公共建筑设计原理课件

《公共建筑设计原理》

2007年3月参考书目：《公共建筑设计原理》

——张文忠主编（第二版），中国建筑工业出版社《建筑空间组合论》——彭一刚著（第二版），中国建筑工业出版社一.公共建筑的基本概念建筑应具备三个基本要求（适用、坚固、美观）《建筑十书》（Vitruvius,DeArchitecturaLibriDecem)（维特鲁威）适用、经济、美观三者相互约制、相互协调和相互联系。公共建筑设计中，就必须处理好功能、艺术、技术三者之间的关系，这是做好公共建筑设计的基础。公共建筑的类型：医疗建筑、文教建筑、办公建筑、商业建筑、体育建筑、交通建筑、邮电建筑、博览建筑、演出建筑、会展建筑、宾馆建筑、金融建筑、餐饮建筑、纪念建筑以及景观建筑等。公共建筑的设计工作：总体规划布局、环境背景特色、功能关系分析、体形空间组合、结构形式选择、造型艺术创作等问题。一般我们将出入口、通道、门厅、楼梯、电梯、自动扶梯等统称为建筑的交通联系空间。按其基本空间形式分为水平交通、垂直交通和枢纽交通。1.水平交通：应直截了当，忌曲折多变，与各部分空间有密切联系，宜有良好的采光和照明。类型：（1）单一的交通联系功能 ——旅馆、办公等建筑的走道和电影院中的安全通道等（2）主要作为交通联系空间兼为其他功能——医院门诊部的宽形过道和中小学校的过道或过厅（3）复合功能 ——某些展览馆陈列厅等建筑的过道，园林建筑中的廊子尺度：（1）宽度：根据人流的性质、方向、数量和门扇的开启方向决定的，如旅馆、办公建筑要做到１.５～２.０ｍ或者更宽些，学校建筑一般为２～３ｍ，医院门诊部为３～４ｍ。

（2）长度：根据建筑性质、耐火等级、防火规范以及视觉艺术等方面的要求而定采光：民用设计通则——内走道不超过20米时至少一端采光口，超过20米时应两端有采光口，超过40米时应增加中间采光口，否则应采用人工照明。2.垂直交通：位置与数量依功能需要和消防要求而定，应靠近交通枢纽。布置均匀并有主次，与使用人流数量相适应。类型：（1）楼梯：——直跑楼梯：具有方向单一和贯通空间的特点；——双跑楼梯：——三跑楼梯：——其它类型楼梯：旋转楼梯、剪刀楼梯——在公共建筑设计中，基于防火疏散的要求，至少需设置两部楼梯，根据布局的需要布置在担负人流大致相当的部位上。设置一部楼梯的要求详见规范。（2）坡道：——有的公共建筑因某些特殊的功能要求，需要设置坡道，如医疗和交通建筑。——坡道的坡度一般为8％～15％，在人流比较集中的部位，则需要平缓一些，常为10％～12％。——坡道设计还应考虑防滑措施。——因为坡道所占的面积通常为楼梯的四倍，出于经济上的考虑，除非特殊的需要如多层停车场和残疾人无障碍设计外，一般在室内很少采用。（3）电梯：——当公共建筑层数较多（如高层旅馆、办公楼等），或某些公共建筑虽然层数不高但因某些特殊的功能要求（如医院、疗养院等），除布置一般的楼梯外，尚需设置电梯以解决其垂直升降的问题。——电梯设计要求：（a）按防火规定的要求，配置辅助性质的消防电梯及安全疏散楼梯，供电梯发生故障或火灾时使用。（2）自动扶梯：——在一些大型公共建筑中，往往因为人多而集中的特点，常选择具备连续不断乘载人流的自动扶梯，借以组织人流疏散问题，如百货大楼、地铁站、铁路旅客站、航空港等。——自动扶梯可以单独布置成上行或下行的，也可以布置成上下行并列的。——一般自动扶梯的坡度为30o，单股人流使用的自动扶梯，多采用810mm的宽度，每小时运送人数约为5000~6000人左右，运行的垂直方向升高速度为28~38m/min。——优点：

