房屋建筑学-第五章建筑剖面设计.ppt

第五章第五章 建筑剖面设计建筑剖面设计 n n主要是确定垂直方向上的空间组合关系主要是确定垂直方向上的空间组合关系n n重点解决建筑物各部分应有的高度、建筑层数、建重点解决建筑物各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间的组合和利用筑空间的组合和利用n n建筑剖面中的结构和构造关系等问题。建筑剖面中的结构和构造关系等问题。一般对于剖面形状比较简单，房间高度尺寸变一般对于剖面形状比较简单，房间高度尺寸变化不大的建筑物，剖面设计是在平面设计完成的基化不大的建筑物，剖面设计是在平面设计完成的基础上进行，如大多数住宅、普通教学楼、办公楼等。础上进行，如大多数住宅、普通教学楼、办公楼等。但对于空间形状比较复杂，房间高度尺寸相差很大，但对于空间形状比较复杂，房间高度尺寸相差很大，或有夹层及共享空间的建筑物，就必须先通过剖面或有夹层及共享空间的建筑物，就必须先通过剖面设计分析空间的竖向特性，再确定平面设计方案，设计分析空间的竖向特性，再确定平面设计方案，以解决空间的功能和艺术性，如体育馆、影剧院、以解决空间的功能和艺术性，如体育馆、影剧院、部分旅馆、大型购物商场。部分旅馆、大型购物商场。建筑剖面设计建筑剖面设计n n 建筑剖面设计是建筑设计过程中必不可少的建筑剖面设计是建筑设计过程中必不可少的重要环节。它与建筑平面设计相互联系，相重要环节。它与建筑平面设计相互联系，相互作用，限定了建筑物各个组成部分的三维互作用，限定了建筑物各个组成部分的三维空间尺寸，并对建筑物的造型及立面设计起空间尺寸，并对建筑物的造型及立面设计起到制约。到制约。n n知识点知识点n n房间的剖面形状房间的剖面形状 n n房屋各部分高度的确定房屋各部分高度的确定 n n房屋层数的确定房屋层数的确定 n n建筑空间的剖面组合与利用建筑空间的剖面组合与利用 5.1 房间的剖面形状房间的剖面形状n n5.1.1 房间的使用要求房间的使用要求 n n5.1.2 建筑结构、材料及施工要求建筑结构、材料及施工要求 n n5.1.3 室内采光和通风要求室内采光和通风要求 5.1.1 房间的使用要求房间的使用要求 n n剖面形状：可分为矩形和非矩形剖面形状：可分为矩形和非矩形n n矩形剖面：简单、规整，有利于竖向空间矩形剖面：简单、规整，有利于竖向空间组合，体型简洁而完整，结构形式简单，组合，体型简洁而完整，结构形式简单，施工方便。施工方便。n n非矩形剖面：用于有特殊要求的房间，或非矩形剖面：用于有特殊要求的房间，或由独特的结构形式而形成。由独特的结构形式而形成。n n有特殊功能（如视线、音质等）要求的房有特殊功能（如视线、音质等）要求的房间，合理选择剖面形状。间，合理选择剖面形状。房间的剖面形状房间的剖面形状 使用要求使用要求使用要求使用要求一、视线要求n n影剧院的观众厅、体育馆的比赛大厅、教学楼的阶梯教室等，房间地面应设计起坡，以保证能够舒适而无遮挡地看清对象，获得良好的视觉效果。n n地面起坡与设计视点的选择、视线升高值C、座位排列方式、排距等因素有关。n n设计视点是指按设计要求所能看到的极限位置。房间的剖面形状房间的剖面形状 使用要求使用要求使用要求使用要求n视线升高值C的一般取120mm。n“C”值每排取120mm，可保证视线无遮挡称为无障碍视线设计。n“C”值隔排取120mm，部分视线遮挡称为允许部分遮挡设计。