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公共建筑的技术经济问题 方案实现的必经之路 1 建筑与技术 技术与经济 公共建筑中的工程技术问题 是构成空间与提醒的骨架和基础 同时这些工程技术本身的实现和运用就需要消耗大量的建筑材料和施工费用 同时 建筑工程技术的发展和水平直接影响着建筑空间营造的可能性 2 一 建筑工程技术1 结构2 暖通3 电气4 给排水 3 著名建筑大师赖特认为 建筑是用结构来表达思想科学性的艺术 4 结构与空间将符合功能要求的空间称之为适用空间 将符合审美要求的空间称之为视觉空间 将符合材料性能和力学规律的空间称之为结构空间 结构作为实现建筑功能和审美要求的技术手段 要受到它们的制约 然而结构并不是一个完全消极被动的因素 相反对建筑空间形式具有很强的反作用 5 1851年伦敦的 水晶宫 世界博览会展览馆 6 1889年巴黎世界博览会 7 1889年巴黎世界博览会机械馆 8 法国蓬皮杜艺术中心 9 结构型式的选择不仅要受到功能要求的影响 同时还要服从审美的要求 一个好的结构方案应该是满足使用功能的同时 还应具有一定的艺术感染力 而且不同的结构形式各自具有其独特的表现力 10 常用的结构形式 混合结构 框架结构 空间结构 11 一 混合结构 承重墙结构体系的特点是 墙体本身是围护结构同时又是承重结构 混合结构形式 以砖或石墙承重及钢筋混凝土梁板系统最为普遍 砖混结构 适用于房间不大 层数不高 且为一般标准的中小型公共建筑 如 中小学校 办公楼和卫生院等 12 混合结构 优点 取材容易 造价不高 构造简单 使用广泛 施工方便 要求梁板和屋面的结构构件规格整齐 统一模数 缺点 不能做灵活地分隔空间及做较大跨度的空间 开设门窗及洞口大小受限制 抗震性能较差 要保证墙体的刚度 对农田损害严重 施工技术落后 13 应注意的要求 P90 为了保证墙体有足够的刚度 承重墙的布置应做到均匀 交圈 并应符合规范的规定 为了使墙体传力合理 在有楼层的建筑中 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 同时避免出现承重墙落空的毛病 墙体的厚度和高度 即高厚比 应在合理的允许范围 混合结构 14 除承重墙外 还有非承重墙 隔断墙 不承受荷载 只起到分隔空间的作用 一般多选用轻质材料 如空心砖 轻质砌块 石膏板 加气混凝土墙板等 在混合结构类型中 还有砖木结构 砖石结构体系 15 哈尔滨教育书店 原松蒲洋行 1909建 I类保护建筑 砖混结构 16 该小区由六栋七层砖混结构的住宅组成 17 二 框架结构 框架结构是由梁和柱形成受力结构骨架的结构体系框架结构组成 由梁 柱 节点及基础组成 节点构造十分重要 18 框架结构种类 按施工方法的不同可分为整体式 装配式 装配整体式框架结构布置 横向承重 纵向承重 纵横双向承重 19 承重系统与非承重体系统有明确的分工 最明显特点 承重系统 支承建筑空间的骨架 梁和柱 非承重系统 围护结构和轻质隔断 分隔室内外空间的围护结构和轻质隔断是不承受荷载的 层高可以高一些 相对于砖混结构有高厚比限制 抗震性好 整体性强 强度大 刚度好 开窗很自由 优点 20 框架结构柱网布置举例 21 它是集商业 住宅为一体的框剪结构的商住楼 22 23 SOM设计事务所上海金茂大厦 24 三 空间结构体系 一 悬索结构在公共建筑中的运用 二 空间薄壁结构在公共建筑中的运用 壳体结构 折板结构 三 空间网架结构在公共建筑中的运用 四 充气结构在公共建筑中的运用 五 膜结构在公共建筑中的运用 25 三 空间结构体系 是利用张拉的钢索来承受荷载的一种柔性结构 优点 悬索结构的钢索不承受弯矩 可以使钢材耐拉性发挥最大的效用 从而能够降低钢材的消耗量 施工时不需要大型的起重设备和大量的模板 施工期限较短 具有较大的刚度 抗风和抗震性能较好 有利于排除雨水 缺点 技术要求高 防止钢的剪支 一 悬索结构 26 悬索结构 受力特殊性能 在荷载作用下 悬索结构体系能承受巨大的拉力 因此要求设置能承受较大压力的构件与之平衡 27 28 29 30 31 32 33 34 二 空间薄壁结构在公共建筑的运用 壳体结构 折板结构 优点 壳体结构的刚度 取决于它的合理形状 而不像其他结构形式需要加大结构断面 所以材料消耗量低 厚度可以做的很薄 壳体结构本身具有骨架和屋盖的双作用 而不像其它结构形式 只起骨架作用 缺点 施工复杂 35 36 37 38 折板结构 是由许多薄平板以一定的角度相互整体连接而成的空间结构体系 折板结构既是板又是梁的空间结构 受弯能力 刚度稳定性均比较好 适宜于长条形平面的屋盖 两端应有通长的墙或圈梁作为折板的支点 常用有V形 梯形等型式 一般跨度不宜超过30米 39 40 三 空间网架结构在公共建筑的运用 是由杆件系统组成的新型大跨度空间结构 优点 消耗的钢材量较少 节约大量钢材 降低施工费用 用于大跨度公共建筑 具有很大的经济意义 空间平板网架具有较大的刚度 结构高度不大 