1、第二章 建筑各部分高度的确定和剖面设计 建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系。剖面设计主要分析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，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。1 建筑物各部分高度的确定2 建筑物层数和总高度的确定3 建筑剖面的组合方式和空间的利用第一节 房屋各部分高度的确定l一、房间的高度和剖面形状的确定l二、房间各部分高度的确定一、房间的高度和剖面形状的确定 房间剖面的设计,首先需要确定室内的净高。即房间内楼地面到顶棚或其它构件底面的距离（图3-2）。室内净高和房间剖面形状的确定主要考虑以下几方面:（一）室内使用性质和活动特点的要求（二）采光、通风要
2、求（三）结构类型的要求（四）设备设置的要求（五）室内空间比例要求（一）室内使用性质和活动特点的要求l生活用的房间,如住宅的起居室、卧室等,由于室内人数少、房间面积小,从水体活动的尺度和家具布置等方面考虑,室内净高可以低一些.宿舍的卧室也属生活用房,但是由于室内人数比住宅的居室稍多,又考虑到设置双层铺的可能性,因此房间所需的净高也比住宅的卧室稍高.学校的教室等学习用房,由于室内使用人数较多,房间面积更大,根据房间的使用性质和卫生要求,房间的净高也更高一些（图3-3c）。一些室内人数较多、面积较大具有视听等使用,特点的活动房间,如学校的阶梯教室、电影院、剧院的观众厅、会场等,这些房间的高度和剖面形
3、状,需要综合许多方面的因素才能确定,如仅以视线要求为例来分析,对室内地坪的剖面形状就有一定的要求。为了在房间的剖面中保证有良好的视线质量,即从人们的眼睛到观看对象之间没有遮挡,需要进行视线设计,使室内地坪按一定的坡度变化升起.地坪升起,可用按比例绘制的图解方法(图3-4)或计算方法求得。l观看对象的位置越低,即选定的设计视点越低,地坪坡度升起越高。l图3-5是学校中普通教室和阶梯教室由于观看对象的高低、座椅排数的多少(排数少时,后排学生可以适当移动头部位置看到目的物,所得的两种不同地坪。l图3-6a、(b分别为剧院观众厅和体育馆比赛厅剖面中地坪升起的比较。l设计视点要选择观看对象最不利的部位,
4、否则地坪升起不够,将引起严重遮挡（图3-7）。房间中由于音质方面的要求,以及电影放映、体育活动等其他使用特点的考虑,也都对房间的高度、体积和剖面形状有一定的影响（图3-8、图3-9）。（二）采光、通风的要求l室内光线的强弱和照度是否均匀,除了和平面中窗户的宽度及位置有关外,还和窗户在剖面中的高低有关。l房间里光线的照射深度,主要靠侧窗的高度来解决。l进深越大,要求侧窗上沿的位置越高,即相应房间的净高也要高一些。l当房间采用单侧采光时,通常窗户上沿离地的高度,应大于房间进深长度的一半(图3-l0a);l当房间允许两侧开窗时,房间的净高不小于总深度的1/4(图3-10bl室内单侧采光时,沿房间进深
5、方向照度变化的曲线见图3-11。l需要指出,单侧采光的房间里,提高侧窗上沿高度,对改善室内照度的均匀性效果显著,例如6m进深单侧采光的教室,窗上沿每提高100mm,室内最不利位置的照度可提高1%。l为了避免在房间顶部出现暗角,窗户上沿到房间顶棚底面的距离,应尽可能留得小一些,但是需要考虑到房屋的结构、构造要求,即窗过梁或房屋圈梁等必要的尺寸。l窗台的高度主要根据室内的使用要求、人体尺度和家具或设备的高度来确定。l一般民用建筑中生活、学习或工作用房,窗台的高度常采用9OOmm左右,这样的尺寸和桌子的高度（约800mm）、人坐时的视平线高度（约1200mm），相互的配合关系比较恰当（图3-12。）
