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建筑平面设计要点

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建筑平面设计要点

建筑平面设计要点范文第1篇

关键词:高层建筑平面设计、标准层

1.高层建筑概述

1.1高层建筑定义

高层建筑根据民用建筑其使用功能的不同分为居住建筑和公共建筑。根据现行建筑的相关规范,不同使用功能的高层建筑对高层的定义也不同。

居住建筑根据我国现行《住宅设计规范》规定:1至3层的住宅为低层住宅、4至6层的住宅为多层住宅、7至9层的住宅为中高层住宅、10层及以上的住宅为高层住宅。规范规定七层及以上的住宅或住户入口层楼面距室外设计地面的高度超过16m以上的住宅必须设置电梯。

公共建筑根据我国现行相关防火规范规定:建筑高度大于24米的公共建筑为高层公共建筑。不同使用功能的公共建筑对于设置电梯的要求各不相同。例如《办公建筑设计规范》规定五层及五层以上办公建筑应设电梯;《商店建筑设计规范》规定大型商店营业部分层数为四层及四层以上时,宜设乘客电梯或自动扶梯。

1.2高层建筑平面分类

在建筑水平与垂直系统中,由大多数建筑、结构、设备等性质相同的楼层重叠起来的空间,称之为标准层。高层建筑标准层的有效水平重叠与合理垂直贯穿是建筑设计的基本精髓,截取水平面和垂直体交汇处的任一单元段,即得到所谓的标准层。

1.2.1高层标准层平面根据不同的使用功能要求可以划分为住宅建筑、办公建筑、酒店建筑、医院建筑等。住宅、办公、酒店、医院等高层建筑各自的使用特点不同,顺应功能要求设计出来的标准层平面无论是平面形状还是平面内部的房间布局、交通流线组织也各不相同。

以高层住宅为例,根据住宅交通疏散形式的不同,住宅平面被分为单元式、塔式、通廊式等。

1.2.2如果单纯的按照高层标准层平面形状划分,高层建筑的标准层平面以对称的几何平面图形居多。主要原因在于高层中,建筑除了受竖向荷载作用外,还要考虑风力或地震力引起的水平荷载,这在很大程度上限制了标准层设计的自由度。这种对称的平面形式可以使高层建筑的结构设计更为经济合理。

高层建筑的竖向交通核心筒系统,即楼梯、电梯、及其前室、疏散走道、公共服务用房、设备室、管道井等集中组合成有机的结构核心体,形成上下贯通,结构刚度强劲的核心筒体组合,其常常布置在平面较为中心的部位,作为高层建筑平面的核心要素,对标准层平面布局的灵活性构成了极大影响。高层建筑基本的平面图形有矩形(板式)、弧形曲线、方形、圆形、三角形等等。这些基本图形可以通过切角、旋转、形体上加减法等设计手法衍生出来新的平面造型。

结合高层建筑不同的使用功能,高层建筑各自的标准层平面形状也会有所不同。例如单元式住宅的平面形式常为矩形(板式)平面形式等;办公和酒店建筑的平面形式常为矩形(板式)、弧形曲线、方形、圆形等;医院建筑平面形式常为矩形(板式)等。

2.标准层平面设计要素

标准层平面设计影响因素来自于多方面、多角度。

2.1交通组织和消防疏散对于高层建筑标准层平面设计的影响是一个主要因素。高层建筑一般都具有人员密集、使用功能复杂、各种设备管线繁多的特点,引起火灾的潜在因素颇多。发生火灾时,将被火情围困的人员迅速安全地疏散到室外地面安全地带是防火疏散设计的重要环节。疏散设计的原则是路线简单明了,便于人们在紧急时进行判断,同时提供从室内任何位置向两个方向疏散的可能性。

根据《高层民用建筑设计防火规范》的相关规定,不同高度、不同功能的高层建筑其疏散楼梯的形式也不相同。

规范中明确规定:

一类高层建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度超过32m的二类建筑以及塔式住宅,均应设防烟楼梯间;

裙房和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度不超过32m的二类高层建筑应设封闭楼梯间。

十一层及十一层以下的单元式住宅可不设封闭楼梯间,但开向楼梯间的户门应为乙级防火门,且楼梯间应靠外墙,并应直接天然采光和自然通风。

十二层及十八层的单元式住宅应设封闭楼梯间。

十九层及十九层以上的单元式住宅应设防烟楼梯间。

十一层及十一层以下的通廊式住宅应设封闭楼梯间;超过十一层的通廊式住宅应设防烟楼梯间。

以上这些关于安全疏散的相关规定,都和高层建筑标准层平面设计息息相关。任何高层建筑平面设计都要以满足人员安全疏散为前提,合理的进行交通流线的组织。

2.2高层建筑平面设计应满足其使用功能的合理性。“以人为本”是当今建筑设计的一个重要设计理念。随着科学技术、经济文化的不断飞速发展,人类对建筑设计的要求已经不仅仅是满足单一的建筑使用功能,而是要求以人的基本生活、心理、行为和文化物质为出发点的人性化建筑设计。 在科技发展、智能化水平不断提高的背景下,强调人性化设计更有必要。标准层的平面设计就是要有利于人的身心健康,具有使用的舒适性合理性。建筑标准层平面布局设计应灵活,尽可能营造符合人体功能学的宽松舒适的工作、生活环境。

