置及所需尺寸
(3)厕所的位置及布置。厕所应设前室,并设置双重门,以利于隐蔽和改善卫生条件。前室的深度应不小于15~20m,洗手盆和污水池通常设置在前室。当厕所面积小,不可能布置前室时,应注意门的开启方向,使厕所蹲位及小便器处于隐蔽位置,如图217所示。
图217厕所平面布置示例
厕所应布置在建筑物中既隐蔽又使用方便的位置,宜与走道、楼梯、大厅等交通部分相联系,如布置在建筑物的转角处、走道的端部、靠近楼梯或出入口位置等。大量人群使用的厕所,应有天然采光与自然通风,可布置在朝向较差的位置;少数人使用的厕所允许间接采光,但必须有排气设施。厕所位置应有利于节省管道,减少立管并靠近室外给排水管道;同层平面中男、女厕所最好并排布置,避免管道分散;多层建筑中应尽可能把厕所布置在上下相对应的位置。
2盥洗室、浴室设计盥洗室主要卫生设备有洗脸盆或盥洗槽,浴室主要卫生设备有淋浴器,公共浴室还有更衣室,其中主要设备有挂衣钩、衣柜、更衣凳等。设计时可根据使用人数确定卫生器具的数量,同时结合设备尺寸及人体活动所需的空间尺寸进行布置。图218、图219分别是洗脸盆、淋浴器的布置及所需尺寸。
图218洗脸盆布置及所需尺寸
2122专用卫生间设计
专用卫生间使用人数少,面积小,常用于住宅、宾馆和标准较高的病房等。专用卫生间一般包括洗手盆、浴缸和大便器(见图220),设计应注意使用方便,并注意洁污分开。专用卫生间面积比较小,一般都布置在所服务房间的附近或位于剩余空间,因此,采光和通风往往比较困难,也更应该给予重视,目前,专用卫生间多设置通风井和管道井。
图219淋浴器布置及所需尺寸
图220专用卫生间布置示例
2123厨房设计
这里所说的厨房是指住宅、公寓内的专用厨房。一般家用厨房内的主要设备有炉灶、橱柜、案台和洗涤池等。
厨房设计首先应便于操作使用,其次要处理好通风(排烟)、采光,还要考虑如何有效利用空间等问题。厨房内炉灶和案台最好能布置在靠窗的地方,以便炒菜、切菜时方便操作和从窗口排除油烟,烟囱和管道等位置要方便恰当。
厨房的工艺流程包括准备→洗涤→调理→烹饪→配餐等程序。厨房的平面布置类型有单排、双排、L形、U形等几种(见图221)。
图221厨房的布置形式
22交通联系部分平面设计
一幢建筑物除了有满足使用功能的各种房间外,还需要有交通联系部分把各个房间之间以及室内外之间联系起来。建筑物内部的交通联系部分包括:水平交通空间——走道;垂直交通空间——楼梯、电梯、自动扶梯、坡道;交通枢纽空间——门厅、过厅等。
交通联系部分的设计应做到交通路线简捷明确,人流通畅,联系通行方便;紧急疏散时迅速安全;在满足以上要求的前提下,应尽量减少交通面积,以提高空间的利用率;同时综合考虑空间造型问题。
221走廊
走廊又称走道。走道的主要功能是交通联系,即联系建筑物同层内的各个房间,有的走道还兼有其他功能,成为多功能综合使用的走道。
走道设计的主要问题是解决好宽度、长度、采光、通风等问题。
2211走道宽度
走道宽度主要是满足人流安全疏散、家具设备的通行及防火等要求,此外应考虑走道是否兼做其他使用功能等问题。
走道的宽度可根据人体活动尺寸和通行人流的股数确定。其净宽一般不小于两股人流通行,通常单股人流的宽度为按550~600mm,则两股人流通行时走道净宽不小于1100mm;使用人数多的走道,应考虑三股人流通行,其净宽不小于1650mm。供少数人使用的走道,其宽度也可按单股人流考虑。
走道的宽度应满足防火要求,保证紧急情况下人流疏散。表24是《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)中有关学校、商店、办公楼等民用建筑的走道、楼梯及首层疏散外门的净宽度指标。
表24走道、楼梯、外门的净宽度指标(单位:m/100人)
耐火等级
层数一、二级三 级四 级
一、二层065075100
三 层075100—
≥四 层100125—
对于兼有其他功能的走道,应在满足通行和防火要求的基础上,考虑附属功能要求及使用要求,适当增加宽度。如学校教学楼中的走廊,兼有学生课间休息活动的功能;医院门诊部分的走廊,兼有病人候诊的功能等(见图222)。此外,走道的宽度还与走道两侧门的开启方向、走道的布置方式等因素有关(见图223)。
图222兼有候诊功能的医院走道宽度
图223门的开启方向对走道宽度的影响
一般走道的常用宽度如下:
住宅:内走道18~21m;外走道12~15m。
办公楼:内走道21~24m;外走道15~18m。
教学楼:内走道24~3m;外走道12~15m。
医院:内走道18~3m;外走道18~21m。
2212走道的长度
走道的长度与建筑物的使用要求、平面布局、防火、采光以及安全疏散有关。按照《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)中的规定,房间疏散门至最近安全出口的最大距离(见图224),应控制在安全疏散的规范限度以内(见表25)。
图224走道长度的控制
表25直接通向疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的最大距离(单位:m)
名称
位于两个安全出口之间的疏散门L1位于袋形走道两侧或尽端的疏散门L2
耐火等级耐火等级
一、二级三级四级一、二级三级四级
托儿所、幼儿园250200—200150—
医院、疗养院350300—200150—
学校350300—220200—
其他民用建筑400350250220200150
建筑内的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、营业厅和阅览室等,其室内任何一点至最近安全出口的直线距离不宜大于300m
2213走道的采光和通风
单面走道易获得良好的采光通风效果,而中间走道的采光和通风则需要采取相应的措施予以解决,如在走道两端设窗、走道两侧墙上设高窗、设置玻璃隔断或门上设亮子进行采光和通风;利用门厅、过厅及开敞的楼梯间来采光;当走廊较长时,在中段适当部位增设采光口或用人工照明进行采光。
222楼梯和坡道
楼梯是建筑中使用最普遍的垂直交通工具。楼梯平面设计的主要任务是依据房屋的使用要求、建筑防火和安全疏散要求,选择楼梯的形式,确定楼梯的尺度、位置和数量。楼梯的有关尺度确定详见93节的内容。
2221楼梯的形式及楼梯间的形式
楼梯的常见形式有直跑楼梯、双跑平行楼梯、三跑楼梯、转角楼梯、双分式楼梯、剪刀式楼梯等(见图225)。应根据建筑功能、使用特点及人流通行情况选择适当的楼梯形式。直跑楼梯具有方向单一,贯通空间的特点,给人以挺拔和庄重感,具有强烈的导向性,常用于层高较低的建筑或在公共建筑门厅的主轴线上。双跑平行楼梯面积紧凑,使用方便,是最常用的楼梯形式之一。三跑楼梯造型别致,但梯井较大,适合层高较高且楼梯间进深不大的建筑。转角楼梯开敞,不对称,常布置在不对称的门厅内。双分式楼梯、剪刀式楼梯适合人流量较大的建筑。此外,造型要求较高时,可采用弧形楼梯和螺旋楼梯等。
图225楼梯的基本形式
楼梯间的形式主要有开敞式、封闭式和防烟式楼梯间等(见图226)。开敞式楼梯间是指楼梯的楼层平台与走廊、门厅或室外直接相连,没有构件分隔;封闭式楼梯间是指楼层平台与走廊、门厅或室外之间有阻挡烟气的双向弹簧门;防烟式楼梯间是指在楼梯间入口处设有防烟前室或设专供排烟用的阳台、凹廊等,且通向前室和楼梯间的门为乙级防火门。多层民用建筑常采用开敞式楼梯间,高层及防火要求较高的多层公共建筑应根据防火规范的要求设置封闭式和防烟式楼梯间。
图226楼梯间的形式
2222楼梯的数量和位置
楼梯的数量主要根据使用性质、使用人数和防火规范来确定。通常公共建筑至少设两部或两部以上楼梯。当符合表26的规定时,可设一部楼梯。
表26设置一部疏散楼梯的条件
耐火等级层数每层最大建筑面积(m2)人数
一、二级
三级
四级
二、三层
二、三层
二层
500
200
200
第二层和第三层人数之和不超过100人
第二层和第三层人数之和不超过50人
第二层不超过30人
根据负担的人流多少,楼梯分为主要楼梯、次要楼梯和辅助楼梯。主要楼梯应位于主要入口附近或直接布置在主门厅内,人流组织简捷,导向明确。次要楼梯常布置在次要入口附近,或建筑物的转折和交接处。楼梯间通常布置在建筑物朝向较差的一面或建筑物的转角处,但应有良好的自然采光(见图227)。
图227某医院建筑中楼弱点的位置
楼梯的数量和位置还应符合防火规范中对楼梯和远离房间的最大距离限制的规定(可参见表25)。
垂直交通联系部分除楼梯外,还有坡道、电梯和自动扶梯等。室内坡道的特点是行走比较省力,通行人流的能力几乎与平地相当,但它所占面积比楼梯大得多。常用于医院、幼儿园、体育馆、火车站等场所。电梯通常使用在多层或高层建筑中,一些有特殊使用要求的建筑如医院也常采用。自动扶梯适用于人流频繁而连续的大型公共建筑中,如商场、展览馆、火车站、地铁站等建筑。
223门厅
门厅是建筑物主要出入口处内外过渡、人流集散的交通枢纽。有些公共建筑的门厅还兼作其他用途,如旅馆的门厅往往有接待、登记、会客、休息、小卖部等功能;医院的门厅则常设挂号、咨询、收费、取药等功能;有的门厅还兼有展览陈列等使用要求。
2231门厅的宽度和面积
为了保证门厅接纳和分配人流时交通畅通,门厅必须具有足够的宽度和面积。门厅对外出入口的总宽度应不小于通向该门厅的过道、楼梯宽度的总和,人流比较集中的公共建筑,门厅对外出入口的宽度,一般按每100人600mm计算。
门厅面积主要根据建筑的使用性质、规模以及质量标准等确定。一般民用建筑的门厅面积可参考有关定额指标(见表27)。对于兼有其他功能的门厅,还应根据实际使用要求相应地增加面积。
表27部分建筑门厅面积设计参考指标
建 筑 名 称面 积 定 额备注
中 小 学006~008m2/生
食堂008~018m2/座包括洗手间、小卖部
城市综合医院11m2/日·百人次包括衣帽间和问讯处
旅馆02~05m2/床
电 影 院01~05m2/观众
2232门厅的布置方式
门厅的布置方式有对称式和非对称式两种。对称式门厅有明显的轴线,一般将门厅和楼梯布置在主轴线上,走道对称布置在门厅轴线的两侧,具有强烈的导向性,营造出严肃庄严的气氛(见图228a)。非对称式门厅没有明显的轴线,门厅内的布置比较灵活,楼电梯可布置在门厅的任意位置,室内空间富有变化(见图228b), 但导向功能不能忽视,可以利用空间的高矮、墙面的明暗、地面升降等手法强调空间的方向感,这种布置比较容易营造亲切温馨的氛围。
图228门厅的平面布置形式
2233门厅的设计要求
门厅设计应注意以下几个方面的要求。
(1)门厅在平面布局中的位置应明显突出,通常应面向主要道路,以方便人流出入,并成为整个建筑平面构图的中心。
(2)门厅具有良好疏散能力,布置时应做到导向明确,交通路线的组织要简捷醒目,避免或减少人流路线的交叉干扰。对一些兼有其他使用要求的门厅,在各使用部分应留有必要活动面积,防止交通堵塞。图229所示门诊所和旅馆的门厅中,分别在挂号、药房和接待处留有必要的活动余地,使这些活动部分和厅内的交通路线尽少干扰。
(3)门厅应有适宜的空间比例关系和尺度,同时处理好天然采光的问题,以获得良好的视觉效果。在现代建筑设计中常采用在入口立面或中庭等位置引入一定的自然光线,避免厅内外有过大的明暗反差,使得入口明暗、敞闭过渡自然,创造出明亮、宽敞、舒适的气氛。
图229兼有其他使用要求的门厅平面布置
224过厅
过厅通常设置在走廊与走廊之间或走廊和楼梯的连接处,它起到交通路线的转折和过渡的作用,有时为了改善走廊的采光和通风条件,也可以在走廊中部设置过厅(见图230)。
图230建筑平面中的过厅布置
23建筑平面组合设计
建筑平面组合设计就是将各个房间和交通联系部分在水平方向上相互联系和结合,组成一个有机的建筑整体。
建筑平面组合时应考虑基地环境、建筑功能、建筑美观、物质技术以及经济条件等多种因素。在组合时应抓住主要矛盾,分析、综合各种要素,反复推敲,做出合理的布局。
231建筑平面组合的设计要求
2311功能要求
1功能分区及功能分析建筑物内部通常有许多功能相同或不同的房间,这些房间之间或多或少都有一定的功能联系,房间之间的功能联系将直接影响到整个建筑的布局,在进行平面组合设计时,为了把握大的布局方向,使建筑整体布局功能合理,应首先将各个房间按其使用性质以及联系的紧密程度进行功能分区,把它们分成若干相对独立的功能区域,从而把众多的房间分成较为简单的若干功能区。这样在设计时可根据各分区部分之间的功能关系进行布置,先确定大的平面布局,然后具体到各功能区内进行房间的细致安排,避免因大的功能关系不合理而造成返工。
进行功能分区时通常将使用性质相同或相近、联系紧密的房间组合在一起,形成相对独立的一个功能区。如幼儿园建筑可分为生活区、服务区、活动区、供应区等,如图231所示。对于房间类型和数量较少、功能关系比较简单明确的建筑,可直接按房间类型进行功能分区。如住宅可分为卧室、起居室(厅)、厨房、餐厅、卫生间等功能区。
图231某幼儿园一层平面及功能分区示意
1—活动室2—卧室3—盥洗室4—衣帽间5—音体室6—值班室
7—办公室8—医务室9—厨房10—洗衣间
分析各分区部分之间的功能关系时,常借助于功能分析图来进行。功能分析图是用图框的形式来表示功能分区以及各分区之间的功能关系和使用顺序。各功能区可用方块或圆圈表示,其大小应有区别,以表现出各功能区的重要程度和大小,但不必成比例。用不同线型按其功能关系把各部分连接起来,线型的粗细表示联系密切的程度及流线流量的大小,还可用箭头表示活动的方向和程度。功能分析图是进行组合设计时借用的一种思路和方法,但不是建筑物的平面布置图。借助于功能分析图可以确定建筑平面布局的大方案,再结合技术、经济、美观和基地环境等因素综合考虑,来确定具体的设计方案。例如图232a是住宅的功能分析图,根据图中各个部分的关系,确定图232b所示的平面图。
图232住宅的功能分区及平面组合示例
具体在平面组合设计中,可根据建筑物不同的功能特征,从以下四个方面进行分析。
(1)联系与分隔。各功能区之间在使用时都有不同程度的联系或分隔要求。对使用中联系密切的各部分应靠近布置;对使用中没有直接联系又互有干扰的部分应尽可能地隔离布置;对使用中既有联系又有干扰的部分可相近布置,但应有适当的分隔。在建筑物中那些供学习、工作、休息用的主要使用部分希望获得比较安静的环境,因此应与其他使用部分适当分隔。例如中小学教学楼中的教学区与办公区之间,既要求联系方便,又要避免干扰。因此,在进行平面组合时,两部分之间可用门厅、过厅或楼梯来加以联系和分隔。对于使用性质同样属于教学区的普通教室(静区)和音乐教室(闹区),由于音乐教室上课时对普通教室有一定的声响干扰,它们虽属同一个功能区中,但是在平面组合中却又要求有一定的分隔,通常可将闹区布置在教学楼的一侧;或将闹区设置在静区的尽端,但应尽量利用一些不怕干扰的辅助房间(如厕所、盥洗室、储藏室等)或楼梯作隔离屏障;也可将闹区独立布置与主体之外,用连廊联系(见图233)。
图233教学楼的功能关系分析及平面组合
1—普通教室2—办公室3—音乐教室
(2)主次关系。组成建筑物的各个房间,由于其使用性质的不同,相对来说总是有主次之分,如住宅中居室、卧室是主要房间,厨房、浴厕属于次要房间;教学楼中教室是主要房间,办公室属于次要房间;商业建筑中营业大厅为主要房间,管理、办公等属于次要房间。在平面组合时,通常将主要使用房间放在朝向好、比较安静的位置,以取得较好的日照、通风条件;公共活动的主要房间的位置应在出入和疏散方便,人流导向比较明确的部位,如图232b和图233b所示。
(3)内外关系。建筑物中各类房间,有的对外来人流联系比较密切、频繁,有的主要是内部活动或内部工作之间的联系。在进行平面组合时,一般对外联系密切的部分应布置在靠近人流来往、位置明显、出入方便的位置;而对内联系的部分则布置在较隐蔽的部位,并使之靠近内部交通区域。如食堂的餐厅是对外人流量大,应布置在靠近主要道路的明显处,而将厨房、仓库、办公等用房布置在靠内的较隐蔽的位置,其中仓库应靠近次要出入口,使对外联系方便(见图234)。
图234食堂房间的内外关系
(4)使用顺序关系。在建筑物中不同使用性质的房间或各个部分,在使用过程中通常有一定的先后顺序,如医院门诊部就诊流线是挂号、候诊、诊疗、收费到取药;火车站建筑中有问讯、售票、候车、检票、进入站台上车的上车流线,以及由站台经过检票出站的下车流线等,平面组合时要很好地考虑这些前后顺序(见图235)。有些建筑物对房间的使用顺序没有严格的要求,但是也要安排好室内的人流通行面积,尽量避免不必要的往返交叉或相互干扰。
图235某火车站房间的使用顺序
2交通流线的组织交通流线是人或货在建筑物内部各部分之间及建筑物内外之间的流动路线。交通流线的组织直接影响到建筑平面布局,建筑物中各部分的功能关系总是通过交通流线的组织体现出来。设计时,交通流线的组织应主要考虑以下几点。
(1)不同性质的流线应明确分开,避免相互干扰。人的流线可分为公众人员流线和内部工作人员流线,或主要人流线和次要人流线,或进入人流线和外出人流线等。如教学楼中的交通流线可分为学生流线和教师流线,其中学生流线是主要人流线,教师流线是次要人流线,平面组合时,要考虑交通流线的分工、连接或隔离,避免交叉干扰(见图236)。
