章公共建筑技术经济问题的分析节.ppt

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第二节公共建筑与设备技术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、自动喷淋以及煤气管网等。

由于建筑设备技术的不断发展，不仅给公共建筑提供了日益完善的条件；同时也给公共建筑设计工作带来了不少的复杂性。

为此，在建筑空间组合的创作中，除应给予足够的重视外，还应运用高超的设计技巧，加以综合全面的解决。

我国北方地区大量性公共建筑都需要采暖；南方地区一般不考虑采暖，但标准较高的宾馆、旅馆以及聚集人流较多的厅堂类建筑也要求采暖和空气调节。

这些暖通、空调都需要一套相应的设备，包括锅炉房、冷冻机房、空气调节机房以及风道、管道、地沟散热器、送风口、回风口等，它们都占有一定建筑空间，因此与建筑设计、结构设计都有密切关系。

2建筑空间布局中要预留各种风道、管道、地沟的位置。

集中式空调系统由于风道大，与建筑空间布局的矛盾较多，结构上也要考虑各种设备管道穿通墙面、楼板对结构安全度的影响。

3空调房间内各种散热器、设备机组以及送风口、回风口的布置需要考虑使用效果以及与建筑细部处理的密切结合。

4建筑和结构要采取措施降低各种设备机械用房及风管所产生的噪声。

所以，建筑设备的设计与建筑及结构设计密切配合进行，否则将会影响建筑的平面和空间处理，影响建筑功能或者导致设备不能正常运转使用。

1建筑平面布局要考虑设备的位置，如采暖用的锅炉房、水泵房，空调用的空气调节机房，冷冻机房等。

在高层建筑中，由于用水设备的水压力限制，除底层及顶层外，有时还需在中间层布置设备层。

如右图（图4.1）。

图4.1高层公共建筑设备层示意图一、采暖常用的采暖系统有热水采暖系统和蒸汽采暖系统。

热水采暖系统是利用锅炉加热后的热水经供水管送到采暖房间的散热器，加热后的散热器以对流及辐射传热的方式加热房间的空气和物体，放热后的回水从回水管经水泵加压送回锅炉房加热重新使用。

由于供水管、回水管的布置不同，可以分为双管上分式、双管下分式以及单管顺序式等不同的方式。

蒸汽采暖系统，热媒不是热水而是蒸汽，它利用蒸汽本身的压力把蒸汽送到采暖房间，与热水采暖不同之处是蒸汽放热后回锅炉房的是凝结水。

热水采暖的热水温度一般不太高，因此散热器的表面温度也不高。

由于热水的热惰性大，冷却较慢，适宜于人们长时间生活和居住的建筑，如旅馆、办公楼。

蒸汽采暖的散热器表面温度较高，所以散热器的数量可以减少，蒸汽采暖加热得快，冷却得也快，适宜于热损失较大，要求短时间采暖的建筑如影剧院、会堂等。

近年，我国采暖技术也在不断发展，新的采暖方式正在逐步推广应用，如蒸汽喷射热水采暖，适宜于多种用途的建筑，可以一个热源多种用途，节约用电。

这种采暖方式还保持了热水采暖的优点，在北方应用较多。

华东地区还做了地板辐射采暖、带型辐射板采暖、高温水采暖等试验，热风器采暖已有定型烧油热风器产品，体积小，重量轻，效率高，不需要锅炉和外管线，可供高级民用建筑及厅堂类建筑局部采暖和全面采暖之用。

二、空气调节它是能够调节室内空气的温度、湿度、风速、洁净度以保证室内有良好空气环境的通风系统。

应用于一般标准较高的厅堂类建筑与民用建筑。

与建筑设计关系比较密切的有以下三种系统：

集中式空调系统：

用一个空气处理室集中处理空气，使具有一定的温度、湿度和洁净度，然后经风机送入空调房间的系统称为集中式空调系统。

如果所处理的空气一年四季都采用室外新风，又称为直流式系统，它的热冷耗量大，投资和运行费用高，但卫生条件好，适宜于特殊卫生要求的建筑。

通常采用的系统都是利用一部分回风重新处理使用的一次回风及二次回风系统，它可以降低热冷耗量，节约运行费用。

集中式空调系统的空调机房集中、设备固定、管理方便、服务面积大、使用寿命长，运行费用低，只要采取有效的消音隔震措施，风道的噪声较低。

它的缺点是空调机房面积大，风道粗，要占较大的建筑空间，往往会影响到建筑的层高。

尤其是在高层建筑中，面积和层高都很紧凑，风道与建筑抢空间、争墙面的矛盾较突出。

这种系统的施工安装现场工作量大，管道保温投资大，风量不易分配调整，当空调房间使用效率不高时，运行费用大，同一系统不能满足各个房间不同的空调要求，所以不适宜于旅馆一类建筑，比较适用于要求风量大、服务面积广的厅堂类建筑。