n排距大则坡度缓，排距小则坡度陡电影院设计视点与地面坡度的关系银幕电影院的设计视点通常选在银幕底边的中点，以电影院的设计视点通常选在银幕底边的中点，以保证观众看清银幕的全部；保证观众看清银幕的全部；阶梯教室的设计视点通常选在教师讲桌上方，距地面约阶梯教室的设计视点通常选在教师讲桌上方，距地面约1100。对位排列，视线逐排升高对位排列，视线逐排升高120，地面坡度较大；错位排列，视线，地面坡度较大；错位排列，视线隔排升高隔排升高120，地面起坡较小。，地面起坡较小。对位排列对位排列错位排列错位排列体育馆设计视点与地面坡度的关系体育馆设计视点一般选在篮球场边线或边线上体育馆设计视点一般选在篮球场边线或边线上空空300500处。设计视点选择是否合理，是处。设计视点选择是否合理，是衡量视觉质量好坏的重要标准，也直接影响地衡量视觉质量好坏的重要标准，也直接影响地面升起坡度的大小以及建筑的经济性。面升起坡度的大小以及建筑的经济性。（b）（a）视觉标准与地面升起的关系视觉标准与地面升起的关系视线升高值视线升高值C的确定与人眼到头顶的高度和视觉标准有关，一般取的确定与人眼到头顶的高度和视觉标准有关，一般取120。当座位排列方式采用对位排列时，。当座位排列方式采用对位排列时，“C”值每排取值每排取120，当座位排列方式采用错位排列时，当座位排列方式采用错位排列时，“C”值隔排取值隔排取120。对位排列对位排列错位排列错位排列在影剧院、会堂等建筑中，主要的观演大厅由于对音质要求都很高在影剧院、会堂等建筑中，主要的观演大厅由于对音质要求都很高需要比较特殊的剖面形状。为了保证室内声场分布均匀，避免出现需要比较特殊的剖面形状。为了保证室内声场分布均匀，避免出现声音空白区、回声及声音聚焦等现象，在剖面设计中要特别注意顶声音空白区、回声及声音聚焦等现象，在剖面设计中要特别注意顶棚、墙面、地面的处理。为了有效利用声能，加强各处的直达声，棚、墙面、地面的处理。为了有效利用声能，加强各处的直达声，大厅的地面需要逐渐升高，按照视线要求设计的地面也能满足声学大厅的地面需要逐渐升高，按照视线要求设计的地面也能满足声学要求。要求。二、音质要求二、音质要求 保证室内声场分布均匀，避免出现声音空白区、回声及声音聚焦等现象 设计中为有效地利用声能，加强各处的直达声，大厅的地面需要逐渐升高 为保证大厅的各个座位都能获得均匀的反射声，并加强声压不足的部位，需要对厅堂的顶棚形 状进行分析和设计。凸面可以使声音扩散，声场分布较均匀；凹曲面 和拱顶都易产生声音聚焦，声场分布不均匀房间的剖面形状房间的剖面形状 使用要求观众厅的几种剖面形状示意观众厅的几种剖面形状示意凹曲面顶棚，声音反射不均匀，出现声音聚焦 平顶棚，仅适用于容量小的观众厅。台口降低，顶棚向舞台面倾斜，声场分布较均匀。观众厅的几种剖面形状示意波浪式顶棚，反射声能均匀分布到观众厅的各个座位，适用于容量较大的观众厅。房间的剖面形状 5.1.2 结构、材料施工结构、材料施工n n矩形的剖面形状采用简单的梁板式结构布置，施工方便，适用于大量性民用建筑。n n大跨建筑中特殊的结构形式能为建筑创造独特的室内空间。房间的剖面形状 采光、通风采光、通风采光、通风采光、通风n n当房间进深较大，侧窗无法满足要求时，应设置各种形式的天窗，形成不同的剖面形状。n n功能上有特殊要求，如展览类建筑中的展厅或陈列室、厨房等。5.1.3 室内采光和通风要求室内采光和通风要求 一般房间由于进深不大，侧窗已经能满足一般房间由于进深不大，侧窗已经能满足室内采光和通风等卫生要求，剖面形式比较单室内采光和通风等卫生要求，剖面形式比较单一，多以矩形为主。但当房间进深较大，侧窗一，多以矩形为主。但当房间进深较大，侧窗已无法满足上述要求时，就需要设置各种形式已无法满足上述要求时，就需要设置各种形式的天窗，也就形成各种不同的剖面形状。