專利名稱:緩沖空間單元建筑的標準化建造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及建筑物的建造方法,特別是采用各種緩沖空間單元的建筑物,在項目開發(fā)時的設計、施工方法,以及使用過程中的續(xù)建、變更、維護和管理的方法。
本發(fā)明是將各種緩沖空間單元運用于與目前住宅相似的躍層或復式房型中,建筑物的主體是采用標準化的基本平面單元設計方案,并通過各種變化與組合,就可產(chǎn)生出無數(shù)個設計方案。由于緩沖空間單元是可更換的,當建筑結(jié)構(gòu)變化時(通常是增加),只需重新調(diào)整緩沖空間單元就行。即大建筑可以像搭積木一樣從小建筑逐步疊加成大建筑,同樣,一個中空的大建筑,可以通過逐步填充,使內(nèi)部空間變換功能,從而得到充分利用。由于建筑各部分的變動,都會涉及各方的利益,因此,采取一次設計,分步實施,并公開明示的方法是體現(xiàn)公平的唯一途徑,同時,也有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工業(yè)化產(chǎn)生及標準化建造。
背景技術(shù):
在本人的在先申請并已獲中國發(fā)明公開的“建筑物的緩沖空間單元”(CN1381660A)中,公開了用緩沖空間組成單元,并應用在建筑上的方法,其主要基本特征是采光陽臺(多功能室)向外突出增加了陽臺的受光面,并論述了緩沖空間單元的思想及觀點。而本人的另一在先申請“建筑物的緩沖空間構(gòu)造”(02145361)中,提出了緩沖空間理論及其體系,闡述了緩沖空間的形式可以有多種多樣的變化,并指出了沒有突出采光陽臺也是緩沖空間單元的一種形式。此外,這二個申請還在原理層次上,以及從分隔可變的概念方面提出了一些使用方案,包括創(chuàng)業(yè)大樓、職業(yè)大樓以及主題城鎮(zhèn)等大型建筑,但這些方法與中國現(xiàn)有的房地產(chǎn)開發(fā)建設方法有著較大的差距。
就目前的住宅建筑而言,人們還是比較關(guān)注室內(nèi)采光、通風,以及房型、面積等多樣化的住宅。例如獨立別墅、聯(lián)體別墅、多、高層住宅,以及青年住宅、老人住宅、SUHO住宅等。但是在這些多樣化的背后,卻使住宅建筑的標準化建設受到了極大的沖擊。由于緩沖空間單元是依附于建筑結(jié)構(gòu)而存在的技術(shù),它可以用于各種建筑物中,并使建筑的主體結(jié)構(gòu)簡化,毫無疑問也可用于住宅建筑中。由于緩沖空間單元具有簡化主體結(jié)構(gòu)的功能,可以使建筑標準化建造,也有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工業(yè)化產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是根據(jù)“緩沖空間”及其體系所引發(fā)的觀念更新與變化,并針對目前中國房地產(chǎn)建筑發(fā)展現(xiàn)狀,在具體運用時采取放棄整體的(如創(chuàng)業(yè)大樓、職業(yè)大樓等)、不確定的(如建筑中間體的技術(shù)概念)方案策略,而是將緩沖空間單元直接運用于單元平面建筑設計中。也就是要把緩沖空間體系切入到現(xiàn)實運用中,或者確切地說就是能與目前房地產(chǎn)建筑相適應的建筑平面設計方案中。因此,本發(fā)明的目的就是解釋緩沖空間體系的具體運用方案,并總結(jié)出緩沖空間單元建筑的標準化建造方法。從而使更多的人了解“緩沖空間理論及其體系”的含義及作用,使緩沖空間單元能夠造福人類。
本發(fā)明與在先二個申請的關(guān)系在于,本發(fā)明是這二個申請技術(shù)的具體運用,是一個細化的過程。這一細化過程不可能僅僅是將現(xiàn)有技術(shù)簡單組合到原技術(shù)中,其中必然包含了對這些技術(shù)的改進,同時也決定了本發(fā)明是應用層次上的技術(shù)改進。
但需要指出的是,細化的過程也必然是固定不變的過程,例如每個細化方案中的空間分隔應該是固定的,因為采用可活動的空間分隔其形態(tài)必然是臨時的,這又將回到原來的技術(shù)范疇之內(nèi)。同時還要認識到由于使用要求的千差萬別,不可能存在唯一最佳的方案,在具體選用時應加以區(qū)別對待。
由于緩沖空間單元可以有多種形式,在具體使用中也會有其自身的特點與要求,下面將結(jié)合附圖加以說明,并通過說明總結(jié)出可以實際運用的技術(shù),從而成為本發(fā)明的技術(shù)核心。此外,為說明本發(fā)明的運用范圍,還引入了其它新技術(shù)。
附圖1、2、3是“建筑物的緩沖空間單元”中的附圖,其中采光陽臺突出增加了陽臺的受光面,從圖可以看出陽臺是以空間向外擴展的,因而從室外可以看到陽臺窗。同時在“建筑物的緩沖空間單元”的說明中,炎熱地區(qū)采取打開陽臺外側(cè)窗,同時,內(nèi)側(cè)窗采用雙層玻璃的設計建議。
一種的改進方法如附圖4、5,它是將陽臺的外側(cè)窗內(nèi)移,從而將采光室分為內(nèi)外二個空間外空間敞開,內(nèi)空間可開閉。這種方法是在原有基礎(chǔ)上具體化,但這并不是唯一的方法,還可以采取遮擋的方法(見附圖6、7)。另外還可以想象成可活動的,如翻轉(zhuǎn)、移動等;或用太陽能收集裝置兼顧遮陽功能(見附圖8),等等。
以上所有這些,以附圖4、5最具代表,但它只是將緩沖空間進一步細化的方法。附圖9為本人第二項在先申請“建筑物的緩沖空間構(gòu)造”中的基本形式之一,它與附圖1的形式接近,表明緩沖空間單元中的采光陽臺不突出也是可以的。但運用上述的改進思路,可在這種單元外接一個可上人的平臺并且其上下位置是可變的(見附圖10、11),從而在對下層影響不大的情況下擴大了使用面積。這就進一步明確了這些是處于應用層次的,是在整體技術(shù)不變中的改進或延伸。
但本發(fā)明技術(shù)的區(qū)別特征是明顯的,也具有較好的使用效果,后面將會進一步說明。此處再舉一個變化的例子小型家用直升飛機停放。在未來,人的壽命延長及人口增長是必然趨勢,好在人類的技術(shù)可以將房屋建得很高,并且使用小型家用型的直升飛機代替汽車,以緩解道路擁擠的交通,采用上述改進概念的活動陽臺,即讓陽臺可向外伸展,這樣乘直升機飛回家是不是很好呢(見圖12)。
這種改進特征可以描述為在上下二層空間構(gòu)成的緩沖空間單元外,有一個可供人使用的,并與單元中的一個空間連通的平臺或空間;該平臺或空間的位置可上下左右變動,也可向外伸縮。在此,這一平臺或空間可以統(tǒng)稱為陽臺。
在以后的說明中,將有突出陽臺、無突出陽臺或可變的附加陽臺的緩沖空間組合形式,或類似的緩沖空間組合都統(tǒng)稱為緩沖空間單元。而緩沖空間構(gòu)造則是緩沖空間及緩沖空間單元技術(shù)的總稱。
建筑與現(xiàn)代人類的生活密切相關(guān),其中住宅建筑又占了很大的比例?!白≌侨祟惿钪斜夭豢缮俚幕顒涌臻g。住宅建設作為一門產(chǎn)業(yè),在國民經(jīng)濟中將起著越來越重要的作用。住宅設計的目標是以人為本,改善生態(tài)環(huán)境,提高生活質(zhì)量,為此應該滿足經(jīng)下基本要求充足的陽光;通暢的空氣;合理的布局;優(yōu)美的環(huán)境;無害的建材;低耗的能源。”這是摘自由周祥廣主編的《新型住宅平面設計方案》(東南大學出版社,2001年)。該書收集了房型新穎,平面布局合理的多層、小高層和高層住宅平面設計方案近150例。書中還提到“隨著社會進步、經(jīng)濟發(fā)展和科技的日新月異,設計師還要依據(jù)人們的文化背景、生活習慣的發(fā)展變化,對住宅設計無論從平面到空間、從單體到群體、從造型到環(huán)境進行大膽實踐與創(chuàng)新?!睂@些平面方案的深入分析可以歸納出如下結(jié)果全都是單元平面設計;戶均面積平均在100平方米以上;平均每戶二開間,約7米面寬;單元平面外墻大都是不規(guī)則的。與數(shù)年前的住宅平面方案相比,每戶的建筑面積增加了。但室內(nèi)房間數(shù)并未增加,如以前二室一廳的面積約在60平方米,而現(xiàn)在則上升到近百平方米,主要是增加了臥室、廳、廚房、衛(wèi)生間等空間的面積。再加上單元平面外墻的不規(guī)則,從而確保各個空間的通風、采光要求。