缺点 网架加工精度要求高 多采用金属管材制造 一般由钢管或型钢构成 41 网架结构可分为单层平面网架 单层曲面网架 双层平板网架 双层曲面网架等多种形式 目前最为常用的是双层平板空间网架 其网格有两向和三向两种 42 43 44 45 46 47 四 充气结构 系指薄膜系统充气后 使之能承受外力 形成骨架与围护系统 两者结合为统一的整体 最大的优越性 自重可以从略不计 博览会 体育馆建筑使用较多 在我国 多处于研究与试验阶段 常用于较小规模的临时帐篷 库房 展览厅等 优点 包装小 自重轻 拆装快 运输方便 投资少 可达到很大的跨度 48 日本东京棒球馆 充气式索膜结构 49 北京奥运场馆 国家游泳中心 水立方 建筑外围护采用了世界上最为先进的膜结构环保节能材料ETFE 四氟乙烯 用近11万平方米ETFE膜材料的全封闭膜式建筑 在全世界是独一无二的 是全世界最大的膜建筑 建筑面积 万平方米 高 米 可容观众 人 50 五 膜结构 也称帐篷式结构 由撑杆 拉索和薄膜面层三部分组成 通过张拉 使薄膜面层呈反向的双曲面形式 从而达到空间稳定性 造型独特 安装方便 可用于某些非永久性建筑的屋顶或遮篷 如 场馆看台及娱乐空间 标志性小品 绿色漫步道 商业步行街 建筑入口及膜建筑屋顶 停车场 高速公路收费站 张拉膜结构 索膜结构 张拉膜结构 张拉整体结构 51 52 53 54 55 56 57 58 香港大球场 容纳4万观众 获1995年美国建筑师协会奖 59 英国格林威治千年穹顶 60 四 结构选型原则 满足功能要求技术经济与合理建筑造型的要求 61 公共建筑与设备技术 建筑设备主要包括 P100 采暖通风空气调节电器照明通讯线路 闭路电视 网络系统自动喷淋煤气管网等 62 三 人工照明1 人工照明的设计与安装要求 P104 保证舒适科学的照度适宜的亮度分布和防止眩光的产生选择优美的灯具形式 创造灯光环境的艺术效果人工照明的方式 P105 1 根据照度分布一般照明 局部照明 混合照明 2 按受光情况直接照明 半直接照明 间接照明 漫射照明等 63 室内设计中常见灯具 1 光源 1 白炽灯将灯丝加热到白炽的温度 利用热辐射产生可见光的光源 普通照明用白炽灯优点 可瞬间启动 可进行调光缺点 发光效率较低 寿命较短b 反射型白炽灯适合各种气氛照明 如商店橱窗等 64 1 白炽灯c 卤钨灯发光原理同普通白炽灯 在白炽灯充填的惰性气体中加有微量的卤素物质 目的是利用卤素循环的原理减少灯丝的蒸发率 消除灯泡发黑的现象 增加灯的寿命 适合展示照明 65 2 荧光灯利用低压汞蒸汽放电产生的紫外线 通过涂敷在玻璃内壁的荧光粉转换成为可见光 发光效率高 灯管表面亮度及温度低 光色好 品种多 寿命长 是目前室内照明中运用最广的产品 a 直管型b 紧凑型2管 4管 6管 8管 螺旋型c 环形光效高于普通直管型荧光灯 66 3 高强气体放电灯荧光高压汞灯高压钠灯金属卤化物灯 体育场管 商业中庭 商业店铺的橱窗照明微波硫灯 67 室内设计中的灯具选择 2 灯具 1 悬挂式灯具多用于为室内局部空间提供均匀的一般照明 灯罩材料 织物 玻璃 有机玻璃 特制纸光源 白炽灯 节能灯 高压钠灯 金卤灯用途 住宅 商店 超市 工业厂房等 68 室内设计中的灯具选择 2 灯具 2 吸顶式灯具一般紧贴顶棚安装 为室内场所提供一般照明和局部照明 开敞式 与悬挂式灯具相似 不同之处在于无吊杆 代之以吸盘 造型丰富 装饰性强 封闭式 外观简洁 发光罩与灯具吸盘紧扣在一起 密封性能良好 但不利于灯具散热 常用光源有白炽灯 节能灯和直管荧光灯 69 公共建筑的经济分析 建筑标准地区特点 质量标准 民族形式 功能性质 艺术风格评价建筑设计是否经济 常用的面积系数有 P107 有效面积系数使用面积系数结构面积系数 70 建筑面积 建筑物各层水平投影面积的总和 包括使用面积 交通面积和结构面积组成使用面积 指主要使用房间和辅助使用房间的净面积 净面积为轴线尺寸减去墙厚所得的净尺寸的乘积 使用率 使用面积系数 亦称得房率 指使用面积占建筑面积的百分数交通面积 指走道 楼梯间 电梯间等交通联系设施的净面积结构面积 指墙体 柱所占的面积 71 建筑项目常用经济技术指标 建设用地面积建筑面积建筑容积率建筑密度绿化率 72 建筑容积率 建筑面积 用地面积 通常容积率受规范条件限制建筑密度 即建筑覆盖率 指项目用地范围内所有基底面积之和与规划建设用地面积之比绿化率 规划建设用地范围内的绿地面积与规划建设用地面积之比规划建设用地面积 项目用地红线范围内的土地面积 一般包括建设区内的道路面积 绿地面积 建筑物 构筑物 所占面积 运动场地等等 73 中国我国目前的基本建设标准程序可分为投资决策及前期 投资建设期 生产期三个阶段和以下六项工作 1 编制和报批项目建议书 2 编制和报批可行性研究报告 3 编制和报批设计文件 4 建设准备工作 5 建设实施 6 项目施工验收 投产经营和使用后评价 74 我国建筑师设计体制确立于20世纪30年代 当时的设计服务和收费基本沿袭了英 美等国际通行的方式 19