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  行業知識  
 
一級建築師建築設計基礎理論知識
 
 
一、牆
  建築物室內外及室內之間垂直分隔的實體部分是牆。牆與基礎相連,因此也可以說牆是基礎的延伸。由於牆所在的位置、作用和采用的材料不同而具有不同的類型。
  按在平麵所處的位置分類,牆可分為內牆和外牆。凡位於建築四周的牆稱為外牆,其中位於建築兩端側麵的牆稱為山牆。凡位於建築物內部的牆稱為內牆。
  沿建築物短軸方向布置的牆稱為橫牆,沿建築物長軸方向布置的牆稱為縱牆。按建築物承重情況分,牆分為承重牆和非承重牆,凡直接承受外來荷載的牆稱承重牆,凡不承受外來荷載僅承受自身重量的牆稱非承重牆。
  按牆體所采用的材料和構造方式分,有磚牆、砌塊牆、幕牆、複合牆、混凝土牆、大型牆板等。由於牆體具有承重和圍護的雙重作用,因牆體不僅需要有足夠的強度和穩定性,而且要求具有保溫、隔熱、隔聲、防風、防水等能力。
  牆體的厚度及所選擇的材料應滿足上述要求,且符合有關規範的要求。在建築設計中牆體的材料選擇應根據不同的要求因地製宜的選用。一般內隔牆應選用輕質高強、有良好的隔聲、防火、防水性能的材料,且有良好的經濟性。外承重牆一般多為磚牆和混凝土材料。不承重外牆常常采用輕質、保溫隔熱性能良好、具有一定強度和良好的防水防腐蝕和耐久性好的材料。
  二、玻璃幕牆
  懸掛在建築主體結構上以玻璃為主要材料的外圍護結構稱為玻璃幕牆。玻璃幕牆一般由金屬框格、玻璃、連接固定件、裝修件、密縫材等五個部分組成。
  金屬框有豎框、橫框之分,起骨架和傳遞荷載作用。玻璃有單層、雙層、中空玻璃,起采光、通風、保溫、隔熱等圍護作用。連固件有預埋件、轉接件、連接件、支承用材等,在幕牆與主體結構之間以及幕牆元件與元件之間起連接固定作用。
  裝修件包括後襯板(牆)、扣蓋件及窗台、樓地麵、踢腳、頂棚等構部件,起密閉、裝修、防護等作用。密縫材有密封膏、密封帶、壓縮密封件等等,起密閉、防水、防火、保溫、絕熱等作用。
  玻璃幕牆在設計時必須滿足以下要求:
  1.滿足強度和剛度要求。
  2.滿足溫度變形和結構構件變形要求。
  3.滿足圍護功能要求。
  4.防止“熱橋”產生。
  5.滿足防火要求。
  6.美觀、經濟、耐久、易維修、易清潔。
  7.滿足水密性、氣密性、保溫性、隔聲性、強度、剛度、防火等性能指標的要求。
  三、屋頂
  是建築物最上層與室外分隔的外圍護構件,屋頂可以起到抵抗雨、雪、防日曬、防寒、隔熱等作用。
  屋頂一般分為坡屋頂和平屋頂兩大類。坡屋頂的屋麵常采用瓦,瓦有粘土瓦、水泥瓦、琉璃瓦、金屬瓦、鋼絲網水泥大波瓦、石棉水泥瓦、玻璃鋼瓦等多種。坡屋頂的屋麵坡度主要決定於屋麵材料和排水兩方麵因素。
  坡屋頂可以分為單坡、雙坡、四坡等形式。坡屋頂一般由承重結構和屋麵兩部分組成,其防水作用主要由屋麵覆蓋材料完成,其保溫、隔熱作用可以在屋麵層做保溫層,也可以在頂棚層上設保溫材料完成。
  坡屋頂還應考慮隔熱和通風等問題。南方地區屋頂表麵受太陽直射,溫度很高。為防止屋麵熱量傳到室內,一般用屋頂的通風空間起隔熱作用。屋頂的通風與隔熱一種是把屋麵做成雙層,屋簷設進風口,屋脊設出風口,靠屋麵通風隔熱。另一種是在吊頂棚進行通風起到隔熱的作用。
  平屋頂以采用鋼筋混凝土屋麵板為承重層。平屋頂排水分無組織排水和有組織排水兩種,采用無組織排水時,屋麵伸出外牆形成挑簷,屋麵的雨水經挑簷自由落下。這種排水一般用於低層和次要建築上。
  有組織排水是在屋麵上做出排水坡度,有組織地把屋麵上的水排到天溝或雨水口,然後經雨水口排泄到地麵或雨水管道內。有組織排水又分為外排水和內排水兩種形式。
