第二章建筑设计原理.ppt
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1、第二章第二章 人与建筑设计人与建筑设计第一节 人与建筑设计建筑设计的重要依据:人体和人的行为 建筑要满足人的使用(个 体和群)人和人群及其特定的活动。人的行为特征 人机工学(人和机器)美国最早(人是一个活跃 主动的因素,物是一个稳定被动的因素)人间工学(日本)人体工程学 满足人们的需要,以人为本 关怀人。一、人体尺度 公元前1世纪罗马建筑师维特鲁威 发现人体基本上以肚脐为中心。文艺复兴时期艺术家达芬奇绘制了著 名的人体比例图。(图2.1)图图2.1 2.1 人体比例图人体比例图19世纪建筑师勒柯布西耶等人对人体尺度在建筑中的应用作出了巨大贡献,创立了模数制(图2.2)。图2.2 柯布西耶创立的
2、模数制 人体测量学包括人体静态测量和动态测量,前者测量在静止和正常体态时人体各部位的尺寸,后者测量人体各部位在活动时的位置关系。我国成年人体平均尺寸如图2.3所示。图图2.3 2.3 我国成年人体平均尺寸我国成年人体平均尺寸 二、人体静态尺寸 人体静态尺寸主要指人体的构造尺寸(即人体结构尺寸),它包括头、躯干、四肢等在标准状态下测得的尺寸。三、人体人体动态动态尺寸尺寸 人体动态尺寸是指人体的功能尺寸,这是人体活动时所测得的尺寸。由于行为目的不同,人体活动状态也不同,故测得的各功能尺寸也不同。要精确地测量其尺寸是比较困难的,但根据人在室内活动的范围和基本规律,也可以测得其主要功能尺寸,详见图2.
3、4。图图2.4 2.4 人体活动的基本尺度人体活动的基本尺度 为了便于设计时选用,可以将测量数据制成表格,也可以采用比例法进行估算。图2.5是用比例法表示的部分人体动作尺度。图图2.5 2.5 人体动作尺度(比例法绘制)人体动作尺度(比例法绘制)四、建筑设计中如何采用尺度 在建筑设计中确定人们活动所需要的尺度,对于不同情况可按以下三种人体尺度来考虑。1)按较高人体来考虑的空间尺度应采 用男子人体身高幅度的上限1.74m来考虑。如:确定楼梯的顶高,栏杆高度,阁楼及地下室的净高,淋浴喷头的高度,门的高度(另加鞋厚20mm)。按较低人体来考虑的空间尺度应采取女子的体 平均高度1.56m来考虑。如:确
4、定楼梯踏步,碗柜、搁板、挂衣钩及其它空间设置物的高度,舞台,盥洗池,操作台、案板的高度(另加鞋厚20mm)。2)一般建筑内使用空间的尺度应按我国成年人的平均 高度1.67(男)及1.56(女)来考虑。如:展览建筑及剧场中考虑人的活动时,以及普通桌椅的高度等,另加鞋 厚度20mm。3)特殊情况下建筑设计还要考虑行为能力低下者 的特殊要求如:无障碍设计,低幼儿童,老年人,病人等。根据他们的特点来 选择合适尺度和相应的措施。五、人体测量学对建筑设计的影响及在五、人体测量学对建筑设计的影响及在建筑设计中的应用建筑设计中的应用1)在阶梯教室、影院、剧场的阶梯座位设计中的应用如图2.6所示图图2.6 2.