的天窗，也就形成各种不同的剖面形状。有一些房间，虽然进深不大，但功能上却有一些房间，虽然进深不大，但功能上却有特殊要求，如展览类建筑中的展厅或陈列厅，有特殊要求，如展览类建筑中的展厅或陈列厅，这类用房在设计时，如果利用形式多样的天窗这类用房在设计时，如果利用形式多样的天窗采光，既能避免光线直接照射到展品或陈列品采光，既能避免光线直接照射到展品或陈列品上，消除眩光，又能保证室内照度均匀，光线上，消除眩光，又能保证室内照度均匀，光线稳定而柔和，同时还可以留出足够的墙面布置稳定而柔和，同时还可以留出足够的墙面布置展品。展品。不同采光方式对房间剖面形状的影响设置顶部排气窗的厨房剖面形状 不同采光方式对房间剖面形状的影响设置顶部排气窗的厨房剖面形状 不同采光方式对房间剖面形状的影响设置顶部排气窗的厨房剖面形状5.2 房屋各部分高度的确定房屋各部分高度的确定房屋各部分高度的确定房屋各部分高度的确定 5.2.1 净高与层高净高与层高 n n净高：楼地面到结构层（梁、板）底面或净高：楼地面到结构层（梁、板）底面或顶棚下表面之间的垂直距离顶棚下表面之间的垂直距离n n层高：该层楼地面到上一层楼面之间的距层高：该层楼地面到上一层楼面之间的距离离房屋各部分高度的确定房屋各部分高度的确定 净高与层高净高与层高净高与层高净高与层高一、房间使用性质及家具设备的要求一、房间使用性质及家具设备的要求一、房间使用性质及家具设备的要求一、房间使用性质及家具设备的要求n n人体活动尺度的影响。室内净高度不应低于人体活动尺度的影响。室内净高度不应低于2200mm2200mm，地下室、贮藏室、局部夹层、走道及房间的最低，地下室、贮藏室、局部夹层、走道及房间的最低处的净高不应小于处的净高不应小于2000mm2000mm。n n人数的不同及活动特点的差异。住宅中净高不应小人数的不同及活动特点的差异。住宅中净高不应小于于2400mm2400mm；中学的普通教室，不应小于；中学的普通教室，不应小于3400mm3400mm；中；中学舞蹈教室，净高不应少于学舞蹈教室，净高不应少于4500mm4500mm。n n家具设备及人们使用家具设备所需要的空间大小。家具设备及人们使用家具设备所需要的空间大小。学生宿舍设双层床时，净高不应小于学生宿舍设双层床时，净高不应小于3000mm3000mm；医院；医院手术室的净高不应小于手术室的净高不应小于3000mm3000mm。房房间间最最小小净净高高度度净净高高不不应应小小于于3000mm房屋各部分高度的确定房屋各部分高度的确定 净高与层高净高与层高净高与层高净高与层高二、采光和通风要求（二、采光和通风要求（P94）三、结构层高度及其构造方式的要求三、结构层高度及其构造方式的要求n n开间进深较小的房间结构层所占高度较小n n开间进深较大的房间结构层高度较大n n大跨建筑，多采用屋架、薄腹梁、空间网架、以及其它空间结构形式，结构层高度更大n n顶棚采用吊顶构造时，层高应适当加高悬索结构悬索结构悬索结构悬索结构悬索结构悬索结构房屋各部分高度的确定房屋各部分高度的确定 净高与层高净高与层高净高与层高净高与层高四、建筑经济性要求（四、建筑经济性要求（四、建筑经济性要求（四、建筑经济性要求（P95)P95)n n合理选择房间高度，适当降低层高可以减少房屋的合理选择房间高度，适当降低层高可以减少房屋的间距，节约用地，减轻房屋自重，改善结构受力状间距，节约用地，减轻房屋自重，改善结构受力状况，节约材料。况，节约材料。n n寒冷地区以及有空调要求的建筑，可减少空调费用、寒冷地区以及有空调要求的建筑，可减少空调费用、节约能源。