图236教学楼平面中交通流线分析
(2)流线的组织应符合使用顺序,力求流线简捷明确、通畅、不迂回。同时也应考虑出入口和室外的道路及人流方向流线的组织。
2312结构要求
不同的结构类型对平面组合的限制和要求也不同,因此要根据建筑使用功能要求和内部空间构成特点,选择经济合理的承重结构形式。
民用建筑常用的结构类型有墙承重结构、框架结构、空间结构等。
1墙承重结构目前我国在一般建筑中所采用的墙承重结构形式,多以砖或砌块墙承重及钢筋混凝土梁板系统最为普遍,也称混合结构。这种结构类型,由于墙的间距和位置受板梁的经济跨度的制约,同时也受到刚度、抗震等多方面的限制,为此墙不能自由布置,具有明显的局限性,限制了平面组合的灵活性,一般适用房间不大、层数不高的中小型民用建筑。
墙承重结构分为横墙承重、纵墙承重和混合承重。
横墙承重就是把梁或板搁置在横墙上。优点是横墙较密使横向刚度大,抗震性高,外墙开窗灵活性大,容易组织穿堂风;缺点是开间尺寸不够灵活。
纵墙承重就是把梁或板搁置在纵墙上。优点是建筑物分间灵活,材料用量少;缺点是刚度较差,外墙开窗局限性大。
纵横墙混合承重就是把梁或板同时搁置在纵墙和横墙上。优点是房间布置灵活,整体刚度好;缺点是所用梁、板类型较多,施工较为麻烦。
图237是某办公楼的平面示意图,采用纵横墙混合承重的墙承重结构。
图237采用墙承重的某办公楼平面
墙承重结构对建筑平面组合的要求有以下两个方面。
(1)房间的开间、进深尽量统一,符合板和梁的经济跨度。
(2)为了使墙体传力合理,上下承重墙应尽量对齐,门窗洞口的大小也应有一定的限制。此外,还应尽量避免小房间压在大房间之上。大房间可设在顶层,或附设与主体建筑一侧。
2框架结构框架结构是由梁和柱组成框架共同抵抗所有的荷载,墙体不承重,仅起到围护和分隔作用。为此房间布置比较灵活,利于安排需要较大空间的建筑,同时门窗开设的大小、形状都较自由。框架结构广泛用于住宅、办公楼、图书馆、实验楼、大型商店等建筑。
图238是采用框架结构的某校图书馆平面。
图238采用框架结构的某校图书馆平面
框架结构对建筑平面组合的要求有以下两个方面。
(1)平面组合应尽量使柱网尺寸及梁的跨度符合经济尺度要求,力求做到空间体形的完整性和结构体系的合理性。对于钢筋混凝土框架结构,通常柱网经济尺寸为(6~8)m×(4~6)m。
(2)为保证框架结构的刚性要求,在房屋的端墙和一定的间隔距离内应设置必要的刚性墙。
3空间结构空间结构有折板结构、壳体结构、球形网架结构、悬索结构等多种形式。空间结构的特点是跨度大、自重轻、受力合理、节约材料,并能适应各种不同形状的建筑平面。空间结构一般适用于以大空间为主的建筑,尤其是大空间内不允许有柱子的建筑,如体育馆、影剧院、飞机机库等。图239是各种空间结构示意图。
图239各种空间结构示意
2313设备要求
民用建筑中的设备管线主要包括给排水、空气调节以及电气照明等所需的设备管线,它们都占有一定的空间,在满足使用要求的同时,应尽量将设备管线集中布置,上下各层对齐,方便使用,有利于施工和节约管线。
2314建筑造型要求
建筑物的外部造型是内部空间的反映,内部空间的形式和组合情况必然要影响到建筑体型和立面处理效果。因此,在平面组合设计时,应同时考虑建筑造型要求,力求创造一个良好的建筑形象。
232建筑平面组合形式
平面组合是根据使用功能特点及交通路线的组织,将不同房间组合起来。平面组合一般有如下几种形式。
2321走廊式组合
走廊式组合是以专用的走廊将各个房间联系起来的组合方式,这种组合可分为(单)内廊式、(单)外廊式、双内廊式及双外廊式四种组合方式(见图240)。
图240走道式组合的布置形式
内廊式是沿走道两侧布置房间(见图240b和图240d),这种组合方式平面紧凑,走廊所占面积相对较少,建筑进深大,节省用地,有利于寒冷地区的保温节能,但有一侧房间的朝向较差,两侧房间之间有一定的干扰,走廊较长时,采光通风条件较差。
外廊式是沿走道一侧布置房间,在这种组合方式中,房间朝向采光和通风都比较好,但建筑进深较小,走道所占面积相对较多,占地较大,不够经济,一般在炎热的南方使用较多。
对于规模较大或有特殊要求的建筑,可采用双内廊式(图241)或双外廊式。
图241双内廊式组合示例
2322大厅式组合
大厅式组合是以一个高大公共活动空间为中心,围绕这个中心布置其他房间(见图242),其特点是:主体空间体积巨大、主从分明、人流集中,大空间内使用具有一定的特点(如视听要求)等。大厅式组合多用于体育馆、影剧院等人群比较集中的建筑类型,平面组合时应特别注意交通组织,使人流导向明确、疏散便捷,同时应注意选择经济合理的结构形式。
图242大厅式平面组合(影剧院)
2323单元式组合
单元式组合是将功能上联系密切的几个房间组成为独立的单元,再把若干单元用一定方式连接起来组成一栋建筑。这种组合的最大特点是平面紧凑、功能分区分明,组合布局灵活,易于保持各个单元的相对独立和安静,避免相互干扰,适应不同的地形,广泛用于住宅、幼儿园、学校等建筑组合中。
在单元式组合中,通常将各单元直接毗连在一起(见图243),也可用走道、楼梯或其他过渡空间将各单元连接在一起(见图244)。
图243单元式住宅示例
图244单元式小学教学楼示例
2324套间式组合
套间式组合是将各使用房间相互串联贯通,以保证建筑物中各使用部分的连续性的组合方式,套间式组合可分为串联式和放射式。其特点是交通部分和使用部分组合在一起形成整体,平面紧凑,交通便捷,面积利用率高,适用于火车站、商场、展览馆等建筑(见图245)。
a)串联式组合的展览馆
图245套间式平面组合示例
b)放射式组合的纪念馆
图245(续)
2325混合式组合
混合式组合同时采用两种或两种以上的平面组合方式,多用于有多种功能要求的建筑,如文化馆、展览馆和旅馆等。图246是某自然博物馆建筑平面,办公区采用走廊式组合,展览区采用套间式组合。
图246综合式平面组合
233基地环境对建筑平面组合的影响
任何建筑物都不是孤立存在的,它与周围的建筑物、道路、绿化、建筑小区等密切联系,并受到它们及其他自然条件如地形、地貌等的限制。
2331基地大小、形状和道路走向
基地的大小和形状,对建筑物的平面布局、外轮廓形状和尺寸有极大影响。基地周围的道路布置及人流、车流的主要走向,又是确定建筑平面中出入口和门厅位置的重要因素。在同样能满足使用要求的情况下,建筑功能分区各个部分可采用较为集中紧凑的布置方式,或采用分散的布置方式,这方面除了和气候条件、节约用地以及管道设施等因素有关外,还和基地大小和形状有关。
图 247是不同基地条件的学校教学楼平面布置示意。图247a中的学校基地宽敞,形状规整,对教学楼的限制和约束较少;图247b中的学校基地狭窄,形状也不规整,结合基地条件,形成了两幢平面形状和布局迥然不同的教学楼。
图247不同基地条件的中学教学楼平面布置示意
2332建筑物的朝向和间距
影响建筑物朝向的因素主要有日照和风向。不同季节,太阳的位置、高度都在发生着有规律的变化。根据我国所处的地理位置,建筑物采取南向或南偏东、南偏西向能获得良好的日照。
建筑物的间距要综合考虑日照、防火、使用性质和用地情况等方面的要求,其中日照间距通常是确定建筑物间距的主要因素。建筑物日照间距的要求,是使后排建筑物在底层窗台高度处,保证冬季能有一定的日照时间。房间日照时间的长短,是由房间和太阳相对位置的变化关系决定的,这个相对位置以太阳的高度角和方位角表示(见图248a),它和建筑物所在的地理纬度、建筑方位以及季节、时间有关。通常以当地冬至日正午十二时太阳高度角,作为确定建筑物日照间距的依据(见图248b),日照间距的计算公式为
L=H/tan a
式中L——建筑间距;
H——前排建筑物檐口和后排建筑物底层窗台的高差;
a——冬至日正午的太阳高度角(当建筑物为正南向时)。
在实际建筑总平面设计中,建筑的间距,通常是结合日照间距卫生要求和地区用地情况,做出对建筑间距L和前排建筑的高度H比值的规定,如L/H等于08、12、15等,L/H称为间距系数。
图248日照和建筑物的间距
2333基地的地形条件
在坡地上进行平面组合应依山就势,充分利用地势的变化,减少土方工程量,处理好建筑朝向、道路、排水和景观等要求。坡地建筑主要有平行于等高线和垂直于等高线两种布置方式。当基地坡度小于25%时,建筑物平行于等高线布置,土方量少,造价经济。当基地坡度大于25%时,建筑物采用平行于等高线布置,对朝向、通风采光、排水不利,且土方量大,造价高。因此,宜采用垂直于等高线或斜交于等高线布置(见图249)。
图249建筑物的布置
复习思考题
1平面设计包含哪些基本内容?
2确定房间面积大小时应考虑哪些因素?试举例分析。
3影响房间形状的因素有哪些?试举例说明为什么矩形房间被广泛采用。
4房间尺寸指的是什么?确定房间尺寸应考虑哪些因素?
5如何确定房间门窗数量、面积大小、具体位置?
6辅助使用房间包括哪些房间?厕所的位置及布置应如何考虑?
7交通联系部分包括哪些内容?如何确定楼梯的数量和位置?
8举例说明走道的类型、特点及适用范围。
9什么是功能分析图?
10在平面组合设计中,根据建筑物不同的功能特征一般分析哪些方面?
11走道式、套间式、大厅式、单元式等各种组合形式的特点和适用范围是什么?
实践技能训练
1画出所在教室的平面图,表达出门窗的位置尺寸,并布置出室内的家具。
2对本学校教学楼进行功能分析,画出一层平面简图,并说明房间的组合形式。
第3章
建筑剖面设计
学习目标与技能要求
1熟悉各种房间的高度和剖面形状。
2掌握建筑各部分高度确定。
3了解房屋层数的确定和剖面组合方式。
4了解建筑空间的组合和利用。
5具有识读和设计剖面图的基本能力。
建筑剖面设计是对房屋各部分在垂直方向的组合布局。它的主要内容有:确定房间的剖面形状;各部分的高度;建筑物层数;进行建筑剖面组合并充分利用建筑空间;选择结构、构造方案。建筑平面图表现了空间水平方向的各部分组合关系,剖面图则表现了空间竖直方向的各部分组合关系,因此设计中有些问题需要将平面和剖面结合在一起研究,才能具体确定下来。如平面中房间的分层安排、各层面积大小需要结合剖面中的层数一起考虑;层高与平面中房间的面积大小、进深要结合考虑等。
31房间的剖面形状
房间的剖面形状是根据房间的功能要求,结合结构、施工等技术条件和经济条件,并考虑空间艺术效果来确定。
311使用要求的影响
绝大多数的民用建筑房间的剖面形状多采用矩形,如住宅、学校、办公楼、旅馆、商店等。
对于某些室内人数较多、面积较大、功能上有视听等特殊要求的房间(影剧院的观众厅、体育馆的比赛大厅、教学楼中阶梯教室等)应根据使用功能要求,选择合理的剖面形状。
3111视线要求
为了保证良好的视线质量,即视线无遮挡,可将座位逐排升高,这样就使室内地面按一定的坡度变化升起,地面的坡度形式可按比例绘制的图解方法或计算方法求得。
地面的坡度与设计视点有关,设计视点是划分可见与不可见范围的界限,一般选择在最不利的位置。设计视点越低,地面升起的坡度就越大,而设计视点较高时,地面升起也较平缓(见图31)。
图31设计视点与地面坡度的关系
地面的坡度还与视线升高值有关。设计视点与人眼睛的连线称为设计视线,视线升高值是指后排人的设计视线与前排人的头顶相切或超过时,与前排人的眼睛之间的垂直距离,一般为120mm。设计时,对视线升高值通常有两种标准:一种是每排视线升高值为120mm,视觉条件良好,但地面坡度较大;另一种是隔排视线升高值为120mm,为了避免视线受到遮挡,宜将前后排座位错开布置,其视觉效果也较好,而且地面坡度变缓,采用较多(见图32)。
图32视觉标准与地面坡度的关系
地面的起坡形式有曲线形、直线形、折线形和阶梯形等,一般地面升起的坡度不大时常采用折线形,当坡度大于1∶6时,应采用阶梯形。
3112音质要求
对于剧院、电影院、会堂等建筑,大厅的音质要求对房间剖面影响很大。为了保证室内声场分布均匀,避免声音产生空白区、聚焦和回声等现象,在剖面设计中要注意顶棚的形状。一般情况下,顶棚常向舞台方向倾斜,利用顶棚的反射声来加大后区的声压;凹面易产生聚焦,声场分布不均匀,应尽量避免采用凹曲面。
如图33为观众厅的几种剖面形状示意。其中图33a平顶棚仅适用于容量小的观众厅;图33b舞台区顶棚向舞台方向倾斜,声场分布较均匀;图33c采用波浪形顶棚,反射声能均匀分布到各座位。
图33观众厅的几种剖面形状示意
312结构、材料和施工的影响
矩形的房间剖面形状,不仅能满足房间的普通功能要求,而且具有结构布置简单、施工方便、节省空间等特点,因此,优先考虑采用矩形剖面。但有些大跨度建筑的房间剖面由于结构形式的不同常形成不同于砖混结构的内部空间特征。图34是体育馆的比赛厅中两个不同的结构形式所形成的剖面形状。
图34结构形式对剖面形状的影响
313采光、通风要求的影响
当房间进深不大时,采用侧窗采光和通风;当房间进深较大,侧窗不能满足要求时,常设置各种形式的天窗,形成了各种不同的剖面形状。如展览馆中的陈列室,为使室内照度均匀、稳定、柔和并减轻和消除眩光的影响,避免直射阳光损害陈列品,而且使采光口不占用或少占用陈列墙面,常采用各种形式的采光窗,图35是不同采光方式对剖面形状的影响;食堂的厨房部分,考虑到操作时散发大量的蒸汽、油烟等,常在顶部设置排气窗,形成独特的剖面形状(见图36)。
图35不同采光方式对剖面形状的影响
图36设排气窗的厨房剖面形式
32建筑各部分高度的确定
321房间的净高和层高
房间的净高是指从室内的楼地面到顶棚或下悬构件(如梁、屋架等)底面之间的垂直距离。层高是指该楼地面到上层楼面之间的垂直距离(见图37)。屋顶层的层高应按由楼面到屋顶结构层表面的垂直距离计算。
图37房间的净高和层高
确定房间的净高和层高应主要考虑下列因素。
1人体活动及家具设备的要求房间的净高与人体活动尺度有关,为保证人们的正常活动,通常室内最小净高应使人举手不接触到顶棚为宜,即不宜小于220m(见图38)。
图38房间最小净高
不同类型的房间,由于使用活动特点不同,对房间净高的要求也有所不同。一般情况下,生活起居用房的室内净高可低些,如住宅中起居室和卧室的净高不低于240m,层高宜为280m;工作学习用房的室内净高可适当高一些,如学校教室的净高一般不低于340m;公共活动用房的室内净高宜更高些,如排球比赛厅的室内净高不低于12m。
此外,室内家具设备的配置对有些房间的净高有较大的影响,设计时可根据家具设备的高度及人使用家具设备所需的活动尺寸来确定室内的净高。如采用双层床的宿舍,考虑床的高度及必要的使用尺寸,室内净高不应低于3m(见图39a);医院的手术室,考虑手术台、无影灯高度及手术操作所需的尺寸,室内净高一般为30~32m(见图39c);中学演播室、游泳馆比赛厅的净高应满足相应的要求(见图39b和图39d)。
图39家具设备对房间高度的影响
2采光、通风要求室内天然采光的均匀度除了与开窗的水平位置和宽度有关之外,也与侧窗的竖向位置和高度有直接的关系。由于大多数房间窗台高度在090~100m,因此窗的高度取决于房间的层高。层高大,侧窗的高度大,光线照射深度就大;层高小,侧窗的高度小,光线照射深度就小。对于单侧采光的房间,当窗上口与楼地面的距离超过房间进深的一半时,才能保证室内远离窗户的地方有足够的光线。因此,进深较大的房间,应适当提高窗上沿的高度,这样房间的净高也相应加大。当房间进深过大(超过8m)时,如教室、食堂餐厅,为保证采光均匀度,宜采用双面采光。为防止房间顶部出现暗角,窗上口与顶棚底面的距离不应过大,一般不应大于050m。
一般情况下,提高房间的净高对通风较为有利,但过高会导致散热过多,对寒冷地区冬季保温不利。此外,室内应有足够的空气容量,如中小学教室为3~5m3/人,电影院观众厅为4~5m3/座,一般可根据房间的面积、使用人数和卫生标准来确定符合卫生标准的房间净高。
3室内空间比例要求人们对室内空间的感觉与长、宽、高的比例有关,不同的比例尺度往往产生不同的心理效果。一般认为,大而高的空间可使人产生庄严、博大、宏伟的感觉;小而低的空间则给人亲切、宁静的感觉;宽而低的空间可使人产生广延、开阔的感觉,但过低则会使人感到压抑或沉闷;窄而高的空间给人以向上的感觉,易使人产生兴奋、崇高、激昂的情绪,但过高则会使人感到拘谨。因此应根据房间的功能适当控制尺度的比例,以满足人们精神感受和审美的要求。人们感觉上的空间高低常常是相对的,处理空间比例时,可以借助一些手法来获得满意的空间效果,如房间顶棚的形式、开窗的尺寸会对空间的感觉起修正的作用。如图310所示,对于宽而低的空间,避免产生压抑感,则采用了大片落地窗,给人以提高室内高度的感觉,使房间获得良好的空间比例。
图310用大片落地窗来改变房间的空间比例
4结构和构造要求层高等于房间的净高加上楼板(或屋顶)层厚度,楼板(或屋顶)层厚度与结构形式和构造做法有关。如开间进深较小的房间常采用板式结构,结构层所占厚度较小,层高可小一些;开间进深较大的房间宜采用梁板式结构,结构层厚度较大,使层高相应地加大;对于一些大跨度建筑,多采用空间结构,结构所占厚度会更大;当房间采用吊顶时,层高也应适当加大(见图311)。
图311梁板结构高度对房间高度的影响
