模块1 准备部分
本模块内容涵盖学习情境1～2，包含课程准备和房屋建筑学设计基础等学习情境
“教”、“学”、“做”。
学习情境1 课程准备
【情境要点】
了解房屋建筑学的地位和作用。
了解房屋建筑学课程的内容、学习方法。理解建筑、建筑物、构筑物的概念。
掌握建筑的构成要素、建筑的分类和等级。掌握建筑模数协调标准的意义及划分原则。【情境描述】
作为一门内容广泛的综合性学科，房屋建筑学涉及建筑功能、建筑艺术、环境规划、工程技术、工程经济等多方面的问题。同时，这些问题之间又因共存于一个系统中而相互关联、相互制约、相互影响。
任务1.1 理解房屋建筑学
知识1.1.1 我国的建筑方针
新中国成立初期，党曾提出以“适用、经济、在可能条件下注意美观”作为我国的建筑方针。1986年建设部制定的建筑技术政策明确指出，建筑业的主要任务是“全面贯彻适用、安全、经济、美观”的方针。归纳有如下的论述。
———适用是指恰当地确定建筑面积，合理的布局，必需的技术设备，良好的设施以及保温、隔热、隔声的环境。
———安全是指结构的安全度，建筑物耐火等级及防火设计、建筑物的耐久年限等。
———经济主要是指经济效益，它包括节约建筑造价，降低能源消耗，缩短建设周期，降低运行、维修和管理费用。既要注意建筑物本身的经济效益，又要注意建筑物的社会和环境综合效益。
———美观是在适用、安全、经济的前提下，把建筑美和环境美列为设计的重要内容。搞好室内外环境设计，为人民创造良好的工作和生活条件。政策中提出了应区别不同的建筑，处理好适用、安全、经济和美观的关系。
知识1.1.2 房屋建筑学课程情境要点
“建筑”，通常认为是建筑物和构筑物的总称。其中供人们直接在其中生产、生活或进行其他活动的房屋或场所都称为“建筑物”，如住宅、学校、办公楼、影剧院、体育馆、工厂的车间等，人们习惯上也将建筑物称为建筑。而人们不在其中生产、生活的建筑，则称为“构筑物”，如水坝、水塔、蓄水池、烟囱等。建筑具有实用性，属于社会产品；建筑又具有艺术性，反映特定的社会思想意识，因此建筑又是一种精神产品。
房屋建筑学课程分为民用建筑构造和工业建筑构造两部分。建筑构造是研究一般房屋的组成及各组成部分的构造原理和构造方法。构造原理研究各组成部分的要求，以及满足这些要求的理论；构造方法则研究在构造原理指导下，用建筑材料和制品构成构件和配件，以及构配件之间连接的方法。学习这门课程的目的是使学生掌握房屋构造的基本理论；初步掌握建筑的一般构造方法和构造详图的绘制方法，能识读一般的工业与民用建筑施工图，正确理解设计意图。
房屋建筑学课程是一门实用性很强的技术专业课，学习时应注意以下几点：（1）从具体构造方案入手，牢固掌握房屋各组成部分的常用构造方法。
（2）要注意了解各构造方法和设计方案的产生和发展，加深对常用典型构造方法和标准图集的理解。
（3）多参观已建成或正在施工的建筑，多参与现场实际施工操作，在实践中验证理论，充实和记忆理论。
（4）重视绘图技能的训练。通过作业和构造设计，不断提高自己绘制和识读施工图的能力。
（5）经常查阅相关资料，丰富自己的专业知识，了解房屋建筑学的发展态势。
任务1.2 理解建筑的构成要素、分类与分级
知识1.2.1 建筑的构成要素
总结人类的建筑活动经验，构成建筑的主要因素有三个方面：建筑功能、建筑技术和建筑形象。
1.建筑功能
建筑功能是指建筑物在物质和精神方面必须满足的使用要求。
不同类别的建筑具有不同的使用要求。例如交通建筑要求人流线路流畅，观演建筑要求有良好的视听环境，工业建筑必须符合生产工艺流程的要求等；同时，建筑必须满足人体尺度和人体活动所需的空间尺度以及人的生理要求，如良好的朝向、保温隔热、隔声、防潮、防水、采光、通风条件等。
2.建筑技术