2.3标准层平面设计的经济因素是投资方较为关心的一个设计要素。影响经济因素的内容较多,比如结构选型、平面布局的各个功能空间的使用率等。

高层建筑标准层平面规则对称、具有良好的整体性,可以增强其抗侧力的能力。不规则的建筑平面方案,如平面凹凸不规则的建筑方案在结构设计时会按照相关规范规定采取一定的加强措施。这些措施都会增加建筑的投资成本。

便捷高效的水平与垂直交通系统和安全疏散系统,这些标准层平面中主要的公共空间需要在满足安全使用的前提下尽可能的缩减建筑面积,提高标准层的有效使用率。

标准层平面形式及外表宜简不宜繁,过于繁杂化的艺术处理会造成不合理的空间利用、结构及施工困难,装修与维护不便及能源消耗量的无谓增加等。

2.4建筑的节能设计与建筑所在地区的气候条件、建筑总体布局、建筑物体形系数、朝向、护结构保温隔热性能、外檐门窗质量等诸多因素有关。高层建筑体型庞大,相邻高层建筑相互遮挡,易形成大面积阴影区。

高层建筑平面设计时应考虑到节能设计的相关设计要素,尽可能的降低建筑能耗。例如在寒冷地区平面设计应注意合理的确定建筑位置和朝向,使建筑平面主要功能空间更多的接收到太阳辐射的热能;建筑平面在南向开窗面积可以略大一些,而东西向、北向的房间在满足采光条件下开窗面积要尽可能小一些;高层建筑的平面形体要规整,减少不必要的凹凸变化,严格控制体形系数。这些设计方法可以使建筑获得更多太阳热辐射并且同时减少热损失,给室内创造一个良好舒适的温度环境。

2.5工业化高速发展的社会,人类面临环境破坏、能源危机等种种环境威胁。高层建筑如何充分利用绿色建筑能源已经成为当今高层建筑设计的一个新的设计要素。尽可能利用当地的环境气候、地势、阳光、水和空气等自然特点,减少建筑对生态系统的破坏,创建生态建筑。在进行高层建筑平面设计时主要体现在对绿色能源的充分利用。例如各主要功能空间的平面布局要充分利用自然采光,尽量减少人工照明的能耗;通过平面形体、朝向等设计应将主要功能空间的朝向垂直于夏季主导风向,充分利用自然通风。除此之外还有雨水的重新回收利用系统、天阳能集热器提供热水系统、光电管提供电能系统、呼吸式幕墙系统等等,在进行这些绿色建筑要点设计时,建筑平面设计都需要将平面的使用功能与绿色建筑设备系统进行综合考虑合理布置平面。

建筑平面设计要点范文第2篇

【关键词】复杂几何建筑体;测量放线,特点与原则;放线技术要点

1、引言

近年来,随着我国经济的快速发展,人民生活水平不断提高,然而,建筑技术也在不断地进步,各种外观造型新颖的旅游、体育、文化等公共建筑不断出现。这些建筑的特点是:建筑立面造型新颖,平面组合复杂,利用各种曲线图形组合成建筑平面图形和立面图形,例如圆弧形、椭圆形、抛物线形、双曲线形等平面图形。由这些曲线组合的平面给建筑施工测量放线带来一定的难度,比一般矩形平面建筑施工测量显得复杂得多。为防止由于测量放线发生的错误给工程带来不可弥补的损失,对于由不同曲线组合成复杂平面图形的建筑施工测量过程中,如何做到既省工、省时,又能精确无误地进行测量放线,有效地控制测量精度。

2、复杂平面图形测量放线的特点

由不同曲线组合成复杂平面图形的建筑工程,如圆弧形、椭圆形、抛物线形、双曲线形等各种曲线组合的复杂平面图形,在设计平面图上往往只标注曲线中的少数几个控制点位置及曲线的类型,有些控制点甚至在施工场地以外,如半径较大的圆弧的圆心点位置落在有效的施工场地以外,这就使得施工测量放线工作显得比较复杂。根据笔者的工程实践分析、研究,认为复杂建筑平面的施工测量主要有以下特点。

2.1对于复杂平面图形的建筑,不能直接按设计图纸上标注的尺寸进行测量放线工作,需要应用数学知识,建立坐标体系,找出各种曲线的数学方程,进行适当的测量数据计算,将设计图纸上的曲线,变换成测量所需要的数据,必要时还应绘制测量放线简图,才能顺利地进行施工测量放线。

