建筑剖面组合设计《建筑设计原理》.ppt

5建筑剖面组合设计 目录 5 1建筑层数和建筑高度的确定 1 建筑使用要求 由于建筑使用性质和使用对象不同 往往对建筑层数有不同要求 如幼儿园 疗养院 养老院等建筑物 考虑到使用者活动不便 为了便于使用者与户外联系 建筑层数不应太多 一般以一至三层为宜 影剧院 体育馆 车站等建筑物 由于使用人数多 人流量大 考虑到人流集散安全与方便 也应以单层或低层为主 学校公共食堂 为了就餐方便 单独建造时 也宜建成低层 中小学建筑为便于少年儿童参加户外活动 层数不宜超过四层 2 城市规划要求 城市规划从城市景观出发 往往对各个地段的建筑高度和层数作出若干规定 这是确定建筑层数的重要依据 例如在古建筑保护范围 城市紫线 内 建筑的高度就有严格的限制 同样在风景名胜区 机场 电台 电信 气象台 卫星地面站 军事要塞工程等周围的建筑 当其处在各种技术作业控制区范围内时 应按净空要求控制其建筑层数和高度 见图5 1 5 1建筑层数和建筑高度的确定 3 基地条件 针对不同地段和不同的基地条件 建筑的高度和层数要求也不尽相同 各种基地条件中如日照间距 建筑基地面积大小 基地的容积率 建筑密度允许情况等都会影响到建筑的层数和高度 5 1建筑层数和建筑高度的确定 4 材料 结构 设备 施工等技术条件 建筑物的结构和材料不同 能够建造的层数也不同 例如 砖混结构一般以六层及六层以下为宜 钢筋混凝土框架结构不宜超过十五层 钢框架结构不宜超过三十层 如在地震区 建筑物允许建造的层数 根据结构形式和地震烈度的不同 还要受抗震规范的限制 另外 建筑设备对建筑层数影响也很大 例如 如果不设电梯 高层建筑是不可取的 建筑层数越多 施工技术越复杂 施工机械设备要求也越高 所以建筑层数还应与施工条件相适应 见图5 2 5 1建筑层数和建筑高度的确定 5 防火要求 房屋的耐火等级不同 允许建造的层数也不同 当建筑物耐火等级为一 二级时 建筑层数不限 为三级时 最多允许建五层 为四级时 仅允许建两层 另外 在进行公共建筑设计时 建筑的层数和建筑高度还要注意是否需要超过24m 因为当多层公共建筑超过24m时 就要执行高层建筑防火规范的有关规定 这与多层民用建筑设计防火规范是不同的 5 1建筑层数和建筑高度的确定 6 经济条件 建筑层数与造价的关系很密切 见图5 3 对于砖混结构的住宅 如以六层时的直接造价作为100 五层则为101 四层为102 三层为106 二层为110 原因是五 六层建筑的基础及屋面工程量相对均小 再拿多层建筑与高层建筑相比 十二层中等标准的住宅建筑 单方造价约比五 六层高出1倍 钢材 水泥用量约增加1 5倍 这是因为高层建筑的结构费用和电梯 供水加压等设备费用均比多层砖混结构房屋高得多 因而从建筑综合经济效益来讲 多层建筑较经济 其次是低层建筑 而高层建筑的造价则高出很多 5 1建筑层数和建筑高度的确定 7 节约土地 建筑层数与用地的关系也十分密切 见图5 4 一般来说 层数多的建筑比层数少的建筑节约用地 为了提高土地利用率 在日照间距不变的情况下 建筑顶层北侧采用退台的办法能达到增加建筑层数和建筑面积的效果 从而更节约土地 5 1建筑层数和建筑高度的确定 5 1建筑层数和建筑高度的确定 图5 1城市规划对建筑高度的控制 5 1建筑层数和建筑高度的确定 图5 2各种结构体系的适用层数 5 1建筑层数和建筑高度的确定 图5 3建筑造价与建筑层数的关系 5 1建筑层数和建筑高度的确定 图5 4建筑层数与用地的关系 具体确定建筑层数时 应根据实际情况进行分析 建筑设计要服从规划中的强制性条文 按规划要求的高度限定来确定建筑的层数 当城市规划对建筑层数无特殊要求时 应以使用要求为主选择建筑层数 