Bài giảng nguyên lý thiết kế kiến trúc công trình

Bài giảng

Nguyên lý thiết kế
Kiến trúc công trình
(dùng cho ngành kỹ thuật: xây dựng, KTht đô thị,
quản lý xD đô thị ...)

1


Bài giảng

Nguyên lý thiết kế Kiến trúc công trình
(dùng cho hệ CT TC & liên thông ĐH các ngành kỹ thuật : Xây dựng, đô thị,
quản lý xây dựng đô thị ...)
biên soạn

: b MÔN KIếN TRúC CÔNG NGHIệP

2


Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi-khoa kiÕn tróc-bé m«n kt c«ng nghiÖp

3


Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi-khoa kiÕn tróc-bé m«n kt c«ng nghiÖp

4

Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi-khoa kiÕn tróc-bé m«n kt c«ng nghiÖp

5


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc










Tài liệu tham khảo chính
Maxwell Stanley-Kỹ s t vấn-Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, năm
1995, KS Lê Thuận Đăng, KS Trịnh Thành Huy và cộng sự biên dịch
Nguyễn Đức Thiềm, Trần Bút-Thiết kế kiến trúc nhà dân dụng-Trờng
Đại học Xây dựng Hà Nội, năm 1991
Nguyễn Đức Thiềm-Nguyên lý thiết kế nhà dân dụng-(Kiến trúc nhập
môn nhà ở và nhà công cộng)-NXB Khoa học Kỹ thuật, HN, năm 2004
Nguyễn Việt Châu, Nguyễn Hồng Thục-Kiến trúc công trình công cộngtập I-Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, năm 1995
Phạm Văn Trình-Kết quả chơng trình nghiên cứu khoa học trọng điểm
của Nhà nớc về nhà ở 26-01 (1985-1990)
Phạm Ngọc Đăng-Nhiệt và khí hậu xây dựng-Nhà xuất bản Xây dựng,
Hà Nội, năm 1981
Ernst Neufert-Dữ liệu Kiến trúc s-NXB Xây dựng, Hà Nội, năm 2002

Nguyễn Minh Thái-Thiết kế Kiến trúc công nghiệp-Nhà xuất bản Xây
dựng Hà Nội, năm 1996
6


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc









Tài liệu tham khảo chính (tiếp theo)
Hoàng Huy Thắng-Thiết kế Kiến trúc nhà công nghiệp-Tủ sách Đại học
Xây dựng, Hà Nội năm 1995
Lơng Bá Chấn (chủ biên)Trờng ĐH Kiến trúc HN-Thiết kế Kiến trúc
nhà và một số công trình kỹ thuật trong XNCN-NXB Xây dựng, Hà Nội
Emil Kovarik (chủ biên) - Prumyslové stavby III Navrhování
prumyslových objektu - Trờng Bách khoa kỹ thuật Praha (CVUT),
Praha, năm 1982
Trần Nh Thạch - Projektování textilních závodu (Luận án Tiến sỹ kiến
trúc) - Trờng Bách khoa kỹ thuật Praha (CVUT), Praha, năm 1986
Bộ Xây dựng - TCXD Việt Nam, tập IV Tiêu chuẩn thiết kế nhà ở,
CTCC và công trình CN-Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, năm 1997
Nguyễn Đức Thiềm, Phạm Đình Việt - Kiến trúc - Nhà xuất bản Khoa
học Kỹ thuật, Hà Nội, năm 2004
Emil Hlavácek - Architektura pohybu a promen - Nhà xuất bản

ODEON, Praha, năm 1985
7


Trờng đh kiến trúc hà nội-khoa kiến trúc-bộ môn kt công nghiệp

Các nội dung chính :
Bài giảng NLTK kiến trúc công trình
Mở đầu : Đại cơng về Kiến trúc
1. Định nghĩa
Kiến trúc là một loại hình khoa học tổng hợp nghệ thuật và kỹ
thuật tổ chức hình khối quan hệ, không gian, xây dựng các
công trình, nhà cửa, đô thị ... nhằm tạo lập ra môi trờng mới
phù hợp với nguyện vọng, ý đồ của con ngời (thích nghi và
phục vụ tốt cho sinh hoạt và các hoạt động khác nh: lao
động, sản xuất, học tập, vui chơi giải trí ... của con ngời).
8


