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1、第一篇 建筑设计第1章 绪论1.1 建筑发展概况1.1.1 国外建筑发展概况到20世纪20年代， “现代建筑”思潮美的设计原则具有以下共同特点：（1）重视建筑的使用功能；（2）承认建筑具有艺术与技术的双重性；（3）认为建筑空间是建筑的实质，建筑设计是空间设计及其表现；（4）主张创造建筑新风格，反对套用历史上的建筑形式；（5）反对外加的建筑装饰，提倡建筑美应和使用功能、材料和结构相结合；（6）重视建筑的经济性。在建筑技术方面（1）使用混凝土和钢筋混凝土，铝、塑料并发明了电梯（2）新结构不断涌现，如薄壳结构、折板合板、悬索结、网架结构、筒体结构等。1.1.2 中国古建筑发展概况采用庑殿式屋顶，抬梁
2、式木构架和斗拱，是唐代木结构建筑的范例（图1-13）。图1-13 佛光寺大殿 7页皇宫建筑规划严整，严格按礼制要求布局。1.1.3 中国近现代建筑发展概况1.2 建筑的构成要素与建筑方针1.2.1 建筑的构成要素 构成建筑的基本要素是建筑功能、物质技术条件、建筑形象。1.2.2 建筑方针贯彻适用、安全、经济、美观的方针”。1.3 建筑的分类和分级 12页1.3.1 建筑的分类（1）按使用性质分类：1）民用建筑2）工业建筑3）农业建筑（2） 建筑层数和高度分类1）住宅按层数分类：13层为低层建筑；46层为多层建筑；79层为中高层建筑；10层及10层以上为高层建筑2）公共建筑按高度划分公共建筑及综
3、合性建筑高度超过24m的为高层建筑，建筑高度虽超过24m，但主体建筑为单层者，不属于高层建筑。940层（最高100m）为高层建筑，40层以上的为超高层建筑。 民用建筑使用年限建筑等级（1）设计使用年限一级：100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。二级：50100年，适用于一般性建筑。三级：2550年，适用于次要的建筑。四级：15年以下，适用于临时性建筑。（2）耐火等级建筑物的耐火等级是由其组成构件的燃烧性能和耐火极限来确定。构件的燃烧性能可分为三类，即：非燃烧体、难燃烧体、燃烧体。难燃烧体：（如沥青混凝土，经过防火处理的木材等）。1.4 建筑设计的内容和程序1.4.1 建筑设计的内容建筑工程
4、设计一般包括建筑设计、结构设计、设备设计等几个方面的内容。1.4.2 建筑设计的程序建筑设计通常按初步设计和施工图设计两个阶段进行。对于技术复杂大型的工程，可增加技术设计阶段。1.5 建筑设计的要求和依据1.5.1 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1.5.2 建筑设计的依据（1）.使用功能1）人体尺度和人体活动所需的空间尺度2）家具、设备的尺寸和使用它们的必要空间 （2）自然条件1）气象条件2）地形、水文地质及地震烈度（3）建筑设计标准、规范、规程常用建筑设计标准、规范民用建筑设计通则（JGJ3
5、7-87）房屋建筑制图统一标准（GB/T500012001）住宅设计规范（GB500961999）建筑设计防火规范（GBJ1687，2001年版）高层民用建筑设计防火规范（GB5004595，2001年版）（4）建筑模数 22页 1） 基本模数 基本模数的数值为100mm，其符号为M。即1M=100mm。扩大模数扩大模数的基数为3M、6M、12M、15M、30M、60M，其相应尺寸为300mm、600mm、1200mm、1500mm、3000mm、6000mm。 2）扩大摸数3）分模数分模数的基数为M/10、M/5、M/2，其相应的数值分别为10mm、20mm、50mm。4）模数适用范围 民用
