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房屋建筑学第10章建筑剖面设计目录10.1建筑剖面形状的确定10.2房屋各部分高度的确定10.3建筑层数的确定10.4建筑空间的组合10.5室内空间的处理和利用学习目标1．了解室内空间的处理及利用。2．掌握如何确定建筑剖面、房屋高度以及建筑层数。10.1.1房间使用功能要求的影响如果建筑的用途不同，则建筑内部房间的剖面形状也有很大的差别，其主要是由建筑的使用性质和功能需要所决定的。如下图，在这些建筑的空间中，为保证良好的视觉效果，地面要设计出一定的坡度；为保证声音的效果，顶棚则需要做成能反射声音的折面造型。10.1.2结构材料和施工因素的影响不同的结构方式、材料选用及施工技术对于建筑剖面的形式也具有影响作用。矩形剖面形式被广泛应用于各类建筑的房间中。但是，有些大跨度建筑的房间剖面形式常受结构形式的影响而形成特有的剖面形状。10.1.3采光通风因素的影响普通建筑房间一般采用侧窗进行采光与通风，当房间进深较大或功能上有特殊要求时，则需要在剖面设计中设置各种形式的天窗，从而形成不同的剖面形状。10.2.1房间的净高与层高房间的净高是指楼地面到结构层底面或悬吊顶棚下表面之间的距离。层高是指该层楼地面到上一层楼地面之间的垂直距离。由图10-5可知房间净高与层高的相互关系。图10-5房间的净高与层高的关系10.2.1房间的净高与层高房间高度的影响因素室内使用性质和活动特点的要求1房间的净高需要符合人体活动尺度，一般情况下，室内的最小净高应不低于2.2m；不同类型的房间由于使用人数和房间面积大小的不同，其净高要求也不同。对于住宅中的房间，因其使用人数少、房间面积小，故净高可低一些。而学校的教室，由于其使用人数较多、面积较大，故净高要高一些，一般在3.4m左右。房间内的家具设备以及人们使用家具设备所需的必要空间，也直接影响着房间的高度。如图10-6所示，手术室的净高应通过考虑手术台、无影灯以及手术操作时需要的空间来确定；采用双层床的集体宿舍，房间净高要求高一些，但也不应高于3.3m。10.2.1房间的净高与层高图10-7家具设备、人体活动对空间高度的影响10.2.1房间的净高与层高房间的采光和通风要求不但影响到房间的剖面形状，还影响到房间的高度。室内采光一般要以自然光线为主，所以，室内光线的强弱和照度是否均匀，与窗的宽度、位置和高度有着密切的联系。房间里光线的照射深度主要靠侧窗的高度来决定。房间的层高越大，窗口上沿越高，则射进房间内的光线就越深远；上沿越低，则光线照射深度越浅。为此，进深大的房间，为满足房间的照度要求，常提高窗上沿的高度，此时房间的高度亦相应加大。采光、通风的要求210.2.1房间的净高与层高构层高度主要包括楼板、屋面板、梁和各种屋架占的高度。层高的确定要考虑结构层的高度，结构层越高，则层高越大。在确定房间的层高时，不仅要考虑人体活动的净高要求、室内设备的高度等，还应考虑结构层可能占的高度。在结构安全可靠的前提下，合理地选择、布置结构承重方案，减小结构层的高度，从而增加房间的净高和降低建筑的造价。一般开间、进深小的房间，可直接利用墙体承重，将楼板搭在承重墙上，此时结构层所占的高度最小；开间、进深较大的房间，一般要设置梁，将楼板搭在梁上，这样就增加了结构层的厚度，所以应尽量不采用这种承重方案，如避不开这种承重方案，也要尽可能使楼板的厚度包含在梁的高度内，可以做成梁板合一的整浇式或花篮形的装配式。对于一些大跨建筑，多采用屋架、薄腹梁、空间网架等多种空间结构形式，其结构层高度更大。房间如果采用吊顶构造时，层高则应再适当加高，以满足净高的需要。结构层高度及其构造方式的要求310.2.1房间的净高与层高层高是影响建筑造价的一个重要因素，在满足使用要求、采光、通风、室内观感等前提下，应尽可能地降低层高。对于一般砖混结构的建筑,层高每降低100mm，可节省投资1%。