  平屋頂防水常采用卷材防水和剛性防水等形式。無論采取何種防水材料,在設計、選材和施工時應嚴格遵守有關規範和要求,避免屋麵滲漏現象發生。平屋頂還應設置保溫層,保溫層一般設在屋頂結構層與防水層之間。為了防止室內水蒸汽滲入保溫層內,一般在保溫層下設一道隔氣層。屋頂保溫材料應采用輕質,保溫性能好,吸水率小的材料。
  四、窗
  是建築圍護結構中的一個部件,它除起到分隔、保溫、隔聲、防水、防火等作用外,主要的功能是采光、通風和眺望等。窗由開啟部分和非開啟部分組成,有平開窗、推拉窗、旋窗等幾種形式。
  窗的大小尺寸一般根據采光通風要求、結構要求和建築立麵造型要求等因素決定。窗按材料分有木窗、鋁合金窗、塑料窗、鋼窗等幾種。由於保溫、隔聲的要求,窗分為單層、雙層、三層窗,北方寒冷地區多采用雙層窗。窗玻璃厚度與窗扇分格大小有關。
  分格麵積較大的窗,應選用較厚的玻璃。根據不同的使用要求玻璃還可選用磨砂玻璃、壓花玻璃、夾絲玻璃、鋼化玻璃、彩色玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃等。窗的形式在建築立麵造型上起到重要的作用,在滿足窗的使用要求基礎上,對窗的大小、形狀、位置進行合理設計是搞好建築立麵設計的主要手段之一。
  五、門
  門主要起對建築和房間出入口進行封閉和開啟作用,有時也兼通風或采光等輔助作用。因此要求門開啟方便、關閉緊密、堅固耐用。門的形式有平開門、彈簧門、推拉門、折疊門、轉門、上翻門、卷簾門等多種。
  按其組成材料分木門、鋼門、鋁合金門、塑料門、鋼木組合門、玻璃門等。門的位置、數量、大小、形式和材料選用主要由使用和安全防火等要求決定。門的位置和開啟方向的設計會影響人的使用和家具布置,尤其在住宅等居住建築中更為重要。手動開啟的大門扇應有製動裝置,推拉門應有防脫軌的措施。雙麵彈簧門應在可視高度部分裝有透明玻璃。旋轉門、電動門和大型門的鄰近應另設普通門。開向疏散走道及樓梯間的門扇開足時,不應影響走道及樓梯平台的疏散寬度。
  六、樓梯
  多層建築中作為垂直交通之一的建築構件,它由連續的梯段和休息平台和圍護欄杆所組成。
  人流較多和超過一定層數的建築,一般設有自動扶梯和電梯作為主要的垂直交通,但在這種建築中也應設置樓梯。樓梯的數量、位置和樓梯間的形式可根據不同的使用要求和有關設計規範進行設計。
  一般樓梯的寬度按每股人流寬0.55+(0~0.15)米的人流股樓確定,並不應少於兩股人流。樓梯在改變方向時,其平台扶手處最小寬度不應小於梯段的寬度。每個梯段的踏步數一般不應超過18級,亦不應少於3級。
  樓梯平台上部及下部過道處的淨高不應小於2米。樓梯淨高不應小於2.2米。樓梯應至少於一側設扶手,梯段淨寬達三股人流時應兩側設扶手,達四股人流時應加設中間扶手。室內樓梯扶手高度自踏步前緣線量起不宜小於0.90米。靠樓梯井一側水平扶手超過0.5米長時,其高度不應小於1米。
  樓梯踏步的寬度和高度應符合以下規定:
  1.住宅共用樓梯最小寬度為0.25米,最大高度為0.18米。
  2.幼兒園、小學校等樓梯最小寬度為0.26米,最大高度為0.15米。
  3.電影院、劇場、體育館、商場、醫院、療養院等樓梯最小寬度為0.28米,最大高度為0.16米。
  4.其它建築樓梯最小寬度為0.26米,最大高度為0.17米。
  5.專用樓梯是為某種專門目的設置的樓梯。如複式住宅的戶內樓梯,供專門疏散用的封閉樓梯間、防煙樓梯間、室外樓梯等。
  1)、住宅戶內樓梯最小寬度可做到0.22米,最大高度為0.20米。
