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房屋建筑学讲义
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房屋建筑学讲义-李3
第一篇民用建筑设计与构造第一章民用建筑设计
1.1民用建筑的产生和发展1.1.1原始社会的建筑—巢居、穴居建筑;1.1.2奴隶社会的建筑--古埃及建筑、古希腊、古罗马—石材,我国夏商周的土木建筑,西周以发展到四合院建筑;1.1.3封建社会的建筑—宫殿、庄园、城堡建筑;1.1.4欧洲资本主义萌芽时期的建筑—城市、宫殿、府邸、园林、公共建筑、宗教建筑等;1.1.5西方国家近现代建筑;1.1.6新中国成立后的建筑;1.1.7当代建筑的发展。
1掌握建筑构成三要素:
建筑功能、工程技术、建筑形象的辩证关系。
2防火、耐火。
3建筑模数。
4建筑(建筑物、构筑物)
1.2建筑的构成要素建筑功能、工程技术、建筑形象1.2.1民用建筑的分类一、建筑分类建筑分类:
生产性建筑、非生产性建筑生产性建筑:
工业建筑、农业建筑非生产性建筑(民用建筑):
居住建筑、公共建筑
二、民用建筑分类1按使用功能分:
①居住建筑:
居住建筑包括住宅、公寓、宿舍等。
②公共建筑:
如学校、图书馆等,共15类。
2按规模大小分:
①大量性建筑:
如住宅、公寓、宿舍等。
②大型性建筑:
如体育馆、大型火车站等。
3按层数分类根据《民用建筑设计通则》GB50352-2005,《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95,《建筑设计防火规范》GB50016-2006的规定:
①居住建筑按层数分类低层建筑:
1~3层。
多层建筑:
3~6层。
7~9层为中高层、10~30层为高层;100m以上为超高层。
②公共建筑24m及以上为高层建筑。
补充1建筑物的级别①②③④⑤⑥30层以上为特级工程16~29层超过50m的公共建筑为一级工程16~29层的住宅建筑为二级工程7~15层超过的建筑为三级工程7层以下无电梯的住宅为四级工程1~2层或单功能建筑为五级工程
补充2建筑师的设计范围:
①②一级注册建筑师均可设计二级注册建筑师可设计三级以下的建筑。
4按民用建筑的耐火等级分:
根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006的规定:
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①构件的耐火极限1~4级,一级最好,四级最差;重要的采用1、2级,次要的采用2、3级,很次的采用4级;构件的耐火极限;失去支承力或破坏;失去隔火作用—背火面温度达到220度。
②构件的燃烧性能:
分为不燃烧体(石材)、燃烧体(木材)、难燃烧体(沥青混凝土、板条抹灰)。
5按建筑的时间使用年限分类根据《民用建筑设计通则》GB50352-2005的规定:
①5年,临时性建筑;②25年,易于替换结构构件的建筑;③50年,普通建筑和构筑物;④100年,纪念性建筑和特别重要的建筑。
1.2.2《建筑模数协调统一标准》(GBJ2-86)1基本模数:
基本模数的模数值1M=100mm。
2导出模数①扩大模数:
3M、6M、12M、15M、30M、60M。
②分模数:
1/10M、1/5M、1/2M。
3模数系列,见表1-2。
1.3建筑设计的内容和程序
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建造房屋的阶段:
编制计划任务书、选择和勘测地基、建筑设计、施工和回访等。
1.3.1.建筑设计的内容①建筑设计②结构设计③设备设计。
建筑设计与其他工种设计的协调配合。
补充:
3.建筑设计的依据:
①②③主管部门有关建设任务的使用要求:
面积、单方造价、总投资等建设单位(业主)提供的设计任务书城建部门同意设计的批文
④委托设计项目表。