--具备连续快速疏散大量人流的优越性。

--不需要在建筑顶部安设机房和在底层考虑缓冲坑等，比电梯占用空间少。--发生故障时可做一般楼梯使用。——但自动扶梯行程速度缓慢，对于年老体弱及携带大件物品者也不够方便。所以在大型公共建筑中，在安装自动扶梯的同时，仍需考虑装设电梯或一般性楼梯，作为辅助性的垂直交通工具。3.交通枢纽空间：考虑到人流的集散、方向的转换、空间的过渡以及与通道、楼梯等空间的衔接等，需要设置门厅、过厅等空间形式，起到交通枢纽与空间过渡的作用。公共建筑的主要出入口部分，是整个建筑的人流出入汇集的场所，也是建筑空间处理的重点。公共建筑门厅出入口部分的设计，主要依据两方面的要求：——使用方面的要求，应满足通行能力的要求；——空间处理方面的要求，具有一定的空间环境艺术气氛（雄伟高大或曲折小巧），并力求具备合适的尺度感；——还应考虑空间的导向作用，即：如果门厅空间环境设计得好，无需借助标志得提示，即可将人流引导到需要去得方向。一般公共建筑中门厅部分，除去需要考虑人流集散所需要的空间外，还需要根据公共建筑的性质，设置一定的辅助空间。——旅馆（常设接待、住宿、用膳、乘车、邮电等服务空间）——医院（接待病人、办理挂号、收费等）——火车站（问讯、售票、邮电、小卖等）——演出建筑（售票、存衣、检票、休息等）（二）公共建筑的功能分区：功能分区是将空间按不同功能要求进行分类，并根据他们之间联系的密切程度加以组合、划分。功能分区的原则：分区明确、联系方便；并按主、次，内、外，闹、静的关系加以分析，使不同要求的空间，都能得到合理的安排。同时还要根据实际使用要求，按人流活动的顺序关系安排位置。不同类型的公共建筑对空间环境的要求，常存在着差别，反映在重要性上有主次之分，反映在位置、朝向、采光及交通联系等方面也有主次之分。空间组合、划分时要以主要空间为核心，次要空间的安排要有利于主要空间功能的发挥；对外联系的空间要靠近交通枢纽，供内部使用的空间要相对隐蔽，空间的联系与隔离要在深入分析的基础上恰当处理。功能分区的内外关系，不仅限于单体建筑，还应结合总体布局、室外空间处理予以综合考虑。三.公共建筑的技术与经济问题：（一）公共建筑与结构技术：混合结构（墙体承重结构）——为保证墙体有足够的刚度，承重墙应均匀布置，并满足相关规范的规定。（抗震规范要求6、7度地区抗震横墙最大间距为18米，8度为15米，9度为11米。——为使墙体传力合理，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。此外，还应尽量避免小房间压在大房间上。——墙体的厚度和高度应在合理的允许范围。框架、剪力墙及筒体结构：空间结构体系（拱形结构、桁架结构、空间网架、悬索结构、空间薄壁、充气薄膜等）结构本身必须符合于力学的规律性，必须能够形成或覆盖某种形式的空间。（二）公共建筑与设备：建筑设备主要包括采暖通风、空气调节、电器照明、通讯线路、闭路电视、网络系统、自动喷淋及煤气管网等。（１）采暖系统：——有蒸汽与热水两种采暖方式。——所需设备为锅炉房。——热水采暖系统散热器表面温度不高，冷却较慢，室温容易保持均匀稳定，适用于医院、幼儿园及旅馆等。——蒸汽采暖系统升温快冷却也快，常用于短时间采暖或间歇性采暖，适用于学校、会堂、影剧院等。——另外还有地板辐射采暖、带型辐射板采暖以及热风采暖等新型采暖方式。