5建筑经济要求层高是影响建筑造价和用地的重要因素。在满足上述要求的前提下,适当降低层高可降低自重,改善结构受力情况,降低能耗,节约材料,降低建筑造价。此外,层高降低后,建筑总高度随之降低,从而可缩小建筑物间距,节约用地。
322窗台高度
窗台的高度主要根据房间的使用要求、人体尺度和家具设备的高度来确定。一般用于生活、工作和学习的房间,窗台高度通常为900~1000mm(见图312a);托幼建筑结合儿童尺度,其活动室的窗台高度通常为600~700mm(见图312b);有遮挡视线要求的房间,如浴室、厕所、卫生间等,窗台的高度可适当提高,一般可取1800mm(见图312c);展览建筑中的陈列室,为了消除和减少眩光,并留出展览墙面,常设高侧窗或天窗;另外,为便于观赏室外风景,也可降低窗台高度或采用落地窗,如窗台高度小于500mm时,应有安全防护措施。
图312窗台高度
323室内外地面高差
室内外地面高差应根据通行要求、防水和防潮要求、建筑使用性质和标准、地形及环境条件等因素确定,一般为300~600mm。对于纪念性建筑或一些标准较高的公共建筑常增大室内外高差,采用高的台基和较多的踏步处理,以增强建筑严肃、庄重、雄伟的气氛。山地和坡地建筑物,应结合地形的起伏变化和室外道路布置等因素,综合确定底层地面标高。
33建筑层数的确定
影响建筑的层数的因素较多,主要有建筑的使用要求、建筑技术、环境与规划及建筑防火等。
331使用要求的影响
建筑物的使用性质对房屋的层数有一定要求,如幼托建筑的层数不应超过三层;小学教学楼不应超过四层;中学教学楼不应超过五层。使用人数很多、一大空间为主体的建筑,如体育馆、影剧院等,宜采用低层。
332建筑技术的影响
建筑物采用的结构形式和材料不同,其要求建造的层数也有所不同。如砖混结构,一般适用于六层及六层以下的大量性民用建筑;钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构等适用于高层、超高层及较大空间的建筑(见图313);网架、悬索、薄壳、折板等空间结构适用于低层大跨度的建筑。此外,建筑施工技术水平、施工吊装能力等对确定层数也有一定的影响。
图313高层建筑结构体系
333环境与规划的影响
确定建筑物层数时,应考虑基地的大小、地形、地貌、地质等条件,并使之与周围的建筑物、道路等环境相协调;另外,规划部门从城市整体规划和街区景观的角度考虑,会对城市的各个区域新建房屋的层数都有详细的规定。
334建筑防火的影响
为了保证使用者的人身安全,我国对不同耐火等级的建筑最多层数也有要求。如耐火等级为三级的民用建筑的层数最多不能超过五层。
34建筑剖面组合和建筑空间的利用
341建筑剖面组合
建筑剖面组合是在平面组合的基础上,根据建筑物各部分在竖向的功能使用关系,结合结构、设备、经济、美观等要求,将各个房间沿竖向按一定形式合理地组合在一起。建筑剖面的组合主要有单层剖面组合、多层和高层剖面组合等形式。
3411单层剖面组合
在一些建筑中,人流、货流进出较多,为便于和室外的直接联系,多采用单层组合形式,如车站、影剧院等。有一些建筑物,由于要求顶部自然采光或通风,往往也采用单层组合形式,如展览大厅、食堂等;在农村、山区或用地不紧张的地方,住宅建筑也可采用单层组合形式,图314为一些单层剖面组合形式的实例。单层剖面组合主要有以下几种。
图314单层剖面组合形式
(1)等高组合。房间所需的高度相近时,通常为简化结构、构造及方便施工,可按主要房间所需高度来统一建筑物高度,形成等高的剖面形式。
(2)不等高组合。当房间所需的高度相差较大时,为避免等高处理后造成浪费,可按各房间实际使用所需高度进行组合,形成不等高的剖面形式(见图314a和图314b)。
(3)夹层组合。当各房间所需的高度相差很大时,可将高度小的辅助房间毗连在高度大的主要房间周围,采用多层布置,形成夹层。这种组合方式应处理好辅助空间的采光、通风以及人流交通问题。例如体育馆中的比赛大厅和办公休息等辅助房间的高度相差悬殊,通常结合大厅看台升起的剖面特点,在看台下面和大厅四周布置各种辅助房间,形成夹层(见图315)。
图315夹层组合示例(体育馆)
3412多层和高层剖面组合
根据建筑物的使用要求、节约用地和城市规划等要求,民用建筑大多采用多层和高层。多层剖面适应于有较多相同高度房间的组合,室内交通联系便捷紧凑,垂直方向通过楼梯将各层联成一体。大量的单元式住宅及走道式平面组合的教学楼、办公楼、医院等建筑的剖面,较多采用多层组合方式。一些建筑类型如旅馆、写字楼、住宅等建筑,由于城市用地、规划布局等因素,也有采用高层组合方式。高层组合具有节省用地、标志性强,有利于室外辅助设施和绿化等布置特点,但对结构、建材和设备要求较高,使用及维护费用也高。
多层和高层建筑的剖面组合必须与平面组合结合进行。通常应尽量将同一层平面中所有房间的高度调整一致,采用统一的层高。对高度相差不大的房间,可按该层主要房间所需高度调整一致;高度相差较大的房间,应尽可能安排在不同的楼层上,各层之间采用不同的层高(见图316a),若必须设在同一层而层高又难以调整到同一高度时,可采用不同的层高,局部作错层处理(见图316b)。对少量高度较大的房间,可将其布置在顶层(见图316c),或附设于主体建筑的端部,也可单独设置用连廊与主体建筑连接(见图316d)。
图316多层和高层剖面组合示意
图317所示的教学楼平面方案,其中教室、阅览室、储藏间以及卫生间等房间组合在一起,为此,房间都调整同一高度;平面端部的阶梯教室,它和普通教室的高度相差较大,故采用单层剖面附建于教学楼主体;办公用房与教学用房的高度相差稍大,考虑使用联系要求,两部分组合在同一层不同的平面位置上,各自采用所需的层高,其层高的高差通过踏步解决,这样的空间组合方式,使用上能满足各个房间的要求,也比较经济。
图317教学楼的空间组合关系
1—教室2—阅览室3—储藏室4—卫生间5—阶梯教室6—办公室
各层平面基本形成后,即可进行竖向空间的组合。多层和高层建筑的剖面组合形式主要有以下几种。
1叠加组合叠加组合是指每层内各个房间的高度相同,只有一个层高,各层之间的层高可以相同也可以不同,各层的房间、纵横墙、楼梯、卫生间等上下对应叠加的一种组合形式,如图318所示。这种组合使用方便,结构处理简单,采用较多。
图318叠加剖面组合
在进行建筑剖面组合时,应根据各层平面之间的功能使用关系以及结构、设备等方面的要求,合理地安排各层平面的相对位置。
若建筑各层平面中上下对应的各部分之间功能相同,各层基本上是一个模式,即平面设计中的标准层平面,如住宅、旅店、宿舍等建筑,可按层数将若干个标准层平面叠加即可;当建筑各层之间在功能上有内外关系时如商店、食堂等建筑,经常使用的、人流量大的、对外联系密切的楼层应尽量安排在建筑物的底层或下面几层,不经常使用的、人流量小的以及供内部使用的楼层可安排在顶层或上面几层;对有一定使用顺序的建筑物,如医院门诊部、车站、展览建筑等,应严格按照使用顺序安排各层平面的位置。
另外,各层平面的相对位置,还应使结构及设备管线布置合理。通常将室内有较贵重设备或有给排水、暖通等设备管道的房间所在楼层尽量安排在底层或自底层设起。
有些建筑为了取得丰富多变形象,或适应坡地建设环境,采用层层退台上下错位的叠加组合,形成台阶形的剖面形式。
2错层组合错层组合是指建筑内同层平面中几部分的层高不同,或由于坡地地形的限制,使建筑内同层的楼地面高低错开。利用错层的手法可明显地划分楼层空间和功能分区,合理地组织室内空间,并使建筑较好地适应复杂的地形。错层的高差通常有以下几种方法解决。
(1)利用踏步来解决错层高差。当建筑各层平面内两部分之间的高差较小且层数不多时,可在走道上设少量踏步来连接不同标高的楼地面(见图319)。
(2)利用楼梯来解决错层高差。当建筑见各层平面内两部分之间的高差较大时,可利用楼梯来连接不同标高的楼地面(见图319)。
图319利用踏步和楼梯解决错层高差
(3)利用室外台阶来解决错层高差。通常用于建造在坡地上的建筑物(见图320)。
图320利用室外台阶来解决错层高差
3跃层组合跃层组合主要用于住宅建筑中,即俗称的“楼中楼”。 跃层组合的住宅,其公共走廊每隔1~2层设置一条,每个住户可有前后相通且带高差的一层,或是上下层相通的房间。同层的高差以踏步连接,上下层以户内的小楼梯相连。跃层住宅更好地解决大面积户型的内部功能分区的问题,各住户之间干扰少,但结构和施工比较复杂(见图321)。
图321跃层的内外廊住宅
342建筑空间的利用
建筑空间的利用是指在建筑占地面积和平面布置基本不变且不影响正常使用的条件下,充分利用建筑物内部的空间,来扩大使用面积。室内空间的合理利用,不仅可以增加使用面积、节约投资,如果处理得当还可以改善室内空间比例、丰富室内空间。
3421夹层空间的利用
一些建筑,由于功能要求其主体空间与辅助空间在面积和层高要求上大小不一致,如体育馆比赛大厅、图书馆阅览室、宾馆大厅等,常采用在大厅周围布置夹层空间的方式,以达到充分利用室内空间及丰富室内空间效果的目的(见图322)。
图322夹层空间的利用
3422房间上部空间的利用
在人们室内活动和家具设备布置等必需的空间范围以外,可以充分利用房间内其余部分的空间,如住宅建筑卧室中的吊柜、厨房中的搁板和储物柜等储藏空间(见图323)。一些坡屋顶房屋,充分利用房间内坡屋顶部分的空间,可以扩大室内的实际使用面积。通常在坡屋顶下部布置搁板、阁楼,增大使用空间(见图324)。
图323住宅房间上部空间的利用
图324利用坡屋顶下部空间做阁楼
3423走道及楼梯间的空间利用
由于建筑物整体结构布置的需要,建筑物中的走道,通常和层高较高的房间高度相同,这时走道顶部,可以作为设置通风、照明设备和铺设管线的空间。一般建筑物中,楼梯间的底部和顶部,通常都有可以利用的空间,当楼梯间底层平台下不作出入口用时,平台以下的空间可作储藏或厕所的辅助房间(见图325)。
图325楼梯及走道空间的利用
3424结构空间的利用
在建筑物中,当墙体厚度较大时,可将墙体加以处理,按照空间的大小安置壁龛、窗台柜、暖气片和空调设施等(见图326)。
图326利用墙空间设壁龛、窗台柜
复习思考题
1如何确定房间的剖面形状?试举例说明。
2什么是层高、净高?确定层高与净高应考虑哪些因素?试举例说明。
3确定建筑物的层数应考虑哪些因素?
4建筑空间组合有哪几种处理方式?试举例说明。
5如何解决错层高度?
6建筑空间的利用有哪些处理手法?
实践技能训练
画图说明所在教学楼剖面组合方式及特点;如有错层是怎样解决错层高度的?
1122建筑的物质技术条件
建筑物质技术条件是实现建筑功能的物质基础和技术手段。物质技术条件包括建筑材料、建筑结构、建筑设备和建筑施工等方面的内容。建筑材料和建筑结构是构成建筑空间环境的骨架;建筑设备是保证建筑物达到某种要求的技术条件;建筑施工是实现建筑生产的过程和方法。
由于有了水泥、钢材、混凝土这些建筑材料和相关的结构,才使得今天可以建造一栋栋高楼大厦;由于有了电梯,才解决了高层建筑中的垂直交通方面的难题;也由于有了先进的施工技术和设备,才使得复杂的建筑能够建成。
1123建筑形象
建筑不但要满足人们的各种物质活动要求,还应满足人们的精神和审美要求。建筑形象包括建筑物的体型、内部空间的组合、立面处理、材料的色彩和质感、细部装饰等内容。良好的形象具有一定的感染力,给人以精神上的享受和美好的熏陶。建筑形象并不是单纯的美观问题,它还应该反映时代的生产力水平、文化生活水平、民族特点和地方特征等。
在建筑三要素中,建筑功能是主导因素,它对物质技术条件和建筑形象起决定作用;物质技术条件是实现建筑功能的手段,它对建筑功能和形象有一定的制约作用;建筑形象是建筑功能和物质技术条件的综合表现,但也不是完全服从于建筑功能和物质技术条件的,它有很大的灵活性。可见,建筑三要素之间的关系是辩证统一的关系,它们互相促进、互相制约。
12建筑的分类和分级〖*1〗
121建筑的分类〖*2〗
1211按建筑的使用功能分类
(1)民用建筑。它指供人们居住、生活、工作和学习的房屋和场所。一般可分为居住建筑和公共建筑。
居住建筑是指供人们休息、生活起居所使用的建筑物,如住宅、公寓、宿舍等。
公共建筑是指供人们进行政治、经济、文化科学技术交流活动等所需要的建筑物,如办公、科教、文体、商业、医疗、邮电、广播、交通和其他建筑等。
(2)工业建筑。它指供人们从事工业生产活动的各类建筑,如主要生产厂房、辅助生产厂房、动力用房、运输用房、仓库等。
(3)农业建筑。它指供农牧业生产和加工用的建筑,如饲养场、粮仓、粮食与饲料加工站等。
1212按民用建筑的层数和高度分类
(1)单层建筑。它指单层住宅建筑;建筑高度不大于24m的单层公共建筑。
(2)多层建筑。它指建筑高度不大于27m的住宅建筑;建筑高度大于24m的单层公共建筑或建筑高度不大于24m的公共建筑。
(3)高层建筑。它指建筑高度大于27m的住宅建筑;2层及2层以上、建筑高度大于24m的公共建筑。
(4)超高层建筑。它指建筑高度大于100m的民用建筑。
1213按建筑的规模和数量分类
(1)大量性建筑。它指规模不大,但建造数量多,与人们生活密切相关的建筑,如住宅、中小学校、食堂、中小型医院、中小型影剧院等。
(2)大型性建筑。它指建造于大中城市的体量大而数量少的公共建筑,如大型体育馆(场)、影剧院、航空站、车站等。
1214按结构的承重方式分
(1)砌体结构建筑。它指用叠砌墙体承受楼板及屋顶传来的全部荷载的建筑。这种结构一般用于多层民用建筑。
(2)框架结构建筑。它指由钢筋混凝土或钢材制作的梁、板、柱形成的骨架来承担荷载的建筑。墙体只起围护和分隔作用。这种结构可用于多层和高层建筑中。
(3)剪力墙结构建筑。它指由纵、横向钢筋混凝土墙组成的结构来承受荷载的建筑。这种结构多用于高层住宅、旅馆等建筑中。
(4)空间结构建筑。它指横向跨越30m以上空间的各类结构形式的建筑。在这类结构中,屋盖可采用悬索、网架、拱、薄壳等结构形式,多用于体育馆、大型火车站、航空港等公共建筑。
122建筑的分级
建筑物按耐久年限和耐火性能可分为不同的建筑等级。建筑等级是建筑投资、建筑设计和结构构件选材的重要依据。
1221按耐久年限分级
以建筑主体结构的正常使用年限分为以下四级:
一级:耐久年限100年以上,适用于重要和高层建筑。
二级:耐久年限50~100年,适用于一般性建筑。
三级:耐久年限25~50年,适用于次要建筑。
四级:耐久年限15年以下,适用于临时性建筑。
1222按耐火性能分级
建筑物的耐火等级是根据房屋的主要构件的燃烧性能和耐火极限来确定的。我国现行《建筑设计防火规范》GB50016-2006规定:民用建筑的耐火等级应分为一、二、三、四级。不同耐火等级建筑物相应构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表11的规定。
表11建筑物构件的燃烧性能和耐火极限(h)
名称耐火等级
构件一级二级三级四级
墙
防火墙不燃烧体
300不燃烧体
300不燃烧体
300不燃烧体
300
承重墙不燃烧体
300不燃烧体
250不燃烧体
200难燃烧体
050
非承重外墙不燃烧体
100不燃烧体
100不燃烧体
050燃烧体
楼梯间的墙
电梯井的墙
住宅单元之间的墙
住宅分户墙不燃烧体
200不燃烧体
200不燃烧体
150难燃烧体
050
疏散走道两侧的隔墙不燃烧体
100不燃烧体
100不燃烧体
050难燃烧体
025
房间隔墙不燃烧体
075不燃烧体
050难燃烧体
050难燃烧体
025
柱不燃烧体
300不燃烧体
250不燃烧体
200难燃烧体
050
梁不燃烧体
200不燃烧体
150不燃烧体
100难燃烧体
050
楼板不燃烧体
150不燃烧体
100不燃烧体
050燃烧体
屋顶承重构件不燃烧体
150不燃烧体
100燃烧体燃烧体
疏散楼梯不燃烧体
150不燃烧体
100不燃烧体
050燃烧体
吊顶(包括吊顶搁栅)不燃烧体
025难燃烧体
025难燃烧体
015燃烧体
(1)燃烧性能。它是指建筑构件在明火或高温作用下燃烧与否及燃烧的难易程度。分为非燃烧体、难燃烧体和燃烧体。
1)非燃烧体。它是指用非燃烧材料做成的构件,如砖、石、混凝土等天然或人工的无机矿物材料和金属材料。
2)难燃烧体。它是指用难燃烧材料做成的构件,或用燃烧材料做成而用非燃烧材料做保护层的构件,如沥青混凝土、水泥石棉板、板条抹灰等。
3)燃烧体。它是指用燃烧材料做成的构件,如木材、纸板、纤维板等。
(2)耐火极限。它是指对任一建筑构件按时间—温度标准曲线进行耐火试验,从受到火的作用起,到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间,用h(小时)表示。
13建筑设计的内容和程序
一项建筑工程从立项到建成使用,一般包括可行性研究、编制工程设计任务书、选择建设用地、设计、施工、竣工验收及交付使用等几个阶段。设计工作即建筑工程设计是其中比较关键的环节,具有较强的政策性、技术性和综合性。通过建筑工程设计这个环节,把计划任务书中的文字资料编制成或表达成一套完整的施工图设计文件,作为施工的依据。
131建筑设计的内容
从广义上讲,建筑设计是指设计一个建筑物或一个建筑群体所要做的全部工作,即建筑工程设计。通常所说的建筑设计是指建筑学范围内的工作。