高速诱导系统这种系统以诱导器代替集中空调系统中的普通风口，利用集中空气处理室送来的初次风，经诱导器喷嘴高速喷出，在喷嘴周围造成负压，因此室内空气被吸入诱导器，经过冷热交换器处理后再与初次风混合送入空调房间。

由于室内回风就地处理，房间之间彼此无污染，卫生条件好。

送风量可以比集中式空调少23倍，风道断面可以小得多，省去了回风道。

但是，由于风速高、噪声也高，要采取消音措施。

由于本身不宜装置滤尘器，所以不适用于室内较清洁的房间，每台诱导器的作用深度有限，图4.2空调设备系统诱导器系统图一般不大于6，所以不适于大空间建筑的空调。

一般标准较高的民用建筑如宾馆等采用较多。

（图4.2）风机盘管系统：

是一种把冷热交换器和风机装在一起的空调设备。

风机主要引入室内空气（回风），同时也吸入部分新风。

新风来源或从集中的空气处理室送来，或直接从墙外吸入新鲜空气。

冷热交换器的冷、热媒分别采用冷冻水或热水。

所以必须有集中的冷冻机房和锅炉房。

这种空调系统灵活性大，各房间可以自行调节室温，不用时也可关掉风机，特别适用于宾馆一类建筑。

新风道的风量仅是卫生标准所需要的空气量，比集中式系统所送风量少得多，所以风道截面可做得很小。

当直接从墙外吸入新风时，可以省去风道，但立面不易处理，而且容易把室外的灰砂带入，所以进风口要作吸尘处理。

这种方法还存在新风量受室外自然环境影响，不易稳定，冬季加湿问题不易解决等问题。

但是它比较经济实用，存在问题是可以设法解决的。

图4.3空调设备系统风机盘管组织图（a）风机盘管示意图；（b）系统示意图盘管风机的具体方式有立式和卧式两种。

通常立式明装在房间窗台下，卧式暗装在房间靠近走廊的吊顶内。

（图4.3）在公共建筑的空间组合中，无论采用哪种类型的空调系统，都存在着气流组织的问题。

应该做到将处理好的空气，送到人们活动或逗留的区域，使整体活动空间的气流，保持合乎标准的温湿度、洁净度及送风速度，并能及时地排除污浊的空气，保持均匀稳定、舒适合理。

图4.4是上海体育馆空气调节的气流组织示意图。

对于大型整体空间的公共建筑，如体育馆、影剧院、会堂、超级市场等，多采用集中式空调系统，其气流组织主要有上送下回与喷口送风两种。

上送下回的气流组织，系指气流从上向下流动，具有路线短捷，容易控制的优点。

以影剧院建筑为例，如果选择上送下回的气流组织，则能形成迎面风，可以增强舒适感。

但是，当天花较低时，容易造成部分气流从后面或侧后方吹向观众，这样的效果就比较差一些。

另外，喷口送风的气流组织，在影剧院、会堂建筑中，可选用高速送风口的方式，它一般装在观众厅后墙的上部。

这样喷出的气流，很自然地沿着顶棚下皮流向舞台的前方，经过组织再将气流折回，使观众接受舒适的迎面风。

图4.4上海体育馆气流组织示意图另外，它还具有管道短和不占用天花上部空间等优点，所以适用于一些新型屋顶结构形式，如空间薄壁结构、悬索结构与网架结构等大跨度的公共建筑。

而对于某些标准较高或高层的公共建筑，宜采用风机盘管或高速诱导器的送风方式。

三、人工照明在公共建筑的空间组合中，人工照明的设计与安装，应满足以下的要求，即：

保证舒适而又科学的照度、适宜的亮度分布和防止眩光的产生、选择优美的灯具形式和创造一定的灯光环境的艺术效果。

由于各类公共建筑的使用性质不同，对照度要求也是不一样的。

一般学校中教室的照度，应满足学生看清黑板上的字迹、教师的示范实验以及做笔记的要求；会堂建筑观众厅的照度，应满足与会者阅读文件和做记录的要求；剧院、体育馆观众席的照度，应满足在表演间歇时观看节目单的要求等。

