李國忠

摘要：隨著我國教育事業(yè)的迅猛發(fā)展，全國各地的建設(shè)也進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。因教學(xué)樓在整個(gè)學(xué)校中的特殊地位，故備受關(guān)注。因而教學(xué)樓的設(shè)計(jì)成為一個(gè)很值得研究的課題。文章通過某教學(xué)樓建筑的設(shè)計(jì)，提出自己的幾點(diǎn)觀念與大家共同探討一下。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；教學(xué)樓；應(yīng)用；立面設(shè)計(jì)

中圖分類號：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

現(xiàn)代建筑的不斷發(fā)展, 高度發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)是基礎(chǔ)。不論是大跨建筑, 還是離層建筑、自由設(shè)計(jì)概念建筑，不論是作為單一用途的高層公寓、辦公室、學(xué)?；蜥t(yī)院，還是作為規(guī)模較大的綜合使用系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)都需要建筑師、結(jié)構(gòu)工程師與材料加工、建筑施工等各種專業(yè)相互配合，共同努力，協(xié)作完成。

1.某教學(xué)樓背景概況

某教學(xué)樓是集教學(xué)、科研、實(shí)驗(yàn)為一體的景觀建筑，該建筑主體長168m,高43.9m,二類高層,總建筑面積為3.8萬平方米,地下一層,地上九層,框架結(jié)構(gòu),局部十一層,耐火等級二級,使用年限50年。

2.標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計(jì)

按豎向空間積層的相同樓層即構(gòu)成了高層建筑意義上的標(biāo)準(zhǔn)層。高層建筑標(biāo)準(zhǔn)層的平面布局和空間組織不僅關(guān)系到高層建筑主體的大部分乃至絕大部分面積,而且決定著高層建筑形體的造型藝術(shù)效果。

2.1標(biāo)準(zhǔn)層空間構(gòu)趣式

標(biāo)準(zhǔn)層主要由兩部分構(gòu)成。一部分稱為“殼體”,包括建筑的主要使用部分;另一部分稱為“核體”，包括樓梯、電梯、設(shè)備用房、輔助用房、管井等集中布置,豎向?qū)R、貫通,并與相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式結(jié)合形成堅(jiān)強(qiáng)的“核心”,用以抵抗巨大的風(fēng)和地震側(cè)移。

該教學(xué)樓標(biāo)準(zhǔn)層核體布局模式為獨(dú)立集中式。由于該方案是教學(xué)樓, 從使用功能出發(fā), 要求高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)層有良好的采光、交通流線以及和教學(xué)、科研、實(shí)驗(yàn)等功能相適應(yīng)的空間劃分, 同時(shí)避免相互干擾。“集中式”布置方式就是適應(yīng)高層建筑的這些要求的一種典型方式。

2.2標(biāo)準(zhǔn)層空間平面設(shè)計(jì)

該教學(xué)樓屬板式高層,線型公共走廊,采用細(xì)胞型辦公空間,進(jìn)深適中。公共空間部分,門廳與公共交通結(jié)合,方便了人員的疏散。底層部分架空,一方面令使用空間疏密有致,另一方面也有利于校園總體交通組織。高大的門廳成為共享空間,營造良好的學(xué)習(xí)交流氛圍。

辦公單元部分,細(xì)胞型辦公空間令使用者得到較好的私密性,但各個(gè)房間之間缺乏聯(lián)系,不利于集中管理?？蓪⒉糠诌B續(xù)單間組合成較大空間的房間, 以滿足使用功能要求。

3.結(jié)構(gòu)選型與概念設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)骨架是高層建筑成立的根本所在。作為建筑師必須對結(jié)構(gòu)在平面中的表現(xiàn)方式、結(jié)構(gòu)對建筑功能組織和平面布局的影響、不同結(jié)構(gòu)類型的不同特性和適用范圍等結(jié)構(gòu)概念有較清楚的了解。

3.1建筑結(jié)構(gòu)體系選型分析

高層結(jié)構(gòu)受力遵循尺度與平方-立方定律,豎向荷載對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響, 但水平荷載卻往往起著決定性的作用。隨著建筑層數(shù)的增多、建筑高度的增加, 水平荷載更加成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素。高層建筑的抗震設(shè)計(jì)要求“小震不壞、大震不倒”在保證足夠的強(qiáng)度、剛度和延性的同時(shí), 還要考慮經(jīng)濟(jì)性的要求。

分析對象屬二類高層, 總建筑面積為3.8萬平方米, 地下一層, 地上九層, 局部十一層, 建筑主體長168m ,高43.9m 。結(jié)構(gòu)體系選型采用框架體系中框架縱橫向布局。整個(gè)結(jié)構(gòu)的縱向和橫向全部由框架單一構(gòu)件組成的體系, 框架既負(fù)擔(dān)重力荷載, 又負(fù)擔(dān)水平荷載。柱網(wǎng)8.0米×8.0米, 凈高3.6 米, 進(jìn)深8.0米, 進(jìn)深適中, 采光、通風(fēng)好。