這就給我們帶來對“平面形狀的經(jīng)濟性”這一問題的思考。通常在平面形狀中圓形外墻是最經(jīng)濟的,其次是正方形,隨著矩形長寬比的增大,同等的建筑面積就需要更多的外墻來圍合,而不規(guī)則的凹凸平面所需要的外墻就更多。這種外墻增加,還帶來了“土地使用效率”的問題,平面部分內(nèi)凹造成土地使用率下降;而平面部分外凸造成建筑容積不大,但空間占用增加,這也是一種隱性的土地使用率下降。這就延伸到“經(jīng)濟容積率”的問題,由于建筑平面的面積是按實有面積計算,而平面內(nèi)凹或內(nèi)天井不計入平面面積,造成同等面積下的平面虛胖,因此沒有平面凹凸或內(nèi)天井的平面才是經(jīng)濟容積率。
形成上述現(xiàn)象的原因有二個,一是平面條件下的戶內(nèi)空間組織要求;二是戶內(nèi)空間要有充足陽光。這二者是相互關(guān)聯(lián)且相互影響的,并且通常是較難處理的,往往也是相互矛盾的,這就是為什么人們要比較、選擇房型的理由。
但問題還不止這些,不規(guī)則的平面造成建筑隔熱保溫及室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)的費用增加,而較高的每戶面積采用短時的室內(nèi)空調(diào)是無法達到使用要求,只能長時運行。這樣建筑的增長造成地區(qū)能源消耗的同步增長。采用新材料來提高建筑的隔熱保溫性能這是降低能耗的一種辦法,但它涉及到新材料的使用壽命及維護成本,并且該方法的本身只是治表不治本的方法。
到底是人需要陽光還是室內(nèi)需要陽光?到底是人需要空調(diào)還是室內(nèi)需要空調(diào)?在每戶中給人提供一塊陽光區(qū)如何?在室內(nèi)開一個空調(diào)區(qū)怎樣?當我們放棄那些十全十美的要求,就會發(fā)現(xiàn)天地十分寬廣,目標也會變得樸實無華,那就是向用戶提供一個“有效的經(jīng)濟容積”,它包括平面形狀的經(jīng)濟性,以及經(jīng)濟高度下的容積。
所謂經(jīng)濟高度是指室內(nèi)層高壓低到人能夠活動并且無心理壓抑感的高度。不同的室內(nèi)經(jīng)濟高度是不同的,如廚房、衛(wèi)生間凈高在2~2.2米是可接受的;而客廳的高度則明顯要高的多。通常是否有窗及室內(nèi)同時存在的人數(shù)這二個因素對高度的影響較大?!熬彌_空間單元”是解決“有效的經(jīng)濟容積”的一種方案。
作為比較,圖13是《新型住宅平面設計方案》一書中的1-10方案,為一梯二戶,是三室二廳與二室二廳的組合。這是一個外形較為方正的設計,但從圖14空間分隔示意圖(二個單元并列)中可以看出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是較為復雜的。此外,這是一個適合于多層建筑使用,主要是由于垂直交通問題。圖15及圖16分別表示單元式平面設計中,通常使用的無電梯的樓梯間與有電梯的樓梯間的布置方法,裝有電梯的建筑就可建成高層建筑。圖17是多個單元平面呈齒狀(錯列)的總體布置,其作用主要是適應土地的自然條件,也可使建筑的外觀有所變化。
圖18是運用改進的“緩沖空間單元”所作的躍層式單元下層,圖19為躍層式單元上層。其特點是平面結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟;具有共享樓梯廳;每戶都有一個使用緩沖空間單元的空間。在該方案中,躍層上下層高度都是2.5米,每戶總層高為5米;是由十個形狀相同的結(jié)構(gòu)組合而成,其中一個用于樓梯間11,其余三個一組分隔成三戶12、13、14(見圖20);每戶中有一個上下互聯(lián)的空間(分別是15、16、17,見圖21),該空間是具有在先申請技術(shù)特征的緩沖空間單元;但改進的核心是與門廳相連并組合成共享空間(空間15的自然通風,既戶內(nèi)的穿堂風,可在門上二層高度處開窗,通過樓梯間來實現(xiàn))。其余上下四個空間可用于居室,或按圖中將其中的一個空間用于餐廳和客廳。此處的躍層,也可理解為在層高5米的室內(nèi)增加夾層的復式建筑,以下相同。
與在先技術(shù)的其他不同或改進之處在于,戶內(nèi)結(jié)構(gòu)空間的并列橫排或呈L型排列。雖然在先技術(shù)在說明中說明了緩沖空間單元可與非緩沖空間結(jié)合,并說明可用于包括躍層建筑在內(nèi),但本發(fā)明是對具體方案的圖形表達,因此具有特定的實用價值。然而,圖18(包括圖19)的方案并非是唯一的形式,采用在先申請的技術(shù)可作出無數(shù)個方案變化,試舉例如下1.尺寸變化包括進深尺寸、開間尺寸和高度尺寸的變化。進深尺寸主要影響每戶的建筑面積和使用面積,其中兩跨的尺寸是可以不同的;開間尺寸影響室內(nèi)空間的布置與效果,各開間的尺寸可以不相同(如圖13中,上、下開間不同,在圖18和圖19中雖然結(jié)構(gòu)是相同的,但可用輕質(zhì)的隔墻將包括上下各空間在內(nèi)的所有空間進行隨意分隔),但結(jié)構(gòu)可以保持相對統(tǒng)一;高度尺寸主要是權(quán)衡使用的舒適性與經(jīng)濟性,通??稍O定總高5米、上下層各為2.5米,作為基準高度。亦可根據(jù)不同地區(qū)、不同民族及不同的文化生活習慣,并包括用戶的經(jīng)濟條件等因素作相應的調(diào)整。一般而言這是很難得到或達到一個特定最佳數(shù)值,往往只能是一個數(shù)值區(qū)間。
2.空間交換如共享門廳的變換;可在三個中輪換(見圖22中的15、16、17),這種位置變換,可在進戶門與共享門廳之間增加一個過道(圖中的虛線,其具體形式是可變的)。
3.外觀的變化主要是建筑外觀的突出與收進,包括平面的變化,如突出陽臺、收縮進深等,也可以是垂直方向具有突出與收進的變化。通常這是一個經(jīng)濟與美觀的矛盾問題,由于陽臺可以是半開放的、或圍護要求不高的,這一矛盾相對要弱一些。這也是人們樂意用裝飾陽臺來改變或美化建筑外觀的原因,但這種形式過于單一,有時也很昂貴。
為此在先申請“建筑物的緩沖空間構(gòu)造”中提出了建筑物的“外衣”概念,它利用建筑外部的結(jié)構(gòu)、材料,以及采取附加裝飾的方法來豐富外觀。但主要是減弱過于單調(diào)的建筑外形,使建筑能夠接近自然、回歸自然,也可以使建筑具有藝術(shù)表現(xiàn)的一面。當然,這種藝術(shù)的表現(xiàn)主要是簡單的、大眾化的。
本發(fā)明中的緩間空間單元與二個在先申請一樣,除了自身的緩沖空間形態(tài)外,主要作用是為建筑的藝術(shù)表現(xiàn)提供一個可操作的平臺(“外衣”)。由于這樣的“緩沖空間”是可變的,如同不同時候(如氣候)人的皮膚具有不同特征一樣,建筑物的“外衣”也會隨之改變。
4.使用功能的變換由于戶內(nèi)公共空間集中到具有緩沖空間單元的共享門廳,因此其他空間可以多功能的使用,并且各空間的功能是可以互換的。如用于辦公、居住、合租、服務等主要的一戶功能,以及具體的臥室、辦公室、倉庫、餐廳、會客室等等。只要每一個空間都能獨立地通向公共空間,這種互換是容易實現(xiàn)的。更進一步,各空間之間還可以合并、分隔及組合變化。
5.增加電梯沒有電梯的建筑,通常只可建造四層,其總高為20米,而圖13層高為2.8米時7層的總高度為19.6米,二者相當。更高的建筑高度可設置一臺電梯,其處理方法為,首先梯間的開間定為電梯寬度(約2.5米),或電梯寬度加通道寬度(合計約3.9米);電梯的位置設在建筑中心為好,利用電梯井作為建筑的核心筒,可提高建筑的整體穩(wěn)定性,但電梯的振動及噪聲對其周邊影響較大,不宜設在臥室的墻上;此外樓梯間的進深不夠可將梯間外移,或?qū)㈦娞莘旁趫D21中的15空間,電梯門朝向梯間,15所在的進戶門可從梯間的左或右借道。后面還將說明樓梯間的變化。
6.在工廠連續(xù)生產(chǎn)圖18與圖19的躍層方案,其統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)尺寸是非常便于工廠工業(yè)化生產(chǎn)的,以混凝土為主的建筑結(jié)構(gòu)為例,可以預制梁、柱、板等結(jié)構(gòu)件,在現(xiàn)場安裝。其中樓板的預制價值最大,它可以控制質(zhì)量,并疊加生產(chǎn),每層3.6*6.6平方米的樓板共需15塊,加上頂層的10塊,四層共70塊,以五塊為一運輸單位,用大型平板車運送。工廠生產(chǎn)時在特制底盤上疊加制作五塊中空樓板,串聯(lián)成三塊為一組,采用預應力鋼筋生產(chǎn)。由于是在工廠的室內(nèi)生產(chǎn),可不受室外氣溫的影響,并且提高養(yǎng)護溫度,還可縮短混凝土的養(yǎng)護期。樓板的預埋件,開孔及鋼筋的保護層等,在工廠中可得到規(guī)范的操作與質(zhì)量保證。這一施工方式的推廣,在一個地區(qū)范圍,只需幾家工廠,就可以使建筑的原料采購成本下降、建設工期縮短、不同建筑項目中的同規(guī)格產(chǎn)品在時間上的還可以相互調(diào)劑。