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

Một mặt, Kiến trúc là không gian mà trong đó con nguời sản xuất,
ăn ở, giao tiếp, đi lại học tập, triển khai mọi hoạt động đáp ứng yêu
cầu thể chất, văn hoá tinh thần và thẩm mỹ. Mặt khác, Kiến trúc
chính là biện pháp tổ chức quá trình sống, không có kiến trúc, sẽ
không có đợc quá trình sống phù hợp, sẽ không có đợc một trật tự
xã hội cần thiết. Từ lâu các kiến trúc s nổi tiếng trong các thời kỳ,
các xã hội đã phát hiện ra các quy luật này và muốn sử dụng kiến
trúc để cải tạo xã hội.
Kiến trúc đồng thời cũng là một loại hình nghệ thuật biểu hiện, có

tác dụng phản ảnh thực tế, nó còn là những biểu tợng và mang tính
tợng trng.
Việc tổ chức không gian hài hoà - có nghĩa là tạo thành kiến trúc bao gồm hệ thống tuần tự những công việc sau:
- Thiết kế, trang trí nội thất và đi giai:
- Kiến trúc công trình và quần thể công trình;
- Hoạt động xây dựng, thiết kế đô thị;
- Quy hoạch và tổ chức môi trờng;

9


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

Kiến trúc phải phù hợp với một khung cảnh nhất định bao gồm các
yếu tố môi trờng, khí hậu (mặt trời, gió, nhiệt độ), địa hình, địa lý,
cây cối và các yếu tố cảm xúc (cảnh quan, tầm nhìn, âm thanh).
Chỉ trong một số điều kiện nhất định không gian kiến trúc mới có
thể trở thành một môi trờng có tổ chức. Kiến trúc với khía cạnh vật
lý của nó sẽ có tác động vào sự cảm thụ của con ngời và từ thụ
cảm, cảm giác sẽ tiến tới hình thành quan niệm (tính ngăn nắp và
tính hệ thống do một công trình kiến trúc gây ra).

10


Trờng đh kiến trúc hà nội-khoa kiến trúc-bộ môn kt công nghiệp

2. Các yêu cầu chính của kiến trúc
a. Công trình kiến trúc phải phù hợp với tổng thể chung nơi
công trình sẽ xây dựng với quy hoạch đã đợc duyệt

b. Yêu cầu Thích dụng
c. Yêu cầu Bền vững
d. Yêu cầu Kinh tế
e. Yêu cầu Mỹ quan
g. Phù hợp với đặc điểm tự nhiên và khí hậu địa phơng,
phong tục tập quán và văn hoá vùng miền
h. Tiết kiệm năng lợng, sử dụng hợp lý các tài nguyên bảo vệ
môI trờng.
i. Hội nhập quốc tế và giữ gìn bản sắc
11


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

Phân tích các yêu cầu cơ bản của Kiến trúc
Kiến trúc luôn gắn chặt với cuộc sống của con ngời và nó cũng phát triển
theo tiến trình lịch sử loài ngời. Tác phẩm kiến trúc ra đời là nhằm đáp ứng
những nhu cầu cấp thiết của con ngời, của xã hội. Những yêu cầu đó là:
1. Thích dụng;
2. Bền vững;
3. Mỹ quan;
4. Kinh tế;

2.1. Yêu cầu thích dụng



Công trình kiến trúc nào cũng phải đáp ứng đợc yêu cầu quan trọng nhất:
thích dụng, tức là phù hợp, tiện lợi cho việc sử dụng của con ngời.
Yêu cầu thích dụng của con ngời thờng đa dạng bởi hoạt động của con

ngời rất đa dạng: ăn, ở, học tập, nghiên cứu, quản lý, lao động sản xuất,
nghỉ ngơi, vui chơi giải trí, nuôi dạy...
12


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc





Yêu cầu thích dụng có thể thay đổi, phát triển theo từng giai đoạn lịch sử
của xã hội, phát triển theo sự tiến bộ của khoa học-kỹ thuật, kinh tế và
tinh thần của xã hội. Yêu cầu thích dụng phù thuộc vào phong tục tập
quán của từng dân tộc, tôn giáo tín ngỡng, từng vùng, từng quốc gia, và
phụ thuộc vào lứa tuổi giới tính.
Để đảm bảo đợc yêu cầu thích dụng, khi thiết kế kiến trúc phải chú ý:
- Bố cục mặt bằng phải đảm bảo dây chuyền hoạt động hợp lý nhất, đờng
đi lại hợp lý, ngắn gọn, không chồng chéo nhau.
- Kích thớc các phòng phù hợp với yêu cầu hoạt động, thuận tiện cho việc
bố trí đồ đạc, trang thiết bị bên trong gọn gàng, đẹp mắt.
- Tuỳ mức độ sử dụng của từng loại phòng, cần đảm bảo điều kiện vệ sinh
môI trờng: đủ ánh sáng, thông hơi, thoáng gió, chống ồn, chống nóng, cấp
nhiệt đủ về mùa đông để tránh những bất lợi của đ/k khí hậu.
- Đảm bảo mối quan hệ và sự hài hoà của công trình với môi trờng xung
quanh.
13


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

2.2. Yêu cầu về bền vững
Các tác động đến ngôi nhà đợc phân thành hai loại: Tác động của lực
và tác động không phải bằng lực.
a. Các tác động của lực gồm có:

Những tác động thờng xuyên: do trọng lợng bản thân của các bộ phận
nhà, do áp lực đất tác động lên các bộ phận ngầm của nhà.

