從節能視角看單元式住宅的戶型設計

摘要：隨著我國城市化進程的快速推進，人們生活水平提高帶動對住房需求的增加，中國建筑市場規模將進一步擴大，預計2020年全國房屋建筑面積將達600億m2，因此，筆者認為推進建筑節能的任務已經勢在必行。

關鍵字：建筑節能 戶型設計計算機模擬可持續發展

1、前言

隨著經濟水平的提高和對高質量居住品質的要求，人們對住宅戶型比以往更為關注。此前人們對住宅的要求只是從滿足基本的生活需求角度進行考慮，在此基礎上的傳統戶型設計也突出體現滿足基本生活需求的功能，例如一般的住宅只要具有臥室、客廳，廚房和衛生間等基本功能空間即可。而現在人們不僅僅關心居住的基本需要，并且更為注重戶型布局是否科學合理、戶型設計是否節能、空間功能是否舒適以及選擇材料是否環保等。因此戶型作為住宅商品的核心跟隨市場需求不斷改善，致使整個住宅戶型的格局已經進入到追求舒適性的階段。在我國處于能源短缺、住宅建設量大、能耗問題嚴重的情況下，戶型設計應在保證較高舒適度的同時，有效地利用能源，努力減少能源消耗。這成為我國住宅戶型的基本發展趨勢。

2、我目住宅建設能耗問題嚴重

我國住宅。四耗”問題極為嚴重：城市住宅耗地占整個城市用地量的30％，住宅使用能耗占全國總能耗的20％左右(若加上建材生產和建造的能耗，住宅總能耗約為37％)；住宅建筑耗用的鋼材占全國用鋼總量的20％，水泥消耗量占全國總用量的17.6％；盡管我國2／3的城市缺水，但住宅建筑耗水量卻占到了全國耗水總量的32％。與歐洲國家相比，我國居住建筑單位面積能耗高出一些歐洲國家的2-3倍。鋼材消耗高出10％-25％，耗水量高出30％以上，污水處理后的回用率僅為一些歐洲國家的1/4。我國居民對住宅的維護費用是購買該住宅房款的3-4倍。如果我們不花大力氣推進節能住宅的發展，不但會造成資源大量消耗，而且將來節能改造所需的投入也是巨大的。這無疑會嚴重影響到我國住宅產業的健康發展，影響到實現壘面建設小康社會的宏偉目標。

3，毫筑節能技術

近年來，國內外建筑節能技術迅速發展，出現各種先進的節能技術，諸如新型節能墻體材料、外墻絕熱及飾面型節能墻體、保溫中空墻體系、夾心墻體系及外墻內保溫體系等。尤其是外墻外保溫體系得到廣泛重視和迅速發展，紅外熱反射技術、高效節能玻璃、硅氣凝膠利用，太陽能、地熱等再生能源利用，熱回收裝置開發，生態節能建筑的發展，新型節能材料及制品的開發與研制等。其中，新的節能外墻體系有：威特外墻體系、歐文斯能外墻外保溫體系、TDL外墻保溫技術、加拿大保溫中空墻體系、I Ms夾芯墻保溫體系、BT型預制外墻外保溫技術、積木式外墻外保溫體系、sB外墻外保溫和裝配式龍骨薄板外墻外保溫技術等。

4、單元式住宅戶型節能設計

4.1 戶型平面節能設計

4.1.1 朝向選擇

我國大部分地區處于北溫帶，房屋“坐北朝南”歷來被認為是良好朝向，這主要是因為太陽運行的規律是：南向房間在冬季能得到最大限度的日照，而在夏季由于太陽高度角變化，使南向外墻和外窗受太陽熱輻射量減小。南北朝向利于房間冬季取暖保溫，夏季遮陽納涼。在現代住宅設計研究中，為精確選擇不同地理環境和氣候條件下住宅的最佳朝向，則需要綜合考慮住宅建筑各朝向墻面及居室內可獲得的日照時間和日照面積，爭取可接受的有利于本地區氣溫特點的太陽輻射熱量，及建筑朝向與主導風向關系等主要因素，并通過對有關數據進行實測統計和分析計算，從而得出當地住宅建筑的最佳朝向或適宜朝向。