1.3.2建筑设计的程序一、设计前的准备工作1落实设计任务2熟悉设计任务书,主要内容包括①建设项目说明书②建筑物的使用要求③总投资和单方造价,土建费用、房屋设备费用等④建设地基范围及周边环境⑤供电、供水和采暖、通风等设备方面的要求⑥期限和设计进度要求3收集必要的设计原始数据①调查同类建筑;②了解材料及几个施工的技术条件;
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③踏勘现场,了解地形、环境的情况④了解文化、生活、风土情况等。
二、设计阶段的划分一般性建筑分为两个阶段:
方案设计、初步设计、施工图三个阶段:
1方案设计文件的深度应满足编制初步设计文件和投标的需要;2初步设计阶段文件的深度应满足编制施工图设计文件的需要;
⑴任务与要求:
①②提出合理的设计方案建筑物的组合方式、主要建筑材料、技术、经济上的合理性
⑵初步设计的图纸和文件有:
①②③④⑤2技术设计阶段①目的:
协调各工种对建筑的要求③图纸设计深度:
在建筑图上标注出设备的尺寸。
设计总说明;建筑总平面图;各层平面及主要剖面图、立面图;工程概算书;有要求时提供透视图、鸟瞰图、模型。
3施工图设计文件的深度应满足设备材料采购、非标准设备制作和施工、存档的需要;设计文件相互关联处的深度应满足各承包和分包单位设计的需要。
⑴目的:
满足施工和存档要求,图纸齐全、无误⑵施工图设计的图纸和文件有:
①②③④⑤⑥⑦补充:
1.3.3建筑设计的程序一、获得建筑工程的设计权必须具备:
1.2.3.与该工程等级相适应的设计资质等级;有关部门的监督进入方案设计阶段、初步设计阶段(技术设计阶段)和施工图设计阶段。
建筑总平面图,1∶500~1∶2000;建筑各层建筑平面图、各个立面图和必要的剖面图;建筑构造详图;各工种的施工图(结构、水、电、防雷接地);建筑、结构及设备说明书;结构及设备计算书;工程预算书。
二、设计招标——文件由建设单位提供:
1提供工程地名、地址、建筑面积、占地面积等;2提供可行性研究报告,工程技术要求等;
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3提供城市国土部门批准的红线图;4提供工程地质、水文、工程测量等报告;5提供管网及道路方面的基础材料。
在规定的时间内提交投标文件,投标文件及方案设计内容包括:
1建筑总平面图;2主要平面图、立面图、剖面图组成的建筑方案;3分析图、表现图或建筑模型;。
4必要的文字说明三、初步设计阶段12345中标的设计单位获得设计权;各工种进入设计程序;具有资质的设计总负责人负责设计与协调工作;初步设计阶段完成的图纸和设计文件的深度:
其他工作①②③四、施工图设计阶段1.初设图纸和文件通过后,进入施工图设计阶段;2施工图的深度:
满足施工和存档要求,图纸齐全、无误3施工图设计文件完成后由建设单位送审,审查内容有:
①稳定性、安全性和可靠性;②是否符合消防、环保、人防、抗震、节能等规范要求;③各工种的施工图是否达到规定深度要求;④是否损害公共利益;⑤施工图概算书。
初设图纸和文件交业主送批;建设单位落实重要设备的订货;结构专业提供地质钻探的定位图纸提交实施。
1.4建筑设计的要求和依据
1.4.1.建筑设计的要求:
(建筑设计有五大要求)一、满足建筑功能要求:
如学校教室采光通风要求较高——开大窗,住宅厕所私密性要求较高――开小窗。
二、采用合理的技术措施包括选用建筑材料、结构形式、施工方案等。
三、具有良好的经济效果要因地制宜、就地取材、节省人力、节约投资。
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四、考虑建筑美观要求特别是标志性建筑和永久性建筑。
五、符合总体规划要求1.4.2.建筑设计的依据一使用功能1人体尺度和人体活动所需要的空间尺度①我国成年男人平均高度为1670mm,女人平均高度为1560mm,人体尺度如图1-1,人体活动所需要的空间尺度如图1-2。
②人体所占的空间、动作所需空间、心里空间的关系如图1-6。
2家具、设备的尺度和使用它们的必要空间家具、设备的尺度可以参考教材图1-3二、自然条件1气象条件:
温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等气候条件气候条件对建筑物的设计影响较大,主要考虑因素有:
①南方湿热地区与北方干冷地区的区别;②日照和主导风向对建筑物的影响;③风速对高层建筑的影响;④雨雪对建筑物屋面的影响2地形、地质及地震烈度①地形:
平缓与起伏的区别,地形起伏时可以采用错层的设计方案;②地质条件:
地质条件复杂时,房屋的结构和基础的设置要采用相应的结构构造措施。
如条形基础设置基础圈梁,独立基础设拉梁等;
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③地震烈度:
表示地震时房屋建筑遭受地震破坏的程度。
6度及6度以下地区一般做构造处理;9度以上地区一般不建造房屋;7~9度地区是房屋抗震设防的重点。
3水文-地下水基础及地下室。
第2章建筑平面设计概论:
1三度空间的建筑2建筑设计应从平面设计入手,并着眼于建筑空间(立、剖面)的组合。
2.1平面设计的内容一、面积由使用部分、交通联系部分组成。
1使用部分:
④主要使用房间(起居室、卧室、教室试验室);⑤辅助使用房间(厨房、厕所、及水电的设备用房等)。
2交通联系部分:
是指房间之间,楼层之间,内外之间的交通面积,如走道(廊)、门厅、楼梯间、电梯间等。
二、建筑设计的内容1单个房间的平面设计;2平面组合设计。
2.2主要使用房间的设计
2.2.1房间的分类和设计要求1按功能分类为:
①生活用房间如起居室、卧室等,
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②工作和学习用房间如办公室、教室等,③公共活动房间如商场的营业厅、影剧院的观众厅等对于生活用房间,工作和学习用房间重点考虑安静和朝向;对于公共活动房间重点考虑人流疏散。
2平面设计的要求有:
①房间面积要满足室内使用活动和家具、设备合理布置的需要;②门窗的大小和位置要考虑出入方便、疏散安全、采光通风良好;③房间的结构布置合理、施工方便、选用建筑材料合理;④室内空间及细部构造要考虑使用方便和审美要求。
2.2.2房间的面积1房间的面积房间的面积由以下几部分构成:
①家具和设备所占面积②室内使用活动面积③室内的交通面积。
简述如图2-2。
2影响房间的面积的因素:
①容纳人数②家具设备及人们使用活动面积2.2.3房间的形状房间的形状有矩形、方形、多边形、圆形等。
1矩形房间的优点:
①矩形房间平面简单,便于布置家具;
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②结构布置简单,便于施工;③矩形平面便于统一开间、进深,有利于平面及空间组合。
2其他形状房间的优点2.2.4房间的尺寸1满足家具设备及人们活动的要求;2满足视听要求:
如普通教室为例①大于2m,垂直视角大于45°;②8~8.5m;③≥30°;3良好的天然采光:
窗高∶进深>1/2;4经济合理的结构布置:
砖混开间<4000,钢筋混凝土梁跨<9000。
5符合《建筑模数协调统一标准》的要求。
2.2.5房间的门窗设置门窗在平、立、剖面图中都有表示、这里先从门窗的平面设计进行分析。
一、门的宽度及数量1门的宽度门的宽度由人流多少和家具、设备的大小确定:
①单扇门:
700、800、900、1000.②双扇门:
1200~1800。
③四扇门:
2400~3600。
2门的数量由房间面积和人数确定,《建筑设计防火规范》GB50016-2006)(①多于50人,房间大于60平米设2个门。
②公共活动房间,如会场、观众厅按每100人600mm宽计算,净宽大于
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1400。
二、窗的面积1满足天然采光面积(窗地比)的需要,见表2-2。
2满足建筑节能需要三、门窗位置门在房间平面中的位置应考虑交通路线简捷,安全疏散,面积充分利用,家具布置方便和组织室内穿堂风。
1门窗位置应使墙面完整,主要考虑家具布置方便。