2.2有些较复杂的平面图形,还须设置测量放线用的基准轴线和基准点,然后再进行测量放线工作。

2.3在复杂建筑平面实地施工测量放线中,对测量人员、测量仪器的使用和测量操作方法也有较高的要求,在实施测量放线过程中,需要建立严密的测量控制系统。

3、复杂平面图形测量放线的原则

复杂平面图形的施工测量放线,是工程施工的一个重要环节,测量放线质量的优劣,直接影响到工程的施工质量。复杂平面图形的施工放线工作中,数据计算精度、测量操作方法、气候变化等因素,对测量的结果均会造成影响。为了减少复杂平面图形的测量放线误差,使精度达到设计要求,在组织进行复杂平面图形建筑施工测量放线过程中,应遵循以下原则:

3.1复杂建筑平面施工测量放线前,应编制专门测量方案,建立测量专业工作班子,并有专人负责,建立完善的施工测量管理控制系统。

3.2在复杂建筑平面施工测量时,应坚持先整体后局部、高精度控制低精度的程序。

3.3在复杂建筑平面施工测量放线工作中,坚持先进行测量数据计算后实地施工测量的作业程序;坚持计算工作和实地施工测量放线作业步步有校核的工作方法,随时消除误差,避免误差积累;坚持测量放线与校核工作分开的原则(观测人员、计算方法、所用仪器、测设方法和观测线路等)。

3.4对于复杂建筑平面实地施工测量放线工作,要坚持科学、简捷,精度要合理、相称的工作原则,在测量精度满足设计及规范要求的前提下,尽量做到省工、省时。

3.5在复杂建筑平面施工测量过程中,严格按规程作业,观测误差必须小于限差,对系统误差要及时采取措施进行改正。

4、复杂建筑平面测量放线技术要点

4.1熟悉图纸,了解工程特点。通过认真学习图纸,熟悉设计意图,弄清各轴线之间的关系,各曲线图形的性质,找出各种曲线的数学方程。特别是在有多种曲线图形组成的平面图形中,应弄清各种组合曲线的分界点、各自的圆心、半径;椭圆形的焦点、焦距、长轴、短轴的尺寸,双曲线的顶点、焦点、焦距;抛物线的焦点、准轴、顶点位置;有关的角度以及相互之间的关系等。只有熟悉图纸,分析工程的特点,测量放线工作就迎刃而解,同时对测量工作的精度控制才会做到心中有数。

4.2编制测量施工方案。施工测量方案是指导现场施工测量的技术性文件。测量前应根据具体工程的特点,认真制定测量方案,明确测量与校核所用的坐标体系、测量的基本控制线和控制点、测量与校核的数据计算方法、观测的方法、测量的路线、测量与校核的人员、测量与校核所使用的仪器和精度要求。提出减少测量误差的预防性措施、测量控制点的保护措施以及测量工作制度等。

4.3测量数据计算。对复杂平面图形的施工测量放线,首先确定几根基准控制线及基准控制点,由基准控制线和控制点逐步导出其他各点、线的位置。对于不同性质的曲线图形,应建立合适的计算坐标体系,运用相应的数学公式,对施工测量放线时所需的数据进行计算,将复杂的图形、众多的数字进行计算、整理、简化,最终绘制成测量放线简图和有关数据表格,供实地测量放线使用。在计算过程中要注意最终的计算精度要求,为保证计算精度,减少计算误差,要求计算过程中,中间结果数据精确到毫米之后小数点一位,最终结果数据精确到毫米即可,角度计算精确到秒。而计算点的数量越多,最终测设的线位置越精确,但测设的工作量也越大,一般以点的坐标间距为2m进行设点计算与测量。

4.4复杂平面图形测量放线的方法。按照设计平面图,先定出设计基准控制点和线,根据测量数据的计算结果,利用高精度的仪器进行测设(所使用的仪器应事先经过检验)。在测量过程中,测量人员、仪器要固定,应有专人负责,对每一测量点应及时进行检查与校核,一旦发现误差,及时进行分析,合理调整,避免误差积累。

5、工程实例

某展厅的平面四周中心线图形如图1所示,A1A4、A2A3为一对双曲线,A1A2、A3A4为圆弧曲线,平面设计尺寸见图1示。

5.1坐标计算

5.1.1双曲线坐标

以平面中心点为坐标原点,以横向为χ轴,纵向为y轴建立直角坐标体系,在该坐标系中,A1A4、A2A3双曲线方程为

由图上的尺寸可知,双曲线的顶点坐标为(-12,0)和(12,0),a=12m。展厅四个角点A1、A2、A3、A4的坐标分别为(18,24)、(-18,24)、(-18,-24)、(18,-24)。由于A1、A2、A3、A4都在双曲线上,则A1A4、A2A3双曲线方程为:

由上述方程可得b=21.4663m,故该展厅的A1A4、A2A3双曲线方程为:

为了精确地进行测量定位,令y分别等于2、4、6、………22,求得相应x值;

