1、1大空间建筑的设计及相关技术应用【摘 要】 大空间建筑是时代发展对居住环境的追求，传统的小空间结构形式不能适应大空间、大跨度的需要，本文对大空间从设计理念、新型结构形式及轻质隔墙应用进行了分析探讨。 【关键词】 大空间建筑；设计特点；大空间结构设计；剪力墙结构；轻质隔墙 【中图分类号】 TU74 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2011）01-095-03 Large space building design and related technology application 【Abstract】 The large space is the time to pursu
2、e development on the living environment, the traditional structure can not meet the small space a large space, the needs of large span, the paper design concept from a large space, the new structure and the application of a light partition Analysis and Discussion. 【Key words】 Large space building； D
3、esign features； Large space structure design； Shear wall structure； Light partition wall 2目前住宅建筑工程普遍采取的大空间建造形式，是时代发展中人们对居住环境的追求，由于建筑结构形式的增大，使得传统的小空间结构形式不能适应大空间、大跨度的需要，文中对大空间从设计理念、新型结构形式及轻质隔墙应用进行了分析探讨。 1 大空间住宅建筑设计问题 1.1 大空间住宅的提出。大空间住宅，是指相当于一般的普通住宅，具有空间较大、空间宽阔，并可实现住宅内空间灵活、自由分隔特征的住宅类型。大空间住宅，实质上是遵循和充分体现
4、了将住宅分为“撑体”和“分隔体”两大部分的住宅设计思想。所谓“支撑体” ，是指住宅的支承骨架，主要是由承重墙（含非承重外墙） 、楼屋面板、楼梯等结构部分组成，由他们围合所谓“屋壳” ，共同界定了住宅内部空间。而“分隔体”是则由轻质内隔墙以及可起到风隔空间作用的家具等组成，他们的主要作用是将屋壳内的住宅空间划分成为各种功能的和大小不同使用空间。这种所谓“支持体理论”的提出和发展，实质上使住宅设计及其建设进入了一个新的阶段，设计师和房地产开发商只需向住宅用户提供支撑体“屋壳” ，而可以由用户根据自己的需要，进行合理的空间分割与装修。 1.2 大空间住宅设计的特点。大空间住宅类型之所以被市场认可、接
5、受和欢迎，主要的原因还是在于大空间住宅有着自身一些独特的优点：空间尺度的扩大化；住宅空间的灵活可变分隔；层内任意划分个套面积；创造底层开放的商业、会所及配套服务空间；创造车位充足的地下车库；减少公摊面积和成本费用。 31.3 大空间住宅设计理念的发展。现今的住宅设计领域，已经有众多的设计者和研究者涉足大空间住宅领域，并逐渐形成了一些较为完善和系统的大空间住宅设计理念。大空间住宅设计理念的根本出发点是在 “以人为本”的原则和宗旨之上的，认为住宅既然是商品的一种，住宅设计就应紧密贴合居住者的生活习惯和行为模式。大空间住宅设计理念所追求的是以最简单的概念设计达到最大的空间弹性，并强调人要掌控空间，而