至于剧院舞台与体育馆比赛场地的照明，随着表演内容不同而不同。

例如在大型会堂中，如果考虑拍摄电影的要求，所需要的照度约在500lx以上。

若考虑彩色电视的录像，所要求的照度标准还要高。

但是一般会堂建筑的照度通常定为200lx左右就能满足阅读文件等一般的要求。

又如体育馆的照度标准，是与比赛内容密切相关的，例如进行乒乓球比赛时，台面最低的照度应保持430lx以上，而一般球类及体操比赛，场地最低照度约在200250lx左右。

各类公共建筑人工照明的照度标准，可参见建筑设计资料集的有关内容。

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气氛。

亮度的分布通常与照明的方式及天花、墙面颜色的反射系数有关。

例如阶梯教室，如果在装设黑板的墙面上，过大的亮度会形成与黑板的强烈对比，这样就会分散学生的注意力，并容易造成视觉疲劳的后果。

同样，在会堂的建筑中，如果观众厅中的天花、墙面亮度暗淡，即使观众席位达到了足够的亮度，也会产生沉闷的感觉。

相反，在剧院建筑中，往往利用亮度的差别，引导观众视线的集中。

如在开演时，为了加强演出的效果，把观众的视线吸引到舞台上，往往把观众厅周围环境的亮度，控制得暗淡一些，与舞台表演区的亮度形成强烈的对比，借以增强演出的气氛。

上述这些恰好说明了人工照明处理，是与一定的功能要求和特定的艺术气氛相结合的。

在考虑人工照明时，应注意解决眩光的问题。

一般的白炽灯、碘钨灯如果处理不好，容易产生眩光。

而荧光灯由于表面亮度比白炽灯为小，因此即便明装，也不会引起耀眼的眩光感觉。

当光源与人眼处在030范围时，眩光最为强烈（图4-32）。

通常采用加大灯具保护角，控制光源不外露等方法，作为防止产生眩光的措施（图4-33）。

此外，还可以采取提高光源的悬挂高度，选用间接照明或漫射照明等减弱眩光的措施。

在考虑灯光照明时，灯具形式要与整体建筑空间的艺术环境相协调，同时还应把阴影效果考虑进去。

当阴影效果柔和适度，则可增强物体的立体感和视觉的舒适感。

如果阴影强烈，致使物体与背景之间产生过分对比的情况，则容易引起眩目与视觉疲劳，尤其像体育馆这类公共建筑，多要求比赛区不产生阴影，而用提升灯具高度和增加光源数量的方法解决这个问题。

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三种形式。

按受光的情况，又可分为直接照明、半直接照明、间接照明、漫射照明等类型。

在公共建筑设计中，结合功能要求及空间处理的需要，选择适宜的照明方式，使灯光效果与建筑空间的设计意图相互协调。

目前人工照明的光源，基本上有三种：

白炽灯、荧光灯与碘钨灯。

白炽灯和碘钨灯的光色偏暖，荧光灯的光色偏冷。

一般荧光灯比白炽灯的发光效率高，且表面亮度小，温度低，耗电小，因而寿命长，这些都是它的优点。

碘钨灯比白炽灯体积小，光色好，光效高，寿命长，因此适用于大空间的公共建筑。

由于上述三种光源的光色不同，在选用时应结合空间处理的要求，发挥各种照明效果的特点。

人工照明设计，应使光源的光通量射向需要照明的区域，尽量减少光能的无益损耗，因而常用各种反射罩、反射面以及扩散格片，以加强光线向指定的区域反射。

如果需要光线柔和的效果，则可采用漫射罩，在考虑照度时，应把漫射罩损失的光补充进去。

白炽灯、碘钨灯的表面温度皆较高，尤其是大功率综合型的灯炮或灯管组合在一起时温度更高，因此在嵌入式的灯具设计中，必需考虑防火的措施。

在公共建筑的空间组合中，大面积的照明设计，常和空调、音响等项设备的安装有矛盾。

因此，应统一考虑建筑、结构、空调、音响等方面与人工照明之间的协调问题。

国外有的甚至将电气照明发出的热量进行采暖，在热天，则可采取将灯槽中的热量，从屋面层吸走等措施。

如此综合的解决方法，不仅可以减轻设备的负荷，而且还可以充分利用建筑的空间。

公共建筑的人工照明设计，除考虑上述的技术问题之外，还应考虑灯具的美观问题，应赋予一定的装饰性，使灯光的造型与建筑的使用性质和空间处理相协调，起到点缀空间，引导空间，扩大空间及丰富空间的作用。

灯具设计，还应与整体空间的设计意图协调统一，如果处理得好，既可增强建筑的艺术气氛，又可给人们留下强烈的印象。

白炽灯、碘钨灯的表面温度皆较高，尤其是大功率综合型的灯炮或灯管组合在一起时温度更高，因此在嵌入式的灯具设