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关键词:建筑设计;平面;现代建筑
美国建筑家弗兰克·赖特是美国现代建筑中最具有代表意义的先驱人物。他毕生设计了大量的住宅建筑都具有非常突出的个人探索特征;提出了自己的“有机建筑”理论。1937年,他设计出“美国风格”的住宅建筑,这种风格的住宅建筑的构思是采用现代主义的简单几何形式,内部空间流动,没有任何装饰节,具有部分国际主义风格的特征。但是内部采用壁炉,讲究郊外环境的这些特点,又是赖特自己发展出来的。下面主要介绍赖特美国风格住宅建筑的五个特点。
1充分实现建筑的功能,优化建筑内外部空间关系,简化平面关系
赖特住宅建筑的美国风格既表现住宅大多数有简洁的形体,直线方角,功能分区很明确;又具有草原住宅所反映的讲究与环境的配合和表达材料性能的特点。
在草原住宅的十字平面里,服务空间、餐厅、起居室和入口一般各占一翼,卧室多在二层平面。而美国风格多数只有一层,因此,卧室降到一层,占据了平面的一翼。所以,厨房和起居室就被合并为一翼。
典型的美国风格住宅是由两个部分组的。起居空间包括一个以壁炉为中心的起居室,一个作为餐厅的凹室,和一个对起居室开放的厨房。私人空间可能包括一个书房,客房,或附带工作室的卧房。通常这些空间都沿着一条单一的走廊规律的排成一行。一般都把主卧室安排在走廊的尽端。这两个部分又以起居空间为主,私人空间为次,而赖特设计的建筑主空间开敞且水平伸展的平面因加上了传统住宅的中心壁炉而得到稳定性。壁炉不仅仅是主空间的中心,也是整个住宅平面的中心。平面从这里延伸向门廊和外部平台,强调出从内部空间到外部空间的延伸,打破了旧住宅的封闭感,增强了空间连续性。
住宅的入口一般都被设置在起居空间和私人空间这两大部分的连接处。赖特的建筑都有精心设计的序列空间。他的房子的入口总是一个精心设计的元素。从前门到起居室往往是迂回而入的,当人从较狭小的入口空间进入开阔的起居室时,有豁然开朗的感觉。这里采用的是先抑后扬的手法。有时会有书架从入口处墙面一直延伸到起居室,引导视线。而给私人空间单设一个入口又是赖特的另一手法,借此,主人能在客人面前保持更多的隐私。从公共空间进入私人空间一般都要从操作间的前面经过,这样女主人就能方便的掌握家庭成员的动向。
他在起居室对着院子的长边多设计为连续的玻璃门窗,形成一整面的“玻璃墙”,视线通透。从而室外空间在人的心理层面上成为了室内空间的延续。开阔的视野扩大了人们感受到的空间范围。
草原住宅的复杂坡屋顶被他设计的美国风格住宅平直屋顶所代替。屋顶总是在长轴方向从内向外伸出,表现出空间的内外连续。
他设计采用条形高侧窗:从室外看,窗户在平面中退进,檐下水平连续的高侧窗,暗示了内部的连续空间。从室内看,高侧窗使墙面与屋顶脱离,视线得以沿屋顶延伸。强调了空间的向外发展。
在内部空间上赖特不断地追求局部和整体不可截然分割的一体的连续的空间,减少或完全消除了房子内部的划分。
大部分美国风格住宅的内部空间界限含糊而复杂,起居、就餐、炊事、门廊、平台的空间是互迭的。赖特在墙体的分解和组合方面挥洒自如,空间围合往往不是“徒有四壁”,只是暗示出空间范围。墙只是作为限定空间的隔断。由于所有的空间尽端都是开放的,没有明确的空间起始和结束的标志,这种空间的变换只有通过人在室内的移动方能感受到。
赖特认为,简洁和宁静是任何艺术品真实价值的评价标准,应以尽可能少的房间去满足生活使用。他在平面设计上尽可能简洁:车库被简化成只有顶盖的停车坪;去除了大而阴暗潮湿的地下室,只提供了小地窖用以储存燃料,放置洗衣机等;提倡使用壁柜,舍弃了无窗的储藏室。他通过不懈的努力,使房屋平面简单化,然后仔细推敲这些房间的组合,使舒适、有效和美观相结合。同时也降低了房屋造价,符合经济原则。
2注重建筑与环境协调
赖特特别注重对外部自然的理解和尊重。正由于对自然的理解与尊重他才强调材料的本色。
赖特认为美来源于自然,因此特别强调建筑物的设计要尊重天然环境,每栋建筑物都应是基地独一无二的产物。只要基地的自然条件有特征,建筑就应像在它的基地自然生长出来那样与周围环境相协调。
有些美国风格的房子蓄意将他们的背面转向街道,而对着后面的花园开放。花园几乎伸入到起居室的心脏,内外浑为一体,就如同人的生命。这样,居室在自然的怀抱之中,自然则进入了居室。所有的屋顶都是平直的,外墙的木材纹理也是水平方向的,水平线条在感觉上压低了住宅的高度,使它与基地更加贴近。
与天然的形式一样,色彩也必须符合居住习惯,使用的都是泥土和秋叶的柔和、温暖、乐观的色调。
接近自然、模拟自然、忠于自然材料、适应自然气候这四方面正是赖特对外部自然的认识在建筑创作中的充分体现。
3强调保持材料本色
这种住宅只用砖、木、纸、水泥、玻璃五种材料,而且还尽量使用工厂成品,所以常常户主们自己都可以动手建造,因此比较经济。
由于这种建筑消除了一切不必要的装饰,强调保持材料本色,所以给建筑带来了一种自然的美。赖特忠于天然材料的特质并将他们在建筑整体中充分地展露,成为建筑物与自然之间的有力联系。他很善于利用材料和装饰取得与周围环境的内在联系,在设计中体现了砖、木的本来面目,使建筑物与大自然相依存。
赖特认为最有人情味的材料就是木材。人们都愿意亲近木材,触摸它和欣赏它。木材因天然生长而形成美丽的纹理,尤其是在锯开和刨光后,这种木纹会带着光泽而显现出来,这正是木材最美妙的性质。在美国风住宅中。木材是最经济和合理地使用和表现的。木材经刨光之后所显露的自然典雅的色彩和纹理为美国风住宅增添了光彩。
赖特还曾说过;“茶褐色或红棕色的砖墙是最好的土色。它们不是从草地上突然冒出的,也不是像弹弓那样射出来的,而是很清楚地意识到他们脚下的地面,并向地面平缓伸展出一个坚实的基础,使建筑物显得更牢固的地面,而它的典雅的形态又受到上部屋檐的护卫。”美国风格建筑中的砖墙多出现在局部,用以强调竖向线条,突出中心壁炉。与水平线条的夹心板墙形成对比。恰到好处地展现了砖的材料纹理、色彩和砌筑工艺。
4大胆采取特殊表现形式
赖特不仅仅满足于用矩形来限定空间,他也在摸索用新的形体去表达。运动的空间必须有动态的外壳——一种无穷连续的可塑空间。这样,圆和螺线就成了他最倾心的几何形式。在材料和技术还不能便利的实现这种形体时,六角形就是一种过渡形式。
5造价经济、简洁实用、施工迅速简便
能源问题已经成为当今世界共同关注的问题,能源短缺成为制约经济发展的重要因素。住宅建筑作本身是巨大的能源消费者。随着我国人民生活水平的不断提高,住宅能耗占全国能源消费总量的比例也逐年增加。在我国政府提出建设“节能省地型住宅”和“2020年建筑节能远景规划目标”,的今天,坚持可持续发展原则,节约能源,已成为住宅建筑节能设计的重要工作。
2住宅建筑节能的内容
2.1住宅建筑节能的定义
住宅建筑节能是指通过采用合理的建筑设计和选用符合节能要求的新型墙体材料、屋面隔热材料、门窗、空调等措施,执行建筑节能规范标准,加强住宅建筑耗能设备的管理和使用,合理设计建筑结构的热工性能,提高其照明、采暖、给排水及通风系统的运行效率及利用可再生资源的能力,从而降低建筑物的能源消耗。
2.2住宅建筑节能的控制内容