建筑工程设计包括建筑设计、结构设计、设备设计三个方面的内容。
(1)建筑设计。它主要是根据建设单位提供的设计任务书,在满足总体规划的前提下,对基地环境、建筑功能、结构类型、施工技术、经济及美观等方面进行全面的分析,在此基础上提出建筑设计方案,再进一步深化为施工图设计,最终设计的建筑物满足适用、经济、美观的要求。建筑设计在整个建筑工程设计中起着主导和先行作用,一般是由注册建筑师来完成的。
(2)结构设计。它是在建筑设计的基础上选择结构方案,进行结构布置、结构计算与构件设计等,完成建筑工程的“骨架”设计,最后绘出结构施工图,一般是由注册结构工程师来完成的。
(3)设备设计。它包括建筑给排水、采暖通风、电气照明、通信、燃气、动力等专业方面的设计,最后完成相应专业的施工图设计,一般是由各专业的注册工程师来完成的。
132建筑设计的程序
一项建筑工程的建筑设计工作具体可以通过以下几个步骤完成。
1321建筑设计前的准备工作
1接受任务,核实必要文件
(1)主管部门的批文。上级主管部门的正式批文应明确建设任务的使用要求、建筑面积、单方造价、投资总额等问题。
(2)城建部门同意设计的批文。城市建设部门的正式批文应明确同意设计的用地范围(常用红线划定),标明该地段周围道路等的规划意图,提出城镇建设对该建筑的设计要求以及其他有关问题等。
2熟悉设计任务书
设计任务书一般是由建设单位或开发商提供,它包括以下几个方面的内容。
(1)建设项目总要求和建造目的。
(2)建筑物的具体使用要求、建筑面积、装修标准以及各类用途房间之间的面积分配。
(3)建筑项目的总投资和单方造价、土建费用、房屋设备费用以及道路等室外的设施费用。
(4)建筑基地范围、大小、周围原有建筑、道路、地段环境的描述,并附有地形测量图。
(5)供电、供水、采暖、空调等设备方面的要求,并附有水源、电源接用许可文件。
(6)设计期限和项目的建设进度要求。
3收集必要的设计原始数据
(1)气象资料。它包括建筑项目所在地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向和风速以及冻土深度等。
(2)基地地形及地质水文资料。它包括基地地形、标高、土壤种类及承载力、地下水位以及地震烈度等。
(3)水电等设备管线资料。它包括基地地下的给水、排水、电缆等管线布置以及基地上架空线等供电线路情况。
(4)设计项目的有关定额指标。它如面积定额指标、用地定额指标、用材定额指标等。
4设计前的调查研究
(1)建筑物的使用要求。在了解建设单位对建筑物使用要求的基础上,走访、参观、查阅同类建筑物的实际使用情况,通过分析和研究,借鉴并吸取经验,使设计更加合理与完善。
(2)建筑材料供应和结构、施工等技术条件。了解当地建筑材料的特性、价格、品种、规格和施工单位的技术力量和起重运输条件等。
(3)基地踏勘。根据城建部门划定的设计项目所在地的位置,进行现场踏勘,深入了解基地和周围环境的现状及历史沿革,核对已有资料与基地现状是否符合。通过建设基地的形状、方位、面积以及周围建筑、道路、绿化等多方面的因素,考虑建筑的位置、形状和总平面布局。
(4)当地传统的风俗习惯。了解当地传统的建筑形式、文化传统、生活习惯、风土人情以及建筑上的习惯做法,作为建筑设计的参考和借鉴,创造出当地群众喜闻乐见的建筑形式。
1322编制设计文件
对于小型和技术要求简单的建筑工程,建筑设计过程一般划分为两个阶段,即初步设计(或扩大初步设计)和施工图设计;而对于重大项目或技术较复杂的建筑,在两阶段设计之间还有一个技术设计阶段,以深入协调各工种之间的技术问题,因此,又称三阶段设计。
1初步设计初步设计是建筑设计的第一阶段,设计人员提出设计方案,并进行方案的比较和优化,确定较为理想的方案,在征得建设单位同意后,报建设管理部门审查批准,批准通过后方为实施方案。
初步设计成果包括设计图纸资料及设计文字资料两部分。
(1)设计图纸资料。
1)建筑总平面图。表示出用地范围,标出建筑物在基地上的位置、大小、层数及设计标高,标明道路及绿化布置,绘出指北针及风向频率玫瑰图。常用比例为1∶500、1∶1000。
2)建筑各层平面图。确定房间的大小和形状,确定房间与房间以及室内与室外空间之间的分隔与联系方式和平面布局,标注建筑物各主要控制尺寸,注明房间的名称。常用比例为1∶100和1∶200。
3)建筑剖面图。确定房间各部分高度和空间比例,考虑垂面方向空间组合和利用,选择适当的剖面形式,进行垂直交通和采光通风等方面的设计。比例同平面图。
4)建筑立面图。综合考虑建筑物内部空间形象、外部体形组合、立面构图以及材料质感、色彩的处理等。比例同平面图。
5)效果图。大型民用建筑及重要工程,还需绘制和制作彩色透视图、鸟瞰图或模型。
(2)设计文字资料。
1)设计说明书。它由建筑设计总说明和各专业设计说明书组成。其内容包括工程设计的依据与要求、方案构思与特点、主要技术经济指标、建筑装修、建筑防火、其他各专业对必要问题的阐述说明。
2)主要材料及设备表。
3)工程概算书。它包括建筑物投资估算、主要材料用量及单位消耗量。
2技术设计技术设计是初步设计的深化阶段,它进一步决定初步设计所采取的重大技术方案,协调各专业工种之间的矛盾,妥善解决各种技术问题,并编制修正总概算。技术设计的图纸和文件除与初步设计大致相同外,还应更详细些,如局部尺寸关系、具体做法、各技术工种之间的矛盾解决方法以及结构设备设计图、说明书、计算书。
对不太复杂的一般建筑工程,技术设计阶段可以省去,一部分工作可纳入初步设计,另一部分可留待施工图设计阶段进行。承担了一部分技术设计任务的初步设计称为扩大初步设计,简称“扩初设计”。对重大的、技术复杂的工程,技术设计报有关部门审批下达后,可作为施工准备、材料设备订货、施工图设计以及基建拨款的依据文件。
3施工图设计施工图设计是建筑设计的最后阶段,它是在上级主管部门审批同意后的初步设计或技术设计的基础上进行的。施工图设计原则是满足施工要求,解决施工中的技术措施、用料及具体做法。要求设计图纸全面具体、准确无误。施工图是设计单位提交给建设单位的最终成果,是施工单位进行施工的依据。
建筑施工图设计成果包括如下几方面的内容。
1)设计说明书。它的内容包括建设地点、建筑面积、建筑用地、主要结构选型、抗震设防烈度、相对标高、绝对标高、室内外装饰做法以及用料等。
2)总平面图。标明测量及场地施工的坐标网、坐标值;详细标明建筑物、建筑物的定位施工坐标和相互关系尺寸、室内设计标高及层数;道路、绿化等位置与尺寸,标明指北针及风玫瑰图。常用比例为1∶500和1∶1000。
3)各层平面图。详细标注建筑各部位的详细尺寸、固定设备的位置与尺寸、标注门窗位置及编号、门的开启方向、房间名称、室内外地面标高、楼层标高、剖切线及编号(一般只注在底屋平面)、节点详图或详图索引号、指北针。常用比例为1∶100和1∶200。
4)剖面图。选择层高不同、层数不同、最有代表性的部位进行剖视,要求注明墙柱轴线及编号,剖视方向可见的所有建筑配件的内容,标明建筑配件的高度尺寸及相应标高、室内外设计标高。比例同平面图。
5)立面图。一般各个方向的立面图均应绘出。标出建筑物两端轴线的编号,建筑物各部位材料做法与色彩或节点详图索引,标注剖面图上表示不出的各部位的标高和高度。比例同平面图。
6)详图。上述图样中未能表示清楚的一些局部构造、建筑装饰做法应专门绘制详图,标注该构件细部尺寸以及详细做法,如檐口、墙身等。常用比例为1∶1、1∶5、1∶10和1∶20。
7)各专业项配套的施工图及相关的说明书、计算书。
8)工程预算书。
14建筑设计的要求和依据
141建筑设计的要求
1411满足建筑功能要求
满足建筑物的功能要求,为人们的生产和生活活动创造良好的环境,是建筑设计的首要任务。例如设计学校的教学楼,首先要考虑满足教学活动的需要,教室应布置合理,具有良好的采光通风,同时还要合理安排教师的办公室、卫生间和储藏用房等,使各类房间动静分离、互不干扰。
1412采用合理的技术措施
根据建筑空间组合的特点,选择合理的结构体系、建筑材料和施工技术,使房屋坚固耐久、建造方便。例如近年来,我国建造的一些体量较大的体育馆,由于屋顶采用钢网架空间结构和整体提升的施工方法,节省了建筑物的用钢量,提高了施工速度。
1413具有良好的经济效果
建造房屋需要耗费大量的人力、物力和资金,在房屋设计中切实做到根据投资的可能性选用合适的建筑材料和建造方法,要因地制宜、就地取材,使房屋设计的使用要求和技术措施与相应的造价、建筑标准统一起来。
1414考虑建筑美观要求
建筑物是社会的物质和文化财富,它在满足使用要求的同时,还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求,考虑建筑物所赋予人们精神上的感受。
1415符合总体规划要求
单体建筑是总体规划中的组成部分,单体建筑应符合总体规划提出的要求。建筑物的设计,还要充分考虑和周围环境的关系,例如原有建筑的状况、道路的走向、基地面积大小以及绿化等方面和拟建建筑物的关系。新设计的单体建筑,应使所在基地形成协调的室外空间组合,良好的室外环境。
142建筑设计的依据
1421人体和家具设备所需的空间尺度
1人体及人体活动的空间尺度这是确定建筑各种空间尺度的基本依据。建筑空间主要是由人体空间、活动空间构成的,有时还要考虑心理空间的需要。我国成年男子和成年女子的平均高度分别为1670mm和1560mm,人体尺度和人体活动所需的空间尺度如图11所示。
图11人体尺度和人体活动所需的空间尺度
2家具设备尺寸和使用它们所需的空间尺度这是确定房间面积、尺寸及形状的重要依据。常见家具和设备尺寸如图12所示。
图12常见家具和设备尺寸
1422自然条件
1气象条件气象条件包括建设地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等,是解决建筑的保温、隔热、通风、防水等问题的重要依据,对建筑设计有较大的影响。例如寒冷地区的建筑应当考虑保温、防风沙等问题;炎热地区的建筑则应当考虑隔热、通风等问题;日照和风向是影响建筑物间距和朝向的主要因素等。
图13是我国部分城市的风向频率玫瑰图。风向频率玫瑰图俗称风向图,是在8个或16个罗盘方位上,根据某一地区多年平均统计各个方向吹风次数的百分数值,按比例绘制的图形。图上所表示的风的吹向,是指从外面吹向地区中心。
2地形、地质及地震烈度基地地形平缓或起伏、基地的地质构成、地基承载力的大小,对建筑物的平面组合、结构布置、建筑构造处理和建筑体型都有明显的影响。
对于地震有两个基本概念,即震级和烈度。震级反映地震释放的能量大小,它是用“级”来表示的。烈度是表示地面及建筑物受到地震影响和破坏的程度,它是用“度”来表示的,一次地震只有一个震级,而烈度则各地不同,距离地震中心区越近,地震烈度越大,破坏也越大。地震烈度共划分12度,在烈度6度以下的地区,一般不考虑抗震措施;超过9度的地区,一般应避免建造房屋;6~9度地区的建筑必须进行抗震设防。抗震设防需按国家标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》及《中国地震烈度区规划图》的规定。
3水文条件水文条件包括地下水的性质和地下水位的高低等,直接影响到建筑物的基础和地下室的防潮、防水和防腐等构造处理。
图13我国部分城市的风向频率玫瑰图
1423国家及地区制定的各种规范及标准
1建筑设计规范建筑设计标准规范是设计者必须遵守的准则和规定,这对保证工程质量和安全,降低工程造价,缩短工期,节能、节水、节材、节地,促进技术进步等方面起到了显著的作用。例如防火规范、采光设计标准、住宅设计规范等。特别是《工程建设标准强制性条文》(房屋建筑部分)2009版,是直接涉及工程质量、安全、卫生及环境保护等方面的工程建设标准强制性条文,是参与建设活动各方执行工程建设强制性标准的依据。随着建筑活动的发展和深化,建筑设计规范需要不断修订和更新。
工程建设的标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。国家标准指在全国范围内需要统一或国家需要控制的工程建设技术要求所制定的标准,如《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)、《住宅建筑规范》(GB50368-2005)等。行业标准指没有国家标准,而又需要在全国某个行业内统一的技术要求所制定的标准,如《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2004)等。地方标准指对没有国家标准、行业标准,而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一的技术要求所制定的标准,如《辽宁省民用建筑太阳能热水系统一体化技术规程》就是辽宁省工程建设地方标准。企业标准指对企业范围内需要协调、统一的技术要求、管理要求和工作要求所制定的标准,是企业组织生产和经营活动的依据。
2建筑模数协调统一标准为了保证建筑设计、构件生产以及施工等方面的尺寸协调,从而提高建筑工业化的水平,降低造价并提高房屋设计和建造的质量与速度,在建筑设计中应遵守《建筑模数协调统一标准》(GBJ2-86)的有关规定。
(1)建筑模数。建筑模数是选定的标准尺度单位,作为建筑物、建筑构配件、建筑制品以及有关设备尺寸相互间协调的基础。
1)基本模数。基本模数是建筑模数协调统一标准中的基本尺寸单位,数值规定为100 mm,表示符号为M,即1M=100mm。基本模数数列主要用于建筑物的层高、门窗洞口和构配件的截面等处。
2)扩大模数。扩大模数为基本模数的整数倍,分为水平扩大模数和竖向扩大模数。
水平扩大模数的基数为3M、6M、12M、15M、30M、60M,其相应的尺寸分别为300mm、600mm、1200mm、1500mm、3000mm、6000mm。水平扩大模数数列主要用于建筑物的开间或柱距、进深或跨度、构配件尺寸和门窗洞口等处。
竖向扩大模数的基数为3M和6M,其相应的尺寸分别为300 mm和600 mm。竖向扩大模数数列主要用于建筑物的高度、层高和门窗洞口等处。
3)分模数。分模数为整数除基本模数。分模数的基数为1/10M、1/5M、1/2M,其相应的尺寸分别为10mm、20mm、50mm。分模数数列主要用于构件之间缝隙、构造节点和构配件的截面等处。
(2)几种尺寸及其关系为保证设计、生产、施工各阶段建筑制品、构配件等有关尺寸间的统一与协调,在建筑模数协调中把尺寸分为标志尺寸、构造尺寸和实际尺寸。
1)标志尺寸。标志尺寸应符合模数数列的规定,用以标注建筑物定位轴线的距离,以及建筑构配件、建筑组合件、建筑制品以及有关设备界限之间的尺寸。
2)构造尺寸。构造尺寸是建筑构配件、建筑组合件、建筑制品的设计尺寸。一般情况下,构造尺寸﹢缝隙尺寸=标志尺寸(见图14)。
图14几种尺寸的关系
3)实际尺寸。实际尺寸是建筑构配件、建筑组合件、建筑制品等生产制成后的实有尺寸。实际尺寸与构造尺寸的差数应符合建筑公差的规定。
143民用建筑定位轴线
定位轴线是用来确定房屋主要结构或构件的位置和标志尺寸的基准线,是施工中定位、放线的重要依据。它用于建筑物平面上的称平面定位轴线;用于建筑物高度方面上的称竖向定位轴线。
确定建筑定位轴线的原则是:在满足建筑使用功能的前提下统一与简化结构或构件的尺寸和节点构造,减少构件规格类型,提高预制构件互换性和通用性,满足建筑工业化生产要求。
定位轴线应用细点画线绘制。定位轴线一般应编号,编号应注写在轴线端部的圆内。圆应用细实线绘制,直径为8~10mm。定位轴线圆的圆心,应在定位轴线的延长线上或延长线的折线上。
1431平面定位轴线
1平面定位轴线及编号横向定位轴线用阿拉伯数字从左至右顺序编写;纵向定位轴线用大写的拉丁字母从下至上顺序编写,其中O、I、Z不用,复杂图形可分区编号(见图15)。
图15定位轴线编号
2平面定位轴线的标定
(1)砖混结构建筑的定位轴线(见图16)。
1)承重内墙的顶层墙身中线应与平面定位轴线相重合。
2)承重外墙的顶层墙身内缘与平面定位轴线的距离应为120mm。
3)非承重墙除可按承重内墙或外墙的规定定位外,还可使墙身内缘与平面定位轴线相重合。
图16砖混结构建筑的定位轴线
(2)框架结构建筑的定位轴线。框架结构中柱的定位轴线一般与柱的中心线重合(见图17a);对于边柱的定位轴线还可在柱外边缘或相偏离柱的中心线(见图17b和图17c)。
图17框架结构柱的定位轴线
1432标高及构件的竖向定位
1标高的种类及关系
绝对标高:又称绝对高程或海拔高度。
相对标高:根据工程需要而自行选定的基准面。
建筑标高:楼地层装修面层的标高。
结构标高:楼地层结构表面的标高。
2建筑构件的竖向定位
(1)楼(地)面竖向定位应与楼(地)面面层上表面重合,即建筑标高(见图18a)。
(2)屋面竖向定位应为屋面结构层上表面与距墙内缘120mm处(或与墙内缘重合处)的外墙定位轴线的相交处,即结构标高(见图18b)。
(3)门窗洞口的竖向定位与洞口结构层表面重合,为结构标高(见图18a和图18b)。
图18建筑构件的竖向定位
复习思考题
1建筑的含义是什么?构成建筑的基本要素是什么?