（２）空调系统：——用以调整室内温度、湿度、风速与洁净度，从而可以保证室内有良好的空气环境和适宜的温度。应用于标准较高的公共建筑中（体育馆、影剧院、会堂、电讯楼、宾馆、餐厅、医院、展览馆、百货大楼、超市及办公建筑）——集中空调系统、高速诱导系统、风机盘管系统——集中空调系统：服务面大、风速较低和容易消声，但机房大、风管粗、层高要求大。不适合风量要求不大、服务面复杂、建筑空间分割较小的公共建筑。不过可通过分层、分区、分段设置空调系统解决服务面的问题。——高速诱导系统：送风量较少，风管断面不大，节约了回风管道。但风速偏高，易产生噪音。——风机盘管系统：各个单独房间可自行调节室温，可局部关机。适用于高级旅馆、精密实验室等。（3）人工照明：——保证舒适而又科学的照度、适宜的亮度分布和防止眩光及光污染的产生。——不同使用性质的公共建筑，对照度的要求也不相同。——在大空间的公共建筑中，除考虑照度的要求外，还应考虑亮度的分布问题，以保证视觉的舒适感。同时，适宜的亮度，还能创造出良好的空间氛围。——注意解决眩光的问题。注意选择光源（白炽灯、荧光灯与碘钨灯）——根据照度的分布，人工照明可分为一般照明、局部照明与混合照明。按受光的情况，可分为直接照明、半直接照明、间接照明、漫射照明等。——避免光能的无益损失，使光源的光通量直接或间接射向需要照明的区域。（四）公共建筑建筑面积计算规则：详见《建筑工程建筑面积计算规范》（GB/T50353-2005）计算面积的注意事项：坡屋面及场馆看台下的计算原则；单层建筑物内设有局部楼层者的计算原则；架空层的计算原则；各种类型的走廊的计算原则；注意不计算面积的部分：四.公共建筑的空间组合：公共建筑常以一个单体或一组空间组合而成，在进行设计构思时，切忌将一个完整的建筑空间概念，简单地理解成为彼此割裂、截然划分的片段，它不仅仅是二维的平、立面设计，而是三度空间的设计工作。五大类组合方式：——分隔性空间组合——连续性空间组合——观演性空间组合——高层性空间组合——综合性空间组合（一）分隔性空间组合：以通道等交通空间联系使用空间的组合特点：以交通空间为联系手段，组织各类房间，常称为“走道式”建筑布局，常用于办公建筑、学校建筑、医疗建筑等类型。布置方式有内廊式和外廊式布置两种基本形式。内廊式布置：——所占交通面积小，经济。——但至少有一半房间朝向较差或外部环境较差，在实际设计中常将一些辅助空间和交通空间布置在这一侧。——走道采光较差。外廊式布置：——有良好的通风、采光、日照条件。——交通走道过长，辅助面积偏大、建筑进深过小。内外廊结合布置（二）分隔性空间组合：以套穿的方法将主要空间按一定序列的组合五种类型：——串联的空间组合形式：——放射的空间组合形式：——串联兼通道的空间组合形式：——放射兼串联的空间组合形式：——综合大厅的空间组合形式：放射的空间组合形式：——以交通枢纽为中心，陈列空间呈放射状布置在交通枢纽周围。——作为中心的交通枢纽的使用性质也各不相同——既可仅仅为交通空间使用，也可结合陈列空间使用。——参观路线简单紧凑，使用灵活，各个陈列空间可以单独开放。——枢纽空间中的参观流线不够明确，容易造成迂回交叉的问题。而且环绕枢纽空间的各个陈列空间形成了袋状流线，容易造成停滞不畅、拥挤堵塞的现象。串联兼通道的空间组合形式：——各个陈列空间既可直接贯穿连通，又可以经过通道联系各个陈列空间。——能使各个主要空间单独连通，又能通过通道间接联系，既有连续性的一面，又有单独使用的一面。