6、l幼儿园建筑结合儿童身体尺度，活动室的窗台高度常采用700mm左右。l对疗养院建筑和风景区的一些建筑物，由于要求室内阳光充足或便于观赏室外景色，常降低窗台高度或做落地窗。一些展览建筑，由于室内利用墙面布置展品，常将窗台提高到1800mm以上，高窗的布置也对展品的采光有利（图3-13），这时相应也需要提高房间的净高。l 单层房屋中进深较大的房问，从改善室内采光条件考虑，常在屋顶设置各种形式的天窗，使房间的剖面形状具有明风的特点，例如大型展览厅、室内游泳池等建筑物，主要大厅常以天窗的项光，或项光和侧光相结合的布置方式以提高室内采光质量。图3-14所示是大厅中不同天前的剖面形状，对室内照度分布的影响
7、。l房间内的通风要求,室内进出风口在剖面上的高低位置,也对房间净高的确定有一定影响。l温湿和炎热地区的民用房屋,经常利用空气的气压差,对室内组织穿堂风。l如在内墙上开设高窗,或在门上设置亮子,使气流通过内外墙的窗户,组织室内通风（图3-15a）。l南方地区的一些商店,也常在营业厅外墙厨窗上下的墙面部分,加设通风铁栅和玻璃百页的进出风口以组织塞内通风,从而改善营业厅内的通风和采光条件(图3-15b)。l一些房间,如食堂的厨房部分,室内高度应考虑到操作时散发大量的蒸汽和热量,这些房间的顶部常设置气楼,设有气楼的厨房剖面形状和室内通风排气路线示意。三结构类型的要求 在房间的剖面设计中,梁、板等结构构
8、件的厚度,墙、柱等构件的稳定性,以及空间结构的形状、高度对剖面设计也都有一定影响。l砖混结构中,钢筋混凝土梁的高度通常为跨度的1/12左右。l例如预制梁板的搭接,由于梁底下凸较多,楼板层结构厚度较大,相应房间的净高降低,如改用花篮梁的梁板搭接方式,楼板结构层的厚度减小,在层高不变的情况下,提高了房间的使用空间图3-17。l承重墙由于墙体稳定的高厚比要求,当墙厚不变时,对房间的高度也受到一定的限制。框架结构系统,由于改善了构件的受力性能,能适应空间较高要求的房间,但此时也要考虑柱子断面尺寸和高度之间的细长比要求。空间结构是另一种不同的结构系统,它的高度和剖面形状是多种多样的。选用空间结构时,尽可
9、能和室内使用活动特点所要求的剖面形状结合起来,图3-18（a）为薄壳结构的体育馆比赛大厅,结合考虑了球类活动和观众看台所需要的不同高度。图3-18（b）为悬索结构的电影观众厅,使电影放映、银幕、楼座部分的不同高度要求,和悬索结构形成的剖面形状结合起来。n屋盖用悬索结构的冰球馆屋盖用悬索结构的冰球馆四设备设置的要求l在民用建筑中,对房间高度有一定影响的设备布置主要有顶棚部分嵌入或悬吊的灯具、顶棚内外的一些空调管道以及其他设备所占的空间地位。l图3-19为具有下悬式无影灯时,医院手术室内必要的净高。l图3-20(a)为电视演播室顶棚部分的送风、回风管道以及天桥等设备所占的空间地位示意。l图3-20
10、b是剧院观众厅中面光要求和舞台吊景设备等所需要的观众厅和舞台箱的高度以及它们的剖面形状。五室内空间比例要求l室内空间长、宽、高的比例,常给人们精神上以一定的感受,宽而低的房间通常给人压抑的感觉,狭而高的房间又会使人感到拘谨。l同时,人们视觉上看到的房间高低,通常具有一定的相对性,即它和房间本身面积的大小、室内顶棚的处理方式,以及窗户的比例等有关。l面积不大的生活房间,在满足室内卫生要求的前提下,高度低些使人觉得亲切,一些宽度较小的过道,降低高度后感到空间比例恰当(图3-21)l同样面积和高度和房间内,由于窗户的形式和比例不同,也给人们以室内空间高度不同的感觉图3-23。l由此可见，在确定房间净
