第三章建筑剖面设计

第三章建筑剖面设计

剖面图：在适当的部位将建筑物从上至下垂直剖切开来，令其内部的结构得以暴露，得到该剖切面的正投影图。建筑剖面设计是建筑设计的重要组成部分。它的主要目的是根据建筑功能要求、规模大小以及环境条件因素等确定建筑各组成部分在垂直方向上的布置。它与立面设计、片面设计有直接联系，相互制约、相互影响。设计中一些问题需要平、剖、立面结合一起才能具体解决。因此，在剖面设计中，必须同时考虑其他设计方面，才能使设计更加完善、合理。剖面设计的主要内容剖面设计的主要内容：确定房间的剖面形状与各部分高度、建筑的层数、建筑剖面空间的组合设计以及室内各空间的处理和利用。第一节房间的剖面形状和建筑各部分高度的确定一、房间的剖面形状确定房间的剖面形状分为矩形和非矩形两类，大多数民用建筑均采用矩形，非矩形剖面常用于有特殊要求的房间。房间的剖面形状主要是根据使用要求和特点来确定，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术构思考虑，使之既满足使用又能达到一定的艺术效果。影响房间剖面形状的因素（一）房间的使用要求在民用建筑中，绝大多数的建筑是属于一般功能要求的，如住宅、学校、办公楼、旅馆之商店等。这类建筑房间的剖面形状多采用矩形，因为矩形剖面不仅能满足这类建筑的使用要求，而且具有上面谈到的一些优点。对于某些特殊功能要求（如视线、音质等）的房间，则应根据使用要求选择适合的剖面形状。（图3-1）1、视线要求

地面坡度的确定有视线要求的房间主要是指影剧院的观众厅、体育馆的比赛大厅、教学楼中阶梯教室等。这类房间除平面形状、大小满足一定的视距、视角要求外，地面应有一定的坡度，以保证良好的视觉要求，即舒适、无遮挡地看清对象。地面的升起坡度与设计视点的选择、座位排列方式、排距、视线升高值等因素有关。在剖面设计中，为了保证良好的视觉条件，即视线无遮挡，需要将座位逐排升高，使室内地面形成一定的坡度。地面的升起坡度主要与设计视点的位置及视线升高值有关，另外，第一排座位的位置、排距等对地面的升起坡度也有影响。（图3-2）设计视点与地面坡度的关系——电影院设计视点与地面坡度的关系——体育馆视线升高值C的确定定义：后排观众与前排观众的视线升高差称为C值，的确定与人眼到头顶的高度及视觉标准有关。一般定为120mm。当错位排列（即后排人的视线擦过前面隔一排人的头顶而过）时，Ｃ值取60mm；当对位排列（即后排人的视线擦过前排人的头顶而过）时，C值取120mm。以上两种座位排列法均可保证视线无遮挡的要求（图3-3）视觉标准与地面升起的关系中学阶梯教室的地面升高剖面

中学演示教室的地面升高剖面(a)对位排列，每排升高120；(b)错位排列，每两排升高60视线无遮挡要求和剖面形状的关系人活动所需要的使用高度体育场馆观众席地面的升起应使观众的视线不受遮挡高大的宫殿式宴会厅显得豪华却不亲切2、音质的要求（图3-4）顶棚形式的确定凡剧院、电影院、会堂等建筑，大厅的音质要求对房间的剖面形状影响很大。为保证室内声场分布均匀，防止出现空白区、回声和聚焦等现象，在剖面设计中要注意顶棚、墙面和地面的处理。为有效地利用声能，加强各处直达声，必须使大厅地面逐渐升高，除此以外，顶棚的高度和形状是保证听得清楚、真实的一个重要因素。它的形状应使大厅各座位都能获得均匀的反射声，同时并能加强声压不足的部位。一般说来，凹面易产生聚焦，声场分布不均匀，凸面是声扩散面，不会产生聚焦，声场分布均匀。为此，大厅顶棚应尽量避免采用凹曲面或拱顶。观众厅的几种剖面形状示意（图3-4）使用要求对剖面的影响有音质要求的房间(剧院、电影院、会堂)

声能分布均匀

防止回声

避免声聚焦

观众厅声学特点

见[观众厅剖面形状]