5、6 阶梯座位阶梯座位 2)对房间平面尺寸与家具设备布置的影响和制约 房间面积、平面形状、尺寸 家具尺寸、布置方式、数量 人体测量基础数据 如图2.7所示。制约影响影响制约图图2.7 2.7 家具布置与平面尺寸的关系家具布置与平面尺寸的关系 再以卫生间设计为例,设计中应保证使用设备时人活动所需的基本尺寸,并据此确定设备的布置方式及隔间的尺寸(见图2.8)。特别是供残疾人使用的专用卫生间,人体测量基础数据的参考应用显得尤为重要,如图2.9所示浴室的安全抓杆和图2.10所示考虑残疾人使用的专用卫生间。图图2.8 2.8 卫生间设备布置与隔间尺寸卫生间设备布置与隔间尺寸图图2.10 2.10 残疾人专
6、用卫生间残疾人专用卫生间门的最小宽度受人体动态尺寸的制约和影响,一般单股人流最小宽度为0.55m+(00.15 m)上人行走时身体的摆幅 00.15m,以及携带 物品等因素,因此门的 最小宽度0.7 m。如图2.11。3)对门和走道等交通联系空间最小宽度确定的影响图图2.11 2.11 门的最小宽度门的最小宽度 走道、楼梯梯段和休平台最小宽度 单股人流宽度为0.550.7m,双股人流通行宽度为1.11.4m,应符合单项建筑规范的规定。见图2.12和图2.13。图图2.12 走道的最小宽度走道的最小宽度4)建筑中诸如栏杆、扶手、踏步等一些要素,为适应功能要求,基本上保持恒定不变的大小和高度,这些
7、常数的确定往往也受人体测量学的直接影响。图图2.13 2.13 楼梯梯段和休息平台的最小宽度楼梯梯段和休息平台的最小宽度 在运用人体基本尺度时,除了要考虑到地域、年龄等差别外,还应注意以下几点:设计中采用的身高并非都取平均数,应视具体情况在一定幅度内取值,并注意尺寸修正量(图2.14)。近年来对我国部分城市青少年调查表明,其平均身高有增 长的趋势,所以在使用原有资料数据时应与现状调查结合 起来。针对特殊使用对象(运动员、残疾人等),人体尺度的选 择也应作调整。图图2.14 2.14 尺寸修正量的构成尺寸修正量的构成 第二节 环境生理学基础环境生理学基础一、室内环境要素参数室内环境要素参数按照劳
8、动条件中的生理要求,通常把环境因素的适宜性划分为四个等级:见图见图2.15。不能忍受的不舒适的舒适的最舒适的图图2.15 环境因素舒适性分级的参考界限环境因素舒适性分级的参考界限 二、视觉机能与环境二、视觉机能与环境 建筑以“形”、“光”、“色”具体地反映着建筑的质感、色感、形象和空间感,表现出建筑的尺度比例、明暗轮廓、差异对比、统一和谐、韵律结构、层次与流通、肌理与质地、积聚与分割、俯视与仰视、环境与空间、情调与意蕴、智巧与美感等。视觉正常的人主要依靠视觉体验建筑和自然环境。人的视觉特性包括视野、视区、视力、目光巡视特性及明暗适应等几个方面。1)视角、视距与视野、视区 视角是人眼能够区别开来
9、的两个最近的刺激物与人眼形成的夹角。具体设计可参考6视角进行设计。视距是眼睛到被视对象之间的距离。实际上,两眼相距约60 mm,可看清物体时,最佳距离在34.4m以内,这是歌剧院的最大视距(看清演员大致表情的视距要求)。视野指脑袋和眼睛固定时,人眼所能察觉的空间范围。正常人的视野范围见图2.16。单眼视野竖直方向约130,水平方向约150。双眼视野在水平方向重合120,其中60较为清晰,中心点1.5左右最为清晰。由于不同颜色对人眼的刺激有所不同,所以视野也不同。正常人的色视野如图2.17所示。通常按对物体的辨认效果,即辨认的清晰程度和辨认速度,分为以下四个视区:中心视区、最佳视区、有效视区和最
