1、房屋建筑学课件第一章第一章 民用建筑设计民用建筑设计一、建筑的概念一、建筑的概念 建筑：建筑：是指建筑物与构筑物的总称。是指建筑物与构筑物的总称。 建筑物：是供人们在其中生产、生活或其他活动的建筑物：是供人们在其中生产、生活或其他活动的房屋或场所。如住宅、医院、学校、办公楼、工厂等。房屋或场所。如住宅、医院、学校、办公楼、工厂等。 构筑物：是人们不构筑物：是人们不在其中生产、生活的建筑，如城在其中生产、生活的建筑，如城墙、桥梁、水塔、烟囱、堤坝等。墙、桥梁、水塔、烟囱、堤坝等。房屋建筑学房屋建筑学这门课程就是要研究建筑物的平面这门课程就是要研究建筑物的平面及空间设计和建筑物的构造问题。及空间设
2、计和建筑物的构造问题。万里长城万里长城金门大桥金门大桥埃菲尔铁塔埃菲尔铁塔二、建筑的基本要素 建筑的三要素n 构成建筑的三要素：建筑功能、建筑技术、建筑形象。n 建筑功能：体现了建筑物的目的性。是指建筑物在物质和精神方面必 须满足的使用要求。如：影剧院良好的视听环境、火车站 流畅的人流线路。建筑应具有良好的朝向、保温、隔热等。n 建筑技术：建造房屋的手段，包括建筑材料与制品技术、结构技术、 施工技术、设备技术等。n 建筑形象：建筑内外空间组合、建筑体型、建筑材料的质感与色彩 光影变化、立面构图、细部与重点装饰处理的的综合表 现。（建筑美与环境美结合）二、建筑的基本要素 三要素的关系 三者是辨证
3、统一的关系，不可分割并互相制约，但又有主次之分。建筑功能起主导作用。1.1 建筑的产生与发展1、建筑的起源 建筑物最初是人类为了遮蔽风雨和防备野兽的侵袭而产生的。 建筑的发展大体上分为穴居和巢居两大体系。穴居穴居寻找遮雨避寒的住所寻找遮雨避寒的住所巢居巢居架构远离暑潮的乐园架构远离暑潮的乐园原始社会晚期，竖穴上原始社会晚期，竖穴上覆盖草顶的穴居覆盖草顶的穴居( (茅舍茅舍) )成为这一区域氏族部落成为这一区域氏族部落广泛采用的一种居住方广泛采用的一种居住方式。式。 巢居在适应南方气候环境特点上巢居在适应南方气候环境特点上有显而易见的优势：远离湿地，有显而易见的优势：远离湿地，远离虫蛇野兽侵袭，
4、有利于通风远离虫蛇野兽侵袭，有利于通风散热，便于就地取材就地建造等。散热，便于就地取材就地建造等。 在原始社会，建筑的发展是极其缓慢的，在漫长在原始社会，建筑的发展是极其缓慢的，在漫长的岁月里，我们的祖先从艰难地建造穴居和巢居开始，逐的岁月里，我们的祖先从艰难地建造穴居和巢居开始，逐步掌握了营建地面建筑的技术，创造了原始的木架建筑，步掌握了营建地面建筑的技术，创造了原始的木架建筑，满足了最基本的居住和公共活动的要求。满足了最基本的居住和公共活动的要求。木木 骨骨 泥泥 墙墙 建建 筑筑8初期时代的建筑初期时代的建筑土、石建筑土、石建筑 简单建筑简单建筑早期的建筑早期的建筑真正的房屋真正的房屋近
5、代的建筑大悬挑近代建筑大跨度建筑建筑发展历程简表建筑发展历程简表现代建筑现代建筑高层建筑发展状况高层建筑发展状况n第一座高层建筑，是1885年在美国芝加哥兴建的“家庭保险公司大楼”（Home Life Insurance Company Building）。n这座大楼首次采用了钢框架结构，在结构体系、材料应用等方面开创了历史新纪元。美国芝加哥家庭保险公司大楼 10 层、55 m高n1931年，纽约的帝国大厦建成，大厦102层，高381米，它的建成是世界建筑史上颇为引人注目的大事。n在建成后的40年间，帝国大厦一直雄踞世界最高建筑的纪录，成为摩天楼的象征。帝国大厦 19721972年年, 197