Những tác động lâu dài: do trọng lợng của các trang thiết bị, hàng hoá
cần bảo quản lâu dài, do trọng lợng bản thân của các bộ phận có thờng
xuyên của nhà.

Những tải trọng ngắn hạn: do trọng lợng của thiết bị di động nh cần trục
trong nhà xởng, do trọng lợng của ngời và đồ đạc trong nhà, do tác
động của gió.

Những tải trọng đặc biệt (bất thờng) nh động đất, tác động do sự cố h
hỏng thiết bị...

14


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

b. Các tác động không phải bằng lực có:

Tác động của nhiệt làm giãn nở vật liệu và kết cấu sẽ gây ra tác động
của lực và làm ảnh hởng đến chế độ nhiệt ở trong nhà.

Tác động của nớc ma và nớc ngầm, hơi nớc trong không khí gây ra sự
thay đổi đặc tính kỹ thuật vật liệu làm nhà.

Tác động của không khí chuyển động gây ra tải trọng gió và sự xâm
nhập của không khí ẩm vào bên trong kết cấu và nhà cửa, làm thay đổi
chế độ ẩm và chế độ nhiệt trong đó.

Nắng chiếu tạo ra tác động nhiệt làm thay đổi đặc tính kỹ thuật vật lý
của lớp mặt VL kết cấu, làm thay đổi chế độ nhiệt và quang trong nhà.

Tác động của các tạp chất hoá học xâm thực ở trong không khí khi ẩm
sẽ làm h hại vật liệu của kết cấu nhà.

Tác động sinh học do mối mọt, côn trùng phá huỷ các vật liệu hữu cơ.

Tác động của tiếng ồn làm hỏng chế độ âm thanh trong phòng.

Vì những tác động nói trên, công trình cần phải bền vững.
15


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

c. Độ vững bền của công trình bao gồm:

Độ vững chắc của cấu kiện chịu lực.

Độ ổn định của kết cấu, nền móng.

Độ bền lâu của công trình.

c.1. Độ vững chắc của cấu kiện chịu lực:

Công trình KT đợc tổ hợp bằng nhiều loại cấu kiện chịu lực để chịu các
loại tải trọng tác động đồng thời hoặc không cùng một lúc. Tải trọng đó
là: tải trọng bản thân, hoạt tải, tải trọng do điều kiện tự nhiên, khí hậu,
thời tiết tác động. Yêu cầu là cấu kiện đó không bị phá huỷ hoặc biến
dạng quá lớn.

Độ vững chắc của công trình phụ thuộc vào tính năng cơ lý của VL, sự
lựa chọn kích thớc của cấu kiện để đảm bảo khả năng chịu lực của nó

16


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

c.2. Độ ổn định của công trình:

Là khả năng chống lại các mômen, lực xoắn, uốn không đều, lực cắt
hay các biến dạng khác tác động vào các cấu kiện của toàn công trình.

Độ ổn định này đợc đảm bảo bằng độ ổn định của nền móng, hệ thống
cấu trúc, sơ đồ kết cấu hợp lý, cấu tạo và sự liên kết các bộ phận nhằm
tạo nên độ cứng cần thiết tuỳ theo quy mô và phơng tác dụng của các
ngoại lực và nội lực, và cũng phụ thuộc vào độ vững chắc của các mối
liên kết các bộ phận của nhà.

17

Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

c.3. Độ bền lâu của công trình:

Là thời hạn mà hệ thống kết cấu, các cấu kiện chịu lực, chi tiết cấu tạo
chủ yếu của công trình vẫn làm việc bình thờng. Thời hạn đó là niên
hạn sử dụng, độ bền lâu hay tuổi thọ công trình phụ thuộc vào tính
chất cơ lý của vật liệu, việc tính toán, phơng pháp áp dụng hệ kết cấu,
biện pháp bảo vệ cấu kiện, các mối liên kết để đáp ứng đợc mọi hoạt
động của con ngời cũng nh sự xâm thực của môi trờng tự nhiên với
công trình kiến trúc. Nh vậy, nó cũng có nghĩa là độ vững chắc, độ ổn
định và sự toàn vẹn của nhà trong thời gian dài.