10、大视区图图2.16 2.16 正常人的视野范围正常人的视野范围 图图2.17 2.17 正常人的色视野正常人的色视野 2)目光巡视特性(视觉运动特性)目光巡视的习惯方向:在水平方向上从左到右;在铅垂方向上从上到下;旋转巡视时习惯顺时针方向。视线水平方向的运动快于铅垂方向,且不易感到疲劳;对水平方向上尺寸与比例的估测比对铅垂方向上的准确。目光巡视运动是点点跳跃,而非连续运动的。两眼总是协调地同时注视一处,很难两眼分别看两处,所以设计中常取双眼视野为依据。3)明暗适应眼睛向亮处的适应叫明适应、光适应,向暗处的适应叫暗适应。当人们从暗处进入亮处,适应时间约1分钟就可完成,而从亮处突然进入暗处,适应时
11、间长达10多分钟。4)眩光眼睛遇到过强的光,整个视野会感到刺激,使眼睛不能完全发挥机能,这种现象称为眩光。发光体角度与眩光的关系见图2.18。不恰当的阳光采光口、不合理的光亮度和不恰当的强光方向均会在室内形成眩光现象。图图2.18 2.18 发光体角度与眩光的关系发光体角度与眩光的关系 三、视觉机能与环境三、视觉机能与环境 根据声音的物理性能、人耳的生理机能和听觉的主观心理特性,与建筑声学设计关系密切的听觉特征主要表现在以下几个方面:1)听觉适应尽管人对环境噪声的适应能力很强,但是人对噪声积累的适应对健康是不利的,特别是噪声很大的适应会造成职业性耳聋。2)听觉方向物体的振动产生了声音,声音的传
12、播具有一定的方向性,这是声源的重要特性。3)听觉与时差经验证明,人耳感觉到声音的响度除了与声压和频率有关外,还与声音的延续时间有关。从听觉实验得出,如果两个声音的间隔时间(即时差)小于50ms,那就无法区别它们,而是重叠在一起了。4)单耳听闻与双耳听闻效应人的双耳可以同时收听声音信号并判断声源的距离和方向。其中判断方向的能力要强一些,而且对水平方位的声源的方位感较垂直方向要强一些。单耳听闻是指用一只耳朵收听的情况。这时,方位感消失,“滤波效应”降低,噪声干扰增大。人们可以利用单耳听闻来判别厅堂音质的优劣,还可以通过转动头部,利用耳壳效应来确定声音的方位。5)掩蔽效应声的掩蔽是指一个声音的存在而
13、影响了 人们对另一个声音的听闻。声掩蔽的特点是:同频率的声音相互掩蔽性最强;低频声容易掩蔽高频声;高频声则很难完全掩蔽低频声;掩蔽声越强,对频率较高的声音的掩蔽作用就越大四、四、环境生理学对建筑设计的影响及在环境生理学对建筑设计的影响及在 建筑设计中的应用建筑设计中的应用1.1.室内环境要素参数对建筑设计的影响室内环境要素参数对建筑设计的影响 与制约与制约 现代城市中的许多问题,如噪声、拥挤、空气污染、光污染等都可被看做背景应激物。按照国际标准,一个建筑如果有20%以上的人对居住或办公时的感觉不适进行投诉,那么这个建筑可被判定为“病态建筑”。那种依赖巨大的能源消耗来应付不必要的冷热负荷的建筑,
14、不仅形成了不健康的内部环境,同时也污染和破坏了周围环境。对于现代建筑,由于建筑技术的发展和人民生活水平的提高,人们不仅要求它具有安全、适用、经济和美观等特点,还要求它具有舒适性的状态。所谓舒适,就是建筑环境达到了一定的条件,包括物理的、生理的、心理的、社会的、经济的和环境的条件,使居住者或使用者感到安逸、合适、满意甚至幸福的状态,从而使他们的工作效率更高,寿命更长,生活质量更好。室内环境要素参数的测定有利于合理地选择建筑设备和确定房屋的构造做法,最大限度地满足舒适性的要求。2 2.满足人的视觉机能对建筑环境需求的满足人的视觉机能对建筑环境需求的 设计举措设计举措1)光环境舒适性设计举要 合适的
15、光环境是保持人们正常、稳定的生理、心理和精神状态,提高工作效率,减少差错和事故的必要条件。天然采光a开窗面积b天然采光的调控 人工照明人工照明的目的是按照人们生理、心理和社会的需求,创造一个人为的光环境。人工照明主要可分为工作照明(或功能性照明)和装饰照明(或艺术性照明),其相应的灯具也分别称为功能灯具和装饰灯具。前者主要着眼于满足人们生理、生活和工作上的实际需要,具有实用性的目的;后者主要着眼于满足人们心理、精神和社会的观赏需要,具有艺术性的目的。建筑的艺术照明则有美观大方的多样形式,如吊灯、暗灯、壁灯、吸顶灯、发光顶棚、各种光带、格片格栅等形式,为建筑师的艺术构思和灵感的发挥提供了驰骋的天
