浅谈建筑设计教学楼中的应用

李国忠

摘要：随着我国教育事业的迅猛发展，全国各地的建设也进入了一个新的发展阶段。因教学楼在整个学校中的特殊地位，故备受关注。因而教学楼的设计成为一个很值得研究的课题。文章通过某教学楼建筑的设计，提出自己的几点观念与大家共同探讨一下。

关键词：建筑设计；教学楼；应用；立面设计

中图分类号：TU2 文献标识码：A

引言

现代建筑的不断发展, 高度发达的科学技术是基础。不论是大跨建筑, 还是离层建筑、自由设计概念建筑，不论是作为单一用途的高层公寓、办公室、学校或医院，还是作为规模较大的综合使用系统，其设计都需要建筑师、结构工程师与材料加工、建筑施工等各种专业相互配合，共同努力，协作完成。

1.某教学楼背景概况

某教学楼是集教学、科研、实验为一体的景观建筑，该建筑主体长168m,高43.9m,二类高层,总建筑面积为3.8万平方米,地下一层,地上九层,框架结构,局部十一层,耐火等级二级,使用年限50年。

2.标准层设计

按竖向空间积层的相同楼层即构成了高层建筑意义上的标准层。高层建筑标准层的平面布局和空间组织不仅关系到高层建筑主体的大部分乃至绝大部分面积,而且决定着高层建筑形体的造型艺术效果。

2.1标准层空间构趣式

标准层主要由两部分构成。一部分称为“壳体”,包括建筑的主要使用部分;另一部分称为“核体”，包括楼梯、电梯、设备用房、辅助用房、管井等集中布置,竖向对齐、贯通,并与相应的结构形式结合形成坚强的“核心”,用以抵抗巨大的风和地震侧移。

该教学楼标准层核体布局模式为独立集中式。由于该方案是教学楼, 从使用功能出发, 要求高层建筑的标准层有良好的采光、交通流线以及和教学、科研、实验等功能相适应的空间划分, 同时避免相互干扰。“集中式”布置方式就是适应高层建筑的这些要求的一种典型方式。

2.2标准层空间平面设计

该教学楼属板式高层,线型公共走廊,采用细胞型办公空间,进深适中。公共空间部分,门厅与公共交通结合,方便了人员的疏散。底层部分架空,一方面令使用空间疏密有致,另一方面也有利于校园总体交通组织。高大的门厅成为共享空间,营造良好的学习交流氛围。

办公单元部分,细胞型办公空间令使用者得到较好的私密性,但各个房间之间缺乏联系,不利于集中管理。可将部分连续单间组合成较大空间的房间, 以满足使用功能要求。

3.结构选型与概念设计

结构骨架是高层建筑成立的根本所在。作为建筑师必须对结构在平面中的表现方式、结构对建筑功能组织和平面布局的影响、不同结构类型的不同特性和适用范围等结构概念有较清楚的了解。

3.1建筑结构体系选型分析

高层结构受力遵循尺度与平方-立方定律,竖向荷载对结构设计产生重要影响, 但水平荷载却往往起着决定性的作用。随着建筑层数的增多、建筑高度的增加, 水平荷载更加成为结构设计的控制因素。高层建筑的抗震设计要求“小震不坏、大震不倒”在保证足够的强度、刚度和延性的同时, 还要考虑经济性的要求。

分析对象属二类高层, 总建筑面积为3.8万平方米, 地下一层, 地上九层, 局部十一层, 建筑主体长168m ,高43.9m 。结构体系选型采用框架体系中框架纵横向布局。整个结构的纵向和横向全部由框架单一构件组成的体系, 框架既负担重力荷载, 又负担水平荷载。柱网8.0米×8.0米, 净高3.6 米, 进深8.0米, 进深适中, 采光、通风好。

3.2建筑结构体系概念分析

高层结构设计时应注意高宽比、长宽比及竖向形体三方面的控制。形体比例太细长时, 刚度小, 在风、地震侧应力作用下弯曲变形大; 标准层平面形状应简单、规整, 以保证刚度均勾、减少因偏心而造成的扭转; 建筑体形应力求规则、均勾、连续。尽避免夹层、错层、抽柱、过大的外挑与内收。

分析对象建筑主体长92.9 m ，高43.9 m ，宽23.1 m ，高宽比为2.12 <4, 长宽比4.02 < 6,从剖面上得出上部收进立面变化率: b/B 大于0.75 。设计值均在通常采用的数据之内。

4.防火设计

高层建筑防火设计是高层建筑设计最重要的内容之一。高层防火设计中, 应将人员的生命安全放在首位, 立足以防为主, 防火与灭火相结合, 充分发挥大楼内部自救设施的作用, 力求措施严密、设备完善、技术先进、使用方便、安全可靠、经济合理。

教学楼楼建筑高度为43.9m , 二类高层。主楼和副楼之间设穿过建筑主体的消防通道, 宽7.1m,通道之间的距离为54m<80m。采用双面布房, 带型走道净宽2.3 m 。建筑内依规定划分了防火分区, 设置了防烟楼梯间, 消防电梯, 防火卷帘。公共疏散门均向疏散方向开启。

5.设备系统

该教学楼楼地下层设置了变配电房、消防水池。照明部分考虑到安全疏散、实验室等应急照明, 并设置了单独的节日照明。空调线路设置方面, 将部分有特殊需求的实验室考虑进去, 单独设置了加强排风设备。

6. 立面与造型

高层建筑的体量巨大, 体现了建筑的力度和气魄, 是人们视觉关注的中心。高层建筑形体造型设计不仅要为人们创造能满足生理与心理需要的良好形象, 还要使它成为城市环境中的重要角色。高层建筑设计时, 不能只单单重视建筑本身的立面造型的创造, 而应以人的尺度为参考系数,充分考虑人观察视点、视距、视角, 和高层建筑使用亲近度, 从宏观的城市环境到微观的材料质感的设计都要创造良好的尺度感。

6.1立面设计

建筑立面构图的基本规律应注意统一与变化、均衡与稳定、对比与微差、韵律与节奏、比例与尺度。教学楼主立面竖向比例划分为3：5 ：1, 立面横向比例划分为7：3：7 。立面开窗采用平开窗和玻璃幕墙相结合的形式, 比例统一协调。

6.2造型设计

从平面上看，建筑切合地形，主楼与副楼搭配得当，平面舒展。

高层主体设计总则：整体性、简洁性、易识别。高层不论从功能上或从整体形式上,一般可明显地划分出三部分: 楼下部(脚)、楼主干(身)、楼顶部(头)。三部分有不同的功能和艺术形象特征，如果在设计中善于变化楼的各段之形体, 并把握住整体关系, 则可创造出异常丰富的高层建筑形体。

教学楼在设计时，主体建筑采用矩形, 纯几何体, 色彩淡雅, 简洁而明快。同时考虑融入中国古典造型坡屋顶, 出挑深远, 形成极富韵律的层次感。

7.结束语

近几年随着社会经济的发展以及国家对教育投资的提高，教学楼的设计和修建都有了质的增长。教学楼的外观更加多样，内部结构更加科学，设备更加完善，在为教学楼设计时，建筑师的设计不仅受通常摩天楼封闭形式的制约, 而且需要有效地使用材料, 还必须遵循有关抗震、防火和设备等多种要求。只有通盘考虑各项构成要素, 才能取得最优的设计，才能为我国的教育事业发展提供了第一推动力。

参考文献

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