6、非由空间来支配人。所以对于住宅而言，无论面积大小，都应该由人的需求来主导空间，由空间服务于人的需求。大空间住宅设计理念要否定“住宅是居住的机器”这样的观点，现代普通住宅的设计理念倾向于让居住者与自然、甚至是物质的自我隔离开来，这是一种人为的隔离，忽视了人与周围城市之间存在的“内在性”和“非物质性”的东西。基于这些，大空间住宅设计理念更注重住宅的空间感和空间特性，注重住宅的内在的精神，强调空间的“不确定度性” ，强调空间和物体的灵活性与多变性，强调住宅的亲密感、隐私性、自发性与弹性的本质，组合各种居住的可能性、赋予空间全新的表现形式，提出一种满足最大弹性空间要求的简单设计。 1.4 大空间住宅设
7、计 LOFT 住宅设计与开发。近些年来，一种“LOFT”住宅在我国多个城市悄然兴起，并得到了较好的发展和较高的市场认同度。所谓“LOFT”出自美语，原意是指工厂或仓库的楼层，现在在大空间住宅设计中，特指那些没有内墙隔断的开敞式平面布置住宅，有些人也称之为“STUDIO”或“APARTMENT” 。LOFT 住宅体现有两大特点：一方面是大空间住宅的基本特性，即创造没有内墙隔断，的开敞式平面4布置住宅，即所谓“大空间” ，主要结构特点在于在建筑中采用剪力墙，只有单元四周的外围护墙承重；而单元内所有的分室隔墙和不承重的轻体墙体，全部可以拆除。LOFT 住宅单元空间具有流动性，即户型内是无障碍的，除了
8、卫生间和厨房因管线关系不可以改动外，整个户内没有隔断，住户可对所有空间自由组合、进行重组，也就具有了变化多端的个性，有些家具可以带轮子，以方便随时移动，这些使得 LOFT 住宅在房产市场占有了“百变家具”的名誉。另一方面则是 LOFT 住宅的特有优势，即 LOFT 住宅一般层高较高，层高可相当普遍住宅的一层半甚至两层，目前住宅市场上的 LOFT 住宅一般层高可达 4.65.4m，可供住宅业主根据自身需求架设隔层变为复式户型，而客厅一般做成双层挑空的效果，这样的 70m2 的户型可做到三室一厅或者两室两厅甚至更多房间及其组合，可利用的空间也变得更加多，性价比大大增强。在横向空间与纵向空间均强调宽
9、敞与灵活的基础上，LOFT 住宅充分体现着当代居住空间的前卫特征，即：透明性-过去住宅大都强调私密性，过着与外界似乎隔离的生活，但 LOFT 却十分开放，以大落地玻璃窗为主，绝少遮挡，强调与社会一同生活；开放性LOFT 住宅不但可以平面组合，也可立体组合，真正做到了空间的流动性和全方位组合；个性化LOFT 住宅的空间预留特征可谓发挥到了一种极致，让不少注重个性和创意的年轻人兴奋不已，LOFT 也因此被称为“魔幻空间” 。在 LOFT 住宅中，还提倡可以用家具代替墙壁。在住宅大开间中利用家具作为墙壁，可以把家具“化明为暗” ，突出其使用功能，将家具的装饬作用降到最低，从而从另一方面降低家具的造价
10、。而使用家具作为功能性空间的分隔，还可以提高住宅的利用5率，无形中增加了房间的使用面积，而且使室内的装束风格显得简洁。LOFT 这种概念的建筑形式和其它的大空间住宅一样，充分体现了“以人为本”的设计思想，诠释了更具张扬个性的家具的概念。户主和设计师不再会受到原有建筑格局的限制，可以充分发挥自己的想象力将空间重新划分，因此这种住宅在家庭装修的设计、施工和选材，以及家具和装饰品的选用等方面，都和传统的住宅有所不同。由于涉及住宅面积计算等规范问题，某些城市对 LOFT 住宅开发有所限制，但这并不影响 LOFT住宅在大空建筑在设计中的特色优势和独特功能。 2 大空间住宅结构设计 大空间住宅在结构布置上
11、有其鲜明的特点。大空间室内无承重横墙，在开间和进深两个方向都具有灵活性；分户墙和承重墙合一，以保证分户墙的坚固性和隔音性能；户内厨房、卫生间相对固定，其他使用空间可灵活布置，正是由于上述平面布局上的特点，决定了大空间结构不同于一般多层小空间住宅的布局。因此，在结构造型上，有其特殊性。 2.1 采取异形柱框架轻型结构。在框架结构的基础上，结合框架结合的受力特点，在众多新建住宅中出现了一种异形柱框架轻型住宅结构体系。这种结构体系与其他传统结构相比，具有的主要特点是：有 T 形边柱、十字形中柱、L 形角柱组成框架受力体系，其柱间填充墙与柱壁同厚，室内基本不会出现柱楞，便于住宅室内空间的使用，填充墙采