2建筑按层数和高度分哪几类?
3什么叫构件的耐火极限?建筑物的耐火等级是根据什么确定的?
4建筑物的耐久等级分为几级?各适用于什么范围的建筑?
5建筑工程设计包括哪几个方面的内容?
6建筑设计一般分为哪几个阶段?
7简要说明建筑设计的要求及主要依据。
8什么是基本模数、扩大模数和分模数?
9在建筑模数协调统一标准中规定了哪几种尺寸?它们的关系如何?
实践技能训练
1观察校内的几个主要建筑,按照其使用功能、层数和高度、结构的承重方式等进行建筑的分类。
2图示砖混结构建筑的定位轴线及框架建筑的柱定位轴线。
3图示建筑构件的竖向定位。
第2章
建筑平面设计
学习目标与技能要求
1了解建筑设计的内容、程序和依据。
2熟悉民用建筑平面、剖面、立面设计的原理和方法。
3具有识读建筑平面图、剖面图和立面图的基本能力。
建筑是一个三维空间,为了全面反映建筑物内部空间组合和外部形象,通常由建筑的平面图、立面图、剖面图和细部节点详图等工程图综合表达。一幢建筑物的平面图、立面图、剖面图,是对这幢建筑物在不同方向的外形及剖切面的投影,三者之间既联系密切又互相制约。
建筑平面图是表示建筑物各部分在水平方向的组合关系,通常较为集中地反映建筑功能方面的问题,对一些剖面关系比较简单的建筑,它们的平面图基本上反映空间组合的主要内容。因此,在进行建筑设计时,总是先从平面入手。但在平面设计中,始终要考虑建筑整体空间组合效果,紧密联系建筑剖面和立面,分析剖面、立面的可能性和合理性,反复修改平面,不断优化方案。
各种不同类型的民用建筑,从组成平面各部分的使用性质来分析,主要可以分为使用部分和交通联系部分两大类。
使用部分又称房间,根据其使用情况的不同又分为主要房间和辅助房间。主要房间是直接供人们进行生活、工作学习和公共活动的用房,如住宅中的卧室、起居室,学校中的教室、实验室,影剧院的观众厅等。辅助房间是为保证基本的使用目的而需要的附属用房,如住宅中的厨房、卫生间,公共建筑中的厕所、储藏室及设备用房等。
交通联系部分是指在建筑物中用于联系各个房间之间、楼层之间、室内与室外之间的联系、通行部分,如走道、门厅、过厅、楼梯间、电梯间、坡道等。
平面设计的内容包括:
(1)单个房间的平面设计。
(2)门厅、走廊、楼梯等交通部分的设计。
(3)平面组合设计。
21使用部分的平面设计
建筑平面中各个主要房间和辅助房间时建筑平面组合的基本单元。合理设计好单个房间,作为下一步综合分析诸多因素进行建筑平面和空间组合的基本依据之一。
211主要房间的平面设计
从主要房间的功能要求来分类,主要有:
(1)生活用房间:住宅的起居室、卧室、宿舍和宾馆的客房等。
(2)工作、学习用房间:各类建筑中的办公室、值班室;学校中的教室、实验室等。
(3)公共活动房间:商场的营业厅;剧院、电影院及体育馆的观众厅等。
一般情况下,生活、工作、学习用的房间要求安静,少干扰,并且具有良好的朝向;公共活动房间的主要特点是人流量较大且人流集中,因此人流的疏散问题较为突出,同时也要根据使用特点组织好室内人们活动面积和通行面积。
主要房间的平面设计是在整体建筑合理而适用的基础上,根据房间的功能要求,考虑技术、经济、美观等方面的可行性和合理性,确定房间的面积、形状和尺寸以及门窗的大小和位置。
2111房间的面积
1房间的面积组成房间是供一定数量人在内部活动及布置家具设备的,为此,房间内部的面积,根据它们的使用特点可分为家具设备占用的面积、使用活动面积以及交通面积三部分组成的。
图21a和图21b分别为教室和卧室的房间面积分析示意图。实际中,室内使用面积和交通面积有可能是重合或互换的,但这并不影响对使用房间面积的基本确定。
图21房间面积分析示意
2房间的面积确定从房间面积的组成中可以看出,房间面积的大小与房间的使用活动特点、使用人数的多少以及家具设备的配置等因素有关。
确定房间面积时,首先要考虑房间的使用活动特点和使用人数的多少。使用活动特点不同的房间,对面积有不同的要求,例如卧室,根据休息的特点,房间的面积相对较小;一间教室,考虑教学活动的要求,面积就需要大些。而使用活动特点相同的房间,则面积往往取决于使用人数的多少。如《住宅设计规范》(GB50096-2011)中对卧室的使用面积规定:双人卧室不应小于9m2;单人卧室不应小于5m2。再如中学普通教室,根据规范,教室面积定额一般不小于112m2/人,如果每个班要求容纳50人,则教室的面积计算如下:112m2/人×50人=56m2;电影院观众厅面积定额一般为07m2/人,如容纳1000人,观众厅的面积大约为700m2。而对于使用人数不固定的房间(如商店营业厅中顾客的人数,展览馆中参观的人数等),任务书及面积指标定额也未加限定,通常在设计时对已建的同类型、规模相近的建筑调查研究,掌握实际使用的一些规律,细致分析房间的使用功能,结合经济性要求,确定出合理的房间面积。
为了满足使用要求,房间内部通常都要布置家具设备,可以根据这些家具设备的尺寸、数量确定所占的面积;同时还要考虑人们使用家具设备时所需的活动面积,这部分面积的确定与人体活动的基本尺度有关。如图22所示是卧室、教室以及商店营业厅中,人们使用各种家具时,家具近旁必要的尺寸举例。
图22家具使用时所需尺寸
确定房间面积还要考虑经济条件及相应的建筑标准。功能对房间的面积大小有一定的规律性,根据使用要求确定的房间面积,通常有一个比较适当的范围,在这一范围内的面积选取,主要取决于建筑标准。例如住宅中的居室为了满足基本使用要求,面积一般不应小于10m2。10m2或略高于10m2的居室,仅能满足基本的生活起居要求,适用于低标准的住宅;而高标准住宅,居室除了保证基本功能外,还应达到更好的舒适程度,其面积要远超过10m2。
在实际设计工作中,可根据使用人数的多少和有关建筑设计规范规定的面积定额指标,结合工程实际情况和建筑标准,来确定房间的面积。
2112房间的形状
民用建筑常见的房间形状有矩形、方形、多边形、圆形或不规则的图形等。在确定房间形状时,应综合考虑房间的使用活动特点、家具设备布置和采光、通风等使用要求,结构和施工等技术条件,平面组合的灵活性,经济条件及美观等多方面因素,选择合适的房间形状。
一般使用功能的房间,如住宅中的居室、办公楼中的办公室、学校中的普通教室、旅馆中的客房等,功能特点对其平面形状并无严格要求,这些房间宜选择矩形平面,因为这种平面体型简单,墙体平直,便于布置家具,充分利用室内有效面积,有较大的灵活性;结构布置简单,便于施工;便于统一开间、进深,有利于平面及空间的组合。
有些房间在同样能满足使用功能要求时,除了矩形平面外,也可以采用其他形式,以中小学校的普通教室为例,根据功能要求,应保证教室有良好的视听条件,课桌椅应布置在规定的视角和视距范围内,避免出现过偏过远的座位,规范规定:最后一排座位距黑板的距离应不大于85m,前排与黑板水平距离不宜小于20m;前排边座与黑板远端夹角控制在不小于30°,且必须注意从左侧采光。通常教室采用矩形平面,也可以采用方形及六角形等(见图23)。方形教室进深加大,在布置座位时,为满足水平视角要求,教室前部两侧不能布置座椅;同时从教室需要有足够和均匀天然采光来分析,由于方形教室进深大,要求房间两侧都能开窗采光,或采用侧光和顶光相结合;方形教室开间变小,缩短了最后一排的视距,视听条件有所改善。六边形教室的座位排列灵活,视听效果较好,但学生人数相同时,所需房间面积较大;由于墙之间的夹角不是垂直角,增加了施工和构件统一的难度,平面组合的灵活性也较差。
图23教室的平面形式及课桌椅布置
对一些有特殊使用功能和视听要求的房间,如观众厅、杂技场、体育馆等房间,它们的形状首先应满足房间功能要求,如杂技场常采用圆形或椭圆形平面以满足马戏表演时便于马儿能沿着弧线奔跑。
影剧院的观众厅的几种典型平面形状如图24所示,观众厅是容纳人数较多的室内大空间,有视听方面的功能要求,其平面形状是影响视觉质量和音质效果的主要因素之一。矩形平面的结构简单,跨度不大时声场分布比较均匀,适合于中小型观众厅;钟形平面是矩形平面的一种改进形式,分布比较均匀,减少了偏座,并可适当增加视距较远的正座,是大中型观众厅常用的平面形状;扇形平面可容纳较多的观众,但偏远座位相对较多,适应于大中型观众厅;六角形平面声场分布均匀,减少了偏座,改善了视觉质量,但容量也相对减少,使用与对视听要求较高的中小型观众厅;曲线形平面有马蹄形、卵形、椭圆形、圆形等,这类平面具有较好的视角和视距,但音质方面处理麻烦,易产生声音沿边反射、聚焦、声场分布不均匀的问题,因此很少采用。
图24观众厅的平面形状
房间形状的确定,不仅仅取决于功能、结构和施工条件,也要考虑空间艺术效果,结合基地环境,使其形状有不同的变化,具有独特的风格,增强建筑艺术感染力。
2113房间的平面尺寸
对常用的矩形平面,房间平面尺寸常采用开间和进深表示。开间是指房间在建筑外立面上所占宽度,通常是房间两相邻横墙横向定位轴线之间的距离。进深是指垂直于开间的房间深度尺寸,通常是房间两相邻纵墙纵向定位轴线之间的距离。
确定房间平面尺寸应考虑以下几个方面内容。
(1)满足家具设备布置及人们活动要求。如住宅的主卧室为了考虑睡眠休息的特点,一般应布置床、床头柜、衣柜等家具。卧室的尺寸主要考虑床的布置,为了使床布置灵活,即在两个方向都能够安放,主卧室的净宽应大于床的长度加门的宽度,故开间不宜小于330m。考虑布置两张床(即双人床和小孩床)的可能性,主卧室的净长应大于一张双人床的宽度加一张单人床的长度再加一个床头柜的宽度,故进深不宜小于420m。次卧室考虑床竖放以后能开一扇门或床头柜,开间尺寸不宜小于270m,如门在横墙开设时,开间尺寸可小些,但也不能小于210m,进深方向应考虑床位之外再加上一个学习桌,进深尺寸不宜小于33m。常见卧室的尺寸如图25所示。住宅设计中卧室的常见尺寸如下。主卧室的开间为:33m、36m、39m,进深为:42m、45m、48m、51m;次卧室的开间为:24m、27m、30m,进深为:27m、30m、36m、39m。
图25卧室的开间和进深
(2)满足良好视听要求。有的房间如教室、会堂、观众厅的平面尺寸除了满足家具设备布置及人们的活动要求外,还应保证具有良好的视听条件。如中学普通教室的课桌椅的布置方式主要是根据使用特点和视听要求确定,满足规范要求的视距及和视角等各项标准和教室的面积指标,并考虑结构占用的面积以及模数协调的要求,教室的常用尺寸如图26所示。
图26中学矩形教室平面尺寸
(3)良好的天然采光。一般的房间需要有良好的天然采光,采光方式常采用单侧或双侧采光,而房间的进深要受到采光的限制,为了保证室内采光的要求,一般单侧采光时进深不大于窗上口至地面距离的2倍,双侧采光时进深可比单侧采光时增大一倍,如图27所示。
图27采光方式对房间进深的影响
(4)经济合理的结构布置。一般民用建筑常采用墙体承重的梁板式结构和框架结构体系。房间的开间、进深尺寸应尽量使构件标准化,使梁板构件符合经济跨度要求,所以较经济的开间尺寸不大于400m,钢筋混凝土梁较经济的跨度不大于900m。
(5)符合建筑模数协调统一标准的要求。按照建筑模数协调统一标准规定,房间的开间和进深一般以3M为模数,特殊情况下可以1M为模数。如住宅中卧室开间和进深尺寸为33m×48m,楼梯间开间尺寸常取270m,也可以采用260m。
确定房间的长、宽尺寸还应考虑它们之间的比例是否妥当。一般来说,过于狭长的房间空间感觉不好,长宽比最好控制在15∶1为好,也可以参考黄金分割比例。
2114房间门窗的设置
房间平面设计中,门窗的数量大小位置和开启方式是否合理,对房间的使用效果也有较大影响;同时窗的尺寸、形式等对建筑立面设计关系极为密切,门窗的宽度在平面中表示,高度在剖面中确定,窗和外门形式在立面中看到全貌,因此在平面、立面、剖面的设计过程中门窗的设置需要多方面综合考虑,反复推敲。
1房间门的设置门的主要作用是联系和分隔室内外的空间,也可以兼作通风、采光之用。门的设置对人流活动、家具布置、内部空间使用及安全疏散等有着较大的影响。
(1)门的宽度。门的宽度应满足人流通行、家具设备搬运以及防火等要求。
人流股数直接影响到门的宽度。单股人流通行所需宽度一般不小于550mm,一个人侧身通过的宽度一般为300mm。因此,门的净宽,在单股人流通行时不小于550mm;两股人流通行时不小于1100mm;三股人流通行时不小于1650mm。
对于通行人数不多的房间,门的宽度可按单股人流考虑,一般为700~1000mm,公共建筑的房间如教室、宿舍、客房、办公室的房门多为1000mm宽;通行人数较多时,如会议室、大教室等,可按两股人流考虑,一般为1200~1500mm;通行人数很多时,如建筑的主要出入口的门厅,可按三股或以上人流考虑,一般不小于1800mm。
有些房间的门,尽管供少量人流通行,但要有较大家具设备出入,这时门的宽度要适当加大,如住宅卧室、起居室的门宽考虑携带东西出入和搬运床、柜等家具,其宽度不应小于900mm,住宅其他位置的门宽如表21所示;医院病房的门,考虑手推车或担架出入,其净宽不应小于1100mm,如图28所示。
表21 住宅门洞最小尺寸(m)
类别洞口宽度洞口高度类别洞口宽度洞口高度
公用外门120200厨房门080200
户(套)门100200卫生间门070200
起居室(厅)门090200阳台门(单扇)070200
卧室门090200
一些人流大量集中的公共活动房间,如体育馆、影剧院和礼堂的观众厅等,门的宽度及门的总宽度主要取决于紧急情况发生时人流能否及时疏散,确定时应符合《建筑设计防火规范》中的有关规定,规范规定安全出口和疏散门的净宽度不应小于090m。
门扇的数量与门洞尺寸有关,一般 1000mm 以下的作单扇门,1200~1800mm 的作双扇门,1800mm以上的不少于四扇门。门扇通常等宽的,对有特殊要求的房间,可以采用不等宽双扇门,如医院的病房常采用1200mm的不等宽双扇门,平时通行可只打开较宽的单扇,当通过病人手推车或担架时,两扇可同时开启。
图28家具设备的搬运对门宽的影响
(2)门的数量。门的数量根据房间人数的多少、面积的大小以及疏散方便等因素决定。房间门按《建筑设计防火规范》GB50016-2006的规定来确定。
1)公共建筑和通廊式非住宅类居住建筑中各房间疏散门的数量应经计算确定且不应少于2 个,该房间相邻2 个疏散门最近边缘之间的水平距离不应小于50m。当符合下列条件之一时,可设置1个:房间位于2 个安全出口之间,且建筑面积小于等于120m2,疏散门的净宽度不小于09m;除托儿所、幼儿园、老年人建筑外,房间位于走道尽端,且由房间内任一点到疏散门的直线距离小于等于150m,其疏散门的净宽度不小于14m;歌舞娱乐放映游艺场所内建筑面积小于等于50m2 的房间。
2)剧院、电影院和礼堂的观众厅,其疏散门的数量应经计算确定,且不应少于2 个。每个疏散门的平均疏散人数不应超过250 人;当容纳人数超过2000 人时,其超过2000 人的部分,每个疏散门的平均疏散人数不应超过400 人。
3)体育馆的观众厅,其疏散门的数量应经计算确定,且不应少于2 个,每个疏散门的平均疏散人数不宜超过400~700 人。
(3)门的位置。确定门的位置应主要考虑家具设备布置、交通流线的组织、安全疏散以及室内自然通风等方面的要求。
对于面积大、人流量多的房间(如影剧院的观众厅),门的位置主要考虑通行简捷和疏散安全,通常门应布置于走道尽端,并应均匀分布在房间四周,便于紧急状态的人流疏散(见图29a)。
对面积小、人数较少,只需设置一个门的房间,门的位置应主要考虑家具设备的布置,一般情况下,为了保留较完整的墙面来布置家具,门通常设在端部,如卧室、客房、办公室等房间的门;但集体宿舍的门常设在中间,以便于四张床位的布置(见图29b和图29c)。
图29家具布置对门位置的影响
当较小房间中,门的数量超过一个时,门的位置应考虑缩短室内交通路线,流线简捷,并尽可能留有便于靠墙布置家具的墙面。图210是起居室门的位置比较,可以看出,图210b图中门的位置比图210a图中的要好些,交通路线短,家具布置也紧凑。