  2)、封閉樓梯間一般應在建築高度不超過32米的二類高層建築、12~18層單元式住宅、不超過雙層的通廊式住宅中設置。封閉樓梯間應滿足下列要求:
  ①樓梯間應靠外牆,並能直接天然采光和自然通風。
  ②梯間應設乙級防火門,並開向疏散方向。
  ③梯間的底層緊接主要出口時,可將走道與門廳等包括在樓梯間內,形成擴大的封閉樓梯間,但應采用乙級防火門與其它走道和房間隔開。
  ④疏散用的梯間在各層的位置不能改變。
  ⑤疏散樓梯和走道上的階梯不應采用螺旋樓梯和扇形踏步。
  ⑤疏散樓梯最小淨寬分另0是住宅1.1米、醫院1.3米、其他建築1.2米。
  3)、防煙樓梯間應在一類建築和建築高度超過32米的二類高層建築以及19層以上單元式高層住宅和11層以上通廊式住宅中設置。
  防煙樓梯間應符合下列要求:
  ①梯間入口處應設前室或陽台、凹廊等。
  ②前室麵積大於6平方米。
  ③前室應設防煙、排煙設施。
  ④通向前室和梯間的門應設乙級防火門,並開向疏散方向。
  ⑤前室內不應設燒水間、可燃物貯藏室、可燃氣體管道、易燃或可燃液體管道和影響疏散的突出物等。
  4)、室外樓梯一般可作輔助防煙樓梯,其淨寬度不應小於90厘米,傾斜度不應大於45°,欄杆扶手的高度不應小於1.1米。室外樓梯和每層平台應采用非燃材料製作。平台的耐火極限不應低於1小時。在室外樓梯周圍2米處以內不應開設其他門窗洞口。
  樓梯按材料分可為木樓梯、鋼樓梯、鋼筋混凝土樓梯等。按形式可分為單跑樓梯、雙跑樓梯、多跑樓梯、弧形樓梯、圓形樓梯等多種。
  七、自動扶梯
  在建築物中以機械運輸方式進行水平和垂直交通運輸,而且可連續進行,是建築物中載客效率較高的運輸設備,適用於車站、碼頭、地鐵、航空港、商場及公共大廳等人流較大的場所。自動扶梯可以正逆向運行,在停機時,亦可作為臨時樓梯使用。
  自動扶梯有水平式和成角式兩種。
  水平式一般用於水平距離較長的交通通道,如機場、車站等公共建築。成角式一般用於樓層之間垂直交通使用。自動扶梯的傾斜角度有27.3°、30°、35°等幾種;寬度有600毫米、1000毫米、1200毫米等幾種。
  自動扶梯一般應布置在建築物入口附近,人流交通比較方便的位置,梯的上、下口處應留有適當的空間,供人流集散和緩衝使用。設計時應該有關自動扶梯廠家提供的產品樣本和有關技術要求,在土建設計中留有相應的孔洞及埋件,經廠家最後認定後再進行施工。
  八、管道井
  建築物內供各種管道垂直通過而圍合的空間稱管道井。管道井空間的大小應根據管道安裝、檢修所需的空間要求確定。
  管道井的位置應盡可能在建築物比較隱蔽的位置處,並應在每層公共走道一側設檢修門或者可以拆卸的壁板,檢修口大小應滿足人在檢修時可以進入。在安全、防火和衛生方麵互有影響的管道不應敷設在同一豎井內。管道井壁、檢修門及管井開洞部分等應符合防火規範的有關規定。
  管道井每隔二至三層在樓板處應用相當於樓板耐火極限的非燃燒體作防火分隔。管道井與房間、吊頂等相連通的孔洞,其空隙應采用非燃燒材料緊密填塞。
  九、變形縫
  為防止建築物受力位移或變形不受阻和破壞而設置的縫為變形縫。
  變形縫包括伸縮縫、沉降縫、抗震縫。一般情況下,伸縮縫與沉降縫合並。抗震縫的設置亦應結合伸縮縫、沉降縫的要求統一考慮。變形縫應銨縫的性質和條件設計,使其在產生位移或變形不受阻、不被破壞,並不破壞建築物和建築麵層。
