民用建筑设计原理建筑剖面设计.docx
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民用建筑设计原理建筑剖面设计
民用建筑设计原理
建筑剖面设计
1房间的剖面形状
房间的剖面形状分为矩形和非矩形两类，大多数民用建筑均采用矩形，非矩形剖面常用于有特殊要求的房间。
房间的剖面形状主要是根据使用要求和特点来确定，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术构思考虑，使之既满足使用又能达到一定的艺术效果。
一、使用要求
在民用建筑中，绝大多数的建筑是属于一般功能要求的，如住宅、学校、办公楼、旅馆之商店等。
这类建筑房间的剖面形状多采用矩形，因为矩形剖面不仅能满足这类建筑的使用要求，而且具有上面谈到的一些优点。
对于某些特殊功能要求（如视线、音质等）的房间，则应根据使用要求选择适合的剖面形状。
有视线要求的房间主要是指影剧院的观众厅、体育馆的比赛大厅、教学楼中阶梯教室等。
这类房间除平面形状、大小满足一定的视距、视角要求外，地面应有一定的坡度，以保证良好的视觉要求，即舒适、无遮挡地看清对象。
1、视线要求
在剖面设计中，为了保证良好的视觉条件，即视线无遮挡，需要将座位逐排升高，使室内地面形成一定的坡度。
地面的升起坡度主要与设计视点的位置及视线升高值有关，另外，第一排座位的位置、排距等对地面的升起坡度也有影响。
［下图表示电影院和体育馆设计视点与地面坡度的关系］
设计视点与地面坡度的关系
（a）电影院；（b）体育馆
视线升高值C的确定与人眼到头顶的高度和视觉标准有关，一般定为120mm。
当错位排列（即后排人的视线擦过前面隔一排人的头顶而过）时，Ｃ值取60mm；当对位排列（即后排人的视线擦过前排人的头顶而过）时，C值取120mm。
以上两种座位排列法均可保证视线无遮挡的要求［如下图视觉标准与地面升起的关系］
视觉标准与地面升起的关系
［下图为中学演示教室地面升高剖面］
中学演示教室的地面升高剖面
（a）对位排列，每排升高120；（b）错位排列，每两排升高120
2、音质要求
凡剧院、电影院、会堂等建筑，大厅的音质要求对房间的剖面形状影响很大。
为保证室内声场分布均匀，防止出现空白区、回声和聚焦等现象，在剖面设计中要注意顶棚、墙面和地面的处理。
为有效地利用声能，加强各处直达声，必须使大厅地面逐渐升高，除此以外，顶棚的高度和形状是保证听得清楚、真实的一个重要因素。
它的形状应使大厅各座位都能获得均匀的反射声，同时并能加强声压不足的部位。
一般说来，凹面易产生聚焦，声场分布不均匀，凸面是声扩散面，不会产生聚焦，声场分布均匀。
为此，大厅顶棚应尽量避免采用凹曲面或拱顶。
［下图为观众厅的几种剖面形状示意］
观众厅的几种剖面形状示意
二、结构、材料和施工的影响
长方形的剖面形状规整、简单、有利于采用梁板式结构布置，同时施工也较简单，常用于大量性民用建筑。
即使有特殊要求的房间，在能够满足使用要求的前提下，也宜优先考虑采用矩形剖面。
三、室内来光、通风的要求
一般进深不大的房间，通常采用侧窗采光和通风已足够满足室内卫生的要求。
当房间进深大，侧窗不能满足上述要求时，常设置各种形式的天窗，从而形成了各种不向的剖面形状。
有的房间虽然进深不大，但具有特殊要求，如展览馆中的陈列室，为使室内照度均匀、稳定、柔和并减轻和消除眩光的影响，避免直射阳光损害陈列品，常设置各种形式的采光窗。
对于厨房一类房间，由于在操作过程中常散发出大量蒸汽、油烟等，可在顶部设置排气窗以加速排除有害气体。
9.2建筑剖面设计
2房屋各部分高度的确定
一、房间的净高和层高
房间的净高是指楼地面到结构层（梁、板）底面或顶棚下表面之间的距离。
层高是指该层楼地面到上一层楼面之间的距离［净高和层高如下图所示］。
净高和层高
H1—净高； H2—层高
在通常情况下，房间高度的确定主要考虑以下几个方面。
1、人体活动及家具设备的要求
房间净高应不低于2.20m。
卧室使用人数少、面积不大，常取2.7~3.0m；教室使用人数多，面积相应增大，一般取3.30～3.60m；公共建筑的门厅人流较多，高度可较其它房间适当提高；商店营业厅净高受房间面积及客流量多少等因素的影响，国内大中型营业厅（无空调设备的）底层层高为4.2~6.0m，二层层高为3.6～5.lm左右。