建筑技术是建造房屋的手段，包括建筑材料与制品技术、结构技术、施工技术、设备技术等，建筑不可能脱离技术而存在。其中材料是物质基础，结构是构成建筑空间的骨架，施工技术是实现建筑生产的过程和方法，设备是改善建筑环境的技术条件。
3.建筑形象
构成建筑形象的因素有建筑的体型、内外部空间的组合、立面构图、细部与重点装饰处
理、材料的质感与色彩、光影变化等。
建筑的三要素是辩证的统一体，是不可分割的，但又有主次之分。第一是建筑功能，起主导作用；第二是建筑技术，是达到目的的手段，技术对功能又有约束和促进作用；第三是建筑形象，是功能和技术的反映，但如果充分发挥设计者的主观作用，在一定的功能和技术条件下，可以把建筑设计得更加美观。
知识1.2.2 建筑的分类
建筑可按不同的方式进行分类。1.按建筑使用性质分类
（1）工业建筑。指为工业生产服务的生产车间、辅助车间、动力用房、仓库等。
（2）农业建筑。供农业、牧业生产和加工用的建筑，如温室、畜禽饲养场、水产品养殖场、农畜产品加工厂、农产品仓库、农机修理厂（站）等。
（3）民用建筑。主要是指提供家庭和集体生活起居用的建筑场所，如住宅、宿舍、公寓等。
（4）公共建筑。主要是指提供人们进行各种社会活动的建筑物，如行政办公建筑、文教建筑、托幼建筑、医疗建筑、商业建筑、观演建筑、体育建筑、展览建筑、旅馆建筑、交通建筑、通信建筑、园林建筑、纪念建筑、娱乐建筑等。
2.按建筑规模和数量分类
（1）大量性建筑。如一般居住建筑、中小学校、小型商店、诊所、食堂等。本课程以此类建筑为主要内容。
（2）大型性建筑。大型性建筑是指多层和高层公共建筑和大厅型公共建筑。这类建筑一般是单独设计的。它们的功能要求高，结构和构造复杂，设备考究，外观突出个性，单方造价高，用料以钢材、料石、混凝土及高档装饰材料为主。如大城市火车站、机场候机厅、大型体育馆场、大型影剧场、大型展览馆等建筑。
3.按结构类型分类
结构类型是按承重构件所选用材料与制作方式、传力方法的不同而划分的，一般分为以下几种：
（1）砌体结构。砌体结构的竖向承重构件是采用黏土砖多孔砖或承重钢筋混凝土小砌块砌筑的墙体，水平承重构件为钢筋混凝土楼板及屋顶板。砌体结构一般用于多层建筑中。
（2）框架结构。框架结构的承重部分是由钢筋混凝土或钢材制作的梁、板、柱形成骨架，墙体只起围护和分隔作用。这种结构可以用于多层和高层建筑中。
（3）钢筋混凝土板墙结构。这种结构的竖向承重构件和水平承重构件均采用钢筋混凝土制作，施工时可以在现场浇注或在加工厂预制，现场吊装。这种结构可以用于多层和高层建筑中。
（4）特种结构。又称空间结构，它包括悬索、网架、拱、壳体等结构形式。特种结构多用于大跨度的公共建筑中。
4.按建筑层数或总高度分类
层数是房屋建筑的一项非常重要的控制指标，但必须结合建筑总高度综合考虑。
（1）住宅建筑1～3层为低层；4～6层为多层；7～9层为中高层；10层及以上为高层。（2）公共建筑及综合性建筑总高度超过24m为高层，不超过24m为多层。
（3）建筑总高度超过100m时，不论是住宅还是公共建筑均为超高层。
（4）联合国经济和社会事务部针对世界高层建筑的发展情况，把高层建筑划分为以下四种类型。
1）低高层建筑：层数为9～16层，建筑总高度为50m以下。建筑高度按下列方法确定：
a）在重点文物保护单位和重要风景区附近的建筑物，其高度系指建筑物的最高点，包括电梯间、楼梯间、水箱、烟囱等。
b）在前条所指地区以外的一般地区，其建筑高度平顶房屋按女儿墙高度计算；坡顶房屋按屋檐和屋脊的平均高度计算。屋顶上的附属物，如电梯间、楼梯间、水箱、烟囱等，其总面积不超过屋顶面积的20%，高度不超过4m的不计入高度之内。
c）有消防要求的建筑物高度为建筑物室外地面到其屋顶平面或檐口的高度。
