2-第二章~民用建筑设计

第二章民用建筑设计第一节概述第二节单一建筑空问设计第三节建筑空间组合设计第四节建筑体型及立面设计第一节概述一、建筑的基本构成要素建筑的基本构成要素，建筑界说的“建筑三要素”。它是指：建筑功能、建筑的物质枝术条件和建筑形象这三方面的内容。1、建筑功能建筑功能就是指建筑物应有的使用功能。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、住宅和教学楼应有的建筑功能。由此还可以看出，不同的建筑功能会产生不同的建筑类型。2、建筑的物质技术条件建筑的物质技术条件包括：材料、结构、设备、施工技术等方面的内容。物质技术条件是实现建筑的手段。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。也由于有了先进的旋工技术和设备才使得复杂的建筑能够建成。反之，没有这些材料、结构、设备和施工技术，高楼大厦是难以实现的。3、建筑形象建筑形象是指建筑物的体形、立面处理、内外空间的组织、色彩的应用等内容。建筑物的形象，是根椐建筑功能、审美特点、民族特点等方面的要求来设计，然后通过建筑的物质技术条件来实现。建筑三要素之间的关系在建筑三要素中，建筑功能是主导的，它对物质技术条件和建筑形象起决定作用。例如：民宅和工业建筑，其功能是不一样的，因此，应采取的物质技术条件就不一样，其建筑形象也各不相同。至于物质技术条件，由于它是实现建筑的手段，所以，它对建筑功能和形象有一定的制约作用。例如：没有大跨度结构屋架的出现，大型体育场馆就难以建成，故其功能就难以实现。建筑形象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。比如，在建筑功能相同和使用的材料和结构相同时，不同的建筑师设计的建筑物会有不同的建筑形象。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。二、民用建筑的分类居住建筑：供人们生活起居用的建筑物，如住宅、宿舍等。公共建筑：供人们进行各项社会活动的建筑物，如托儿所、学校、医院、商店、火车站、电视台等。对建筑物进行分类，是为了找出建筑物的规律和共性，以便根据不同的类型，制定出不同的设计规范。对建筑物进行分类的方法较多，下面介绍几种常见的分类方法：(一)按房屋的用途分类1、生产性建筑：农业建筑和工业建筑。2、民用性建筑：居住建筑、公共建筑。(二)按房屋的层数或高度分类工业建筑则分单层、多层和混合层这三种。(三)按房屋的主要承重构件所用的材料分房屋中的主要承重构件是指房屋中承重的墙、柱、梁、楼板和屋架等。根椐这些承重构成所用的材料不同，房屋建筑可分为五类：1、砖木结构建筑在砖木结构的房屋中，主要承重构件是：砖墙、木屋架、木楼板。这种结构只能用于低层房屋中，由于它消耗木材多，且防火、防震能力差。目前已很少采用。2.砖混结构建筑(混合结构的建筑)在砖混结构的房屋中，主要承重构件是：砖墙；钢筋混凝土楼板；钢筋混凝土屋架(屋面板)。这种结构房屋的整体性、防火性都有很好，只是自重较大，也就是由于自重较大，所以砖混结构只适用于7层以下的住宅、办公楼一类的民用建筑和小型工业厂房中。3.钢筋混凝土结构建筑这种结构的房屋中，主要承重构件是：柱、楼板(梁)、屋架(屋面板：如平屋顶住宅楼，顶层无梁，只有屋面板)它们所用的材料全是钢筋混凝土的。由于这种结构不仅整体性、防火、防震能力都好，而且承载能力强，所以，它主要用于：高层住宅、大型公共建筑、工业厂房中。4.钢——钢筋混凝土结构建筑钢——钢筋混凝土结构的建筑与钢筋混凝土结构建筑相比，不同的是，前者的屋架是钢制的，而后者是钢筋混凝土的。由于钢屋架具有强度大，刚度大、自重轻的优点，所以钢屋架是用于满足大跨度的需要的，即会堂、电影院、体育馆这类建筑的需要。5.钢结构建筑钢结构建筑中主要承重构件全部是用钢材制作的，由于这种结构耐高温且抗震性好，所以，我国以前主要将这种结构用在需要耐高温、振动荷载大的工业建筑中。