房屋設計

中國古代有專門掌管房屋工程的工官制度。在戰國初，最早一部科學技術書《考工記》中工官稱作匠人,唐朝則稱為大匠,主要工匠也稱為都科匠，從事設計繪圖並主持施工。漢朝初期，中國房屋設計已有了圖樣。7世紀初，隋朝使用了百分之一比例尺的圖樣,並配合模型進行房屋設計。清朝的雷發達號稱樣子雷，主持如北京故宮等宮廷建築的設計。

在埃及、西亞、波斯、希臘和羅馬也有很多高水平的建築設計作品。公元前 1世紀古羅馬最負盛名的建築師維特魯威創立了歐洲建築體系的“建築學”，著有《建築十書》。他首先提出了堅固耐久、方便實用、美觀悦目的建築思想，為後人長期沿用。

隨着科學技術的發展，由經驗設計進入了科學設計，在歐美許多國家中由專業人員組織建築結構設計事務所，經營各種工程的設計業務。20世紀30年代，中國也一度出現過建築結構設計事務所。1949年中華人民共和國成立後，房屋的設計任務主要由國家機構──設計院承擔。在80年代經濟體制改革中，出現了部分的集體聯營建築結構設計單位。

建築立面圖是將建築的不同側表面，投影到鉛直投影面上而得到的正投影圖。它主要表現建築的外貌形狀，反映屋面、門窗、陽台、雨篷、台階等的形式和位置，建築垂直方向各部分高度，建築的藝術造型效果和外部裝飾做法等。根據建築型體的複雜程度，建築立面圖一般分為正立面、背立面和側立面，也可按建築的朝向分為南立面、北立面、東立面、西立面。在施工中，建築立面圖主要是作建築外部裝修的依據。

建築平面圖表示建築的平面形式、大小尺寸、房間佈置、建築入口、門廳及樓梯佈置的情況，表明牆、柱的位置、厚度和所用材料以及門窗的類型、位置等情況。主要圖紙有首層平面圖、二層或標準層平面圖、頂層平面圖、屋頂平面圖等。

建築總平面圖是表明一項建設工程總體佈置情況的圖紙。它是在建設基地的地形圖上，把已有的、新建的和擬建的建築物、構築物以及道路、綠化等按與地形圖同樣比例繪製出來的平面圖。主要表明新建平面形狀、層數、室內外地面標高，新建道路、綠化、場地排水和管線的佈置情況，並表明原有建築、道路、綠化等和新建築的相互關係以及環境保護方面的要求等。由於建設工程的性質、規模及所在基地的地形、地貌的不同，建築總平面圖所包括的內容有的較為簡單，有的則比較複雜，必要時還可分項繪出豎向佈置圖、管線綜合佈置圖、綠化佈置圖等。

根據工程計劃任務書進行選址；蒐集自然環境資料；進行地形、工程地質勘察和水文地質勘察；配合城鎮市政規劃、上下水道、能源、道路和交通等要求，結合經濟效益、社會效益、建築材料來源和施工技術等提出擬建房屋的可行性分析。

總平面佈置設計，工廠的工藝流程，建築平、立、剖面和結構選型,主要設備和材料要求,以及投資概算。

主要任務是解決各專業間的矛盾，通過分析計算，調整設計，確定技術措施，為施工圖設計準備好應有的技術條件。

將技術設計按實際施工或製造的要求，繪製全部施工圖紙和編制有關文件。在恪守國家規定的設計法規和設計規範、規程及其他有關設計標準的前提下進行設計。

由建築專業設計人員負責，是一項綜合性的工作。需要綜合研究房屋的建築功能、工業建築的工藝及其設備、環境協調、藝術效果以及對房屋結構、設備、施工技術和投資等方面的相互關係與相關問題。

