建筑技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)

第8章建筑技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)本章主要內(nèi)容：1.建筑構(gòu)造與建筑設(shè)計(jì)——要點(diǎn)2.建筑設(shè)備與建筑設(shè)計(jì)3.建筑經(jīng)濟(jì)與建筑設(shè)計(jì)——要點(diǎn)8.1建筑構(gòu)造與建筑設(shè)計(jì)要研究構(gòu)造與建筑的關(guān)系，我們須了解建筑物受到的荷載以及荷載作用下建筑物產(chǎn)生的變形和為抵抗這些變形所采用的多種構(gòu)造形式。8.1.1建筑荷載與自然界全部物體一樣，建筑物承受了多種力，最常見的力是地心引力——重力。建筑物的屋頂、墻柱、梁板和樓梯等的自重，稱為恒荷載；建筑物中的人、家具和設(shè)備等對(duì)樓板的作用，稱為活荷載。這些荷載的作用方向都朝地心，在這些力的作用下，建筑物有可能發(fā)生沉降甚至傾斜。另外還有積雪荷載、風(fēng)荷載和地震作用力。8.1.2變形和位移荷載作用下的建筑的變形位移一般有彎曲、扭曲、沉降、傾覆、裂縫等。尤其值得我們關(guān)注的是，建筑構(gòu)件在力作用下的變形。最主要的變形就是彎曲。圖11.1彎曲和失穩(wěn)8.1.2變形和位移某些材料，如鋼筋混凝土梁板是允許出現(xiàn)肉眼難以發(fā)覺的微裂縫的，當(dāng)裂縫開展到一定程度，雖然構(gòu)件沒有垮塌，但因?yàn)樗呀?jīng)不具有需要的抗彎能力了，所以宣告破壞。所以，設(shè)計(jì)時(shí)，要增長構(gòu)件的剛度，增強(qiáng)構(gòu)件的抗彎能力。施工過程中，要嚴(yán)格控制裂縫的發(fā)生。圖8.2

穩(wěn)定8.1.3構(gòu)造選型1）墻承重構(gòu)造：一般選用磚或石材作為砌墻材料，所以也叫磚石構(gòu)造，伴隨混凝土材料被大量使用，該構(gòu)造演變?yōu)榇u混構(gòu)造。墻承重構(gòu)造的特點(diǎn)是墻體。墻體既是承重構(gòu)件，又具有圍護(hù)和隔墻的作用。墻體承重方式的墻體承重方案主要有三種：橫墻承重體系、縱墻承重體系、雙向承重體系。8.1.3構(gòu)造選型假如上述承重墻體全部采用鋼筋混凝土，則稱為剪力墻構(gòu)造，因?yàn)槠潴w現(xiàn)被應(yīng)用在許多高層建筑中。圖8.3墻體承重方案8.1.3構(gòu)造選型2）柱承重構(gòu)造中國古代的木構(gòu)造多是柱承重構(gòu)造，當(dāng)代的柱承重構(gòu)造，往往以柱一梁一板構(gòu)成框架體系，稱框架構(gòu)造，其內(nèi)外墻僅起圍護(hù)和分隔作用?？蚣軜?gòu)造的優(yōu)缺陷：使用壽命長，空間分隔靈活，整體重量輕，剛度相對(duì)較高，抗震性能強(qiáng)。但造價(jià)高，施工周期較長。合用于大部分建筑類型。磚混構(gòu)造優(yōu)缺陷：是混合構(gòu)造的一種，是采用磚墻和鋼筋混凝土梁柱板等構(gòu)件構(gòu)成的混合構(gòu)造體系。合用于住宅、辦公樓、旅館等中小型建筑，層數(shù)一般不超出七層。8.1.3構(gòu)造選型剪力墻構(gòu)造優(yōu)缺陷：的剛度比框架構(gòu)造要更大，建造高度大。剪力墻不但起到一般墻體的承重、圍護(hù)和分隔的作用，還承擔(dān)了作用在建筑物上水平地震力或風(fēng)力。綜合框架構(gòu)造和剪力墻構(gòu)造兩種構(gòu)造的特點(diǎn)，形成了一種墻柱共同承重受力的形式，即框架一剪力墻構(gòu)造，它既有框架構(gòu)造的靈活空間，又具有較強(qiáng)的剮度。8.1.3構(gòu)造選型3）屋頂除了平屋頂，建筑中還有其他的各式各樣的屋頂。建筑師在構(gòu)造選型時(shí)。往往對(duì)建筑的屋頂構(gòu)造相當(dāng)注重。