12、用轻质保温隔热材料，因而墙体减薄，与砌体结构相比可有效增加使用面积。异形柱框轻住宅结构体系在多高层住宅中的应用方面具有良好的发展前景。 62.2 采取剪力墙结构。目前，剪力结构体已成为现代住宅中应用广泛的结构之一，也是高层建筑的首选结构形式之一。所谓剪力墙，其实就是现浇钢筋砼墙，这种墙体承担水平构件传来的竖向荷载，同时又承担风力或地震作用传来的水平荷载，这样的水平荷载对墙、柱产生一种水平剪切力，剪力墙由此而得名（在抗震结构中又变成抗震墙） 。剪力墙结构由纵、横方向的墙体组成抗侧向力体系，他的刚度很大，比框架结构有着更好的抗侧向力的能力。剪力墙结构体系，就是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁和
13、柱，墙的厚度大概在 200400mm 之间，形成一个大的整体受力结构，他能有效的抵抗结构在水平方向上承受各种作用力形成的破坏，控制各个内部结构顶点的位移，所以有很好的抗震性能、整体性和空间作用，可以建造较高的建筑物，不足之处在于结构自重较大，施工在梁柱交接处钢筋过密而砼灌注有些难度。剪力墙结构除了建筑质量上的优势外，户型比传统结构的户型也有一定的优势，尤其在高层和小高层建筑上，房屋空间方正，通过先进的规划可以达到真正的四明房屋，间间采光，住宅室内找不到外露的梁、柱楞角，这样的结构有效的扩大了房屋的使用面积，便于室内装修布置，方便使用。目前剪力墙结构形式已经逐渐成为高层建筑采用最多的一种结构形式
14、。 2.3 预应力无梁楼板的采用。实现住宅的可塑性开放空间，预应力大跨度无梁楼板为大空间建筑提供了有利的条件，也使墙体采用可拆移轻墙成为可能。预应力无梁楼板，其跨度一般 610m 较为经济合理，可以实现无梁，无柱帽，竖向承重构件可以是钢筋混凝土的墙或柱，但应该注意到厨卫管线穿楼板应避开楼板暗梁位置即可。由于预应力无梁楼板7可以实现较大跨度的连续空间，在大空间住宅需要进行户型合并时，就可以得到更大的厅、更大的居住空间和更大的其它多用途空间，而不是在钢筋混凝土剪力墙上开凿门洞口，是空间简单的连通。预应力无梁楼板对空间带来的延伸正是大空间建筑所需要的。目前在一些高层建筑和新开发的大空间公共建筑及住宅
15、楼盖工程中，已开始推广采用以低松弛钢绞线为主的无粘结预应力混凝土结构技术，可以有效地提高结构的整体性能，改善建筑利用空间的利用价值。此外，新型 SP 预应力空心板也正在被逐渐开发和采用，它具有生产工艺先进、设计灵活、减少梁柱、增加使用净高等优点，适用于砌块、框架、剪力墙等多种建筑结构，目前正对 SP 板的节点构造进行进一步的研究，改进其抗剪性能，SP 预应力空心板的使用会大大有利于大空间住宅建筑的建设和施工速度。 2.4 钢结构对住宅建筑的影响。除了异形柱、框架、剪力墙、大跨度预应力楼板等结构创新有利于住宅的可塑性开放大空间外，钢结构对未来住宅的影响也是不可避免的。钢结构建筑住宅还是有很多自身
16、独特的优势如；抗震性能更优、与混凝土结构相比，钢结构的抗震性能要好得多。首先，钢结构的结构自重轻，比砖混结构轻 2030%，比混凝土剪力墙结构轻 20%，结构侧移、受力都不是有地震力控制而是有风荷载控制；其次，钢结构材料延性好、抗震性能强，钢梁、钢柱组成柔性框架，可以吸收部分地震能量；最后，结构体系基本上不进行转换，竖向刚度均匀。在钢结构住宅设计中已不再成为重要的问题的，例如一些钢结构柱为型钢砼组合柱的项目中，结构构件断面尺寸可以大大减小，以清华大学土木工程系钢结构住宅建筑开发小组研制的大空间住宅技术，本身就8体现了钢结利用方面的优点。这个大空间是一个以 11m（1218）m 的无梁无柱的大空