2）中高层建筑：层数为17～25层，建筑总高度为50～75m。
3）高高层建筑：层数为26～40层，建筑总高度可达100m。4）超高层建筑：层数为40层以上，建筑总高度在100m以上。5.按施工方法分类
施工方法是指建造房屋所采用的方法，它分为以下几类：
（1）现浇、现砌式。这种施工方法是指主要构件均在施工现场砌筑（如砖墙等）或浇注（如钢筋混凝土构件等）。
（2）预制、装配式。这种施工方法是指主要构件在加工厂预制，施工现场进行装配。（3）部分现浇现砌、部分装配式。这种施工方法是一部分构件在现场浇注或砌筑（大多
为竖向构件），一部分构件为预制吊装（大多为水平构件）。
知识1.2.3 建筑的等级划分
建筑物的等级包括耐久等级、耐火等级和工程等级三个方面。1.建筑物的耐久等级
建筑物耐久等级的指标是设计使用年限。设计使用年限的长短是由建筑物的性质决定的。影响建筑寿命长短的主要因素是结构构件的选材和结构体系。
根据《民用建筑设计通则》（GB50352—2005）中对建筑物的设计使用年限的规定见
表1.1。
表1.1
设计使用年限分类
2.建筑物的耐火等级
建筑物的耐火等级是根据建筑物构件的燃烧性能和耐火极限确定的，共分为4级，各级建筑物所用构件的燃烧性能和耐火极限，不应低于规定的级别和限额（表1.2）。
对任一建筑构件按时间—温度标准曲线进行耐火试验，从受到火的作用时起，到失去支持能力（木结构），或完整性被破坏（砖混结构），或失去隔火作用（钢结构）时为止的这段时间，称为构件的耐火极限。用小时表示构件的燃烧性能可分为三类：非燃烧体、难燃烧
体、燃烧体。
表1.2
建筑物构件的燃烧性能和耐火极限
注 引自《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）。
（1）非燃烧体。用非燃烧材料做成的构件。非燃烧材料系指在空气中受到火烧或高温作用时不起火、不微燃、不碳化的材料，如金属材料和无机矿物材料。
（2）难燃烧体。用难燃烧材料做成的构件，或用燃烧材料做成而用非燃烧材料做保护层的构件。难燃烧材料系指在空气中受到火烧或高温作用时难起火、难燃烧、难碳化，当火源移走后燃烧或微燃立即停止的材料，如沥青混凝土、经过防火处理的木材等。
（3）燃烧体。用燃烧材料做成的构件。燃烧材料系指在空气中受到火烧或高温作用时立即起火或燃烧，且火源移走后仍继续燃烧或微燃的材料，如木材。
3.建筑物的工程等级
建筑物的工程等级是以其复杂程度为依据，共分6级，其具体特征详见表1.3。
表1.3
建筑物的工程等级
续表
任务1.3 了解建筑模数协调统一标准和几种尺寸的应用
知识1.3.1 建筑模数概念
建筑模数是选定的标准尺寸单位，是作为建筑物、建筑构配件、建筑制品以及建筑设备尺寸间互相协调的基础。据此制定了共同遵守的建筑标准《建筑模数协调标准》（GB/T 50002—2013）。派生出来的还有住宅建筑、厂房建筑等各种模数协调标准。
1.基本模数
基本模数是建筑模数协调统一标准中的基本模数数值，用M表示，1M=l00mm。建筑物的各部尺寸都应是基本模数的倍数。
2.扩大模数
扩大模数是导出模数的一种，其数值为基本模数的倍数。扩大模数按3M（300mm）、
6M（600mm）、12M（1200mm）、15M（1500mm）、30M（3000mm）、60M（6000mm）
取用。
3.分模数
分模数是导出模数的另一种，其数值为基本模数的分倍数。为了满足细小尺寸的需要，
分模数按M/2（50mm）、M/5（20mm）、M/10（10mm）取用。
4.模数数列
模数数列是以基本模数、扩大模数和分模数为基础，按照一定的数值展开方法扩展成的一系列尺寸，见表1.4。