一般情况下 当建造办公楼 住宅 宿舍等大量性建筑时 应以五 六层为主 在经济条件允许或受基地限制需向高空发展时 也可建高层 5 1建筑层数和建筑高度的确定 5 1 2 1根据具体条件确定建筑层数 至于材料 结构技术条件及防火要求 可在满足使用与城市规划的条件下 选择与层数相适应的结构形式与建筑耐火等级 5 1建筑层数和建筑高度的确定 按照 全国民用建筑工程设计技术措施规划 建筑2003 关于建筑高度有以下规定 1 在重点文物保护单位和重要风景区附近的建筑物和在航空线控制高度以内的建筑物 建筑高度系指建筑物的最高点 包括电梯间 楼梯间 水箱 烟囱 2 在上述所指地区以外的一般地区 其建筑高度 平顶房屋按室外地坪至女儿墙高度计算 坡屋顶房屋按室外地坪至屋檐或屋脊的平均高度计算 5 1建筑层数和建筑高度的确定 5 1 2 2建筑高度 3 消防要求的建筑高度为建筑室外地坪到屋顶顶面或檐口的高度 4 特殊体型的建筑顶层设有景观构筑物或设有其他辅助设施的建筑高度的计算 应由当地主管部门确定 一般地区建筑高度的确定见图5 5 5 1建筑层数和建筑高度的确定 5 1建筑层数和建筑高度的确定 图5 5一般地区建筑高度的确定 5 2空间的高度 一般情况下 室内净高是指从楼地面至顶棚 包括结构顶棚和吊顶棚 底面的垂直距离 当楼盖和屋盖有下悬的构件影响空间有效使用时 室内净高则指从楼地面至下悬构件下缘的垂直距离 室内净高的确定见图5 6 5 2 1 1室内净高的含义 5 2空间的高度 图5 6室内净高的确定 1 考虑房间的使用性质和活动特点 保证正常室内活动 室内使用性质和活动特点随房间用途而异 首先 房间的净高与人体活动尺度有很大关系 一般情况下 室内最小净高应使人举手接触不到顶棚为宜 应不低于2 2m 其次 不同类型的房间由于使用人数不同 房间面积不同 其净高要求也不同 在实际设计中 公共性的房间如门厅 会议厅应高一些 再次 房间内的家具设备尺寸以及人使用家具所需要的空间也影响着房间的净高 5 2空间的高度 5 2 1 2室内净高确定的因素 如图5 7所示 当确定学生宿舍净高时 既要考虑到上下层床的尺度 还要考虑人使用床位时的活动尺度 医院的手术室净高设计也受到家具设施的尺寸影响 如图5 8所示 5 2空间的高度 2 考虑房间高宽合适的比例 给人一种正常的空间感 空间高度对于人的精神感受影响很大 这可以从两个方面分析 一方面是房间的绝对高度 即房间的净高 以人为尺度 过低使人感到压抑 过高使人感到不亲切 另一方面是相对高度 即房间高度和面积的比例关系 二者比值越大 顶盖与地面的引力感越小 二者比值越小 顶盖与地面的引力感越大 空间高度与人的精神感受之间的关系如图5 9所示 5 2空间的高度 从空间高度与人的精神感受角度考虑 房间的高度与房间的面积应成一定的比例关系 一般而言 面积大的房间应高一点 面积小的房间应低一些 一般情况下 房间的高度与宽度 跨度 的比值为1 1 5 1 3比较合适 5 2空间的高度 3 考虑房间的采光 通风 气容量等卫生要求 从采光角度而言 单面采光时房间进深不超过窗户上缘距地面高度的2倍 双面采光时房间进深不超过窗户上缘距地面高度的4倍 以此为依据推算出房间合适的净高与深度 跨度 的比值应该大于1 2 对于影剧院建筑 还需要从空气流量和声学要求计算出房间的体积 这些都会直接影响到观众厅的净高 从通风角度而言 炎热地区房间或通风要求较高的房间的净高应高一些 5 2空间的高度 室内通风换气还涉及到卫生要求 为了保证室内二氧化碳浓度低于一定水平 对一些使用人数多 无空调设备而又经常关闭门窗的房间 如影剧院观众厅 学校建筑中的教室 电化教室等 应保证每人应占有一定容积的空气量 