目前已开始将这种结构用于高层、大空间、大跨度的民用建筑中。其特点是：施工速度快，但造价大。(四)按建筑物承重结构体系的类型分类1、墙承重结构的建筑在墙承重结构的建筑中，屋架和楼板上的荷载是通过承重的墙体传至基础的，前面介绍的砖木结构、砖混结构的建筑都属于墙承重结构的建筑。这种承重结构体系，由于其防震性能差，所以主要用于层数不多，层高较低的民用建筑中，如：多层住宅楼、办公楼、教学楼等。2、骨架结构及内骨架结构的建筑(1)骨架结构的建筑在骨架结构的房屋中，有柱有梁，这些柱子和梁组合在一起，便形成了房屋的骨架，房屋屋面和楼面上的荷载是由这个骨架承受并传至基础的。这种结构中，墙体不承重，只起围护、分隔作用。骨架结构形式分：门架和框架两种。a.门架门架也称刚架。它的柱和梁采用预制的方法浇注在一起，并且梁是向上倾斜的，使得结构下部的空间增大，门架与门架之间是通过纵向梁进行联系的。门架结构一般用于体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间的民用建筑或工业仓库、火车站的站台这类建筑中。b.框架框架也是由梁和柱构成的，框架中的梁是主梁，框架与框架之间用联系梁(次梁)连在一起。框架多用于多层和高层建筑中。(2)内骨架结构的建筑内骨架结构与骨架结构不同的是：内骨架结构中，梁的两端是支承在外墙上，中间才设有支承梁的柱子，也就是说在内骨架结构中，房屋的荷载是由内柱和外墙共同承受的。这种结构用于层数不多，但内部空间要求较大的建筑中，如：食堂、商店等。3.剪力墙结构体系和框——剪结构体系的建筑(1)剪力墙结构体系的建筑剪力墙：a.定义：能承受由楼板传来的水平剪力的墙叫做剪力墙。(水平剪力来自于风力和地震力的水平荷载。)b.作用：承受水平剪力和承受竖向荷载。c.构造：是用钢筋混凝土制造的截面厚度不变的实心墙体。d.用途:这种结构体系常用在横向墙体有规律布置的高层民用建筑，如：住宅、饭店。(2)框——剪结构体系的建筑框架结构体系中，设置剪力墙，则这种结构体系称为框架——剪力墙结构体系，这种结构体系是用于高层建筑中的。4.筒体结构体系的建筑筒体结构特征：用框架和剪力墙围合成竖向的井筒，再以各层楼板将井筒四周相互连接起来，从而形成一个空间构架。5.大跨度结构建筑大跨度结构的建筑是指跨度在30m以上的建筑，它主要用于影剧院、体育馆、飞机装配车间这类大跨度的建筑中，其结构类型很多。三、建筑设计的内容和依据首先编制设计任务书，接着选择修建地址并进行勘测基地，提供有关地质、气象、水文等资料，然后进行设计、施工。影响建筑设计的主要因素1、建筑功能2、物质技术条件3、基地环境4、经济条件5、城市规划6、风俗、文化与审美(一)设计内容建筑设计：总体规划前提下，根据建设任务要求和工程技术条件进行房屋的空间组合设计和细部设计，并以建筑设计图的形式表示出来。结构设计：配合建筑设计选择切实可行的结构方案，进行结构构件的计算和设计，并用结构设计图表示。设备设计：建筑物的给排水、采暖、通风和电气照明等方面的设计。(二)设计依据1、人体尺度及人体活动所占的空间尺度，是确定民用建筑内部各种空间尺度的主要依据。2、家具、设备尺寸及适用他们所需活动空间尺寸，是考虑房间内部面积的主要依据。3、温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速。4、地形、地质条件和地震烈度，建筑基地地形的平缓起伏，基地的地质构成、土的特性和地基承载力的大小等，均对建筑的空间组合、结构布置和建筑体型有影响。5、水文条件，是掌握当地地下水位的高低及地下暗河，以便决策是否在该地建房，或采取相应的技术对策。6、建筑模数协调统一标准，建筑模数是选定的标准尺度单位，作为建筑物、建筑构配件、建筑制品一级有关设备尺寸相互协调的基础。100mm为基本模数。7、国家标准、规范。8、地方标准。一般按以下程序进行：1、初步设计报告：是一份提出使用要求的报告。记载了新建建筑各部基本组成及其功能要求、设计标准等。