房间的家具设备以及人们使用家具设备的必要空间，也直接影响到房间的净高和层高。
如学生宿舍通常设有双层床，则层高不宜小于3.30m；医院手术室净高应考虑手术台、无影灯以及手术操作所必要的空间，净高不应小于3.0m；游泳馆比赛大厅，房间净高应考虑跳水台的高度、跳水台至顶棚的最小高度；对于有空调要求的房间，通常在顶棚内布置有水平风管，确定层高时应考虑风管尺寸及必要的检修空间。
2、采光、通风要求
房间的高度应有利于天然采光和自然通风。
房间里光线的照射深度，主要靠窗户的高度来解决，进深越大，要求窗户上沿的位置越高，即相应房间的净高也要高一些。
当房间采用单侧采光时，通常窗户上沿离地的高度，应大于房间进深长度的一半。
当房间允许两侧开窗时，房间的净高不小于总深度的1／4。
房间的通风要求，室内进出风口在剖面上的高低位置，也对房间净高有一定影响。
潮湿和炎热地区的民用房屋，经常利用空气的气压差，来组织室内穿堂风，如在内墙上开设高窗，或在门上设置亮子等改善室内的通风条件，在这些情况下，房间净高就相应要高一些。
除此以外，容纳人数较多的公共建筑，应考虑房间正常的气容量，保证必要的卫生条件。
3、结构高度及其布置方式的影响
层高等于净高加上楼板层结构的高度。
因此在满足房间净高要求的前提下，其层高尺寸随结构层的高度而变化。
应考虑梁所占的空间高度。
4、建筑经济效果
层高是影响建筑造价的一个重要因素。
实践表明，普通砖混结构的建筑物，层高每降低l00mm可节省投资1%。
5、室内空间比例
一般说面积大的房间高度要高一些，面积小的房间则可适当降低。
同时，不同的比例尺度给人不同的心理效果，高而窄的比例易使人产生兴奋、激昂、向上的情绪，且具有严肃感。
但过高就会觉得不亲切；宽而矮的空间使人感觉宁静、开阔、亲切，但过低又会使人产生压抑、沉闷的感觉。
［下图为空间比例不同给人以不同的感受举例］
（a）宽而矮的空间比例 （b）高而窄的空间比例
空间比例不同给人以不同的感受
二、窗台高度
窗台高度与使用要求、人体尺度、家具尺寸及通风要求有关。
大多数的民用建筑，窗台高度主要考虑方便人们工作、学习，保证书桌上有充足的光线。
一般常取900~1000mm，这样窗台距桌面高度控制在100~200mm，保证了桌面上充足的光线，并使桌上纸张不致被风吹出窗外。
对于有特殊要求的房间，如设有高侧窗的陈列室，为消除和减少眩光，应避免陈列品靠近窗台布置。
实践中总结出窗台到陈列品的距离要使保护角大于14o。
为此，一般将窗下口提高到离地2.5m以上。
厕所、浴室窗台可提高到1800mm左右。
托儿所、幼儿园窗台高度应考虑儿童的身高及较小的家具设备，医院儿童病房为方便护士照顾病儿，窗台高度均应较一般民用建筑低一些。
公共建筑的房间如餐厅、休息厅、娱乐活动场所，以及疗养建筑和旅游建筑，为使室内阳光充足和便于观赏室外景色，丰富室内空间，常将窗台做得很低，甚至采用落地窗。
三、室内外地面高差
为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，一般民用建筑常把室内地坪适当提高，以使建筑物室内外地面形成一定高差，该高差主要由以下因素确定。
1、内外联系方便。
住宅、商店、医院等建筑的室外踏步的级数常以不超过四级，即室内外地面高差不大于600mm为好。
而仓库类建筑为便于运输，在入口处常设置坡道，为不使坡道过长影响室外道路布置，室内外地面高差以不超过300mm为宜。
2、防水、防潮要求。
一般大于或等于300mm。
3、地形及环境条件。
位于山地和坡地的建筑物，应结合地形的起伏变化和室外道路布置等因素，综合确定底层地面标高，使其既方便内外联系，又有利于室外排水和减少土石方工程量。
4、建筑物性格特征。
一般民用建筑应具有亲切、平易近人的感觉，因此室内外高差不宜过大。
纪念性建筑除在平面空间布局及造型上反映出它独自的性格特征以外，还常借助于室内外高差值的增大，如采用高的台基和较多的踏步处理，以增强严肃、庄重、雄伟的气氛。
9.2建筑剖面设计
3房屋的层数
