3 民用建筑概.ppt

第3章民用建筑概述 3 1民用建筑的构造组成和设计原则3 2民用建筑的等级3 3建筑标准化和模数协调3 4定位轴线 3 5建筑节能 3 6建筑防震 3 7建筑防火与安全疏散 3 1民用建筑的构造组成和设计原则 3 1 1民用建筑的构造组成3 1 2影响建筑构造的因素3 1 3建筑方针 3 1 1民用建筑的构造组成 基础 墙体或柱 楼板层 楼梯 屋顶 地坪 门窗等主要部分组成 还有一些附属的构件和配件 如阳台 雨篷 台阶 散水 通风道等 图5 1民用建筑的构造组成 3 1 2影响建筑构造的因素 1 自然环境的影响2 人为环境的影响3 外力的影响4 物质技术条件的影响 材料的特性影响构造方式 材料的地域性形成一些带有地方色彩的构造方法 新型建材特征及应用范围与传统材料的构造方法有很大的改变 5 使用者的要求6 经济条件的影响 3 1 3建筑方针 适用 安全 经济 美观 3 2民用建筑的等级 3 2 1按建筑的耐久年限分3 2 2按建筑的重要性和规模分3 2 3按建筑的耐火等级分 3 2 1按建筑的耐久年限分 根据建筑主体结构的正常使用年限可分成下列四级 表3 1建筑物耐久等级 3 2 2按建筑的重要性和规模分 建筑按照其重要性 规模和使用要求的不同 可分成特级 一级 二级 三级 四级 五级等六个级别 表5 2民用建筑的等级 续表 表5 2民用建筑的等级 3 2 3按建筑的耐火等级分 规范 建筑设计防火规范 GBJ16 87修订本 与 高层民用建筑设计防火规范 GB50045 95 依据 1 燃烧性能2 耐火极限 1 燃烧性能 1 非燃烧体 不燃烧体 非燃烧体指用非燃烧材料做成的建筑构件 如天然石材 人工石材 金属材料等 2 难燃烧体难燃烧体指用不易燃烧的材料做成的建筑构件 或者用燃烧材料做成 但用非燃烧材料作为保护层的构件 如沥青混凝土构件 木板条抹灰等 3 燃烧体燃烧体指用容易燃烧的材料做成的建筑构件 如木材 纸板 胶合板等 2 耐火极限 耐火极限的概念 是指对任一建筑构件在规定的耐火试验条件下 从受到火的作用时起 到失去支持能力或完整性破坏或失去隔火作用时止的这段时间 用小时表示 判断 只要以下三个条件中任一个条件出现 就可以确定是否达到其耐火极限 1 失去支持能力 2 完整性破坏 3 失去隔火作用 表 建筑物构件的燃烧性能和耐火极限 3 3建筑标准化和模数协调 建筑工业化的内容 设计标准化 构配件业生产工厂化 施工机械化 3 3 1建筑标准化3 3 2建筑模数协调 3 3 1建筑标准化 为什么强调设计标准化重要性 3 3 2建筑模数协调 依据 建筑模数统一协调标准 GBJ2 86 概念 用以约束和协调建筑的尺度关系目的 达到简化类型 降低造价 保证质量 提高工效的目的 1 模数2 几种尺寸 1 模数 建筑模数的概念 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协调中的增值单位 1 基本模数 2 导出模数 3 模数数列及应用 1 基本模数 概念 模数协调中选用的基本单位1M 100mm 数值为100mm 符号为M 2 导出模数 导出模数 扩大模数和分模数 水平扩大模数基数 3M 6M 12M 15M 30M 60M竖向扩大模数基数 3M 6M 分模数基数 1 10M 1 5M 1 2M 3 模数数列及应用 模数数列 以选定的模数基数为基础而展开的模数系统作用 可以保证不同建筑及其组成部分之间尺度的统一协调 有效地减少建筑尺寸的种类 并确保尺寸具有合理的灵活性 建筑物的所有尺寸除特殊情况之外 均应满足模数数列的要求 2 几种尺寸 1 标志尺寸 2 构造尺寸 3 实际尺寸 1 标志尺寸 标志尺寸用以标注建筑物定位轴面 定位面或定位轴线 定位线与间的垂直距离 如开间或柱距 进深或跨度 层高等 