2门窗位置应有利于采光通风,组织室内穿堂风。
3门窗位置应方便交通,有利于疏散,主要考虑缩短交通路线。
四、门窗的开启方向1内开;2外开;3防止打架。
主要使用房间——中学教室的平面设计已知条件:
50人的标准班。
见设计指南P37,学生身高按1500~1650,表中尺寸按上限考虑,教室平面形状定为矩形。
①教室进深:
2a+3b+4×1200+240=2×120+3×600+4800+240=7080、取6900。
②教室长度:
2000+7c+600+240=2000+7×900+600+240=9140,取9000。
③教室平面布置如图。
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④教室层高定为3600。
⑤窗的设计:
窗面积确定,根据表2-2民用建筑采光等级表,教室按2级考虑,军事为内廊考虑,窗地面积之比取1/5,即窗的面积为9000×6900/5=12.42(14.85)平方米;窗的高度:
3600-900-600=2100=2.1m。
窗洞总宽度12.42(14.85)/2.1=5.91(7.07)m,≈6m。
教室长9m-6m=3m(750+750+1500)。
外内。
⑥门的设计:
教室门的门洞宽度一般按1000设计,按规定50人或60平方米设计为两门;门垛一般为120~240,取240。
内开。
⑦黑板:
位于光线从学生左侧射入教室的正墙面上,面积大于4000×1000,高(1000~1100)+讲台高。
⑧讲台:
高度,宽度大于650,长度为黑板长+(200~250)×2。
2.3辅助使用房间设计
2.3.1厕所设计1厕所的设备及数量①厕所设备:
大便器(坐式、蹲式),小便器(斗式、槽式),洗手盆。
污水池等。
②厕所数量:
依据人数确定,见表2-3。
2厕所的布置①公共建筑中厕所:
前室1.5~2米和后室;②专用厕所,如家庭、旅馆:
做法是盥洗、浴室、厕所三卫一体。
2.3.2浴室、盥洗室1一般浴室、盥洗室的主要设备:
洗脸盆、污水池、淋浴器、浴盆等。
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2公共浴室、盥洗室的主要设备:
洗脸盆、污水池、淋浴器、浴盆和更衣室(挂衣钩、衣柜等)。
2.3.3厨房通风、采光、壁龛、吊柜等。
2.4交通联系部分的设计
交通联系部分的处理方法有:
①水平交通联系有走廊、过道等。
②垂直交通联系有楼梯、坡道、电梯、扶梯等。
③交通联系枢纽有门厅、过厅等。
交通联系部分设计的主要要求:
①交通路线短,通行方便;②人流通畅、疏散迅速安全;③满足一定的采光通风要求;④节省交通面积。
2.4.1走道(走廊)1完全为交通需要而设置的走道,每股人流的最小宽度根据建筑物的耐火等级、楼层位置确定,见表2-5。
2主要为交通需要和兼做其他功能而设置的过道,如学校为2.1~3000,医院为2400~3000。
3多种功能走道,如展览馆的走道,按需要设置。
4走道的长度要根据建筑物的性质、耐火等级及《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)的要求,见表2-6及图2-22。
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5走道应天然采光和自然通风,走道端头开窗。
2.4.2.楼梯1.楼梯的形式与位置①按形式分:
直跑楼梯构造简单,两跑楼梯节约面积,常采用;楼层较高可设三跑楼梯;还有螺旋楼梯,圆弧楼梯和剪刀梯等。
②按性质分及位置:
主要楼梯,次要楼梯、消防楼梯。
2楼梯段的宽度和数量①梯段的宽度根据通行人数的多少和防火要求确定,宽度同过道一样,单股人流850,两人对行为1100~1200、辅助楼梯850~900、三人1500~1650。
总的来讲,梯段的宽度必须满足表2-5《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)和表2-7《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)的要求。
