同济大学土木工程学院大楼调研

同济大学土木工程学院大楼调研

●建筑概况

同济大学土木工程学院大楼占地面积为2484平方米，建

筑面积为14920平方米。该楼地上8层，地下1层。主设计

师：钱峰。（右图为总平面图）

●平面主要功能

一层平面主要是一个展览大厅，一个报告厅，以及一些

办公室；二层平面与一层平面相类似，有一个室内平台供研

究生交流与学习，其余都是一些班级与办公室。从三层以上，

平面面积减小，主要是教师办公用地以及实验室。而在六楼的走道内，有摆设了较多的展板以供大家学习。四层以上都设置了过道，使得主楼与副楼之间的联系更加紧密。地下一

层则有些模型展示以及办公室。一层楼架空，其下是一个停车场。

逃生楼梯东西两侧各一个，中间也设置了个较大的逃生楼梯。（以下三张分别是一层、二层与四层平面图）

●结构体系

木土工程学院大楼设计中采用了钢框架与混凝土体墙体相结合的结构体系。它具有承载强度高、抗震性能好等优点。

钢结构的采用往往与它所相关的一系列技术紧密结合它是一项综合性要求高,集钢结构，建筑节能、保温、建筑防火、建筑隔声、新型建筑、设施施工于一体的集成化技术。该楼采用了暴露框架与金属波形外墙挂扳组合的方法，例如在处理钢框架与外墙的关系上，暴露的钢结构框架很好地将结构体系展示出来，体现出现代建筑的高效、简练和工业化的特征

。而金属波形外墙挂扳由于可以由厂家负责加工切制完成，到现场安装，因此大大减低了施工难度，加快了施工进度，同时使外立面增强了一种材质肌理的变化，在阳光的照射下

显得更加生动。此外土木工程学院大楼的钢结构构件与节点除了起到结构体系的作用之外，还直接地作为室内装饰的元素展现在大家面前，例如入口大厅内顶棚的钢结构、钢柱以及一些钢结构联系构件与结点都与室内装饰紧密地结合在一起，很好地诠释了钢结构体系的特征。就钢结构框架简化该楼结构体系，其结构类似于。横

向和纵向梁与柱之间均做成刚性连接，组成一空间刚架，

即横向和纵向都是刚架。其中纵向柱距比横向柱距（跨度）

小，

楼层垂直荷载主要传给横向刚架。这样横向刚架承受垂直

荷载和纵向水平荷载，而纵向刚架则仅承受较小的垂直荷

载和纵向水平荷载。这样使得刚架中刚度较小的横向刚架

得到加强。刚架中的梁主要是受弯构件，轴力较小；柱则

是压力和弯矩都很大的压弯构件。（有图为结构示意图）

●立面造型的分析

在立面设计中，该楼采用了标准单元组合形式，运用常见的玻璃金属百叶加以处理，组成了既理性又富有变化的立面，让人体验到钢结构体系中建筑立面的体系化和单元化处理的魅力。北立面则采用了红色与白色相互交叠，形成较强的韵律感。

（以下两张分别为南立面与西立面图）

上图为北立面图，右为东立面图

●构件

土木工程学院大楼采用了多种钢结构杆件，例如工形钢、扁钢、槽形钢等，金属杆件主要通过栓接的方式相互连接。为了提高钢材料的防火性能，每个钢构件又都涂上了防火涂料，也起到了一定的美观作用。

在结构体系中一些需要斜撑的部位对强调力和力的传递节点处理做了特别设计，结构构件清楚地反映了结构的需要。

大楼采用了人字形抗震阻尼器，并使

之暴露出来。阻尼器用工字形钢制成，

大大降低了结构体的外力。

同时，该楼采用了平板无梁楼盖，采

用了混凝土材料，使用了双面板，主要

有暗梁，柱头，板面抗裂等构造。

（右图为结构杆件）

上左图为槽钢栓接，右图为无梁楼盖

下右图为抗震阻尼器，左图为暴露斜撑

●楼地面与墙体

底层与二层平面楼地面主要采用大理石材料，三层以上与户外走道则采用人工材料铺地。设计中，把公共空间和部分房间的楼面表露出来，让人们体会到，压型钢板代替模板还能起到的装饰作用。同时还启发学生在设计中更多地考虑综合因素以产生更多巧妙的构思。