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 建筑构配件 建筑组合件 建筑制品等的设计尺寸 一般情况下 标志尺寸减去构件之间的缝隙即为构造尺寸 3 实际尺寸 建筑构配件 建筑组合件 建筑制品等生产制作后的实际尺寸 实际尺寸与构造尺寸之间的差数应符合该建筑制品有关公差的规定 图 三种尺寸的关系 3 4定位轴线 定位线 有时称定位轴线 又叫轴线 是确定房屋主要结构或构件的位置及其标志尺寸的基准线 分类 用于平面图时称平面定位线 用于立面方向时称竖向定位线 定位线的距离要求 如跨度 进深 柱距 开间 层高等应符合 建筑模数协调统一标准 的规定 3 4 1墙 柱与平面定位线的关系3 4 2楼面 地面 平屋面和竖向定位线的关系 3 4 1墙 柱与平面定位线的关系 框架结构 中柱 上柱或顶层中柱的中线 一般与纵 横向平面定位线相重合 边柱 边柱 顶层边柱 的纵 横向中线与纵 横向平面定位线相重合 边柱的外缘与纵向平面定位线重合 开间尺寸 两条横向定位线间的标志尺寸进深尺寸 两条纵向定位线之间标志尺寸 图 柱与平面定位线的关系 内墙顶层墙身的中心线与平面定位线相重合 当各层承重内墙厚度等于370mm时 一般按平面定位轴线对称分布 外墙顶层墙身的内缘与平面定位线间的距离 一般为顶层承重内墙厚度的一半 半砖或半砖的倍数 承重墙 图 承重内 外墙与平面定位线的关系 两种定位方式 除可按承重外墙布置外 也可使墙身内缘与平面定位线相重合 非承重墙 图定位轴线与墙体内缘重合 带壁柱外墙 1 墙体内缘与平面定位线相重合或距墙体内缘120mm处与平面定位轴线相重合 图定位轴线距墙体内缘120mm 带壁柱外墙 2 图楼梯间墙 走道墙与平面定位线的关系 楼梯及走道的两侧承重墙 楼梯及走道两侧向内取平 墙身内缘与平面定位线的距离定为120mm 3 4 2楼面 地面 平屋面和竖向定位线的关系 各层的楼层 首层地面表面及平屋面的结构层表面与竖向定位线相重合 图砖墙楼地面的竖向定位 3 5建筑节能 3 5 1概述3 5 2建筑节能的措施与构造3 5 3建筑节能技术 3 5 1概述 建筑节能概念 指在建筑材料生产 建筑施工及使用过程中合理地使用和有效地利用能源 在满足同等需要或达到相同目的的条件下尽可能降低能耗 在保证和提高建筑舒适性的条件下 积极地节省能源 提高能源的利用率建筑能耗包括建造过程的能耗和使用过程的能耗 建造过程的能耗包括建筑材料 建筑构配件 建筑设备的生产和运输 以及建筑施工和安装中的能耗 使用过程的能耗包括建筑使用期间采暖 通风 空调 照明 家用电器和热水供应的能耗 一般情况下 日常使用能耗与建造能耗之比约为 8 2 9 1 国际上建筑节能的重点 节约采暖和降温能耗 3 5 2建筑节能的措施与构造 1 提高围护结构热阻的措施2 围护结构的保温构造3 防止围护结构的蒸汽渗透 1 提高围护结构热阻的措施 保温材料 导热系数值小于0 25kJ m h C 的材料保温材料分类 按材质构造 多孔材料 板 块 状材料和松散状材料 按化学成分 有无机材料和有机材料 无机材料加如膨胀矿渣 泡沫混凝土 加气混凝土 陶粒 膨胀珍珠岩 膨胀蛭石 浮石及浮石混凝土 矿棉及玻璃棉等 有机材料 如软木 木丝板 甘蔗板和稻壳等 此外 还有铝箔等反射辐射热性能良好的材料 2 围护结构的保温构造 1 单一材料的保温结构 2 复合材料的保温结构 3 夹层保温结构 4 传热异常部位的保温构造 1 单一材料的保温结构 概念 单一材料的保温结构是由一种热导率小的材料所构成的结构材料 最理想的是采用轻质 高强和耐久性高的保温材料 如陶粒混凝土 浮石混凝土 加气混凝土等 2 复合材料的保温结构 概念 利用不同性能的材料进行组合 构成既能承重又可保温的复合结构 特点 在这种结构中 让不同性质的材料发挥各自的功能 轻质材料专起保温作用 强度高的材料专起承重作用 设置 