影响房屋层数的因素有以下几方面：
一、使用要求
住宅、办公楼、旅馆等建筑，可采用多层和高层。
对于托儿所、幼儿园等建筑，考虑到儿童的生理特点和安全，同时为便于室内与室外活动场所的联系，其层数不宜超过三层。
医院门诊部为方便病人就诊，层数也以不超过三层为宜。
影剧院、体育馆等一类公共建筑都具有面积和高度较大的房间，人流集中，为迅速而安全地进行疏散，宜建成低层。
二、建筑结构、材料和施工的要求
建筑结构类型和材料是决定房屋层数的基本因素。
如一般混合结构的建筑是以墙或柱承重的梁板结构体系，一般为1~6层。
常用于一般大量性民用建筑，如住宅、宿舍、中小学教学楼、中小型办公楼、医院、食堂等。
多层和高层建筑，可采用梁柱承重的框架结构、剪力墙结构或框架剪力墙结构等结构体系。
空间结构体系，如薄壳、网架、悬索等则适用于低层大跨度建筑，如影剧院、体育馆、仓库、食堂等。
三、地震烈度
地震烈度不同，对房屋的层数和高度要求也不同。
[下表为分别砌体房屋总高度和层数限值；钢筋混凝土房屋最大适用高度]
砌体房屋总高度（m）和层数限值
砌体类型
最小墙厚
烈度
6
7
8
9
高度
层数
高度
层数
高度
层数
高度
层数
粘土砖
0.24
24
8
21
7
18
6
12
4
混凝土小砌块
0.19
21
7
18
6
15
5
不宜采用
混凝土中砌块
0.20
18
6
15
5
9
3
粉煤灰中砌块
0.24
18
6
15
5
9
3
钢筋混凝土房屋最大适用高度（m）
结构类型
烈度
6
7
8
9
框架结构
同非抗震
设计
55
45
25
框架-抗震墙结构
120
100
50
四、建筑基地环境与城市规划的要求
房屋的层数与所在地段的大小、高低起伏变化有关。
同时不能脱离一定的环境条件。
特别是位于城市街道两侧、广场周围、风景园林区等，必须重视建筑与环境的关系，做到与周围建筑物、道路、绿化等协调一致。
同时要符合当地城市规划部门对整个城市面貌的统一要求。
9.2建筑剖面设计
4建筑空间的组合与利用
一、建筑空间的组合
建筑空向组合就是根据内部使用要求，结合基地环境等条件将各种不同形状、大小、高低的空间组合起来。
使之成为使用方便、结构合理、体型简洁完美的整体。
［下图为大小、高低不同的空间组合］
大小、高低不同的空间组合
（a）大空间作附楼；（b）大小空间上下叠合；（c）大空间在一、二层；（d）大空间在顶层
当建筑物内部出现高低差，或由于地形的变化使房屋几部分空间的楼地面出现高低错落时，可采用错层的方式使空间取得和谐统一。
具体处理方式如下：
1、以踏步或楼梯联系各层楼地面以解决错层高差
2、以室外台阶解决错层高差
［以楼梯间解决错层高差见下图］
以楼梯间解决错层高差
二、建筑空间的利用
1、夹层空间的利用
在公共建筑中的营业厅、体育馆、影剧院、候机楼等，由于功能要求其主体空间与辅助空间的面积和层高不一致，因此常采取在大空间周围布置夹层的方式，以达到利用空间及丰富室内空间的效果。
［下图为夹层空间的利用实例］
夹层空间的利用
2、房间上部空间的利用
房间上部空间主要是指除了人们日常活动和家具布置以外的空间。
如住宅中常利用房间上部空间设置搁板、吊柜作为贮藏之用。
［见下图］
房间上空设搁板、吊柜
（a）居室设搁板；（b）居室设吊柜；（c）厨房设吊柜
3、结构空间的利用
在建筑物中墙体厚度的增加，所占用的室内空间也相应增加，因此充分利用墙体空间可以起到节约空间的作用。
通常多利用墙体空间设置壁柜、窗台柜，利用角柱布置书架及工作台。
4、楼梯间及走道空间的利用
一般民用建筑楼梯间底层休息平台下至少有半层高，可作为布置贮藏室及辅助用房和出入口之用。
同时，楼梯间顶层有一层半的空间高度，可以利用部分空间布置一个小贮藏间。
民用建筑走道主要用于人流通行，其面积和宽度都较小，高度也相应要求低些，充分利用走道上部多余的空间布置设备管道及照明线路。
居住建筑中常利用走道上空布置贮藏空间。
［走道及楼梯间空间的利用见下图］
走道及楼梯间空间的利用
（a）楼梯间上下空间作贮藏室；（b）走道上空作技术层；（c）住宅走道上空作吊柜
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