3.2建筑結(jié)構(gòu)體系概念分析

高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意高寬比、長寬比及豎向形體三方面的控制。形體比例太細(xì)長時(shí), 剛度小, 在風(fēng)、地震側(cè)應(yīng)力作用下彎曲變形大; 標(biāo)準(zhǔn)層平面形狀應(yīng)簡單、規(guī)整, 以保證剛度均勾、減少因偏心而造成的扭轉(zhuǎn); 建筑體形應(yīng)力求規(guī)則、均勾、連續(xù)。盡避免夾層、錯(cuò)層、抽柱、過大的外挑與內(nèi)收。

分析對象建筑主體長92.9 m ，高43.9 m ，寬23.1 m ，高寬比為2.12 <4, 長寬比4.02 < 6,從剖面上得出上部收進(jìn)立面變化率: b/B 大于0.75 。設(shè)計(jì)值均在通常采用的數(shù)據(jù)之內(nèi)。

4.防火設(shè)計(jì)

高層建筑防火設(shè)計(jì)是高層建筑設(shè)計(jì)最重要的內(nèi)容之一。高層防火設(shè)計(jì)中, 應(yīng)將人員的生命安全放在首位, 立足以防為主, 防火與滅火相結(jié)合, 充分發(fā)揮大樓內(nèi)部自救設(shè)施的作用, 力求措施嚴(yán)密、設(shè)備完善、技術(shù)先進(jìn)、使用方便、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。

教學(xué)樓樓建筑高度為43.9m , 二類高層。主樓和副樓之間設(shè)穿過建筑主體的消防通道, 寬7.1m,通道之間的距離為54m<80m。采用雙面布房, 帶型走道凈寬2.3 m 。建筑內(nèi)依規(guī)定劃分了防火分區(qū), 設(shè)置了防煙樓梯間, 消防電梯, 防火卷簾。公共疏散門均向疏散方向開啟。

5.設(shè)備系統(tǒng)

該教學(xué)樓樓地下層設(shè)置了變配電房、消防水池。照明部分考慮到安全疏散、實(shí)驗(yàn)室等應(yīng)急照明, 并設(shè)置了單獨(dú)的節(jié)日照明?？照{(diào)線路設(shè)置方面, 將部分有特殊需求的實(shí)驗(yàn)室考慮進(jìn)去, 單獨(dú)設(shè)置了加強(qiáng)排風(fēng)設(shè)備。

6. 立面與造型

高層建筑的體量巨大, 體現(xiàn)了建筑的力度和氣魄, 是人們視覺關(guān)注的中心。高層建筑形體造型設(shè)計(jì)不僅要為人們創(chuàng)造能滿足生理與心理需要的良好形象, 還要使它成為城市環(huán)境中的重要角色。高層建筑設(shè)計(jì)時(shí), 不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造, 而應(yīng)以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點(diǎn)、視距、視角, 和高層建筑使用親近度, 從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設(shè)計(jì)都要?jiǎng)?chuàng)造良好的尺度感。

6.1立面設(shè)計(jì)

建筑立面構(gòu)圖的基本規(guī)律應(yīng)注意統(tǒng)一與變化、均衡與穩(wěn)定、對比與微差、韻律與節(jié)奏、比例與尺度。教學(xué)樓主立面豎向比例劃分為3：5 ：1, 立面橫向比例劃分為7：3：7 。立面開窗采用平開窗和玻璃幕墻相結(jié)合的形式, 比例統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

6.2造型設(shè)計(jì)

從平面上看，建筑切合地形，主樓與副樓搭配得當(dāng)，平面舒展。

高層主體設(shè)計(jì)總則：整體性、簡潔性、易識別。高層不論從功能上或從整體形式上,一般可明顯地劃分出三部分: 樓下部(腳)、樓主干(身)、樓頂部(頭)。三部分有不同的功能和藝術(shù)形象特征，如果在設(shè)計(jì)中善于變化樓的各段之形體, 并把握住整體關(guān)系, 則可創(chuàng)造出異常豐富的高層建筑形體。

教學(xué)樓在設(shè)計(jì)時(shí)，主體建筑采用矩形, 純幾何體, 色彩淡雅, 簡潔而明快。同時(shí)考慮融入中國古典造型坡屋頂, 出挑深遠(yuǎn), 形成極富韻律的層次感。

7.結(jié)束語

近幾年隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國家對教育投資的提高，教學(xué)樓的設(shè)計(jì)和修建都有了質(zhì)的增長。教學(xué)樓的外觀更加多樣，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加科學(xué)，設(shè)備更加完善，在為教學(xué)樓設(shè)計(jì)時(shí)，建筑師的設(shè)計(jì)不僅受通常摩天樓封閉形式的制約, 而且需要有效地使用材料, 還必須遵循有關(guān)抗震、防火和設(shè)備等多種要求。只有通盤考慮各項(xiàng)構(gòu)成要素, 才能取得最優(yōu)的設(shè)計(jì)，才能為我國的教育事業(yè)發(fā)展提供了第一推動(dòng)力。

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