如何设置保温材料 从保温效果 减少保温材料内部产生水蒸气凝结的可能性等方面考虑 将保温材料设置在靠围护结构低温一侧 对采暖建筑来说是指室外一侧 也称外保温 较为理想 不过目前绝大多数保温材料不能防水 耐久性差 保温材料靠室外一侧 就必须加保护层 对墙面需另加防水饰面 图 围护结构的保温构造 空气间层的厚度一般以40 50mm为宜 要求处于密闭状态 夹心层可以是保温材料 也可以是空气间层 3 夹层保温结构 另外 在构件的内表面粘贴或铺钉铝箔组合板可提高空气层的保温能力 图3 11铝箔保温构造 4 传热异常部位的保温构造 部位与冷桥 在外围护结构中 门窗孔洞 结构转角处 钢筋混凝土框架柱 过梁 圈梁等传热异常的构件或部位是保温的薄弱环节 通常称为 热桥 过去也称 冷桥 图3 12热桥现象示意图 a 过梁部位 b 柱子部位 截面做成L形 外侧附加保温材料 图 热桥部位保温处理构造 3 防止围护结构的蒸汽渗透 蒸汽渗透概念 当围护结构两侧出现水蒸气压力差时 水蒸气从压力高的一侧通过围护结构向压力低的一侧渗透扩散的现象结露 水蒸气在透渗过程中 当温度达到露点温度时 立即凝结成水 称凝结水 又称结露 设置位置 在围护结构的保温层靠高温一侧 既蒸汽渗透一侧设置一道隔蒸汽层隔蒸汽材料 一般采用沥青 卷材 隔汽涂料以及铝箔等防潮 防水材料 图3 14隔蒸汽层示意图 3 5 3建筑节能技术 1 缓冲空间2 附加日光间3 蓄热屋面4 橡胶阳光集热板5 阳光反射装置6 太阳能集热器7 植草屋面8 天然采光 日光 1 缓冲空间 在建筑南立面设置大玻璃面的 阳光室 又称 缓冲空间 它类似于中国许多地方由玻璃窗封闭阳台的做法 其作用如同温室 在冬季可有效提高室温 降低采暖能耗 图5 15缓冲空间 2 附加日光间 附加日光间属一种多功能的房间 除了可作为一种集热设施外 还可用来作为休息 娱乐 养花 养鱼等使用 是寒冬季节让人们置身于大自然中的一种室内环境 也是为其毗连的房间供热的一种有效设施 图 附加阳光间太阳能建筑实例 3 蓄热屋面 蓄热屋面与蓄热墙类似 其原理都是贮存热量并且将其传送给室内 效率较高的蓄热屋面由水袋及顶盖组成 蓄热屋面的节能原理是什么 图3 17蓄热屋面 4 橡胶阳光集热板 采用可在50 120 C的环境中工作的空心橡胶棒作为吸热体 将这种以黑色橡胶棒组成的集热板放置在屋面或地面上 可将棒内冷水加热至50 恰恰满足洗浴方面的水温要求 这种集热板如铺设在屋面上 还可起到降温和降低热反射的作用 大面积使用可有效减少城市中的 热岛 效应 图3 18橡胶阳光集热板 5 阳光反射装置 两个方面的作用 一是提供日照 二是提供热量 图3 19装在屋顶上的阳光反射装置示意 6 太阳能集热器 太阳能集热器大多数是放在屋面上的 但也有与墙体或窗户合二为一的 如窗式集热器 它是一种将窗户与集热器结合起来的设备 7 植草屋面 植草屋面具有降低屋面反射热 增强保温隔热性能 提高居住区绿化效果等优点 图3 20植草屋面 8 天然采光 日光 利用光的反射原理在窗户上及室内设置反光镜面或棱镜 这样不仅可以延长天然采光的时间 还可改善室内光舒适性 在一般日照情况下 普通窗户只能为距窗不超过3 0m的范围内提供符合标准的光照 这样进深稍大的区域就必须辅以人工照明 加设反光设施后天然光可均匀地覆盖进深达7 0m的区域 从而节约了能源 为保证建筑的天然采光 自然通风 立面上开窗面与实墙面之比应不小于50 图 天然采光 3 6建筑防震 1 地震与地震波2 地震震级与地震烈度3 建筑防震设计要点 1 地震与地震波 地壳内部存在极大的能量 地壳中的岩层在这些能量所产生的巨大作用力下发生变形 弯曲 褶皱 当最脆弱部分的岩层承受不了这种作用力时 岩层就开始断裂 错动 这种运动传至地面 就表现为地震 岩层断裂错动 突然释放大量能量并以波的形式向四周传播 这种波就是地震波 