16、地。光环境的舒适性在人的视觉正常的情况下,为提高光环境的舒适性,在建筑设计中应减少大面积开窗,或采用特殊的玻璃,或玻璃镀膜,或采用多层窗帘,注意灯具的保护角,以减弱或消除眩光的危害。同样,应避免东晒或西晒,特别是夕阳直射室内的情况。另外,还应注意限制光源亮度,合理分布光源,以取得合适的亮度和照度。2)展示设计举要展室设置一个有主题的完整的展览,其内容通常总是形成“序言第一部分第二部分结语”这样一个序列,设计中应该按这样的内容顺序来布置展室和参观者行进路线,设置行进方向路牌,引导观展人流的行进流向,让观展者在轻松、不经意的行进中能看到展览的全貌,这是布展的基本要求。展示照明专门的、永久性的展览馆
17、、展室建造中,自然采光是建筑设计的重点之一。对于多数非永久性的展室或展览大厅,通常主要靠人工照明。展室照明设计需掌握以下要点:a一般照明、局部照明与混合照明相结合。b展板、展品上混合照明的照度与一般照明照度之比31。c根据展览性质的不同,需要营造不同的展室光环境氛围。展室光环境氛围营造的一般手段,一是选择光色与照度,二是利用光照构造虚拟空间。展板的布置 a 展板布置的高度重要的展板应布置在高度为10001600mm的范围内;如果需要,则向上下延伸布置,在高度7002000mm的范围之内还基本适宜于布展,见图2.19。图图2.19 2.19 展板布置的适宜高度展板布置的适宜高度 b 展板的方位布
18、置图2.20(a)是在三个互成直角的立面上布满了展板,这样布展在观展者观看两侧面内拐角处的展板时视线对展板倾斜的角度很大,因此会影响展示的效果;图2.20(b)、(c)把内拐角处改进为45设置的板面,观看起来比较方便,同时增加了这个展位对观展者的亲切感,增强了展示的效果。图图2.20 2.20 展位中的尺寸与布置展位中的尺寸与布置 第三节 环境心理学基础环境心理学基础一、概概述述 1)环境心理学的主要特点把环境行为关系作为一个整体加以研究;强调环境行为关系是一种交互作用的关系;几乎有的研究课题都以实际问题为取向,即都计划用来解决某些实际问题,其基础理论和内容都直接来源于实际研究;具有浓厚的多学
19、科性质,涵盖生理学、心理学、社会学、建筑学、城市规划、园林规划与设计、环境保护、人文地理学、文化人类学和生态学等多门学科;以现场研究为主,采用来自多学科的、富有创新精神的折中研究方法。2)环境心理学的基本知识和概念 环境与行为的相互作用表现为:人通过身体器官感觉到外部环境的各种刺激;刺激转化为神经冲动,传递到大脑;大脑将感觉到的刺激与以前贮存的记忆表象进行比较和识别,即进行联想;在识别和理解的基础上,产生对环境的判断和认识,即形成“行为环境”;个人可将感知到的环境信息贮存备用,或就此做出行动反应。人通过多种感觉体验环境,其中视觉是主要的,但也应当注意听觉、嗅觉、触觉、动觉以及温度和气流与环境体
20、验的关系。环境设计中还应考虑不同感觉之间的相互影响。环境知觉理论中比较流行的三种理论是格式塔知觉理论、生态知觉理论和概率知觉理论,它们各自强调不同的侧面,对于环境行为研究可以有所启发。环境认知和认知地图。人识别和理解环境有赖于在记忆中重现空间环境的形象。曾经感知过的事物在记忆中重现的形象称为“意象”或“表象”,具体空间环境的意象被称为“认知地图”。“认知地图”是格式塔心理学的术语。美国城市规划专家凯文林奇提出城市认知地图由五个基本要素组成,即路径、标志、节点、区域和边界 认知地图可以帮助人们理解自己和环境的关系,确定目标的空间方位、距离,寻找到达目标的路径,并可建立起个人对环境的安全感和控制感