5.1.2两端圆弧坐标

确定A1A2圆弧半径(A3A4圆弧与A1A2圆弧是对称于χ轴),连接BA1、O′A1,三角形A1BC为直角三角形。

tg∠CBA1=CA1/BC=18/3=6

∠CBA1=80°32′15″

三角形O′BA1等腰三角形,故顶角为:

∠BO′A1=180°-80°32′15″×2=18°55′30″

sin∠BO′A1=sin18°55′30″=CA1/O′A1=0.3243

O′A1=R=CA1/sin∠BO′A1=18/0.3243=55.5042m

则O′点的坐标为(0,-28.5042)

A1A2圆弧方程为x2+(y+28.5042)22=55.50422

令χ=2、4、6、……16,求得A1A2圆弧y坐标值

5.2现场测量放线

根据设计总平面图,定出双曲线平面图形的中心点O位置和主轴线方位;利用经纬仪架设在O点,定出复杂平面图形的纵、横轴线,即x、y轴,x为双曲线的实轴;在y轴上以原点为对称点,上下分别取2、4、6、………24m各点,得到1、2、3、………12各点;将经纬仪分别架设于1、2、3、………12各点,作y轴的垂直线,根据表1所列的x值,定出相应点位置,将各点连续、顺滑的连接起来,可得到符合设计要求的双曲线平面图形。

用同样的测量方法可定出两端圆弧段的曲线图形位置。建筑物内部其它各构件的中心线也可以用上述方法进行定位,细部尺寸可根据中心线进行定位。

结语

建筑平面设计要点范文第3篇

关键词:建筑设计;可持续建筑;平面设计;空间设计

中图分类号:TU2文献标识码: A 文章编号:

引言

可持续建筑在设计过程中,必须针对其各个构成要素,确定相应的设计原则和设计目标。同时,这些构成要素又是设计者要具体操作的对象。在绿色建筑设计体系中,目标及原则的分析和把握具有重要的实践意义。这里以生态要素为主要对象,扼要阐述其设计目标和原则。事实上,很少有建筑能对具所有的方面做出深入的响应,而绝大多数的绿色建筑都是根据其所在地域的经济条住、气候特征、文化传统等具体因素对不同的方面有所强调和侧重。

可持续建筑设计考虑因素

在所有的建筑中,居住建筑大约占50%一60%。所以如何提高居住建筑的环境性能、降低其能耗也就成为居住建筑设计的要点。在最初设计时、布局的密度、位置、方位等因素,很大程度上决定了能量的消耗量。同时,提高保温标准、减少不必要的空气流动、提高采暖空调设备效率以及通过建造温室和加大朝南的窗户面积来采集被动式太阳能也对能源消耗有较大影响。因此,建筑师和工程师的最初决定,对随后是否有改善机会具有至关重要的作用。对住宅中的能量消耗有显著影响的因素有:

①建筑形式(紧凑的开发形式具有很多优点);②建筑围护结构(使用热容量大的材料以及高效的保温反来吸收太阳能辐射,并延缓夜间温度的降低);③建筑方位(布局时,增加采集阳光的面积,减少顶风的面积);④微气候(布局时,和用绿化设计来增加遮阳的效果);⑤交通(选择建房地点时,考虑减少开车出行的需要.并增加公共交通站点的密度)。结合工程实践经验,对于可持续住宅设计应采用紧凑的结构,以使相邻的墙壁、地板和屋顶可以最大限度共享;提高净空的高度,以增加四周表面的相对面积;为阳光照射和和用太阳能留出空间;考虑自我遮蔽的分布形式;和用屋顶空间来调节室内环境;栽种树木来遮挡夏季的阳光;提供高效的保温层,来节省能虽和提高舒适程度;安装低能耗的照明系统;为用户提供调节个性化环境的设施;为以后提高保温标难创造机会;

按这些指导原则修建出来的庆屋,其特征和形式都与当今建筑师设计的大多数建筑迥然不同。在过去十年间,各国政府尽管改善了保温标准和采暖空调系统,但郊区房产的迅猛增长,以及不重视开发现个城市地区由的“闲置土地”,使二氧化碳排放量有所增长。这是因为在郊区修建的建筑,绝大部分都是独市或者半独立的住宅,分散的布局,使人们出行时宁愿开车,而不愿坐公共汽车或者火车。尽管设汁和施工的技术都有所提高,但能源消耗的增长幅度,还是高于预期水平。因此,住宅建筑选址应该注重闲置土地的和用,尽量使用交通、市政管网较为齐全的熟化土地。此外,为了达到节约能源的目的,这些房屋需要以紧凑的形式修建——楼层高度适中,比邻修建以便共享墙暖和层顶等设施。

