理论教育 钢结构住宅设计研究-平面与空间设计成果

钢结构住宅设计研究-平面与空间设计成果

时间:2023-11-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:3.2平面及空间设计3.2.1钢结构体系住宅在平面及空间设计上的特点1.优点钢结构住宅通常为框架体系,结构体系与围护体系完全分开,两者相互独立,围护墙体可以根据需要灵活设置,建筑空间处理的任意性大大高于以墙体承重为主的传统住宅。

钢结构住宅设计研究-平面与空间设计成果

3.2 平面及空间设计

3.2.1 钢结构体系住宅在平面及空间设计上的特点

1.优点

钢结构住宅通常为框架体系,结构体系与围护体系完全分开,两者相互独立,围护墙体可以根据需要灵活设置,建筑空间处理的任意性大大高于以墙体承重为主的传统住宅。同时,钢框架由于刚度较大,结构构件均较为纤细,可以节约出更大的有效空间。

2.不足

框架体系在空间处理上也会有一定障碍。钢柱截面通常会大于墙体宽度,且形状(H型、箱型、圆形)无法做成混凝土框架结构中的异型柱,因而会突出墙面之外,对空间形状的完整性及家具摆放造成一定影响。框架梁会导致局部空间层高较低,对空间划分造成妨碍。纯钢框架结构考虑抗震而设置的侧向支撑,使房间墙体上门窗洞口的开设受到限制。

3.2.2 钢结构体系住宅在平面及空间设计中应遵循的原则

基于以上对于钢结构住宅空间结构特点的分析,在平面及空间设计中应遵循的原则是:通过建筑、结构、设备各专业的配合,达到平面及空间使用上最大限度的无障碍性。

一、居住空间

1.卧室

卧室的主要功能是满足家庭成员睡眠休息的需要。通常在一套卧室中有一间至数间卧室以满足家庭中数个使用对象的不同需要,又因为使用对象在家庭中的地位及使用要求的不同,把不同的卧室分为主卧室、次卧室、客房和保姆室等。在很多情况下,卧室的功能除了睡眠以外,还兼有梳妆、工作、学习、更衣等其他的功能空间。

卧室的空间要求主要是满足睡眠的需要,卧室之间不应穿越,卧室应有直接的采光、自然通风。其使用面积不应小于下列规定:

双人卧室为10m2;单人卧室为6m2;兼起居室的卧室为12m2

卧室的室内净高不低于2.4m,局部净高不应低于2.1m,且其面积不应大于室内使用面积的1/3。利用坡屋顶内空间作卧室时,其1/2面积的室内净高不应低于2.10m。

2.起居室

起居室的空间功能主要是满足家庭的公共活动,如团聚、会客、娱乐、休闲等需要,有必要的话,也可以把会客的功能单独列出来成为两个空间,使会客空间同其他功能各自独立,互不干扰。《住宅设计规范》中规定:

起居室应该有直接采光、自然通风,其使用面积不小于12m2

起居室内的门洞布置应综合考虑使用功能的要求,减少直接开向起居室的门的数量。起居室的布置家具的墙面的直线长度应大于3m。

起居室的室内净高不低于2.4m,局部净高不应低于2.1m,且其面积不应大于室内使用面积的1/3。利用坡屋顶内空间作起居室时,其1/2面积的室内净高不应低于2.1m。

二、厨房

住宅的厨房是指用于炊事的专用房间。其间有诸多的设备,使用率也非常高,同时在厨房内又会产生各种有害的或不宜的物质和气体。

我国在2003年颁布实施的《住宅设计规范》中对住宅的厨房设计规定:

采用管道煤气、液化石油气为燃料的厨房,净高不应低于2.20m,室内采暖温度为15℃。应设置炉灶、洗涤池、案台、固定式碗柜(或搁式、壁龛)等设备或预留其位置。在设计时为满足采光、通风及电气化的需要,厨房应有外窗或开向走廊的窗户,并要为排油烟和电炊具的使用创造条件。在住宅中,厨房的平面一般应为正方形或矩形,按照人们炊事劳动空间尺度和人体工程学的要求,厨房不能过于狭长,应有一个最小的宽度。由于住宅的厨房宽度与厨房内部各种设计的布置形式有关,所以不同的布置形式要求厨房的最小宽度也不同。

