CHƯƠNG II: CÁC CƠ SỞ CỦA THIẾT KẾ KIẾN TRÚC
I. Cở sở công năng
1.1. Công năng và không gian kiến trúc:
Không gian kiến trúc là không gian được tạo ra bởi bàn tay con người, thích ứng và tiện dụng với các hoạt động phong phú, đa dạng của con người (làm việc, nghỉ ngơi, ăn, ở, giải trí,…) được dự kiến sẽ xảy ra trong không gian đó, bao gồm cả không gian nội thất và ngoại thất công trình.
Theo công năng sử dụng, không gian kiến trúc được phân loại thành:
- Không gian chính: là không gian thoả mãn yêu cầu công năng chính của công trình, thường chiếm tỷ lệ lớn nhất.
VD: Trong nhà ở là các phòng ngủ, sinh hoạt chung... Trong nhà máy là các phân xưởng, nhà kho … Trong nhà hát là sân khấu, khán phòng...
- Không gian phụ: là các không gian phục vụ cho không gian chính, chiếm tỷ lệ nhỏ và thường hỗ trợ cho các không gian chính.
VD: Khu bếp, vệ sinh… trong nhà ở. Phòng bảo vệ, nhà xe, trạm điện, nước…
trong nhà máy. Phòng bán vé, chỗ gửi đồ, phòng chờ, phòng hoá trang… trong nhà hát.
- Không gian giao thông: có chức năng liên hệ các không gian với nhau.
VD: Hành lang, cầu thang, tiền sảnh…
- Không gian ngoại thất: có chức năng tạo nên vẻ đẹp cho công trình và mối quan hệ của công trình với không gian xung quanh.
VD: Sân vườn, cây xanh...
Không gian kiến trúc có thể chỉ là một không gian có công năng đơn giản và duy nhất hoặc là một tập hợp nhiều không gian đơn năng hay không gian đa năng.
Việc phân loại không gian theo công năng nhằm mục đích lựa chọn kích thước, tỷ lệ không gian phù hợp với kích thước con người, trang thiết bị và các hoạt động sẽ diễn ra trong không gian đó.
1.2. Con người và không gian kiến trúc:
Không gian kiến trúc phục vụ con người, vì thế việc tổ chức không gian kiến trúc phải đáp ứng việc xác định kích thước không gian 3 chiều thích ứng cho người
Việt Nam, tức là các yêu cầu hoạt động của con người được quy định căn cứ vào các chỉ số trung bình của nhân trắc học của người Việt Nam (h.2.1). Tiêu chuẩn Việt Nam dựa vào người nam cao 1,65m và người nữ cao là 1,55m. Các chỉ số nhân trắc học thường là đo trong các trạng thái tĩnh các tư thế và không gian hoạt động để tạo sự thoải mái và thích ứng, phù hợp với hoạt động sống. Khi thiết kế thì người thiết kế phải hình dung được quá trình chức năng, cùng tư thế và kích thước tối đa của người đó lúc hoạt động thì mới xác định được đúng kích thước của diện tích cần thiết (h.2.2).
Không gian kiến trúc nên lấy kích thước lớn hơn một chút, không nên lấy lớn hơn quá nhiều mà gây lãng phí và tạo ra sự bất lợi khi sử dụng do phải cố gắng di chuyển nhiều.
Ví dụ: kích thước chiều rộng bậc thang (0,3m) phải lấy theo kích thước dài bàn chân tính thêm cả đi giày hay như tiền phòng trong căn hộ phải có diện tích vừa đủ tối thiểu sao cho người mặc áo khoác vào thoải mái mà không đụng tay vào tường (h.2.3a, b).
Kích thước của trang thiết bị cũng phải được xác định có sự lưu ý đến kích thước của con người. Kích thước của phòng nói chung được quyết định theo điều kiện bố trí người và trang thiết bị, vì vậy yêu cầu phải xác định được:
- Quá trình chức năng dự kiến sẽ xảy ra trong phòng và tất cả các khả năng khai thác của nó.
- Kích thước và số lượng trang thiết bị cho người sử dụng và các tổ hợp trang thiết bị.
- Không gian diện tích hoạt động cần thiết cho một người và trang thiết bị phục vụ cho một người.