①合理规划节能方案根据住宅所在地环境特点,依照国家及地方住宅建筑节能标准,综合考虑住宅开发、利用、维护成本,合理地规划设计节能方案,保证住宅建筑节能效果。②合理利用节能材料节能材料进场前应按照规范标准及设计要求认真核对,审核有关质量保证资料、技术推广证书。对于保温隔热材料、隔热型材、外窗及中空玻璃、幕墙玻璃、散热器、风机盘管机组、低压配电系统的电缆、电线在使用前应根据有关规范要求取样试验合格。
3现有住宅工程建筑节能存在的问题
3.1节能材料的选择
目前,建材市场上主要供应的节能材料种类单一,且大多为一次性能源,而且大多节能材料从国外引进,价格较高、具有自主知识产权、能够形成主流产品与技术的不多,难以满足日益增长的市场需求,为推广使用节能材料带来难度。另外部分开发商片面的追求降低住宅建筑节能成本,不会综合考虑节能效果、建筑节能的全部费用等因素;或者缺乏对节能新产品的了解,往往造成节能材料选择使用不当,影响住宅建筑的节能效果。
3.2住宅建筑节能规划与设计
目前,多数新建的住宅建筑在进行规划、设计时仅考虑建筑物的外观及造型,不重视绿化景观设计及相关配套工程的建设,相关规划部门也只要求住宅的方位与周围的有关参照物相一致(如道路),忽视住宅小区与周围环境相协调,未考虑住宅建筑的日照及自然通风要求,不能保证房屋的最佳朝向。住宅节能设计在我国还处于起步和发展阶段,还没有一套成熟、通用的体系,某些不成熟的节能技术,通常会产生一些垃圾建筑及建筑垃圾,降低了住宅的耐久性,不利于建筑结构的稳定,损坏建筑结构主体,缩短房屋的寿命,例如外墙内保温、外墙自保温、夹芯保温等做法所产生的一些问题正在加剧一些垃圾建筑和建筑垃圾的产生。
3.3节能住宅的检测与验收方法不完善
建筑热工法是目前国内外检测建筑节能达标与否常用方法,建筑墙体的传热系数是建筑热工法的一项重要指标。热工法现场测量的内容主要包括:热流密度、室内外气温、保温建筑墙体的内外表面温度以及热流计的两表面温度。此测试方法是以被测试墙体单元的热工性能代表整栋楼或整个小区的墙体热工性能。此方法的缺点是具有代表性的测点难以确定,难以准确而全面的确定整个住宅小区内所有建筑墙体及屋面的热工性能。另外,保温工程作为一项重要的分项工程,目前仍缺少相应的检测验收标准,国家建筑安装统一验收标准中也没有相关内容的规定,施工质量难以检验、保证。
4住宅建筑节能设计措施
4.1既有住宅的节能改造措施
非节能既有建筑主要有两类,一类是已装修的并居住多年的,这类建筑往往是建成多年的老房子,装修比较简陋,居住结构也不合理,各类设施老化,居住者本身为中下等收入群体;另一类是未装修过的新住宅。对于前者,节能改造要首先考虑成本,以最经济、效果最明显的地方下手,无需大动干戈;后者在装修环节中需加入一系列的节能措施。这二者都可以通过墙体、屋面、房屋结构、门窗的改造达到节能效果。既有住宅建筑节能技术改造的推广与实施对实现《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中的节能目标具有很大的促进作用。我们不仅在节能改造的技术上需要进一步探索,用最简便、最经济的措施达到最好的节能效果,而且还需要改变陈旧的观念,加大经济投入力度,推出切实可行的管理方法。
4.2新住宅的节能设计措施
应该从可持续发展及发展循环经济的角度来定位节能住宅以及节能技术,根据住宅的全生命周期来规划设计建设。针对以上存在的问题,应该从以下几个方面来解决:①节能住宅要进行科学合理的规划、设计住宅建筑的布局规划应根据当地的气候特点,因地制宜,使建筑物的整体布置和平面布置有利于利用太阳能和利于自然通风,保留小区内自然水域面积,尽量减少硬化地面,增加绿化,形成适合居住的小区气候。规划过程中还应该注意建筑物的最佳朝向,采用南北向或接近南北向,使得建筑物可以合理利用太阳能,达到“冬暖夏凉”的效果。房屋的单体设计应控制其体型系数,应该增加房屋的进深,减少体形系数,以减少其结构的热损失,减小建筑能耗。②提高建筑结构的保温性能建筑围护结构的保温隔热性能是影响建筑能耗最直接的因素。建筑围护结构主要有屋顶、外墙和外窗三部分组成。屋顶应采用高效的保温隔热屋面,其传热系数和热工性能应满足规范规定,在条件允许的情况下可以采取屋顶绿化等措施;外墙采用新型的低热转移值的节能墙体材料;外窗是建筑结构热工性能最差的环节,因此提高建筑结构节能性能的有效途径是控制窗墙比,提高窗户的保温隔热性能。③提高设备的能效比及利用新能源随着我国的经济发展,南方地区的居民夏季对空调的需求和使用逐年增长,另外北方地区冬季还需要供暖。能效比是空调、供暖等设备的重要的竞技性指标,能效比越高,说明该设备越节能。所以应优先选用符合国家规定的节能型空调和供暖设备。要实现住宅节能,一方面要通过降低建筑能耗;另一方面是利用新能源,减少消耗常规能源。例如,合理利用太阳能,采用太阳能集中供热水系统。④完善节能设计规范标准节能技术与传统工艺有着很大的区别,施工技术要求更高,技术难度更高。目前国家及各级政府部门也相继出台相应的规范和标准,对节能设计起到一定的指导作用,但是有些规范可操作性差。因此,在节能建筑施工前,要结合现有规范标准制定详细的技术交底,编制完善的、操作性强的、能够指导施工全过程的施工组织文件,加强施工人员的技术培训,严格按照施工规范施工。⑤完善对节能住宅的检测和验收方法节能住宅的检测和验收主要包括节能效果的检测和施工质量的验收。首先要对住宅节能体系进行认真检测,根据其离散程度,确定可靠的保证率。同时加强对各施工工序的专项检查和监理工作,规范、完善对节能效果和施工质量的验收方法。
鉴于以上情况,国家很早既开始投入大量资金和人力进行新型建材、新型建筑体系的研究和开发,并于20多年前既已开始了混凝土小型空心砌块替代红砖的尝试。经过多年的摸索,已经发展出混凝土小型空心砌块、煤渣混凝土小型空心砌块、陶粒混凝土小型空心砌块、蒸汽加压混凝土小型空心砌块等多种砌块材料,完成了配套的建设规程、规范,积累了建设经验。但是由于混凝土砌块在材料特性上有别于传统的粘土砖。设计施工稍有不慎就可能出现冷、热、裂、渗、漏等问题。因此,直到目前仍不能被市场普遍接受,而急需国家政策引导和专业建筑人士的技术革新。为此,1999年在沈阳阳光花园3号和4号住宅楼建设中采用的配筋混凝土小型空心砌块。在设计中,为重点解决砌块建筑传统的质量问题。
1、设计和施工方案
(1)采用外墙夹芯保温复合墙体构造。由外向内依次为90mm厚装饰劈裂砌块选、20mm厚空气层、70mm厚聚苯板(由根据不同保温节能要求可变)、190mm厚承重混凝土配筋小型空心砌块。采用该墙体构造虽然施工工艺要求较高,且单以墙体计算的话成本有所增加;但一方面保温层在主体结构外侧减少了承重砌块受温度影响而产生的变形;可以有效解决墙体开裂问题;另一方面保温层与外饰面之间设20mm厚空气层,同时在饰面砌块上敷设导水麻丝和出水孔构造,将外墙面雨水和受风压作用渗透到空气层的滞留水有组织排出,解决了渗、漏的问题。
(2)结构圈梁。因承抬饰面砌块而出挑,无法进行外保温处理,寒冷气候中容易形成冷桥,故局部采用内保温。
(3)为加强结构整体性、延展性,提高抗震能力。特别是为了防止混凝土小型空心砌块由于体积变形、支撑体沉降等原因产生裂缝,承重砌块墙体每两皮敷设水平钢筋网片一层,以加强横向连接。
(4)饰面砌块。主要由结构圈梁承抬。为加强牢度而设置了水平拉接构件与承重墙体拉接,拉接件竖向间距400mm,水平间距400mm.