厨房是住宅生活设施密度和使用频率较高的空间部位,也是家庭活动的重要场所。购房者在住宅施工现场或样板间中查看住宅厨房的设计和附属设备时,可以依据国家颁布的《住宅设计规范》、《住宅房及相关设备基本参数》和《住宅厨房排气性能标准》等建筑法规,对厨房的面积、厨房设施的尺寸和空间的布置进行了解和核对。

三、卫生间

卫生间是住宅中一个重要的组成部分。它的主要功能是处理个人卫生,包括:便溺、洗浴、梳洗、洗衣、化妆等。现在我国卫生间的数量也从一个变成了多个的需求。

卫生间的设计同设备及人体尺度有着很大的关系。在设计卫生间的同时,必须考虑设备(便器、淋浴器、浴盆、洗面盆、洗衣机等)的尺度,保证在能布置下设备的同时,也要不影响人体活动的空间尺度。

《住宅设计规范》中规定:每套卫生间至少应设置3件卫生洁具,不同的洁具组合的卫生间的使用面积不应小于下列规定:

设便器、洗浴器(浴缸或喷淋)、洗面器3件卫生洁具的为3m2;设便器、洗浴器两件卫生洁具的为2m2;单设便器的为1.10m2

无前室的卫生间的门不应直接开向起居室或厨房。

卫生间不应直接布置在下层住户的卧室、起居室和厨房的上层,可布置在本套内的卧室、起居室和厨房的上层,并均有防水、隔声和便于检修的措施。

卫生间的室内净高不低于2.2m。

四、过道、前室、过厅、户内楼梯

过道、前室、过厅、户内楼梯是住宅套内使用的交通联系和缓冲过渡空间。在住宅中起着连接其他空间的作用。(www.daowen.com)

前室的作用是室内外空间的缓冲,隔声、防寒、分配空间。

过道和过厅是室内空间联系的枢纽。

户内楼梯既联系了上下层的空间,又有一定的美观作用,形式多样。

《住宅设计规范》中规定:套内过道净宽不宜小于1.2m;通往卧室、起居室的过道净宽不应小于1m;通往厨房、卫生间、储藏室的过道净宽不应小于0.9m,过道拐弯处的尺寸应便于搬运家具。

户内楼梯在设计时的净宽要求:当一边临空时不应小于0.758m;当两侧有墙时,不应小于0.9m。

五、阳台

阳台是居住者接受光照,吸收新鲜空气,进行户外锻炼,观赏、纳凉、晾晒衣物的场所。阳台一般有悬挑式、嵌入式、转角式3类。阳台的布置要求是适用、实惠、宽敞、美观。

封闭式阳台通常会被设计成书房、餐厅、卧室、健身房、娱乐区、储藏室等。装修时,要根据不同功能区的需要调整设计要点。

六、餐厅

现代家庭中,餐厅正日益成为重要的活动场所,能有一间设备完善、装饰考究的餐厅,一定会使居室增色不少。通常餐厅的形式主要有3种:独立式餐厅、厨房与餐厅合并、客厅或门厅兼餐厅。

七、储藏空间

随着住房条件的进一步改善,一般百姓的住房中也开始有衣帽间和储藏室的概念,并且把这两个看似不显眼的隐蔽空间,看作时尚家具的一个重要元素。

从以上的介绍可以看出,一套住宅的空间或平面功能组成有:卧室、起居室(客厅)、厨房、卫生间、餐厅、阳台、储藏室。其中由于卫生间、厨房是同上下水管道密切相连的功能用房,因而和楼梯间可以形成支撑部分。这种支撑体同结构、交通管道核心筒形成核心体,在住宅中的位置相对固定,其他的功能空间可以自由分隔,相对自由。

3.2.3 平面及空间处理手法

一、平面布置的灵活性

对住宅可变性的要求,更加积极促进了钢结构在住宅中的应用。一座住宅,如果结构的改变比较灵活,能适应技术设备更新及家庭成员变化的要求,无疑会获得更长的使用年限。根据结构可能变换的程度,平面布置的灵活性分为5个等级:

一级灵活性:分隔构件的变化、布置,如折叠式隔墙、作为空间分隔的家具等,这些可以任由房屋的使用者改变。

二级灵活性:空间隔墙的拆改,包括可移动的预制构件、可拆卸的隔墙。

三级灵活性:承重结构的改动,如:建筑物的加高、加固,为增大空间而拆除部分中间支撑,增加或改变楼梯的位置。

四级灵活性:除基础以外上部结构的全面改动。

五级灵活性:全部重建。

对于住宅而言,比较可行的灵活性应限制在前两种。大开间钢框架体系为内部非承重隔墙的改造提供了方便,但考虑到住宅中设备管线的分布,希望设计中要考虑集中布置的核心管井,而各入户管线应尽量埋设在楼板中,以方便隔墙的变动。

1.框架及开间、进深模数化、合理化设计

避免在平面空间中暴露框架结构的最好方法是将使用需要的墙体与结构梁柱布置在同一轴线上。应用于住宅体系的钢结构框架比较经济的柱网尺寸为6~7.5m,这一柱网尺寸结构柱截面约为300mm×300mm~400mm×400mm,梁高为300~350mm(1/20跨度),梁宽可控制在200mm以内,单根结构构件占用的建筑面积不至过大。对于住宅而言,这一尺寸通常可布置两至三开间的使用空间,如L+K、L+B、B+B、B+K+T,进深方向可布置L+T、B+D、B+T(S)等等,设计中应根据柱网设定分隔空间,尽量避免使用空间与框架柱网的交叉。

另一种做法是采用小开间柱网布置,即根据起居、休息每一使用空间尺寸而定结构柱网尺寸,这样可以保证使用空间的完整性,但由于住宅空间较小,导致结构柱网尺寸过密,难以发挥钢结构大跨度的优势。

2.合理调整梁、柱与围护分隔墙体的位置,以保证主要空间的完整性

通常居住者都希望房间规矩平整,没有梁、柱等突出物,但框架体系的梁柱截面不可避免地会宽于墙体厚度,建筑设计中常采用将隔墙置于框架梁柱一侧的方法,以保证主要空间(如起居室、卧室)的平整性,而将梁、柱尽量突出于次要空间中(如储藏室、卫生间、厨房等)。另一种做法是将柱子与墙体脱开,独立在外墙外侧,避免了结构柱对外墙内表面的干扰,同时还可行成别具一格的立面风格。

3.隐梁式结构体系

从结构体系入手,以改变结构构造方式来达到室内空间无梁,保证使用空间的完整连续性。具体做法是:将楼板搁置在结构钢梁的下翼缘,楼板的厚度等同于梁高。此体系为建筑空间的完整性提供了很大方便,但增加了结构体系的难度。首先为控制楼板的整体厚度,必须尽量减小梁高,以普通住宅2.8m层高为例,楼板厚度不应大于200mm,根据钢结构框架梁高跨比约1∶20,柱网跨度尺寸只能达到约4m×4m,这一柱网尺寸在开间方向上尚可,而进深方向上则无法满足使用需要,直接结果是要增加柱子。其次,钢梁打断了楼板的连续性,对抗震不利,也妨碍地面设备走线。为克服这一缺陷,有些设计在钢梁腹板上穿洞,将现浇层的钢筋通过开孔互相拉接,保证楼板整体性。钢梁腹板开孔的大小需经结构确认(洞口直径大于1/3梁高,需做局部加固),对楼板埋设管线的数量和管径会有限制。

4.利用框架梁柱设置管线夹墙

这是一种逆向思维的设计方式。采用加厚墙体,做双层夹墙的方法来隐藏结构构件。夹层墙体中可以通行管道,可以做保温隔声层。这种方式对于外墙和分户墙较为合适,用于户内隔墙,则会降低住宅使用率,同时还增加造价。

二、提供一次性精装修成品房

随着生活水平的不断提高,居民对居住质量的要求也越来越高,住宅装修成为绝大部分住户入住新居前一道必要工序。在建筑主体设计建造中,一次性考虑内部空间划分及装饰设计,不但能够隐藏暴露在外的结构构件,还可以避免居民入住后有可能对结构构件造成破坏,尤其对于钢结构构件防腐、防火保护层等易受到损坏的部分,住宅建设单位提供一次性交钥匙工程更具有现实必要性。经过建筑师的设计处理,原本对空间造成障碍的部位,反而变得层次丰富,方便实用,富有趣味性。

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