整个布局机动灵活，适应性强，可以根据需要单独开放某个或几个陈列空间，提高了空间组合的综合使用效率。——但面积较大，造价增加，占地偏多。放射兼串联的空间组合形式：——以交通枢纽为中心，陈列空间呈放射状布置在交通枢纽周围，但各个陈列空间又可以通过走道或过厅直接穿行。——具有极大的灵活性，空间组合紧凑，适应性强，兼备串联、放射与通道相联系的优点。——如果布置不合理，易造成枢纽空间的采光、通风不好，也容易造成参观流线路线不够明确和人流大时出现拥挤与混乱的现象。（三）观演性的空间组合：以大型空间作为主体穿插辅助空间的组合设有大型空间作为主要使用空间及组合的中心，围绕大型空间布置辅助服务性空间，并与大型空间有比较密切的联系，共同构成完整的空间整体。适用于体育馆、影剧院、车站、空港、大型综合展馆、大型商场等。（四）高层公共建筑的空间组合：高层建筑的空间组合主要反映在交通组织上，以垂直交通为主。与以水平交通为主的低层公共建筑有所区别。有板式和塔式两种类型板式高层较塔式高层更有利于自然的通风和采光，但不利于抵抗水平推力。因此在满足自然通风采光的情况下，尽可能的加大建筑的进深，以增强抗风能力。（五）综合性的空间组合：文化宫、俱乐部以及大型的会议办公场所，因为功能要求比较复杂，常采用多种空间组合形式，是一种综合形式的空间组合。五.公共建筑的室外空间组合：室外环境空间的形成有几个主要的组成部分：主要的建筑或建筑群体、广场道路、绿化设施、雕塑壁画、建筑小品、灯光造型与夜间的光照艺术效果等。室外环境布局的基本组成——室外空间与建筑——室外空间与场地——室外空间与绿地（一）室外空间与建筑：一般公共建筑室外环境空间的构成，主要是依据建筑或建筑群体的组合，并结合道路、广场、绿化、雕塑及建筑小品等共同形成。因此在室外环境空间中，主体建筑常位于明显而又主要的部位，形成室外空间构图的中心，附属建筑是室外空间组合的一部分，与主体建筑相配合。当形成一定的格局之后将对其他各项因素加以综合性的布局，使之构成一个完整的室外空间环境。六.公共建筑的艺术处理：（一）形式美的规律多样统一，是建筑艺术形式的普遍法则，同样也是公共建筑创作中的重要法则。比例、尺度、对比、主从、韵律、均衡、重点等形式美的规律是经常运用的构图技巧。不同使用性质空间的形状、大小、色彩、质感等因素是构成建筑形式美多样变化的内在基础。不同用途的公共建筑，在建筑艺术上是存在着不少差异的。大量性公共建筑与大型公共建筑及纪念性建筑的差异。建筑艺术不同于其他作品的艺术形式：建筑语言不能象其它的艺术形式，它只能通过一定的空间和体形、比例和尺度、色彩和质感等方面构成艺术形象，表达某些抽象的思想内容，如庄严肃穆、明快华丽、宁静淡雅、轻松活泼等气氛。这些既是建筑艺术的普遍规律，同样也是公共建筑艺术形成的特性。形式美的规律：——多样统一是所有建筑艺术创作中的重要原则，当然也是公共建筑艺术创作的重要原则。因而在公共建筑艺术处理中，应密切结合“公共性”这一基本特征，善于处理同一种求变化，变化中求统一的关系。——形式与内容的统一，同样也是所有建筑艺术形式的普遍规律。——正确对待传统与革新的关系。善于吸取建筑历史传统的创作经验，取其精华、去其糟粕，做到“古为今用、洋为中用”。建筑设计中常用的一些形式美的原则：——以简单的几何形体求统一——主从与重点——均衡与稳定——对比与微差——韵律与节奏——比例与尺度（1）以简单的几何形体求统一采用简单、肯定的几何形装状构图而达到高度完整、统一的境地（如埃及的金字塔、中国的天坛等）（2）主从与重点在一个有机统一的整体中，各组成部分是不能不加区别而一律对待的，他们应当有主与从德差别；有重点与一般的差别；有核心与外围组织的差别。