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一级建筑师-物理与设备辅导资料

  1前言
  建筑是用能大户,建筑节能是发展建筑业的需要。在发达国家,适宜的室温已经成为一种基本的需要。我国是发展中国家,根据国家的经济实力,过去国家规定长江以南地区为非采暖区,而长江以南的许多地方冬季潮湿寒冷,夏天闷热,寒冷和酷暑使人很不舒适。随着国家建设和经济的发展,人们生活质量不断提高,人们对改善大气环境和对建筑热环境的要求也不断提高。长江以南的许多地区,用上了空调。公共建筑有了中央空调,与人生活关系最密切的,占城市建设总量50%~70%的居民住宅则也安装了各式各样的空调,住宅建筑耗能迅速增长,其增长速度大大地高于能源生产的增长速度。住宅节能的重要意义已逐步受到建筑师重视。如何在住宅建筑设计中,更好地利用自然能源,提高住宅建筑中能源利用效率,则是建筑师需要探讨的课题。

  2最基本的节能意识

  我国地域辽阔,南北东西各地气候差异悬殊。我国第Ⅰ建筑气候区的东北地区和第Ⅵ建筑气候区的青藏高原及第Ⅶ建筑气候区的我国西北部地区,冬季严寒漫长,第Ⅱ建筑气候区的华北地区,冬季气候寒冷且持续期长,夏季湿润炎热。第Ⅲ建筑气候区的长江中下游及以南的大部分地区,冬季湿冷,夏季闷热,总之除南方少数地区外,我国绝大部分地区冬季寒冷,夏季炎热。因此,住宅建筑设计中,主要空间朝向南,或向南偏东,或向南偏西,历来被认为是合理的设计,这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中,为住宅的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计,是最基本的节能措施。因此,我国现行国家标准《住宅设计规范(GB 50096-1999)》中规定“每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照,当一套住宅中,居住空间总数超过四个时,其中宜有两个获得日照。”在现行国家标准《城市居住区规划设计规范(GB50180)》中,规定了住宅的日照标准的最低时限。

  3住宅的主要空间与建筑节能设计

  在我国早期的城市住宅设计中,多以卧室为中心,卧室是住宅中的主要居住空间。当时的住宅,卧室是住宅中唯一的主要空间。在住宅的空间设计中,显然要将所有的卧室置于日照通风条件最佳的住置,置于南向,为住户提供最好的享用自然能源的环境。

  近年来,随着国家经济的发展,人们生活水平提高,住房条件不断地改善。设计人员经过多年的推敲、探讨,住宅内部的休息区,起居活动区及厨卫服务区三大功能,分区更趋向明确合理。住宅中的卧室不再是多功能的,已被更合理地理解为休息区,主要功能是供睡眠、休息兼存放衣物,要求轻松宁静,有一定的私密性的空间。白天人们工作、学习、外出,即使在家各种起居活动也不在卧室中。因此以夜间睡眠用为主,白天多是空关着的卧室,向南还是向北,有无直接日照,对于建筑节能而言差别不大。在满足通风采光,保证窗户的气密性和隔热性的要求下,卧室不向南不影响建筑节能。因此,一套住宅中,卧室已经不是争取占据南向的唯一主要空间。“厅”在现代住宅中,已成为居住者各种起居活动的主要空间。白天的日照、阳光对于起居活动中心的“厅”来讲,更有直接的节能意义。对于上班族来讲,由于实行双休日制度后,白天在家的天数增多了,约占全年总天数的四分之一,对于老年人、婴幼儿来讲,则多数时间是呆在厅里的,即便学生,寒暑假、星期天在家,主要活动空间也是在厅里,所以现在住宅中,厅的面积远比一个卧室大。白天,厅的使用频率比卧室高得多,起居厅已是住宅中的活动中心,是现代住宅中的主要空间。所以如果起居厅向南,白天的阳光照着在起居厅活动的人们,其节能效应是不言而喻的。如果是南向起居厅,室内的自然热环境较好,可以大大地节约采暖和空调的耗能。

  2大开间灵活性住宅设计应研究解决的问题
  为了使住户能参与住宅室内的空间划分和构件组装,应实现“设计—建设—确定住户—建设”新的建设程序。建设者的任务首先要设法为居住者提供一个具有一定灵活性的可变空间,发展大开间灵活住宅,但必须研究解决以下问题。