(5)电气管线。经与相关专业设计人员协调,将电气管线坚向敷设于承重砌块芯孔中,墙体孔洞、埋件等全都预留、预埋。解决了砌块墙体不允许凿打的问题,也为管线使用过程中围护、更新提供了方便。
(6)混凝土砌块。除受温度影响体积胀缩变化较大以外,受湿度影响也会使其材料性能产生和不良变化。因此室内卫生间、厨房等较潮湿处也相应进行防水隔湿处理——首先是将相应墙体内侧做防水隔湿处理;其次是厨卫进行整体设计,管束集中定位。坚向管束设管道井隐蔽处理,水平方向将卫生间结构底板下沉400mm,将洁具排水弯头和水平构件置于本层,这样的设计处理既减少了隐患,又便于维修,避免户间干扰。
沈阳阳光花园住宅楼在建设过程中,使我们对配筋混凝土小型空心砌块应用于住宅建筑领域有了较全面深入的了解,明确认识到混凝土砌块作为一种新型墙体材料有着很大的应用推广价值,开发潜力十分巨大。针对我国的目前土地、煤炭等不可再生资源贫乏,远远不能满足社会发展需要,同时资源利用率低、消费严重的现实情况,开发混凝土小型空心砌块材料更可以说是当务之急、势在必行。
2、混凝土小型空心砌块的相关信息
2.1国际上的混凝土小型空心砌块
其研究和应用已经有近百年历史,特别是近几十年大规模工业化生产和建设逐渐成为主流,更使得这一材料的优势得以充分展现,被国际建筑市场所广泛认同。仅以各国混凝土小型空心砌块的产量相对于其墙体材料总产量所占的比例来看:美国约占34%、非律宾约占50%、泰国更高达55%、而我国则仅占0.5%左右,可见我国市场远未得到开发。
2.2混凝土砌块
①正确分析砌体结构的受力情况和变形原因,采取有效的构造措施改善砌体的受力条件,并根据不同情况合理布置控制。②以配筋方式实现柔性连接,加强砌体结构的整体性和延展性。
2.3混凝土小型空心砌块与传统粘土砖的比较优势
关键词:住宅建筑;给排水设计;水表;管道敷设
随着国民经济的发展,人民生活水平的不断提高,对住宅条件的要求也越来越高。住宅条件的改善不单表现在面积的扩大,更重要的是功能的转变。要实现这种功能的转变,在一定程度上则取决于厨房、卫生间的给水排水设计。现根据工程设计实践,结合国家规范要求,谈谈现代住宅建筑给水排水系统设计中的一些成功做法。
1水表的设置方式
现代住宅要求厨房、卫生间使用的水、电、气应做到三表计量出户。“三表出户”的目的是便于计量、减少打扰。为此,新的建筑给水排水设计规范第3.4.17条规定:住宅的分户水表宜相对集中读数,且宜设置于户外;对设在户内的水表宜采用远传水表或IC卡水表等智能水表。在实际工程中,水表有以下几种设置方式:
设置在室外的水表箱内
这种方式常用于多层单元式住宅中,分户水管沿室内管井或建筑外墙引入户内,相应水表集中在外墙的水表箱内,此种方式在南方一些地区应用很普遍。水表的位置根据供水方式可在底层也可在屋顶层。建议给水管道入户后加设一个控制阀门,以便于住宅户内的管道维修,户外水表箱应加锁,由小区管理人员统一管理。
设置在楼梯间处的水表间内
对高层及超高层住宅或建筑外立面有特殊要求的住宅,给水立管及水表间均设在楼梯间或走道外,由水表间至各户的给水横干管敷设在楼板下面,此种设置方式的缺点是管道的使用量增加较多,给施工和管理都增加了难度。
采用IC卡(或TM卡)智能型水表,水表设置在厨房或卫生间内
此种水表应用先进科技,居民可持卡至售水处购买任意数量的“水”,然后将卡插入水表中即可打开阀门供水。此卡具有记忆、累积、报警、断水等功能(TM卡智能更高些)。
采用智能抄表系统(即电子远传水表)
对于高标准住宅小区,开发商一般采用自动计量系统,对水、电、气三表实现全自动化收费管理。智能抄表系统是通过在水表上加装辅助装置,用导线将用水量信号传输至户外的信号收集器完成的。
2给水管的敷设及材质选用
给水管的敷设
目前,新建住宅中一厨两卫已很普遍,有的住宅甚至配有一厨三卫、一厨四卫,且厨房、卫生间、阳台各用水点位置均较分散。分户支管至用水点间管道如沿室内楼板下吊设,必然要求设室内吊顶,管外壁还应有防结露措施,给住户装修带来不便,毕竟不是所有住户都想设吊顶。《建筑给水排水设计规范》第3.5.18条规定,给水支管宜敷设在楼(地)面的找平层或沿墙敷设在管槽内,敷设在找平层或管槽内的给水支管外径不宜大于25mm。实际上,如果将接往两个或两个以上用水点给水支管串接在一起,其支管外径均会超过25mm。因此,为了满足规范的要求,给水支管入户后即接入分水器,分水器暗设于厨房或卫生间墙体内,通过分水器后接往各用水点支管管外径均可控制在25mm以下。但应注意:设于找平层内给水支管施工完毕后,应在其位置做上明显的标记,以免住户装修时破坏给水管道。
给水及热水管道材质的选用
由于镀锌钢管存在着与水中杂质发生化学反应,产生“红水”、“黑水”等问题,影响水质。目前,广泛采用新型建筑给水塑料管而淘汰镀锌钢管。铜管仍是高档住宅的首选,但价格高。一般在热水系统中采用带保温套的紫铜管、聚丁烯管(PB管)、铝塑复合管(PEX-AL-PEX)、PEX管、PPR管等。UPVC管和PE-AL-PE管适用于冷水供水系统。
3排水管道敷设及材质选用
《住宅设计规范》第6.16条规定:住宅的污水排水横管宜设于本层套内。,虽然规范有此规定,但在笔者所了解的大部分住宅设计中,由于存在各种问题,真正能做到这一点的尚不多见。于是在日常生活中,经常出现上下层住户因排水管道漏水而导致的各种纠纷、影响邻里关系。作为工程设计人员,应在设计时努力解决这一问题。在此,笔者提出一些做法以探讨解决问题的办法。厨房排水管道设置
厨房洗涤池排水支管可直接在楼板上接入排水立管,建议厨房内不设地漏。现代生活中厨房地面一般已很少用水冲洗,少量的溅水用抹布就可完成地面的清洁,厨房地漏由于长时间无水补充,水封内存水蒸发后臭气反由地漏进入室内。同时,取消地漏还可避免地漏排水支管进入下层户内空间。
卫生间排水管道设置
为了不使卫生间污水横管进入下层户内空间,排水管道的敷设一般采用以下几种方式:
卫生间地面楼板下沉,污水横管设于下沉室内。这种方式对排水管道的施工较为方便,但检修管道则十分不易。在实际工程使用过程中,经常发生下层住户靠卫生间处楼板及侧墙发生渗漏现象。由于无法查找出漏水的原因,上层住户只能将整个卫生间地面凿开重新翻修,凿开后才发现下沉室内积满水,积水经侧墙渗入下层。分析产生积水的主要原因有:卫生间地面防水未处理好,地面水渗透入下沉室;部分给排水管道漏水进入下沉室。针对以上原因采取的措施有:严格做好卫生间地面的防水处理及下沉室四周的防水处理;卫生间内所有给排水管道应经严格试压住水试验后方可暗封管道,建议在下沉室侧面设置侧排地漏,以排除可能出现的积水。
采用侧排方式。卫生间采用后出水式座便器,侧排地漏,将浴盆或淋浴房垫高,各卫生器具排水横支管沿卫生间地面墙脚处引至外墙。器具存水弯、排水横管及立管均设于建筑外墙处。采用这种方法,可避免出现下沉式积水的状况,但应注意几点:首先,尽可能将洁具特别是座便器设于靠外墙处;其次应与建筑专业密切配合。由于排水横管及立管均设于外墙,不可避免影响到建筑外观,因而在建筑方案设计阶段,给排水专业人员就应介入,将卫生间布置于建筑凹槽处,尽量降低对建筑立面的负面影响。