11、高的时候,要具有建筑空间观念,房间的高度,除了要满足卫生条件和使用要求外,也要认真分析人们对建筑空间在视觉上、精神上的要求。二、房屋各部分高度的确定l建筑剖面中,除了各个房间室内的净高和剖面形状需要确定外,还需要分别确定房屋层高,以及室内地坪,楼梯平台和房屋檐口等标高。l一层高的确定l二底层地坪的标高一层高的确定l层高是该层的地坪或楼板面到上层楼板面的距离,即该层房间的净高加以楼板层的结构厚度(见图3-2）。l表3-1是上海地区中、小学建筑中,根据使用性质、卫生要求和技术经济条件,制订的教室、实验室等房间的层高试行指标。二底层地坪的标高l为了防止室外雨水流入室内,并防止墙身受潮,一般民用建筑常
12、把室内地坪适当提高,如室内地坪高出室外地坪450mm或600mm。l根据地基的承载能力和建筑物自重的情况,房屋建成后也总会有一定的沉降量,这也是考虑室内外地坪高差的因素。l一些地区内防潮要求较高的建筑物,还须要参考有关洪水水位的资料以确定室内地坪标高。l建筑物所在基地的地形起伏变化较大时,需要根据地段道路的路面标高、施工时的土方量以及基地的排水条件等因素综合分析后,选定合适的室内地坪标高。l有的公共建筑,如纪念性建筑或一些大型会场等,从建筑物的造型要求考虑,常提高底层地坪的标高,以增高房屋外的台基和增多室外的踏步,从而使建筑物显得更加宏伟庄重。l一些建筑物,为了使在同一空间内不同的功能分区明确
13、,也常采用改变地坪标高的方法,图3-24所示为一旅馆底层的大厅中,以不同标高区分公共活动和旅客休息部分的功能分区。l建筑设取底层室内地坪相对标高为土0.000,低于底层地坪为负值,高于底层地坪为正值,逐层累计。对于一些易于积水或需要经常冲洗的地方,如开敞的外廊,阳台以及浴厕、厨房等,地坪标高应稍低一些(约低205Omm),以免溢水。第二节 房屋层数的确定和剖面的组合方式l一、房屋层数的确定l二、建筑剖面的组合方式一、房屋层数的确定l影响确定房屋层数的因素很多,主要有房屋本身的使用要求、城市规划(包括节约用地的要求、选用的结构类型、以及建筑防火等。l建筑物的使用性质,对房屋的层数有一定要求,例如
14、幼儿园为了使用安全和便于儿童与室外活动场地的联系,应建低层。又如门诊所为方便病人上下也应建造低层。l城市总体规划从改善城市面貌和节约用地考虑,常对城市内各个地段、沿街部分或城市广场的新建房屋,明确规定建造的层数。城市航空港附近的一定地区,从飞行安全考虑也对新建房屋的层数和总高有所限定。l建筑物的耐火等级不同,相应对建筑层数也有一定限制。l大量性建造的房屋如住宅,在一定范围内,适当增加房屋层数,可以降低住宅的造价,表3-2为南京市一般砖混结构住宅层数和造价关系的比值,从表中数字可见以五、六层比较经济。如果地区不同,材料、施工机具等技术经济条件不同,房屋层数和造价的比值也会有所改变。0 02020
15、404060608080100100120120三层三层四层四层五层五层六层六层240240六层六层370370七层七层七层七层六层六层六层六层五层五层四层四层三层三层二、建筑剖面的组合方式l建筑剖面的组合方式,主要是由建筑物中各类房间的高度和剖面形状、房屋的使用要求和结构布置特点等因素决定的,剖面的组合方式大体上可以归纳为以下几种:l一单层l二多层和高层l（三）错层和跃层一单层l单层剖面便于房屋中各部分人流或物品和室外直接联系,它适应于覆盖面及跨度较大的结构布置,一些顶部要求自然采光和通风的房屋,也常采用单层的剖面组合方式,如食堂、会场、车站、展览大厅等建筑类型都有不少单层剖面的例子（图3-