首先從環境出發，應儘量避免污染和干擾，統一安排道路、綠化、廣場、庭院建築小品，形成良好的環境空間。在建築功能方面，主要是滿足使用的要求。如總體佈局中建築物的朝向；人流交通出入口的佈局；單體建築的平面位置以及各使用空間的相互關係等；工業廠房中工藝流程對建築的要求；基本使用空間尺度的確定；門窗洞口的開設；採暖、通風、照明的方式等，都是建築設計應該妥善解決的功能問題，使建築物成為有機的統一體。至於建築的藝術性，尤其是對一些有重要意義的或規模較大的公共建築，應表達出一定的社會、政治、歷史或文化意義和特有建築風格，符合美學的規律，運用色彩的效果，使設計的房屋在可能的經濟條件下獲得良好的審美效果。還可以通過傳統和地方特色，或通過其他藝術手段諸如壁畫、雕塑、編織、陶瓷等來表現建築的藝術性。

為了保證設計的房屋能滿足安全和正常使用要求，首先要根據建築佈局進行結構設計，使房屋能安全可靠地承受施工階段和使用階段的各種作用（見結構上的作用）或荷載，同時還要按國家設計規範規定控制房屋在使用條件下所產生的撓度、裂縫、振幅等不超出限值。除了上部結構以外，房屋的下部結構如地基和基礎也是結構設計的一部分,如地基承載力的確定,沉陷量的控制，天然地基、人工地基的選用，樁基設計或其他基礎等的設計。房屋結構類型，按照結構所採用的材料可分為砌體結構、木結構、鋼結構、混凝土結構以及混合結構等。由於中國地震區範圍較廣，而沿海又往往有強烈颱風，所以抗風和抗震是房屋特別是高層建築的結構設計重點。

為了確保房屋能滿足人們生活和生產的要求,必須配合建築、結構設計進行設備設計。凡房屋供暖系統、冷氣系統、動力照明系統、通訊電話系統、衞生器具的給排水系統以及通風系統等均屬設備設計範圍。對於工業廠房，設備還要滿足生產工藝的要求。

房屋給排水設計通常包括有室內給水系統、室內排水系統、熱水供應系統、室內雨水系統、消防給水系統和室外給排水管網設計等（見室內給水和排水）。至於室外給排水管網設計是指房屋給水、排水、熱水、消防給水、雨水的室外管網部分的設計，包括房屋之間場區內的道路、場地雨水管網。有時稱為給排水總平面設計。

採暖通風設計包括採暖設計、通風設計、空調設計、排煙設計和室外暖氣管網設計等。

①採暖設計。採暖可分為局部採暖和集中採暖兩類。局部採暖包括火爐、火炕、火牆和火盆等，由於這種採暖方式的衞生條件較差，一般僅適用於小城鎮和廣大農村。一般在設計房屋的同時進行集中採暖設計。它是由熱源、供熱管道和散熱器等設備組成。中國多數採用集中鍋爐房作為熱源，也有熱電廠供給的。

②通風設計。係指排出室內廢氣,送進新鮮空氣,保持室內空氣新鮮的設計。但對於具有散發高熱量、帶粉塵或排出有害氣體的設備的工作房屋，通風設計範圍有時還應包括隔熱、降温、除塵、排毒等項內容，以滿足生產和環境保護等要求。

③空調設計。為空氣調節設計的簡稱。用以保證室內空氣所需要的温度、相對濕度、流速和清潔度，為了不受室內外各種因素例如環境變化,時間和季節改變,生活或生產設備產生的熱量、濕氣、粉塵、煙霧等的破壞影響,還需設置自動控制設備,並須考慮消聲和減振。空調設計的內容包括加熱、冷卻、加濕、減濕、淨化和空氣流速。設計空調系統時，對於串通多房間、多樓層特別是高層建築的風管,需設置防火閥,以便在火災發生時，能自動將起火房間與其他房間隔斷。

④排煙設計。是高層民用建築防火設計的重要組成部分，根據設計規定在房屋的有關部位設置防煙、排煙設施。一般情況下，一個防火區可劃分為若干個排煙區。排煙設備包括排煙口、排煙閥、排煙風機和活動的防煙捲簾、垂壁等，並應設自控裝置與煙感器或温感器聯鎖。對有關空調或通風系統，能進行自控，按要求分別關閉或啓動。