- Tổ hợp toàn bộ trang thiết bị một cách hợp lý nhất có tính đến diện tích cần thiết cho nhóm người làm việc và diện tích cần thiết để đến chỗ làm việc, kiểm tra thiết bị tại chỗ.
Ví dụ: trong phân xưởng sản xuất, ngoài diện tích đặt máy còn phải tính phạm vị hoạt động của công nhân đứng máy trong quá trình sản xuất hay kích thước của các thiết bị đồ đạc phụ thuộc theo kích thước của con người như bàn cho người lớn ngồi làm việc cao 0.78m, giá sách có chiều cao 2,25m là phù hợp với kích thước người với
tay lên, hay vị trí lỗ cắm nút bấm cũng được xác định phù hợp với chiều cao của con người cho tiện sử dụng...
Nhân tố quan trọng nhất để đảm bảo những điều kiện tối ưu cho các quá trình chức năng là kích thước gababit liên quan đến 3 chiều (chiều dài, chiều rộng, chiều cao) của chỗ làm việc ở trạng thái động và tĩnh.
Ví dụ như để nâng cao hiệu quả lao động và ít bị mệt mỏi cho người lao động thì bàn ghế ngồi phải có kích thước phù hợp với vóc người ngồi, đi ra vào dễ dàng, bảo đảm đủ ánh sáng để làm việc... hay vị trí tương hỗ của các thiết bị trong bếp để có thể tiết kiệm được diện tích bếp, giảm quãng đường đi lấy dụng cụ...
Chiều cao thông thủy của phòng được thiết kế được xác định xuất phát từ yêu cầu bảo đảm khối lượng không khí cần thiết và lý do tâm lý. Tuy nhiên chiều cao này không được nhỏ hơn 2,2m để con người không sợ dụng đầu vào các kết cấu dầm nhô ra và các thiết bị chiếu sáng treo lơ lửng, và cảm giác tâm lý không bị đè nặng. Ở công trình thuỷ lợi hoặc các công trình công nghiệp chiều cao phòng có khi phụ thuộc vào kích thước thiết bị nên gababit không gian kiến trúc thường cao hơn nhiều so với yêu cầu kích thước tầm vóc con người và do yêu cầu về tiện nghi vi khí hậu đòi hỏi.
Như vậy, cơ sở công năng đòi hỏi trước tiên người thiết kế phải hiểu rõ đặc điểm về các hoạt động diễn ra trong không gian mới mà mình định tổ chức. Từ đó suy ra các thiết bị kèm theo và các không gian sử dụng hợp lý cần thiết, rồi xắp xếp bố cục các không gian đơn lẻ thành hệ thống (tức tổ chức dây chuyền công năng) và xử lý không gian nội thất, các kết cấu bao che để đảm bảo điều kiện vệ sinh, vi khí hậu và môi trường cho mọi hoạt động để đạt được sự thích nghi và hiệu quả kinh tế cao.
Hình 2.1. Một số số liệu nhân trắc học trong hoạt động lao động
Hình 2.2. Hoạt động con người và không gian kiến trúc
Khoảng rộng cần để nhiều người đi lên đi xuống Khoảng rộng cần để một đơn vị người đi
lên đi xuống
Hình 2.3a. Ví dụ lựa chọn kích thước cầu thang dựa theo kích thước con người
Hình 2.3b. Lựa chọn kích thước cầu thang dựa theo kích thước con người
1.3. Mối quan hệ giữa các không gian theo sơ đồ công năng:
Chất lượng sử dụng công trình, ngoài việc lựa chọn kích thước không gian phù hợp, xử lý tốt môi trường vi khí hậu còn phải tạo được mối quan hệ chặt chẽ, hợp lý giữa các không gian chức năng để các hoạt động trong công trình diễn ra đạt hiệu quả cao. Nếu không gian nay lấn át không gian kia thì công trình kiến trúc đó không thể đạt được yêu cầu về công năng – yêu cầu đầu tiên của kiến trúc. Đây là quá trình nghiên cứu giải quyết dây chuyền công năng, tổ chức các lưu tuyến. Dây chuyền công năng đòi hỏi phải xử lý các vấn đề:
+ Liên hệ và phân cách chính xác;
+ Trình tự hợp lý đảm bảo tính dây chuyền;
+ Khu biệt và thống nhất, rõ ràng hợp lô gíc;
* Quan hệ không gian theo sự liên hệ và phân cách của công năng: là mối quan hệ giữa các hoạt động công năng và sự thoả đáng cấp độ các mối quan hệ đó do công năng đòi hỏi một quá trình hoạt động có chính có phụ xảy ra trên nhiều công năng khác nhau và giữa các không gian luôn có mối quan hệ với nhau. Có các dạng quan hệ sau:
- Quan hệ công năng giữa hai không gian: hai công năng liền kề yêu cầu phải thoả mãn sự gần gũi, sự thống nhất để các hoạt động được tiến hành tốt như phòng bếp và phòng ăn trong nhà ở, giữa sân khấu và phòng khán giả trong nhà hát, giữa phòng
máy chiếu phim với màn ảnh … Do đó, mối quan hệ giữa công năng cũng tạo ra các mối quan hệ không gian tương ứng.