知识1.3.2 建筑模数的应用
1.水平基本模数的数列幅度
水平基本模数为1M～20M，主要应用于门窗洞口和构配件断面尺寸。
表1.4
模 数 数 列
2.竖向基本模数的数列幅度
竖向基本模数为1M～36M，主要应用于建筑物的层高、门窗洞口和构配件断面尺寸。3.水平扩大模数的数列幅度
3M时为3M～75M；6M时为6M～96M；12M时为12M～120M；15M时为15M～120M；30M时为30M～360M；60M时为60M～360M，必要时幅度不限。
水平扩大模数主要应用于建筑物的开间或柱距、进深或跨度、构配件尺寸和门窗洞口尺寸。
4.竖向扩大模数的数列幅度
用于竖向尺寸的扩大模数仅为3M、6M两个。但可以不受数列幅度的限制，主要应用于建筑物的高度、层高和门窗洞口尺寸。
5.分模数的数列幅度
M/10时为M/10～2M；M/5时为M/5～4M；M/2时为M/2～10M。
分模数主要应用于缝隙、构造节点和构配件的断面尺寸。
知识1.3.3 几种尺寸
1.建筑轴线尺寸的确定
定位轴线是用来确定房屋主要结构或构件的位置及其尺寸的基线。用于平面时称平面定位线（即定位轴线），用于竖向时称竖向定位线。定位线之间的距离（如跨度、柱距、层高等）应符合模数数列的规定。
为了统一与简化结构或构件等的尺寸和节点构造，减少规格类型，提高互换性和通用性，以满足建筑工业化生产的要求，规定了定位线的布置以及结构构件与定位线联系的原则。
内墙顶层墙身的中心线一般与平面定位线相重合。承重外墙顶层墙身的内缘与平面定位线间的距离，一般为顶层承重内墙厚度的一半、顶层墙身厚度的一半、半砖（120mm）或半砖的倍数（图1.1）。当墙厚为180mm时，墙身的中心线与平面定位线重合。非承重外墙与平面定位线的联系，除可按承重外墙布置外，还可使墙身内侧与平面定位线相重合。
图1.1 墙与平面定位线的关系
（a）承重内、外墙；（b）非承重外墙
在框架结构中，柱与平面定位线的联系原则是：中柱（中柱的上柱或顶层中柱）的中线一般与纵、横向平面定位线相重合；边柱的外缘一般与纵向平面定位线相重合或偏离，也可
使边柱（顶层边柱）的纵向中线与纵向平面定位线相重合，如图1.2所示。
图1.2 柱与平面定位线的关系
（a）墙包柱时；（b）墙与柱外平时
图1.3 建筑物首层地面、楼面及屋面标高与竖向定位线的关系
结构构件与竖向定位线的联系，应有利于墙、柱、梯段等竖向构件的统一，满足使用要求，便于施工。在多层建筑中，一般常使建筑物各层的楼面、首层地面与竖向定位线相重合，如图1.3所示。必要时，可使各层的结构层表面与竖向定位线相重合。平屋面（无屋架或屋面大梁）一般使屋顶结构层表面与竖向定位线重合。
2.建筑构件的尺寸
为了保证设计、生产、施工各阶段建筑制品、构配件等有关尺寸间的统一与协调，必须明确标志尺寸、构造尺寸、实际尺寸的定义及其相互间的关系，如图1.4所示。
（1）标志尺寸。标志尺寸是符合模数数列的规定，用以标注建筑物定位轴面、定位面或定位轴线、定位线之间的垂直距离（如开间、柱距、进深、跨度、层高等）以及建筑构配件、建筑组合件、建筑制品、有关设备界限之间的尺寸。
（2）构造尺寸。构造尺寸是建筑构配件、建筑组合件、建筑制品等的设计尺寸。一般情况下，标志尺寸减去缝隙或加上支承长度为构造尺寸。
图1.4 建筑构件中三种尺寸的关系
（3）实际尺寸。实际尺寸是建筑构配件、建筑组合件、建筑制品等生产后的实际尺寸，实际尺寸与构造尺寸之间的差数应符合建筑公差的规定。
（4）技术尺寸。技术尺寸是建筑功能、工艺技术和结构条件在经济上处于最优状态下所允许采用的最小尺寸数值（通常是指建筑构配件的截面或厚度）。
任务1.4 了解21世纪建筑发展的趋势
知识1.4.1 建筑与环境