采取整塊樓板一次成形的好處是,拼縫很少,且主要在梁的位置上,可考慮采用聚脂混凝土材料作為接縫的材料,因此,在安裝到位后經(jīng)簡單處理既可進入室內(nèi)使用裝飾。此外,還可以采用鋼作為結(jié)構(gòu)材料在工廠生產(chǎn)。當戶內(nèi)的上層或夾層,作為室內(nèi)裝飾的一部分,在室內(nèi)裝飾裝時安裝,也可以采取工廠工業(yè)化生產(chǎn),并可以包括與家具一起成套生產(chǎn)。
建筑的梁、柱也可以在工廠內(nèi)生產(chǎn),那些輕質(zhì)的隔墻、門窗在工廠內(nèi)生產(chǎn)的優(yōu)越性就更加明顯。
7.結(jié)構(gòu)變化主要是建筑的主結(jié)構(gòu)的變化,當采用承重墻為建筑的主結(jié)構(gòu)時,室內(nèi)的空間不能有大的變動,即使在同一位置上、且不同高度的墻上開門洞,都會對建筑的結(jié)構(gòu)強度產(chǎn)生較大的影響??勺兊慕Y(jié)構(gòu)通常主要是以框架結(jié)構(gòu)為主的各種變化,如圖23左邊表示去掉了結(jié)構(gòu)柱18,這種形式通常是需要采用現(xiàn)澆的方法將梁板結(jié)為一體,并且周邊柱的承載能力要提高,采用高強度的材料(如高標號的混凝土)可使結(jié)構(gòu)柱、梁的尺寸減??;該圖右邊為采用增加柱的方法(見19),并且增加了中間連系梁,這樣可以使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更好,預制板的尺寸縮小,重量降低,但室內(nèi)空間會有所影響(連系梁)。此外,在樓板中采取網(wǎng)格化局部加筋(見20)的方法,便于今后分隔墻的靈活變化。
結(jié)合以后的說明,采用類似輕工廠房建筑的框架結(jié)構(gòu),可以滿足不同的使用變化。后面還將說明網(wǎng)格變化及錯列成齒形的結(jié)構(gòu)變化方式。
8.平面形狀單元平面形狀可以是齒狀、弧形,以及錯層(可參考《新型住宅平面設計方案》)。單元的平面形狀還受到戶型組合的影響。
9.緩沖空間的變化二個在先申請都說明了緩沖空間單元與室內(nèi)其它空間可在開間、進深及高度三個方向不一致。例如具有緩沖空間單元的門廳共享空間15、16、17下層的廚房、衛(wèi)生間可降低高度,使上層的采光高度增加;將緩沖單元結(jié)構(gòu)與樓面整體形成向下的錯層,這樣室內(nèi)就會有多個小梯,形成可視的、錯落有至的空間變化。這種局部錯層在結(jié)構(gòu)上不會產(chǎn)生影響,但是,如果將緩沖空間單元整體都放在建筑外,使建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)連續(xù)與完整也是可以的。
此外,圖19中左右二側(cè)各有一個房間在靠窗處用落地玻璃分隔出一個類似出陽臺的緩沖空間,與緩沖空間單元的作用相比,可以說這是一種較弱的緩沖形式。
10.總平面布置根據(jù)項目土地的實際情況,以及地方管理部門的技術(shù)控制指標及參數(shù),確定單元的標準形式及其平面形狀,以及單元的組合及排列方式。還可以考慮建筑的今后發(fā)(擴)展,并預先準備好必要的技術(shù)措施,也就是在設計時總體考慮。
將以上十個部分內(nèi)容進行交叉組合后,就會產(chǎn)生更多的變化,即使有個別方案可能會與現(xiàn)有的建筑有相似之處。然而,這只有當具備緩沖空間單元的思維觀點,以及緩沖空間理論思想才會具有如此的變化結(jié)果。
以上僅僅是從一個方案所演變出的無數(shù)變化,還可以有其它多種采用緩沖空間單元的方案。圖24和圖25分別為一梯四戶躍層平面的下層和上層平面,采取北走廊(短或長走廊),與在先申請“緩沖空間單元”基本相似,但這里是將緩沖空間單元設置在北面。此外,還具有錯層進戶21(1/4層高);利用錯層的樓梯間采光通風22;戶內(nèi)小的樓梯間23,梯下可作儲存區(qū)。由于讓出了通道24,該開間位置的戶可重復增加,形成長走廊建筑;在一戶中具有多個樓梯25;設置公共的采光空間26。還有同平面南北連通的公共空間27(戶內(nèi)自然通風不影響各房間);采用無柱的吊走廊;以及中間房間窗開向戶內(nèi)共享空間。圖26是各戶的平面區(qū)域圖,除了公共走廊外,各戶都是垂直分隔的。還可以采取上下分隔的方法,如二個23所在的區(qū)域,可以采取上為右邊使用,而下為左邊使用的空間分隔方法,但這種方法會對以后戶內(nèi)空間的變動產(chǎn)生限制的作用。
圖27是將帶有緩沖空間單元的共享門廳(15、16、17),分隔成一室一廳的小房型,這與在先申請的技術(shù)相同,圖28是多個這樣的小房型平面結(jié)構(gòu)示意圖,各戶通過虛線區(qū)域(只需其中上半部分或下半部分,且左右可以不同,還可以考慮上層進戶)與樓梯間相連。
由此,可以歸納出,一戶可以是一間(圖29)、一間半(圖30)、二間(圖31、圖32)、二間半(圖33)和三間(圖34)等一間及以上的空間所組成。圖35為另一種二間半的組合;圖36是二間與三間的組合;圖37是二間半與一間半的組合;圖38是二個梯間(單元)組合成四個一間,二個二間的戶型組合。這里只是列舉了部分規(guī)則(如垂直分隔)的組合,有關(guān)不規(guī)則的分隔,以及尺寸、內(nèi)部分隔等具體內(nèi)容,可以由建筑師、室內(nèi)設計師及用戶決定。
圖39、圖40、圖41分別是具有固定戶內(nèi)樓板的外結(jié)構(gòu)緩沖空間單元、具有活動(或后裝、輕質(zhì))樓板的內(nèi)結(jié)構(gòu)緩沖空間單元、以及戶內(nèi)沒有夾層的大空間。而圖42、圖43、圖44分別是將上述三圖中的緩沖空間單元下沉,使室內(nèi)采光和室內(nèi)交通更接近于現(xiàn)有的技術(shù),如錯層技術(shù)。圖44中的虛線并聯(lián)空間的樓板。
在此還需要對交叉組合的概念進行說明,所謂交叉組合就是將一個圖中或一段文字說明中,所包含的多個因素或概念進行分解,與本說明書中的其它內(nèi)容(不分前后)進行組合,并且這一組合具有對明顯的錯誤進行改正的作用,如開間尺寸的一致等。以圖39至圖44為例,涉及是否有樓板、樓板固定與否,以及緩沖空間是否下移(隱含上升),緩沖空間是否完全在結(jié)構(gòu)內(nèi)等組合(隱含在結(jié)構(gòu)內(nèi)或外,或者有內(nèi)有外)。提到錯層技術(shù),還隱含了采用已知的錯層踏步的做法等公知技術(shù)的應用。
圖45、圖46是將圖24、圖25房型的邊廊改為短內(nèi)廊。圖中的中間二戶并沒有將走廊二邊完全連通,由此產(chǎn)生即聯(lián)系又分離的效果,例如將靠右的那戶的共享空間,用金屬網(wǎng)格并鋪透光的玻璃,成為一個小的跳舞池,這也是緩沖空間單元的一種形式。但是,要做到完全連通也是不困難的,用小梯、連廊等就可以。這在還未公開的“建筑物的緩沖空間構(gòu)造”申請中已有說明。
圖47是表示用環(huán)形的四跑梯的四個平臺,作為一梯四戶中各戶的進戶門的平臺位置,其中31和32是相差一個夾層的高度,而33和34是處于31的上方或下方1/4的層高高度,由此會涉及樓層面板及連系梁與進戶門的相互干擾問題,因此在結(jié)構(gòu)上要做處理,比如連系梁上下移位、或采用墻承重(如磚墻、鋼筋混凝土剪力墻)等方法做適當?shù)恼{(diào)整;通常為保持結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,不宜采用比標準層樓面底1/4高度的平臺(這樣就要在主樓板上開樓梯孔,改變主梁的位置,會影響建筑整體的結(jié)構(gòu)強度,或者為達到這一目的需要付出增強結(jié)構(gòu)的代價)。簡單的方法可采取將下方1/4的層高并入其它平臺,如31和32放在同一平臺,或者34進入33后再分開。
圖48、圖49表示一種帶電梯的樓梯間布置,它可用于一梯三戶的房型,35開門與電梯門同高度,36開門上升1/4高度,37為1/2高度進戶。上升1/4高度進戶的條件是沒有結(jié)構(gòu)連系梁的阻擋,也沒有夾層樓板的阻礙(如圖24,也可采用在板中挖出樓梯的使用空間)。