+ Quan hệ không gian chặt chẽ và trực tiếp: là hai không gian liền kề sát cạnh nhau, không có bất kỳ một bộ phận nào che chắn như sân thi đấu và khán đài, giảng đường... (h.2.4).
+ Quan hệ không gian gần gũi có phân cách: để đảm bảo từng hoạt động có thể riêng biệt, được cách âm nhưng không ở cách xa nhau để tiện liên hệ theo quan hệ dây chuyền công năng, các không gian này có thể có vách ngăn che toàn phần để tạo buồng riêng hay từng phần để tạo ra chuỗi không gian liên tục như các phòng trưng bày trong các viện bảo tàng, triển lãm, câu lạc bộ, các khu chức năng trong một ngôi nhà ở...(2.5).
+ Quan hệ không gian lỏng lẻo có sự phân cách rõ ràng: tạo cho các không gian cần riêng biệt, không yêu cầu sự liên hệ trực tiếp hay gần gũi như hàng lang, cầu thang, hiên, hay không gian sảnh, phòng đợi... (h.2.6).
- Quan hệ thị giác giữa hai không gian: hai không gian phải nhìn thấy nhau một phần hoặc toàn phần như khu y tá và buồng bệnh nhân, phòng máy chiếu hay màn ảnh…
- Quan hệ kỹ thuật giữa hai không gian: là mối quan hệ giữa các phòng chính với các phòng phụ và phòng kỹ thuật để tạo ra giải pháp điều hành xử lý kỹ thuật kinh tế nhất.
* Quan hệ không gian theo trình tự quan hệ của công năng:
+ Quan hệ không gian theo dây chuyền hoạt động để thấy được mối quan hệ hữu cơ của chuỗi các hoạt động như ở các rạp hát, rạp chiếu phim phải tuân theo các trình tự sau mua vé ở sảnh, vào phòng chờ rồi mới vào chỗ ngồi xem, hay trong bệnh viện các bệnh nhân phải mua sổ y tế, nộp lệ phí, vào phòng khám… Sơ đồ công năng thể hiện được rõ các cấp độ và kiểu quan hệ giữa các không gian.
+ Quan hệ không gian theo sơ đồ lưu tuyến nhằm đảm bảo sự hoạt động riêng biệt cho từng loại đối tượng, sự phân luồng cách ly tương đối như trong bệnh viện có lưu tuyến sạch (cho nhân viên y tế và bệnh nhân) và lưu tuyến bẩn (cho xác chết và chất thải y tế), bố trí hành lang riêng cho bác sỹ – y tá và khách – bệnh nhân.
* Quan hệ không gian theo sự khu biệt và thống nhất của công năng:
Quan hệ không gian ở những công trình lớn có sơ đồ công năng đa dụng phức tạp, mà ở công trình đó diễn ra nhiều hoạt động như trường đại học có khu hành chính, thư viện, khu nhà học, khu thí nghiệm, nhà đa năng hay như trung tâm giải trí du lịch
… Các hoạt động này cần được tổ chức thành những không gian cách nhau tương đối để các hoạt động không ảnh hưởng lẫn nhau nhưng vẫn tạo được sự thống nhất trong bố cục tổng thể và cả hình thức kiến trúc của công trình.