6、建筑定位轴线建筑平面定位轴线是确定房屋主要结构构件位置和尺寸的基准线，是施工放线的依据。（1）.砖混结构的定位轴线 A砖混结构的定位轴线（图1-28 23页）按下列情况标定：1） 承重外墙的定位轴线一般自建筑物顶层墙身距墙内缘半砖或半砖的倍数通过，也可自顶层墙厚度的一半处通过。2） 对内墙，不论承重与否，一般定位轴线均自顶层墙身中心线处通过。 2） 非承重外墙的定位轴线，除可按承重外墙布置外，也可与顶层非承重外墙内缘重合。4）楼梯间和中走廊两侧墙体，当墙体上下厚度不一致时，为保证楼梯及走 (图1-28 砖混结构的定位轴线)廊在底层应有的宽度，定位轴线也可自顶层楼梯或走廊一侧墙半砖处通过。B在确
7、定定位轴线时，正确处理标志尺寸、构造尺寸和实际尺寸之间的关系。（2）框架结构的定位轴线1）框架结构中间柱的定位轴线一般与顶层柱中心相重合。2）边柱定位轴线除可 同中柱外（图1-30），3）为了减少外墙挂板规格，也可沿边柱外表面即外墙内缘处通过（图1-30）。通过柱外缘图1-30 框架结构边柱的定位轴线 24页a、 轴线通过柱中心 b、轴线第2章 建筑物理环境设计 25页A包括建筑热环境、建筑声环境和建筑光环境三部分内容。2.1建筑热环境2.1.1建筑热环境基础一、建筑传热学基础A传热的基本方式分为导热、对流和辐射三种。（一）稳定传热按照稳态传热计算通过围护结构的传热量公式为： （2-1-1）式
8、中：Q为单位时间的传热量，W；F为垂直于围护结构的计算传热面积，m2；K为围护结构的传热系数，W/m2.K；ti和te分别为室内、外空气温度，。传热系数K由下式确定： （2-1-2）R0围护结构的传热阻，m2.K/ W；Ri内表面换热阻，Ri0.11m2.K/ W；Re外表面换热阻，Re0.05m2.K/ W；d为材料厚度，m；材料导热系数，W/m.K。（2）建筑热工设计分区建筑热工设计分区及设计要求 表2-1 26页2.1.2建筑保温设计建筑围护结构内表面温度不低于室内露点温度。（1）建筑保温的综合处理措施1）控制体形系数：（体形系数变大，则建筑物传热耗热量增大。）2）合理布置建筑朝向：建筑
9、应朝向正南向，建筑立面应避开当地冬季主导风风向。3）防止冷风渗透：提高窗户密封性；设置避风措施；利用地形、树木来挡风。4）合理选择窗墙面积比：，南向窗墙比最大，北向窗墙比最小，东、西向窗墙比介于其间。（2）建筑围护结构保温设计1） 最小传热阻：保证内表面不结露的要求，围护结构的传热阻不能小于某个最低限度值。 2）围护结构主体部位保温构造 A分两类：单一材料结构和复合保温结构。B单一材料结构如空心板、空心砌块、加气混凝土等C复合保温结构由保温层和承重层复合而成。D外保温的优点较多：外保温是我国建筑节能的发展方向。3）围护结构异常部位的保温设计（A）窗户的保温：可以选用木材、塑料和塑钢窗框。寒冷地