影剧院中对听觉要求较高。为了达到较好的声音传播效果，天棚的剖面形状一般较为特殊。不同屋顶形状的声音反射示意图（二）结构、材料和施工的影响长方形的剖面形状规整、简单、有利于采用梁板式结构布置，同时施工也较简单，常用于大量性民用建筑。即使有特殊要求的房间，在能够满足使用要求的前提下，也宜优先考虑采用矩形剖面。但是有的大跨度建筑房间剖面形式常受结构形式的影响，形成特有的剖面形状。（图3-5）（三）室内来光、通风的要求 一般进深不大的房间，通常采用侧窗采光和通风已足够满足室内卫生的要求。当房间进深大，侧窗不能满足上述要求时，常设置各种形式的天窗，从而形成了各种不向的剖面形状。 有的房间虽然进深不大，但具有特殊要求，如展览馆中的陈列室，为使室内照度均匀、稳定、柔和并减轻和消除眩光的影响，避免直射阳光损害陈列品，常设置各种形式的采光窗。 对于厨房一类房间，由于在操作过程中常散发出大量蒸汽、油烟等，可在顶部设置排气窗以加速排除有害气体。（图3-7）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。房间里光线的照射深度主要靠侧窗的高度来解决。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。当房间采用单侧采光时，通常侧窗上沿离地的高度，应大于房间进深长度的一半。当房间允许双侧采光时，窗户上沿离地的高度，应大于房间总进深的1/4。单侧采光时侧窗的大小满足生理、心理要求的其他标准双侧采光时侧窗的大小天窗与侧窗形成的顶光与侧光的结合一些房间，如食堂的厨房部分，室内高度应考虑到操作时散发的大量的蒸汽和热量，这些房间的顶部常设置气楼

25二、房屋各部分高度的确定建筑各部分高度主要指房间净高、层高、窗台高度和室内外地面高度差。（图3-8）（一）房间的净高和层高

房间的净高是指楼地面到结构层（梁、板）底面或顶棚下表面之间的垂直距离，其数值反映了房间的高度。层高是指该层楼地面到上一层楼面之间的距离。（图3-9、图3-10）

在通常情况下，房间高度的确定主要考虑以下几个方面：

1、室内使用性质及家具设备的要求

2、采光、通风的要求

3、结构高度及其布置方式的影响

4、建筑经济效果

5、室内空间比例1、房间使用性质及家具设备的要求

房间主要用途决定了房间的使用性质和使用人数及在其中的活动特征。

房间净高应不低于2.20m。（图3-10）

卧室使用人数少、面积不大，常取2.7～3.0m；教室使用人数多，面积相应增大，一般取3.30～3.60m；公共建筑的门厅人流较多，高度可较其它房间适当提高；商店营业厅净高受房间面积及客流量多少等因素的影响，国内大中型营业厅（无空调设备的）底层层高为4.2～6.0m，二层层高为3.6～5.lm左右。中学的普通教室，由于使用人数较多，面积较大，净高也相应加大，要求不应小于3400mm，层高在3600～3900mm之间；同样面积的中学舞蹈教室，由于人在其中活动的幅度较大，虽然使用人数较少（一般不超过20人），但净高却要求不应少于4500mm，层高达到4800~5100mm。

房间内的家具设备以及人们使用家具设备所需要的空间大小，也直接影响房间的净高和层高。（图3-11）如学生宿舍设有双层床时，净高不应小于3000mm，层高一般取3300mm左右；医院手术室的净高应考虑到手术台、无影灯以及手术操作所必需的空间，而无影灯的装置高度一般为3000～3200mm，因此，手术室的净高不应小于3000mm；游泳馆比赛大厅，房间净高应考虑跳水台的高度、跳水台至顶棚的最小高度；对于有空调要求的房间，通常在顶棚内布置有水平风管，确定层高时应考虑风管尺寸及必要的检修空间。人体活动要求

1.房间净高应不低于2.20m。

见下图所示。2.卧室净高常取2.8～3.0m，但不应小于2.4m。3.教室净高一般常取3.30～3.60m。4.商店营业厅底层层高常取4.2～6.0m，二层层高常取3.6～5.1m左右