圖50表示用三個帶有電梯的樓梯間組成一幢具有41~48多種房型的房屋,相互之間用內(nèi)廊或外廊(虛線)相互連通,這樣就可以滿足高層建筑的消防要求。這是普通平面設計方案所不能做到的(如內(nèi)廊),或者,要做到也很困難(邊廊影響室內(nèi)采光、通風)。圖50的三個梯間還可以理解為一幢建筑內(nèi)有多個梯間,以及電梯與樓梯分開交替設置(如中間為電梯間,二邊各一個樓梯間。并且可以底層只設一個總的進出),從而使人們的平時活動更加趨向集中。
圖51至圖62是由正方形軸網(wǎng)旋轉(zhuǎn)45度,用墻圍成四戶一組的單元建筑(未畫樓梯),它們都具有齒狀外觀。同時還具有下列特性每戶只有一個開間;圖51是由二個正方形組成一戶;圖52、圖53是由三個正方形組成一戶;圖54、圖55、圖56是由四個正方形組成一戶;圖57、圖58、圖59、圖60、圖61、圖62是由五個正方形組成一戶,按照鏡像還可以產(chǎn)生同樣數(shù)量的圖形,其中四個正方形少一組類似圖60的形狀及其鏡像圖。在一戶中,更多的正方形會生產(chǎn)日照死角(如圖57的中間正方形),這只是針對一開間的戶而言的。
這些只是平面構(gòu)成藝術(shù)中的常規(guī)知識(可參見劉雪茜著,構(gòu)成藝術(shù),黃河出版社,1999年4月)。運用圖45及圖46中的中間通道概念,圖63的樓梯間51和通道52所組成的交通,可以不分斷戶53的空間連續(xù)性,即戶與通道相交而互不分斷。
圖中的通道52只是一個范圍,它是由正方形的頂點連接而成,其實際寬度比通道使用寬度大,因此可以在此范圍內(nèi)將實際通道做成平行直線、斜直線、折線、曲線等形狀。
圖64是二組單元建筑利用鏡像關(guān)系拼接成一個建筑整體,同時這種轉(zhuǎn)角的戶型54可以幫助設計時調(diào)整室內(nèi)的采光方向。此外增加中間的公共空間55,使人們的交往有更多的機會。
圖65、圖66是圖55的一種運用形式,它們分別是躍層房型的上下層,也可以理解為帶有夾層的復式結(jié)構(gòu),圖67是它們的柱網(wǎng)圖。與圖55不同之處在于柱網(wǎng)不是等邊的正方形,但同樣是采取水平柱網(wǎng)(如圖23)逆時針轉(zhuǎn)45度實現(xiàn)的,當然旋轉(zhuǎn)的角度可以是任意的。從整體上看,這種形式避免了一個方向的開窗(如西北角),并且北面、東北面的開窗也降低到最少,對寒冷地區(qū)的建筑保溫是有利的,每戶擁有二個較為良好的受光朝向,并且可做到動靜分(左右)區(qū)。這些是普通東西向建筑所難以達到的。
這種建筑平面還可單獨使用在特殊地形中,而且往往是被采用現(xiàn)有技術(shù)的房地產(chǎn)開發(fā)商認為是“雞肋”的土地,如沿南北向道路兩側(cè)的狹窄地塊,并將動區(qū)面向道路,形成建筑與道路互為景觀的功效。此外樓梯間的東北面外接電梯可建小高層,電梯平臺與樓面呈錯層。
在這幾個圖中,由于從樓梯間進入通道的需要,第一戶要向里收縮61,造成底層只能安排一個小的衛(wèi)生間。但是如果該戶從上(夾)層單獨進戶62,或者從1/4平臺進戶下層就可以如同其它戶一樣用于廚房,該戶還可以在東北向的墻上開窗。衛(wèi)生間可設在上層平臺上63(虛線)。64就是前面說明過的一種改進的緩沖空間單元的運用,即上層采光室分內(nèi)外陽臺,其中室外陽臺是自然形成的,而不是刻意營造的。而65就是沒有突出陽臺的緩沖空間單元的運用。圖中66是在先申請中提出的避難空間,平時可用于進入式儲藏空間。
從這幾個圖中可以看出,由于采光面寬較窄,而進深則較大,共享空間的采光效果可能不理想,只需將矩形柱網(wǎng)的二個長短尺寸進行交換就可以改善這一問題。同樣,還可以對戶內(nèi)空間的分隔與布置作更多的變化,這是室內(nèi)設計的強項,在此不加以展開。但是,由于柱網(wǎng)會在室內(nèi)留下較多的梁67,這些可以通過采取增加層高、采用無梁板等方法來加以解決,但決不可以因為室內(nèi)空間的需要而破壞梁,這會造成對建筑整體結(jié)構(gòu)破壞。
圖65中的通道是沿外結(jié)構(gòu)柱的連線向內(nèi)設分隔墻所形成的,但準確地說它是外邊直線內(nèi)邊折線走廊。圖68是二條不同方向的斜直線走廊,將其交替用于不同的層面,由于外露結(jié)構(gòu)的變化會產(chǎn)生建筑外觀的變化。圖69給出了二條折線走廊的形式,圖70是二條曲線走廊。
不難想象,還可以做出無數(shù)的走廊形狀。而且只要結(jié)構(gòu)不變,各層的走廊都可以不同。就此一項,就可以使建筑的外觀千變?nèi)f化。同樣,內(nèi)走廊也會有無數(shù)的式樣。照此方法,走廊上的陽臺、平臺或采光室也可以做出許多變化,由于不需要與左右通道對接的限制,其變化形式將更為豐富。
雖然這已驗證了本人第二個在先申請中,關(guān)于結(jié)構(gòu)與空間(各種墻)的分離,而且這種形式是可以自然產(chǎn)生的。從而形成緩沖空間構(gòu)造中結(jié)構(gòu)、功能、外觀的三者分離。后面還會有更多的其它類型來體現(xiàn)這一概念。然而,本說明目的并不在此。
圖71至圖78是圖79的水平、垂直及其鏡像的八個平面圖,它是由二個不同的單元所組成,一個單元為內(nèi)走道,另一個為外走廊(此處只繪出一層的示意圖,如同圖67,其上層或夾層,以及室內(nèi)具體布置可參考圖65、圖66)。雖然外形看上去是不規(guī)則的,而實際上所有節(jié)點完全是以正方形網(wǎng)格布置的(見圖80)。此外,圖中每戶都是二開間。71表示通道外的面積既不是很小,也無大的實用價值,就讓其暴露在外,使建筑的外觀產(chǎn)生變化,或用于種植植物;72是將電梯設在建筑外側(cè),利用電梯廳與住戶保持隔開;73是層高為5米的二跑梯,其特點是另一二跑梯鑲在其內(nèi),成為同向雙旋梯間。當電梯增加至三臺時,可用于60米以上的建筑中;74表示二個樓梯間的通道具有5米的高度,可有效地通風、采光和排煙;如果將銳角75去除,則盡端房型的門面將會更加寬敞、也更好看些。
這九個圖形(實際上是八個圖形)放在一起的另一個含義是,它們看上去是不相同的,每個都具有自身的特點,將它們組成一個規(guī)劃小區(qū)(應該是不會的),也不會產(chǎn)生兵營的感覺。雖然這還需要結(jié)構(gòu)計算,也還需要考慮采用現(xiàn)澆無梁板,但也是一種簡化結(jié)構(gòu)豐富外形的設計方法。然而,這也不是本說明的主要目的。
圖81和圖82是二個平面單元組合成一個建筑平面,并且是躍層房型,圖中未畫門窗。電梯間可安排活動、辦公、電表間,通常一臺電梯的形式是不理想的。此處只設一臺電梯的原因有二個簡單的原因是電梯不能靠在臥室的墻上;另一個原因就是交叉緩沖空間單元,一戶的上層平臺是建立在相臨戶的進戶門廳上,這就導致沒有更多的可垂直貫通的空間來安放電梯。且不論這種房型布置的合理性,關(guān)鍵是交叉形式的緩沖空間單元是一種創(chuàng)新。
這是因為在已公開的緩沖空間單元中,上下可使用空間是為同一個室內(nèi)空間服務的(連通),而交叉形式的緩沖空間單元,其上下空間不是為同一個室內(nèi)服務的。如圖83,上層的正方形換了一個位置,從原來直角轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€。在實際運用中,采用矩形網(wǎng)格效果要比正方形好。將圖84中的一個空間轉(zhuǎn)90度,成為圖85的形狀,如果這一空間是緩沖空間中的采光室,它們的采光效果分另對應為圖86、圖87,顯然用長邊作為采光面,短邊作為空間進深的形式是好的。圖88是二個交叉緩沖空間單元的組合圖,當多個交叉緩沖空間單元組合在一起時,每個單元只有二個空間與外界接觸(圖89的網(wǎng)格線),這二個空間位置不同,朝向也不同。將該方法運用在圖65、圖66的方案中,就是解決采光問題的另一個好的方法。如此,該方案中的樓梯間可改在東北面上(增長的走道開窗,可視為樓梯間的前室),這樣整個建筑幾乎被緩沖空間包圍,但緩沖空間(包括各種緩沖空間單元)的形式已不再是簡單的并列疊加了。
關(guān)于交叉緩沖空間單元還有許多種變化,將在后面結(jié)合方案加以說明。