在北方严寒和寒冷地区的气候条件下,住宅厨房、卫生间的排水立管应分别设置。加侧排地漏,北方地区因安装困难可适当加大管井,排水管道不得穿越卧室,排水立管采用普通塑料排水管时,不应布置在靠近与卧室相邻的内墙;当必须靠近与卧室相邻的内墙时,应采用橡胶密封圈柔性接口机制的排水铸铁管、双臂芯层发泡塑料排水管、内螺旋消音塑料排水管等有消声措施的管材。
排水管道的材质选用
根据建设部的规定,目前新建多层住宅均使用UPVC塑料排水管,室内UPVC排水管的类型有普通UPVC实壁管、UPVC芯层发泡管(PSP管)、UPVC螺旋消音管三种。普通UPVC实壁管噪音较大,而同等壁厚的UPVC芯层发泡排水管比UPVC实壁管重量轻约20%-30%左右,同时它又具有隔热隔音的效果,特别适合于建筑排水,可显著地降低流水噪音,大有取代UPVC实壁排水管的趋势。UPVC螺旋消音管不仅可以降低噪音,而且与其它同管径排水管相比排水能力大大提高。不仅可作为高层建筑的排水管,而且还不用设专用通气立管。因此,要根据安全、经济、环境等因素综合考虑,合理选择排水管。
参考文献
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[2]周炳成.住宅给水排水设计探讨[J].攀枝花学院学报,2006,(05).
关键词热费热费分摊基准耗热量-
一、问题的提出
随着市场经济的发展,热作为一种商品已被越来越多的人接受。既然热是商品,其价值就要由价格来体现。目前在我国,热价不仅仅是个技术经济问题,还涉及到诸多社会问题和政策问题。能否确定合理的热价和实用的收费方法,是制约供热事业向前发展的重要环节。
目前我国现行的供暖热价大多按面积制定热价,没有把热价成本中的固定费用和可变费用分离开来。用户用热多少,用不同热都缴纳同样的热费,极大地挫伤了用户的用热积极性,也不利于用户的节能行为。同时成本中核算固定费用与可变费用不分离开来,也不利于热量计量收费的实现。
二、国内外热价制定
国外的热价管理有两种方式,其一为固定热价管理,指政府向某一供热企业发放售热特许权时,将热价固定下来。这种管理方式主要用于商业性项目,虽然不鼓励用户节能,且以盈利为目的,但其保证了投资者的合理回报率;其二为成本热价法,指热价中只包括必要的成本,如果非必要的成本进入热价后,用户有权向政府投拆。此时供热企业的生产目的主要不是盈利,而是如何以最低的成本向用户供热;欧洲国家认为,不存在制定热价的单一和正确的数学公式,而是应该兼顾热用户、供热企业、国家三者利益并有利于建筑节能的推广。发达国家曾经使用过的或正在使用的热价制定方法主要有两种:
1.单量热价法该法主要包括面积热价法、固定流量法、变动热量法三种。由于这几种方法本身特点所决定,目前已很少采用(尤其是住宅建筑)。
2.二部制热价法其热价分为两部分,其一为固定容量热价(单位元/m2),其计算方法为热力公司的固定成本总额除以该公司的总供热面积,其中的固定成本是指与热用户的用热量多少无关的部分,如管理费、日常维修费等;其二为可变热价(单位为元/GJ、元/KWh),其计算方法为热力公司的可变成本除以该公司本年度提供给热用户的总热量,其中可变成本是指购买燃料或外购能源、水、电和药剂的费用,它随热力公司产热量的多少而变化。
目前我国仍实现面积热价,即按房间面积收费,尚无热量热价,计量收费难以真正实施,而且制定热价时,一般由各地物价部门和热力公司共同完成,但并未充分听取广大用户的意见。该热价有保护热力公司处于供热行业垄断地位之嫌。其次,由于热负荷自身特点,决定了采暖耗热不同于电、水、煤气,可以完全按各用户的实际数值乘以其单位收费;各用户热表的数值不仅取决于用户本身为这到一定的舒适度所消耗的热量,它还受建筑体形系数、护结构的保温状况、楼梯间是否采暖、各用户在建筑物中的位置等诸多因素的影响。
结合我国现行供暖状况,为使分户计量的供暖收费能够落到实处,笔者建议参考国外的二部制热价法制定一种实用的收费办法和合理的热价。
三、模拟建筑物概况
笔者采用和某小区的住宅试验楼作为分析的模拟建筑物。该建筑物的基本情况如下:该建筑物为小区住宅楼,全楼共六个单元,每个单元均为两户,其位置朝向详见图3-1。由于山墙单元的传热耗热量要远大于标准单元,所以模拟主要集中在一单元(有一面西南山墙)的十二个用户,其中二层到六层的各01用户为二室一厅,02用户为三室一厅的山墙用户。一楼因为有楼梯间的缘故,101、102两用户均为二室一厅,且格局完全相同,各户户型详见图3-2。
另外该住宅楼外墙为37砖墙,双面抹灰,表面用25mm的保温砂浆保温:窗户除卫生间为木窗外,其余全部为单框双玻塑钢窗。
四、热表读数修正公式及热费计算公式的确立
模拟建筑中,位于楼寓中不同位置的房间,尽管室内采暖温度相同,热负荷却不同,位于顶层与底层的房间耗热量要比位于中间层的房间大,有山墙的房间要比没有山墙的房间耗热量大。而像屋顶、地面、山墙这些围护结构的供热量是为整个楼服务的,这部分耗热量在包含这些围护结构的用户热表中记录下来,对于这些边角用户来说,如果实地按照热表的数值来收费,显然是不公平的。我们把屋顶、地面、山墙这些围护结构定义为公共围护结构,其耗热量定义为公共耗热量。另外,我国目前的采暖系统室内管道多为明装,而且不采取任何保温措施,供回水干管、立管散热量很大,这部分热量包含在单元楼的热表中,但却没有体现在各用户的热表中。综合考虑上述各种因素,笔者认为在现阶段房屋售价没有考虑供暖费用差距条件下,新建筑的热费分摊应遵循这样一个原则:在同一栋单体多层住宅建筑中,户型相同且建筑面积、体积均相同的热用户在仅通过采暖系统而获得相同室温所缴纳的热费应相同。这时公共耗热量和采暖管道热损失必须由该楼寓中的各用户共同分摊。众所周知,所有冬季采暖的楼房,都会存在公共耗热量和采暖管道损失,中间的用户虽然没有公共围护结构这部分散热,但其室内温度的取得也收益于这部分散热。因此,中间用户必须承担由边角不利用户的部分耗热量和管道的热损失。由于管道热损失只包含在中单元楼的热量表中没有包含在用户热表中,也就是说,单元楼热量读数值与各户热表读数值有一个差值。这部分差值热费可按面积分摊到各户。公共耗热量包含在边角用户的热表读数中,我们需要把它从这些用户的热表中提取出来,然后对各户热表的数值进行修正,修正后的数值才应是我们收费所依据的数值。
通过上述分析可以知道,如何将包含中用户热表中的公共耗热量从热表中提出取出来则是我们解决问题的关键。同时由于不同楼层的冷风渗透耗热量不同,我们把这部分热量一起合并在公共耗热量中。通过实际耗热量的对比分析,找出其中的联系。表4-1表4-2是模拟建筑一组实测数值和理论计算数据,包括了各房间的实际耗热量、公共耗热量以及公共耗热量所占房间总耗热量的比例。