家具、设备的安置和使用高度2、采光、通风要求

房间的高度应有利于天然采光和自然通风。房间里光线的照射深度，主要靠窗户的高度来解决，进深越大，要求窗户上沿的位置越高，即相应房间的净高也要高一些。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。当房间允许两侧开窗时，房间的净高不小于总深度的1／4。 房间的通风要求，室内进出风口在剖面上的高低位置，也对房间净高有一定影响。潮湿和炎热地区的民用房屋，经常利用空气的气压差，来组织室内穿堂风，如在内墙上开设高窗，或在门上设置亮子等改善室内的通风条件，在这些情况下，房间净高就相应要高一些。 除此以外，容纳人数较多的公共建筑，应考虑房间正常的气容量，保证必要的卫生条件。

为保证室内二氧化碳浓度低于一定水平，保证必要卫生条件，对一些使用人数多，无空调设备，又经济关闭门窗的房间，每人应占有一定的空气量。如中小学教室3--5m3

／人，影剧院3.5--5.5m3

／人，据至可以确定符合卫生要求的房间净高。3、结构高度及其布置方式的影响结构层高度是指楼板（屋面板）、梁、以及各种屋架所占高度。在满足房间高度要求的前提下，结构层高度对建筑物的层高尺寸影响较大。结构层愈高，层高愈大，结构层高度小，则层高相应也小。开间进深较小的房间，如住宅中的卧室、起居室等，多采用墙体承重，板直接搁置在墙上，结构层所占高度较小；开间进深较大的房间，如教室、餐厅、商店等，多采用梁板布置方式，板搁置在梁上，梁支承在墙上或柱上，结构层高度较大；大跨建筑，如体育馆等，多采用屋架、薄腹梁、空间网架、以及其它空间结构形式，结构层高度则更大。

4、建筑经济效果层高是影响建筑造价的一个重要因素。实践表明，普通砖混结构的建筑物，层高每降低l00mm可节省投资1%。在满足使用要求和卫生要求的前提下，合理地选择房间高度，适当降低层高可以相应地减少房屋的间距，节约用地，减轻房屋自重，改善结构受力状况，节约材料。寒冷地区以及有空调要求的建筑，降低层高，可减少空调费用、节约能源。5、室内空间比例（图3-12）

一般说面积大的房间高度要高一些，面积小的房间则可适当降低。房间的比例和尺度不同，人在其中的感受也各异。通常高而窄的空间易使人产生兴奋、向上的情绪，且具有严肃感，使人感到不够亲切；宽而低的空间使人感到宁静、开阔、亲切，但过低又会使人产生压抑、沉闷的感觉。

建筑的使用性质不同，对空间比例尺度的要求也不同。住宅建筑要求空间具有小巧、亲切、安静的气氛；纪念性建筑则要求有高大的空间，以创造出严肃、庄重的气氛；大型公共建筑的休息厅、门厅应开阔而明朗。

（a）宽而矮的空间比例（b）高而窄的空间比例

空间比例不同给人以不同的感受（二）窗台高度（图3-13）

窗台的高度主要根据室内的使用要求、人体尺度、家具设备的尺寸、人的视线及通风要求来确定。大多数的民用建筑，窗台高度主要考虑方便人们工作、学习，保证书桌上有充足的光线。 一般常取900~1000mm，这样窗台距桌面高度控制在100~200mm，保证了桌面上充足的光线，并使桌上纸张不致被风吹出窗外。 对于有特殊要求的房间，如设有高侧窗的陈列室，为消除和减少眩光，应避免陈列品靠近窗台布置。实践中总结出窗台到陈列品的距离要使保护角大于14°。为此，一般将窗下口提高到离地2.5m以上。厕所、浴室窗台可提高到1800mm左右。托儿所、幼儿园窗台高度应考虑儿童的身高及较小的家具设备，医院儿童病房为方便护士照顾病儿，窗台高度均应较一般民用建筑低一些。 公共建筑的房间如餐厅、休息厅、娱乐活动场所，以及疗养建筑和旅游建筑，为使室内阳光充足和便于观赏室外景色，丰富室内空间，常将窗台做得很低，甚至采用落地窗。(三)、室内外地面高差

为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，一般民用建筑常把室内地坪适当提高，以使建筑物室内外地面形成一定高差，该高差主要由以下因素确定。