2、可行性研究：建筑师了解设计要求后，收集资料（包括场址地质、水文资料等），度量和计算造价，提出多种方案，从中选择最佳方案。3、补充设计报告：听取建设方对每一部门内部需要，相互建立的通讯联系及其它使用要求。4、基本设计方案：进行最初草图构思，根据设计原则，对建筑布局中的各要素作充分考虑。5、初步设计：主要确定建筑物的基本结构、建筑布局、楼板载荷、室内环境、公用设施等。建筑其它程序还有技术设计、安全防护、造价研究、论证等。6、施工图设计阶段。四、设计程序(一)设计前的准备1、熟悉设计任务书(1)建设项目总的要求、用途、规模及一般说明；(2)建设项目的组成，单项工程的面积，房间组成，面积分配及使用要求；(3)建设项目的投资及单方造价，土建设备及室外工程的投资分配；(4)建设基地大小、形状、地形，原有建筑及道路现状，并附有地形测量图；(5)供水、供电、采暖及空调等设备方面的要求，并附有水源、电源的接用许可文件；(6)设计期限及项目建设进度计划安排要求。2、调查研究(1)访问使用单位对建筑物的使用要求，调查同类建筑物实际使用情况；(2)了解建筑材料供应和结构施工等技术要求；(3)基地勘察：根据当地城市建设管理部门所规定的建筑红线进行现场踏勘，了解基地和周围环境的现状，考虑拟建建筑物总平面布置的可能性；(4)了解当地传统建筑经验和生活习惯，作为设计的借鉴。(二)建筑设计阶段1、初步设计图纸文件：总平面图(1:500-1:1000)，建筑平面、立面、剖面图(1:100-1:200)及简要说明，结构系统的说明，采暖通风、给排水、电气照明、煤气供应等系统的说明，总概算及主要材料用料，各项技术经济指标等。2、施工图设计初步设计被批准后即可进入施工图设计阶段。就是对初步设计的内容进一步具体化。第二节单一建筑空间设计一栋建筑，一般都有多个供不同使用的单一空间，就其性质可大致分为房间和交通联系两大组成部分。房间部分：使用房间、辅助房间交通联系：水平交通系统、垂直交通系统及交通枢纽。一、建筑平面设计在进行建筑设计时，总是从建筑的平面设计开始，这是因为，建筑平面比较集中地反映了建筑物空间组合的主要情况，但是，一栋建筑物的平面、立面、剖面这几个面之间是有机联系的，所以，在进行平面设计时，应同时考虑立面和剖面的设计，只有这样，才能做好整个设计工作。平面设计包括：a、主要房间的平面设计；b、辅助房间的平面设计；c、交通联系部分的平面设计。(一)主要房间的平面设计主要房间是指在建筑功能中起主要用途的房间，即是指：旅馆中的客房，学校中的教室、实验室，商场中的营业厅等类型的房间主要房间的平面设计是根据房间的使用特点、室内的家具和设备布置、室内的交通活动要求、采光通风的要求来确定房间的形状和大小以及门窗的位置和大小。1、平面形状在住宅、办公楼这类民用建筑中，由于其主要房间的用途单一，而且相同类型的房间数量较多，所以，房间通常选用矩形平面。采用矩形平面房间有一些优点：它①便于家具，设备的布置；②便于在设计时进行平面组合；③也便于结构布置和施工。而像影剧院的观众厅，体育馆的比赛大厅这一类房间，由于要求让观众看得清楚，听得清晰，所以多选用钟形、扇形、六边形的平面形状，此外，在有些情况下，①为了改善房间的朝向；②为了适应地形的需要；③为了便于平面组合；④为了立面造型的需要；也可以采用圆形，正方形，五边形，三角形的平面形状。2、平面尺寸主要房间的使用面积有大有小，小的仅有几平方米，大的则成千上万平方米，影响其大小的主要因素有：①房间的使用要求；②房间内应容纳的人数；③房间的所要放置的家具和设备的种类、数量及其放置方式。单一开间和多开间房间的平面尺寸的确定方法(1)单一开间在设计时，对于仅有一个开间的房间，如宿舍，居室，单间办公室，因使用人数减少，面积不大，所以其平面尺寸主要是根据下面两条来确定：①有利于家具，设备的灵活布置；②结构上能够做到经济合理。例1：确定一个供二个大人和一个小孩居住的居室的平面尺寸。在房间内，尽管各家布置的家具种类、数量不一样，但是，由于床所占的面积最大，它对房间的使用起着决定作用，所以，在设计时，只要能够使大床既可以沿着开