园林建筑设计-构造与结构的影响因素

1）构造与结构

结构（structure）与构造（construction，composition，detail）虽然是不同的概念，两者之间却又有着一定的交叉和内在的关联。

通常，建筑构造被认为是研究建筑物的构造组成以及各构成部分的组合原理与构造方法的学科。其主要任务是在建筑设计过程中，综合考虑使用功能、艺术造型、技术经济等诸多方面的因素，并运用物质技术手段，适当地选择并正确地决定建筑的构造方案和构配件组成以及进行细部节点构造处理等。另一方面，构造问题还与“营造”，或者说经营（设计）和建造（施工）这两个方面内容息息相关。因此可以说，构造设计不仅是建筑设计的一个重要组成部分，并且也是贯穿于整个建筑设计的过程之中。

无论是强调“构成”（composition）、细部（detail）还是“营造”（construction），构造设计都是与建筑的实体紧密联系在一起的，是将构想中的物象加以物化和具体化，并用图示语言表达出来。如果说建筑空间是现代人类生存和活动的主要场所，那么建筑物的物质实体正是构筑和界定空间的依托。而从实体的角度看，一个建筑物通常是由屋盖、楼地层、墙或柱、基础、楼梯电梯、门窗等几大部分组成（图2.4.1），这其中有些部分（如屋盖、楼地层、墙或柱、基础等）则是需要用来支撑荷载的——也就是说它们要确保建筑物在重力的作用下，在承受风吹雨打的情况下，也不能受到破坏或倒塌，并且还要使建筑物能持续保持良好的使用状态；这些部分就是建筑的支撑结构，或者说承重结构。

当然，很多情况下建筑中的结构也不仅仅是在起着支撑作用，这就如屋盖和墙体既是承重结构，同时又起到分割室内外空间的围护作用。此外，我们还可能在日常生活中听到过诸如“房屋结构”和“围护结构”这样的说法，这其中的“结构”显然更应被理解为是在指代建筑物的整体或某种实体，是一种更为宽泛的结构概念。然而需要注意的是，结构最为基本的内涵则还是在于它是建筑物各构成部分之间抽象力学关系的反映，只是这种关系注定要通过具体的构造措施和建造活动来加以实现，并最终部分反映在建筑实体的可见形式之上。因此，建筑中的结构概念应该说是兼具抽象和具体这两方面的特点。

2）建筑物的构造组成及其作用

建筑实体作为室内外空间的中间屏障，必须同时适应其外部自然或人工条件变化的影响以及满足其内部的各种使用需要，因而便形成了自身复杂的系统形式与构造组成。

①屋顶 除了承受由于雨雪或屋面上人所引起的荷载外，屋顶（屋盖）主要起到围护的作用，因此防水性能及隔热或保温的热工性能是它必须解决的主要问题。此外，屋盖的外形往往会对建筑物整体形式的确立有着至关重要的作用。

②楼地层 提供使用者在建筑物中活动所需要的各种平面，同时也将由此而产生的荷载传递到支承它们的垂直构件（如墙或柱）上去。其中地层（建筑物底层地坪）可以直接铺设在天然土上，也可以架设在建筑物的其他承重构件上。楼层则通常由梁和楼板所构成，它除了具有提供活动平面的作用外，还起着沿建筑的高度方向分隔空间的作用。

③墙（或柱） 在不同的结构体系的建筑中，屋盖和楼层等部分所承受的荷载将分别通过墙体或柱子传递到基础上。虽然墙体不一定会承重（当然还是要承受自身的重量），但无论承重与否，它往往还具有分隔空间和进行围护的功能。

④基础 建筑物最下部的承重构件，是与支承建筑物的地基直接接触的部分。而基础的状况既与其上部的建筑的状况有关，也与其下部的地基状况有关。

⑤楼梯与电梯 解决建筑物上下楼层之间联系的垂直交通工具，供人们上下楼和紧急疏散之用。

⑥门与窗 门窗主要起通风、采光、分隔和围护的作用，而门还可以用来提供交通，有着特殊要求的建筑则还需要相应的门窗具有一定的保温隔热和防火防盗功能。

除上述几个基本部分以外，一座建筑物还会因不同功能需要而具有阳台、雨篷、台阶和排烟道等其他组成部分；而组成建筑物的各个部分，按其功能归纳起来，则又可以进一步被归入结构支撑系统和被支撑系统（包括围护和分隔等）这两个范畴。此外，还有许多与主体部分相关的其他系统，例如供水、照明、供气、供暖、空调和电信等。因此可以说建筑是一个由若干特定子系统所组成的大系统。

图2.4.1　房屋的构造组成

3）影响建筑构造的因素和设计原则

图2.4.2　影响建筑构造的因素

（1）影响建筑构造的因素(www.xing528.com)

建筑物处于自然环境和人为环境之中，必然会受到各种自然因素和人为因素的影响（图2.4.2）。为了提高建筑物的使用质量和耐久年限，在建筑构造设计时，必须充分考虑各种因素的作用，尽量利用其有利因素，避免或减轻不利因素的影响，提高建筑物对外界环境各种影响的抵御能力，并根据不同因素的影响程度和特定需求，而采取相应的、合理的构造方案和措施。影响建筑构造的因素很多，归纳起来主要有以下几个方面。