到目前為止,只涉及了矩形柱網(wǎng),它包含了正方形柱網(wǎng),以及柱網(wǎng)的360度旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的方位變化(如圖90、圖91、圖93、圖94),它們的共同特點是二條軸線是正交90度關(guān)系,當二條軸線不是正交關(guān)系時,也能生成柱網(wǎng)(如圖92、圖95)。而當一條軸線不是平行關(guān)系,譬如集中于一點,就是圓形柱網(wǎng)(如圖96),由于圓形網(wǎng)的發(fā)散特點,可以增加網(wǎng)外圍的密度。但以上這些圖都是公知的常識,在這些柱網(wǎng)中,只有圓形柱網(wǎng)是不能產(chǎn)生交叉緩沖空間單元的,或者嚴格地說不能產(chǎn)生相等的交叉緩沖空間單元(見圖96中的粗線及斜剖線區(qū)域,如果圓的半徑足夠大,就能產(chǎn)生相似的交叉緩沖空間單元,此時網(wǎng)格也會趨向矩形)。
另一種特殊的柱網(wǎng)是由等邊三角形形成的(如圖97),由此形成了平面中的三條不同方向的線,圖98是正六邊形排列成的網(wǎng)格,此形狀是人們熟悉的蜂巢結(jié)構(gòu),它可以從圖97中得到。圖99、圖100也是從圖97中得到的,分別橫折一個、二個三角形,而圖101與圖53、圖56是相似的。
圖102、圖103、圖104是圖98、圖99、圖100的交叉緩沖空間單元的轉(zhuǎn)換示意圖。由此可知交叉緩沖空間單元的條件應該是具有二條軸線,并由相同的基本圖形拼接而成。圖105表示三條軸線實際上是在二條軸線確定網(wǎng)格后,連接網(wǎng)格的對角所形成的。當二條軸線夾角為60度,并且網(wǎng)格的尺寸相同時,就是圖97中的等邊三角形網(wǎng)格。
事實上在平面幾何學(或者確切地說是平面解析幾何)中,平面的形狀及面積只需二個參數(shù)或二條軸線來確定,并且可以是常數(shù),也可以是方程式。而建筑中的空間結(jié)構(gòu)往往是以平面布置的高度化加以體現(xiàn)的,實際上也就是在平面幾何學的范疇(雖然一些建筑的外觀奇特,至少其施工的表達是平面圖紙化的)。因此,本發(fā)明中涉及柱網(wǎng)內(nèi)容的概念,譬如平面方案,應該理解為適用于各種柱網(wǎng)。
然而本發(fā)明的任務是揭示緩沖空間單元的運用,以及緩沖空間理論的真實性,同時公開實施或運用各種緩沖空間單元的方法。
既然平面只需要二條軸線就可以表示,也找到了交叉的緩沖空間單元形式,根據(jù)緩沖空間理論,緩沖空間可以運用于各種建筑上(理論上地下建筑也有其外表面,只是其與外界接觸的是土地,但緩沖空間技術(shù)主要討論的是在地球表面上,與大氣環(huán)境接觸),那么交叉緩沖空間單元也可以運用于各種建筑上。
圖106是等邊正交網(wǎng)格轉(zhuǎn)45度,圖中標出了交叉緩沖空間單元的平面位置,實際上,交叉緩沖空間單元只涉及圖107中的三個網(wǎng)格,將這三個網(wǎng)格與較大的矩形連接,就像一個倒置的Y(圖108),圖109表明,這實際上是二個不同的柱網(wǎng)相交的結(jié)果,而且交叉緩沖空間是一個獨立的部分。
進一步的研究還可以看出,即使連續(xù)的交叉緩沖空間單元,由于只有比一個多一點的網(wǎng)格寬度,因此交叉緩沖空間單元受網(wǎng)格的限制是有限的。也就是說交叉緩沖空間單元可以是任意的(理論上如此,實際還要考慮實用價值,如空間使用、外觀、結(jié)構(gòu)、材料等因素),如圖110、圖111分別是一個及多個組合的交叉緩沖空間單元平面形狀(粗線),同樣當建筑的開間不同時,也不會影響交叉緩沖空間單元(見圖112)。如果將建筑局部內(nèi)收,并且其開間位于建筑的中間(不在是邊上),可看作是交叉緩沖空間單元的向內(nèi)擴展,如圖113。而當建筑中的某個開間是向外突出時,由于涉及其左右二側(cè)的使用效果,因此要視具體青況作出判斷。
然而,按照緩沖空間理論,任何緩沖空間的形狀都可以是任意的,圖114表示一個四邊形或三角形(虛線內(nèi))的緩沖空間,圖115表示多個緩沖空間按一定方向以任意形狀布置。影響緩沖空間形狀的主要因素是支撐結(jié)構(gòu)(點)的位置,當然還以有平面縮小而暴露結(jié)構(gòu)或平面外伸隱藏結(jié)構(gòu)等變化,見圖116。有時緩沖空間可以不必朝向同一方向,這可以是在不同的層面上,也可以是在同一平面上(如圖117),但是如果二個緩沖空間的朝向相交時,會使某開間的采光面變小,在圖117中,卻是表示了相反的情況,而且在此情況下,該開間的進深就可以向外突出了。
圖114至圖117的各種緩沖空間的形式同樣可用于已知的非交叉緩沖空間單元中,只要上下空間與同一個內(nèi)部空間聯(lián)通就行。同時也表明交叉緩沖空間單元只是緩沖空間單元中的一個特殊形式,或者是一個具體的形式,就如同有突出采光室的緩沖空間單元一樣。
圖118、圖119也可以作為交叉緩沖空間單元用,其區(qū)別在于平面形狀特殊的弧形面與非采光空間只有部分聯(lián)通的錯位面(通常不作為采光室的空間只要有通道連通就行),因此是二種不同的類型,在它們之間也可以交叉組合,它們可用于墻承重結(jié)構(gòu)體系。其實這二圖就是前面提到的參考書《構(gòu)造藝術(shù)》,按照書中的創(chuàng)作原理與方法,還可以作出許多圖案。這些圖案可作為資料,供具體項目使用時參考。
前面已提到圓形柱網(wǎng),但在實際使用中通常也可以是采用圖120的矩形柱網(wǎng)。圖121是部分弧形圖,其內(nèi)弧固定在內(nèi)部柱網(wǎng)上,而外弧與內(nèi)弧形成環(huán)狀區(qū)域,再按照圓形柱網(wǎng)分隔成塊。這些分隔的塊是與內(nèi)部的柱網(wǎng)所分隔的空間是錯位的。圖122增加了一個環(huán),它可以是一個懸挑出來的環(huán)梁(如裝飾性的框架),或環(huán)板(如同外陽臺)。圖123是將外環(huán)改變了形狀,構(gòu)成平面星形或齒輪形,與圖122不同的是,由于齒的位置是可變的(如凹凸位置對換或偏轉(zhuǎn)),運用在不同層上就會使建筑的立面豐富起來。
以上關(guān)于圓形、弧形的圖形描述,從建筑立面上看,是被分隔成許多排列整齊且面積相等的小面。利用小面的變化或者色彩的位置變動,可以使建筑的外觀產(chǎn)生螺旋上升的效果。照此不難得出,這些方法也可用于矩形(具有平直的外立面)的圖形中,它們都能構(gòu)成緩沖空間單元。當建筑的外觀可以不考慮使用功能時(可以是局部不考慮使用),那么就可以更加自由地進行藝術(shù)創(chuàng)作。
什么是建筑?首先,它應該是一個結(jié)構(gòu);其次,它具有一個外形;然后,它是可使用的。在不同的歷史時期,在不同的經(jīng)濟條件,在不同的技術(shù)水平,在不同的政治文化中,建筑往往表現(xiàn)出其多面性的特點,其中受建筑外因素影響最多的是建筑的外觀。人們評論建筑的好壞總是從建筑的外形開始的,也是評價建筑師好壞的第一標準。然而,從建筑外觀著手的“好”建筑,往往會造成內(nèi)部空間有許多“多余”的地方,尤其是建筑內(nèi)部使用密度高的住宅,在市場經(jīng)濟中,這種“多余”是誰也難以承受的。
緩沖空間理論的思想實質(zhì)是,在合理滿足各輔助空間的前提下,將這些輔助空間按戶組成空間單元,從而構(gòu)成建筑物緩沖區(qū)域中的主要內(nèi)容。同時該區(qū)域中的另二個內(nèi)容是,營造經(jīng)濟而豐富的建筑外觀;為建筑內(nèi)部的空間服務。這些內(nèi)容都在前面的敘述中得到了體現(xiàn)。
本發(fā)明與在先的二個申請的構(gòu)建了緩沖空間總體第一個申請?zhí)岢隽司彌_空間單元的思想概念,以及運用的范圍,但它是一個特殊的緩沖空間單元;第二個申請闡述了緩沖空間體系的理論與系統(tǒng);本發(fā)明在應用層面上進一步完善了以緩沖空間單元為主的理論與系統(tǒng)??梢孕蜗蟮孛枋鰹榈谝簧暾垙默F(xiàn)象入手,最終構(gòu)造了緩沖空間單元的DNA信息;第二申請從思想理論的角度,預言了緩沖空間理論在建筑中的作用與地位,并根據(jù)理論,產(chǎn)生了建筑“皮膚”與“外衣”的思想概念;本發(fā)明是在具體建筑應用中(方案),運用緩沖空間的理論思想,不僅使建筑的形式多樣化,而且還闡述了緩沖空間單元的各種變化形式,并產(chǎn)生了一大批不同類型的建筑平面,從而進一步證實了緩沖空間理論的真實有效性。
緩沖空間單元與建筑結(jié)構(gòu)和室內(nèi)裝飾三者的作用在于建筑結(jié)構(gòu)應該是形式簡捷,能充分發(fā)揮材料的特性并易于制造,它應該是通用的建筑形態(tài);緩沖空間單元主要是滿足使用中的多種輔助功能需求,并形成個性化的建筑外觀;而室內(nèi)裝飾應該是具體使用中的以人為本的個性化處理。