10、区，可采用多层窗；使用新型节能窗户，如低辐射玻璃窗（即Low-E窗）、中空玻璃窗等。（B）热桥保温：热桥是热量容易通过的地方（如钢或钢筋混凝土骨架、圈梁、过梁、对热桥应进行内表面温度验算和保温处理。（C）其他异常部位保温：A外墙角、外墙与内墙交角、楼地板或屋顶与外墙交角等应加强保温。B靠近外墙0.51.0m宽的地面散热最大，因此，外墙周边地板采用局部保温措施。C地面材料热工特性可用地面吸热指数B描述。B值越大，则地面从人脚吸取的热量愈多愈快。地面划分成3类：木地面、塑料地面等属于I类（用于高级居住建筑、托儿所、幼儿所、医疗建筑等）；水泥砂浆地面等属于II类（用于一般居住建筑、办公建筑等），水磨
11、石地面则属于III类（用于人们短时间逗留的房间，以及室温高于23的采暖房间）。2.1.3建筑防潮设计（1）围护结构内部冷凝受潮判断（2）围护结构表面结露的防止和控制A控制表面冷凝的主要措施有：1）利用保温材料，增加围护结构传热阻，进而提高其内表面温度；2）保证室内表面空气气流畅通，加强自然通风；3）选择具有一定调湿能力的内墙材料；4）高湿环境应考虑有组织引导表面冷凝水，比如，房间吊顶具有一定坡度。（3）围护结构内部冷凝的防止和控制A控制内部冷凝的主要措施有：1）利用保温材料提高围护结构内部温度2）在保温层水蒸气流入的一侧设置隔气层（如沥青、卷材和隔汽涂料等）；3）设置通风间层或泄气沟道（使进入
12、保温层的水分有出路。）2.1.4建筑防热设计(1) 围护结构隔热设计1）屋顶隔热A隔热屋顶的构造有：1绝热层隔热屋顶、2通风间层隔热屋顶、3吊顶隔热屋顶、4阁楼隔热屋顶、5蓄水隔热屋顶6植被隔热屋顶等几类。2）外墙隔热A隔热外墙有空心粘土砖墙、砌块墙、通风墙与遮阳墙等。B外墙遮阳和浅色外墙可有效防热。C复合墙内侧应为重质材料层，通风间层10 cm宽。D东西外墙用花格构件或绿化遮阳。(2) 自然通风设计1）热压和风压2）自然通风设计：(3 ) 窗口遮阳设计 固定外遮阳特性 表2-2 29页2.1.5 太阳能在建筑中应用（1）被动式太阳能建筑根据采暖方式的不同，被动式太阳能房可分为直接得热式（图2
13、-4a）集热墙式（图2-4b）和附加阳光间式（图2-4c） a直接得热式 b集热式 c附加阳光间式图2-4 三种类型被动式太阳能建筑 30页（2）主动式太阳能热利用A 主动式太阳热能利用需要一定的动力进行热循环，它主要由太阳集热器、管道、储热装置、循环泵、热能交换器等组成（图2-5 31页）。（3）光伏发电系统与建筑一体化光伏发电系统由太阳电池、方阵（板）、储能装置、备用电源（辅助发电机或电网）以及负载组成，此外还有功率调节和控制装置（图26 31页）。2.2建筑光环境（2）采光标准 （表23 31页）1）采光均匀度A采光均匀度为工作面上的最低采光系数与平均采光系数之比。顶部采光I-IV级采光
14、均匀度在0.7以上。2）眩光（Glare）A减小窗户眩光主要措施有：（1）作业区应减少或避免直射阳光；（2）工作人员的视觉背景不宜为窗口；（3）为降低窗户亮度或减少天空视域，可采用室内外遮阳设施；（4）窗户结构的内表面或窗户周围的内墙面，宜采用浅色粉刷。2.2.2建筑采光设计（1）被动式采光设计：1）侧窗（侧面采光）A单侧采光房间的进深一般不超过窗高的1.52倍为宜。2）天窗（顶部采光）： （A）矩形天窗：其采光均匀度好，自然通风效果显著改善。 图2-9 33页 矩形天窗采光特性 图2-10 平天窗采光特性（B）平天窗：为矩形天窗采光效率的22.5倍。透明的平天窗容易产生眩光，夏季会造成室内过热。所以，炎热地区平天窗要采取遮阳措施。（C）锯齿形天窗： 图2-11 锯齿形天窗采光特性 33页（2）主动式采光设计1）利用反射镜面，将日光反射到需要的空间反光镜