  (1)注意节约能源、原材料和资金,提高综合经济效益。对住宅的采光、通风、隔声、空间利用和厨、卫、厅的布置都要精心设计,力求适用、经济、舒适、灵活、精巧,为居住者提供同户型,不同的室内空间划分和不同的装修、设备标准的可能性。

  (2)将住宅分支撑体和可分体两部分,支撑体包括承重墙、外墙、楼板、屋面板和楼梯间,应在开间和进深两个方向均应有较大的灵活性,并宜向住户提供有固定厨房和卫生间的可分体,同时分户墙和承重墙尽量一致,以充分利用承重墙的坚固和隔声好的性能,门窗位置也要为空间灵活分隔创造条件。

  (3)对楼板、外墙、隔墙、配件的造型和构造措施进行专项研究。采用大开间后,楼板跨度增加,对整体性和经济性影响较大,多层住宅外墙应着重考虑采用符合节能要求、造价便宜的空心砖、轻型砌块等材料,并探讨采用低造价壁板的途径。

  (4)设备、电气等专业要满足大开间灵活分隔的需要,布置开关插座要特别注意方便,多种空间分隔时使用的灵活性。

  (5)在施工主要相应推行两阶段施工法,即第一阶段建造支撑体和厨、卫固定部分,第二阶段再根据住户的选择进行可分体施工。

  1大开间灵活住宅的提出
  (1)人的居住需求一般可分两类:一类是基本需求,即一般居住者共有的较为稳定的需求,这可通过严密的调查研究揭示出来,并以一定的功能模式体现在住宅设计中;另一类则是个性化、易变的需求,只能依靠住宅实体和空间的自我调节,亦可通过住宅灵活性来满足。

  (2)当前我国住宅建设面临着两个过渡:一是在居住水平上由“生存型”向“小康型”过渡;二是在住房制度上由福利分配制向商品住宅过渡。对住宅的使用者每一个家庭来说,都各有其独特的个性,用同一种尺度来规范社会的人居空间,是无法令人接受的,因而生活的客观性和理性要求我们应正视,住宅需要有个灵活性。

  (3)现实设计的住宅仍然是承袭以往的开间小、结构布局简明清晰、房间分隔固定、墙体承重而便于施工的砖混结构,但按其结构老化的速度估计,一般至少50~60年。这期间,人们需求随着社会的发展在变化,如住宅空间和实体未能随之变化,则意味着住宅功能的老化,必须使之具备调整的可能,赋予新的生机,这些调整主要有:①增加起居室、学习和工作的专用房或面积;②增或减卧室数量;③改变门窗洞位置、调整各空间的联接以获得自然采光和通风效果;④合并或分隔,改变空间的大小;⑤改变空间的功能;⑥更改家具布置;⑦增换厨、卫面积;⑧更换墙、地面的装修及个性化装修等。

  (4)小开间住宅使用上不灵活,且不能满足小区规划和临街住宅解决一般公共设施的布置要求,为了适应住宅空间的灵活布置及底层综合利用的需要,并为今后住宅的改造创造条件,大开间灵活性住宅设计就是基本途径之一。

  传统高层住宅一半户数不朝南,近百年来没有根本性改变,夏季东西晒的住户靠空调降温,冬季又见不到阳光。这些现实问题迫使人们必须下决心改变这种人为建构可惜性的现状,实现户均两间半朝南的设想和尝试。

  这是一项集系统性、综合性、多专业、仿生学、集散定律于一体的巨大工程,需要几十年的磨合,才能达到工程结构优良、抗震性强,防火可先靠、视野开阔、空气对流,平面布局紧凑,建筑造型美观、工程质量提高、最重要的是工程造价显著下降。

  把东西晒在强烈阳光转化成植物能——吸收二氧化碳,放出氧气。将仿生学和集散定律应用到工程结构上,使主体结构接近地面时迅速扩张,使整座高宅的重心降低,构成坚固稳定的坚实基础,最在风荷载和地震力也无法使它有丝毫地动摇。100层高层住宅平面应采用梅花型多筒结构,内设中庭,垂直交通枢纽从黑暗中解放出来且对外开放。为了防备恐怖飞机撞击,采用钢筋砼和钢组合结构,更重要的是多筒结构之间增设强有力的八卦式剪力墙。