(1)桁架：由直線桿件按照幾何關(guān)系組合成三角形或四邊形單元的平面或空間構(gòu)造。能夠?qū)崿F(xiàn)較大的跨度，整體質(zhì)量輕巧，廣泛應(yīng)用于橋梁、屋架、線塔等。桿件一般為鋼、木或鋼木組合。圖8.4桁架目前在公共建筑設(shè)計(jì)中，常用的構(gòu)造形式，基本上能夠概括為三種主要類型，即：混合構(gòu)造、框架構(gòu)造和空間構(gòu)造。框剪、筒體等一、混合構(gòu)造與公共建筑砌體構(gòu)造一般指建筑物中樞向承重構(gòu)造的墻、柱等采用磚、石或者砌塊砌筑，梁、板等采用鋼筋混凝土或木構(gòu)造。磚混構(gòu)造是混合構(gòu)造的一種，（其他如磚木）是采用磚墻來承重，鋼筋混凝土梁柱板等構(gòu)件構(gòu)成的混合構(gòu)造體系。一、混合構(gòu)造與公共建筑適合開間進(jìn)深較小，房間面積小，多層或低層的建筑，對(duì)于承重墻體不能改動(dòng)。

如：中小學(xué)校、宿舍、小型辦公樓等一、混合構(gòu)造與公共建筑注意事項(xiàng)：承重墻布置均勻、交圈上下層對(duì)齊，洞口大小有限大房間在上，小房間在下優(yōu)缺陷：模數(shù)空心磚主要規(guī)格有190mmX190mmX190mm，240mmX115mmX90mm，240mmXl80mm×115mm。

二、框架構(gòu)造與公共建筑承重與非承重構(gòu)件分工明確的一種構(gòu)造形式，空間處理靈活，合用于高層或空間組合復(fù)雜的建筑。鋼筋混凝土框架鋼筋砼（tong，2）鋼筋混凝土框架構(gòu)造是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶粒等輕質(zhì)板材隔墻裝配成。二、框架構(gòu)造與公共建筑特點(diǎn)：適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質(zhì)量很好。

抗震較差。合用高層公共建筑中，如：賓館、高層辦公、6-15層，10層較為經(jīng)濟(jì)二、框架構(gòu)造與公共建筑立面處理靈活空間處理靈活二、框架構(gòu)造與公共建筑墻厚：柱距：柱網(wǎng)：梁高：梁寬：100、150、200、300等6-9米1/8-1/12h/2-h/3，且不不不小于200mm二、框架構(gòu)造與公共建筑其他框架構(gòu)造我國古代的舉架木構(gòu)二、框架構(gòu)造與公共建筑其他框架構(gòu)造鋼框架構(gòu)造二、框架構(gòu)造與公共建筑其他框架構(gòu)造鋼框架構(gòu)造三、空間構(gòu)造與公共建筑三、空間構(gòu)造與公共建筑（一）懸索構(gòu)造特點(diǎn)：懸索不承受彎矩不需要模板三、空間構(gòu)造與公共建筑（一）懸索構(gòu)造類型單向雙向混合三、空間構(gòu)造與公共建筑（一）懸索構(gòu)造鞍形的特點(diǎn)觀眾廳容量相同的情況向，能夠取得愈加好的視線相同條件下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于其他構(gòu)造形式使觀眾廳更有利于音質(zhì)和空調(diào)的處理。三、空間構(gòu)造與公共建筑（一）懸索構(gòu)造實(shí)例三、空間構(gòu)造與公共建筑（一）懸索構(gòu)造實(shí)例三、空間構(gòu)造與公共建筑（二）空間薄壁構(gòu)造特點(diǎn)：剛度取決于它的合理形狀，不需要加大截面尺寸，材料消耗低靜載不隨跨度增長，厚度能夠很薄本身具有骨架和屋蓋雙重作用三、空間構(gòu)造與公共建筑（二）空間薄壁構(gòu)造實(shí)例三、空間構(gòu)造與公共建筑（二）殼體構(gòu)造實(shí)例清華大學(xué)大禮堂三、空間構(gòu)造與公共建筑（二）殼體構(gòu)造實(shí)例羅馬小體育宮三、空間構(gòu)造與公共建筑（二）殼體構(gòu)造實(shí)例三、空間構(gòu)造與公共建筑（二）折板構(gòu)造實(shí)例三、空間構(gòu)造與公共建筑（三）空間網(wǎng)架構(gòu)造特點(diǎn)：能夠大大節(jié)省鋼材材料多為鋼制管材三、空間構(gòu)造與公共建筑（三）空間網(wǎng)架構(gòu)造實(shí)例三、空間構(gòu)造與公共建筑（三）空間網(wǎng)架構(gòu)造實(shí)例上海體育館18000人三、空間構(gòu)造與公共建筑（四）其他空間空間構(gòu)造充氣膜構(gòu)造實(shí)例三、空間構(gòu)造與公共建筑（四）其他空間空間構(gòu)造充氣膜構(gòu)造實(shí)例龐蒂亞克體育館世界上最大的體育館80000人三、空間構(gòu)造與公共建筑（四）其他空間空間構(gòu)造充氣膜構(gòu)造實(shí)例三、空間構(gòu)造與公共建筑（四）其他空間空間構(gòu)造桁架構(gòu)造實(shí)例五棵松體育館17000多人三、空間構(gòu)造與公共建筑（四）其他空間空間構(gòu)造桁架構(gòu)造實(shí)例8.2建筑設(shè)備與建筑設(shè)計(jì)建筑設(shè)備涉及給水排水，采暖通風(fēng)與空調(diào)以及電力電氣等系統(tǒng)。8.2.1給水與排水1）給水系統(tǒng)室內(nèi)給水系統(tǒng)由管道、閥門和用水設(shè)備等構(gòu)成，除了生活用水，還有消防用水以及工業(yè)建筑的工業(yè)用水。室內(nèi)管道的供給來自市政管網(wǎng)，多數(shù)的生活用水是經(jīng)過凈化的，并具有一定的水壓。對(duì)較高的建筑，市政水壓不足以供給。所以這么的建筑需設(shè)置水泵、水池和水箱等，并經(jīng)過如穩(wěn)壓、減壓等技術(shù)來確保所需的供水。消防給水系統(tǒng)是建筑物防火滅火的主要設(shè)備，不同的建筑類型、建筑高度、使用對(duì)象有不同的建筑防火等級(jí)和分類，對(duì)消防給水的要求也不同。8.2建筑設(shè)備與建筑設(shè)計(jì)2）排水系統(tǒng)室內(nèi)排水系統(tǒng)的構(gòu)成與給水系統(tǒng)相同，室內(nèi)管道搜集的污水、雨水排入市政雨污管網(wǎng)。和給水系統(tǒng)不同的是，排水管道的水壓是依托其本身重力產(chǎn)生的，所以排水管道要有一定的坡度，不然會(huì)產(chǎn)生堵和漏。排水系統(tǒng)除了要確保其通暢以外，還必須預(yù)防污染，所以，建筑室內(nèi)排水要求雨污分流、油污分流。一部分的排水還能夠經(jīng)過處理后循環(huán)使用，如經(jīng)中水處理后，這些循環(huán)使用的水可用于澆灌、洗車等。8.2建筑設(shè)備與建筑設(shè)計(jì)8.2.2采暖通風(fēng)與空調(diào)1）采暖系統(tǒng)：是由散熱器、閥門和管道構(gòu)成的，根據(jù)熱媒的不同，管道中有熱水、蒸汽等。我國北方地域在寒冷季節(jié)需采用集中供暖方式，南方地域的冬天，有的采用局部供暖的方式。2）通風(fēng)系統(tǒng)是為處理空氣中有濕氣、余熱、粉塵和有害氣體的問題，經(jīng)過風(fēng)口、管道、風(fēng)機(jī)等設(shè)備，排出室內(nèi)不良空氣，輸入室外新鮮空氣。與水體相同，空氣是有壓力的，風(fēng)向總是順著壓力由大（正）向?。ㄘ?fù)）的方向流動(dòng)，所以，有效的措施是讓室內(nèi)的不良空氣處于負(fù)壓空間。另外，通風(fēng)系統(tǒng)往往與消防的排煙系統(tǒng)綜合考慮，即平時(shí)作為通風(fēng)換氣系統(tǒng)，火災(zāi)時(shí)轉(zhuǎn)換成為排煙系統(tǒng)。8.2建筑設(shè)備與建筑設(shè)計(jì)3）空調(diào)系統(tǒng)：分為集中空調(diào)和局部空調(diào)，后者較簡樸，如家用的空調(diào)機(jī)就是局部空調(diào)，而集中空調(diào)系統(tǒng)則較復(fù)雜，一般由風(fēng)口、空調(diào)機(jī)、風(fēng)管、冷水管、制冷機(jī)、熱媒等構(gòu)成。