3楼梯的数量根据人的多少和防火要求确定公共建筑楼层面积超过200平米,人数超过50人需设置两个或两个以上的楼梯,见表2-8。
2.4.3电梯电梯分类有:
客梯、货梯、消防梯、客货两用梯、杂物梯等。
电梯的位置及布置:
1电梯间应布置在人流集中的地方;2设电梯时必须设辅助楼梯;3电梯井道无自然采光要求。
2.4.4扶梯与坡道
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2.4.5自动扶梯具有方便舒适的效果,用于百货大楼、车站等。
速度一般为0.45~0.5m/s。
宽度为600~1000。
坡道≤10度,用于医院,儿童建筑,无障碍建筑等。
2.4.5门厅①门厅的作用门厅设在建筑物主要入口内,主要起过渡和疏散的作用,兼作其他功能:
旅馆的服务台;医院的挂号、取药等。
②门厅门的宽度不小于通向门厅的通道、楼梯的总和;门外开或弹簧。
③门厅的面积,见表2-9,根据相应的建筑标准和不同类型的定额作参考,如小学每人0.06~0.08平米,影剧院每人大于0.13平米。
④门厅与楼梯、通道的关系,应方便。
⑤门厅的面积与空间。
2.5建筑平面的组合设计建筑平面组合设计的要求:
①对设计对象主要考虑“使用功能、技术经济指标和建筑艺术”,②对外部主要考虑“总体规划、基地环境等”。
建筑平面组合设计的主要任务:
①根据使用要求,确定房间之间的相互关系;②组织好方便、安全的交通;③结构合理,满足建筑标准的要求;④符合总体规划要求。
2.5.1.影响平面组合的因素一、使用功能
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1合理的功能分区,从以下几个方面考虑:
①主次关系:
什么是主、次要房间?
如:
学校、住宅、商店。
合理安排主、次要房间的平面位置。
学习、生活用主要房间要朝向好、安静,采光、通风好;公共活动的主要房间要出入、疏散方便。
②内外关系:
合理安排房间的内外关系。
原则是对外的房间布置在交通枢纽附近,对内的房间布置在较隐蔽的位置。
③联系和分隔:
功能相近、性质相同、联系紧密的房间组合在一起;功能不同,又有联系的房间,既要分隔又要联系方便,例如学校的教学区,办工区;有干扰的房间要有一定的分隔距离。
如教室、音乐教室;口述医院建筑的联系与分隔。
2明确的流线组织①按先后顺序组织交通路线,避免往返交叉和互相干扰。
②按主次、内外关系组织交通路线,分为主要交通路线、次要交通路线、辅助交通路线等。
二、结构类型1混合结构混合结构用于房间面积相对较小,多层(6层)以下砖墙与钢筋混凝土梁板的混合结构。
承重方式有3:
横墙承重;纵墙承重图;纵横墙承重。
采用混合结构的要求是:
②开间,进深基本一致,符合经济跨度(4.2米以下)上下层墙体在一条轴线上;
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③承重墙的布置要均匀、闭合,满足刚性要求,可设壁柱;④承重墙上开洞要慎重;⑤房间设置要上大下小。
2框架结构框架结构用于房间面积相对较大,层高较高的教学楼、大型商场、旅馆和多、高层的住宅建筑中。
结构方式是梁、柱承重,墙体起围护作用,优点是开洞方便、强度高、整体性好、刚度大等,缺点是造价相对较高。
3空间结构空间结构用于大厅式平面组合的住宅建筑中,如影剧院、体育馆等。
结构方式有:
壳体结构、网架结构和悬索结构等。
三、设备管线设备管线包括给排水,空气调节、电器、通讯等。
他们要占一定的空间位置和房间如配电房、空调机房、水泵房。
四、建筑造型简洁,完整。
2.5.2平面组合方式建筑平面组合方式有:
走廊式组合、套间式组合、大厅式组合、单元式组合。
1走廊式组合:
一般用于公共建筑,走廊分内廊和外廊两种,外廊又有北向外廊和南向外廊之分。
①内廊的优缺点平面紧凑,占面积少,但一边房间朝向差,通风采光差。
②外廊的优缺点平面不紧凑,占面积大,但房间朝向好,通风采光好。
