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1.2 建筑设计概述

1.2.1 建筑设计的概念

在古代,建筑技术和社会分工比较单纯,建筑设计和建筑施工并没有很明确的界限,施工的组织者和指挥者往往也就是设计者。在欧洲,由于以石料作为建筑物的主要材料,这两种工作通常由石匠的首脑承担;在中国,由于建筑以木结构为主,这两种工作通常由木匠的首脑承担。他们根据建筑物主人的要求,按照师徒相传的成规,加上自己一定的创造,营造建筑并积累了建筑文化。在近代,建筑设计和建筑施工分离开来,各自成为专门学科。这在西方是从文艺复兴时期开始萌芽的,到产业革命时期才逐渐成熟;在中国则是清代后期在外来文化的影响下逐步形成的。

随着社会的发展和科学技术的进步,建筑所包含的内容、所要解决的问题越来越复杂,涉及的相关学科越来越多,材料上、技术上的变化越来越迅速,单纯依靠师徒相传、经验积累的方式,已不能适应这种客观现实。加上建筑物往往要在很短时期内竣工使用,难以由匠师一身二任,客观上需要更为细致的社会分工,这就促使建筑设计逐渐成为一门独立的分支学科。

建筑设计(Architecture Design)是指建筑物在建造之前,设计者按照建设任务,把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题,事先做好通盘的设想,拟定好解决这些问题的办法、方案,并用图纸和文件表达出来。作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。便于整个工程得以在预定的投资限额范围内,按照周密考虑的预定方案,统一步调,顺利进行,并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。

1.2.2 建筑设计的特征

(1)建筑设计是一种以技术为支撑的创意活动—创造性

建筑具有实用功能,需要通过一定的技术手段来实现,同时,它也是人们日常生活中大量的视觉艺术形式的一种。作为设计活动的一种,建筑设计源于生活,创造性是建筑设计活动的主要特点,艺术和审美的表达无疑是其核心内容,甚至可以说在某种程度上超越了功能和技术的控制。

(2)建筑设计是一门综合性学科—综合性

建筑设计活动涉及多学科的知识内容,是多学科知识的综合运用。建筑师既要具有美学、艺术、文化、哲学、心理等人文修养,同时也要掌握建筑材料与构造、建筑经济、建筑设备、建筑物理等技术知识,了解行业法规,同时应具有一定的统筹能力,能组织与协调各专业人员高效工作。建筑师不仅是建筑作品的主要创作者,而且是建筑设计活动中的组织者和协调者。

(3)建筑设计是追求协调与平衡的社会性活动—社会性

建筑师的创作活动不能脱离他自身的生活背景、价值取向、审美喜好、思想意识等因素的影响,同时,业主的个性爱好也会影响建筑设计活动。因此,建筑设计活动是社会性的活动,建筑师必须平衡和协调各方面矛盾,寻求社会效益、经济效益、环境效益、个性创造的平衡点,尽力满足多元化社会的多种需求,尊重文化、尊重环境、关怀人性。

案例 日本园林枯山水庭院

枯山水庭院是源于日本禅宗寺院的缩微式园林景观,相对于普通人,禅宗庭院内布置的树木、岩石、天空、土地等在修行者眼里它们都是一个个玄妙的世界。发展至后来,灌木、小桥、岛屿甚至园林不可缺少的水体等造园惯用要素均被一一剔除,仅留下岩石、沙砾和在荫蔽处自发生长的一块块苔地,这些成为日本枯山水庭院典型的必不可少的主要构成要素,对人的心境产生着神奇的力量(图1-7)。

图1-7 枯山水庭院

(4)建筑设计是典型的团队协作活动—协作性

当代城市建筑建设规模越来越大,综合性增强,功能日益复合多元。随着当代科学技术的迅速发展,分工细化,建筑设计日益成为一种典型的团队协作活动,建筑师在建筑设计活动中必须依靠与其他专业工程师的密切配合才能顺利地完成设计工作。