該系統(tǒng)造價(jià)高，耗能大，污染排放也較多。設(shè)計(jì)中盡量不使用空調(diào)或少使用空調(diào)，以達(dá)成綠色建筑的要求。如采用保溫隔熱的圍護(hù)構(gòu)造、低能耗(Low-E)玻璃、節(jié)能門窗，還有“呼吸幕墻”等新技術(shù)。8.2.3電力電氣“電”涉及了電力、電氣等強(qiáng)電系統(tǒng)以及涉及電話、電視、保安在內(nèi)的弱電系統(tǒng)。8.2建筑設(shè)備與建筑設(shè)計(jì)1）電力電氣系統(tǒng)室內(nèi)電力電氣系統(tǒng)涉及配線、配電、插座開關(guān)、燈具和一切用電設(shè)備。我國民用建筑的室內(nèi)電力電氣線路的電壓有220V和380V兩種，以滿足不同電流負(fù)載的用電設(shè)備。一般民用建筑室內(nèi)線路多為暗敷，即電線穿套管埋設(shè)于墻體和樓板里，在一定的使用區(qū)間，設(shè)置一種配電箱，并加載短路保護(hù)、過載保護(hù)等。燈具的設(shè)計(jì)是室內(nèi)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)之一，既需有效，還要美觀，選擇時(shí)優(yōu)先考慮高效節(jié)能燈。室內(nèi)供電來自市政電網(wǎng)，某些主要建筑往往設(shè)置自備電源和應(yīng)急電源，即經(jīng)過發(fā)電機(jī)組進(jìn)行室內(nèi)供電，滿足臨時(shí)需要。建筑物的防雷也屬于電力設(shè)計(jì)的范圍。建筑防雷是經(jīng)過避雷針、引下線和接地極等構(gòu)成的。8.2建筑設(shè)備與建筑設(shè)計(jì)2）弱電系統(tǒng)建筑弱電系統(tǒng)一般涉及通信、有線電視等系統(tǒng)。有些還設(shè)有安保監(jiān)控、消防報(bào)警、背景廣播、智能化系統(tǒng)。伴隨對(duì)建筑節(jié)能的日趨關(guān)注，樓宇的智能化管理技術(shù)也得到了越來越多的應(yīng)用，如照明節(jié)能智能化、電梯智能化、空調(diào)智能化等技術(shù)。8.3建筑經(jīng)濟(jì)與建筑設(shè)計(jì)8.3.1綠色建筑的概念綠色建筑是指能最大程度地節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境和降低污染，提供人們健康、合用和高效的使用空間，并與自然友好共生的建筑。綠色建筑還經(jīng)常被稱為“節(jié)能建筑”、“生態(tài)建筑”、“可連續(xù)建筑”，這些叫法涉及了“綠色建筑”的主要理念，但并未完整地概括其內(nèi)涵。1）節(jié)省資源：就是在房屋的建造過程中盡量降低資源的使用，力求使資源可再生利用，例如要節(jié)省土地、節(jié)省用水和其他能源，盡量利用可再生的建筑材料替代不可再生的。所以，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)努力設(shè)法降低建筑占地率．?dāng)U大綠化面積，充分利用如太陽能、風(fēng)能、地?zé)岬忍烊豢稍偕茉础?.3建筑經(jīng)濟(jì)與建筑設(shè)計(jì)圖8.13天然能源的利用8.3建筑經(jīng)濟(jì)與建筑設(shè)計(jì)2）保護(hù)環(huán)境：即減輕環(huán)境的負(fù)荷，降低污染。人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到，建筑使用能源所產(chǎn)生的二氧化碳是造成氣候變暖的主要原因，所以，建筑節(jié)能已成為建筑設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一，不但對(duì)新建筑如此，對(duì)既存建筑的更新也以節(jié)能和資源再利用為關(guān)鍵策略。