可持续建筑设计

3.1平面设计

良好的建筑平面设计能有效地改善建筑热环境与自然通风的状况。平面设计的重点要体现在体形控制、平面分区两个方面。

(1)平面和体形控制。1)减小体型系数和于抵御冷热极端气候。在恶劣的气候条件下,小的体型系数能将暴露于外界气候中的界面尽可能控制到最少,这无论对于减少冬季火热还是减少夏季得热都是有和的。而对于高度一定的建筑(比如在发展少国家中建设量最大的多层住宅,高度一般多在6层左右),其平面形式也就几乎成了影响建筑体型系数的唯一因素。这也能使我们对体型系数的探讨集中到建筑平面上来,简化了问题的难度。在常见的平面形式中,圆形平面可以拥有最小的外表面积,其次是方形。从平面形状来看,凹多边形平面与凸多边形平固相比都会具有较大的体型系数,所以,开敞天井和内天井对体形控制都是水和的。不论是开敞天井或内天井,其主要目的无非是为了加强自然采光和自然通风。然而同时又不可避免地导致外界面增加,体型系数扩大,此时通过建立可应变的玻璃界面调节体系可以在极端气候下封闭天井。这样在满足自然采光的同时隔绝热交换.可以降低热工能耗。2)通过体形平衡得热与失热。尽管大陆性气候冬季气温很低,但大部分地区太阳日照辐射还比较强,特别是建筑的某些朝向的外界面在向外散失热量的同时也接受太阳辐射,包括南向的和东两方向的外界面,其可称为“受热界面”。如果从冬季和用太阳能的角度出发,适当调整受热界面的性能,可以做到受热外界面吸收的日照辐射热量大于其向外散失的热量。这部分“盈余的”热量能够补偿建筑其他外界面的热损失。这样,受热外界面特别是南向外界面的面积越大,补偿给建筑的热量就越多,对节能就越和。因而,此时建筑的体形不是以外界面越少越好来评价,而是应以南向外界面足够大,同时其他方向外界面尽可能少为标准来评价,用建筑南向外界面与外界面总面积之比来进行比较,更能说明建筑体形对太阳能的和用情况。当然,南向外界面的扩大又会导致建筑夏季得热增加,因此合理的确定南向外界面积与建筑南向遮阳是做到通过体形平衡得热与失热的必要因素。

3.2空间设计

(1)内部空间。内部空间的设计极大地影响荐建筑能耗和室内环境。合理的内部中间设计可以改善建筑的得热量和失热量以及自然通风。

(2)外部空间(室外空间)。在外部主间设计中,庭院和中庭是改善建筑热环境和自然通风的最重要因素。庭院和中庭是由建筑围成,没有顶,是中国传统民居的重要坚特征,是在当地的气候和社会结构的基础上形成的。庭院在中国传统民居中非常常见,从华北到华南都有分布,唯一的区别是庭院的大小不同。带有庭院的建筑,在不同的地方是有区别的。华北地区,由于太阳高度低,庭院朝向南面,这样就能获取充足的阳光和日光。中部地区,建筑群更加集中,因此庭院尺寸就比北方的小很多。华南地区,由于温暖的冬季而处自然通风比阳光更加重要,因此。其建筑群是中国最为集中的,庭院的尺寸比其他地方的都小,庭院缩短为中庭。中国的庭院除了大小和形式不同外,所有的庭院都融入了气候的因素。

由于庭院对自然的适应,建筑能够适应气候的变化尤其是极端气候。以下几点体现了建筑的适应能力。

(1)气候的过渡。进入建筑庭院的气候可以作为一种资源。庭院中的空气运动与自然界的不同,除非庭院是外部空间。由于受到庭院周围垂直立面的约束,庭院中的空气温度受到空气盆积积效的影响呈垂直分布。冬季,空气温度由下而上升高,而夏季则相反。这样,庭院成为建筑与外间气候之间的缓冲带,建筑室内空间在极端气候以外的任何时候都能保持舒适。此外,夏季由于庭院四周的屋檐会形成阴影,阴影会使空气温度降低。

(2)可调节的热缓冲带。通过调整建筑群的关系和建筑立面的设汁产生热缓冲层,形成室内环境和自然环境之间的缓冲带。缓冲带在一定程度上防止了极端气候的不利影响,建筑热性能也可以随之得到调整。空气将集中在庭院中,能够减弱外部气流对室内环境的不利影响。空气温度和气流比较稳定,这有利于冬季的热量储存。夏季,庭院的热压能够改善自然通风,有利于建筑的被动冷却。

在一定范围内,庭院宽度与高度的尺寸反比例是烟囱效应或热压通风的最重要影响因素。当尺寸较小并日高宽比较大时效果更佳。这种庭院有时被称为中庭。但这会降低太阳辐射和自然采光的效果。因此,应当根据当地气候和阳光条件来设计庭院的尺寸和比例,包括日光和通风也应考虑。

结语

可持续建筑力求达到建筑寿命周期的资源有效利用,文章系统地分析了可持续建筑的设计思路,提出从建筑建筑布局、建筑平面设计等途径来实现可持续性,探索以设计手法协调建筑与环境途径。

参考文献:

朱唯; 袁春学. 可持续建筑与设计方法探讨[J]. 西北建筑工程学院学报(自然科学版). 2009(22):30-31.