节约能源。n n普通砖混结构的建筑物，层高每降低普通砖混结构的建筑物，层高每降低100mm100mm，可节，可节省投资省投资1%1%五、室内空间比例要求五、室内空间比例要求五、室内空间比例要求五、室内空间比例要求n n注意选择恰当的尺度，给人正常的空间感。注意选择恰当的尺度，给人正常的空间感。n n房间的比例和尺度不同，人在其中的感受也各异。房间的比例和尺度不同，人在其中的感受也各异。n n建筑的使用性质不同，对空间比例尺度的要求也不建筑的使用性质不同，对空间比例尺度的要求也不同。同。房间的比例和尺度不同，房间的比例和尺度不同，人在其中的感受也不同。人在其中的感受也不同。高而窄的空间易使人产高而窄的空间易使人产生兴奋、激昂、向上的生兴奋、激昂、向上的情绪，且具有严肃感，情绪，且具有严肃感，但尺度过高又会使人感但尺度过高又会使人感到不够亲切，宽而低的到不够亲切，宽而低的空间使人感到宁静、开空间使人感到宁静、开阔、亲切，但尺度过低阔、亲切，但尺度过低又会使人产生压抑、沉又会使人产生压抑、沉闷的感觉。闷的感觉。矮而宽的空间使人感到宁静、开阔、亲切矮而宽的空间使人感到宁静、开阔、亲切房屋各部分高度的确定房屋各部分高度的确定 5.2.2 窗台高度窗台高度 n n窗台的高度与使用要求、人体尺度、家具设备的窗台的高度与使用要求、人体尺度、家具设备的尺寸及通风有关系尺寸及通风有关系n n民用建筑中，一般窗台高度取民用建筑中，一般窗台高度取9001000mm9001000mmn n展览类建筑中的展厅、陈列室等，窗台高度常提展览类建筑中的展厅、陈列室等，窗台高度常提高到距地面高到距地面2500mm2500mm以上以上n n卫生间、浴室的窗台高度也应提高到卫生间、浴室的窗台高度也应提高到1800mm1800mm左右左右n n托儿所、幼儿园的窗台高度常采用托儿所、幼儿园的窗台高度常采用600700mm600700mm（a）一般民用建筑 （b）展览馆陈列室 （c）卫生间一般民用建筑一般民用建筑展览馆陈列室展览馆陈列室卫生间、浴室卫生间、浴室托儿所、幼儿园托儿所、幼儿园医院儿童病房医院儿童病房房屋各部分高度的确定房屋各部分高度的确定 5.2.35.2.3室内外地面高差室内外地面高差室内外地面高差室内外地面高差n n为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，一般不应低于150mm，通常取450mm。n n一些大型公共建筑或纪念性建筑，常借助于加大室内外高差的设计手法，设置大台阶、高基座以创造出庄严、肃穆、雄伟的气氛。n n建筑设计中，一般取底层室内地坪相对标高为0.000。5.3 房屋层数的确定5.3.15.3.1使用要求使用要求使用要求使用要求 房屋用途不同，使用对象不同，对层数的要求就房屋用途不同，使用对象不同，对层数的要求就房屋用途不同，使用对象不同，对层数的要求就房屋用途不同，使用对象不同，对层数的要求就会有差异。如在幼儿园设计中，考虑到幼儿的生理会有差异。如在幼儿园设计中，考虑到幼儿的生理会有差异。如在幼儿园设计中，考虑到幼儿的生理会有差异。如在幼儿园设计中，考虑到幼儿的生理特点，活动特征以及必要的安全性，建筑层数不应特点，活动特征以及必要的安全性，建筑层数不应特点，活动特征以及必要的安全性，建筑层数不应特点，活动特征以及必要的安全性，建筑层数不应超过超过超过超过3 3层。小学、中学的教学楼层数应分别控制在层。小学、中学的教学楼层数应分别控制在层。小学、中学的教学楼层数应分别控制在层。