1、内外联系方便；

2、防水、防潮；

3、建筑沉降及经济要求和地形及环境条件；

4、建筑物的性格特征。大量性民用建筑室内外高差常取300-600，最小为150。建筑设计中，一般取底层室内地坪相对标高为±0.000。建筑其它部位及室外设计地坪的标高均以此为标准，高于底层地坪为正值，低于底层地坪为负值。

1、内外联系方便。住宅、商店、医院等建筑的室外踏步的级数常以不超过四级，即室内外地面高差不大于600mm为好。而仓库类建筑为便于运输，在入口处常设置坡道，为不使坡道过长影响室外道路布置，室内外地面高差以不超过300mm为宜。

2、防水、防潮要求。一般大于或等于300mm。

3、地形及环境条件。位于山地和坡地的建筑物，应结合地形的起伏变化和室外道路布置等因素，综合确定底层地面标高，使其既方便内外联系，又有利于室外排水和减少土石方工程量。

4、建筑物性格特征。一般民用建筑应具有亲切、平易近人的感觉，因此室内外高差不宜过大。纪念性建筑除在平面空间布局及造型上反映出它独自的性格特征以外，还常借助于室内外高差值的增大，如采用高的台基和较多的踏步处理，以增强严肃、庄重、雄伟的气氛。

第二节建筑层数的确定

和建筑剖面空间的组合设计民用建筑公共及综合性建筑超过24m的，除了单层的以外，均为高层建筑。

住宅建筑3层及以下------低层住宅；4～6层-------多层住宅；7～9层--------中高层住宅；10～30层----------高层住宅。凡高度在100m以上的建筑均被称之为超高层建筑。

30层——特级工程的范围16～29层或高度超过50m的公共建筑列入一级工程的范围；16～29层的住宅列入二级工程的范围；7～15层有电梯的住宅或框架结构建筑列入三级工程的范围；7层以下无电梯住宅列入四级工程的范围；1、2层或单功能的建筑列入五级工程的范围。建筑物等级划分影响确定房屋层数的因素：建筑本身的使用要求。结构类型、材料和施工的要求。建筑基地环境与城市规划的要求。建筑防火要求。经济因素。使用性质对房屋层数的影响

1.住宅、办公楼、旅馆等建筑可采用多层和高层。

2.托儿所、幼儿园等建筑，其层数不宜超过三层。医院门诊部层数也以不超过三层为宜。

使用性质对房屋层数的影响

3.影剧院、体育馆等公共建筑宜建成低层。

使用性质对房屋层数的影响

建筑结构、材料和施工的要求

混合结构的建筑一般为1～6层。常用于一般大量性民用建筑，如住宅、宿舍、中小学教学楼、中小型办公楼、医院、食堂等。多层和高层建筑各种结构体系的适用层数及高层建筑的结构体。见[各种结构体系的适用层数]表所示，[高层建筑结构体系]

空间结构体系适用于低层大跨度建筑，如影剧院、体育馆、仓库、食堂等。确定房屋层数除受结构类型的影响外，建筑的施工条件、起重设备、吊装能力以及施工方法等均对层数有所影响。

各种结构体系的适用层数

体系名称框架框架剪力墙剪力墙框筒筒体筒中筒束筒带刚臂框筒巨型支撑适用功能商业娱乐酒店办公住宅公寓办公、酒店、公寓办公、酒店、公寓办公、酒店、公寓办公、酒店、公寓办公、酒店、公寓办公、酒店、公寓适用高度12层50m24层80m40层120m30层100m100层400m110层450m110层450m120层500m150层800m

