1.2 建筑构造及其影响因素
建筑构造是研究建筑各个组成部分的组成方法与组成原理的学科,是建筑设计不可缺少的一部分,它具有很强的实践性和综合性,其内容涉及建筑材料、建筑物理、建筑力学、建筑结构、建筑施工以及建筑经济等有关方面的知识。其基本任务是根据建筑的功能、材料性能、受力性能、施工制作工艺以及建筑艺术等要求,合理选择构造方案;设计适用、坚固、经济、美观的构配件,并将其结合成有机的建筑整体。
1.2.1 建筑构造的设计原则
建筑构造的设计原则,大致可以分为以下几个方面。
1.满足建筑使用功能要求
由于建筑物使用性质和所处条件、环境的不同,对建筑构造设计也有不同的要求:如北方地区要求建筑在冬季能保温,南方地区则要求建筑能通风、隔热;对要求有良好音响环境的建筑则要考虑吸声、隔声等。总之,为了满足使用功能需要,在构造设计时,必须综合有关技术知识,进行合理的设计,以便于选择、确定最为经济合理的构造方案。
2.坚固安全
在构造方案上应考虑坚固安全,保证建筑物有足够的强度和整体刚度,经久耐用。
3.技术先进,适应建筑工业化需要
在构造做法选择时应从材料、结构、施工三方面出发,注意改善劳动条件,保证施工质量,应大力推广先进技术,尽量选用定型构件和产品,为制品生产工厂化、现场施工机械化创造有利条件。
4.经济合理,满足建筑经济的综合效益
在构造设计中,应注意建筑整体的经济效益,既要注意降低建筑造价,减少材料的能源消耗,又要有利于降低运行维修和管理的费用,考虑其综合的经济效益。要因地制宜,就地取材,充分利用工业废料,在保证质量的前提下降低造价。
5.美观大方
建筑构造设计是初步设计的继续和深入,建筑要做到美观大方,必须通过技术手段来体现,而构造设计是其中重要的一环。
6.应符合现行国家相关的标准和规范规定
在构造设计中,建筑构造的选材、选型和细部做法都必须遵照国家现行规范、标准确定,要根据不同的建筑性质,不同的使用功能要求以及不同的等级进行构造设计。
建筑设计方针中明确提出“适用、安全、经济、美观”的辩证关系,建筑构造设计也必须遵循上述原则。随着新技术、新材料的不断更新,建筑构造技术对丰富建筑创作、优化建筑的作用越来越重要,建筑构造设计最终的目的是要保证建筑设计意图的最佳实现。
1.2.2 影响建筑构造设计的因素
1.外界环境的影响
外界环境的影响是指自然界和人为的影响,总起来讲有以下四个方面:
(1)外界作用力的影响 外力包括人、家具和设备的重量,结构自重,风力,地震力以及雪重等,这些统称为荷载。荷载对结构类型和构造方案以及进行细部构造设计等具有非常重要的影响。
(2)气候条件的影响 气候条件一般包括温度、湿度、日照、雨雪、风向和风速、地下水等。对于这些影响,在构造上必须考虑相应防护的措施,如防水防潮、防寒隔热、防温度变形等。
例如我国南方多是湿热地区,建筑风格应多以通透为主;北方寒冷地区建筑风格趋向封闭、严谨。日照与风向通常是确定房屋朝向和间距的主要因素。雨雪量的多少则对建筑的屋顶形式与构造有一定影响。
风玫瑰图是依据该地区多年来统计的各个方向吹风的平均日数的百分数按比例绘制而成,一般用16个罗盘方位表示。图1-1为我国部分城市的风向频率玫瑰图(简称风玫瑰图)。风向由外吹向地区中心,其中实线表示冬季主导风向(特指12月、1月、2月),虚线表示夏季主导风向(特指6月、7月、8月)。
图1-1 我国部分城市的风向频率玫瑰图
(3)工程地质与水文地质条件 如地质情况、地下水、冰冻线以及地震等自然条件,都会对建筑物造成影响,构造设计中必须考虑采取相应措施,以防止和减轻这些因素可能引起的对建筑的危害。
(4)人为因素的影响 如火灾、机械振动、噪声、爆炸等,都属于人为因素,在建筑构造上需采取防火、防振、隔声、防爆等的相应措施。
2.建筑技术条件的影响
随着建筑技术条件的不断发展和变化,建筑构造技术也在改变。这其中涉及结构技术和施工技术的同时,也关系材料的生产与加工,构件的制作与运输,施工机具的配备,施工管理和操作人员的素质等。新材料、新技术、新工艺不断涌现,新的构筑方式和构造技术都在不断变化,建筑构造形式也越来越多样化、复杂化。因而如何选择技术手段至关重要,建筑构造做法不能脱离一定的建筑技术和经济条件而存在,生产建材的水平和质量以及技术的先进程度都对建筑构造起到一定的制约作用。
3.建筑标准的影响
建筑是为人服务的,使用者的方便、舒适和安全,离不开构造设计的合理和细致。标准所包含的内容较多,与建筑构造关系密切的主要有建筑的造价标准、建筑装修标准和建筑设备标准。标准高的建筑,其装修质量好,设备齐全且档次高,自然建筑的造价也较高;反之,则较低。建筑构造的选材、选型和细部做法无不根据标准的高低来确定。
4.绿色建筑设计的要求
绿色建筑的发展和普及对建筑构造提出了新的要求,不但要选择污染少、对人的健康无害的材料,还要创造良好的通风,采光以及良好的声学环境。
良好的热环境是人体舒适度的重要指标,这在很大程度上取决于建筑外围护结构的热工性能。采用隔热、保温等构造措施可以使之得到改进并达到节能的效果。通过门窗、采光顶等设施改善室内空气质量和光环境,必须保证它们具有良好的水密性和气密性。建筑的声学品质包括对噪声的阻隔及室内的音质效果两个方面,构件的材料、质量、内部结构、连接方式、表面处理等都直接影响到建筑的声学品质。