Độ bền lâu của nhà đợc chia thành 4 cấp theo niên hạn sử dụng:

Trong thực tế, độ bền lâu của công trình còn phụ thuộc rất nhiều ở chất
lợng thi công và sử dụng duy tu bảo dỡng công trình.

18


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

2.3. Yêu cầu mỹ quan

Karl Marx đã nói: Loài ngời sáng tạo ra thế giới theo nguyên tắc đẹp.
Kiến trúc s là ngời sáng tạo ra những công trình hoà vào khung cảnh ấy
không thể không làm đẹp đợc
Cơ cấu mặt bằng, hình khối và hình thức của công trình kiến trúc nh
một tác phẩm nghệ thuật đợc xác định trớc hết bởi những yêu cầu vật
chất (lao động, sinh hoạt, văn hoá, nghỉ ngơi...), tức là những yêu cầu
công năng và kỹ thuật. Nhng mỗi quá trình xã hội đó còn liên quan đến
cả những lợi ích tinh thần của con ngời, biểu hiện ở nhu cầu thẩm mỹ,
tức là giá trị nghệ thuật của từng toà nhà và các quần thể kiến trúc đợc
xác định bởi những tiêu chuẩn của cái đẹp.
Cái đẹp trong tác phẩm kiến trúc cũng nh cái đẹp trong lĩnh vực nghệ
thuật không phải là cái cố hữu, bất biến, mà nó thay đổi theo sự phát
triển của xã hội loài ngời. F.Hegel đã nói: Cuộc sống vơn lên phía trớc
và mang theo cái đẹp hiện thực của nó nh dòng sông chảy mãi.
19


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

4.4. Yêu cầu kinh tế
Đảm bảo yêu cầu kinh tế cần đợc quan tâm ở các việc sau đây:

Tính hiệu quả kinh tế kỹ thuật xã hội ở chủ trơng đầu t, ở việc xác
định quy mô, cấp công trình, kế hoạch xây dựng hợp lý.

Thiết kế QH TMB hợp lý, tức sắp xếp bố trí công trình trên khu đất
trong mối quan hệ với cảnh quan, thiên nhiên xung quanh, với hệ thống
hạ tầng đô thị (đờng sá, đờng ống kỹ thuật...) bảo đảm tíêt kiệm công
sức, thời gian lui tới của ngời sử dụng, tiết kiệm đất xây dựng, trang
thiết bị hạ tầng và hoàn thiện khu đất ...

Trong thiết kế cụ thể công trình cần lu ý:
+ Mặt bằng hình khối công trình phù hợp với công năng, tơng xứng với
quy mô và cấp nhà, hạn chế tối đa các diện tích chết, diện tích thừa,
các diện tích giao thông.
+ Mặt bằng cần gọn, đơn giản, mạch lạc để kết cấu dễ xử lý và áp
dụng nguyên tắc công nghiệp hoá.
20


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc







+ Kết cấu và vật liệu xây dựng cần phù hợp với điều kiện địa phơng, áp
dụng đợc nhiều các tiến bộ kỹ thuật trong điều kiện có thể.
+ Công trình không đòi hỏi nhiều kinh phí trong khai thác sử dụng
(thông gió, ánh sáng nhân tạo) và trong duy trì, bảo dỡng sau này.
Về mặt thi công xây dựng: cần tổ chức thi công tốt, bảo đảm chất lợng và mỹ quan, bảo đảm năng suất, sớm đa công trình vào khai thác
bằng cách áp dụng những phơng pháp xây dựng tiên tiến.
Yêu cầu kinh tế trong việc giải quyết những nhiệm vụ về kỹ thuật là
đảm bảo độ vững bền của công trình phù hợp với công năng và niên
hạn sử dụng nó mà không dùng hệ số an toàn quá lớn, nghĩa là dự
phòng với mức độ không cần thiết.
Trong việc giải quyết các nhiệm vụ về nghệ thuật kiến trúc (mỹ quan)
có thể đạt đợc sự hợp lý về kinh tế trớc hết là bằng cách sử dụng đúng

những nguyên tắc và phơng tiện tạo nên chất lợng thẩm mỹ mà không
trang trí phô trơng lãng phí.
21


