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玻璃房子
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房 屋 建 筑 学
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房屋建筑学论文
目录 1 房屋建筑学概论 1.1 建筑的定义 1.1.1 建筑物 1.1.2 构筑物 1.1.3 建筑三要素 1.2 建筑的分类 1.2.1 建筑按照使用性质不同，通常分为 1.2.2 民用建筑的分类 1.2.3 工业建筑的分类 2 房屋建筑与生态、节能相结合 2.1 生态建筑概述 2.1.1 国内房屋建筑发展的状况 2.1.2 当前生态建筑的设计内容 2.2 我国如何建筑生态建筑 2.2.1 中国要实现绿建筑需要解决六个问题 2.2.2 生态建筑与节能综合运用的技术策略 2.2.3 实例—青岛天人生态大厦 前言 本文论述了房屋建筑的内涵、 功能、 分类等， 阐述了生态建筑的内涵和特点， 并结合当今国内现状及发展趋势和需要解决的问题，就如何建造生态、节能及可 持续性的建筑进行了详尽论述。以一个具体的实例结尾并展望未来。 正文 1 房屋建筑学概论 1.1 建筑的定义 建筑：是建筑物与构筑物的总称，是人们为了满足社会生活需要，利用所掌握的 物质技术手段，并运用一定的科学规律和美学法则创造的人工环境。
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1.1.1 建筑物：供人们在其中生产、生活或进行其他活动的房屋或场所，即直接 供人们使用的建筑称为建筑物。例如：主宅、办公楼等。 1.1.2 构筑物：间接供人们使用的建筑称为构筑物。如水塔、蓄水池、烟囱、贮 油罐等。 1.1.3 建筑三要素 （1）建筑功能：是指建筑的使用要求。 ① 满足人体尺度和人体活动所需的空间尺度。 ② 满足人的生理要求。要求建筑应具有良好的朝向、保温、隔声、防潮、防 水、采光及通风的性能，这也是人们进行生产和生活活动所必须的条件。 ③ 满足不同建筑有不同使用特点的要求。不同性质的建筑物在使用上有不同 的特点，例如火车站要求人流、货流畅通；影剧院要求听得清、看得见和 疏散快；工业厂房要求符合产品的生产工艺流程；某些实验室对温度、湿 度的要求等等，都直接影响着建筑物的使用功能。 （2）建筑技术 建筑的物质技术条件是指建造房屋的手段。 包括建筑材料及制品技术、 结构技术、 施工技术和设备技术等，所以建筑是多门技术科学的综合产物，是建筑发展的重 要因素。 （3）建筑形象 构成建筑形象的因素有建筑的体型、立面形 式、细部与重点的处理、材料的彩 和质感、光影和装饰处理等等，建筑形象是功能和技术的综合反映。建筑形象处 理得当，就能产生良好的艺术效果，给人以美的享受。有
些建筑使人感受到庄严 雄伟、朴素大方、简洁明朗等等，这就是建筑艺术形象的魅力。 1.2 建筑的分类 1.2.1 建筑按照使用性质不同，通常分为 （1）民用建筑：指供人们工作、学习、生活、居住用的建筑物。 （2）工业建筑：指为工业生产服务的生产车间及为生产服务的辅助车间、动力 用房、仓贮等。 （3）农业建筑：指供农（牧）业生产和加工用的建筑，如种子库、温室、畜禽 饲养场、农副产品加工厂、农机修理厂（站）等。
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1.2.2 民用建筑的分类 （1）按使用功能分 ①居住建筑：如建筑、宿舍、公寓等； ②公共建筑：按性质不同又可分为 15 类之多。 a 文教建筑；b 托幼建筑；c 医疗卫生建筑；d 观演性建筑；e 体育建筑；f 展览建筑；g 旅馆建筑；h 商业建筑；i 电信、广播电视建筑；j 交通建筑；k 行 政办公建筑；l 金融建筑；m 饮食建筑；n 园林建筑；o 纪念建筑。如图 1.