Như vậy để tạo được mối quan hệ tốt giữa các không gian, người thiết kế cần nắm được các hoạt động sẽ diễn ra trong công trình và trình tự dây chuyền các hoạt động để lập ra sơ đồ công năng, giải quyết bài toán tương quan vị trí và tỷ lệ các không gian. Đối với các công trình lớn, phức tạp cần chú ý đến các luồng giao thông của các đối tượng sử dụng để phân luồng, đảm bảo sự hoạt động riêng biệt cho từng đối tượng.
Hình 2.5. Quan hệ không gian gần gũi có phân cách
1.4. Mối quan hệ giữa kiến trúc và môi trường:
Đây là cơ sở quan trọng, là yếu tố đầu tiên hình thành nên một tác phẩm kiến trúc có giá trị về mặt thẩm mỹ và sử dụng, hình thành nên bản sắc kiến trúc. Đặc điểm của khu đất xây dựng có ảnh hưởng quyết định đến hình khối và không gian kiến trúc của công trình.
Điều kiện tự nhiên bao gồm các nhân tố sau:
1.4.1. Địa hình, địa mạo:
a. Địa hình:
Có nhiều kiểu địa hình khác nhau bằng phẳng, núi non, cao nguyên... thể hiện rất rõ trên bản đồ địa mạo, với hệ thống đường đồng mức. Đặc biệt có nhiều vùng có cảnh quan rất đẹp nhờ vào địa hình đồi núi, dốc thoải. Vì vậy, muốn kiến trúc hoà nhập hữu cơ với cảnh quan thì thiết kế kiến trúc phải biết khai thác địa hình, thiết kế lựa theo địa hình, tránh các can thiệp vào địa hình như xẻ núi, bạt đồi, hay tạo địa hình phức tạp giả tạo, đắp núi …
Công trình khi lượn quanh các yếu tố địa hình có đường đồng mức phức tạp uốn lượn, khi đó các công trình cũng được tổ chức theo dạng tuyến tính uốn lượn thích hợp với điều kiện địa hình.
Các công trình thuỷ lợi thường nằm độc lập, chạy dài hoặc trải trên một khu vực địa hình rộng lớn. Vì vậy nó phải nổi lên như một điểm nhấn kiến trúc của khu vực, đồng thời có sự hài hoà gắn kết với cảnh quanh môi trường tự nhiên. Do đặc điểm địa hình rất đa dạng, có công trình ở đồng bằng, có công trình ở vùng đồi núi, trung du, có công trình trải dài qua nhiều địa hình khác nhau nên cùng một nhiệm vụ công năng nhưng phải thay đổi hình thức công trình cho phù hợp (h.2.7).
Ví dụ: khi thiết kế công trình thuỷ điện, các dạng địa hỡnh chớnh thường gặp như sau:
+ Địa hỡnh lũng sụng hẹp, bờ bạ lưu dốc đứng dạng chữ U, loại địa hỡnh này thường gặp đi liền với địa chất là nền đá gốc, được tạo ra từ sự nứt vỡ của địa tầng tạo nên những dũng sụng dưới hẻm núi sâu. Thông thường với loại địa hỡnh này hiệu quả nhất là sử dụng đập vũm bờ tụng cốt thộp, cú cỏc vai đập tựa chắc trên hai bên hẻm núi, nhà máy thuỷ điện thường được bố trí sau đập vũm (h.2.8a).
+ Địa hỡnh lũng sụng thoỏng rộng tạo thành hồ chứa lớn, cảnh quan xung quanh và khu vực hạ lưu tương đối bằng phẳng: Thường tổ chức các tuyến đập dài bằng bê tông trọng lực phẳng, đập đất đá đổ, đập bản chống hoặc kết hợp nhiều loại hỡnh đập trên cùng một một tuyến đập. Tuyến đập này có thể thẳng, cong hay góy
khỳc tuỳ theo đặc điểm cụ thể của địa hỡnh., nhà mỏy thuỷ điện được bố trí ngang đập hoặc sau đập (h.2.8b).
- Địa hỡnh lũng sụng rộng, bờ hạ lưu tạo thành các sườn dốc thoải dạng chữ V:
Thường tổ chức các đập đơn có độ cao lớn, có thể dùng đập thẳng bằng đất đá đổ, đập bê tông hay các đập vũm rộng (h.2.8c).