如此安排就可以經(jīng)濟地改變建筑。當使用者變換時,只需要改變室內(nèi)裝飾;當建筑功能改變時,只需要改變緩沖空間單元;只有當不需要建筑時才會想到改變建筑結(jié)構(gòu)。它們的關(guān)系是嵌套式的,建筑結(jié)構(gòu)處于最低層,它的改變必然引發(fā)緩沖空間單元的改變,室內(nèi)裝飾也不能幸免;緩沖空間單元處于中間層,它的改變不會影響結(jié)構(gòu),只會影響裝飾;而室內(nèi)裝飾是處于三者的最上層,它的改變不會對另二個產(chǎn)生影響,也應該不產(chǎn)生影響。
即便如此,緩沖空間理論及體系只是應用技術(shù)領(lǐng)域中的一次技術(shù)組合而已。它不能否定現(xiàn)有建筑的存在合理性,也不能證明自身的唯一正確性。它只是豐富了現(xiàn)有建筑的思想理論,增加了現(xiàn)有建筑技術(shù)中的方法與手段。
雖然在前面已經(jīng)說明了許技術(shù)細節(jié),如交叉緩沖空間單元等到,但本發(fā)明的任務是提出總體上的技術(shù)運用方法,本發(fā)明將保留哪些技術(shù)細節(jié)優(yōu)先申請權(quán),或在其它的申請文件中提出。
圖124是前面說明過的齒形建筑,二個平面單元在結(jié)構(gòu)上是采取相交連接(中間的一個網(wǎng)格),從而在結(jié)構(gòu)上更加穩(wěn)定,并且它是由52個網(wǎng)格單位長度(實線部分),共包圍了47個網(wǎng)格面積。如果采用各種緩沖空間單元技術(shù),并將建筑的外圍按虛線設計,只需要不到40個網(wǎng)格單位的長度,并且圍合的網(wǎng)格面積也增加了(為57個網(wǎng)格面積)。
圖125是創(chuàng)業(yè)建筑的平面形式,它是由38個網(wǎng)格單位長度,共包圍了70個網(wǎng)格面積。顯然這是一個經(jīng)濟平面(如果進深采用四個網(wǎng)格長度,則成為用36個網(wǎng)格單位長度,共包圍了56個網(wǎng)格面積),但目前人們未必能夠接受。解決這一問題的方法之一是,先進行總體規(guī)劃,并且只建筑其中的一部分(如圖126),今后一旦需要,就可以補建上去。比如先在左右二邊建造四層的建筑(如圖18、19),其建筑密度自然是低的;當該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展后,可增建中間建筑;當時機成熟時,再補建南面,以加大建筑的進深;并可根據(jù)高層建筑的密度標準,考慮加層。從而滿足該地區(qū)對建筑的需要,同時每次的改變,必然會帶來就業(yè)機會;通常這也是地區(qū)固定資產(chǎn)的積累過程,其中很少有物資的拋棄。這應該也算是一種建筑可持續(xù)發(fā)展的模式。
以上說明的內(nèi)容都是小建筑的形式,圖127表示,采用鋼筋混凝土筒體作為大型或巨型建筑的柱,用箱型的梁(虛線),將柱相互連接,樓板上的力先通過網(wǎng)格布置的梁傳到上述的箱型梁上,從而產(chǎn)生內(nèi)部巨大的空間。通常巨型建筑都是為某個特定的主題活動而建設的,一旦活動結(jié)束,建筑的使用價值就會大幅下降。如果此時再將建筑的內(nèi)部空間進行分隔成許多小的空間單位,將建筑內(nèi)部的使用功能改變?yōu)槿藗兡軌蚪邮艿囊?,便于人們購買或租用,這樣就可以再次提高建筑的使用效率。這種方法只要不破壞原有的結(jié)構(gòu),一旦需要將建筑再次用于大型活動,還是可以回到原先形態(tài)的。有時只需要少量的復原就可以了,如果要增加規(guī)模,新增與恢復的投資必然是少于重新建設的投資。
圖128是圖18平面的齒形變化圖(戶內(nèi)分隔前面已有說明,不再畫出),右邊的戶通常是經(jīng)過91進入。如果想通過92進入時,由于齒形平面的水平力是通過網(wǎng)格位置按層傳遞的,就會有梁與板間隔分布造成無法通行的問題,并且當室內(nèi)采用帶緩沖空間單元的共享門廳時,也會有層間梁93的處理問題。圖129是將右邊的戶改成并列,就如同圖18一樣。圖130采取左右同形的方法,但產(chǎn)生了中間內(nèi)凹的區(qū)域94,并且還會造成左右結(jié)構(gòu)不能連通。圖131是將圖130上下鏡像,此處區(qū)域94被改為樓梯平臺,由于處于中間,可以將墻95中的梁改動,使中間戶通過增加的區(qū)域96進門。
圖132中的平面波浪形建筑是由圖130與圖131拼接而成,為使建筑整體的縱向結(jié)構(gòu)連續(xù),即使不封閉區(qū)域94,也要增加連系梁。圖133是將圖132的外墻改成弧形,但保留超出弧線墻外的建筑結(jié)構(gòu)97,而弧線墻與結(jié)構(gòu)之間的空隙采取補結(jié)構(gòu),或者增加板的方法98。如此還可以可倒過來設計弧形建筑,將選定的柱網(wǎng)放在如圖134區(qū)域99中,在考慮建筑間距的條件下,選擇土地效率發(fā)揮較好的弧型建筑外觀,但內(nèi)部仍然保留了熟悉而簡單的結(jié)構(gòu)形式。
圖135至圖138表示建筑進深對樓梯間布置的影響,通常柱網(wǎng)的單位長度應該取3.6米、3.9米和4.2米三個標準模數(shù)尺寸。其中3.9米*3.9米的柱網(wǎng)尺寸可以滿足現(xiàn)在的需要,也能兼顧今后的發(fā)展。
以上所有的說明可以得到如下的結(jié)論A、建筑可以按照既定的柱網(wǎng)尺寸布置;B、適合人居住的建筑通常應該是矩形的柱網(wǎng);C、矩形柱網(wǎng)可以工廠化生產(chǎn);D、建筑可以一次設計,分期建造使用;E、采用以選定的柱網(wǎng)為設計的核心,可以滿足使用的要求,也符合市場經(jīng)濟規(guī)律;各種緩沖空間單元的作用是,即可以滿足建筑主體結(jié)構(gòu)簡化后戶內(nèi)使用功能的需求,也能對建筑外觀起到較好的美化效果。
其中,在使用的過程中分期建造的方法有許多,但并不重要,關(guān)鍵是分期建造的思想將現(xiàn)實與未來在設計過程中得到了有效的溝通。此外各種房型都可以從圖18、圖19中變化及組合而成,這是一種可標準化的基本平面單元設計方案。
此外由于本說明中涉及建筑的形式很多,如何協(xié)調(diào)它們之間的關(guān)系,表述它們的狀態(tài),這也是緩沖空間單元技術(shù)應用中的一個主要內(nèi)容。這一切都需要從分類開始,如各種技術(shù)的名稱統(tǒng)一、建筑是否可改造、目前的建筑狀態(tài)等,都應該為每幢建筑給出一個明確的分類標志,使人們通過該分類標志,得到規(guī)范且模式化的信息。
此外,如果一個大型的房地產(chǎn)企業(yè)建設了多個此類建筑,往往也會有自己的標準,因此有必要將分類作為一個統(tǒng)一的認證過程來實施,并且認證的標準只能是以事實為依據(jù),用途是向公眾公開明示。這樣也可以避免建筑廣告與實際的差異,更為重要的是緩沖空間單元技術(shù)通過這一創(chuàng)新思想(尤其是在建筑業(yè)中),能夠盡快地為人們所接受。具體的實施方法有多種,下面作一些描述名稱上海營建手冊(本說明中所有特定的名稱都是暫定的)分類文字用英語字母和阿拉伯數(shù)字作為分類項的代碼。
分類結(jié)構(gòu)基本分類、輔助分類、附加分類(其中,基本分類用于指出建筑物的基本特征與狀態(tài);輔助分類用于指出建筑物之間的關(guān)系;附加分類用于指出建筑物內(nèi)的動態(tài)情況)。
分類文字的排列用字母與數(shù)字代碼按分類項順序排列。
分類項與代碼對照表建立分類項與代碼索引關(guān)系。
會員登記表包括企業(yè)會員、建筑代表、個人會員。
使用說明解釋手冊結(jié)構(gòu)與使用事項。
1.建筑規(guī)模標準(基本分類項中的第一個字母)A型大規(guī)模建筑,采用各種緩沖空間單元的創(chuàng)業(yè)大樓、職業(yè)大樓等大建筑。
B型大規(guī)模結(jié)構(gòu),已完成大規(guī)模建筑的基礎(chǔ)及框架,但只使用了其中的大部分空間。
C型在施工中預留了結(jié)構(gòu)連接的位置與措施,大規(guī)模建筑的基礎(chǔ)已完成;D型按照大規(guī)模建筑的標準預留了建設場地,也完成了規(guī)劃設計,但只是實施其中的部分,并投入使用。
E型一些建筑采用了各種緩沖空間單元技術(shù),但要將建筑改建或擴展成大規(guī)模建筑有困難。
F型原來是其它形式建筑,但是采用各種緩沖空間單元技術(shù)進行了改造。
G型其它形式建筑。