⑤室外暖氣管網設計。也稱暖氣總平面設計。係指從供暖鍋爐房或從熱交換站分送至各採暖房屋的室外暖氣管網設計。

在各類工業和民用房屋或構築物內，有生活、生產或給排水、採暖通風設備需要的用電均屬電氣設計範圍。①變、配電設計。也稱供電設計，係指高、低壓變、配電所、事故應急電源等的設計。②電力設計。也稱動力設備設計，係指工業廠房和民用房屋中所有用電設備的配電設計,施工用電設計,電子計算機、各類小型器具以及其他特殊設備的用電設計。③照明設計。係指室內一般照明、局部照明、檢修照明、事故照明、火災時的疏散誘導照明、室外道路照明、庭園綠化照明、警衞照明、航空障礙燈、建築物立面照明、節日彩燈、商標霓虹燈、舞台照明、體育館照明等設計。④自動控制及信號設計。用於某些有特殊要求的工業和民用房屋如：有聯鎖控制要求的生產自動線、生產聯繫信號、服務呼叫信號、空調控制系統、高層建築的火災自動報警和消防自控系統、熱工儀表檢測與控制系統以及其他各種單機自動化、羣機集控、採用電子計算機實行動力設備運行管理和企業業務經營管理等方面的設計。⑤電訊設計。係指如電話、有線廣播、會場擴聲、直流子母鐘、電傳、電報、閉路電視和共用電視天線系統等方面的設計。⑥室內、外配電線路設計。室外線路有架空線與電纜之分，室內線路有明線（瓷、塑線夾佈線;瓷珠、瓷瓶佈線;鋼管明線；鋼索佈線；電纜橋架佈線以及車間內裸母幹線等）、暗線（鋼管、塑料管暗佈線;多孔矩形金屬或塑料線槽暗佈線;電纜在溝內或隧道內暗敷設等）之分,導線型號和截面的選擇以及採用何種佈線方式,決定於:電壓等級、環境特徵（温度、濕度、壓力、鹽霧、化學腐蝕、防火、防爆、防震等）、允許荷載、電壓損失和電能損耗、機械強度、短路與過載保護配合等多種因素。⑦建築物防雷及電力設備過電壓保護設計。係指工業與民用建築物、高聳構築物、高層建築物等的防雷設計以及變壓器、旋轉電機、架空線路等電力設施的防雷設計。⑧接地設計。係指配電變壓器低壓側中性點的工作接地,電氣設備金屬外殼的保護接地,電氣線路的重複接地,建築物和構築物的防雷接地以及特殊用電設備的專用接地等的設計。⑨防火、防爆設計。係指在有火災危險或有爆炸危險的場所進行電器設備和電氣線路的防火與防爆設計。⑩防震、抗震設計。係指在地震地區按照設防需要的地震烈度來進行電氣設備和電氣線路本身的防震、抗震設計。(11)其他安全防護設計。隨着電子技術的發展和應用、塑料製品的普及、生產流程的自動化以及大型可控硅整流設備的出現，有時還需考慮如電磁屏蔽、防靜電、防高次諧波干擾等安全防護設施。

根據住建部、國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發佈的《住宅設計規範》（GB50096-2011）規定，住宅應按套型設計，每套住宅應設卧室、起居室（廳）、廚房和衞生間等基本功能空間。

由於農村生產方式的改變及生活水平的提高，農民住宅功能發生了變化，在農村住宅套型的設計中我們可以考慮從以下幾個方面做起：

1.從當地的地域氣候特點出發，尊重地方居住習慣，合理佈局。

2.尊重傳統居住文化，合理組織院落空間。

3.功能分區合理明確，動靜分開，潔污分開。

4.強調環境的整體和諧，增加綠化景觀元素

5.從農村生活實際出發，注重細節設計。每户設計充足的儲藏空間、室外晾曬場所、花園和機動車、自行車的存放。

6.節地、節能、節水、節材。在農村住宅設計中，為適應住宅空間的靈活性、多樣性、適應性的設計要求，除確定房間平面尺寸應採用國家制定的統一模數及各項標準化措施外，還提倡採用適於在當地農村推廣的新型結構體系。