层高的降低，首先是减少了建筑材料的用量，减少了施工量，又减小了墙体自身的荷载，减小了基础的宽度；其次是降低了建筑物的总高度，这从日照间距的意义上来讲减少了房屋的间距，可以节约建筑用地。建筑经济性的要求410.2.1房间的净高与层高室内空间比例要求5在确定房间高度时，还要考虑房间高度与宽度、长度的比例关系，给人以正常的空间感。房间不同的比例尺度往往给人不同的感受。在宽而低的空间内，人会产生压抑、沉闷的感觉，在高而窄的空间内，人会产生局促、不安的情绪，在宽而高的空间内一人独居，会产生空旷、冷清、迷茫的感觉。而众多人在高而大的空间内聚会时，容易产生兴奋、激动的感觉。不同的建筑，需要不同的空间比例。一般民用建筑的空间尺度以高宽比在1∶1.5～1∶3较为适宜；纪念性建筑要求有高大的空间，以创造出严肃、庄重的气氛；大型公共建筑的休息厅、门厅则要求具有开阔而明朗的气氛，如图107所示。总之，要合理、巧妙地运用空间比例的变化，使物质功能与精神要求完美地结合起来。10.2.1房间的净高与层高图10-7不同的空间比例给人不同的感觉10.2.2窗台高度窗台的高度主要根据室内的使用要求、人体尺度和靠窗家具或设备的高度来确定。图10-8不同窗台高度与空间功能的关系10.2.3室内外地面高差一般民用建筑为了防止室外雨水倒流入室内，防止墙身受潮和地面沉降，在设计时往往把室内底层地面设计得高于室外自然地面，一般要大于150mm，常取450mm。高差过大时，不仅不利于室内外联系，而且会增加建筑造价。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选定合适的室内地面标高。仓库、工业建筑一般要求室内外联系要方便，因常有车辆出入，所以高差要小一些，入口处不设台阶，只做坡道。有的公共建筑，如纪念性建筑，为增强建筑严肃、宏伟、庄重的气氛，一般会提高底层地面的标高，采用高的台基和较多的踏步处理。在民用建筑中，公共及综合性建筑超过24m的，除了单层的以外，均为高层建筑。住宅建筑层数的划分标准为：层数在3层及以下的为低层住宅；层数在4～6层的为多层住宅；层数在7～9层的为中高层住宅；层数在10～30层的为高层住宅。凡高度在100m以上的建筑均为超高层建筑。影响建筑物层数和总高度的因素很多，主要有以下几方面。10.3.1建筑物使用功能的要求根据建筑用途和使用对象的不同，对建筑的层数有不同的要求。例如，医院、学校建筑为了使用方便和对人员的相对集中管理，一般不宜建造高层；托儿所、幼儿园、敬老院等建筑，为了便于儿童和老人经常在户外活动、联系方便和使用安全，其建筑层数不宜超过两层；影剧院、体育馆、车站等建筑，由于使用中有大量人流，为便于迅速、安全疏散，也应以单层或低层为主。宾馆、贸易大厦等建筑，则由于人员活动相对独立、集中，区域活动性较强，又由于此类建筑多建造于市区繁华地段，土地造价极高，因此不宜在地面水平伸展，而应向高处垂直延伸。另一方面，一些经济实力较强者为显示其经济实力，往往希望其建筑越高大越好，在繁华地带从高度上产生中心的导向性，有良好的可视性和观赏性，所以常建为高层公共建筑。10.3.2结构、材料和施工的要求建筑物建造时所用的结构和材料不同，允许建造的建筑物层数也不同，同时建筑施工条件、起重设备及施工方法等对确定房屋的层数也有一定的影响。例如，一般砖混结构，其墙体多采用砖砌筑，自重大、整体性差，且随层数的增加下部墙体越来越厚，既费材料又减少使用面积，故常用于建造6、7层以下的民用建筑。钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构及筒体结构则可用于建多层或高层建筑。空间结构体系，如折板、薄壳、网架等，则适用于低层、单层、大跨度建筑，如剧院、体育馆等。在确定房屋层数时，要综合考虑各方面的影响因素，在满足建筑物使用要求的前提下，确定经济、合理、安全、可靠的结构类型及层数。10.3.3建筑防火要求按照《建筑设计防火规范》的规定，建筑层数应根据建筑的性质和耐火等级来确定。当建筑物的耐火等级为一、二级时，层数原则上不作限制；为三级时，最多允许建5层；为四级时，仅允许建2层。