地下岩层断裂和错动的地方称为震源 震源正上方地面称为震中 2 地震震级与地震烈度 地震的强烈程度称为震级 一般称里氏震级 是衡量地震时释放能量大小的标准 释放的能量越多 震级也越高 地震烈度是指某一地区地面在地震过程中 地表及建筑物受到影响和破坏的程度 在进行建筑的抗震设计时 并不是以震级的高低作为设计的依据 而是以震级的烈度为设计的依据 烈度分为基本烈度和设计烈度 基本烈度是指某一地区在今后的一定时期内 在一般情况下可能遭受的最大烈度 设计烈度是根据城市及建筑物的重要程度 在基本烈度的基础上调整后规定的设防标准 现行建筑抗震规范规定以6度作为设防起点 6 9度地区的建筑物要进行抗震设计 3 建筑防震设计要点 遵循 小震不坏 中震可修 大震不倒 的原则 宜选择对建筑物防震有利的建设场地 建筑体型和立面处理力求匀称 建筑体型宜规则 对称 建筑立面宜避免高低错落 突然变化 建筑平面布置力求规整 如因使用和美观要求必须将平面布置成不规则的时 应用防震缝将建筑物分割成若干结构单元 使每个单元体型规则 平面规整 结构体系单一 加强结构的整体刚度 从抗震要求出发 合理选择结构类型 合理布置墙和柱 加强构件和构件连接的整体性 增设圈梁和构造柱等 处理好细部构造 楼梯 女儿墙 挑檐 阳台 雨篷 装饰贴面等细部构造应予以足够的注意 不可忽视 3 7建筑防火与安全疏散 3 7 1建筑火灾的发展蔓延3 7 2防火 防烟分区3 7 3安全疏散3 7 4高层建筑的防火要求 3 7 1建筑火灾的发展蔓延 1 火灾的发展阶段2 火势的蔓延途径 1 火灾的发展阶段 火灾的发展往往具有一定的规律 1 火灾初起阶段 2 火灾发展的第二阶段 3 火灾的熄灭阶段建筑防火主要是针对前两个阶段火灾的特点采取限制火势或抵制火势危害的措施 1 火灾初起阶段 根据建筑等级尽量少用或不用可燃材料设置必要的火灾感应和报警系统 在高层建筑中还应设置专门的消防控制室 以便火灾发生时及早发现 及时控制和消灭在起火点在易于起火并有大量易燃物品部位的上空设置排烟窗 从而控制燃烧面积 限制火灾的蔓延 2 火灾发展的第二阶段 合理的防火分区和防烟分区 并在各区之间设置必要的防火分隔构件或防火措施 如防火墙 防火门 防火水幕以及耐火顶板等 建筑结构应具有较长的耐火时间 使它在强烈的火势中保持足够的强度和稳定性 特别是建筑物的主要承重构件不应受到致命的损害 2 火势的蔓延途径 火势是通过热的传播而蔓延的 直接燃烧 热的传导 热辐射和热的对流 1 外墙窗口 2 内墙门木板门是火势蔓延的重要途径之一 图3 22窗口上缘挑板有利于火灾蔓延 3 隔墙木板隔墙 板条抹灰隔墙或墙厚度很小的非燃烧体 但隔壁靠墙堆放的易燃物体等 都是火势蔓延的途径 4 楼板火势通过上层楼板 楼梯口 电梯井或吊装孔由下向上蔓延 5 空体结构有些空体结构有利于保温 隔热 隔声 但却不利于防火 火势的蔓延途径是建筑物中划分防火分区 设置防火分隔物的依据 也是火灾扑救工作中有效实施 堵截包围 穿插分隔 策略的需要 3 7 2防火 防烟分区 1 一般建筑的防火分区2 高层建筑的防火分区3 防烟分区 1 一般建筑的防火分区 防火分隔物的类型 防火墙 防火卷帘 防火水幕等当建筑物内或防火分区内或其局部设有自动灭火设备时 每层最大允许建筑面积可增加1倍或1 5倍 有特殊规定者除外 如表3 5 表 单层 民用建筑的防火分区与耐火等级 层数 长度和面积关系 2 高层建筑的防火分区 高层民用建筑设计防火规范 GB50045 95 图3 23防火分区示意图 表 高层民用建筑防火分区最大允许建筑面积 当高层建筑中设有自动灭火系统时 防火分区允许最大建筑面积可按表3 6中的面积增加1倍 当局部设置自动灭火系统时 可按局部面积的1倍增加面积 当裙房与高层建筑之间设有防火分隔物时 裙房的防火分区面积可比高层建筑的防火分区面积增大 高层建筑内的商业营业厅 展览厅等 