17、间，这个空间可以满足这样的需要；同一空间，可以提供各种不同的形式的户型布置方案，它可以是一居室、二居室、三居室，也可以是公寓式写字楼等等；整体卫生间可以在较大的区域内自由放置，而且可以是一个、两个、三个不等；他可以在不需要吊顶的前提下自由布线，也可以在不需要往楼板上打眼盯木楔子的前提下自由地吊顶；楼板厚度只有 140190mm；户型的不固定，可以满足多类人群的需要，大大提高了被选择的可能性。这些空间利用特色正是大空间住宅特点和市场竞争力的核心。如今，钢结构住宅的研究开发已在一些地方试点，目前已经有多种的低层、多层和高层钢结构大空间住宅的设计方案和实例。由于钢结构住宅可做到大跨度、大空间，分隔使
18、用灵活，而且具有施工速度快、抗震有力的特点，相信对于住宅发展的未来说，必将对我国传统的住宅结构模式产生较大的冲击和出新。 3 大空间结构住宅轻质隔墙的采用 3.1 轻质隔墙的基本性能。在大空间住宅中，除了承重结构之外，住宅内部的轻质隔墙也是一项重要因素，它具备了一些基本的特征是厚度和质量、防火性、隔声性、保温隔热。 3.2 大空间住宅轻质隔墙的采用。目前在国内可用来作为隔墙的新型轻质隔墙的品种很多。薄板有：纸面石膏板、纤维水泥加压板、埃特尼特板、TK 板、轻质玻璃板纤维增强水泥板等。这些薄板需以龙骨作为支架，用射钉枪固定在墙、楼板上，属半固定性，拆改后会在墙、楼板上留有痕迹。条板有：加气混凝土
19、板、石膏空心条板、纤维增强水泥空心9隔墙板、GRC 珍珠岩夹心隔墙板、轻质陶粒混凝土隔墙板。这些条板大多6001200mm 宽，安装时，纵向板缝间以黏结剂胶结，拆除后需要重新换资料，但价格较低，目前可为大多数人所接受。其中，GPC 轻质隔墙板是近年来发展最快、应用量最大的一种轻质隔墙产品，是建筑物非承重部位替代粘土砖的最佳材料。该产品的质量为粘土砖的 161/8、厚度仅为 6cm、9cm 或 12cm，其性能相当于 240mm 砖墙。产品的耐水、防潮、防水、抗震性能均优于石膏板及硅镁板，施工特点在于速度快，易于操作。GRC 轻质隔墙板适于做高层建筑的分室、分户、卫生间、厨房非承重部位的隔断，也
20、适用于各种快装房的建造与旧房的加层。主要的特点还有：面密度低，抗折破坏力高，防火性、防潮性、抗震性好，干缩、变形小、制作简便，安装快捷，可以有效地扩大建筑使用面积。 此外，木质轻质隔墙也是一种良好的隔墙材料，装束效果美观，施工时首先对该板进行精确的定位，根据固定点线的位置将木板固定在墙上、楼板上，有时中间采用“U”型木楔固定，拆改时板材可重复使用，墙地面遗留痕迹不多。尽管目前可用于灵活隔墙的品种较多，但各地发展水平高低不齐，城市之间差异性也较大，对灵活隔墙的认识也是不同，有的甚至是知之甚少，这给发展灵活大空间住宅带来了困难。因此，要大力发展大空间住宅，除了设计者开发商的努力之外，也需要各地建设
21、行政主管部门对发展灵活大空间的重要意义的认识和重视，指导科研部门和建材厂家，以市场为导向，共同开发、生产适合本地区的轻质隔墙材料，鼓励房地产开发商建造灵活大空间住宅，并于设计单位、建材厂家一起用各种轻10墙板材制作不同分隔空间的的样品间，以引导和带动住宅消费的消费。同时加强对已有轻质隔墙材料的质量、生产技术、配套材料、施工方法的改进，并不断研制开发新的性能良好的轻质隔墙材料，推进灵活大空间住宅的发展。 综上所述，大空间住宅具备广阔前景，在目前的住宅建筑市场中，大空间住准以其特有的优势正逐渐初露头角；又以其人性化、个性化、节约化的特色与未来的住宅和人居环境发展紧密结合。大空间建筑住宅空间尺度开阔，居住空间，不论是一户之内的空间，均可实现灵活风隔、可变分隔，同时还能创造底层开放的商业配套和地下停车空间，也可减少公摊和成本。应积极面对住宅建筑的未来，随着我国人民生活水平和人居环境水平的不断提高，对住宅设计及其开发也不断提出了新的要求和目标。要进行人居环境的改进与创新，首先要抓住时代发展的脉搏，研究未来人居住需求的趋势的趋势和走向；其次应立足于目前的发展成果，勇于创新、鼓励尝试，不断研发新的产品，适应多样和多变的人居需求；此外还需要脚踏实地，积极掌握和不断改进建筑结构、建筑构造等方面的相关技术，实现住宅设计与开发之中的实用性、经济性和安全性，住宅建设做出更多、更大的努力。