大楼外墙主要有玻璃、混凝土与压型钢板组成。

一二层的大厅围护使用的是一样的东西来抓住玻璃，幕墙采用点式固定，用一种像钢爪一样的连接杆件来抓住玻璃，每片玻璃由四个点固定了。

（上图为地面大理石铺地，右图为玻璃点式固定）

●连廊

在主副两个建筑体之间有一个连廊。在上层连廊的设计上采用了桁架结构，使人在结构构件里面穿行体验到结构的受力关系和节点细部。在它的下层用钢索愚吊了一层连廊,细细的钢索、悬吊着整整一层连廊, 让人能够体验到材料的特性力的感觉和受力关系。

（下页第一张图为连廊桁架结构）

8 楼梯与电梯

楼梯主要采用简支结构，使用了梁式楼梯，护栏为玻璃材料，楼梯面采用大理石材料，与地面形成一个连续体。

（上左图为楼梯构造，右为电梯）

电梯使用了外露式的方式，建筑结构和电梯结构巧妙地结合在一起，曾加了电梯井的通透感。通过电梯的上下移动，让人从不同角度体验着建筑

立面和空间的变化。

●门窗

窗采用了上悬窗与滑杆联接方式，窗外框使用钢材料，

与大楼的整个材质相一致，窗的最大开启角度将近30°。

防火门则使用闭门器、阻拦密封带、盖封板、顺位器

等构件。

（右图为窗的滑杆）

●维护结构的节能

土木大楼建于上海这样一个夏热冬冷地区。夏热冬冷地区的热工设计有其自身的特点，应该考虑冬夏两季不同的热量传递以及在自然通风条件下建筑热湿过程的双向传递。

在夏热冬冷气候下，建筑热过程为室外综合温度作用下一种非稳态传热，因此其维护结构的热工设计主要就是改善建筑热环境，减弱室外热作用对维护结构的影响。夏季使室外热量尽量少传入室内，而希望室内热量在夜间室外温度下降后很快地散发出去，以免室内过热。冬季要求维护结构有很好的保温性。

要做到上述几点，我们可以从这几方面来思考：

1.夏天注意遮阳。应当使用活动百叶，采取外遮阳的方法，阻挡直射阳光从窗口进入室内，使得墙面，地面温度升高。如有可能，可以装电动式活动百叶窗。另外采用爬山虎等

植物也能起到一定的遮阳效果。土木工程大楼的过道上，没有采用外遮阳，让阳光直接直射进玻璃里，这点上需要改进。

2.民用建筑要注重通风。自然通风是排除房间余热改善室内热湿环境重要途径之一。因此房屋朝向要与夏季风方向接近，开窗开门位置要考虑通风。

3.外围护结构的隔热、散热。对屋面，外墙进行隔热处理，应达到节能所要求的热工标准。要合理地选择外围护结构的材料与构造形式，最理想的是白天隔热好，夜间散热快的构造形式。

4.防止冬季冷风的不利影响。冬季风主要通过窗门细缝渗透进来或是作用在维护结构，使得室内对流加快，增加外表面散热量。因此设计时应注意不要使大表面的外墙朝向冬季风的

主导方向。

10.生态建筑

现在全球资源紧缺，因此很需要提倡生态建筑与建筑的可持续发展。

同样，我们可以从以下几点来研究：

1.太阳能的利用。太阳能及其转换过程均不会产生污染，而且是一种取之不尽，用之不竭的可更新能源。

利用太阳能的例子已经较多，例如：为了减少冬季的热散失，我们可以采用体形系数较小的形式，例如立方体。同时为了最大幅度吸收太阳辐射，建筑在南面尽量暴露尽可能大

的面积。为了达到此，国外建筑师想了“对角线立方体”一概念，即将建筑平面以两个正方形呈45°旋转叠置而成的平面形式来设计住宅，同时依据地域的特点，进行建筑细部的

设计。

当然太阳能的利用还需许多其他方面的专家研究，特别是光电系统的研究，这对生态建筑是相当有意义的。

2.建筑材料的再认识

建筑材料的再认识可以是使用常用的、自然地和本土的材料，对其进行独到的构想和表现，也是对建筑场所和自然环境的适应和诠释。有些传统材料就很符合这一点，如：泥、

竹、石等建筑。

当然更好的途径是寻找新的材料，美国新墨西哥州的陶丝游客中心就是一个较好的例子，该建筑用旧轮胎以及其他废料以填充或涂抹泥土的方法建造了地下住宅。建成后居民利

用循环用水、光电板供电达到自给自足。

其实研究生态建筑还有很多切入点，它是一门综合性系统工程，不是单单建筑师就可以解决的，必须多科学的合作参与。

参考书籍

《夏热冬冷地区建筑节能技术》

《真实与体验——同济大学土木工程学院大楼创作感想》