建筑平面设计要点范文第4篇

关键词:蝶形平面;高层;商住楼;布置特点

1、蝶形平面高层商住楼的建筑特征

近年房地产热持续升温,住宅建筑平面设计选型经过多年的实践应用,目前已发展到趋于以实现居住条件的实用和室内外环境的优美为目标。房地产开发商从市场需求出发,特别注重购房者对住宅的全方位要求,包括住宅平面动静分区明确,各功能用房面积分配合理;每一户型甚至每一厅房都能自然通风采光,景观视线开阔,干扰少且公摊面积尽可能减少;竖向交通的消防前室安全度有保障,其防烟防火问题必须满足规范要求等,因此若干年前曾较为流行的正交井字八户型塔式住宅已渐被摒弃。

取而代之的建筑平面设计较复杂的蝶形平面从建筑使用功能方面考虑也许是较为完美的,但对于结构专业来说则会产生诸多不利因素,主要包括以下方面:竖向交通构成的核心部位在平面中成为“缩颈”,两侧凹口较深,楼板在其横断方向净宽度过小,无法满足楼层平面无限刚度的要求;各户型外伸翼块长宽比过大,翼块与核心部位不能形成有效的连系,其连接的根部便形成抗震的薄弱部位;在平面的转角处设转角凸窗,会削弱结构的抗侧力刚度尤其是抗扭刚度,使结构的扭转效应难以消除;因属商住楼就必然设有转换层,有的还需进行高位转换,形成竖向不规则。

以上建筑特征对于抗震结构来说,往往造成平面不规则甚至大多情况下是相当不规则;竖向上则造成竖向主要抗侧力构件即剪力墙不连续。这种平面和竖向的不规则性形成了超限高层建筑,不仅增大了结构设计难度,而且在技术审查手续上还可能增加一道程序,故需比其它规则型建筑在报审过程中耗费更多的时间和人力物力。

2、蝶形平面结构的选型及合理布置

根据此类建筑商住两用的特点及建筑平面布置和住宅室内空间内梁柱尽量不外露等要求,蝶形平面高层商住楼的结构选型基木上只能选择框支剪力墙结构体系。住宅标准层大多为剪力墙结构,由于剪力墙竖向承载能力高、侧向刚度大,为了充分发挥其内在能力,剪力墙的分布应尽量拉大间距,一般应采用大开间、大进深,这种布置为框支柱取得合理柱网尺寸创造了有利条件,同时为转换层下的商业用途及地下车库的有效使用提供了可能。

就剪力墙类型的受力性能优劣而论,一般以剪力墙最优、短肢剪力墙次之、异形柱较差,因此应尽量布置成一般剪力墙和少量的短肢剪力墙,避免采用异形柱,由于异形柱要使墙体厚度与填充墙或间隔墙相同,其墙肢必定较长,故此类建筑几乎不出现异形柱甚至是短肢剪力墙。为了发挥剪力墙平面外的刚度潜力,提高墙体的稳定性,对厚度较小的剪力墙应使其成为带翼缘的T、L型,若为一字型墙则宜在其端部利用窗侧边或门垛处加设端柱,当墙肢很短时可结合建筑平面位置处理成矩形柱,如在阳台或次要房间的拐角处,因一般矩形柱受力较好,施工也方便。

框支层处宜采用传力明确、施工方便、经济性好的梁式转换结构,避免采用其他形式的转换结构。转换层的上部剪力墙宜直接落在转换层主结构上,当局部为主次梁转换时,则应选择传力路径较短的方案,如为解决墙肢翼缘的支承,采取不布置次梁而加设斜梁的方式,为方便转换层下部设备管线架设,转换梁截面高度宜大体一致,其经济合理的高度应由所承受的跨中弯矩和框支梁之上剪力墙不因框支梁挠度而产生受弯超限来控制,剪切承载力不足时可通过加大梁截而宽度、梁端部加腋或在梁柱节点处加设抗剪钢板等措施加以解决。

框支柱在平面布置上应尽量成行成列,使商业用房及地下室的平面柱网较有规律,有利于提高平面使用率,通常采用矩形截面,其大小由轴压比控制,宽度一般大于转换梁的截面宽度。框支剪力墙结构的楼梯、电梯间剪力墙必须落地,为了满足转换层上下层刚度比和剪切承载力比的要求,通常需将此落地剪力墙厚度在转换层以下加大,有时候还需将楼、电梯间以外位置的某些剪力墙直接落地或另加设剪力墙。对于楼盖,一般选取普通梁板楼盖,大面积空间及需提供灵活分隔的空间则可选择结构自重小、隔音性能较优越的现浇空心楼板或有填充块的双向密肋楼板。