从上面两表的对比可知,实际公共耗热量占房间耗热量的比例与计算公共耗热量占房间耗热量的比例大致相同。有了这个规律,我们可以在设计时算出公共耗热量占房间热负荷的比例,把公共耗热量从边角用户的热表读数中提出出来,分摊到各户。为此我们引入一个基准耗热量的概念,把扣除公共耗热量后的房间耗热量称为基准耗热量。公共耗热量的分摊必须在每个用户的基准耗热量基础下进行,也就是说在每个用户的热表读数中扣去该房间公共耗热量部分,然后进行公共耗热量的分摊。于是可得出下面热表修正后读数的公式:
(4-1)
式中:Qbi--每户热表读数值,GJ;
Qxi--每户热表修正后的数值,GJ;
Qgi--每户公共耗热量,GJ;
Fi--每户采暖使用面积,m2;
其中Qgi=BiQbi(4-2)
式中Bi--公共耗热量占该用户耗热量的比例:
所以式(4-1)可写成下面形式:
(4-3)
这样我们就可以在设计时确定各个用户的公共耗热量占用户热负荷的比例,再代入上式,求得每户修正后得热表读数。
每户所缴热费可用下式计算:
(4-4)
式中:RFi--每户每年所交纳的热费,元;
RFg--固定热费热价,元/m2;
RFb--可变以热费热价,元/GJ;
RFi--单元热表读数,GJ;
式中每三项是考虑了未保温的采暖系统的供回水干管及立管的热损失而引入的一项。
五、修正后的理论热费
为了验证热费分摊模型的正确性,本文把理论耗热量的计算结果按照模型进行了分摊,利用公式4-3对热表读数进行了修正,并将修正后的热表读数以及各用户的修正后的理论热费列于表5-1。
为了得出公共耗热量和建筑物体形系数的关系,笔者又计算了在不同单元下各个用户热表修正后的读数及所应交纳的热费。列于表5-2:为了进一步说明所缴热费与建筑物体形系数的关系,将不同单元下各个用户的理论热费绘成图5-1、图5-2:
从图中,我们可以看出:
1.随着单元数的增加,各个用户所缴纳的热费相应减少。这是因为多单元楼公共耗热量小于独立单元楼公共耗热量的简单累加,而且分担公共耗热量的用户增加,每户所分担的份额也就相应减少。
2.随单元数的增加,相同户型而不同楼层用户缴费差异也逐渐减少。
3.不同单元下,处于中间层的各用户热费基本相同,顶层和底层的热费和同一户型的中间层相比差别不大。可见,按照本文提出的热费分摊模型进行分摊后,各户应交的热费基本趋于一致,曲线的变化规律也近乎一致。
六、结论和建议
1.供热系统实行热计量后,应采取二部制方式制定热价,对旧有建筑改造应在单元楼入口加装热表,按单元楼热表读数计算热费,再按面积分摊到各户;对于每户安装热表的新建筑来说,应按热计量表读数依公式(4-4)收费。
2.根据模拟建筑物各户热表的实测读数和理论数据,按照本文提出的热费分摊模型,进行了计费的分摊计算,结果证明实际热费和理论热费变化趋势基本相同,大致验证了分摊模型的公平性、合理性和可行性。
3.笔者在进行课题研究过程中,还发现现阶段热计量中存在以下问题:
住宅建筑的节能问题包括的方面很多,甚至一些智能化的建筑还需要考虑系统的优化问题,这里仅仅就当前我们面临的几个主要能耗漏洞说明我们的问题。
1、保护结构保温方法不合理
当前,一些住宅建筑为了减低成本,在建筑护保温工作中使用了内保温、夹芯墙等方法,这种保温方法导致的结果是内外墙两层皮,分别被置于不同的温度环境中,时间一长就会导致二者发生不同的形变力,导致墙体发生多处的裂缝,既影响装修的美观,又无法达到良好的节能效果,并间接危机建筑物的安全性。
2、建筑设计过程中对于节能的设计标准过低
目前,由于一些开发商认为能源消耗费用是业主直接支付的,国家对于建筑能耗问题也没有明确操作的强行标准,导致一些大部分建筑开发商不愿意在节能上投入成本。在建的住宅绝大部分无法满足节能建筑的基本要求,多数为高能耗的建筑。同时,加上建筑施工过程能耗也比较严重,最终我们的住宅是发达国家能耗的2-3倍,至于建筑垃圾、环境污染等成本更高。
3、建筑材料不环保,消耗资源多
当前我国的建筑节能材料主要是聚苯板和聚氨酯,它们都属于消耗石油资源的大户。据统计,生产一吨聚苯板需要消耗石油两吨,聚氨酯的石油消耗与其相当。当前我国房地产行业的发展急速扩展,石油资源捉襟见肘,建筑材料生产行业经消耗了将近一半的石油资源,让人触目惊心。
4、供热系统不合理造成能耗浪费严重
当前,我国北方地区大部分都是采取集中供暖措施,按照住宅面积收费,对于用户的实际使用情况缺少监控,住宅里面没人而仍然在消耗热能的情况普遍存在,同时,也存在部分住宅的热能由于关闭不严而泄露,导致能量浪费严重。
5、门窗设计使用不利于节能
当前很多地区的门窗都没有考虑能耗问题,门窗的建筑标准太低,不利于保温节能。这一点尤其体现在中南部地区以及乡镇级的住宅建筑当中。气密性良好的高效节能门窗目前市场上生产较多,但是存在着大量门窗密封材料使用寿命短等问题。
6、在设计施工中对于再生能源的利用不够
只有极少的建筑能够大规模地使用太阳能资源进行能源采集。对于水、电以及各种能源的消耗缺乏循环利用的设计,建筑材料缺乏废旧资源的回收利用。对于利用建筑设计来进行空间布局节能更是缺乏研究。对于屋面以及地面等的节能问题几乎没有企业在施工设计时进行考虑。
二.建设节能住宅的基本技术策略
1、注意住宅的整体性。
当前,我国很多的住宅的主体建设与装修是分开进行的,业主在装修阶段对住宅的原有布局与基本设施(如基础水电、墙体窗洞等)会进行改建,这会造成资源的浪费。如果在建筑设计与施工中,把建筑施工与室内的设计进行融合,将减少资源的浪费。同时,可以吸取发达国家工厂化住宅建筑的经验,推进标准化、模块化的建筑建设,通过国家给标准化建筑制定具体的统一数据标准,能够大大减少施工与装修工作中的浪费,而且能够发挥整体节能优势,提供能源的使用效率。
2、重视建筑结构本身的节能效果。
在传统的规划设计中,设计师考虑的往往是容积率、日照间距、空间形态、以及建筑与环境等问题,很少重视设计中的节能问题。其实,建筑本身结构的采光与通风问题是非常重要的,房间的纵深、门窗的位置、外墙的凹凸、楼道的设计等对于采光与通风有着很大的影响。减少太阳辐射、增加自然通风可以节约能源。例如:根据不同的地区设计不同的结构;建筑的朝向面向当地夏季的主导风向;窗户的设计要有利于形成过堂风等,都应该成为设计的基本原则。
3、要充分重视再生能源的利用。
要充分利用太阳能的优势,根据住宅的形态、构造、设备的特点,让多项太阳能技术搭配使用,如穿孔金属板太阳能集热墙、太阳能组合屋面板、太阳能热水系统的综合应用等。利用地源热泵技术,利用地下水等深水层温度相对保持稳定的特点,与地能进行冷热交换提供所需的冷热源。在建筑材料上,要重视各种环保新材料的使用,但是要防止将废旧的钢筋等不合格材料用于建筑。
4、设计过程遵循节能原则。
随着建筑能耗问题的日益突出,要求建筑师在优化设计方案时把节能作为设计的一个标准,树立循环经济理念,做到最低限度地资源和能源消耗,最大限度地减少对自然生态环境的破坏。
三.未来住宅建筑节能的相关技术措施