6、3, 1973年，年，纽约世界贸易中心纽约世界贸易中心双塔建成双塔建成,110,110层层, ,高高417417米米,415,415米米 (2001(2001年年9 9月月1111日坍日坍塌塌) )2001年年9月月11日日恐怖分子劫持美洲航空公司客机撞恐怖分子劫持美洲航空公司客机撞击高层的世界贸易中心大楼击高层的世界贸易中心大楼, ,世贸中心两座大楼相继坍塌世贸中心两座大楼相继坍塌 世贸中心新主楼世贸中心新主楼 “自由之塔自由之塔”的效果示意图的效果示意图 1974年，芝加哥西尔斯大厦建成，这座110层，高443米的建筑。西尔斯大厦 世界最高建筑的纪录不断被世界最高建筑的纪录不断被刷新。刷新
7、。19961996年，吉隆坡佩重年，吉隆坡佩重纳斯大厦（双塔）建成，纳斯大厦（双塔）建成，9595层，高层，高452452米。这两幢大厦米。这两幢大厦是世界上目前最高的建筑，是世界上目前最高的建筑，它们的建成说明一个很令人它们的建成说明一个很令人感慨的事实：超高层建筑的感慨的事实：超高层建筑的建造重心已经从美国转移到建造重心已经从美国转移到亚洲。亚洲。台北台北101101大厦大厦 508508米米韩国建580米高的世界最高建筑 n韩国外国企业协会03年5月28日宣布，该协会将与汉城市合作，在汉城上岩洞建设一座名为“国际商务中心（）”的大厦。于2008年建成。金茂大厦金茂大厦 19981998年
8、，上海金茂大厦建年，上海金茂大厦建成成8888层层 421421米米上海环球金融中心大上海环球金融中心大厦厦 2008年建成年建成 上海环球金上海环球金融中心大厦融中心大厦 总高度总高度492米，米，地上有地上有101层，层，地下地下3层，毗层，毗邻金茂大厦。邻金茂大厦。 阿拉伯塔酒店，又称迪拜帆船酒店。全世界最豪阿拉伯塔酒店，又称迪拜帆船酒店。全世界最豪华的酒店，它是世界上第一家的华的酒店，它是世界上第一家的7星级酒店。星级酒店。共有共有56层，层，321米高米高 ，顶部设有一个由建筑的边缘伸出的悬，顶部设有一个由建筑的边缘伸出的悬臂梁结构的停机坪臂梁结构的停机坪 。大跨度建筑发展大跨度建筑
9、发展n大跨度建筑大跨度建筑-横向跨越横向跨越30米以上空间的各类米以上空间的各类结构形式的建筑。结构形式的建筑。n大跨度结构多用于民用建筑中的影剧院、体育馆、大跨度结构多用于民用建筑中的影剧院、体育馆、展览馆、大会堂、航空港候机大厅及其他大型公展览馆、大会堂、航空港候机大厅及其他大型公共建筑，工业建筑中的大跨度厂房、飞机装配车共建筑，工业建筑中的大跨度厂房、飞机装配车间和大型仓库等。间和大型仓库等。n结构类型结构类型- 有折板结构、壳体结构、网架结构、有折板结构、壳体结构、网架结构、悬索结构、充气结构、篷帐张力结构等。悬索结构、充气结构、篷帐张力结构等。 大跨度建筑结构类型大跨度建筑结构类型鸟
10、巢鸟巢北京北京20082008年奥运会主体育场年奥运会主体育场 由瑞士赫尔佐格和德梅隆由瑞士赫尔佐格和德梅隆设计事务设计设计事务设计.工程总占地面积工程总占地面积21公顷，公顷，建筑面积建筑面积258,000M。场内观众坐席约为场内观众坐席约为91000个，个，其中临时坐席约其中临时坐席约11000个。个。 南北长南北长333米、东西宽米、东西宽294米，米，高高69米。米。鸟巢鸟巢 主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢鸟巢”结构结构, ,钢结构总用钢量为钢结构总用钢量为4.24.2万吨，混凝土看台万吨，混凝土看台 分为上、中、下三
11、层，看台混凝土结构为地下分为上、中、下三层，看台混凝土结构为地下1 1层，地上层，地上7 7层的钢筋混凝土框架层的钢筋混凝土框架- -剪力墙结构体系。剪力墙结构体系。 1.2 建筑的构成要素n建筑的基本构成要素是指建筑功能、建筑的物质技术条件和建筑形象，通常称为建筑的三要素。1.2.1.1 1.2.1.1 建筑的分类建筑的分类建筑物按照使用功能分为建筑物按照使用功能分为：生产性建筑生产性建筑非生产性建筑：即民用建筑非生产性建筑：即民用建筑工业建筑工业建筑 如生产车间等如生产车间等农业建筑农业建筑 温室、养殖场温室、养殖场1.2.1.2 民用建筑的分类民用建筑的分类1）按照民用建筑使用功能分类）