3、结构抗震计算的共同特征

按现行《抗规》和《高规》有关结构计算方面的规定,蝶形平面高层商住楼结构的计算结果必须满足以下要求:①各振型的自振周期应在正常数值内,T≈0.08n(n为计算层数),其中第1振型的周期甚至第2周期应为平动周期而非扭转周期且扭转为主的第1自振周期与平动为主的第1周期之比T1/T1≤0.85(有转换的商住楼属复杂结构);②结构楼层层间最大位移与层高之比u/h≤1/1000;③对于一、二级抗震结构,各剪力墙墙肢的轴压比分别不宜大于0.5和0.6,框支柱的轴压比分别不宜大于0.6和0.7;④在考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该层平均值的1.2倍,不应大于该层平均值的1.5倍;⑤转换层下层的侧向刚度不宜小于其上层的70%或其上相邻3层侧向刚度平均值的80%;⑥转换层下层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上层的80%,不应小于其上层的65%。

结构计算与结构布置必须反复进行,转换梁之上的剪力墙截而首先取决于墙体轴压比限值和楼层层间位移限值,同时为了此类结构类型的计算满足上述第①④点的要求,往往必须对最初确定的剪力墙截面进行调整,其一般规律是周边尤其是角部的剪力墙需强化,楼梯和电梯间处的剪力墙则有时需相应弱化;当调整后仍无法满足要求时,需采取角部框架梁作反梁加高的措施,这是一种相当有效的方法,可大幅度减小剪力墙的轴压比,提高结构整体刚度和减小层间位移,即剪力墙的数量比通常预计的多,这种现象对于这类结构是正常的,混凝土和钢筋的用量也需相应增加,造价会有所提高,但这一代价是这种建筑类型所决定的,发展商对此应有思想准备。

为了满足转换层上下刚度比和受剪承载力比,需在转换层以下加大落地剪力墙厚度或另设剪力墙,也是此类型建筑结构计算所必需的。但加大墙厚或加设剪力墙时需不断进行调整试算,在基木满足第⑤⑥点要求的前提下不宜任意放大,否则将会妨碍转换层以下商业用房的使用且对造价控制不利。

上述结构计算结果定量控制数据①~⑤可在计算程序中直接反映出来,唯独第⑥点需经手工验算,可按《混凝土结构设计规范》中的公式进行计算。当单体建筑由若干个典型蝶形平面组合而成时,为了使扭转位移较易满足规范要求,宜将各典型平面用防震缝隔开,即使是建筑平面较规则,长宽较大的矩形组合平面也需按此方法进行处理,否则结构计算便很难过关。

4、结语

蝶形平面高层商住楼是当前房地产市场上较为流行的一种类型,虽然其体型的不规则性对结构抗震较为不利,但在客观使用上较为合理。结构工程师有责任在充分了解其建筑特征的基础上娴熟运用结构概念进行合理的结构布置,借助先进的计算手段使结构计算过关。因属抗震超限工程,如何做到减少超限项目和降低超限程度成为此类建筑结构设计的重点。要使蝶形平面高层商住楼的结构设计达到理想的效果,还有赖于与建筑师的宏观配合。

参考文献:

建筑平面设计要点范文第5篇

关键词:现代住宅 建筑设计 节能设计

随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐渐大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗已经成为国民经济的巨大负担,全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众的生活质量、贯彻落实科学发展观。现代低能耗节能型住宅是住宅建筑发展的必然趋势,下面谈谈节能建筑的设计要点。

1 关于节能建筑

节能建筑就是指在保证建筑使用功能和满足室内热环境质量条件下,通过提高建筑围护结构的隔热保温性能、采暖空调系统运行效率和自然能源利用等技术措施;使建筑物的采暖与空调能耗降低到规定水平,并且在不采用采暖与空调措施等情况下,室内热环境也要达到一定标准的建筑物。总的来讲,节能建筑就是一种冬暖夏凉、能节约能源的房子。

节能建筑按节能设计标准进行设计和建造,其目的是使其在使用过程中降低能耗。从广义上来讲,节能建筑就是遵循气候设计和节能的基本方法,对建筑规划分区、群体和单体、太阳辐射、建筑朝向、间距、风向以及外部空间环境进行研究后设计出的低能耗建筑。

2 节能建筑的设计要点

2.1 建筑物的平面设计

住宅平面设计中的首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的消耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球,合理的建筑群布置和建筑物平面设计,对冬季获得太阳辐射热和夏季通风降温是十分重要的。比如建筑物的主体朝向,如果由南北改为东西向,耗热量指标约增大5%,空调能耗或外遮阳成本将增大更多。因此,为了利用自然环境使室内达到最大的舒适度,可以将住户经常出入的厅、主要卧室设于日照通风条件最佳的南风位置,从而为住户节约采暖和空调的能耗。

