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如何确定房间高度和剖面形状

【摘要】:房间高度与人体的高度存在很多关系。但对一些室内人数较多、面积较大且具有视听等使用活动特点的房间的高度和剖面形状,则需要综合许多方面的因素才能确定。除了上述视线和音质方面的要求对房间剖面设计产生影响外,另外如体育活动、电影放映等其他使用特点都会对房间的高度、体积和剖面形状有一定影响。图4.11是设有气楼的厨房剖面形状和通风排气情况。

房间剖面的设计,首先要确定室内的净高。

净高是指房间内楼地面到该房间顶棚或其他构件底面的高度。房间高度恰当与否将直接影响房间的使用和空间效果。由于房间使用要求各不相同,面积大小各异,因而对高度的要求也不一样。室内净高和房间剖面形状的确定,主要应考虑以下几个方面的要求:

(1)房间的使用活动性质及家具设备的要求

房间的高度必须要满足其使用活动性质,同时满足摆放家具设备的要求。

房间高度与人体的高度存在很多关系。最小高度应该满足人进入室内不致触到顶棚,因此房间的净高不宜低于2.2m(图4.2(a))。同时根据房间内人的使用活动特征,对于房间的净高要求也有变化。对于面积不大又无特殊使用要求的生活用房间,如住宅的客厅、卧室等,由于室内人数少、房间面积小,从人体活动的尺度和家具布置等方面考虑,其室内净高可以低一些,一般为2.4~2.9m(图4.2(b));宿舍的寝室使用人数比住宅的卧室稍多,同时有可能设置双层床,因此其净高应比住宅的卧室稍高,一般为3.0~3.3m(图4.2(c))。学校的教室等学习用房,由于室内人数较多,房间面积更大,根据房间的使用性质和卫生要求,其房间的净高也应更高一些(图4.2(d))。《住宅设计规范》(GB 50096—2011)明确规定住宅层高控制在2.8m以下,并应保证各房间室内净高,其中:卧室、起居室的室内净高不低于2.4m,其室内梁底或吊柜底局部净高不低于2.1m,但面积不得超过该房间室内空间的1/3,利用坡屋顶内空间作卧室或起居室时,其1/2面积的室内净高不应低于2.1m;厨房、卫生间的室内净高则不应低于2.2m。

图4.1 房间的净高(H1)与层高(H2

图4.2 房间的使用要求和其净高的关系

剖面形状的确定,也应基于房间的使用要求,同时充分考虑家具设备的布置。矩形剖面简单、规整,便于竖向空间的组合,容易获得简洁而完整的体型,同时结构简单、施工简便,故而为大多数房间所采用。但对一些室内人数较多、面积较大且具有视听等使用活动特点的房间的高度和剖面形状,则需要综合许多方面的因素才能确定。

阶梯教室、剧院观众厅、体育场馆比赛大厅等房间,对视线有要求,因此对室内地坪的剖面形状就有一定的要求。为了保证有良好的视线质量,即从人们的眼睛到观看对象之间没有遮挡,就需要进行视线设计,使室内地坪按一定的坡度变化升起(图4.3)。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,同时第一排座位的位置、排距等对地面的升起坡度也有影响。地面升起形状的变化,反过来也会对剖面室内的净高也产生对应的影响。

图4.3 视线对室内地坪坡度的要求

影剧院大厅等房间对有音质要求,因此对天棚的剖面形状有一定要求,尽量避免采用凹曲面和拱顶,使声音能均匀反射,从而获得较好的音质效果(图4.4)。

除了上述视线和音质方面的要求对房间剖面设计产生影响外,另外如体育活动、电影放映等其他使用特点都会对房间的高度、体积和剖面形状有一定影响。图4.5(a)所示为游泳跳水厅的剖面情况,图中把跳水台上空局部提高以满足跳水比赛要求。图4.6(b)所示为电影院观众厅的剖面情况,提高放映室,以满足放映要求。

图4.4 音质要求和剖面形状的关系

(2)采光、通风的要求

房间的采光和通风情况,直接影响到房间使用舒适度,对剖面的形状设计也有一定的要求。

采光的主要参数为照度,指单位面积上所接受可见光光通量,即物体被照亮的程度。室内天然光线的强弱和照度是否均匀,除与平面图中位置及宽度有关外,还与窗的高低有关。窗上口的高度与房间的进深大小关系很大,进深越大,窗上口距楼地面的距离就越高,从而房间的净高也应高一些,这样才能保证室内远离窗的地方有充足的光线。当房间采用单面采光时,窗上口距地面的高度通常应大于房间进深长度的1/2(图4.6(a));当房间进深大于8m时,如有可能,最好采用双面采光。当房间为双面采光时,则窗上口距楼地面的高度应大于房间进深长度的1/4(图4.6(b))。采用双面采光,一方面高度仅为进深的1/4;另一方面,双面采光照度(图4.6(d))比单面采光照度(图4.6(c))更均匀。

窗户位置对于采光和通风也有很大影响。为了避免在房间顶部出现暗角,窗上沿距房间顶棚的距离应尽可能留得小一些,但应考虑房屋的结构和构造要求,即满足窗过梁圈梁的必要尺寸。