简称 气容量 具体取值与房间用途有关 如小学教室为3 5m2 人 中学教室为3 5 4 0m2 人 影剧院观众厅为4 5m2 人以上 房间所需气容量也影响到室内净高 5 2空间的高度 4 考虑房间的精神功能需求 在有些建筑中 精神功能的需求会远大于实用功能的需求 如教堂建筑 纪念类建筑 这时就要加大房间的高跨比 并且在空间尺度上采用远大于人的超常尺度 5 2空间的高度 5 考虑建筑经济因素 降低建筑的净高既可以使空间得到充分利用 又可以降低造价 在实际建筑设计中 可以按照各类建筑设计规范 为各种使用房间选取规范规定的最小净高值 以节约造价 不同类型的建筑层高 净高见表5 1 见P182 5 2空间的高度 5 2空间的高度 图5 7房间最小高度 5 2空间的高度 图5 8家具设备对房间净高的影响 5 2空间的高度 图5 9空间高度与人的精神感受 建筑的层高是指建筑物上下两层楼地面面层之间的垂直距离 建筑的顶层层高是指顶层楼面至屋顶结构面层 平屋顶 或顶层楼面至坡顶的结构面层与外墙外皮延长线的交点处的垂直距离 见图5 10 5 2空间的高度 5 2 2 1建筑层高的含义 5 2空间的高度 图5 10建筑的层高 建筑的层高与房间的净高和建筑的楼 屋 盖的结构形式紧密相关 当确定了建筑的净高后 在此基础上加上结构构造层的厚度 就可以得到建筑的层高 选取不同的结构形式 建筑的层高是不一样的 这是因为结构本身具有一定的空间高度 在砖混结构中 板的高度只有100 200mm 而框架结构中梁的高度则可达600 800mm 甚至有1m以上 若选用了平板网架则结构空间更大 由于结构空间尺度的不同会造成建筑层高的差异 在建筑设计中要综合考虑 选取最佳的结构类型 5 2空间的高度 5 2 2 2层高的确定 另外 建筑的层高与建筑内各房间是否采用通风空调设备也有一定的关系 在一些办公建筑 商业建筑和餐饮建筑中 由于顶棚处不但需要考虑建筑结构所占的空间尺度 还需要考虑建筑设备 通风管道 喷淋管道 照明线路等 本身及其敷设所需要的空间尺度 所以建筑的层高一般都比较高 不同结构类型的建筑层高见表5 2 见P184 5 2空间的高度 在大量性民用建筑中 当层高在4 2m以内时 可用100mm作级差 当层高大于或等于4 2m时 则按300mm作级差 5 2空间的高度 5 2 2 3层高的模数数值 5 3建筑空间竖向组合方式 建筑空间竖向组合是在平面组合的基础上进行的 它的主要任务是根据房屋在剖面上的使用特征与建筑造型的需要 对各类建筑空间在高度方向进行合理的组织与排列 因此 建筑空间竖向组合是平面组合在高度方向的具体实施 是对平面设计中两度空间的补充和继续深入 竖向组合设计中 主要使用房间的层高是影响组合的主要因素 为保证使用安全 结构合理 构造简单 应结合建筑规模 建筑层数 用地条件和建筑造型进行妥善处理 对于单层建筑 其房间沿着平面地形展开 建筑可以做等高处理 以主要使用房间需要的高度作为建筑统一高度 也可以做不等高处理 根据各个房间所需的高度分别对待 不做高度的统一 形成高低错落 还可以依托地形的高差形成阶梯状的建筑 见图5 11 5 3建筑空间竖向组合方式 5 3建筑空间竖向组合方式 图5 11单层建筑组合实例 多层建筑的竖向组合 首先是需要把同一层平面中各个部分的房间的层高调整到一个统一的高度 同一楼层的高度 一般按照该层主要房间需要的高度确定 低于该层层高的辅助房间 通过提高其层高使其与该层层高一致 对于高于该层的大空间 一般需要在建筑平面设计时进行调整 通常采取三种方式 或者置于建筑端部 或者置于建筑顶部 或者独立设置 通过连廊与主体相接 5 3建筑空间竖向组合方式 叠加组合实质上是相同层高的空间在竖向重复出现的情况 