例：空间结构体系适用于低层大跨度建筑，如影剧院、体育馆、仓库、食堂等环境与规划对房屋层数的影响

1.房屋的层数与所在地段的大小、高低起伏变化有关。

2.确定房屋的层数要符合各地区城市规划部门对整个城市面貌的统一要求。

3.风景园林区适宜采用小巧、低层的建筑群。

环境与规划对房屋层数的影响

地震烈度地震烈度不同，对房屋的层数和高度要求也不同。钢筋混凝土房屋最大适用高度（m）结构类型烈度6789框架结构同非抗震设计554525框架-抗震墙结构12010050砌体房屋总高度（m）和层数限值砌体类型最小墙厚烈度6789高度层数高度层数高度层数高度层数粘土砖0.24248217186124混凝土小砌块0.19217186155不宜采用混凝土中砌块0.2018615593粉煤灰中砌块0.2418615593建筑剖面空间组合设计空间组合；水平方向、垂直方向的组合。它是在平面组合的基础上，根据功能上的使用需要和精神的要求，结合基地环境等条件将各种不同形状、大小、高低的空间组合起来。使之成为使用方便、结构合理、体型简洁完美的整体。分析建筑物各部分应有的高度、层数及垂直方向上的空间组合和利用等问题。大小、高低不同的空间组合(a)大空间作附楼；(b)大小空间上下叠合；（c）大空间在一、二层；(d)大空间在顶层1、建筑剖面空间组合设计的原则1）、根据功能和使用要求、考虑剖面的空间组合：各类房间的位置：对外联系密切、人员出入较多、室内有较重设备的房间——设置在底层对于洁净、与外联系较少、人员出入较少、隔离的房间——设置在上层各类性质相近、关系密切的房间——设在同一层2）根据房屋各部分高度，考虑剖面的空间组合（1）、根据房间的特点来组合：房间使用性质不同、空间特点不同、大小不同、高低不同等。在满足室内功能要求的前提下，可适当调整房间之间的高差。A、对于高度相同或相近的房间组合—布置同一层如学校：普通教室与实验室、阅览室、多功能教室如住宅：起居室和卧室B、高度相差较大的房间组合——布置在底层或顶层根据各房间实际需要的高度采取不等高的剖面形式2、建筑剖面空间组合设计的形式它是由建筑中各类房间的高度和剖面形状、房屋的层数及使用要求而定。1）单层的组合形式适用于：人流、物流进出较多。（车站、影剧院、体肓场、生产车间等）要求顶部采光或通风。（展览大厅、食堂等）用地不紧张、经济技术较落后的地区。2）、多层和高层的组合形式多层剖面：适用于有较多相同高度房间的组合，室内交通联系比较紧凑，垂直方向通过楼梯将各层联系成整体，（住宅、学校、办公室、医院、旅馆等）高层剖面：选用于占地面积受限、施工技术水平高、辅助设施和绿化要求较严如大型的旅馆、写字楼、住宅、用地较紧的城市3）、错层的组合形式当建筑物内部出现高低差，或由于地形的变化使房屋几部分空间的楼地面出现高低错落时，可采用错层的方式使空间取得和谐统一。具体处理方式如下：（1）、以踏步或楼梯联系各层楼地面以解决错层高差跃层式住宅以楼梯间解决错层高差（2）、以室外台阶解决错层高差第三节建筑空间的处理和利用一、建筑室内空间的处理建筑空间分室内室外，室内空间与人的关系密切，对人的影响最大，它应在满足建筑功能要求的前提下，进行一定的艺术处理，以满足人们精神上的要求，给人以美感。影响室内空间处理的因素很多，从以下几个方面讨论。1、空间的形状与比例不同的空间形状使人产生不同的感觉空间设计时，应把建筑使用功能与精神功能统一考虑，即满足功能要求，又给人良好的精神感受。常见的形状：矩形平面的长方体，改变长、宽、高的比例来达到不同的效果。既可处理成亲切宜人的环境，也可处理成庄严隆重的气氛。窄而高的空间——细而长的空间——大而低的空间——大而高的空间——对于特殊的形状：方形、圆形、拆线形、多边形，不对称或不规则形的空间也可达到不同的艺术效果。2、空间的体量与尺度它是构成建形式美和建筑风格的重量因素。空间尺度的大小是由功能要求确定的，空间尺度——就是人权衡空间大小、粗细等感觉的量度问题。空间尺度分：功能尺度——按功能要求的尺度视觉尺度——满足视觉要求的尺度，是为了追求某种精神效果而确定的尺度。（是跟着感觉走的尺度）一般情况，房间的尺度首先与房间的性格相一致。住宅中的居室过大的空间——公共建筑的空间过小或过低——空间的大小与尺度应按功能要求来确定、并符合人体尺度，获得与功能性质相适应的尺度感。3、空间的分割与联系两个方面：1）、相邻空间之间的分隔与联系：包括：室内空间之间、室内与室外空间。处理方法：“围”——封闭、完全隔开“透”——开敞、不完全分隔何种形式取决于房间的功能性质、环境特点、民族习惯、地方风俗、技术水平等。该围的一定封，该透的一点不要保留。如；卧室、保密室、档案室、金库等。“围”如：餐厅、起居室、会议室、接待室、园林建筑、公共建筑环境等。“透”透的方法：通透的墙面、窗、轻盈通透的隔墙、不同造形的铁艺等。2）、空间内部的再分隔是根据室内使用要求创造空间中的空间，进行二次装修，对室内进行水平和垂直方向的再分隔，形成不同功能的空间，达到不同的空间效果。分隔方法：门洞或不到顶的隔墙（木质、玻璃、砖墙、轻质钢材）博古架、帷幕帘、屏风形式用家具或设备分隔台阶、走道、降低或提高地面、改变顶棚的高度不同材料、色彩、质感或光线的明暗等分隔。4、空间的过渡空间过度是为了衬托主体空间或对两个主体空间的联系起到承上启下的作用，加强空间层次，增强空间感。室内与室外的过渡空间：门廊、雨篷、门厅、门斗等，使人由室外到室内不致于产生过分突然和单调的感觉，增加的空间的节奏感。室内与室内的过渡空间：过厅、走道、台阶等。过度空间不在多，而是恰到好处。门厅高度处理手法