图4.5 房间使用活动特点和剖面形状的关系

图4.6 采光要求的房间高度与进深的关系

窗台的高度则主要根据室内空间的使用性质、人体尺度、家具和设备等因素来确定。一般民用建筑中的生活和学习用房,窗台宜高出桌面100~150mm(图4.7),故窗台的高度常采用900~1 000mm。幼儿园建筑应结合儿童尺度,其窗台高度常采用600~700mm。而一些疗养和风景区建筑,为便于观赏室外景色,常降低窗台高度或做成落地窗。凡窗台低于900mm高的情况,为安全起见必须设置有效的防护措施。

对单层房屋中进深较大的房间,为改善室内采光条件,常在屋顶设置各种形式的天窗,使房间的剖面形状具有明显的特点。如大型展览厅、室内游泳池等建筑物,都常以天窗的顶光,或顶光和侧光相结合的布置方式以提高室内采光质量(图4.8、图4.9)。图4.9为不同天窗的剖面形状。

图4.7 窗台高度与人体、家具的关系

图4.8 展览厅的天窗和高窗

图4.9 天窗的各种剖面形状(www.chuimin.cn)

房间的通风要求、室内进出风口在剖面上的高低位置,也对房间的净高有一定的影响。温湿和炎热地区的民用房屋,利用空气的气压差对室内组织穿堂风,如在室内墙上开设高窗,或在门上设置亮子,使气流通过内外墙的窗户组织室内通风(图4.10(a))。南方地区的一些商店,也常在营业厅外墙橱窗上下的墙面部分加设通风铁栅和玻璃百叶的进出风口以组织室内通风,从而改善营业厅的通风和采光条件(图4.10(b))。

图4.10 房屋剖面中的通风情况

一些房间,如食堂的厨房,其室内高度应考虑到操作时,能尽快地散发大量蒸汽和热量至室外,故这些房间的顶部常采用设置气楼的方式来解决通风问题。图4.11是设有气楼的厨房剖面形状和通风排气情况。

图4.11 设有气楼的厨房剖面及通风排气情况

(3)结构类型的要求

不同的结构类型对房间的剖面设计也有影响。

在房间的剖面设计中,梁、板等结构构件的厚度,墙、柱等构件的稳定性,以及空间结构的形状、高度等对剖面设计都有很大的影响。

在砖混结构中,钢筋混凝土梁的高度通常为跨度的1/12左右,其梁的断面形状对房间的净高有一定影响。例如,在预制梁、板的搭接处,当采用矩形断面的梁时,由于梁底下凸较多,楼板层结构厚度就较大,这就降低了房间的净高(图4.12(a))。如改用花篮梁的梁板搭接方式,其楼板结构层的厚度就相应减小,在跨度、层高不变的情况下,就提高了房间的净高(图4.12(b))。在墙体设计时,承重墙由于受墙体稳定的高厚比要求,当墙厚不变时,其房间的高度就受到一定的限制。

图4.12 梁、板的搭接方式对房间净高的影响

在框架结构中,由于改善了构件的受力性能,能适应空间高度较高要求的房间,但此时也要考虑柱子断面尺寸和高度之间的细长比要求。

空间结构是另一种结构系统,高度和剖面形状多种多样,常用于当房间的跨度很大(>35m)时。如大型体育馆的比赛大厅,其跨度可达100m以上,要覆盖这样大的空间,如果仍采用桁梁,其结构相当复杂,材料用量很大,且外形很不美观,因而宜选用空间结构体系,如壳体、悬索、网架等结构形式。选用空间结构时,应尽可能和室内使用活动特点所要求的剖面形状结合起来。图4.13(a)为薄壳结构的体育馆比赛大厅,设计时考虑了球类活动和观众看台所需的不同高度;图4.13(b)为悬索结构的电影院观众厅,将电影放映、银幕、楼座部分的不同高度要求和悬索结构形成的剖面形状结合起来。

图4.13 剖面中结构选型和使用活动特点的结合

(4)设备设置的要求

建筑中对房间高度有一定影响的设备布置主要有顶棚部分的嵌入或悬吊的灯具、顶棚内外的一些空调管道以及其他设备所占有的空间位置。图4.14为具有下悬式无影灯时,医院手术室内必要的净高;图4.15(a)为电视演播室顶棚部分的送风、回风管道以及天桥等设备所占有的空间位置示意;图4.15(b)为剧院观众厅中的灯光要求和舞台吊景设备等所需要的观众厅、舞台箱的高度以及它们的剖面形状。

图4.14 医院手术室中照明设备和房间净高的关系

图4.15 照明、空调等设备布置对房间高度和剖面形状的影响

(5)室内空间比例要求

室内空间长、宽、高的比例,常给人以不同的精神感受。宽而低的房间通常给人压抑的感觉,狭而高的房间又会使人感到拘谨,同时,人们视觉上看到的房间高低,通常具有一定的相对性,即它和房间本身面积大小、室内顶棚的处理,以及窗户的比例等有关。面积不大的生活空间,在满足室内卫生要求的前提下,高度低一些会使人觉得亲切,一些宽度较小的过道,降低高度后感到比例恰当(图4.16)。公共活动的房间,常结合房屋的屋顶构造和使用要求,局部改变顶棚的高度,使室内的空间高度有一定对比,以突出主要空间,使其显得更加高些(图4.17)。同样面积和高度的房间,由于窗户的形式和比例不同,也给人们以室内空间高度不同的感觉(图4.18)。

图4.16 宽度较小的过道降低高度感到比例恰当

图4.17 局部改变房间顶棚高度以取得对比效果

图4.18 窗户的比例不同显得房间的高度也不同