它可以分为以下三种情况 1 上下对位叠加 又称垂直叠加 对于各层仅有 一个 层高的建筑 不论各层层高是否相等 均可采用上下房间 墙体 楼梯 卫生间对应布置的办法垂直叠加 这种组合方式形成的建筑 体型简洁 受力关系明确 结构简单 施工方便 造价经济 见图5 12 5 3建筑空间竖向组合方式 5 3 2 1叠加组合 2 上下错位叠加 不同层平面处 房间有规律地沿一个方向 纵向对应 横向错位 或横向对应 纵向错位 错开一定的位置 这种组合方式就叫错位叠加 建筑物各层采用上下错位叠加的手法 可以使建筑获得独特的造型 或使陡坡地得到了很好的利用 或为人们提供较大的使用平台 以满足居住者渴望得到楼层露天场地的要求 并为其提供休息 活动 日照 种植等条件 5 3建筑空间竖向组合方式 错位叠加中 通常采用横向上下对应 纵向上下错位的布置 将一边逐层出挑 另一边逐层收回 可获得台阶形剖面 若两边均逐层出挑 则获得倒A字形剖面 若两边均逐层收回 则获得正A字形剖面 也可采用纵向对应 横向错位的办法 可使建筑形成展翼而飞的三角形体型 在错位叠加组合中 上下错位叠加应保证建筑物的平衡稳定 结构合理和有利于建筑采光 通风 因此 采用悬挑的台阶形建筑 为了保证结构安全 每次出挑应控制在1 5m以内 而且叠加层数也不宜太多 采用A字形 山形 梯形等建筑体型时 当底层房间进深过大时 则会影响中间房间的自然通风和采光 上下错位叠加见图5 13 5 3建筑空间竖向组合方式 5 3建筑空间竖向组合方式 图5 12上下对位叠加 5 3建筑空间竖向组合方式 图5 13上下错位叠加 建筑在同一层平面内有不同的层高 部分楼板需要上下错开 这种组合称为错层组合 见图5 14 错层组合在不同标高处楼板的衔接常采用台阶 坡道 楼梯梯段连接 错层形成的原因有 1 首层地面有小高差 而建筑各层层高一致 在每层平面处均形成相同的小高差 一般通过台阶连接 2 首层地面由于地形因素有大高差 而建筑各层层高一致 在每层平面处所形成的高差可以通过楼梯的各个平台分别连接不同的标高地面来解决错层的层间高差 5 3建筑空间竖向组合方式 5 3 2 2错层组合 3 首层地面无高差 但建筑同一层平面中房间的层高不一致 但层高相差不大 在层间会产生累计高差 随层数的增加 高差会逐渐增多 解决方式可以根据高差的大小 分别采用前两种情况所采用的方法 4 首层地面无高差 但建筑同一层平面中房间的层高相差很大 常常出现某个房间一层层高等于其他房间两层或者三层的情况 或者出现某类房间两层层高等于其他房间三层的情况 这种高差的连接主要通过楼梯的各个平台分别连接不同的标高地面来解决错层的层间高差问题 5 3建筑空间竖向组合方式 5 3建筑空间竖向组合方式 图5 14错层组合 所谓跃层 是指建筑内每隔一层或两层设置一条公共走道 若有电梯 电梯也只在有公共走道的层次停靠 建筑内部每个使用单元 可以是一个住户 也可以是一个单位 内部再另设小型的室内楼梯上下联系 即一户占多层 一个单元占多层的一种竖向空间组合方法 这种组合方式节省了公共交通的面积 提高了电梯的运行速度 为每个建筑单元的内部使用创造了更为丰富的室内空间环境 其缺点是造价高 不适于有无障碍设计要求的建筑 跃层组合见图5 15 5 3建筑空间竖向组合方式 5 3 2 3跃层组合 5 3建筑空间竖向组合方式 图5 15跃层组合 建筑中的某些大空间 其高度相当于2 3层普通使用空间的高度 这时常常将大空间的内部空间又划分为2 3层 这种被划分形成的小空间叫做夹层 很多公共建筑的大厅 如商场的营业厅 车站的候车室 体育馆的比赛大厅等 其主体空间高度都很大 而与此相联系的辅助用房都小得多 因此常采取在大厅周围布置夹层的方式 