图210起居室门的位置比较
(4)门的开启方式。门的开启方式有普通平开门、弹簧门、转门、推拉门、折叠门以及卷帘门等,在民用建筑中使用最普遍的是普通平开门。民用建筑的疏散用门应采用平开门,不应采用推拉门、卷帘门、吊门、转门。平开门分为内开和外开,对人数较少的房间,一般门宜向内开启,以避免妨碍门外走道或其他空间的使用,如普通教室、办公室、卧室、病房等;对使用人数较多、面积较大的房间,如观众厅、大会议室、合班教室等,为便于人流疏散,门应向外开启。规范规定:民用建筑的疏散用门应向疏散方向开启;人数不超过60 人的房间且每樘门的平均疏散人数不超过30人时,其门的开启方向不限。
对有防风沙、保温要求或人员出入频繁的房间,可以采用转门或弹簧门;为确保安全,对幼儿园建筑不宜采用弹簧门。
当房间几个门的位置比较集中时,应注意协调门的开启方向,避免门相互“打架”(见图211)。
图211门的相互位置关系
2房间窗的设置窗的主要作用是采光和通风,同时也有围护、分隔和眺望作用。窗的设置对室内的采光和通风以及建筑立面构图等有着较大的影响。
(1)窗的面积。窗的面积大小主要取决于房间的采光要求。不同的建筑空间为了保证室内的明亮程度,照度标准是不一样的。在建筑方案设计中常采用窗地面积比来初步确定窗的面积大小。窗地面积比就是房间窗洞口面积与该房间地面面积之比,简称窗地比。侧窗离地面高度在080m以下的部分不应计入有效采光面积;窗上部有效宽度超过1m以上的外廊、阳台等外挑遮挡物,其有效采光面积可按窗面积的70%计算;当平天窗采光时,其有效采光面积可按侧窗面积的250倍计算。
对于采光要求较高的房间,应根据采光标准及采光系数标准值通过计算来确定窗的面积。表22是《建筑采光设计标准》(GB/T 50033-2001)中对部分民用建筑采用侧面采光时房间的窗地比和采光系数最低值的规定。
表22房间的窗地比和采光系数最低值
建筑类型房间名称采光系数最低值(%)窗 地 比
住宅
卧室、起居室、书房11/7
卫生间、餐厅、楼梯间、过厅051/12
学 校教室、阶梯教室、实验室、报告厅21/5
办公室
设计室、绘图室31/35
办公室、会议室、视屏工作室21/5
医院
诊室、药房、治疗室、化验室21/5
候诊室、挂号处、病房、医护办公室11/7
图书馆
阅览室、开架书库21/5
目录室、陈列室11/7
在确定窗的面积大小时,还应考虑通风要求、气候条件、立面效果和经济等因素,如炎热地区,可适当加大窗的面积,以便获得良好的通风效果;寒冷地区,考虑保温和节能要求,应控制窗的面积。有时为了取得良好的立面形象,窗的面积在满足采光要求基础上可作适当调整。
(2)窗的位置。房间窗的位置应使室内照度均匀,尽量避免产生暗角和眩光,也要考虑室内家具布置的灵活性。例如学校的教室,为了使室内光线均匀,窗宜沿墙均匀布置,窗间墙的宽度不应大于1200mm,以免产生暗角;为了避免黑板上产生眩光,靠近黑板处的窗间墙也不宜过小,一般不小于800mm(见图212)。
图212教室窗的位置
同时,窗的位置还要考虑与门的位置相互配合,有利于自然通风组织。通常门窗宜在房间两侧相对布置,以便组织穿堂风,使室内空气流动通畅(见图213)。
窗是建筑立面上的主要构件,窗的位置影响到立面处理的效果。同时还应考虑到结构的可行性和合理性。
图213门窗平面位置对气流组织的影响
212辅助房间的平面设计
辅助房间主要指厕所、盥洗室、浴室、卫生间和厨房等,是建筑物中不可缺少的服务性房间,如果设计不合理,将影响到整个建筑的使用功能。辅助房间的设计原理和方法与主要房间的设计原理基本相同,所不同的是辅助房间内的设备对房间的大小和形式影响更大。
2121公共卫生用房的平面设计
公共卫生用房主要包括厕所、盥洗室和浴室等。这些房间可以单独设置,也可毗连布置,形成既分割又有联系的公共卫生间,通常设在宿舍、教学楼、公寓、招待所、医院等建筑内,如图214 所示。
图214公共卫生间布置示例
1厕所设计
(1)卫生设备及数量。厕所卫生设备主要有大便器、小便器、洗手盆、污水池等,设备及尺寸如图215所示。
图215厕所卫生间设备及尺寸
卫生设备的数量主要取决于使用人数、使用对象、使用特点。一般民用建筑每一个卫生器具可供使用的人数可参考表23,具体设计中可按此表并结合调查研究最后确定其数量。
表23部分建筑类型厕所设备个数参考指标
建筑类型男小便器
(人/个)男大便器
(人/个)女大便器
(人/个)洗手盆或水龙头
(人/个)男女比例备 注
小学404020901∶1
中学505025901∶1
办公楼40302040按实际情况
宿舍每15人或不足15人设1个8人以下设1个;超过8人时,每增加15人或不足15人增设1个6人以下设1个;超过6人时,每增加12人或不足12人增设1个
5人以下设1个;超过5人时,每增加10人或不足10人增设1个1∶1
火车站8080401507∶3
商场50100506个大便位设一个1∶1
(2)卫生设备的布置。卫生设备布置时,要根据设备的类型和数量,考虑使用和管道布置等方面的要求。通常沿横墙并排布置,女厕大便器有单排和双排布置两种形式,男厕小便器宜布置在离门较近的地方,如图216所示。
图216厕所卫生设备布置及所需尺寸
(3)厕所的位置及布置。厕所应设前室,并设置双重门,以利于隐蔽和改善卫生条件。前室的深度应不小于15~20m,洗手盆和污水池通常设置在前室。当厕所面积小,不可能布置前室时,应注意门的开启方向,使厕所蹲位及小便器处于隐蔽位置,如图217所示。
图217厕所平面布置示例
厕所应布置在建筑物中既隐蔽又使用方便的位置,宜与走道、楼梯、大厅等交通部分相联系,如布置在建筑物的转角处、走道的端部、靠近楼梯或出入口位置等。大量人群使用的厕所,应有天然采光与自然通风,可布置在朝向较差的位置;少数人使用的厕所允许间接采光,但必须有排气设施。厕所位置应有利于节省管道,减少立管并靠近室外给排水管道;同层平面中男、女厕所最好并排布置,避免管道分散;多层建筑中应尽可能把厕所布置在上下相对应的位置。
2盥洗室、浴室设计盥洗室主要卫生设备有洗脸盆或盥洗槽,浴室主要卫生设备有淋浴器,公共浴室还有更衣室,其中主要设备有挂衣钩、衣柜、更衣凳等。设计时可根据使用人数确定卫生器具的数量,同时结合设备尺寸及人体活动所需的空间尺寸进行布置。图218、图219分别是洗脸盆、淋浴器的布置及所需尺寸。
图218洗脸盆布置及所需尺寸
2122专用卫生间设计
专用卫生间使用人数少,面积小,常用于住宅、宾馆和标准较高的病房等。专用卫生间一般包括洗手盆、浴缸和大便器(见图220),设计应注意使用方便,并注意洁污分开。专用卫生间面积比较小,一般都布置在所服务房间的附近或位于剩余空间,因此,采光和通风往往比较困难,也更应该给予重视,目前,专用卫生间多设置通风井和管道井。
图219淋浴器布置及所需尺寸
图220专用卫生间布置示例
2123厨房设计
这里所说的厨房是指住宅、公寓内的专用厨房。一般家用厨房内的主要设备有炉灶、橱柜、案台和洗涤池等。
厨房设计首先应便于操作使用,其次要处理好通风(排烟)、采光,还要考虑如何有效利用空间等问题。厨房内炉灶和案台最好能布置在靠窗的地方,以便炒菜、切菜时方便操作和从窗口排除油烟,烟囱和管道等位置要方便恰当。
厨房的工艺流程包括准备→洗涤→调理→烹饪→配餐等程序。厨房的平面布置类型有单排、双排、L形、U形等几种(见图221)。
图221厨房的布置形式
22交通联系部分平面设计
一幢建筑物除了有满足使用功能的各种房间外,还需要有交通联系部分把各个房间之间以及室内外之间联系起来。建筑物内部的交通联系部分包括:水平交通空间——走道;垂直交通空间——楼梯、电梯、自动扶梯、坡道;交通枢纽空间——门厅、过厅等。
交通联系部分的设计应做到交通路线简捷明确,人流通畅,联系通行方便;紧急疏散时迅速安全;在满足以上要求的前提下,应尽量减少交通面积,以提高空间的利用率;同时综合考虑空间造型问题。
221走廊
走廊又称走道。走道的主要功能是交通联系,即联系建筑物同层内的各个房间,有的走道还兼有其他功能,成为多功能综合使用的走道。
走道设计的主要问题是解决好宽度、长度、采光、通风等问题。
2211走道宽度
走道宽度主要是满足人流安全疏散、家具设备的通行及防火等要求,此外应考虑走道是否兼做其他使用功能等问题。
走道的宽度可根据人体活动尺寸和通行人流的股数确定。其净宽一般不小于两股人流通行,通常单股人流的宽度为按550~600mm,则两股人流通行时走道净宽不小于1100mm;使用人数多的走道,应考虑三股人流通行,其净宽不小于1650mm。供少数人使用的走道,其宽度也可按单股人流考虑。
走道的宽度应满足防火要求,保证紧急情况下人流疏散。表24是《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)中有关学校、商店、办公楼等民用建筑的走道、楼梯及首层疏散外门的净宽度指标。
表24走道、楼梯、外门的净宽度指标(单位:m/100人)
耐火等级
层数一、二级三 级四 级
一、二层065075100
三 层075100—
≥四 层100125—
对于兼有其他功能的走道,应在满足通行和防火要求的基础上,考虑附属功能要求及使用要求,适当增加宽度。如学校教学楼中的走廊,兼有学生课间休息活动的功能;医院门诊部分的走廊,兼有病人候诊的功能等(见图222)。此外,走道的宽度还与走道两侧门的开启方向、走道的布置方式等因素有关(见图223)。
图222兼有候诊功能的医院走道宽度
图223门的开启方向对走道宽度的影响
一般走道的常用宽度如下:
住宅:内走道18~21m;外走道12~15m。
办公楼:内走道21~24m;外走道15~18m。
教学楼:内走道24~3m;外走道12~15m。
医院:内走道18~3m;外走道18~21m。
2212走道的长度
走道的长度与建筑物的使用要求、平面布局、防火、采光以及安全疏散有关。按照《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)中的规定,房间疏散门至最近安全出口的最大距离(见图224),应控制在安全疏散的规范限度以内(见表25)。
图224走道长度的控制
表25直接通向疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的最大距离(单位:m)
名称
位于两个安全出口之间的疏散门L1位于袋形走道两侧或尽端的疏散门L2
耐火等级耐火等级
一、二级三级四级一、二级三级四级
托儿所、幼儿园250200—200150—
医院、疗养院350300—200150—
学校350300—220200—
其他民用建筑400350250220200150
建筑内的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、营业厅和阅览室等,其室内任何一点至最近安全出口的直线距离不宜大于300m
2213走道的采光和通风
单面走道易获得良好的采光通风效果,而中间走道的采光和通风则需要采取相应的措施予以解决,如在走道两端设窗、走道两侧墙上设高窗、设置玻璃隔断或门上设亮子进行采光和通风;利用门厅、过厅及开敞的楼梯间来采光;当走廊较长时,在中段适当部位增设采光口或用人工照明进行采光。
222楼梯和坡道
楼梯是建筑中使用最普遍的垂直交通工具。楼梯平面设计的主要任务是依据房屋的使用要求、建筑防火和安全疏散要求,选择楼梯的形式,确定楼梯的尺度、位置和数量。楼梯的有关尺度确定详见93节的内容。
2221楼梯的形式及楼梯间的形式
楼梯的常见形式有直跑楼梯、双跑平行楼梯、三跑楼梯、转角楼梯、双分式楼梯、剪刀式楼梯等(见图225)。应根据建筑功能、使用特点及人流通行情况选择适当的楼梯形式。直跑楼梯具有方向单一,贯通空间的特点,给人以挺拔和庄重感,具有强烈的导向性,常用于层高较低的建筑或在公共建筑门厅的主轴线上。双跑平行楼梯面积紧凑,使用方便,是最常用的楼梯形式之一。三跑楼梯造型别致,但梯井较大,适合层高较高且楼梯间进深不大的建筑。转角楼梯开敞,不对称,常布置在不对称的门厅内。双分式楼梯、剪刀式楼梯适合人流量较大的建筑。此外,造型要求较高时,可采用弧形楼梯和螺旋楼梯等。
图225楼梯的基本形式
楼梯间的形式主要有开敞式、封闭式和防烟式楼梯间等(见图226)。开敞式楼梯间是指楼梯的楼层平台与走廊、门厅或室外直接相连,没有构件分隔;封闭式楼梯间是指楼层平台与走廊、门厅或室外之间有阻挡烟气的双向弹簧门;防烟式楼梯间是指在楼梯间入口处设有防烟前室或设专供排烟用的阳台、凹廊等,且通向前室和楼梯间的门为乙级防火门。多层民用建筑常采用开敞式楼梯间,高层及防火要求较高的多层公共建筑应根据防火规范的要求设置封闭式和防烟式楼梯间。
图226楼梯间的形式
2222楼梯的数量和位置
楼梯的数量主要根据使用性质、使用人数和防火规范来确定。通常公共建筑至少设两部或两部以上楼梯。当符合表26的规定时,可设一部楼梯。
表26设置一部疏散楼梯的条件
耐火等级层数每层最大建筑面积(m2)人数
一、二级
三级
四级
二、三层
二、三层
二层
500
200
200
第二层和第三层人数之和不超过100人
第二层和第三层人数之和不超过50人
第二层不超过30人
根据负担的人流多少,楼梯分为主要楼梯、次要楼梯和辅助楼梯。主要楼梯应位于主要入口附近或直接布置在主门厅内,人流组织简捷,导向明确。次要楼梯常布置在次要入口附近,或建筑物的转折和交接处。楼梯间通常布置在建筑物朝向较差的一面或建筑物的转角处,但应有良好的自然采光(见图227)。
图227某医院建筑中楼弱点的位置
楼梯的数量和位置还应符合防火规范中对楼梯和远离房间的最大距离限制的规定(可参见表25)。
垂直交通联系部分除楼梯外,还有坡道、电梯和自动扶梯等。室内坡道的特点是行走比较省力,通行人流的能力几乎与平地相当,但它所占面积比楼梯大得多。常用于医院、幼儿园、体育馆、火车站等场所。电梯通常使用在多层或高层建筑中,一些有特殊使用要求的建筑如医院也常采用。自动扶梯适用于人流频繁而连续的大型公共建筑中,如商场、展览馆、火车站、地铁站等建筑。
223门厅
门厅是建筑物主要出入口处内外过渡、人流集散的交通枢纽。有些公共建筑的门厅还兼作其他用途,如旅馆的门厅往往有接待、登记、会客、休息、小卖部等功能;医院的门厅则常设挂号、咨询、收费、取药等功能;有的门厅还兼有展览陈列等使用要求。
2231门厅的宽度和面积
为了保证门厅接纳和分配人流时交通畅通,门厅必须具有足够的宽度和面积。门厅对外出入口的总宽度应不小于通向该门厅的过道、楼梯宽度的总和,人流比较集中的公共建筑,门厅对外出入口的宽度,一般按每100人600mm计算。
门厅面积主要根据建筑的使用性质、规模以及质量标准等确定。一般民用建筑的门厅面积可参考有关定额指标(见表27)。对于兼有其他功能的门厅,还应根据实际使用要求相应地增加面积。
表27部分建筑门厅面积设计参考指标
建 筑 名 称面 积 定 额备注
中 小 学006~008m2/生
食堂008~018m2/座包括洗手间、小卖部
城市综合医院11m2/日·百人次包括衣帽间和问讯处
旅馆02~05m2/床
电 影 院01~05m2/观众
2232门厅的布置方式
门厅的布置方式有对称式和非对称式两种。对称式门厅有明显的轴线,一般将门厅和楼梯布置在主轴线上,走道对称布置在门厅轴线的两侧,具有强烈的导向性,营造出严肃庄严的气氛(见图228a)。非对称式门厅没有明显的轴线,门厅内的布置比较灵活,楼电梯可布置在门厅的任意位置,室内空间富有变化(见图228b), 但导向功能不能忽视,可以利用空间的高矮、墙面的明暗、地面升降等手法强调空间的方向感,这种布置比较容易营造亲切温馨的氛围。
图228门厅的平面布置形式
2233门厅的设计要求
门厅设计应注意以下几个方面的要求。