16、25）。l单层房屋的主要缺点是用地很不经济。如把一幢五层住宅和五幢单层的平房相比,在日照间距相同的条件下,用地面积要增加2.0倍左右图3-26。道路和室外管线设施也都相应增加。二多层和高层l多层剖面的室内交通联系比较紧凑,适应于有较多相同高度房间的组合,垂直交通通过楼梯联系。多层剖面的组合应注意上下层墙、柱等承重构件的对应关系,以及各层之间相应的面积分配。许多单元式平面的住宅和走廊式平面的学校、宿舍、办公、医院等房屋的剖面,较多采用多层的组合方式,图3-27a、b分别为单元式住宅和内廊式教学楼的剖面组合示意。l一些建筑类型如旅馆、办公楼等,由于城市用地、规划布局等因素,也有采用高层剖面的组合方
17、式,大城市中有的居住区内,根据所在地段和用地情况考虑,也已建成了一些高层住宅,图3-28所示是我国近年建造的高层旅馆和高层住宅的剖面示意。l高层剖面能在占地面积较小的条件下,建造使用面积较多的房屋,这种组合方式有利于室外辅助设施和绿化等的布置。但是,高层建筑的垂直交通需用电梯联系,管道设备等设施也较复杂,使其费用较高。由于高层房屋承受侧向风力的问题比较突出,因此通常以框架结合剪力墙体或把电梯间、楼梯间和设备管线组织在竖向筒体中,以加强房屋的刚度(图3-29。三错层和跃层l错层剖面是在建筑物纵向或横向剖面中，房屋几部分之间的楼地面,高低错开,它主要适应于结合坡地地形建造住宅、宿舍以及其他类型的房
18、屋。房屋剖面中的错层高差通常有以下几种方法解决：l(1)利用室外台阶解决错层高差。l(2)利用楼梯间解决错层高差。即通过选用楼梯梯段的数量(如二梯段、三梯段、四梯段等,调整梯段的踏步数,使楼梯平台的标高和错层楼地面的标高一致。图3-30为住宅垂直于等高线布置用室外台阶解决高差的实例图3-31是以楼梯间解决错层高差的住宅和教学楼实例。l跃层剖面的组合方式主要用于住宅建筑中,这些房屋的公共走廊每隔一至二层设置一条,每个住户可有前后相通的一层或上下层的房间,住户内部以小楼梯上下联系。跃层住宅的特点是节约公共交通面积,各住户之间的干扰较少,由于每户都有二个朝向,因此通风条件好，但跃层房屋的结构布置和施
19、工比较复杂，通常每户所需的面积较大，居住标准要高一些（图3-32）。第三节 建筑空间的组合和利用l一、建筑空间的组合l二、建筑空间的利用一、建筑空间的组合l（一）高度相同或高度接近的房间组合l（二）高度相差较大房间的组合l（三）楼梯在剖面中的位置（一）高度相同或高度接近的房间组合l高度相同、使用性质接近的房间,如教学楼中的普通教室和实验室,住宅中的起居室和卧室等,可以组合在一起。l高度比较接近,使用上关系密切的房间,考虑到房屋结构构造的经济合理和施工方便等因素,在满足室内功能要求的前提下,可以适当调整房间之间的高差,尽可能统一这些房间的高度。l当房屋所在基地地形条件不同时,随着平面组合方案的改
20、变,各个房间高度上的相互组合关系,也会有相应的改变（图3-34）。二高度相差较大房间的组合l高度相差较大的房间,在单层剖面中可以根据房间实际使用要求所需的高度,设置不同高度的屋顶l图3-35为一单层剖面的食堂中,不同高度房间的组合示意,餐厅部分由于使用人数多、房间面积大,相应房间的高度高,可以单独设置屋顶；厨房、库房以及管理办公部分,各个房间的高度有可能调整在一个屋顶下,由于厨房部分有较高的通风要求,故在厨房间的上部加设气楼,备餐部分使用人数少,房间面积小,房间的高度可以低些,从平面组合使用顺序和剖面中屋顶搭接的要求考虑,把这部分设计成餐厅和厨房间的一个连接体,房间的高度相应也可以低一些。l图