在多层和高层建筑中常常设置门厅，但门厅高度往往和其它空间高度不一致。如何解决这一问题，通常可以采取以下几种常用方法解决。1、门厅设在主体之外，单独形成一个体部，此时可按需要高度确定其层高；2、门厅设在主体内，层高相差较大时，提高底层层高，这样做可能造成空间浪费；3、门厅设在主体内，层高相差较大时，局部降低门厅地坪标高，在门厅走廊衔接处设踏步；4、当门厅需要有高大雄伟的效果时，常将门厅做成2～3层通高。但应妥善解决防火分区问题。二、建的艺术筑空间的利用目的：增加使用面积和节约投资，改善室内空间的比例，丰富室内空间的艺术效果。利用室内空间的方法：1、夹层空间的利用；在公共建筑中的营业厅、体育馆、影剧院、候机楼等。由于功能要求其主体空间与辅助空间的面积和层高不一致，因此常采取在大空间周围布置夹层的方式，以达到利用空间及丰富室内空间的效果。［下图为夹层空间的利用实例］夹层空间的利用2、房间内空间利用房间上部空间主要是指除了人们日常活动和家具布置以外的空间。如住宅中常利用房间上部空间设置搁板、吊柜作为贮藏之用。［见右图］房间上空设搁板、吊柜(a)居室设搁板；(b)居室设吊柜；(c)厨房设吊柜房屋上部空间的利用3、结构空间的利用在建筑物中墙体厚度的增加，所占用的室内空间也相应增加，因此充分利用墙体空间可以起到节约空间的作用。通常多利用墙体空间设置壁柜、窗台柜，利用角柱布置书架及工作台。4、楼梯间及走道空间的利用一般民用建筑楼梯间底层休息平台下至少有半层高，可作为布置贮藏室及辅助用房和出入口之用。同时，楼梯间顶层有一层半的空间高度，可以利用部分空间布置一个小贮藏间。走道上部铺设设备管线及照明线路。（旅馆、商场、娱乐场所等）民用建筑走道主要用于人流通行，其面积和宽度都较小，高度也相应要求低些，充分利用走道上部多余的空间布置设备管道及照明线路。居住建筑中常利用走道上空布置贮藏空间。走道及楼梯间空间的利用(a)楼梯间上下空间作贮藏室；(b)走道上空作技术层；(c)住宅走道上空作吊柜5、阁楼空间与出挑空间的利用坡屋顶和楼梯上、下部空间的利用体育馆观众席升起部分下面的空间被用来做出入口及休息厅卧室中空间的利用厨房中空间的利用图书馆中夹层空间的利用高侧窗采光

天窗采光

高

而

较

窄

的

空

间

比

例宽而较矮的空间比例