10.3.4基地环境和城市规划的要求确定建筑的层数不能脱离一定的环境条件限制。城市设计和城市规划对建筑层数和建筑高度都有明确要求，特别是位于城市主要街道两侧、广场周围、风景区和历史建筑保护区的建筑，必须重视与环境的关系，做到与周围建筑物、道路、绿化相协调，同时要符合城市总体规划的统一要求。同时，建筑物之间还要满足日照间距的要求。10.3.5建筑造价的要求建筑的造价与层数关系密切。对于砖混结构的住宅，在一定范围内，在建筑平面不变的情况下，占地面积不变，随着层数的增加建筑面积将成倍地增加，而土地、基础、屋盖等的费用相对减少，单方造价明显降低。但到了一定层数以上，由于荷载较大，结构的受力发生很大变化，对设备的要求也提高了，建筑材料用量会随之增大，此时层数的增加使建筑单方造价明显增加。因此，一般情况下，5、6层砖混结构的多层住宅是比较经济的。建筑层数与用地的关系也十分密切。在建筑群体组合设计中，个体建筑的层数越多，用地越经济。将1幢5层住宅和5幢单层平房相比较，在保证日照间距的条件下，用地面积要相差2倍左右，同时，道路和室外管线设置也都相应减少。可见，增加建筑层数是减少建筑用地面积的主要途径。建筑空间的组合建筑的空间组合，包括水平方向和垂直方向的组合关系，在组合设计中，要综合、整体考虑水平方向和垂直方向上的功能关系。建筑剖面的空间组合设计，主要是在平面组合的基础上分析建筑物各部分应有的高度、层数及在垂直方向上的空间组合和利用等问题，来满足建筑功能上的需要与精神功能的需求。10.4.1建筑剖面空间组合设计的原则1.基于功能和使用的要求考虑建筑的功能和使用要求决定了建筑垂直方向上的房间组合。一般对外联系密切、人员出入较多，以及室内有较重设备的房间应放在建筑的底层或下部；对外联系不多、人员出入较少、要求安静、隔离以及室内无重设备的房间，则可放在建筑的上部。此外，还要考虑各使用房间之间的相互关系。例如，在办公楼中，可把各类性质相近的办公室及为之服务的、关系密切的辅助用房，如卫生间、开水房等布置在同一层中。10.4.1建筑剖面空间组合设计的原则2.基于房屋各部分的高度考虑建筑物中的各个房间由于使用性质的不同，空间特点也不一样，有高有低，有大有小，因此必须合理调整和组织建筑内不同高度的空间，使建筑物的各个部分在垂直方向上取得协调统一。（1）高度相同或相近的房间组合形式。（2）高度相差较大的房间组合形式。10.4.2建筑剖面空间组合设计的形式在一些建筑中，人流、货流进出较多，为便于和室外直接联系，多采用单层的组合形式，如车站、影剧院等。有一些建筑物，由于要求顶部能够自然采光或通风，因此往往也采用单层的组合形式，如展览馆大厅、食堂等。单层剖面组合形式的主要优点是在剖面空间组合上比较简单灵活，各种房间可根据实际使用要求所需的高度设置不同的屋顶；主要缺点是用地不经济，不够紧凑。1.单层组合10.4.2建筑剖面空间组合设计的形式随着社会经济的发展和城市用地的紧张，多层建筑和高层建筑已成为发展趋势。多层、高层的剖面适用于有较多相同高度房间的组合，室内交通联系比较紧凑，垂直方向通过楼梯将各层连成一体。单元式住宅、学校、写字楼、医院等建筑的剖面较多采用多层、高层的组合方式。高层的组合形式具有占地少、建造房屋多的优点，但建筑的结构形式及所需设备较复杂，建造与维护费用较高。2.多层组合和高度组合10.4.2建筑剖面空间组合设计的形式由于地形条件的限制或是内部房间出现高低差，造成建筑的楼地面出现高低不一的现象，可以通过采用错层组合的方式来解决。对于层间高差小、层数少的建筑，可采用在较低标高的走廊上设置少量踏步的方法来解决。在进行住宅设计时，为了增加起居室的高度，常降低起居室的地面高度，起居室与其他房间因层高不一致而出现的高差可通过设置踏步来解决，如图10-11所示。当组成建筑物的两部分空间高差较大时，可通过选用楼梯梯段的数量和调整梯段的踏步数量使楼梯平台的标高与错层楼地面的标高一致，如图10-12所示。还可以根据实际地形地势灵活自由地利用室外台阶来解决错层高差。3.错层组合10