(1)门厅在平面布局中的位置应明显突出,通常应面向主要道路,以方便人流出入,并成为整个建筑平面构图的中心。
(2)门厅具有良好疏散能力,布置时应做到导向明确,交通路线的组织要简捷醒目,避免或减少人流路线的交叉干扰。对一些兼有其他使用要求的门厅,在各使用部分应留有必要活动面积,防止交通堵塞。图229所示门诊所和旅馆的门厅中,分别在挂号、药房和接待处留有必要的活动余地,使这些活动部分和厅内的交通路线尽少干扰。
(3)门厅应有适宜的空间比例关系和尺度,同时处理好天然采光的问题,以获得良好的视觉效果。在现代建筑设计中常采用在入口立面或中庭等位置引入一定的自然光线,避免厅内外有过大的明暗反差,使得入口明暗、敞闭过渡自然,创造出明亮、宽敞、舒适的气氛。
图229兼有其他使用要求的门厅平面布置
224过厅
过厅通常设置在走廊与走廊之间或走廊和楼梯的连接处,它起到交通路线的转折和过渡的作用,有时为了改善走廊的采光和通风条件,也可以在走廊中部设置过厅(见图230)。
图230建筑平面中的过厅布置
23建筑平面组合设计
建筑平面组合设计就是将各个房间和交通联系部分在水平方向上相互联系和结合,组成一个有机的建筑整体。
建筑平面组合时应考虑基地环境、建筑功能、建筑美观、物质技术以及经济条件等多种因素。在组合时应抓住主要矛盾,分析、综合各种要素,反复推敲,做出合理的布局。
231建筑平面组合的设计要求
2311功能要求
1功能分区及功能分析建筑物内部通常有许多功能相同或不同的房间,这些房间之间或多或少都有一定的功能联系,房间之间的功能联系将直接影响到整个建筑的布局,在进行平面组合设计时,为了把握大的布局方向,使建筑整体布局功能合理,应首先将各个房间按其使用性质以及联系的紧密程度进行功能分区,把它们分成若干相对独立的功能区域,从而把众多的房间分成较为简单的若干功能区。这样在设计时可根据各分区部分之间的功能关系进行布置,先确定大的平面布局,然后具体到各功能区内进行房间的细致安排,避免因大的功能关系不合理而造成返工。
进行功能分区时通常将使用性质相同或相近、联系紧密的房间组合在一起,形成相对独立的一个功能区。如幼儿园建筑可分为生活区、服务区、活动区、供应区等,如图231所示。对于房间类型和数量较少、功能关系比较简单明确的建筑,可直接按房间类型进行功能分区。如住宅可分为卧室、起居室(厅)、厨房、餐厅、卫生间等功能区。
图231某幼儿园一层平面及功能分区示意
1—活动室2—卧室3—盥洗室4—衣帽间5—音体室6—值班室
7—办公室8—医务室9—厨房10—洗衣间
分析各分区部分之间的功能关系时,常借助于功能分析图来进行。功能分析图是用图框的形式来表示功能分区以及各分区之间的功能关系和使用顺序。各功能区可用方块或圆圈表示,其大小应有区别,以表现出各功能区的重要程度和大小,但不必成比例。用不同线型按其功能关系把各部分连接起来,线型的粗细表示联系密切的程度及流线流量的大小,还可用箭头表示活动的方向和程度。功能分析图是进行组合设计时借用的一种思路和方法,但不是建筑物的平面布置图。借助于功能分析图可以确定建筑平面布局的大方案,再结合技术、经济、美观和基地环境等因素综合考虑,来确定具体的设计方案。例如图232a是住宅的功能分析图,根据图中各个部分的关系,确定图232b所示的平面图。
图232住宅的功能分区及平面组合示例
具体在平面组合设计中,可根据建筑物不同的功能特征,从以下四个方面进行分析。
(1)联系与分隔。各功能区之间在使用时都有不同程度的联系或分隔要求。对使用中联系密切的各部分应靠近布置;对使用中没有直接联系又互有干扰的部分应尽可能地隔离布置;对使用中既有联系又有干扰的部分可相近布置,但应有适当的分隔。在建筑物中那些供学习、工作、休息用的主要使用部分希望获得比较安静的环境,因此应与其他使用部分适当分隔。例如中小学教学楼中的教学区与办公区之间,既要求联系方便,又要避免干扰。因此,在进行平面组合时,两部分之间可用门厅、过厅或楼梯来加以联系和分隔。对于使用性质同样属于教学区的普通教室(静区)和音乐教室(闹区),由于音乐教室上课时对普通教室有一定的声响干扰,它们虽属同一个功能区中,但是在平面组合中却又要求有一定的分隔,通常可将闹区布置在教学楼的一侧;或将闹区设置在静区的尽端,但应尽量利用一些不怕干扰的辅助房间(如厕所、盥洗室、储藏室等)或楼梯作隔离屏障;也可将闹区独立布置与主体之外,用连廊联系(见图233)。
图233教学楼的功能关系分析及平面组合
1—普通教室2—办公室3—音乐教室
(2)主次关系。组成建筑物的各个房间,由于其使用性质的不同,相对来说总是有主次之分,如住宅中居室、卧室是主要房间,厨房、浴厕属于次要房间;教学楼中教室是主要房间,办公室属于次要房间;商业建筑中营业大厅为主要房间,管理、办公等属于次要房间。在平面组合时,通常将主要使用房间放在朝向好、比较安静的位置,以取得较好的日照、通风条件;公共活动的主要房间的位置应在出入和疏散方便,人流导向比较明确的部位,如图232b和图233b所示。
(3)内外关系。建筑物中各类房间,有的对外来人流联系比较密切、频繁,有的主要是内部活动或内部工作之间的联系。在进行平面组合时,一般对外联系密切的部分应布置在靠近人流来往、位置明显、出入方便的位置;而对内联系的部分则布置在较隐蔽的部位,并使之靠近内部交通区域。如食堂的餐厅是对外人流量大,应布置在靠近主要道路的明显处,而将厨房、仓库、办公等用房布置在靠内的较隐蔽的位置,其中仓库应靠近次要出入口,使对外联系方便(见图234)。
图234食堂房间的内外关系
(4)使用顺序关系。在建筑物中不同使用性质的房间或各个部分,在使用过程中通常有一定的先后顺序,如医院门诊部就诊流线是挂号、候诊、诊疗、收费到取药;火车站建筑中有问讯、售票、候车、检票、进入站台上车的上车流线,以及由站台经过检票出站的下车流线等,平面组合时要很好地考虑这些前后顺序(见图235)。有些建筑物对房间的使用顺序没有严格的要求,但是也要安排好室内的人流通行面积,尽量避免不必要的往返交叉或相互干扰。
图235某火车站房间的使用顺序
2交通流线的组织交通流线是人或货在建筑物内部各部分之间及建筑物内外之间的流动路线。交通流线的组织直接影响到建筑平面布局,建筑物中各部分的功能关系总是通过交通流线的组织体现出来。设计时,交通流线的组织应主要考虑以下几点。
(1)不同性质的流线应明确分开,避免相互干扰。人的流线可分为公众人员流线和内部工作人员流线,或主要人流线和次要人流线,或进入人流线和外出人流线等。如教学楼中的交通流线可分为学生流线和教师流线,其中学生流线是主要人流线,教师流线是次要人流线,平面组合时,要考虑交通流线的分工、连接或隔离,避免交叉干扰(见图236)。
图236教学楼平面中交通流线分析
(2)流线的组织应符合使用顺序,力求流线简捷明确、通畅、不迂回。同时也应考虑出入口和室外的道路及人流方向流线的组织。
2312结构要求
不同的结构类型对平面组合的限制和要求也不同,因此要根据建筑使用功能要求和内部空间构成特点,选择经济合理的承重结构形式。
民用建筑常用的结构类型有墙承重结构、框架结构、空间结构等。
1墙承重结构目前我国在一般建筑中所采用的墙承重结构形式,多以砖或砌块墙承重及钢筋混凝土梁板系统最为普遍,也称混合结构。这种结构类型,由于墙的间距和位置受板梁的经济跨度的制约,同时也受到刚度、抗震等多方面的限制,为此墙不能自由布置,具有明显的局限性,限制了平面组合的灵活性,一般适用房间不大、层数不高的中小型民用建筑。
墙承重结构分为横墙承重、纵墙承重和混合承重。
横墙承重就是把梁或板搁置在横墙上。优点是横墙较密使横向刚度大,抗震性高,外墙开窗灵活性大,容易组织穿堂风;缺点是开间尺寸不够灵活。
纵墙承重就是把梁或板搁置在纵墙上。优点是建筑物分间灵活,材料用量少;缺点是刚度较差,外墙开窗局限性大。
纵横墙混合承重就是把梁或板同时搁置在纵墙和横墙上。优点是房间布置灵活,整体刚度好;缺点是所用梁、板类型较多,施工较为麻烦。
图237是某办公楼的平面示意图,采用纵横墙混合承重的墙承重结构。
图237采用墙承重的某办公楼平面
墙承重结构对建筑平面组合的要求有以下两个方面。
(1)房间的开间、进深尽量统一,符合板和梁的经济跨度。
(2)为了使墙体传力合理,上下承重墙应尽量对齐,门窗洞口的大小也应有一定的限制。此外,还应尽量避免小房间压在大房间之上。大房间可设在顶层,或附设与主体建筑一侧。
2框架结构框架结构是由梁和柱组成框架共同抵抗所有的荷载,墙体不承重,仅起到围护和分隔作用。为此房间布置比较灵活,利于安排需要较大空间的建筑,同时门窗开设的大小、形状都较自由。框架结构广泛用于住宅、办公楼、图书馆、实验楼、大型商店等建筑。
图238是采用框架结构的某校图书馆平面。
图238采用框架结构的某校图书馆平面
框架结构对建筑平面组合的要求有以下两个方面。
(1)平面组合应尽量使柱网尺寸及梁的跨度符合经济尺度要求,力求做到空间体形的完整性和结构体系的合理性。对于钢筋混凝土框架结构,通常柱网经济尺寸为(6~8)m×(4~6)m。
(2)为保证框架结构的刚性要求,在房屋的端墙和一定的间隔距离内应设置必要的刚性墙。
3空间结构空间结构有折板结构、壳体结构、球形网架结构、悬索结构等多种形式。空间结构的特点是跨度大、自重轻、受力合理、节约材料,并能适应各种不同形状的建筑平面。空间结构一般适用于以大空间为主的建筑,尤其是大空间内不允许有柱子的建筑,如体育馆、影剧院、飞机机库等。图239是各种空间结构示意图。
图239各种空间结构示意
2313设备要求
民用建筑中的设备管线主要包括给排水、空气调节以及电气照明等所需的设备管线,它们都占有一定的空间,在满足使用要求的同时,应尽量将设备管线集中布置,上下各层对齐,方便使用,有利于施工和节约管线。
2314建筑造型要求
建筑物的外部造型是内部空间的反映,内部空间的形式和组合情况必然要影响到建筑体型和立面处理效果。因此,在平面组合设计时,应同时考虑建筑造型要求,力求创造一个良好的建筑形象。
232建筑平面组合形式
平面组合是根据使用功能特点及交通路线的组织,将不同房间组合起来。平面组合一般有如下几种形式。
2321走廊式组合
走廊式组合是以专用的走廊将各个房间联系起来的组合方式,这种组合可分为(单)内廊式、(单)外廊式、双内廊式及双外廊式四种组合方式(见图240)。
图240走道式组合的布置形式
内廊式是沿走道两侧布置房间(见图240b和图240d),这种组合方式平面紧凑,走廊所占面积相对较少,建筑进深大,节省用地,有利于寒冷地区的保温节能,但有一侧房间的朝向较差,两侧房间之间有一定的干扰,走廊较长时,采光通风条件较差。
外廊式是沿走道一侧布置房间,在这种组合方式中,房间朝向采光和通风都比较好,但建筑进深较小,走道所占面积相对较多,占地较大,不够经济,一般在炎热的南方使用较多。
对于规模较大或有特殊要求的建筑,可采用双内廊式(图241)或双外廊式。
图241双内廊式组合示例
2322大厅式组合
大厅式组合是以一个高大公共活动空间为中心,围绕这个中心布置其他房间(见图242),其特点是:主体空间体积巨大、主从分明、人流集中,大空间内使用具有一定的特点(如视听要求)等。大厅式组合多用于体育馆、影剧院等人群比较集中的建筑类型,平面组合时应特别注意交通组织,使人流导向明确、疏散便捷,同时应注意选择经济合理的结构形式。
图242大厅式平面组合(影剧院)
2323单元式组合
单元式组合是将功能上联系密切的几个房间组成为独立的单元,再把若干单元用一定方式连接起来组成一栋建筑。这种组合的最大特点是平面紧凑、功能分区分明,组合布局灵活,易于保持各个单元的相对独立和安静,避免相互干扰,适应不同的地形,广泛用于住宅、幼儿园、学校等建筑组合中。
在单元式组合中,通常将各单元直接毗连在一起(见图243),也可用走道、楼梯或其他过渡空间将各单元连接在一起(见图244)。
图243单元式住宅示例
图244单元式小学教学楼示例
2324套间式组合
套间式组合是将各使用房间相互串联贯通,以保证建筑物中各使用部分的连续性的组合方式,套间式组合可分为串联式和放射式。其特点是交通部分和使用部分组合在一起形成整体,平面紧凑,交通便捷,面积利用率高,适用于火车站、商场、展览馆等建筑(见图245)。
a)串联式组合的展览馆
图245套间式平面组合示例
b)放射式组合的纪念馆
图245(续)
2325混合式组合
混合式组合同时采用两种或两种以上的平面组合方式,多用于有多种功能要求的建筑,如文化馆、展览馆和旅馆等。图246是某自然博物馆建筑平面,办公区采用走廊式组合,展览区采用套间式组合。
图246综合式平面组合
233基地环境对建筑平面组合的影响
任何建筑物都不是孤立存在的,它与周围的建筑物、道路、绿化、建筑小区等密切联系,并受到它们及其他自然条件如地形、地貌等的限制。
2331基地大小、形状和道路走向
基地的大小和形状,对建筑物的平面布局、外轮廓形状和尺寸有极大影响。基地周围的道路布置及人流、车流的主要走向,又是确定建筑平面中出入口和门厅位置的重要因素。在同样能满足使用要求的情况下,建筑功能分区各个部分可采用较为集中紧凑的布置方式,或采用分散的布置方式,这方面除了和气候条件、节约用地以及管道设施等因素有关外,还和基地大小和形状有关。
图 247是不同基地条件的学校教学楼平面布置示意。图247a中的学校基地宽敞,形状规整,对教学楼的限制和约束较少;图247b中的学校基地狭窄,形状也不规整,结合基地条件,形成了两幢平面形状和布局迥然不同的教学楼。
图247不同基地条件的中学教学楼平面布置示意
2332建筑物的朝向和间距
影响建筑物朝向的因素主要有日照和风向。不同季节,太阳的位置、高度都在发生着有规律的变化。根据我国所处的地理位置,建筑物采取南向或南偏东、南偏西向能获得良好的日照。
建筑物的间距要综合考虑日照、防火、使用性质和用地情况等方面的要求,其中日照间距通常是确定建筑物间距的主要因素。建筑物日照间距的要求,是使后排建筑物在底层窗台高度处,保证冬季能有一定的日照时间。房间日照时间的长短,是由房间和太阳相对位置的变化关系决定的,这个相对位置以太阳的高度角和方位角表示(见图248a),它和建筑物所在的地理纬度、建筑方位以及季节、时间有关。通常以当地冬至日正午十二时太阳高度角,作为确定建筑物日照间距的依据(见图248b),日照间距的计算公式为
L=H/tan a
式中L——建筑间距;
H——前排建筑物檐口和后排建筑物底层窗台的高差;
a——冬至日正午的太阳高度角(当建筑物为正南向时)。
在实际建筑总平面设计中,建筑的间距,通常是结合日照间距卫生要求和地区用地情况,做出对建筑间距L和前排建筑的高度H比值的规定,如L/H等于08、12、15等,L/H称为间距系数。
图248日照和建筑物的间距
2333基地的地形条件
在坡地上进行平面组合应依山就势,充分利用地势的变化,减少土方工程量,处理好建筑朝向、道路、排水和景观等要求。坡地建筑主要有平行于等高线和垂直于等高线两种布置方式。当基地坡度小于25%时,建筑物平行于等高线布置,土方量少,造价经济。当基地坡度大于25%时,建筑物采用平行于等高线布置,对朝向、通风采光、排水不利,且土方量大,造价高。因此,宜采用垂直于等高线或斜交于等高线布置(见图249)。
图249建筑物的布置
复习思考题
1平面设计包含哪些基本内容?
2确定房间面积大小时应考虑哪些因素?试举例分析。
3影响房间形状的因素有哪些?试举例说明为什么矩形房间被广泛采用。
4房间尺寸指的是什么?确定房间尺寸应考虑哪些因素?
5如何确定房间门窗数量、面积大小、具体位置?
6辅助使用房间包括哪些房间?厕所的位置及布置应如何考虑?
7交通联系部分包括哪些内容?如何确定楼梯的数量和位置?
8举例说明走道的类型、特点及适用范围。
9什么是功能分析图?
10在平面组合设计中,根据建筑物不同的功能特征一般分析哪些方面?
11走道式、套间式、大厅式、单元式等各种组合形式的特点和适用范围是什么?