12、按照民用建筑使用功能分类n居住建筑，如住宅、公寓等。居住建筑，如住宅、公寓等。n公共建筑，生活服务性建筑、医疗建筑等。公共建筑，生活服务性建筑、医疗建筑等。1.2.1 1.2.1 民用建筑的分类民用建筑的分类 大量性建筑：量大面广，与人们生活密切相关的那大量性建筑：量大面广，与人们生活密切相关的那些建筑。如一般居住建筑、中小学校、小型商店、诊些建筑。如一般居住建筑、中小学校、小型商店、诊所、食堂等。本课程以此类建筑为主要内容。所、食堂等。本课程以此类建筑为主要内容。 大型性建筑：是指规模宏大的建筑。这类建筑一般大型性建筑：是指规模宏大的建筑。这类建筑一般是单独设计的。它们的功能要求高、结构和构
13、造复杂、是单独设计的。它们的功能要求高、结构和构造复杂、设备考究、外观突出个性、单方造价高、用料以钢材、设备考究、外观突出个性、单方造价高、用料以钢材、料石、混凝土及高档装饰材料为主。如大型体育馆、料石、混凝土及高档装饰材料为主。如大型体育馆、大型剧院。大型剧院。2）按建筑规模和数量分类）按建筑规模和数量分类居住建筑按层数分类居住建筑按层数分类n 低层住宅：低层住宅：13层层n 多层住宅：多层住宅：46层层n 中高层住宅：中高层住宅：79层层n 10层及层及10层以上为高层住宅，以及建筑高度超过层以上为高层住宅，以及建筑高度超过24米的其它民用米的其它民用建筑物。建筑物。公共建筑按高度分类公共
14、建筑按高度分类n普通建筑：建筑高度不大于普通建筑：建筑高度不大于24m的公共建筑和建筑高度大于的公共建筑和建筑高度大于24m的的单层公共建筑。单层公共建筑。n高层建筑：建筑高度超过高层建筑：建筑高度超过24m的公共建筑。的公共建筑。n超高层建筑：建筑高度大于超高层建筑：建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑的民用建筑为超高层建筑。3）按民用建筑的层数分类按民用建筑的层数分类4）按民用建筑的耐火等级分类n建筑物的耐火等级是衡量建筑物耐火程度的标准，现行建筑设计防火规范将普通建筑的耐火等级划分为四级。一级耐火性能最好，四级最差。n建筑物的耐火等级由房屋构件的耐火极限和燃烧性能确定的。n耐火极限
15、：指建筑构件按时间温度标准曲线进行耐火试验，从受到火的作用时起，到失去支持能力或完整性破坏，或失去隔火作用时止的这段时间，用小时（h）表示。 构件的燃烧性能分为三类：构件的燃烧性能分为三类：不燃烧体：用不燃烧材料做成的建筑构件，如天然石材、不燃烧体：用不燃烧材料做成的建筑构件，如天然石材、 人工石材、金属材料等。人工石材、金属材料等。难燃烧体：用难燃烧得材料做成得建筑构件，或用燃烧材难燃烧体：用难燃烧得材料做成得建筑构件，或用燃烧材 料做成而用不燃烧材料做保护层的建筑料做成而用不燃烧材料做保护层的建筑构件，构件， 如沥青混凝土构件、木板条抹灰的构件如沥青混凝土构件、木板条抹灰的构件等。等。燃烧
16、体：用燃烧的材料做成的建筑构件，如木材等。燃烧体：用燃烧的材料做成的建筑构件，如木材等。 一级一级二级二级三级三级四级四级承重墙和楼梯间的墙承重墙和楼梯间的墙非燃烧体非燃烧体3.00非燃烧体非燃烧体2.50非燃烧体非燃烧体2.50不燃烧体不燃烧体0.50支承多层的柱支承多层的柱非燃烧体非燃烧体3.00非燃烧体非燃烧体2.50非燃烧体非燃烧体2.50不燃烧体不燃烧体0.50支承单层的柱支承单层的柱非燃烧体非燃烧体2.50非燃烧体非燃烧体2.00非燃烧体非燃烧体2.00燃烧体燃烧体梁梁非燃烧体非燃烧体2.00非燃烧体非燃烧体1.50非燃烧体非燃烧体1.50难燃烧体难燃烧体0.50楼板楼板非燃烧体非