1.2.3 建筑设计分类

不同的建筑,其设计要求和相应的执行标准也不尽相同。准确区分建筑的类别是进行建筑设计必须掌握的基本知识。一般来说,建筑类别可以根据以下几个方面进行划分。

1.2.3.1 根据功能和用途分类

建筑按照功能和用途可分为生产性建筑和非生产性建筑两大类,其中生产性建筑主要是指工业建筑和农业建筑两种,而非生产性建筑则是指民用建筑。

(1)民用建筑

民用建筑是指供人们居住和进行各种活动的建筑。民用建筑根据用途的不同,又可以分为居住建筑和公共建筑两大类。

① 居住建筑。居住建筑(图1-8)是指供人们居住的各种建筑,主要包括住宅和宿舍两类。

图1-8 新型低能耗公寓Bruck

② 公共建筑。公共建筑(图1-9)是指供人们进行各种社会活动的建筑,主要包括行政办公、文教、托幼、医疗、商业、观演、体育、旅馆、交通、通信广播、科研、园林和纪念性建筑等。

图1-9 新加坡体育中心

(2)工业建筑

工业建筑是指为工业生产服务的建筑物与构筑物的总称,主要包括各种车间、辅助用房、生活间,以及相应的配套设施,如烟囱、水塔和水池等。

(3)农业建筑

农业建筑是指为农业生产服务的建筑物与构筑物的总称,主要包括粮仓、水库、机井、拖拉机站、种子库房、温室和饲养场等。

1.2.3.2 根据结构用材分类

根据建筑承重结构的材料不同,可将建筑分为以下几种。

(1)木结构建筑

木结构建筑是指以木材作为房屋承重骨架的建筑。木结构具有自重轻、构造简单和施工方便等优点;但因木材易腐、不防火,并且我国森林资源较少,所以除极少数地区使用外,木结构现在已经很少采用。

2015年意大利米兰世博会泰国馆的入口(图1-10)就是一个巨大的木质结构体,模仿的是泰国农民和小摊贩戴的一种叫作ngob的传统帽子。

图1-10 2015年意大利米兰世博会泰国馆入口设计

(2)砖(石)结构建筑

砖(石)结构建筑是指以砖或者石材作为承重墙、柱和楼板的建筑。这种结构便于就地取材,且造价相对低廉;但自重大,整体性能相对较差,不宜用于地震设防地区或者地基软弱的地区。

荷兰ArtA文化馆项目,由日本著名建筑师隈研吾带领的团队设计(图1-11),外层采用红黏土瓦片做成的“金银丝细工屏幕”网状结构的丝细墙,保护敏感的画廊免受阳光直射。同时,幕墙的透明度增强了内部和外部空间之间的视觉联系。

图1-11 荷兰ArtA文化中心外层设计

(3)钢筋混凝土结构建筑

钢筋混凝土结构建筑是指以钢筋混凝土作为承重构件的建筑。它坚固耐久、防火、可塑性强,在当今建筑领域中应用较广。

(4)钢结构建筑

钢结构建筑是指结构的全部或者大部分由钢材制作的建筑。钢结构力学性能好,便于制作与安装,结构自重轻,特别适宜于高层、超高层和大跨度建筑。

1.2.3.3 根据结构形式分类

结构是建筑物的骨架,是承力体系,组成该体系的最小单元是构件,如墙体、柱、梁、板等。根据承担建筑荷载的构件不同,可以将建筑物大致划分为以下几种。

(1)墙承重结构

墙承重结构是指结构的荷载通过墙体(砖墙、石墙、砌块墙、钢筋混凝土墙等)来承担的结构体系,如悬崖餐厅,见图1-12。

图1-12 悬崖餐厅

(2)框架承重结构

框架承重结构是指由梁、柱组成的框架来承担结构荷载与作用的受力体系,如马耳他海上浮亭,见图1-13。

图1-13 马耳他海上浮亭

(3)空间结构

空间结构是指为形成内部所需的大空间,通过特殊的结构构件围合而成的结构体系,如网架、悬索、薄壳等(图1-14)。

图1-14 鲜花般盛开的自然住宅

1.2.3.4 根据建筑高度分类

(1)建筑高度

① 定义。建筑高度是指从建筑物室外地面到檐口或屋面面层的高度。

② 确定方法

a.对于坡屋面,建筑高度应为建筑物室外设计地面到其屋檐和屋脊的平均高度(通常理解为山尖的一半处)。

b.对于平屋面(包括有女儿墙的平屋面),建筑高度应为建筑物室外设计地面到其屋面面层的高度。

c.当同一建筑有多种屋面形式时,建筑高度应按上述方法分别计算后,取其中最大值。

d.局部凸出屋面的楼梯间、电梯机房、水箱间等辅助用房占屋顶平面面积不超过1/4者;凸出屋面的通风道、烟囱、装饰构件、花架、通信设施以及空调冷却塔等设备,可不计入建筑高度内。