小学、中学的教学楼层数应分别控制在4 4层、层、层、层、5 5层以内。影剧院、体育馆、车站等建筑，由于层以内。影剧院、体育馆、车站等建筑，由于层以内。影剧院、体育馆、车站等建筑，由于层以内。影剧院、体育馆、车站等建筑，由于聚集的人数多，疏散时人流集中，为了安全应以单聚集的人数多，疏散时人流集中，为了安全应以单聚集的人数多，疏散时人流集中，为了安全应以单聚集的人数多，疏散时人流集中，为了安全应以单层或低层为主。住宅、写字楼等大量性建筑的使用层或低层为主。住宅、写字楼等大量性建筑的使用层或低层为主。住宅、写字楼等大量性建筑的使用层或低层为主。住宅、写字楼等大量性建筑的使用人数不多，可以采用多层或高层的形式，并利用电人数不多，可以采用多层或高层的形式，并利用电人数不多，可以采用多层或高层的形式，并利用电人数不多，可以采用多层或高层的形式，并利用电梯解决垂直交通问题。梯解决垂直交通问题。梯解决垂直交通问题。梯解决垂直交通问题。5.3.25.3.2基地环境和城市规划要求基地环境和城市规划要求基地环境和城市规划要求基地环境和城市规划要求 如位于天安门城楼附近的建筑，为了避免对天如位于天安门城楼附近的建筑，为了避免对天如位于天安门城楼附近的建筑，为了避免对天如位于天安门城楼附近的建筑，为了避免对天安门城楼可能产生的不利影响，就必须严格控制建安门城楼可能产生的不利影响，就必须严格控制建安门城楼可能产生的不利影响，就必须严格控制建安门城楼可能产生的不利影响，就必须严格控制建筑体量，建筑层数以低层或多层为主。筑体量，建筑层数以低层或多层为主。筑体量，建筑层数以低层或多层为主。筑体量，建筑层数以低层或多层为主。5.3.3建筑结构、材料和施工要求建筑结构、材料和施工要求 建筑结构形式和材料也是决定房屋层数的建筑结构形式和材料也是决定房屋层数的基本因素。如砌体结构，墙体多采用砖或砌块基本因素。如砌体结构，墙体多采用砖或砌块自重大、整体性差，下部墙体厚度随层数的增自重大、整体性差，下部墙体厚度随层数的增加而增加，所以建筑层数一般控制在加而增加，所以建筑层数一般控制在6层以内层以内框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构，由于抗水平荷载的能力增强，可以用体结构，由于抗水平荷载的能力增强，可以用于宾馆、写字楼、住宅等多层或高层建筑。网于宾馆、写字楼、住宅等多层或高层建筑。网架结构、薄壳结构、悬索结构等空间结构体系架结构、薄壳结构、悬索结构等空间结构体系则常用于体育馆、影剧院等单层或低层大跨度则常用于体育馆、影剧院等单层或低层大跨度建筑。建筑。2010080604020355055657590框架剪力墙框剪框架空心筒筒中筒群筒有内剪力墙的框架筒体国外各种结构体系适用层数n n5.3.4 建筑防火要求建筑防火要求 按照按照建筑设计防火规范建筑设计防火规范的规定，建筑的规定，建筑的层数应根据建筑的性质和耐火等级来确定。的层数应根据建筑的性质和耐火等级来确定。耐火等级为一、二级的建筑，层数原则上不受耐火等级为一、二级的建筑，层数原则上不受限制，耐火等级为三级的建筑，层数不应超过限制，耐火等级为三级的建筑，层数不应超过5层；耐火等级为四级的建筑，层数不应超过层；耐火等级为四级的建筑，层数不应超过2层；（见层；（见P99表表5-1）n n5.3.5 建筑经济性要求建筑经济性要求 建筑造价与建筑层数关系密切。以砖混结构为例，在建筑面积相同，墙身截面尺寸不变的情况下，造价随着层数的增加而降低，但达到6层以上时，由于墙身截面尺寸的变化，造价又会随着层数的增加而显著上升。