主从处理采用左右对称构图形式的建筑较为普遍。还可以用突出重点的方法来体现主从关系，在设计中充分利用功能特点，有意识地突出其中的某个部分并以此为中心或重点，而使其他部分明显地处于从属地位，这也同样可以达到主从分明、完整统一。（3）均衡与稳定有静态和动态的均衡以静态的均衡来讲，有两种基本形式：一种是对称的形式，一种是非对称的形式。而动态均衡是依靠运动来求得平衡的。和均衡相联的是稳定，如果说均衡所涉及的主要是建筑构图中各要素左与右、前与后之间相对轻重关系的处理，那么稳定所涉及的则是建筑整体上下之间的轻重关系处理。（4）对比与微差对比是指要素之间显著的差异，微差指的是不显著的差异。对比可以借彼此之间的烘托陪衬来突出各自的特点以求得变化，微差则可以借相互之间的共同性以求得和谐。对比和微差只限于同一性质的差异之间，如大与小、直与曲、虚与实以及不同形状、不同色调、不同质地等（5）韵律与节奏韵律指建筑构图中的有组织的变化和有规律的重复，使变化与重复形成有节奏的韵律感。常用的韵律手法：——连续的韵律：强调运用一种或几种组成部分的连续运用和重复出现的有组织排列所产生的韵律感。——渐变的韵律：常将某些组成部分，如体量的大小、高低、色彩的冷暖、浓淡，质感的粗细、轻重等，作有规律的增减，以造成统一和谐的韵律感。——起伏的韵律：也是讲某些组成部分作有规律的增减变化，它更强调某一因素的变化，使体型组合或细部处理高低错落，起伏生动。——交错的韵律：在建筑构图中，运用各种造型因素，如体型的大小，空间的虚实，细部的疏密等手法，作有规律的纵横交错，相互穿插的处理，形成一种丰富的韵律感。（6）比例与尺度：“比例”一方面指建筑整体或它的某个细部本身的长、宽、高之间的大小关系；另一方面指建筑物整体与局部或局部与局部之间的大小关系。“尺度”则是建筑整体和某些细部与人或人们所习见的某些建筑西部之间的关系。（二）内部空间处理：（1）空间形状大小与比例尺度的关系：所谓的空间尺度就是人们权衡空间的大小、粗细等感觉上的量度问题。不同形状的公共建筑室内空间给人的感受也不尽相同。规则的几何形和不规则的自由形。表达不同的空间气氛。不同的视角和视距所引起的透视变化以及由于体型的大与小、光影的明与暗、方向的横与竖等一系列的对比作用所产生的错觉，必然产生不同的尺度感。设计中常运用这些视觉规律以增强或减弱视觉效果，以取得某些预想的空间意境。（2）空间的围透划分与导向序列的关系：对于室内空间环境的构思，常运用围透划分与序列导向的处理，形成一个完整的空间体系。——空间组合中界面的围透；（界面的围合和封闭与通透的关系）——室内空间环境的划分；（通过界面的划分、通过地面和顶棚高低及材质变化的划分、通过柱列的分隔划分）——一定空间环境的序列布置；（三）外部形体处理：（1）外部形体是内部空间的反映：建筑形体不仅是内部空间的反映，而且还要间接反映出建筑功能的特点。（2）建筑的个性与性格特征的表现：建筑的个性就是其性格特征的表现，前者是属于客观方面的因素，是建筑物本身所固有的；后者则是属于主观因素，是由设计者赋予的。（3）体量组合与立面处理：主从分明、有机结合体量组合中的对比和变化体量组合的稳定与均衡外轮廓线的处理比例与尺度的处理虚实与凹凸的处理墙面与窗的处理色彩、质感的处理装饰与细