图 1 居住建筑（左）公共建筑（右）
（2）按规模与数量分 ① 大量性建筑：指建筑规模不大，但修建数量多，与人们生活密切相关的分 布
面广的建筑，如建筑、中小学教学楼、医院、中小型影剧院、中小型工 厂等。 ② 大型性建筑：指规模大、耗资多的建筑，如大型体育馆、大型剧院、航空 港、站、博览馆、大型工厂等。与大量性建筑相比，其修建数量是很有限 的，这类建筑在一个国家或一个地区具有代表性，对城市面貌的影响也较 大。 （3）按建筑层数分类 ① 建筑建筑按层数划分为：1～3 层为低层；4～6 层为多层；7～9 层为中高 层；10 层以上为高层。 ② 公共建筑及综合性建筑总高度超过 24m 者为高层（不包括总高度超过 24m 的单层主体建筑） 。 ③ 建筑物高度超过 100m 时，不论建筑或公共建筑均为超高层。 （4）按承重结构的材料分类
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① 木结构建筑：指以木材作房屋承重骨架的建筑。 ② 砖（或石）结构建筑：指以砖或石材为承重墙柱和楼板的建筑。这种结构 便于就地取材，能节约钢材、水泥和降低造价，但抗害性能差，自重大。 ③ 钢筋混凝土结构建筑：指以钢筋混凝土作承重结构的建筑。如框架结构、 剪力墙结构、框剪结构、筒体结构等，具有坚固耐久、防火和可塑性强等 优点，故应用较为广泛。 ④ 钢结构建筑：指以型钢等钢材作为房屋承重骨架的建筑。钢结构力学性能 好，便于制作和安装，工期短，结构自重轻，适宜超高层和大跨度建筑中 采用。随着我国高层、大跨度建筑的发展，采用钢结构的趋势正在增长。 ⑤ 混合结构建筑：指采用两种或两种以上材料作承重结构的建筑。如由砖墙、 木楼板构成的砖木结构建筑
；由砖墙、钢筋混凝土楼板构成的砖混结构建 筑；由钢屋架和混凝土（或柱）构成的钢混结构建筑。其中砖混结构在大 量性民用建筑中应用最广泛。 （5）按建筑物等级划分 ① 按耐久性能划分等级：主要根据重要性和规模大小划分，作为基建投资和 建筑设计的依据分为四等，如表 1.
表 1 按耐久性能划分等级 耐久等级 耐久年限 一级 二级 三级 四级 100 年以上 50～100 年 25～50 年 15 年以下 适用范围 适用于重要的建筑和高层建筑，如纪念馆、博物馆、国家会堂等 适用于一般性建筑，如城市火车站、宾馆、大型体育馆、大剧院等 适用于次要的建筑，如文教、交通、居住建筑及厂房等 适用于简易建筑和临时性建筑
② 按耐火性能划分等级：决定与房屋主要构件的燃烧性能和它们的耐火极限。 分为：a 非燃烧体；b 燃烧体；c 难燃烧体。如表 2
表 2 建筑物的燃烧性能和耐火极限
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（6）按建筑结构的承重方式分 ① 承重墙结构：荷载通过墙体传给基础 ② 骨架结构：荷载由骨架传给基础 ③ 剪力墙结构：荷载通过抗水平剪切的钢筋混凝土墙体传给基础 ④ 筒体结构：荷载由四周围合的钢筋混凝土墙体传给基础 ⑤ 空间结构：大跨度、大空间建筑中屋盖采用的特种结构形式
图 2 高层建筑中加强房屋刚度的墙体和筒体示意
1.2.3 工业建筑的分类 （1）按用途：主要生产厂房，辅助生产厂房，动力用厂房，储藏类建筑，运输
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工具用房，其它。 （2）按层数：单层厂房，多层厂房，混合层数厂房。
2 房屋建筑与生态、节能相结合 2.1 生态建筑概述 2.1.1 国内房屋建筑发展的状况 原始人类为避寒暑风雨，预防虫蛇猛兽的袭击，住住山洞里或树上，这就是 原始社会的“穴居”(图3)和“巢居”(图4)。在漫长的历史进程中，人们的居住
图3 适合黄土地带的穴居的发展过程(中国建筑史插图)
条件的要求也越来越高，经过不断进化，古人开始营建房屋。据考古发掘证明，
图4 适合沼泽地带的巢居的发展过程(中国建筑史插图)
我国最早的房屋建筑生产于距今约六七千年前的新石器时代， 当时的房屋主要有 两种： 一种足以陕西西安半坡遗址为代表的北方建筑模式——半地穴式房屋和地 面房屋(图5)：一种是以浙江余姚河姆渡遗址为代表的长江流域及以南地地区的 建筑模式——干栏式建筑。