隨着樓房住宅逐年增多，房屋的結構設計必須具有足夠的抗災性能，和確保安全性、合理性、經濟性，並根據當地的實際情況，做到施工簡單、操作方便，有條件時儘可能採用輕便的預應力混凝土小構件等。特別是提倡使用新型牆體材料，適當限制使用實心土磚。在寒冷地區應採用新型保温節能外圍護結構;在炎熱地區，應做好牆體和屋蓋的隔熱措施。要因地制宜，就地取材，充分利用當地資源，儘可能採用現代新技術，把農村住宅設計做好。

新型的農村住宅建築不同與傳統的民居，一般具有以下幾個主要特點：

第一、體現農村住户根據所從事產業的性質以及其他住宅功能變化的趨向，選定多層次、多元化的住宅類型與標準，一滿足不同層次的居民家居生活行為的需求;

第二、突破傳統格局，生產與生活空間分離，提高居住純度，提倡建設樓房，科學合理地確定住宅的層數與層高，以求節約土地和節省建房資金，同時，要改進和突破農村傳統落後的建造技術，選擇堅固耐用、施工簡便的新型住宅結構;

第三、注重住宅的室內外環境質量的適居性，安全性和舒適性。住宅的朝向，間距要滿足日照、通風、防災、衞生等要求。而且，為保證住宅建築主體與設備產品之間有機配合，必須採用國家制定的統一模數及各項標準化措施;

第四、創造與環境相協調，並充分體現不同地區、不同民族、不同用材以及不同的建造方式所形成的具有鮮明地方特色的建築形式，大家可以參考相關圖紙設計。同時，還要注意村鎮風貌的整體性和住宅羣體形態的識別性。新型的農村住宅的組成與傳統民居構成上既有相同的部分，也有其不同部分。

房屋設計是一門發展迅速的學科。60年代以來，由於工業的進步，建築技術、建築材料也有了很大的發展。展望未來，房屋設計必將在下列各方面取得進一步的成就。

建築與環境的結合 　環境的概念已進入建築設計的領域，環境建築學、環境工程學、環境心理學等對建築設計產生了巨大影響。因之，人為環境（城市規劃、建築設計）和自然環境融合為一體，協調並存，將是建築設計追求的目標。

建築綜合體的出現 　隨着交通體系的不斷革命，城市正從單中心封閉式結構向多中心開放式結構轉移，因而必將導致綜合的居住、商業、辦公等多功能的建築和建築羣出現。

建築新材料、新技術和新結構的結合 　隨着大城市的發展，用地緊張，促成不少大城市的建築向更高層發展。出現了比筒中筒結構體系更能控制房屋側向位移的結構體系,如牽線塔型(guyed tower)、巨型單元組合型(mega system)和束筒型 (bundle tubes)等新結構體系理論。同時，由於輕質高強材料的進步，大跨度建築也進展迅速。隨着工程塑料、化學纖維、合金鋁等新材料的發展,不但在建築裝修、結構部件中得到廣泛應用,並且也導致新的房屋體系出現，如價廉、靈活、安裝快速的充氣建築、帳篷建築等。

地下建築 　地下建築有節約用地、節省材料和能源的優點（見地下建築工程）。

節能建築 　出現了試驗性太陽能建築，如隨日光旋轉的房屋和利用太陽能的住宅村等。還有節能的覆土建築。可以肯定,利用新能源的節能建築設計,今後必將以實用性的建築面貌大規模地出現。

此外，在設計計算、繪圖方面，計算機輔助設計系統（computer aided design system,簡稱CAD）的應用，是隨着信息時代的來到，建築設計方法的技術革命的一個重要標誌，從根本上改變了傳統手工業式的設計方法，使設計更趨科學、準確和高速。有些國家利用廣泛的電話線和人造衞星等通訊技術已將 CAD同施工現場，或同其他城市甚至跨過大洋在洲際範圍內的其他設計單位聯繫在一起，能共同配合、同時進行同一工程項目的設計。大大地改變了建築設計的面貌。