住宅建筑的节能主要还是要通过做好建筑的规划设计工作,采用新的技术手段,转变服务理念与消费理念来实现。具体在建筑技术上要做到:
1、建筑构造设计上
首先,要坚持做到增加住宅的进深空间,减小外部形体系数,这样外部形体系数越小,外墙面积就越小,使用的围护材料越少,同时保温效果更好,也就更容易节能;其次,住宅的朝向与布局要合理,结合我国不同地域的特点,最大化利用区域气候的潜在优势,使得建筑在夏季能够减少太阳的辐射量,做到自然通风,减少空调的使用量,冬季能加大太阳辐射面积,最大限度利用太阳能资源;再次,注重住宅屋顶的保温隔热设计,顶层尽量采用坡屋顶,这样既丰富了建筑造型,又有利于保温隔热;同时,要重视窗户与墙体的比例,减小能量消耗。如:在炎热干燥的新疆,白天太阳辐射强度大,夜间温度低,建筑外墙体比较封闭,窗墙比小,可以减少白天透过窗户的太阳辐射热和夜间室内热量的散失,同时保持室内空气的湿润。在南京地区,建筑的窗墙比则较大,夏季利用较大的南向窗户进行自然通风,冬季则可以获得较多的太阳辐射热。
2、在建筑材料的选用上
要注意墙体材料和隔热保温材料的选用。首先,墙体材料在建材中约占70%,要充分利用本地资源取代粘土生产粉煤灰烧结砖。目前加气混凝土是集承重和绝热为一体的材料,属于在节能上达标的材料,蒸压轻质加气混凝土板具有质轻、保温、隔热、防火等优良性能,应用于新结构体系如钢结构中是比较理想的。其次,要重视保温材料的使用选择,墙体传热在建筑物总体传热中占比例最大,在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用,例如保温涂料综合了涂料以及保温材料的双重特点,有一定强度及弹性的保温层,是一种理想的保温材料。再次,重视节能门窗和节能玻璃的使用,目前国内外研究并推广使用的节能玻璃主要有:中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃等。能大大地提高节能的效果。同时,在施工中要重视生态水泥的使用,包括:环保型高性能贝利特水泥,低钙型新型水硬性胶凝材料,碱矿渣水泥等。重视建筑垃圾的综合利用,对固体废弃物加以筛分、破碎后制成建筑垃圾砖或用作路基垫层及地基垫层,走循环经济之路。
3、在住宅的冷暖设备上
住宅建筑在设计时应考虑到建筑供热系统和制冷系统的平衡。充分采用变频空调和蓄冷空调技术,尽力实行集中冷暖供应系统,并对使用过程进行严格管理与维护。增加一次性投入,做好建筑的太阳能集热与地热采集使用设备的建设。装备好自力式调节阀,加大智能化控制设备的建设,装备好按户调节热量及温控装置,按户热量表计量装置,空调系统热量回收系统等的建设。这些新技术的使用必须与智能化控制结合,形成整体的技术控制平台,使得住宅不仅在建设阶段减少能耗,更靠使用过程中的管理保证能耗的减低。
关键词:高层住宅;节能;围护结构
随着我国经济的快速发展和城镇化建设进程的加快,我国目前每年约新增20亿平米建筑,建筑能源消耗占到社会能源总消耗量的约30%。因此,建设低能耗节能建筑已成为必然选择。夏热冬冷地区是我国经济比较发达的地区,高层住宅发展十分迅速,大量高层住宅建筑的建设给建筑节能带来了巨大的挑战。本文以江苏省无锡市某项目为例,借助节能设计软件,对高层住宅建筑节能进行了分析研究,为高层住宅建筑节能设计提供参考。
1项目概况
本项目位于江苏省无锡市,共包括9栋高层住宅,楼层高度从88到97米不等,基地面积约为430000平米,总建筑面积约160000平米。外墙大部分为剪力墙。
2设计思路
在夏热冬冷地区,住宅设计要考虑夏天隔热,同时要兼顾冬季保温,这就要求高层住宅在气候适应性设计时,既要保证一定的洞口面积满足夏季通风和冬季日照的需要,又要采用保温隔热性能良好的围护结构满足夏天隔热和冬季御寒的要求。由于外墙围护结构对建筑节能具有决定性影响,本文重点分析实践项目的围护构造节能设计,主要包括墙体、屋面和外窗的设计。
2.1墙体节能
墙体是建筑围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的能耗。外墙节能主要是提高墙体的保温隔热性能,减少其冬季的热量损失以及降低夏季的外墙内表面温度。项目方案采用外保温形式,下表为几种常用保温材料的性能对比。除材料的传热系数低、导热系数小等要求外,结合其防水性能和施工难易程度及成本价格,保温材料最终采用了发泡水泥板,经斯维尔节能软件计算。
2.2屋面设计
屋面受太阳照射最强且时间最长,顶层房间热量一般占建筑总能耗的5%-10%,占顶楼能耗的40%,因此屋面也是节能设计的重要组成部分。其节能设计主要是改善屋面的热工性能、阻止热量的传导,关键在于处理好夏季隔热和冬季保温的关系。构造做法可分为正置式屋面和倒置式屋面:(1)正置式保温屋面。把保温层置于屋面防水层和结构层之间,其保温隔热由找坡层和保温层来确定热工指标。其缺点是保温层材料被密闭于屋面内部,排湿困难,屋面保温隔热性能得不到保障,且夏天容易出现起鼓开裂现象,导致屋面渗漏。(2)倒置式屋面。把保温层置于屋面防水层之上,保温层不封闭。倒置式屋面构造简单、保护防水层、使用寿命久、施工简单、维修方便等优点,所以使用非常广泛。倒置式保温平屋面对保温材料要求较高。
2.3外窗设计
外窗的面积占外墙面积的20%-40%,但能量损失却占到50%。为了满足节能目标,在满足通风、采光和日照的前提下,需要控制外门窗洞口面积,改善气密性能,提高保温性能,减少外窗本身的热传导。
2.3.1窗墙比
窗墙比是天然采光房间的侧窗洞口面积与该朝向外墙表面积之比,住宅设计规范对不同朝向房屋的窗墙比都有明确的规定。随着窗面积减少,会严重影响采光通风等指标,因此,按照最大限量增加冬季太阳得热和减少夏季太阳得热原则,项目的窗洞主要开设在南北两侧,东西侧只开少量窗洞,确保在建筑节能和居住舒适度取得平衡,得到最佳窗墙比。
2.3.2窗体材料分析
建筑外窗由玻璃和窗框组成。铝合金材料由于抗风压变形能力较好,表面的氧化膜使其具有很好的耐腐蚀性,使用寿命长,不燃烧,耐潮湿,且可以根据节能需要制作出各种铝合金型材,因此常用于高层住宅窗框。断热型铝合金门窗的传热系数优于普通铝合金门窗,且克服了后者在冬季易结露的缺点,因此被定为本项目的窗体材料。结合外窗玻璃的隔热、保温及隔声性能。
3结语
住宅建筑节能是一项系统工程,涉及多个方面,应根据当地气候条件,屋顶、各朝向外墙和外窗都选用合适的节能材料。由文中材料性能比较可以看出,采用的材料不是性能最好的,而是在综合考虑到现有的施工技术条件、资金投入、政府部门的建筑防火和节能政策等因素,从而得出较为均衡的节能方案。
作者:徐培原 单位:江西省修水县建筑设计院
参考文献:
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[3]朱晓宇.长三角地区高层住宅外门窗节能技术研究[J].住宅科技,2013(01)01-05.