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图5 西安半坡遗址2号大房子(网络资源)
人类的房屋模式，不仅受人们生活方式的影响，更受到社会经济发展和科学 技术进步的影响。到了近代，随着时代的不断进步，建筑建筑的舒适度也不断提 高：从老少同居
一室到隔代分室；从食寝合一到食寝分离；从起居不分到起居分 离：到关注室内的卫生、日照、通风、选用绿环保材料等。但目前建筑建筑在 提高舒适性的同时，很多大面积、大能耗的设计造成了资源的浪费，这与国内资 源短缺的实际相背离， 因此提高建筑舒适性应该在提高面积利用率和节能环保上 多下工夫。 进入新世纪，生态建筑的功能划分要更加明晰，更加注重人性化设计，把各 种生态能源同建筑结合起来，把几千年来人类居住、遮风挡雨、避寒暑的简单场 所，发展成为具有独立能源、自我循环式的新型建筑，这将是人类进步和社会、 科学技术发展的必然要求。 2.1.2 当前生态建筑的设计内容
图6 流水别墅—住宅与环境相协调的典范之作
生态建筑又可以称作是绿建筑、可持续建筑。生态建筑涉及的面很广, 是
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多学科、多工种的交叉, 是一门综合性的系统工程。生态建筑空间设计是指在遵 循生态平衡及可持续发展的设计原则下，综合运用当代建筑学、建筑技术科学、 生态学、 美学及其它科学技术的成果， 对建筑的室内外空间环境进行设计、 组织， 创造一种舒适、健康、高效和美观的建筑形式。生态建筑环境的设计不仅涉及到 自然环境，如空气、水体、土地、绿化、动植物、能源等要素，也涉及到建筑周 边的人文环境和社会环境。 （图6） 2.1.3 生态建筑的特征 随着城市现代化的发展，生活节奏的加快，人们在室内工作和生活的时间越 来越长，居住空间的环境设计也越来越引起人们的关注。在这一趋势下，生态环 境艺术设计也更多的涌入人们的生活环境当中． 例如建筑本身的选材、 建筑庭院、 室内、 阳台和屋顶花园的设计等。 生态环境艺术设计在改善环境质量、 空间感觉、 视觉审美及满足人们返朴归真的愿望等方面都起着不可替代的作用(图7)。 因此，随着人们对生态建筑认识的不断加深，生态建筑的建设应该具有以下 特征： （1）健康 生态住宅也称“健康住宅” 。生态住宅的总体布局、空间组合、房屋构造、 能源的利用、节能措施、绿化系统以及生活服务配套的设计，都必须以改善及提 高人的生态环境、生命质量为出发点和目标。
①叠水景墙 ③玻璃平台 ⑤ 叠水 ⑦木平台 ⑨木拱桥 ⒀木坐凳 ⒂块石汀步 ⒄净手钵 ②休闲桌椅 ④小木桥 ⑥叠水汀步 ⑧白沙石 ⑩汀步 ⒁花坛 ⒃大理石铺底 ⒅石灯笼
⑾休闲木平台⑿休闲桌椅
⒆特植物组景
图7 体现休闲功能的屋顶花园设计(网络资源)
生态建筑空间环境首先要因地制宜的满足人体的舒适性，如适宜的温度、湿 度以满足人体
本身的需要。此外，生态建筑建设还应有益于人的身心健康，如充
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足的日照、良好的通风以及无辐射、无污染的室内装饰材料等。在具体设计上， 要注重绿化布局的层次、风格与建筑物要相互辉映，注重不同植物各方面的相互 补充与融合。另外在心理方面，生态建筑既要保证家庭生活所需要的安全性、私 密性，又要满足邻里交往、人与自然交往的要求。 （2）高效 高效是生态建筑的核心内容。 所谓高效， 是指尽可能充分的利用资源和能源， 特别是对不可再生资源和能源的利用。 传统的建筑业以及与建筑业相关的其它产 业消耗了大量的能源和资源，严重影响了社会经济的可持续发展。而生态环境艺 术设计正是要转变这种粗放型的发展模式， 走可持续发展的道路， 以最少的能源、 资源成本去获取最高的效益，维护生态系统平衡。
图8 装饰造型体现严谨的科技美感
（3）美观 美观是生态建筑不可或缺的灵魂。生态建筑与自然环境和谐不仅体现在能 量、物质方面，同时也体现在精神境界方面，包括与自然景观的融合，与社会文 化相融合等。从环境艺术设计的角度