e.对于阶梯式地坪,同一建筑的不同部位可能处于不同高程的地坪上。此时,建筑高度的确定原则是:当位于不同高程地坪上的同一建筑之间设有防火墙分隔,各自有符合要求的安全出口,且可沿建筑的两个长边设置消防车道或设有尽头式消防车道时,可分别计算建筑高度。否则,仍应按其中建筑高度最大值确定。

(2)层高

层高是指上下两层楼面或楼面与地面之间的垂直距离。

通常,建筑物各层之间以楼、地面面层的垂直距离计算,屋顶层由该层楼面面层至平屋面的结构面层或至坡顶的结构面层与外墙外皮延长线交点的垂直距离计算。

(3)自然层数

自然层数是指按楼板、地板结构分层的楼层数。

建筑的地下室、半地下室的顶板面高出室外设计地面的高度不超过1.5m者,建筑底部设置的高度不超过2.2m的自行车库、储藏室、敞开空间,以及建筑屋顶上凸出的局部设备用房、出屋面的楼梯间等,可不计入建筑层数内。住宅顶部为两层一套的跃层,可按1层计,其他部位的跃层、顶部多于两层一套的跃层,其层数应计入建筑的总层数中。

(4)分类

① 住宅建筑。住宅建筑中,1~3层为低层建筑;4~6层为多层建筑;7~9层为中高层建筑;10层以上为高层建筑。此外,建筑高度大于27m的住宅建筑也定义为高层建筑。

② 公共建筑及综合性建筑。公共建筑及综合性建筑中,总高度超过24m者为高层建筑(不包括总高度超过24m的单层主体建筑)。

③ 建筑高度超过100m时,不论住宅或公共建筑,均为超高层建筑。

1.2.3.5 根据建筑量级分类

建筑物根据其规模与数量可分为大量性建筑和大型性建筑两大类。

(1)大量性建筑

大量性建筑一般是指量大面广,与人们生活密切相关的建筑,如住宅、商店、旅馆、学校等。这些建筑在城市与乡村都是不可缺少的,修建数量很大,故称为大量性建筑(图1-15)。

图1-15 巴黎东郊失落的后现代建筑群“未来的纪念品”

(2)大型性建筑

大型性建筑是指建筑规模庞大,耗资巨大,不能随意随处修建,而且修建数量有限的建筑,如大型体育馆、大型办公楼、大型剧院、大型车站、博物馆、航空港等(图1-16)。

图1-16 意大利建筑师Stefano Boeri设计的一幢住宅性质的概念摩天大楼“La Tour des Cedres”

1.2.4 建筑设计基本程序

建筑设计程序是指在建筑设计活动中从最初的设计概念向设计目标逐渐发展的过程。中国现行的建筑设计程序大致分为四个阶段,即前期准备、方案设计、初步设计和施工图设计,如图1-17所示。

图1-17 建筑设计基本程序

(1)前期准备

前期准备主要包括研究设计依据,收集原始资料,现场踏勘及调查研究。前期准备主要的工作成果包括7个方面:①可行性研究报告;②规划局核定的用地位置、界限、核发的《建设用地规划许可证》;③有关政策、法令、规范、标准;④气象资料、地质条件、地理环境;⑤市政设施供应情况;⑥建设单位的使用要求及所提供的设计要求;⑦设计合同。

(2)方案设计

建筑方案设计是建筑设计程序中的关键环节,在这一环节中,建筑师的设计思想和意图将被确立并形象化。方案设计对建筑设计过程所起的作用是有开创性和指导性的。方案设计的内容主要包括设计文件和建设项目投资估算。

(3)初步设计

建筑初步设计主要包括设计文件和建设项目设计概算。建筑初步设计文件应当满足编制施工招标文件、主要设备材料订货和编制建筑施工图设计文件的需要。

(4)施工图设计

建筑施工图设计主要包括设计文件和施工图预算两个部分的内容。建筑施工图设计文件应当满足设备材料采购、非标准设备制作和施工的需要,并注明建设工程的合理使用年限。