图1 明厨明厕式设计图图2 明厨暗厕式设计图

此外,据研究显示,建筑体形系数每降低0.1%,建筑能耗可下降8 kwh/(m.a),现列举2种典型的住宅平面形式:明厨明厕式设计(见图1)和明厨暗厕式设计(见图2)。在相同建筑面积的情况下,明厨暗厕式建筑的体形系数较明厨明厕式低0.032,很明显从体形系数方面明厨暗厕式的建筑平面优于明厨明厕式。由此可见,在满足建筑诸多功能要素的条件下,应尽量减少建筑体形的凹凸或错落,降低建筑物的体形系数,最好控制在O.3以下。

2.2 围护结构的设计

现代建筑围护结构指建筑物及房间各面的围挡物,如墙体、门窗、屋顶、地面等,其中又可以分为结构和内围结构,结构就是指直接与外界空气环境接触的围护结构,如外墙、外窗、屋顶等;反之则称为内围护结构,如内墙、楼地面等。

2.2.1 结构的设计

(1)外墙。在建筑护结构中,墙体所占比重最大,50%建筑节能中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相

差可达10度,因此,外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,外墙体的保温设计相当重要。在设计中应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。所以,必须采用新的节能墙体材料代替以往的外墙设计。目前采用的新型墙体材料主要有粉煤灰空心砌块、加气混凝土砌块、轻集料砌块、陶粒砌块等,还有各种新型保温节能墙板,如聚苯乙烯板、挤塑板、泡沫玻璃等。这些材料不仅能保证节能的要求,而且还能满足国家抗震、施工等有关规范要求,值得推广。

此外,建筑热工特性的一个重要指标建筑体形系数,也就是减少建筑物外表面积,减少护结构面积,减少建筑形体的凹凸,也是节能的有效措施之一。建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值即为体形系数。因此,体形系数越小对建筑节能越有利,也就是说,在同等情况下,高的建筑比矮的好,宽的建筑比窄的好,外表整齐的比外表凹凸变化的好。建筑体形系数一般应控制在0.3以内,住宅长度以扩大到5.5cm为宜,而进深则应1cm以上为宜,以得到合理的有利节能的建筑体形。考虑到接收太阳辐射热能,应使建筑物南向墙面的面积尽量的大,其他墙面的外表面积尽可能的小,也就是说其他各方位墙面与南向墙面的面积比应是越小越好。从热传递角度来说,建筑物实墙的通风口处的气流较阳角内侧好且散热面相对比较小,所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在交角处,所以建筑物耗能量较大的部位一般是交角处。如果建筑物设计成圆柱形,则外墙棱角少,外表面积也小,从而有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凹凸变化的建筑要节能。

(2)外窗。在建筑护结构中,窗户是耗热的薄弱环节,也是薄壁的轻质构体,在建筑能耗方面,建筑护结构总散热量中铝、钢、塑窗散热量平均约占50%,所以节能工作的重点就是改善门窗的绝热性能。

对于住宅设计应避免少做飘窗、落地窗等。外墙门窗设计除满足自然通风外,设计中还应该强调东西南北开窗、不同功能房间开窗的区别。外门窗的作用除了采光,还可以作为建筑自然通风的渠道,因此,外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位,引进自然风,增加夏季的渗透通风。对于向阳的地方,可采用凹式开出设计,外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘,这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。外门窗的设计应减少动静寒风的渗透,有利于室内保温,改善生活环境的舒适度。面对冬季主导风向的立面,应尽量减少开窗面积。设置外窗部位,应提高外窗的密封性能(如选用胶条密封而不是毛条),选用好的窗型(如平开窗气密性相对较好),门窗配件,提高窗框的隔热性能,如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃型钢材等,减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃,如真空玻璃、镀膜玻璃等。

(3)屋顶。屋顶耗热量约占整个住宅建筑耗热量的7%~8%,有关数据表明:夏季顶层室内的温度要比其他层高约30C左右,因此,在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后.还必须进一步加强屋顶保温隔热的研究。①平屋顶保温应优先采用倒置式屋顶,即保温层置于防水层之上。保温层兼对防水层起保护作用,倒置式屋顶较正置式保温屋顶耐久;② 由于深色的屋顶仅反射近30%的目照,而非金属浅色的屋顶至少反射60%的日照,反射率高的屋顶可节省约30%的能源消耗。因此,应尽量采用节能浅色坡屋面,它既能有效排水,防止屋面渗漏,又能有效隔热保温,节约能源;③屋顶排水宜采用有组织排水,收集的雨水可以通过中水系统的处理进行冲刷、浇花,特别是在降雨量大的地区或水资源短缺地区更应如此。

2.2.2 内围结构的设计

节能住宅底层地坪或地坪架空层的保温性能应大于外墙传热阻的1/2。为了使其在冬季能方便关闭,当地坪为架空通风地板层时,应在通风口设置活动的遮挡板。另外,当地面采用空铺实木地板或胶结强化木地板层面时,应更加注意下面垫层的防潮设计。