H型在建或待定建筑;2.國家與地區(qū)代碼二位字母代碼加二位數(shù)字代碼。
3.認證日期與順序編號二位字母代表年份,四位數(shù)字代碼從零編號。
4.認證時間二位數(shù)字代碼,從立項到完成按月計數(shù)。
5.企業(yè)代碼三位字母代碼按順序代表企業(yè),一位或多位數(shù)字代表是企業(yè)的第幾幢建筑。
其它略。
以上只是一個基本的構(gòu)思,在對建筑物進行分類認定時應該按照大多數(shù)參與分類的建筑物的代表所共同約定的方式進行。但由于建筑物不斷地增加,為了讓后加入者也能表達真實的意愿,還需要定時調(diào)整與審訂共同的約定。同時,這種分類認定的方法只對采用各種緩沖空間單元的建筑物有效,但關(guān)鍵是這種分類認定只能以事實為依據(jù),并以誠信為行動的準則。對建筑物進行明示的方法是將結(jié)果記錄在紙上,或儲存在磁盤、光盤等媒介物質(zhì)上。人們可以通過郵寄、或互聯(lián)網(wǎng)提供得到相關(guān)信息。
有益效果1.采用各種緩沖空間單元的建筑物,為室內(nèi)空間的藝術(shù)化創(chuàng)造提供了條件。住慣了平面建筑的人們,總是向往別墅建筑的小樓梯(站立高度的變化),以及局部共享空間帶來的視覺感受(或許是無法了解全貌所產(chǎn)生的神秘感)。即使小到只有一間房的戶也具有小梯和共享空間,這為室內(nèi)裝飾的藝術(shù)化創(chuàng)造了條件,例如吊燈的使用,平面為弧形、圓形、橢圓形、曲線等形狀的共享空間,大面積玻璃窗的造型等。同時也使用戶認識到,要保持戶內(nèi)空間的可變性,就應該采用簡約的裝飾風格,也不必鋪張浪費般地裝修。
2.緩沖空間單元豐富了躍層建筑的形式,從小面積到大面積形成了一個系列。二個在先申請都認為緩沖空間單元主要是用于大進深建筑中,本發(fā)明中的方案表明,小面積也是有效的。目前躍層房型通常是大面積的(每戶面積在110平方米以上),本發(fā)明的一間戶的建筑面積只有50平方米。并且小建筑也可以增建,成為大建筑平面、成為高層建筑。
3.緩沖空間單元具有組織室內(nèi)交通的功能。由于緩沖空間單元處于建筑的邊緣,光線充足,并且該單元上層又是可供人使用的,因此圍繞這種使用,就需要有交通的安排,這也就自然地成為戶內(nèi)交通的中轉(zhuǎn),從而對交通起組織與過渡作用。
4.與普通平面方案相比,本發(fā)明與二個在先申請結(jié)合在一起,從而在整體上具有較好的經(jīng)濟效果A、主要體現(xiàn)在經(jīng)濟層高所產(chǎn)生的空間利用效率的提高,體現(xiàn)了緩沖空間單元的彈性概念(使用性與舒適性);B、平面分隔的可變性,只要不破壞建筑結(jié)構(gòu),至少可以使用百年以上,從而體現(xiàn)了建筑可持續(xù)發(fā)展的思想;C、可工業(yè)化生產(chǎn),許多其他行業(yè)的事實證明,工業(yè)化生產(chǎn)可以降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短工期。
5.適應不同的地理條件與使用要求。采用45度正交軸網(wǎng)以及齒形外墻,可以有多種形式改變戶內(nèi)采光方向。進而可以在特殊的地理形狀下建造住宅,并且也能使戶內(nèi)得到較好的采光。
6.不同平面單元的比較用普通平面與本說明中的一梯三戶(圖18、圖19)、一梯四戶(圖24、圖25)、一梯九戶(圖28)三個方案相比較。普通平面層高為2.8米共七層,總高度為19.6米,本說明三個方案中戶內(nèi)總高為4.9米,共四層,總高也是19.6米。假設普通平面尺寸為3.6米開間,共5開間;進深二跨都是6.6米;墻厚0.24米,總建筑面積為(3.6*5+0.24)*(6.6*2+0.24)*7=1716M2,平均每戶面積122M2。
其他三個方案采取總面積減去共享空間面積,并且不計算戶內(nèi)樓梯面積。一梯三戶的總面積是(3.6*5+0.24)*(6.6*2+0.24)*8=1961M2,扣除共享面積(6.6-1.5)*(3.6-0.24)*4*3+(6.6-4.5)*(3.6-0.24)*4=234M2,實際總面積為1727M2,平均每戶面積144M2。一梯四戶的情況如下,總面積1961M2不變,扣除共享空間面積193M2,實際總面積為1768M2,平均每戶面積110M2。一梯九戶的總面積1961M2也不變,扣除共享空間面積42M2,實際總面積為1919M2,平均每戶面積53M2。
這是在建筑容積相同的條件,隨著共享面積的增減,總面積會發(fā)生少量的變化。從根本上講,這種變化是由于建筑層高的下降所帶來的共享空間的舒適性,或者分戶通道、室內(nèi)梯等增加的使用性。因此緩沖空間單元建筑物的經(jīng)濟性體現(xiàn)在相同條件下,戶內(nèi)使用的靈活性與方便性。
7.具有分區(qū)不干擾的特點。如中間通道的房型,產(chǎn)生了二個相對獨立的區(qū)域,成為母子房型。將底層獨立并帶衛(wèi)生間的房間給老年人居住,由于無需上樓,又有獨立的衛(wèi)生及獨立的生活空間,只是共用一個廚房。最為重要的是老年人與家人在一起生活,體現(xiàn)出一個現(xiàn)代家庭人文情懷,這對步入人口老化的全球社會無凝是一種較好的房型設計。事實上沒有老年人的社會也是不完整的社會。此外,舊式里弄可以夜不閉戶的原因是較高的居住密度所帶來的人氣,任何異常的動靜都會導致全體一致的行動。這一房間也可給成年或即將成年的子女用,還可以給遠道的客人用,或者出租。
本說明中的所有
均在發(fā)明內(nèi)容和實施方案中。
實施方案此前主要說明了用各種緩沖空間單元構(gòu)成小建筑及建筑的局部,以及從小建筑分步建成大建筑的方法。然而建筑也可以先建成內(nèi)部具有大空間的大建筑或超大型建筑,然后再根據(jù)需要進行內(nèi)部分隔,這就是一種超大建筑的建造方法。
什么是未來建筑?人在建筑中做些什么?有哪些人在建筑中?給人使用的建筑應該具備怎樣的條件?未來建筑應該具有哪些功能?今天應該怎樣營造建筑?可以相信,未來的人只有當他有充分的理由時才會走到建筑的外面。人一生中的大部分時光都會在建筑內(nèi)。人在建筑內(nèi)學習、工作、生活。人與人之間需要更多的接觸與交流。未來的人將會很多,有許多人只能生活舊的建筑中,但人們需要更加有序的生活。比如未來人們的生活質(zhì)量將依靠微型而高效的節(jié)能設備,但這些設備的生產(chǎn)就需要人們既聚集在一起,但又有分工地完成。因此,可以想象留給后人的建筑至少應該是通用結(jié)構(gòu)的建筑,有可能的話應該是將許多建筑集合在一起的大建筑,并且具有多種使用功能。這也許就是未來建筑的基本條件。
重慶市忠縣有山形似“玉印”故名玉印山,12層摩懸寨樓依附山體飛檐展翼,層層收縮,四周竹樹環(huán)繞,花木蔥蘢。(見新建筑期刊,褚冬竹著《寨.水.街——“建筑與水”國際概念競賽方案簡介》)。圖139其是示意圖,黃色山體101一半被地面植物102和山墻上的植物103所覆蓋,12層玉石寨大部分依附在山體上,少數(shù)立于山頂104。
但此處并不是要討論玉印山,如果將玉印山視為一座巨型建筑(如圖140中的虛線105),其外觀差異主要是在黃土、植物等自然材料與現(xiàn)代材料(墻、窗)上。那么采用緩沖空間單元是有可能重現(xiàn)這一自然景觀的,其方法在再先申請中已有說明。如果去掉外表的黃土、植物,用網(wǎng)架支撐起一組透明的圓罩,遠看就像是一串葡萄掛在墻上(如圖141),建筑的外觀還可以用半透明材料將建筑裝飾成山林中的瀑布(如圖142)。
大建筑既可以表現(xiàn)自然界的一部分,也可以體現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)的成果,也能夠表現(xiàn)藝術(shù)家的創(chuàng)作靈感,但最終目標是要為人類的生存進步服務。這種服務首先就應該體現(xiàn)出高效的使用功能,尤其是當世界充滿各種大建筑的時候,就更加重要。
圖143是大建筑的剖面示意圖,用鋼筋混凝土筒體作為大型或巨型建筑的柱100按設計層層上升,它是通過樁108和獨立基礎(chǔ)107承重,用箱型的梁(103、104)將柱相互連接,樓板上的力先通過網(wǎng)格布置的梁101傳到上述的箱型梁上,從而產(chǎn)生內(nèi)部巨大的空間。當內(nèi)部為大空間時,可用高大的鋼門(室內(nèi)為工廠)或玻璃幕墻使室內(nèi)封閉106。也可以框架結(jié)構(gòu)的建筑102圍成內(nèi)部大空間,為使內(nèi)部有良好的通風效果,可采用不封閉的平臺105。