Những công trình này rất hoà nhập với cảnh quan thiên nhiên, tô điểm cho sự hùng vĩ của thiên nhiên. Các thủ pháp tương phản về đường nét, hình khối, vật liệu đã được sử dụng để làm nổi bật công trình tạo được vẻ khoẻ khoắn vững chắc nhưng vẫn mềm mại sinh động để tạo sự hấp dẫn, không đơn điệu nhàm chán.
Do điều kiện địa hình - địa chất khác nhau, có công trình ở vùng đồng bằng, có công trình ở vùng đồi núi hiểm trở, có công trình trải qua nhiều vùng địa hình khác nhau, hình dạng lòng sông cũng khác nhau... nên cùng một nhiệm vụ công năng nhưng tổ chức mặt bằng – hình thức phải được thay đổi cho phù hợp.
Một công trình thuỷ điện gồm hai khu vực chính là cụm công trình đầu mối và khu nhà máy thuỷ điện. Tuỳ vào điều kiện địa hình mà hai khu vực này được tổ chức tập trung hoặc tổ chức cách xa nhau.
+ Cụm công trình đầu mối và nhà máy tập trung trong một khu vực áp dụng đối với các địa hình vùng trung du có lòng sông tương đối rộng thường bố trí công trình thuỷ điện theo kiểu đập (h.2.9a).
+ Cụm công trình đầu mối và nhà máy nằm ở hai khu vực khác nhau áp dụng đối với địa hình vùng đồi núi bố trí công trình thuỷ điện kiểu đường dẫn (h.2.9b).
b. Địa chất:
Đây là yếu tố liên quan đến vấn đề chất lượng kỹ thuật xử lý nền và móng, tạo nên độ ổn định vững chắc và niên hạn sử dụng cho kết cấu công trình. Nền là tầng đất chịu toàn bộ tải trọng của ngôi nhà. Móng là kết cấu chịu lực của ngôi nhà. Tính chất nền và móng quyết định đến hình dáng và vật liệu của công trình.
Dùng nền đất thiên nhiên có khả năng tăng tốc độ thi công, giảm giá thành công trình, tuy nhiên nếu nền đất yếu phải có cách gia cố phù hợp để đạt đợc độ ổn định cần thiết. Theo tiêu chuẩn đất có khả năng chịu lực là 2 cân / 1m2 là đất ổn định.
1.4.2. Cảnh quan xung quanh:
Cảnh quan của khu đất có ảnh hưởng rất lớn đến hình thức bên ngoài của công trình thể hiện ở các yếu tố sau:
a. Hệ thống giao thông quanh khu đất:
Yếu tố này để xác định công trình quay về hướng nào thì có lợi, cần một mặt chính hay nhiều mặt chính, tổ hợp hình khối như thế nào để phù hợp với các trục đường, tổ chức mặt bằng theo cơ sở mạng lưới trục định vị nào hay theo tổ chức giao thông của khu vực đó như mạng lưới giao thông ô cờ hay các mạng tròn hướng tâm như các quảng trường...
Ví dụ: nhà lô phố chỉ có một mặt tiếp cận với phố phường chỉ có thể tìm sức biểu hiện thông qua xử lý mặt đứng quay ra phố còn đối với các công trình trên khu đất thoáng, công trình trên quảng trường thì kiến trúc phải tổ hợp theo kiểu hình khối với bốn mặt tạo nên điểm nhấn cho đô thị như tháp truyền hình, cổng chào....
b. Đặc điểm và phong cách kiến trúc kế cận:
Đặc điểm này thể hiện ở lối xây dựng (khoảng lùi so với hè đường, kiểu kết cấu nhà), mật độ xây dựng và độ cao khống chế, phong cách kiến trúc (cổ điển hay hiện đại), kiểu trang trí (vật liệu ốp mặt ngoài, màu sắc)…. để thiết kế công trình hoà nhập với khung cảnh sẵn có, với hình thức kiến trúc xung quanh.
Ví dụ: Khu phố xung quanh Bờ hồ, Tràng Tiền, nhà hát lớn có phong cách kiến trúc kiểu Pháp. Vì thế các công trình xung quanh đều đi theo lối kiến trúc, cách trang trí, chất liệu, màu sắc theo một mô típ giống nhau…(h.2.10).