①自然与人工环境的影响

a.外力作用的影响 作用在建筑物上的各种外力统称为荷载，一般情况下可分为恒荷载（也称永久荷载，如建筑物自重等）和活荷载（如人、家具、风雪及地震荷载）这样两类。荷载的大小不仅是建筑结构设计的主要依据，也是结构选型及构造设计的重要基础，起着决定构件尺度、用料多少的重要作用。

b.气候条件的影响 建筑物处于不同的地理环境，各地的自然条件有很大的差异。而我国各地区地理位置及环境不同，气候条件有许多差异。太阳的辐射热，自然界的风、雨、雪、霜、地下水等构成了影响建筑物的多种因素。故在进行构造设计时，应该针对建筑物所受影响的性质与程度，对各有关构、配件及部位采取必要的防范措施，如防潮、防水、保温、隔热、设伸缩缝、设隔蒸汽层等等，以防患于未然。

c.各种人为因素的影响 人们在生产和生活活动中，往往遇到火灾、爆炸、机械振动、化学腐蚀、噪声等人为因素的影响，故在进行建筑构造设计时，必须针对这些影响因素，采取相应的防火、防爆、防振、防腐、隔声等构造措施，以防止建筑物遭受不应有的损失。

②建筑技术条件的影响

建筑技术条件通常是指建筑所处地区的建筑材料技术、结构技术和施工技术等条件。随着人类技术的发展，建筑构造和结构技术也在不断进步。而建筑构造措施一方面不能脱离一定的建筑技术条件，而另一方面却也没有一成不变的固定模式。因而在设计中就时常需要以构造原理为基础，在合理利用原有的、标准的、典型的建筑做法的同时，又不断发展或创造出新的解决方案。

③社会条件的影响

随着社会的发展和人们生活水平的日益提高，人们对建筑的使用要求也不断提出新的要求，并更趋多样性。而使用要求的变化和多样性也对建筑构造设计提出了更高的要求，从而需要更加全面和综合地考虑各种社会因素和经济条件。例如，在材料选择和构造方式上既要降低建造过程中的材料、能源消耗，又要降低使用过程中的维护和管理费用，以满足建筑物的使用要求。此外，在建筑构造设计中，满足使用者的生理和心理需求也非常重要，如果说前者主要是人体活动对构造实体及空间环境与尺度的需求（如门洞、窗台及栏杆的高度；走道、楼梯、踏步的宽度；家具设备尺寸以及建筑构造所形成的内部使用空间热、声、光物理环境和尺度等），那么后者则主要是指使用者对构造实体、细部和空间尺度的审美心理需求等。

（2）建筑构造的设计原则

安全、适用、美观和经济是建筑物应达到的基本标准，是从整体到细节都应追求的综合目标。因此，在进行建筑构造设计时应遵循以下基本原则：

①将建筑物放到特定的环境和系统中去加以研究，注重系统各个层次相互间的联系，把握需要解决的主要矛盾和矛盾的主要方面。而这正是决定设计质量的关键所在。

②遵守现行的建筑法规和规范。法规和规范是针对行业中的普遍情况制定的最基本的要求和标准，而设计要满足规范要求则是最基本的准则。这是因为法规和规范可以帮助我们克服认识的局限性和片面性，避免不必要的疏漏。当然，随着社会的发展和科学技术的进步，法规和规范也会不断得以更新和发展。

③遵守一定的模数制度。模数制度是一种数字的组织原则和协调原则，它不仅是人为选定的尺寸单位和尺度协调中的增值单位，也是建筑设计和建造过程中各有关部门进行尺寸协调的基础。而遵守统一的模数制有利于构件的标准化生产和提高通用性，有利于设计中构件的定位及相互协调和连接，也有利于实现建筑的工业化和可维护性。

④注意可持续性的发展。可持续性的发展是当今人类用来解决自身长期生存问题所采取的重要对策。作为人工环境的重要组成部分以及与人类生活休戚相关的建筑物，也必须纳入这样的良性循环的轨道。在进行建筑物的构造设计时，应该综合考虑其在建造及长期使用过程中所涉及的相关问题，例如环保、节能、可重复改造使用等等。

4）建筑与结构

在坚固、适用和美观的建筑三要素中，可以说满足“坚固”所需要的建筑物部分就是结构，并且结构是基础；因为没有“坚固”就没有建筑物，因此也就没有“适用”，同样也不可能有“美观”。

事实上，所有的建筑物中都含有结构，结构的作用是通过传导施加在各种构件上的力来支撑整个建筑物，而这些力通常是从作用点一直传递到建筑物基础下的地基上去。应该看到的是，支撑系统和被支撑系统之间有时是完全分开的（如柱子与不承重的隔墙），有时则又是融为一体的（如承重墙），而更多的情况下一个建筑物正是由结构构件、非结构构件和具有综合功能的构件所组成的综合体。因此，可以说结构形式与整体意义上的建筑形式密切相关。

除此之外，建筑创作的过程与结构也是分不开的。一名成熟的设计师在建筑方案的起始阶段就会考虑这样一些问题：该建筑采用什么结构类型，这样的结构形式是否满足建筑功能方面的各种要求，它本身是否经济合理，对建筑空间体型及其建筑风格的艺术表现又会带来什么影响。而在现代建筑设计中，结构的运用会遇到来自各个方面的矛盾，如建筑的使用空间大小与形状组合方式之间的矛盾，与建筑的采光、通风、排水、排气等要求之间的矛盾，与建筑物给排水、电气照明、工艺等设备布置之间的矛盾，与建筑材料、施工条件及其技术水平之间的矛盾，与建筑工程的投资、建筑经济要求之间的矛盾，与建筑体系及其工业化生产方式之间的矛盾，与建筑构图中对空间、体量、比例、尺度等美学要求之间的矛盾等。然而需要注意的是，解决矛盾的过程既是一种挑战，也是设计创作的前提和机遇。归根结底，结构的配置和运用会影响到建筑设计与建造的各个方面。