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③外廊的设置北向外廊可以把次要房间放在北边,保证主要房间朝向好,南向外廊可兼起遮阳的作用。
2套间式组合:
套间式组合联系简捷,交通面积和房间面积结合使用,如公共建筑中的展览馆,民用建筑中的住宅常采用。
3大厅式组合①实用范围:
影剧院、会场、体育馆等。
②主要考虑问题交通路线简捷,尽快疏散到室外;人流安全,导向明确。
③屋面结构布置和选材。
结构简洁、重量轻。
4单元式组合独立的整体2.5.3建筑平面组合与总平面的关系房屋的平面设计除满足功能要求和结构要求外,还必须考虑总体规划、基地环境、气候和地理条件等因素。
一、功能分区与基地环境基地大小、形状和道路走向对建筑平面组合的影响。
1各分区之间相互联系的要求;2各分区之间独立与分隔的要求3室内与室外场地的关系二、朝向建筑物的朝向主要考虑太阳辐射强度、日照时间、主导风向等。
建筑物的朝向选择:
1.一般朝南2.根据地理位置选择,如上海为南偏东15度较好。
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3.人流集中的公共建筑选择在便于疏散的方向等。
三间距设计时要考虑满足日照、通风等的卫生要求:
前后排房屋的间距1满足建筑物室外的使用要求:
从人行车行的道路,房屋之间对声响、视线的干扰;2满足防火安全:
防火间距不得小于6m。
3日照间距的控制条件:
房屋日照间距L=H(前排房屋的檐口高-后排房屋的窗台高)/冬至正午的太阳高度角tanh,日照间距南小北大。
4.间距的调整功能与间距:
教学楼、医院、病房、传染病房不同等;山地与平地不同。
①阳坡面的日照间距小于平地所需的日照间距;②阴坡面的日照间距大于平地所需的日照间距;见图2-47。
题目1:
单元式多层住宅方案设计(参考资料,设计指南P1~2)
1面积120平方米,一梯2户;2套型三室1
(2)厅,1厨1卫;3层数4层,层高3000,砖混结构。
4内容要求:
①主卧室≥14平方米,单人卧室≥9平方米,起居室≥20平方米;②厨房内设案台、灶台、洗池等;③卫生间设蹲位、淋浴(或浴盆)、洗脸盆;④生活阳台和服务阳台各一个;⑤其他,根据情况宜设置搁板、吊柜、壁龛、壁柜等。
5作业要求:
采用2号图,工具线手工绘制底层平面图,比例1∶50。
第3章
建筑剖面设计
剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间的组合和利用,以及结构、构造关系等。
剖面设计的主要内容:
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1确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系;2确定层数及各部位的标高;3解决天然采光、自然通风;4选择主体结构与围护结构方案;5竖向空间的组合与利用。
3.1房间的剖面形状3.1.1使用要求1一般的功能要求:
住宅、办公楼、旅店多为矩形;2特殊功能要求--如何满足视听效果:
(简述)①观众厅、体育馆的比赛厅多为阶梯地面,提高视点的位置;②观众厅、体育馆的比赛厅多为斜屋顶。
3.1.2结构、材料和施工影响如体育建筑、候机楼等3.1.3采光、通风的要求1一般建筑:
侧窗。
2进深大的建筑:
侧窗+天窗。
3.2房屋各部分高度的确定3.2.1房间的净高和层高1净高:
房间内楼地面到顶棚或其他构件底面的距离。
2层高:
净高+结构的高度,下一层楼地面到上一层楼面的高度。
房屋高度的确定首先从房屋室内的净高开始,主要考虑有:
一、人体活动及家具设备的要求
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①满足人体活动为依据控制层高:
如卧室、起居室等。
②根据视听效果要求控制层高:
如阶梯教室、影剧院的观众厅、会场等。
略)(③根据房间内的设备控制层高:
如房间内有悬挂物。
二、采光、通风及卫生的要求1