100999792.51063层4层5层6层7层住宅造价与层数关系 在建筑群体组合中，个体建筑的层数愈多在建筑群体组合中，个体建筑的层数愈多用地愈经济。一栋用地愈经济。一栋5层的居住建筑和层的居住建筑和5栋低层居栋低层居住建筑相比较，在保证日照间距的条件下，前住建筑相比较，在保证日照间距的条件下，前者的用地面积约为后者的者的用地面积约为后者的1/2，且道路和室外，且道路和室外管线设置也相应减少。但同时也应注意，建筑管线设置也相应减少。但同时也应注意，建筑层数的增多也会随着结构形式的变化和公共设层数的增多也会随着结构形式的变化和公共设施（电梯）的增加，提高单位造价，所以，确施（电梯）的增加，提高单位造价，所以，确定建筑层数必须综合考虑各个方面的因素。定建筑层数必须综合考虑各个方面的因素。单层与多层建筑用地比较在保证日照间距的条件下，前者的用地面积约为后者的在保证日照间距的条件下，前者的用地面积约为后者的在保证日照间距的条件下，前者的用地面积约为后者的在保证日照间距的条件下，前者的用地面积约为后者的1/21/25.4 建筑空间的剖面组合与利用建筑空间的剖面组合与利用 剖面组合原则剖面组合原则 剖面组合规律剖面组合规律 空间的利用空间的利用 5.4.1 剖面组合原则剖面组合原则（1）根据建筑的功能和使用要求，分析建筑空）根据建筑的功能和使用要求，分析建筑空间的剖面组合关系间的剖面组合关系 在剖面设计中，不同用途的房间有不同在剖面设计中，不同用途的房间有不同位置要求。一般情况下，对外联系密切、人位置要求。一般情况下，对外联系密切、人员出入频繁、室内有较重设备的房间应位于员出入频繁、室内有较重设备的房间应位于底层或下部；对那些与外联系较少，人员出底层或下部；对那些与外联系较少，人员出入不多，要求安静或有隔声要求，室内无大入不多，要求安静或有隔声要求，室内无大设备的房间，可以放在建筑的上部设备的房间，可以放在建筑的上部（2）根据房屋各部分的高度，分析建筑空间的）根据房屋各部分的高度，分析建筑空间的剖面组合关系剖面组合关系 不同功能的房间有不同的高度要求，而建不同功能的房间有不同的高度要求，而建筑则是集多种用途的房间为一体的综合体。在筑则是集多种用途的房间为一体的综合体。在建筑的剖面组合设计中，需要在功能分析的基建筑的剖面组合设计中，需要在功能分析的基础上，将有不同高度要求的大小空间进行归类础上，将有不同高度要求的大小空间进行归类整合，按照建筑空间的剖面组合规律，使建筑整合，按照建筑空间的剖面组合规律，使建筑的各个部分在垂直方向上取得协调统一。的各个部分在垂直方向上取得协调统一。5.4.2 剖面组合规律剖面组合规律n n高度相同或相近的小空间组合（P100)n n大小、高低相差悬殊的空间组合（以大空间为主体，以小空间为主体，综合性空间）n n错层式空间组合（踏步解决高差，楼梯解决高差，室外台阶解决高差）n n退台式空间组合大空间为主体的空间组合大空间为主体的空间组合大小、高低不同大小、高低不同的空间组合的空间组合用踏步解决错层高差用踏步解决错层高差图5-4-6 以室外台阶解决错层高差退台式空间组合退台式空间组合5.4.3 空间的利用空间的利用n n夹层空间夹层空间n n房间上部空间房间上部空间n n结构空间结构空间n n楼梯及走道空间楼梯及走道空间大厅夹层空间利用大厅夹层空间利用房间上部空间的利用房间上部空间的利用某某工工作作室室上上部部空空间间利利用用窗台下部空间利用窗台下部空间利用坡屋顶空间利用坡屋顶空间利用住宅户内楼梯下部空间利用住宅户内楼梯下部空间利用走道上空设吊柜走道上空设吊柜休息平台下部利用休息平台下部利用走廊上部作为技术层走廊上部作为技术层