  變形縫的構造和材料應根據其部位和需要分別采取防水、防火、保溫、防蟲等措施。依據縫的性質不同和建築外部條件不同,變形縫的寬度也不同。一般伸縮縫寬為20~30毫米。沉降縫在一般地基情況下,建築高度小於5米,縫寬為30毫米;建築高度在5米至10米範圍內,縫寬為50毫米;建築高度在10米至15米範圍內,縫寬為70毫米。在軟弱地基情況下,二層至三層建築,縫寬可為50~80毫米;四層至五層建築,縫寬可為80~120毫米;五層以上建築,縫寬應大於120毫米。混合結構多層房屋,抗震縫寬50~80毫米;單層鋼筋混凝土及磚柱廠房、空曠磚房,抗震縫寬為50~70毫米;多層框架建築,建築高度小於15米時,抗震縫寬為70毫米;其它隨抗震烈度和建築高度增加,其抗震縫的寬度也隨之增加。
  十、民用建築照明設計
  為了滿足建築功能需要和保護人們的視力健康,對各類民用建築應進行照明設計。民用建築照明設計應執行《民用建築照明設計標準》中照度標準要求、照明質量要求來進行照明設計。
  照度標準包括一般標準規定和照度標準限值。照度一般標準規定:
  1.照度標準值按係列分級:0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000Lx。
  2.照度標準值是指工作或生活場所參考平麵上的平均照度值。
  3.各類建築的照度標準值分高、中、低三個值。設計人員應根據建築等級、功能要求、經濟性合理確定標準值。
  4.在照明設計中,應根據光源的光通衰減、燈具積塵和房間表麵汙染引起照度值降低的強度合理選定維護係數,以保證照明質量。
  5.各類不同的建築類別分別具有各自的標準照度限值,設計中不得低於這個限值。限值按《標準》中規定取值。照明質量是保證照度滿足要求的重要方麵,照明質量包括照度均勻度、眩光控製、光源顏色和反光比、照度比等項內容。
  照明設計是對建築各種不同功能空間或不同工作區進行有目標的設計。
  照明設計包括:
  1.深入調查了解各類建築、空間和工作區的具體照明要求和環境氣氛要求。
  2.確定合理的照明方式,照明方式有一般照明和分區照明之分,還有一般照明與局部照明之分。
  3.確定照明種類,照明種類分正常照明、應急照明、值班照明、警衛照明、障礙照明。應急照明還包括疏散照明、安全照明和備用照明。
  4.選擇合宜的光源和燈具。
  十一、建築防雷設計
  針對自然界產生的直擊雷、球雷、雷電感應、雷電波給建築物本身和建築物內部存放的危險物品帶來破壞、燒毀和爆炸等災害,應對建築物進行防雷設計。
  按照《電力設計技術規範》把工業建築和構築物防雷分為三類,把民用建築防雷分為二類。民用建築中主要從政治影響、建築的重要性、人員多少及在國民經濟上、科學文化上或建築藝術上的價值來劃分。對於各地區雷擊選擇性比較高的區域所設的建築物,以及高度在15~20米以上的孤立、高聳構築物如煙囪和水塔,均應進行建築防雷設計。
  在建築物防雷設計中,應著重考慮以下六個重要因素:
  1.按接閃功能,合理選擇防雷方式。
  2.從分流角度考慮,設置防雷引下線的數量可適當多些,且位置合適。
  3.從屏蔽作用考慮,應對建築物作屏蔽設計。
  4.從均衡電位考慮,應使建築物的地麵、牆麵和人們能接觸到的部位的金屬設備及管、線路等,能達到同一電位,這是保證人身安全和各類金屬設備不受損壞的重要條件。
  5.從接地效果考慮,每個建築物要考慮采用哪種接地方式散流效果好,電位分布曲線的陡度比較小。接地裝置既要經濟適用又要耐久,同時必須達到規定接地電阻數值的要求。
  6.從合理布線考慮,各種金屬線都和防雷係統有關係。對於建築物的電力係統、照明係統、通訊係統和各種金屬管線的布線位置、走向,對於建築物內部的各種金屬設備均應與防雷係統有合理的距離,因此重要建築物內的各種電氣線路都必須穿金屬管和采用金屬屏蔽電纜。在設計中上述六個方麵應綜合全麵考慮。

 

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