21、3-36所示一体育馆的剖面中,由于比赛大厅和休息、办公以及其他各种辅助房间相比,在高度和体量方面相差极大,因此通常结合大厅看台升起的剖面特点,在看台以下和大厅四周,组织各种不同高度的使用房间,这种组合方式需要细致地安排各部分房间的地坪标高和室内净高,合理解决厅内大量人流的交通疏散路线以及各个房间之间的交通联系。l在多层和高层房屋的剖面中,高度相差较大的房间可以根据不同高度房间的数量多少和使用性质,在房屋垂直方向进行分层组合。例如旅馆建筑中,通常把房间高度较高的餐厅、会客、会议等部分组织在楼下的一、二层或顶层,旅馆的客房部分相对说来它们的高度要低一些,可以按客房标准层的层高组合。高层建筑中通常还
22、把高度较低的设备房间组织在同一层,成为设备层（图3-37）。l多层和高层房屋中少量高度较大的房间,根据这些房间和房屋中各部分使用联系上的具体情况,可以把高度较大的房间设置在顶层或附设在房屋的端部见图3-33教学楼中梯形教室的组合。如果基地条件允许,使用上也有可能,也可以把高度较大的房间单独设置或以走廊和主要房屋相连结。l在多层和高层房屋中,上下层的厕所浴室等房间应尽可能对齐,以便设备管道能够直通,使布置较为经济合理。（三）楼梯在剖面中的位置l楼梯在剖面中的位置,是和楼梯在建筑平面中的位置以及建筑平面的组合关系紧密联系在一起的。l由于采光通风等要求,通常楼梯沿外墙设置,进深较大的外廊式房屋,由于
23、采光通风容易解决,楼梯可在中部,在建筑剖面中,要注意梯段坡度和房屋层高进深的相互关系,也要安排好人们在楼梯下出入或错层搭接时的平台标高。l当楼梯在房屋剖面的中部时,须用一定措施解决楼梯的采光通风问题,多层住宅为了节约用地,加大房屋的进深,当楼梯设置在房屋中部时,常在楼梯边安排小天井,以解决楼梯和中部房间的采光通风问题(图3-32a),低层房屋（如四层以下）也可以在楼梯上部的屋顶开设天窗,通过梯段之间留出的楼梯井采光(图3-38),住宅建筑户内联系的小楼梯或一些公共建筑大厅中的楼梯,常采用开敞式的楼梯（图3-25a）。二、建筑空间的利用l一房间内的空间利用一房间内的空间利用l二走廊、门厅和楼梯间
24、的利用二走廊、门厅和楼梯间的利用一房间内的空间利用l在人们室内活动和家具设备布置等必需的空间范围以外,可以充分利用房间内其余部分的空间。图书馆中净高较高的阅览室内设置夹层,以增加开架书库的使用面积。l一些坡屋顶房屋，充分利用房屋内山尖部分的空间，可以扩大室内实际使用面积。l我国许多地方民居，常在山尖部分设置隔板、阁楼、甚至把沿街的楼房部分出挑，以充分利用并争取使用空间（图3-42），这些优秀的传统设计手法，有许多值得我们借鉴的地方。（二）走廊、门厅和楼梯间的空间利用l由于建筑物整体结构布置的需要，房屋中的走廊，通常和层高较高的房间高度相同，这时走廊平顶的上部，可以作为设置通风、照明设备和铺设管线的空间l一些公共建筑的门厅和大厅,由于人流集散和空间处理等要求,当厅内净高较高时,也可以在厅内的部分空间中设置夹层或走马廊（图3-43）,以扩大门厅或大厅内的活动面积和交通联系面积又便于暗设管线。l楼梯间的底部和顶部,通常都有可以利用的空间,当楼梯间底层平台下不作出入口用时,平台以下的空间可作贮藏或厕所等辅助房间,楼梯间顶层平台以上的空间高度较大时,也能用作贮藏室等辅助房间,但是须增设一个梯段,以通往楼梯间顶部的小房间（图3-44b）。