关键词:住宅;建筑;节能设计;措施
住宅建筑是高能耗建筑,是建筑节能工作的重点。由于能源的日益匮乏,人们的节能意识逐渐提高,就象节能汽车等节能产品一样,节能建筑产生了。所谓节能建筑,是指在少使用或不使用采暖、制冷设备的前提条件下,让一年四季的室内气温尽可能地维持或接近在舒适的范围之内。节能建筑主要是通过提高外墙、外门窗、屋面等围护构件的保温性能和气密性能来达到节能目的。
1、住宅小区规划的节能设计
住宅小区规划应与建筑单体相协调,充分考虑各种宏观因素(如地区、朝向、方位、建筑布局、地形地势等)对单体布局的影响,同时利用所在地区的天然热源、风源等来实现每一栋住宅建筑单体夏季都有充足的迎风面,冬季都有充足的日照,以满足通风、采光与采暖的要求。单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响,特别是高层建筑群内部易受到回旋涡流的作用,容易出现死角,不利于室内的自然通风,从而形成不利的小区微气候。因此,为了营造绿色舒适的小区微环境,应调整好单体之间的组合,使每栋建筑物处于周围建筑物的气流旋涡区之外,避免出现滞流区。另外,绿化和水体可以改善小区的微气候。设计时,应结合住宅小区规划布置绿化和水体,以此进一步改善室内外的物理环境(声、光、热),减少热岛效应,改善局部气候,保证小区内的空气温度、湿度、气流速度和热岛强度等各项指标符合健康舒适和节能要求。
2、住宅建筑平面的节能设计
住宅建筑平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的套型面积不但可以节约用地,还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球,太阳高度角和方位角变化规律使南朝向成为最佳节能的建筑朝向。此朝向夏季可减少太阳辐射得热,冬季可增加太阳辐射得热,而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系,容易形成穿堂风,而又避开了冬季盛行的西北风。因此,将住户长时间活动的居住空间(如客厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南向位置,利用自然环境使室内达到最大的舒适度,为住户节约空调和采暖的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间,所以建筑平面宜设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置平面功能比较次要的厨房、卫生间、电梯、楼梯、管道井、机房等,以避免冬季西北风灌入,挡住东西向日照直接照射主要房间。据有关资料显示,在其他条件相同的情况下,南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低6%左右。
3、住宅建筑体形的节能设计
减少建筑物体形系数,也就是减少建筑物外表面积,减少护结构面积,减少建筑形体的凹凸,也是节能的有效措施之一。体形系数是指建筑物的外表面积和外表面积所包围的体积之比,体形系数越小,护结构的传热损失越小,对建筑节能越有利。也就是说, 在其他条件相同的情况下,进深大的建筑比进深小的好,长的建筑比短的好,高的建筑比矮的好,外表整齐的建筑比外表凹凸变化的好。为了得到合理的有利节能的住宅建筑体形,在严寒和寒冷地区,住宅的体形系数宜控制在0.3及0.3以下;在夏热冬冷地区,条式住宅的体形系数不宜超过0.35, 点式住宅的体形系数不宜超过0.4;在夏热冬暖地区北区内,单元式、通廊式住宅的体形系数不宜超过0.35,塔式住宅的体形系数不宜超0.4。这就要求建筑师在进行建筑创作时,除考虑建筑的平面布局和建筑造型外,还必须适当控制建筑物的体形系数,以达到节能的目的。
4、住宅外墙的节能设计
墙体是住宅护结构的主体,是建筑室内外热交换的主要介质。建筑节能中有约25%是通过外墙的保温隔热性能来实现的。因此,墙体的设计是不容忽略的一个方面。外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,还应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。目前,常用的几种外墙材料中,保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙烯泡沫塑料、加气混凝土等。复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。外保温的绝热材料是连续外包的,能有效隔断具有热桥作用的混凝土梁、柱等,而产生“断桥”作用,达到预期的节能降耗效果。另外,也可以利用植物来调节气温。在日照强烈的墙面,种植植物来吸收太阳热量,减少传入室内的热源。据报道,建筑西墙种植爬墙虎,在植被遮蔽90%状况下,外墙表面温度可降低8.2℃,并有利于吸尘和消音,减少温室效应。
5、住宅屋面的节能设计
在建筑物受太阳辐射的各个外表面中,屋面是接受太阳辐射时间最长的部位,因此受辐射得热也是最多的,相当于东西向墙体的2~3倍,所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料(如膨胀型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上,可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易,可广泛采用。
另外,利用屋顶种植花卉、灌木等植物形成生态型屋面,既可阻挡热源,减少温室气体的排放,达到保温隔热的效果;又可美化环境,改善城市气候,做到一举两得。土壤导热系数小,有很好的热惰性,不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动,有利于屋面的保温隔热。同时,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是屋面节能的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热,从而有效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。此外,采用平坡屋顶结合的构造形式,在屋面保温隔热层上做架空层,通过空气流通来散热也是个不错的办法。
6、住宅门窗的节能设计
外门窗是传热的重要渠道,它既是太阳辐射的得热部件,又是主要的失热部件,传热系数约为墙体的3~4倍,是节能的重点部位。合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。对于住宅设计应尽量少做落地窗、飘窗等。外墙门窗设计除满足自然通风外,设计中应该强调东西南北向开窗有别,不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面,应尽量减少开窗面积。设置外窗部位,应提高外窗的密封性能(如选用胶条密封而不是毛条),选用好的窗型(如平开窗气密性相对较好)和门窗配件,提高窗框的隔热性能(如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃钢型材等),减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃(如中空玻璃、镀膜玻璃等)。根据国内外大量应用经验证实,采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。外门窗除了采光,通常也是建筑自然通风的渠道。所以,外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位, 引进自然风,增加夏季的渗透通风。但同时,外门窗的设计应减少冬季寒风的渗透,有利于室内保温,改善生活环境的舒适度。对于向阳的地方,可采用凹式开窗设计,外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘,这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。