圖144為大建筑的平面示意圖,每層平面由多段組成,每段平面都是由四個鋼筋混凝土筒體柱支撐,為使建筑外立面變化豐富,如曲線平面109,可以將圍合建筑102采用緩沖空間單元來解決114。在柱之間留出空間110形成共享樓梯廳,還可以將建筑的內(nèi)部空間進行分隔成許多小的空間單位113,如同建設小建筑一樣,在內(nèi)部建筑之間留出通道111,平面段與段之間留出空間112作為樓面共享空間。
本說明的所有附圖主要在發(fā)明內(nèi)容與實施方案二部分中加以說明,在此概要說明如下圖1至圖12是緩沖空間單元的原理圖。圖13至圖17是現(xiàn)有住宅平面方案及變化圖。圖18至50是采用緩沖空間單元的下、上層住宅平面圖及各種變化與運用圖。圖51至圖62是由正方形軸網(wǎng)旋轉(zhuǎn)45度,用墻圍成四戶一組的單元建筑原理圖。圖63至圖80是齒形建筑的各種變化圖。圖81至圖89是交叉緩沖空間單元的原理說明。圖90至圖123是交叉緩沖空間單元的特征與各種變化的說明。圖124是齒形建筑平面圍合分析圖。圖125、126是將創(chuàng)業(yè)建筑的大平面建筑分期建造的原理。圖127是巨型建筑平面圖。圖128至133是由圖18(含圖19)變化而來的各種可以采用多種緩沖空間單元形式的住宅建筑平面原理圖。圖134是依照地形設計建筑的原理圖。圖135至圖138表示在建筑開間不變的情況下,進深對樓梯間布置的影響,其中圖135、136進深尺寸小,分戶門設置困難,而圖137、138容易設置分戶門。圖139至圖142是要表達自然山體與人工建筑的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。圖143、144是大建筑的剖面及平面示意圖。
權(quán)利要求
1.緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,所述的緩沖空間單元是緩沖空間理論中的各種形式的緩沖空間單元,將其中的一種或數(shù)種用于不同規(guī)模的建筑中,其特征在于建筑物的主體采用統(tǒng)一的柱網(wǎng)尺寸;在建筑物四周按照需要至少設置一個緩沖空間單元,該緩沖空間單元是由上下二層、且都是可供人使用的空間組成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,建筑物的主體是采用標準化的基本平面單元設計方案,并通過各種變化與組合而成的,其特征在于基本平面單元設計方案是躍層或復式房型;在平面單元中至少有一戶設置了緩沖空間單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,它是不同規(guī)模的建筑是以大建筑為標準,按照一次設計,可分步實施的建造方法,其特征在于A.在圖紙設計時,選擇一個柱網(wǎng)為建設項目的基本尺度標準,將選定的柱網(wǎng)按有利的日照朝向覆蓋在該項目可使用的土地上,并標出完整的網(wǎng)格;B.將多個基本單元平面房型放在已標出的完整的網(wǎng)格區(qū)域內(nèi),除了緊接的單元平面房型,還要考慮必要的建筑間距,將房型占用網(wǎng)格和為保持建筑間距而不能使用的網(wǎng)格標出,計算剩余未使用的網(wǎng)格數(shù);C.改變周邊有較多未使用網(wǎng)格的基本單元平面房型的形狀,將該區(qū)域內(nèi)的末使用網(wǎng)格數(shù)降至最低;D.重復C過程,使總的未使用網(wǎng)格數(shù)下降;E.將選定的柱網(wǎng)偏轉(zhuǎn)一個角度,或按照土地的形狀特點作為柱網(wǎng)的主要朝向,重復A、B、C、D的過程;F.將多個E過程所得到的D結(jié)果進行比較,選擇總的未使用網(wǎng)格數(shù)低的、或較低但房型滿意的確定為一個或數(shù)個基本平面方案;G.根據(jù)市場需求確定單元房型的戶數(shù)與戶型,根據(jù)分隔的需要調(diào)整局部柱網(wǎng)尺寸,標出緩沖空間單元的位置,并根據(jù)規(guī)劃指標確定建筑物的層數(shù);H.采用調(diào)整建筑物之間的層數(shù)關(guān)系、改變以緩沖空間單元為主的建筑立面、并配以可能的外觀美化的方法,使建筑方案經(jīng)濟、實用、美觀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,選擇易于施工的柱網(wǎng)尺寸,其特征在于柱網(wǎng)為矩形,通常是3.6米、3.9米和4.2米三個標準模數(shù)尺寸的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,采用工業(yè)化生產(chǎn)樓板的方法,其特征在于樓板大小為一個柱網(wǎng)尺寸,在工廠內(nèi)一次成形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,其特征在于板的接縫主要防止?jié)B漏;接縫材料采用拌有聚脂的細石混凝土。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,采用英文字母和阿拉伯數(shù)字組成代號,對建筑物進行分類明示的方法,其特征在于對建筑物進行分類方法是由基本分類、輔助分類和附加分類三部分組成;其中,基本分類用于指出建筑物的基本特征與狀態(tài);輔助分類用于指出建筑物之間的關(guān)系;附加分類用于指出建筑物內(nèi)的動態(tài)情況;對建筑物進行明示的方法是記錄在紙上,或儲存在磁盤、光盤等媒介物質(zhì)上,通過郵寄、或互聯(lián)網(wǎng)提供給需要的用戶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和7所述的緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,對建筑物進行分類的認定方法,其特征在于在對建筑物進行分類認定時按照大多數(shù)參與分類的建筑物的代表所共同約定的方式進行;采取定時審訂約定的方法,讓后加入者表達真實的意愿;該分類認定只對采用各種緩沖空間單元的建筑物有效;該分類認定只以事實為依據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,一種超大建筑的建造方法,它是一次建成內(nèi)部具有大空間的大建筑或超大型建筑,然后再根據(jù)需要進行內(nèi)部分隔,其特征在于所述的建筑采用鋼筋混凝土筒體作為大型或巨型建筑的柱,用箱型的梁將柱相互連接,樓板上的重力通過網(wǎng)格布置的深梁傳到上述的箱型梁上,從而產(chǎn)生多個內(nèi)部大的空間;所述的建筑在一個大空間的樓面內(nèi),具有二個以上開間,二層以上的多個可使用空間疊成緩沖空間單元;根據(jù)需要將其中的大空間分建成一些小空間,并將多層緩沖空間單元分隔成二層的緩沖空間單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,一種改進的緩沖空間單元,其特征在于在上下二層空間構(gòu)成的緩沖空間單元外,有一個可供人使用的,并與單元中的一個空間連通的陽臺;該陽臺的位置可上下左右變動,也可向外伸縮。
全文摘要
緩沖空間單元建筑的標準化建造方法,它是運用在項目開發(fā)時的設計、施工,以及使用過程中的續(xù)建、變更、維護和管理的方法。緩沖空間單元有多種形式,可運用于與目前住宅相似的躍層房型中,通過對簡單的建筑結(jié)構(gòu)變換,就可產(chǎn)生出無數(shù)個設計方案,同時,也有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工業(yè)化產(chǎn)生及標準化建造。由于緩沖空間單元是可更換的,當建筑結(jié)構(gòu)變化時(通常是增加),只需重新調(diào)整緩沖空間單元就行。即大建筑可以像搭積木一樣從小建筑逐步疊加成大建筑,同樣,一個中空的大建筑,可以通過逐步填充,使內(nèi)部空間變換功能,從而得到充分利用。由于建筑的變動,會涉及各方的利益,因此,采取一次設計,分步實施,并公開明示的方法是體現(xiàn)公平的唯一途徑。
文檔編號E04H1/00GK1447000SQ0311474
公開日2003年10月8日 申請日期2003年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月6日
發(fā)明者徐永生 申請人:徐永生