3）健康與回歸自然的生活建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該使建筑的室外空間與周圍環(huán)境相融合、友好、互補(bǔ)，做到融于生態(tài)、保護(hù)生態(tài)，同步還要營造出舒適健康的室內(nèi)空間，不能使用對(duì)人體健康有害的建筑材料、裝飾材料和家具陳設(shè)，不能追求過分的奢華和揮霍。8.3建筑經(jīng)濟(jì)與建筑設(shè)計(jì)8.3.2主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)1）建筑面積：沿建筑物勒腳以上外墻所圍合的各層水平投影面積之和，涉及陽臺(tái)、挑廊、儲(chǔ)備室、設(shè)備間、地下室、室外樓梯等。這些建筑物應(yīng)是層高2.20m以上的有頂蓋的結(jié)實(shí)性建筑，不然建筑面積的計(jì)算需折減。我國某些城市和地域還要求，當(dāng)建筑物層高超出5m時(shí)，建筑面積應(yīng)再乘1.5。建筑面積是國家控制建設(shè)規(guī)模、評(píng)價(jià)建筑經(jīng)濟(jì)的主要指標(biāo)。2）單位造價(jià)：也稱單方造價(jià)、平米造價(jià)，是指建筑的每平方米的工程造價(jià)，以元／m2表達(dá)，是控制和評(píng)價(jià)建筑工程的投資、經(jīng)濟(jì)效益和質(zhì)量原則的主要指標(biāo)。它涉及土建工程（如墻體、混凝土、門窗、裝飾等）和管道設(shè)備安裝工程，除特殊情況外，一般不涉及室外工程和室內(nèi)的如家具設(shè)備等。8.3建筑經(jīng)濟(jì)與建筑設(shè)計(jì)單位造價(jià)影響原因：建筑質(zhì)量原則的高下、建筑村料的價(jià)格、勞動(dòng)力成本、施工能力、工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理等。單位造價(jià)的控制措施：在建筑設(shè)計(jì)早期需計(jì)算擬定工程估算和工程概算，待詳細(xì)的施工圖紙完畢時(shí)，應(yīng)提供工程預(yù)算，工程竣工后，由施工承建單位計(jì)算工程決算，以取得精確的單位造價(jià)和總造價(jià)。3）平面系數(shù)與體形系數(shù)平面系數(shù)，以K表達(dá)，其計(jì)算公式如下：K=使用面積(m2)／建筑面積(m2)×100%一般住宅建筑的K在65%一85%之間，而公共建筑因需要較多的交通輔助面積，故K較小，約為60%。8.3建筑經(jīng)濟(jì)與建筑設(shè)計(jì)體形系數(shù)：用S表達(dá)。是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。S值越?。畡t該建筑越符合節(jié)能要求，我國寒冷或寒冷地域的S值不不小于0.4。所以，從節(jié)能觀點(diǎn)出發(fā)，建筑的體形宜簡樸、低矮。4）建筑容積率與建筑密度建筑容積率：是指項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)用地范圍內(nèi)的全部建筑物的建筑面積之和與規(guī)劃建設(shè)用地面積之比。建筑容積率是反應(yīng)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的一種主要指標(biāo)。用R（%）表達(dá)，R值越大，建設(shè)用地范圍內(nèi)的可建造面積越大，建筑外部空間就越擁擠。建筑密度：即建筑覆蓋率，指項(xiàng)目用地范圍內(nèi)全部建筑物、構(gòu)筑物的基底面積之和與規(guī)劃建設(shè)用地總面積之比，用D(%)表達(dá)，D值越大，即建筑密度越高，可布置的道路、綠化的面積則