实践技能训练
1画出所在教室的平面图,表达出门窗的位置尺寸,并布置出室内的家具。
2对本学校教学楼进行功能分析,画出一层平面简图,并说明房间的组合形式。
第3章
建筑剖面设计
学习目标与技能要求
1熟悉各种房间的高度和剖面形状。
2掌握建筑各部分高度确定。
3了解房屋层数的确定和剖面组合方式。
4了解建筑空间的组合和利用。
5具有识读和设计剖面图的基本能力。
建筑剖面设计是对房屋各部分在垂直方向的组合布局。它的主要内容有:确定房间的剖面形状;各部分的高度;建筑物层数;进行建筑剖面组合并充分利用建筑空间;选择结构、构造方案。建筑平面图表现了空间水平方向的各部分组合关系,剖面图则表现了空间竖直方向的各部分组合关系,因此设计中有些问题需要将平面和剖面结合在一起研究,才能具体确定下来。如平面中房间的分层安排、各层面积大小需要结合剖面中的层数一起考虑;层高与平面中房间的面积大小、进深要结合考虑等。
31房间的剖面形状
房间的剖面形状是根据房间的功能要求,结合结构、施工等技术条件和经济条件,并考虑空间艺术效果来确定。
311使用要求的影响
绝大多数的民用建筑房间的剖面形状多采用矩形,如住宅、学校、办公楼、旅馆、商店等。
对于某些室内人数较多、面积较大、功能上有视听等特殊要求的房间(影剧院的观众厅、体育馆的比赛大厅、教学楼中阶梯教室等)应根据使用功能要求,选择合理的剖面形状。
3111视线要求
为了保证良好的视线质量,即视线无遮挡,可将座位逐排升高,这样就使室内地面按一定的坡度变化升起,地面的坡度形式可按比例绘制的图解方法或计算方法求得。
地面的坡度与设计视点有关,设计视点是划分可见与不可见范围的界限,一般选择在最不利的位置。设计视点越低,地面升起的坡度就越大,而设计视点较高时,地面升起也较平缓(见图31)。
图31设计视点与地面坡度的关系
地面的坡度还与视线升高值有关。设计视点与人眼睛的连线称为设计视线,视线升高值是指后排人的设计视线与前排人的头顶相切或超过时,与前排人的眼睛之间的垂直距离,一般为120mm。设计时,对视线升高值通常有两种标准:一种是每排视线升高值为120mm,视觉条件良好,但地面坡度较大;另一种是隔排视线升高值为120mm,为了避免视线受到遮挡,宜将前后排座位错开布置,其视觉效果也较好,而且地面坡度变缓,采用较多(见图32)。
图32视觉标准与地面坡度的关系
地面的起坡形式有曲线形、直线形、折线形和阶梯形等,一般地面升起的坡度不大时常采用折线形,当坡度大于1∶6时,应采用阶梯形。
3112音质要求
对于剧院、电影院、会堂等建筑,大厅的音质要求对房间剖面影响很大。为了保证室内声场分布均匀,避免声音产生空白区、聚焦和回声等现象,在剖面设计中要注意顶棚的形状。一般情况下,顶棚常向舞台方向倾斜,利用顶棚的反射声来加大后区的声压;凹面易产生聚焦,声场分布不均匀,应尽量避免采用凹曲面。
如图33为观众厅的几种剖面形状示意。其中图33a平顶棚仅适用于容量小的观众厅;图33b舞台区顶棚向舞台方向倾斜,声场分布较均匀;图33c采用波浪形顶棚,反射声能均匀分布到各座位。
图33观众厅的几种剖面形状示意
312结构、材料和施工的影响
矩形的房间剖面形状,不仅能满足房间的普通功能要求,而且具有结构布置简单、施工方便、节省空间等特点,因此,优先考虑采用矩形剖面。但有些大跨度建筑的房间剖面由于结构形式的不同常形成不同于砖混结构的内部空间特征。图34是体育馆的比赛厅中两个不同的结构形式所形成的剖面形状。
图34结构形式对剖面形状的影响
313采光、通风要求的影响
当房间进深不大时,采用侧窗采光和通风;当房间进深较大,侧窗不能满足要求时,常设置各种形式的天窗,形成了各种不同的剖面形状。如展览馆中的陈列室,为使室内照度均匀、稳定、柔和并减轻和消除眩光的影响,避免直射阳光损害陈列品,而且使采光口不占用或少占用陈列墙面,常采用各种形式的采光窗,图35是不同采光方式对剖面形状的影响;食堂的厨房部分,考虑到操作时散发大量的蒸汽、油烟等,常在顶部设置排气窗,形成独特的剖面形状(见图36)。
图35不同采光方式对剖面形状的影响
图36设排气窗的厨房剖面形式
32建筑各部分高度的确定
321房间的净高和层高
房间的净高是指从室内的楼地面到顶棚或下悬构件(如梁、屋架等)底面之间的垂直距离。层高是指该楼地面到上层楼面之间的垂直距离(见图37)。屋顶层的层高应按由楼面到屋顶结构层表面的垂直距离计算。
图37房间的净高和层高
确定房间的净高和层高应主要考虑下列因素。
1人体活动及家具设备的要求房间的净高与人体活动尺度有关,为保证人们的正常活动,通常室内最小净高应使人举手不接触到顶棚为宜,即不宜小于220m(见图38)。
图38房间最小净高
不同类型的房间,由于使用活动特点不同,对房间净高的要求也有所不同。一般情况下,生活起居用房的室内净高可低些,如住宅中起居室和卧室的净高不低于240m,层高宜为280m;工作学习用房的室内净高可适当高一些,如学校教室的净高一般不低于340m;公共活动用房的室内净高宜更高些,如排球比赛厅的室内净高不低于12m。
此外,室内家具设备的配置对有些房间的净高有较大的影响,设计时可根据家具设备的高度及人使用家具设备所需的活动尺寸来确定室内的净高。如采用双层床的宿舍,考虑床的高度及必要的使用尺寸,室内净高不应低于3m(见图39a);医院的手术室,考虑手术台、无影灯高度及手术操作所需的尺寸,室内净高一般为30~32m(见图39c);中学演播室、游泳馆比赛厅的净高应满足相应的要求(见图39b和图39d)。
图39家具设备对房间高度的影响
2采光、通风要求室内天然采光的均匀度除了与开窗的水平位置和宽度有关之外,也与侧窗的竖向位置和高度有直接的关系。由于大多数房间窗台高度在090~100m,因此窗的高度取决于房间的层高。层高大,侧窗的高度大,光线照射深度就大;层高小,侧窗的高度小,光线照射深度就小。对于单侧采光的房间,当窗上口与楼地面的距离超过房间进深的一半时,才能保证室内远离窗户的地方有足够的光线。因此,进深较大的房间,应适当提高窗上沿的高度,这样房间的净高也相应加大。当房间进深过大(超过8m)时,如教室、食堂餐厅,为保证采光均匀度,宜采用双面采光。为防止房间顶部出现暗角,窗上口与顶棚底面的距离不应过大,一般不应大于050m。
一般情况下,提高房间的净高对通风较为有利,但过高会导致散热过多,对寒冷地区冬季保温不利。此外,室内应有足够的空气容量,如中小学教室为3~5m3/人,电影院观众厅为4~5m3/座,一般可根据房间的面积、使用人数和卫生标准来确定符合卫生标准的房间净高。
3室内空间比例要求人们对室内空间的感觉与长、宽、高的比例有关,不同的比例尺度往往产生不同的心理效果。一般认为,大而高的空间可使人产生庄严、博大、宏伟的感觉;小而低的空间则给人亲切、宁静的感觉;宽而低的空间可使人产生广延、开阔的感觉,但过低则会使人感到压抑或沉闷;窄而高的空间给人以向上的感觉,易使人产生兴奋、崇高、激昂的情绪,但过高则会使人感到拘谨。因此应根据房间的功能适当控制尺度的比例,以满足人们精神感受和审美的要求。人们感觉上的空间高低常常是相对的,处理空间比例时,可以借助一些手法来获得满意的空间效果,如房间顶棚的形式、开窗的尺寸会对空间的感觉起修正的作用。如图310所示,对于宽而低的空间,避免产生压抑感,则采用了大片落地窗,给人以提高室内高度的感觉,使房间获得良好的空间比例。
图310用大片落地窗来改变房间的空间比例
4结构和构造要求层高等于房间的净高加上楼板(或屋顶)层厚度,楼板(或屋顶)层厚度与结构形式和构造做法有关。如开间进深较小的房间常采用板式结构,结构层所占厚度较小,层高可小一些;开间进深较大的房间宜采用梁板式结构,结构层厚度较大,使层高相应地加大;对于一些大跨度建筑,多采用空间结构,结构所占厚度会更大;当房间采用吊顶时,层高也应适当加大(见图311)。
图311梁板结构高度对房间高度的影响
5建筑经济要求层高是影响建筑造价和用地的重要因素。在满足上述要求的前提下,适当降低层高可降低自重,改善结构受力情况,降低能耗,节约材料,降低建筑造价。此外,层高降低后,建筑总高度随之降低,从而可缩小建筑物间距,节约用地。
322窗台高度
窗台的高度主要根据房间的使用要求、人体尺度和家具设备的高度来确定。一般用于生活、工作和学习的房间,窗台高度通常为900~1000mm(见图312a);托幼建筑结合儿童尺度,其活动室的窗台高度通常为600~700mm(见图312b);有遮挡视线要求的房间,如浴室、厕所、卫生间等,窗台的高度可适当提高,一般可取1800mm(见图312c);展览建筑中的陈列室,为了消除和减少眩光,并留出展览墙面,常设高侧窗或天窗;另外,为便于观赏室外风景,也可降低窗台高度或采用落地窗,如窗台高度小于500mm时,应有安全防护措施。
图312窗台高度
323室内外地面高差
室内外地面高差应根据通行要求、防水和防潮要求、建筑使用性质和标准、地形及环境条件等因素确定,一般为300~600mm。对于纪念性建筑或一些标准较高的公共建筑常增大室内外高差,采用高的台基和较多的踏步处理,以增强建筑严肃、庄重、雄伟的气氛。山地和坡地建筑物,应结合地形的起伏变化和室外道路布置等因素,综合确定底层地面标高。
33建筑层数的确定
影响建筑的层数的因素较多,主要有建筑的使用要求、建筑技术、环境与规划及建筑防火等。
331使用要求的影响
建筑物的使用性质对房屋的层数有一定要求,如幼托建筑的层数不应超过三层;小学教学楼不应超过四层;中学教学楼不应超过五层。使用人数很多、一大空间为主体的建筑,如体育馆、影剧院等,宜采用低层。
332建筑技术的影响
建筑物采用的结构形式和材料不同,其要求建造的层数也有所不同。如砖混结构,一般适用于六层及六层以下的大量性民用建筑;钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构等适用于高层、超高层及较大空间的建筑(见图313);网架、悬索、薄壳、折板等空间结构适用于低层大跨度的建筑。此外,建筑施工技术水平、施工吊装能力等对确定层数也有一定的影响。
图313高层建筑结构体系
333环境与规划的影响
确定建筑物层数时,应考虑基地的大小、地形、地貌、地质等条件,并使之与周围的建筑物、道路等环境相协调;另外,规划部门从城市整体规划和街区景观的角度考虑,会对城市的各个区域新建房屋的层数都有详细的规定。
334建筑防火的影响
为了保证使用者的人身安全,我国对不同耐火等级的建筑最多层数也有要求。如耐火等级为三级的民用建筑的层数最多不能超过五层。
34建筑剖面组合和建筑空间的利用
341建筑剖面组合
建筑剖面组合是在平面组合的基础上,根据建筑物各部分在竖向的功能使用关系,结合结构、设备、经济、美观等要求,将各个房间沿竖向按一定形式合理地组合在一起。建筑剖面的组合主要有单层剖面组合、多层和高层剖面组合等形式。
3411单层剖面组合
在一些建筑中,人流、货流进出较多,为便于和室外的直接联系,多采用单层组合形式,如车站、影剧院等。有一些建筑物,由于要求顶部自然采光或通风,往往也采用单层组合形式,如展览大厅、食堂等;在农村、山区或用地不紧张的地方,住宅建筑也可采用单层组合形式,图314为一些单层剖面组合形式的实例。单层剖面组合主要有以下几种。
图314单层剖面组合形式
(1)等高组合。房间所需的高度相近时,通常为简化结构、构造及方便施工,可按主要房间所需高度来统一建筑物高度,形成等高的剖面形式。
(2)不等高组合。当房间所需的高度相差较大时,为避免等高处理后造成浪费,可按各房间实际使用所需高度进行组合,形成不等高的剖面形式(见图314a和图314b)。
(3)夹层组合。当各房间所需的高度相差很大时,可将高度小的辅助房间毗连在高度大的主要房间周围,采用多层布置,形成夹层。这种组合方式应处理好辅助空间的采光、通风以及人流交通问题。例如体育馆中的比赛大厅和办公休息等辅助房间的高度相差悬殊,通常结合大厅看台升起的剖面特点,在看台下面和大厅四周布置各种辅助房间,形成夹层(见图315)。
图315夹层组合示例(体育馆)
3412多层和高层剖面组合
根据建筑物的使用要求、节约用地和城市规划等要求,民用建筑大多采用多层和高层。多层剖面适应于有较多相同高度房间的组合,室内交通联系便捷紧凑,垂直方向通过楼梯将各层联成一体。大量的单元式住宅及走道式平面组合的教学楼、办公楼、医院等建筑的剖面,较多采用多层组合方式。一些建筑类型如旅馆、写字楼、住宅等建筑,由于城市用地、规划布局等因素,也有采用高层组合方式。高层组合具有节省用地、标志性强,有利于室外辅助设施和绿化等布置特点,但对结构、建材和设备要求较高,使用及维护费用也高。
多层和高层建筑的剖面组合必须与平面组合结合进行。通常应尽量将同一层平面中所有房间的高度调整一致,采用统一的层高。对高度相差不大的房间,可按该层主要房间所需高度调整一致;高度相差较大的房间,应尽可能安排在不同的楼层上,各层之间采用不同的层高(见图316a),若必须设在同一层而层高又难以调整到同一高度时,可采用不同的层高,局部作错层处理(见图316b)。对少量高度较大的房间,可将其布置在顶层(见图316c),或附设于主体建筑的端部,也可单独设置用连廊与主体建筑连接(见图316d)。
图316多层和高层剖面组合示意
图317所示的教学楼平面方案,其中教室、阅览室、储藏间以及卫生间等房间组合在一起,为此,房间都调整同一高度;平面端部的阶梯教室,它和普通教室的高度相差较大,故采用单层剖面附建于教学楼主体;办公用房与教学用房的高度相差稍大,考虑使用联系要求,两部分组合在同一层不同的平面位置上,各自采用所需的层高,其层高的高差通过踏步解决,这样的空间组合方式,使用上能满足各个房间的要求,也比较经济。
图317教学楼的空间组合关系
1—教室2—阅览室3—储藏室4—卫生间5—阶梯教室6—办公室
各层平面基本形成后,即可进行竖向空间的组合。多层和高层建筑的剖面组合形式主要有以下几种。
1叠加组合叠加组合是指每层内各个房间的高度相同,只有一个层高,各层之间的层高可以相同也可以不同,各层的房间、纵横墙、楼梯、卫生间等上下对应叠加的一种组合形式,如图318所示。这种组合使用方便,结构处理简单,采用较多。
图318叠加剖面组合
在进行建筑剖面组合时,应根据各层平面之间的功能使用关系以及结构、设备等方面的要求,合理地安排各层平面的相对位置。
若建筑各层平面中上下对应的各部分之间功能相同,各层基本上是一个模式,即平面设计中的标准层平面,如住宅、旅店、宿舍等建筑,可按层数将若干个标准层平面叠加即可;当建筑各层之间在功能上有内外关系时如商店、食堂等建筑,经常使用的、人流量大的、对外联系密切的楼层应尽量安排在建筑物的底层或下面几层,不经常使用的、人流量小的以及供内部使用的楼层可安排在顶层或上面几层;对有一定使用顺序的建筑物,如医院门诊部、车站、展览建筑等,应严格按照使用顺序安排各层平面的位置。
另外,各层平面的相对位置,还应使结构及设备管线布置合理。通常将室内有较贵重设备或有给排水、暖通等设备管道的房间所在楼层尽量安排在底层或自底层设起。
有些建筑为了取得丰富多变形象,或适应坡地建设环境,采用层层退台上下错位的叠加组合,形成台阶形的剖面形式。
2错层组合错层组合是指建筑内同层平面中几部分的层高不同,或由于坡地地形的限制,使建筑内同层的楼地面高低错开。利用错层的手法可明显地划分楼层空间和功能分区,合理地组织室内空间,并使建筑较好地适应复杂的地形。错层的高差通常有以下几种方法解决。
(1)利用踏步来解决错层高差。当建筑各层平面内两部分之间的高差较小且层数不多时,可在走道上设少量踏步来连接不同标高的楼地面(见图319)。
(2)利用楼梯来解决错层高差。当建筑见各层平面内两部分之间的高差较大时,可利用楼梯来连接不同标高的楼地面(见图319)。
图319利用踏步和楼梯解决错层高差
(3)利用室外台阶来解决错层高差。通常用于建造在坡地上的建筑物(见图320)。
图320利用室外台阶来解决错层高差
3跃层组合跃层组合主要用于住宅建筑中,即俗称的“楼中楼”。 跃层组合的住宅,其公共走廊每隔1~2层设置一条,每个住户可有前后相通且带高差的一层,或是上下层相通的房间。同层的高差以踏步连接,上下层以户内的小楼梯相连。跃层住宅更好地解决大面积户型的内部功能分区的问题,各住户之间干扰少,但结构和施工比较复杂(见图321)。
图321跃层的内外廊住宅
342建筑空间的利用
建筑空间的利用是指在建筑占地面积和平面布置基本不变且不影响正常使用的条件下,充分利用建筑物内部的空间,来扩大使用面积。室内空间的合理利用,不仅可以增加使用面积、节约投资,如果处理得当还可以改善室内空间比例、丰富室内空间。
3421夹层空间的利用
一些建筑,由于功能要求其主体空间与辅助空间在面积和层高要求上大小不一致,如体育馆比赛大厅、图书馆阅览室、宾馆大厅等,常采用在大厅周围布置夹层空间的方式,以达到充分利用室内空间及丰富室内空间效果的目的(见图322)。
图322夹层空间的利用
3422房间上部空间的利用
在人们室内活动和家具设备布置等必需的空间范围以外,可以充分利用房间内其余部分的空间,如住宅建筑卧室中的吊柜、厨房中的搁板和储物柜等储藏空间(见图323)。一些坡屋顶房屋,充分利用房间内坡屋顶部分的空间,可以扩大室内的实际使用面积。通常在坡屋顶下部布置搁板、阁楼,增大使用空间(见图324)。
图323住宅房间上部空间的利用
图324利用坡屋顶下部空间做阁楼
3423走道及楼梯间的空间利用
由于建筑物整体结构布置的需要,建筑物中的走道,通常和层高较高的房间高度相同,这时走道顶部,可以作为设置通风、照明设备和铺设管线的空间。一般建筑物中,楼梯间的底部和顶部,通常都有可以利用的空间,当楼梯间底层平台下不作出入口用时,平台以下的空间可作储藏或厕所的辅助房间(见图325)。
图325楼梯及走道空间的利用
3424结构空间的利用
在建筑物中,当墙体厚度较大时,可将墙体加以处理,按照空间的大小安置壁龛、窗台柜、暖气片和空调设施等(见图326)。
图326利用墙空间设壁龛、窗台柜
复习思考题
1如何确定房间的剖面形状?试举例说明。
2什么是层高、净高?确定层高与净高应考虑哪些因素?试举例说明。
3确定建筑物的层数应考虑哪些因素?
4建筑空间组合有哪几种处理方式?试举例说明。
5如何解决错层高度?
6建筑空间的利用有哪些处理手法?
实践技能训练
画图说明所在教学楼剖面组合方式及特点;如有错层是怎样解决错层高度的?
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