21、。认知地图还是人们接受新环境信息的基础。一个城市有着大多数人公认的重要元素,它们构成城市的公共意象,亦即公共的认知地图。清晰的城市公共认知地图有助于市民的公共活动和社会交往。环境的易识别性。易识别环境的主要特征是:结构清晰、层次分明的环境意象,建筑群体的同一性及一定的环境意义。具备这三项特征的环境,必然也是优美的环境。3)研究环境行为关系的理论唤醒理论环境刺激对人产生的直接效果是提高唤醒水平,无论刺激是令人愉快还是不愉快的。唤醒理论试图说明唤醒与情绪、绩效的关系,以及环境刺激与感觉评价的关系等。环境应激理论令人不愉快的刺激所引起的紧张反应称为应激。了解应激对人的影响,在设计中帮助环境使用者避免
22、不必要的环境应激,有利于人的健康,可以提高人们的生活质量,保持社会稳定。(一)视觉心理学(一)视觉心理学1.心理环境色彩学(1)基本知识与相关理论色彩对比在视野中对一块颜色的感觉由于受到与它临近的其他颜色的影响而发生变化的现象称为色彩对比。二、环境心理学的基础及应用环境心理学的基础及应用 色彩的知觉效应由于感情效果和对客观事物的联想,色彩对视觉的刺激会产生一系列色彩知觉心理效应。与建筑设计有关的色彩知觉心理效应主要有温度感、距离感、重量感、疲劳感、注目感、空间感、面积感、混合感、明暗感和性格感等。2)具体应用与设计举要建筑色彩的应用,一是要表现建筑的性格,二是注意与环境的配合,三是要注意装饰材
23、料的色彩及其在光影中的变化,而同时要考虑到它的演进。例如,银行建筑曾经是资本的象征,色彩也表现为庄重与神秘,而如今却以轻松愉快、亲切可人的色彩装饰来吸引储户的注意,但对安全的要求却一如既往。建筑设计中的色彩对比色彩构图是指立面上色彩的配置。一般以大面积墙面的色彩为基调色,其次是屋面;而出入口、门窗、遮阳设施、阳台、装饰及少量墙面可作为重点处理,对比可稍大些。一般来说,色彩对比强的构图使人兴奋,过分则刺激;色彩对比弱的构图感觉淡雅,过分则单调。色彩的知觉效应在建筑设计中的体现与应用 一般来说,在建筑色彩设计时,为避免视觉疲劳感,色相数不宜过多,彩度不宜过高,同时要考虑到远近相宜的色彩组合。建筑设
24、计中,为了达到安定、稳重的效果,宜采用重感色。为了达到灵活、轻快的效果,宜采用轻感色。通常建筑色彩的处理多是上轻下重。另外,建筑设计中常利用色彩的距离感来调整空间的尺度距离等的感觉影响,利用色彩的温度感来渲染环境气氛,势必会收到很好的效果。环境色彩的应用举例位于印度北部古城阿格拉的泰姬玛哈尔陵于1631年建成,其色彩设计历来为人们所称道。它的周围环绕着红砂墙,里边是大片绿茵,正中十字水渠贯通四方,中间是浅绿的方形水池,池两侧为墨绿色树木,陵园中央是白色大理石的正方形台基,台基上为白色大理石圆顶寝宫,顶部为金属小尖塔。整个陵墓给人以圣洁神秘之感,又使人有轻盈欲升的向往。总之,在建筑色彩设计时,应
25、利用色彩的物理性能(温度感、距离感、重量感、诱目性等)以及对生理、心理的影响(疲劳感、感情效果、联想性等)来提高建筑的艺术表现力。此外,照明条件、色彩的对比现象、混色效果等也应予以重视。2.心理建筑形态学1)基本知识与相关理论建筑形态具有多样化的特点,它由点、线、面、体、群等基本元素所构成,又由空间、分为可以直接感触的形态即现实形态(包括自然形态体量、色彩、光影、质感和肌理等形态表现出来,大体上和人造形态)和不能直接感触的形态即抽象形态或概象形态。图形的视觉特征图形的视觉特征是建筑造型和空间组合及室内和室外各个界面装修设计的理论基础。它集中表现在以下几个方面:a任何一种从背景中分化出的形态,或
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