来看，生态建筑的设计没有固定的可套用的 模式，它是诸多专业相互协调、综合作用的设计成果。生态环境艺术设计尊重建 筑材料固有的性能，最大限度的发挥其美学特征，从不矫揉造作．有时体现出精 确严谨的科技美，有时又能体现出纯朴自然的生态美(图8)。 2.2 我国如何建筑生态建筑 2.2.1 中国要实现绿建筑需要解决六个问题 中国对绿建筑的探索源于上世纪七十年代， 从当初的空白到如今已制定了
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国家绿建筑评价标准及其实施细则，可谓发展迅速。但清华大学建筑设计学院 院长秦佑国分析指出，在中国发展绿建筑必须考虑中国国情，中国绿建筑设 计必须做到三条：首先，要因地制宜选用适宜的技术；其次，要兼顾全局利益与 局部利益，重要的是调动众的积极性；再次，关注普通建筑而非高标准和高技 术的“示范” ，并选择被动式的技术，适合实际需求。 针对中国国情，他提出出中国要实现绿建筑需要解决六个问题： 第一，节约土地要考虑“生态足迹（foot print） ”和土地生态价值。普遍 意义上的土地节约只是面积上的，现在的概念应该考虑到“生态足迹（foot print） ”和土地的生态价值。减少foot print即减少人均占用资源的总量，这与 国家在2006年6月1日提出的“70%的住宅建筑在90平米以下”的标准有着相似的 意义。应该提倡通过土地利用，尤其是对荒地，劣地，废弃土地的开发利用，提 高土地的生态价值，而不是
“建设性破坏” 。 第二，能源问题。首先是大力减少建筑能源消耗，另一方面，解决能源问题 应该从能源结构上入手。中国目前的能源结构还是要以燃煤为主，石油和天然气 必须慎用， “煤改电” “煤改气”应该慎行，还应该开发新的能源：太阳能、地热 能等等。 第三，采用新的采暖设备技术（如电采暖）应与围护结构热工性能设计相结 合。围护结构是耗能的主体，在应用新的技术设备时，充分考虑到外维护结构的 材料和设计，才能真正达到节能效果。 第四，建筑寿命问题。建筑寿命不仅仅是牢固，更需要有前瞻性、适应性， 适合未来发展，这主要在设计中体现。而现实的情况是，许多建筑往往还未达到 其使用寿命即被拆除重建，造成了巨大的资源浪费。 第五，二次装修问题。许多业主习惯把刚建好的新房重新装修，这样造成了 材料上、资金上浪费，甚至在建筑安全上也埋下巨大隐患。 第六， 绿建材问题。 粘土砖以其就地取材的便利和价格的便宜被广泛使用， 但由于中国有限的土地面积，已被国家限制使用。木材本来使一种很好的绿建 材，由于滥砍滥伐使我国森林资源难以为继，并且造成生态破坏，所以被限制使 用。类比之下，加拿大和北欧等以木材建筑为主的国家，他们的木材已形成了投 入产出的良性循环，可以大量使用。混凝土材料在中国的国情下还不得不大量的
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使用，但其并不是绿建材，损毁和拆除后难以再利用和自然降解。四川地震后 堆积如山的破碎混凝土成了建筑垃圾，其处理和再利用将是一个巨大的难题。 2.2.2 生态建筑与节能综合运用的技术策略 一般来讲, 生态是指人与自然的关系, 那么生态建筑就应该处理好人、 建筑 和自然三者之间的关系, 它
既要为人创造一个舒适的空间小环境(即健康宜人的 温度、湿度、清洁的空气、好的光环境、声环境及具有长效多适的灵活开敞的空 间等) ; 同时又要保护好周围的大环境——自然环境 (即对自然界的索取要少、 且对自然环境的负面影响要小)。这其中, 前者主要指对自然资源的少费多用, 包括节约土地, 在能源和材料的选择上, 贯彻减少使用、重复使用、循环使用以 及用可再生资源替代不可生资源等原则。 后者主要是减少排放和妥善处理有害废 弃物(包括固体垃圾、污水、有害气体) 以及减少光污染、声污染等等。对小环 境的保护则体现在从建筑物的建造、使用, 直至寿命终结后的全过程。以建筑设 计为着眼点, 生态建筑主要表现为: 利用太阳能等可再生能源, 注重自然通风, 自然采光与遮阴, 为改善小气候采用多种绿化方式, 为增强空间适应性
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