当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统 而且采用不燃烧材料装修时 地上部分防火分区允许最大建筑面积为4000 地下部分防火分区的允许最大建筑面积为2000 当高层建筑内设有开敞楼梯时 应将上 下连通空间一起作为一个防火分区 并与其他空间以防火卷帘等加以分隔 1 柱 2 防火卷帘 3 楼板 4 吊顶 5 水喷淋头 图3 24开敞楼梯的防火分离 高层建筑中庭的防火分区应按上 下连通的面积叠加计算 当超过一个防火分区的面积时 应符合下列要求 中庭每层回廊应设置自动喷水灭火系统 火灾和自动报警系统 房间与中庭回廊相通的门 窗应设为自行关闭的乙级防火门 窗 与中庭相连的过厅 通道等相通处 应设置乙级防火门或复合防火卷帘分隔 中庭适当部位设置排烟设施 3 防烟分区 高层民用建筑中应布置装有排烟设备的通道划分 净高不超过6m的房间 应设挡烟垂壁 隔墙或从顶棚下突出不小于50cm的梁划分防烟分区 固定式挡烟垂 b 梁划分防烟分区 c 挡烟垂壁和梁结合图3 25防烟分区做法示意图 3 7 3安全疏散 建筑设计必须组织若干安全的疏散路线 并提供足够的疏散楼梯 安全出口和消防电梯 1 安全疏散路线2 安全出口3 疏散门 1 安全疏散路线 安全疏散路线一般分 室内 室外 室内 走道 室外 室内 走道 楼梯 楼梯间 室外 安全疏散路线应尽量连续 快捷 便利 畅通无阻地通向安全出口 注意两点 一是疏散通道宽度不应变窄 二是不应有突出的障碍物或突变的台阶 2 安全出口 安全出口应设足数量 应分散设置 易于寻找并应设明显的标志 影剧院 礼堂 体育馆的观众厅等公共建筑以及多层通廊式居住建筑 高层民用建筑 地下室及半地下室等的每个防火分区的安全出口不应少于两个 当建筑物层数较低 三层及三层以下 面积不超过60 且人数不超过50人时 可以只设一个出口 3 疏散门 建筑物中的疏散门是安全疏散路线中的重要关口 也是防火设计的重中之重 建筑设计防火规范 中对疏散门的形式 宽度 开启方式与方向等都做了严格限定 民用建筑及厂房疏散门应向疏散方向开启 不应采用侧拉门 吊门和转门 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 甲 乙类生产房间除外 其门的开启方向不限 人员密集的公共场所观众厅的入场门 太平门 不应设置门槛 其宽度不应小于1 4m 图3 26公共疏散门的防火要求 图3 27挑檐及台阶的防火要求 紧靠门口1 4m内不应设置踏步 太平门应为推闩式外开门 人员密集的公共场所的室外疏散小巷 其宽度不应小于3 0m 3 7 4高层建筑的防火要求 1 安全设施2 火灾自动报警系统3 消防控制室和消防电源 1 安全设施 当高层建筑层数较高时 除了要保证疏散楼梯的安全以外 设计时还应考虑人员自救 高空扑救等措施 1 避难层 间 见图3 28 2 直升机停机坪 1 避难层 间 见图3 28 规范规定建筑高度超过100m的公共建筑应设置避难层 间 并应符合下列要求 设置避难层的数量 自建筑物首层至第一个避难层或两个避难层之间 不宜超过15层 通向避难层的防烟楼梯宜分隔或上 下层错位但均必须经避难层方能上下 避难层的净面积宜按5人 计算 图3 28日本新宿中心大厦避难层的设置示意 避难层可兼做设备层 但管道宜集中布置 应设消防电梯出口 应设置消防专用电话 并应设置消火栓或消防水喉等灭火设备 封闭式避难层应设独立防烟设施 应急照明和广播供电时间大于1h 照度不低于1Lx 2 直升机停机坪 建筑高度超过l00m 标准层面积超过1000 的高层建筑 宜在屋顶平台或在旋转餐厅 设备机房 屋顶锅炉房等屋顶平台上设直升机停机坪用以作为辅助救援设施 图3 29直升机停机坪 设置直升机停机坪应符合的要求 必须避开高出屋顶的设备机房 电梯间 水箱间 楼梯出口