  纽约110层世贸倒塌原因有三:1、飞机以1000公里时速撞向大楼非同小可;2、双塔外墙结构薄弱;3、钢结构遇高温变软,2000度,40吨优质航空汽油烧软了撞击处楼层的钢材,而它上面数千吨上万吨楼层重量像巨大的铁锤砸向下面的楼层,远远超出了静止时的重力,于是一层层地垮落下来。

  创新高层住宅适合棚户密集区的建设,空出大片土地,又不必另建车库,地下停车充足,又可以把公共建筑组织到楼内,交通互不干扰。创新高层住宅美国、加拿大都适用,但更适合在中国和第三世界投资房地产开发和策划业务。此技术每户建筑面积40平方米-220平方米每户,适应新婚、出租、高档居住和写字楼兼容等各种需求。

  通常高宅楼梯只供紧急逃生用,位置多在核心部位,又黑又陡又窄,空气差,平常没人走。我们设计出一种空气对流、宽畅明亮、布置花草的健身楼梯,为住户提供方便(旁有电梯)。

  最后还得强调,这不是理论、不是空想、也不是处在发明阶段,而是实践者脚踏实地磨合之作。按照彻底可错性理论(索罗期)创新高层住宅人为建构肯定是有缺陷的,正因为永远不完美,却有无限改进的机会。

  一套完整的施工图,根据其专业内容或作用的不同,一般分为:

  1、图纸目录:先列新绘制的图纸,后列所选用的标准图纸或重复利用的图纸。

  2、设计总说明(即首页):

  内容一般应包括、施工图的设计依据、本工程项目的设计规模和建筑面积、本项目的相对标高与总图绝对标高的对应关系;室内室外的用料说明,如砖标号、砂浆标号、墙身防潮层、地下室防水、屋面、勒脚、散水、台阶、室内外装修等做法。

  3、建筑施工图(简称建施):包括总平面图、平面图、立面图、剖面图和构造详图。

  4、结构施工图(简称结施):包括结构平面布置图和各构件的结构详图。

  5、设备施工图(简称设施):包括给水排水、采暖通风、电气等设备的布置平面图和详图。

  房屋设计

  初步设计是建筑设计的第一阶段,它的主要任务是提出设计方案。初步设计的图纸和设计文件有:建筑总平面图、各层平面及主要剖面、立面图、说明书、建筑概算书。为了反映设计意图,还可画上阴影、透视、配景,或用色彩渲染,或用色纸绘画等,以加强图面效果,表示建筑物竣工后的外貌,以便比较和审查。必要时还可做出小比例的模型来表达。

  技术设计是中间阶段。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。

  施工图设计是建筑设计的最后阶段,它的主要任务是满足施工要求,施工图设计的内容包括:确定全部工程尺寸和用料,绘制建筑、结构、设备等全部施工图纸,编制工程说明书、结构计算书和预算数。

  建筑的隐喻是指人通过建筑本身所显示的人的精神或心理、情感态度或某种认知关系。
  建筑的隐喻基本取决于人的生理、心理交互作用。一条曲线与一条直线引起人的心理和生理反应是不同的,尽管在更高层次上隐喻性依赖于某种文化背景,更有可能产生于某种联系与联想。但是,它与语言的产生有一点是一致的,这就是部分依赖于人的生理特质。

  建筑的隐喻性与文字更有些类似,语言是诸于人类的听觉,而建筑的隐喻与文字是诸于人类的视觉。但是建筑隐喻与文字一样,必须通过语言才能完成思维过程,这一点是理解建筑的隐喻性的关键之处。建筑的隐喻性包含着某个时代的或个人独特的各种建筑意象构成结构及形态基本特征,对于同一时代的建筑,由于社会交往的网络的关系,一般会形成大致类似的某些特征。

  这些特征就作为这个时代的建筑隐喻而被社会通过并一代代人传递下来。对于产生各种不同意象从而具有不同隐喻现象的建筑,以隐喻系统来把握,具有便利性和逻辑性。
 

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