关键词:民用住宅;建筑设计;问题;措施
前 言
民用住宅建筑设计是建筑设计的重要组成部分,其必须要突出民用的特点,要能够充分考虑住户的居住感受。因此,相关设计人员就应该对当前民用住宅设计中存在的问题进行认真的分析,以期获得解决的措施,从而为提高我国民用住宅设计水平做出更大的贡献。
1 民用住宅建筑设计发展概述
1.1 可持续性建筑设计
随着经济社会发展水平的不断提高,可持续性发展已经成为社会发展的基本形态,在民用住宅建筑设计造价过程中也充分体现了这一点。就当前而言,高耗能的发展模式已经逐渐被绿色节能的环保发展模式所取代,这也体现了我国城市发展的基本模式。在民用住宅设计的时候,要能够根据建筑物周围的自然环境、地理特征以及风土人情,在满足建筑基本要求的基础上,要能够尽量使用可再生能源,要尽量直至避免使用不可再生能源。
1.2 民用住宅耐久性需要提高
近年来,我国的房价持续走高,相关部门采取了一系列措施,但仍旧没有取得良好的效果。就当前而言,我国的购房权限一般在70年左右,而事实上,很多房屋不到70年就被拆除了,这在很大程度上浪费了资源和能源。为了提高民用住宅的使用寿命,就应该逐步提升建筑的耐久性,这不仅能够从根本上解决住房需求问题,而且能够在很大程度上节约能源资源,提高我国的可持续发展水平。
1.3 民用住宅的舒适性
与普通的风景区建筑和商业建筑相比,民用住宅建筑的舒适性要求更高,这也是民用住宅建筑在设计时需要首先考虑的问题。在实际的民用住宅设计之前,相关设计人员要能够考虑到住宅中不仅具有中年人,还有儿童和老人,因此,民用住宅建筑的设计要能够满足相互的标准,使得空间能够得到合理的使用。此外,民用住宅建筑的设计要能够与周围的环境达到和谐统一的效果,这样不仅能够方便人们的正常出现,还能够带给人非常舒适的感受。
1.4 民用住宅的适应性
民用住宅建筑要具有较强的适应性,主要体现在地域性、多样性以及抗震性等方面。其中,民用住宅建筑的地域性主要体现在湿度、温度以及城乡差别等方面,在实际的设计过程中要能够充分考虑建筑与这些因素的适应性。多样性主要指的是,不同的人群对于民用住宅的需求也是不一样的,这就要求设计人员在设计的时候要能够充分考虑到不同人群的需要。抗震性主要指的是,民用住宅要能够根据当地的地震状况采取相关的抗震技术进行设计建造,只有这样才能够满足人们的需要,切实提高民用建筑的质量。
2 民用住宅建筑设计中存在的问题
2.1 空间布局不合理
2.1.1 错层设计不合理
错层是一种常见的结构形式,其不仅能够对房间的空间进行合理的布置,而且能够形成层次感非常强的效果,使人们获得舒适的感受。然而,错层的设计具有一定的要求,并不是所有的房间都适合设计错层的。一般来讲,设计错层的房间的面积要在一百平方米以上。如果设置错层的房间面积脚下,就必须要采用踏步设置,这样一来房间的空间就会更小。值得注意的是,在地震多发的地带要避免采用错层,不能为了房间的美观而采用错层,否则可能会造成很严重的负面影响。
2.1.2 跃层使用不合理
在住宅内设计跃层能够在很大程度上增强空间的变化和整体气派,然而,并不是所有住宅都适合设置错层的。一般来讲,比较大的空间适合设置错层,而对于较小的空间设置错层就不太合理了。通过在房间中各个用房分层布置,可以省去公共楼梯的使用,从而增强住宅别墅式的感觉。值得注意的是,户内楼梯都要占去一定的空间,如果居民家庭中有儿童和老人则一般不适合设置跃层。
2.2 厨房和卫生间设计中存在的不足
在住宅的设计过程中,厨房和卫生间的设计是重要的设计内容。然而,就目前而言,我国还没有统一的厨房卫生间的设计标准,因此,在实际的设计过程中经常会出现一些不科学的设计。主要表现在卫生间地面坡度不能够达到相应的标准,从而导致长期积水甚至积水倒流的问题。厨房的分区很不合理,不能够满足正常的做饭操作流程,这在很大程度上影响了做饭的舒适感。此外,各种插座、电线不能够很好的接通也在很大程度上影响了空间的整体状况,给人们的生活带来了很大的不便。
2.3 住宅朝阳设计不合理
在住宅设计过程中,朝阳设计非常重要,其不仅影响到房间的温度情况,而且对人们的心情也具有重要的影响。因此,在民用住宅的设计过程中,一般都需要将重要的房间或者是卧室设计在朝阳的位置。然而,在实际的操作过程中,有些设计人员并没有考虑到朝阳问题,而是只进行简单的设计,这在很大程度上影响了民用住宅建筑的整体水平。
3 提高住宅建筑设计水平的措施
3.1 注重空间合理布局
3.1.1 套型的功能空间分离
在民用住宅的设计过程中,注重套型的功能分区显得非常重要。所谓的功能分区主要就是将不能的功能位置进行隔离和划分,从而使得空间能够得到最科学合理的利用。一般来讲,套型的功能分区主要涉及主卧与起居室分离,食寝分离,洗漱区与洗浴区分离,学习区与工作区分离等等。在民用住宅中,对功能区划分的越高,就能够获得更好的空间使用效果。食寝分离主要就是将就餐区和卧室进行分离。要能够将主卧和起居室分离,能够在很大程度上保护家庭的私密性。住宅空间私密性如图1所示。要能够将工作区和学习区分离开来,从而能够实现学习与工作的互不干扰。洗浴区和洗漱区分离就是将洗漱区从洗浴区分离出来,设置专门的洗漱区域,也就是常说的干湿分离。套型功能空间划分示意图如图2所示。
3.1.2 平面布局面的多元性
由于人们的生活水平、知识背景、审美观念等存在很大的差异,因此,不同的人对于住宅的要求存在很大的差异。为了达到不同人的要求,民用住宅设计人员要能够根据不同人的实际需求,进行针对性的设计,实现民用住宅平面布局的多元性,最终能够满足不同人的需求。
3.2 提高厨、卫布局水平
民用住宅内部卫生间和厨房的设计非常重要,其设计质量对于整个住宅建筑具有非常大的影响。在厨房设计的时候要能够密切关注电线线路、天然气管道以及各个区域的预留问题。当前而言,很多人只是简单地考虑厨房的空间而没有考虑到整个建筑的空间,使得厨房设计很不合理。此外,对于卫生间的设计要能够注重干湿分区,使得布局合理。要对民用住宅的常用数据进行正确的使用,部分民用住宅设计常用数据如表1所示。
3.3 注重民用住宅的朝向设计
民用住宅设计,要能够兼顾风向与阳光的照射情况。使得房屋能够在夏季有足够的自然风吹进来,提高室内的凉爽度,又能够在冬季有足够多的阳光照射进行,使得卧室等主要单元有充足的阳光。其中,建筑的日照数要符合相关的标准,如表2所示。
3.4 注重民用住宅的细部设计
细节决定成败,在建筑设计中这句话也同样适用。建筑细部的设计也就是建筑细节的设计。一个成功的建筑设计,不仅外观要美观,功能要齐全,而且在细节的处理上也要独具匠心,才能称得上是一个合格的设计。一个建筑作为一个城市的细部,而一个完整的建筑设计,又是由无数个细部设计组成的,所以不可以忽视任何一个细部的作用。它代表的不仅仅是设计师的设计理念,而且体现了整个建筑设计甚至是一个城市所特有的文化和特征。
4 结束语
随着国民经济水平的不断提升,人们对居住环境提出了更高的要求。在民用住宅建筑设计的过程中,要能够遵循建筑设计相关规范进行。此外,还要能够细致考察建筑物所处的环境,合理布局,注重细部的设计和处理,只有这样,才能够创造出健康舒适的住宅。
参考文献
[1]雷汇.浅谈住宅建筑设计工作存在的问题及建议[J].建材与装饰(中旬刊).2008(05).
[2]黄力潜.住宅建筑设计之我见[J].建材与装饰(下旬刊).2008(04).