使大厅的空间高度相当于辅助用房的两层和两层以上的高度 5 4建筑竖向空间的利用 夹层空间在图书馆 档案馆建筑中也经常运用 由于阅览空间一般比较高敞 可达4 5 5 0m 而开敞书架所需高度一般在2 2m左右 此时将阅览区布置在光线较好的区域 而将开架书架区设计成夹层 这样可以扩大有效使用面积 夹层空间的处理见图5 16 5 4建筑竖向空间的利用 5 4建筑竖向空间的利用 图5 16夹层空间的处理 在住宅建筑中 坡屋顶是一种常常采用的屋顶形式 这种形式的屋顶空间的中部位置在高度上也能够满足次要房间的使用要求 因此 在设计时应考虑利用这部分空间作为次要房间或储藏空间 有些公共建筑也常采用坡屋顶 通常将屋顶空间作为布置通风设施 照明线路的技术层来考虑 见图5 17 5 4建筑竖向空间的利用 5 4建筑竖向空间的利用 图5 17坡屋顶的利用 房间上部空间是指人们日常活动和家具布置等以外的空间 如住宅建筑卧室和走道上部的吊柜 厨房上部的橱柜等 其中走道是水平交通联系的主要空间 就满足交通联系要求而言 空间所需高度并不大 但为了简化结构布置 一般和它所联系的房间层高一样 因而走道的上部空间也是可以利用的 居住建筑的走道上部常设置搁板或吊柜 公共建筑走道的上部常作为铺设各种管线的技术层 住宅空间的利用见图5 18 5 4建筑竖向空间的利用 5 4建筑竖向空间的利用 图5 18住宅空间的利用 a 居室设悬挑搁板 b 居室设吊柜 c 厨房设吊柜 d 走道设吊柜 从楼梯的交通功能而言 楼梯底层平台下部空间和顶层平台上部空间都属于无效空间 为了充分发挥建筑空间的效能 可以在设计中适当处理 使其发挥作用 对于底层平台下部的空间 公共建筑大厅内主要楼梯下部可设置水池绿化 以美化大厅环境 一般楼梯底层平台下部还作为建筑次要出入口或作为贮藏之用 而楼梯顶层平台上部空间的顶部则可作为一间小房间 这样不但增加了使用面积 而且也避免了过高的楼梯空间给人空旷的感觉 见图5 19 5 4建筑竖向空间的利用 建筑内部空间的利用与结构方案的选择也有很大的关系 在结构方案合理的前提下应该尽量减少结构构件占有空间 不同的结构类型所占有的空间有很大差别 因此 合理选择结构方案对建筑空间利用率有直接影响 总之 建筑内部空间的充分利用是在建筑占地面积和平面布局基本不变的情况下 以少量投资 获得扩大建筑使用空间和充分发挥投资效益的有效途径 5 4建筑竖向空间的利用 5 4建筑竖向空间的利用 图5 19楼梯底层及顶层空间的利用 建筑室内外高差主要由以下因素确定 1 从排水考虑 室内外地面是不允许同高的 为了防止室外地面水进入建筑物内 建筑首层地面标高必须高于室外地面标高 至少有一个踏步 不少于150mm 的高差 5 5建筑局部标高的确定 2 从使用功能考虑 对于商场建筑和交通类建筑 由于人流量大 乘客 顾客携带重物 室内外高差不可太大 而对于一般公共性建筑如行政办公楼 图书馆 学校 文化娱乐等建筑 可以有若干踏步的高差 如果建筑有半地下室 则首层地面标高与室外地面可能差半层左右高度 3 从建筑物所要表达的个性考虑 一些纪念性建筑 博物馆 法院 银行或者重要的政府办公建筑 为了表达建筑庄重 严肃的个性 常常加大室内外高差 通过壮观的室外大台阶来表达这种个性 5 5建筑局部标高的确定 4 从地形变化考虑 当建筑建在坡度较陡的地形或台地上时 其室内外高差要依据地形而定 有可能主要入口从上一个台地直接进入建筑物二层 而次要入口从下一个台地进入一层 也有可能从台地分别上下半层进入建筑物的首层和二层 但不管地形如何复杂 都应使建筑物周边的地面低于首层地面 见图5 20 5 5建筑局部标高的确定 5 其他因素 住宅建筑为了保证首层楼梯平台下过人 往往通过增