20世纪50～60年代发生了一系列的环境污染事件，人们开始从“大自然的报复”中觉
醒。1998年7月18日，联合国环境规划署负责人指出“十大环境祸患威胁人类”，其中：
（1）土壤遭到破坏。110个国家，承载10亿人口的可耕地的肥沃程度在降低……
（2）能源浪费。除发达国家外，发展中国家能源消费仍在继续增加。1990～2001年亚洲和太平洋地区的能源消费增加1倍，拉丁美洲能源消费将增加30%～77%。
（3）森林面积减少。在过去数百年中，温带国家和地区失去了大部分的森林，1980～1990年世界上1.5亿hm2森林（占全球森林总面积的12%）消失。
（4）淡水资源受到威胁。据估计21世纪初开始，世界上将有1/4的地方长期缺水。（5）沿海地带被污染。沿海地区受到了巨大的人口压力，全世界有60%的人口拥挤在
沿海100km内的地带，生态失去平衡。
以上主要是与建筑环境直接相关的问题，也是关系建筑业发展方向的重大问题。现代建筑的设计要与环境紧密结合起来，充分利用环境，创造环境，使建筑恰如其分地成为环境的一部分。
知识1.4.2 建筑与城市
城市化急剧发展，已经不能就建筑论建筑，迫切需要用城市的观念来从事建筑活动。即强调城市规划和建筑综合，从单个建筑到建筑群的规划建设，到城市与乡村规划的结合、融合，以至区域的协调发展。探索适应新的社会组织方式的城市与乡村的建筑形态，将是21世纪最引人注目的课题。
知识1.4.3 建筑与科学技术
科学技术进步是推动经济发展和社会进步的积极因素，也是建筑发展的动力、达到建筑实用目的的主要手段，以及创造新的形式的活跃因素。正因为建筑技术上的提高，才使人类祖先由天然的穴居，得以伐木垒土，营建宫室……直到现代建筑。当今以计算机为代表的新兴技术直接、间接地对建筑发展产生影响，人类正在向信息社会、生物遗传、外太空探索等诸多新领域发展，这些科学技术上的变革，都将深刻地影响人类的生活方式、社会组织结构和思想价值观念，同时也必将带来建筑技术和艺术形式上的深刻变革。
知识1.4.4 建筑与文化艺术
建筑是人类智慧和力量的表现形式，同时也是人类文化艺术成就的综合表现形式。例如中国传统建筑也存在着与不同历史时期的社会文化相适应的艺术风格。
文化是经济和技术进步的真正量度；文化是科学和技术发展的方向；文化是历史的积淀，存留于城市和建筑中，融汇在每个人的生活之中。文化对城市的建造、市民的观念和行为起着潜在的巨大作用，决定着生活的各个层面，是建筑之魂。21世纪将是文化的世纪；只有文化的发展，才能进一步带动经济的发展和社会的进步。人文精神的复萌应当被看作当代建筑发展的主要趋势之一。
综上所述，21世纪建筑发展应遵循以下五项原则：（1）生态观。正视生态的困境，加强生态意识。（2）经济观。人居环境建设与经济发展良性互动。
（3）科技观。正视科学技术的发展，推动经济发展和社会繁荣。（4）社会观。关怀最广大的人民群众，重视社会发展的整体利益。（5）文化观。在上述前提下，进一步推动文化和艺术的发展。
进入21世纪，现代的科学技术将全人类推向了资讯时代，世界文明正以前所未有的广
阔领域和越来越快的速度互相交流与融合，建筑领域也同样进行着日新月异的变革。所以要求未来的建筑师更加放眼世界，从更广阔的知识领域和视野去了解人类文明的发生与发展，建设好我们的家园。
复习思考题
1.建筑物的类型按使用功能如何划分?2.建筑物的类型按结构类型如何划分?3.建筑物按层数如何划分?
4.建筑物按耐久年限是怎样划分等级的?共分几级?
5.房屋的耐火等级是怎么确定的?分几级?什么是耐火极限?什么是燃烧性能?构件的燃烧性能分几类?
6.什么是建筑模数?什么是基本模数、扩大模数、分模数?其数值与符号是什么?7.解释构件的几种尺寸及它们的关系。