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc





Bốn yêu cầu thích dụng, vững bền, mỹ quan, kinh tế, đối với tác phẩm
kiến trúc là phơng châm thiết kế của ngành kiến trúc và xây dựng và
cũng là mục tiêu vơn tới. Ngời thiết kế sáng tạo kiến trúc cũng nh các
nhà kỹ thuật chịu trách nhiệm thực hiện các ý đồ của kiến trúc s, cần
nắm đợc bốn yêu cầu đợc thống nhất hữu cơ trong tác phẩm để công
trình sau này đảm nhận đợc các chức năng và đặc điểm của nó.
Ngoài 4 yêu cầu cơ bản nêu trên, cần lu ý các yêu cầu sau:
a. Phải đảm bảo phù hợp với quy hoạch phát triển;
b. Tiết kiệm năng lợng, sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trờng.
c. Hội nhập quốc tế và giữ gìn bản sắc, đặc điểm, phong tục tập quán
và văn hoá của mỗi địa phơng vùng, miền.

22


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

3. Các đặc điểm của Kiến trúc
Tác phẩm kiến trúc mang một số đặc điểm sau:

3.1. Kiến trúc là sự tổng hợp của KHKT và nghệ thuật.





Một công trình kiến trúc trớc hết phải đáp ứng đợc yêu cầu sử dụng của
con ngời, phải ứng dụng tốt các tiến bộ của khoa học - kỹ thuật, thoả mãn
yêu cầu kinh tế, sau cùng phải đạt đợc yêu cầu thẩm mỹ của số đông ngời.
Quá trình kiến tạo kiến trúc phải trải qua các bớc: thiết kế kiến trúc, thi
công xây dựng, lắp đặt trang thiết bị kỹ thuật và hoàn thiện công trình.
Trong giai đoạn thiết kế công trình, phải huy động trí tuệ thuộc nhiều
chuyên ngành khoa học nh kiến trúc s, kỹ s kết cấu, kỹ s điện, nớc, vật lý
xây dựng, môi trờng, kỹ s kinh tế xây dựng... Các cán bộ nghiên cứu thiết
kế này phải phối hợp chặt chẽ với nhau dới sự chỉ đạo của kiến trúc s để
lập đợc đồ án tốt nhất về yêu cầu sử dụng, bền vững, hợp lý về kinh tế và
thoả mãn về yêu cầu thẩm mỹ.
23


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc







Giai đoạn thi công XD công trình theo hồ sơ thiết kế, ngoài việc huy động

trí tuệ của các KTS, kỹ s chỉ đạo thi công, lắp đặt trang thiết bị kỹ thuật,
còn phải huy động nhiều sức lao động, phơng tiện xe máy thi công và vật
liệu xây dựng. Không những phải thực hiện đúng phơng án kỹ thuật, mà
còn phải đảm bảo cái đẹp từ tổng thể đến chi tiết của công trình kiến trúc.
Khi nhu cầu cuộc sống con ngời phát triển, sự tiến bộ rất nhanh của
KHKT, con ngời càng đòi hỏi cao về tiện nghi và nhu cầu thẩm mỹ. Do đó,
những ngời thiết kế và xây dựng phải tự mình trang bị, cập nhật kiến thức
khoa học - kỹ thuật, nghệ thuật, đồng thời phải phối hợp chặt chẽ với nhau
để thực hiện từ thiết kế đến hoàn thành xây dựng công trình.
Tóm lại, KHKT, vật chất là cơ sở là phơng tiện để thực hiện mục đích của
kiến trúc, thoả mãn yêu cầu thích dụng và thẩm mỹ của con ngời. Quá
trình tạo thành công trình kiến trúc là quá trình sản sinh ra của cải vật
chất, đồng thời cũng là sáng tạo ra tác phẩm nghệ thuật. Vậy công trình
kiến trúc là kết quả của sự tổng hợp giữa khoa học - kỹ thuật xây dựng và
nghệ thuật kiến trúc.
24


Trờng đh kiến trúc hà nội - khoa kiến trúc

3.2. Kiến trúc phản ánh xã hội, mang tính t tởng




Kiến trúc tạo nên một hình tợng khái quát, súc tích về một xã hội nhất định
qua từng giai đoạn lịch sử. Nền kiến trúc của mỗi nớc phản ánh bộ mặt
chung về đời sống vật chất, văn hoá, tinh thần của xã hội, đó là một trong
nhiều phơng diện để nhận biết:
- Trình độ văn minh, văn hoá của xã hội;

- Cơ cấu tổ chức, luật pháp của đất nớc;
- Nếp sống, phong tục tập quán của dân tộc;
- Phơng thức sản xuất của xã hội;...
Kiến trúc cũng mang tính t tởng và tính giai cấp, tơng ứng với lịch sử và
chế độ xã hội, sẽ ảnh hởng đến nội dung và hình thức của kiến trúc.

25