17、燃烧体1.50非燃烧体非燃烧体1.00非燃烧体非燃烧体0.50难燃烧体难燃烧体0.25吊顶（包括吊顶搁栅）吊顶（包括吊顶搁栅） 非燃烧体非燃烧体0.25非燃烧体非燃烧体0.25难燃烧体难燃烧体0.15燃烧体燃烧体屋顶的承重构件屋顶的承重构件非燃烧体非燃烧体1.50非燃烧体非燃烧体0.50燃烧体燃烧体燃烧体燃烧体疏散楼梯疏散楼梯非燃烧体非燃烧体1.50非燃烧体非燃烧体1.00非燃烧体非燃烧体1.00燃烧体燃烧体框架填充墙框架填充墙非燃烧体非燃烧体1.00非燃烧体非燃烧体0.50非燃烧体非燃烧体0.50难燃烧体难燃烧体0.25隔墙隔墙非燃烧体非燃烧体1.00非燃烧体非燃烧体0.50非燃烧体非燃烧体
18、0.50难燃烧体难燃烧体0.25防火墙防火墙非燃烧体非燃烧体4.00非燃烧体非燃烧体4.00非燃烧体非燃烧体4.00非燃烧体非燃烧体4.00建筑构件的耐火等级5）按建筑的设计使用年限分类）按建筑的设计使用年限分类以主体结构确定的建筑耐久年限分为四级：以主体结构确定的建筑耐久年限分为四级：一级建筑：耐久年限为一级建筑：耐久年限为100年以上，适用于重要的建筑年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。和高层建筑。二级建筑：耐久年限为二级建筑：耐久年限为50100年，适用于一般性建筑。年，适用于一般性建筑。三级建筑：耐久年限为三级建筑：耐久年限为2550年，适用于次要的建筑。年，适用于次要的建筑。四级建筑
19、：耐久年限为四级建筑：耐久年限为15年以下，适用于临时性建筑。年以下，适用于临时性建筑。 1.3 建筑设计的内容和程序n1.3.1 设计内容 建筑工程设计是指设计一个建筑物或建筑群所要做的全部工作，包括建筑设计、结构设计、设备设计等三个方面的内容。n1.3.1.1 建筑设计 （1）建筑空间环境的组合设计 通过建筑空间的规定、塑造和组合，综合解决建筑物的功能、技术、经济和美观等问题。主要通过建筑总平面设计、建筑平面设计、建筑剖面设计、建筑体型与立面设计来完成。1.3.1.1 建筑设计 （2）建筑空间环境的构造设计 主要是确定建筑物各构造组成部分的材料及构造方式。包括对基础、墙体、楼地层、楼梯、屋
20、顶、门窗等构配件进行详细的构造设计，也是建筑空间环境组合设计的继续和深入。 建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，一般是由建筑师来完成。1.3.1.2 结构设计 结构设计主要是根据建筑设计选择切实可行的结构方案，进行结构计算及构件设计，结构布置及构造设计等。一般是由结构工程师来完成。1.3.1.3 设备设计 设备设计主要包括给水排水、电气照明、采暖通风、动力等方面的设计，由设备工程师配合建筑设计来完成。1.3.2 建筑设计的程序n 1.3.2.1 设计前的准备工作 落实设计任务书 熟悉设计任务书 调查研究收集必要的设计原始数据 了解当地的习惯n 1.3.2.2 设计阶段的划分 建筑设计
21、过程按工程复杂程度、规模大小及审批要求，划分为不同的设计阶段。一般分两阶段设计或三阶段设计。 两阶段设计是指初步设计和施工图设计两个阶段，一般的工程多采用两阶段设计。对于大型民用建筑工程或技术复杂的项目，采用三阶段设计，即初步设计、技术设计和施工图设计。1、初步设计阶段：、初步设计阶段： 建筑总平面；建筑总平面； 各层平面及主要剖面、立面；各层平面及主要剖面、立面； 说明书：设计方案的主要意图及优缺点，主要结构方案及构造说明书：设计方案的主要意图及优缺点，主要结构方案及构造 特点，建筑材料及装修标准，主要技术经济指标等。特点，建筑材料及装修标准，主要技术经济指标等。 工程概算书：建筑物投资估算