4.1.2 熱環境合理分區

由于不同房間的使用要求不同以及人們在房間內的活動狀況不同，人們對各房間室內熱環境的要求也不同。從冬季對室內熱環境的要求來看，在設計中應按照不同房間對熱環境的不同需要而合理分區，將熱環境質量要求較低的房間，如住宅中廚房、衛生間、儲藏間、走道等設置于冬季溫度相對較低的區域內，并且可適當減少窗口面積，而對于起居室、臥室這樣對熱環境質量要求較高的房間，應盡量布置在朝向好的區域內，使之能夠最大限度地接收太陽輻射，從而在冬季有良好的熱環境。

4.1.3 利于通風的平面布局

溫度是人體熱舒適最重要的因素，但在一定的溫度條伴E濕度對人體熱舒適的影響也相當重要。隨著溫度的升高，室內干濕程度的相對濕度區分值在逐漸降低；在相對濕度相同的情況下溫度越高，室內越感覺潮濕。研究表明，相對濕度對人體熱舒適的影響隨溫度變化而作用不同，當溫度適中時(18℃-22℃)，作用不明顯，當溫度升高到25℃時，相對濕度的作用開始明顯；當溫度下降到10℃以下時，相對濕度對室內熱環境的影響逐漸明顯。在夏季，應加強室內通風，提高風速，促進人體的對流散熱，達到人體熱平衡，改善室內熱舒適狀況。因此住宅的平面設計，應使室內風路暢通，南北向房間的門洞盡量對正，使之有穿越式風穿過。一般一單元兩戶的戶型容易實現自然通風，而—單元多戶的住宅中有些戶型的全部房間朝向相同或朝向相鄰的兩個方向，無法做到穿越式通風，夏季室內熱環境要差得多。

4.2 控制體形系數的方法

4.2.1 加大住宅建筑進深

要控制體形系數，就要控制其外表面積。大面寬、小進深的住宅平面形式有利于通風、采光和室內景觀設計，但其外表面積太大，體形系數相應很大，不利于節能和節地，應加以限制。在同樣滿足采光、通風及一定室內景觀要求的情況下，適當增大進深能降低體形系數，大大減少室內能耗，并目與小進深住宅相比，還有利于節地并降低建筑造價。研究表明，對體量1000～8000m2的建筑，當進深從8m增至14m時，可使建筑能耗熱指標降低11-33％(總建筑面積越大，層數越多耗熱指標越大)，其中尤以進深從8m增至12m時指標降低的比例最大。因此對于體量l000--8000m2的南向住宅，建筑進深設計為12--14m，對建筑節能是比較適宜的。

4.2.2 減少建筑體形凹凸變化

在居住建筑中，還應盡量減少建造體形曲折多變、墻面凸凹不平、進深較小、飄窗較大的住宅。節能型住宅的平面形式應追求平整、簡潔。對于戶型的拼接不宜采用錯位拼接。有時，建筑師為了某種空間的采光通風需要，常在住宅設計時用開狹口的手法，即在兩單元之間開一個1.80-3.00m寬的深狹口來解決單元衛生間、廚房的采光通風。這顯然是不經濟的手法，在住宅每層挖去一塊面積，同時又增大了外墻長度、外墻面積和體形系數，不利于節能，并增加了造價，而且還要為消防設計解決戶與戶之間及層與層之間竄火問題增加麻煩。一般說大進深住宅，用狹口設計手法可視為合理，并應控制在開口寬與開口深的比例在1:2以內，12m以內小進深住用狹口就不盡合理。

5、結語

住宅節能是一項綜合性的工作，應貫穿住宅建設的壘過程。在小區規劃階段就應根據當地氣候條件和具體的地形采取許多節能措施，在住宅單體設計時更應考慮到節能的要求。戶型的方案設計階段是住宅單體設計的核心階段，在設計時要合理確定許多與節能水平相關的關鍵性問題，比如體形系數、開窗面積、遮陽設計等，在施工圖設計階段，應結合小區規劃設計和住宅單體設計，選擇適當的材料，做到住宅節能的整體設計。這樣才能既保證住宅具有較高的舒適性，又能在節約建造成本的情況下達到節能的要求。

參考文獻

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