22、，主要材料用量及单位消耗量。工程概算书：建筑物投资估算，主要材料用量及单位消耗量。 根据设计任务的需要，可能辅以鸟瞰图、透视图或建筑模型。根据设计任务的需要，可能辅以鸟瞰图、透视图或建筑模型。2、技术设计阶段、技术设计阶段 技术设计是三阶段设计的中间阶段，它的主要任务是在初步设计技术设计是三阶段设计的中间阶段，它的主要任务是在初步设计的基础上，进一步确定房屋各工种之间的技术问题。技术设计的内容的基础上，进一步确定房屋各工种之间的技术问题。技术设计的内容为各工种相互提供资料、提出要求，并共同研究和协调编制拟建工程为各工种相互提供资料、提出要求，并共同研究和协调编制拟建工程各工种的图纸和说明书，为
23、各工种编制施工图打下基础。经批准后的各工种的图纸和说明书，为各工种编制施工图打下基础。经批准后的技术图纸和说明书即为编制施工图、主要材料设备定货以及基建拨款技术图纸和说明书即为编制施工图、主要材料设备定货以及基建拨款的依据文件。的依据文件。各个设计阶段的工作见下：各个设计阶段的工作见下： 3.3.施工图设计阶段施工图设计阶段 建筑总平面：建筑总平面： 各层建筑平面、各个立面及必要的剖面：各层建筑平面、各个立面及必要的剖面： 建筑构造节点详图：建筑构造节点详图： 各工种相应配套的施工图纸：各工种相应配套的施工图纸： 建筑、结构及设备等的说明书。建筑、结构及设备等的说明书。 结构及设备设计的计算书
24、。结构及设备设计的计算书。 工程预算书。工程预算书。1.4 建筑设计的要求和依据n1.4.1 建筑设计的要求 1、满足建筑功能要求 2、采用合理的技术措施 3、具有良好的经济效果 4、考虑建筑美观要求 5、符合总体规划要求n1.4.2 建筑设计的依据 1.4.1.1使用功能 （1）人体尺度和人体活动所需要的空间尺度 如图1-9 1-20 （2）家具、设备的尺寸和使用它们的必要空间 如图 1-211.4.2 建筑设计的依据1.4.1.2自然条件（1） 气候条件 建设地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等气候条件对建筑设计有较大影响。 风玫瑰图：风向频率玫瑰图。是依据该地区多年来统计的各个方向
25、吹风的平均日数的百分数按比例绘制的图形，一般用16个罗盘方位表示。玫瑰图上的风向是指由外吹向地区中心。如图1-22（2）地形、地质和地震烈度 地震烈度表示当地震发生时，地面及房屋建筑遭受地震破坏的程度。 地震烈度为6度、7度、8度、9度地区均需进行抗震设计。（3）水文条件1.2.2 建筑模数协调统一标准n基本模数：数值规定为100mm，符号为M，即1M=100mmn导出模数： 扩大导出模数的基数为：3M、6M、12M、15M、30M、60M 分模数的基数为：1/10M，1/5M，1/2Mn模数数列：是以基本模数、扩大模数、分模数为基础扩展成得一 系列尺寸。表1-3（1）水平基本模数数列：主要用
26、于门窗洞口和构配件断面尺寸。水平基本模数数列：主要用于门窗洞口和构配件断面尺寸。（2）竖向基本模数数列：主要用于建筑物的层高、门窗洞口、构配竖向基本模数数列：主要用于建筑物的层高、门窗洞口、构配 件等尺寸。件等尺寸。（3）水平扩大模数数列：主要用于建筑物的开间或柱距、进深或跨水平扩大模数数列：主要用于建筑物的开间或柱距、进深或跨 度、构配件尺寸和门窗洞口尺寸。度、构配件尺寸和门窗洞口尺寸。（4）竖向扩大模数数列：主要用于建筑物的高度、层高、门窗洞口竖向扩大模数数列：主要用于建筑物的高度、层高、门窗洞口 尺寸。尺寸。（5）分模数数列：主要用于缝隙、构造节点、构配件断面尺寸。分模数数列：主要用于缝隙、构造节点、构配件断面尺寸。 模数数列的适用范围模数数列的适用范围
