基于低能耗理念的裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅設(shè)計(jì)方式探析

楊金忠（福建省博那德真木房屋有限公司，福建 福州 350213）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，低能耗理念已經(jīng)得到了越來(lái)越多的重視，而在裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅的設(shè)計(jì)過(guò)程中，更應(yīng)當(dāng)積極引入低能耗理念來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化農(nóng)村內(nèi)部的居住環(huán)境，而裝配式建筑主要就是將建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將各類涉及的部件以及部品直接在工廠內(nèi)加工，而后在施工現(xiàn)場(chǎng)中進(jìn)行裝配，采用這種裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)的農(nóng)宅設(shè)計(jì)方式，不僅能夠大幅度降低建設(shè)及裝修過(guò)程中所產(chǎn)生的能源消耗，還可以保證農(nóng)宅的安全性以及穩(wěn)定性。而裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅作為一種具備著現(xiàn)代化特征的設(shè)計(jì)方式，不僅能夠保證農(nóng)宅的安全性及穩(wěn)定性，還可以大幅度提升建設(shè)效率及建設(shè)質(zhì)量，更好地滿足現(xiàn)代化的節(jié)能指標(biāo)要求。

1 當(dāng)前農(nóng)村地區(qū)農(nóng)宅的現(xiàn)狀

根據(jù)相應(yīng)的調(diào)查可以看出，農(nóng)村住宅的結(jié)構(gòu)形式大多都是磚木結(jié)構(gòu)或是紅機(jī)磚墻體，而在部分經(jīng)濟(jì)條件相對(duì)較好的農(nóng)戶之中，才會(huì)采用混合磚的結(jié)構(gòu)形式。而受到具體地區(qū)在建造成本、建筑材料以及建造技術(shù)方面所帶來(lái)的影響，盡管部分農(nóng)宅進(jìn)行了翻新處理，但其在本質(zhì)上仍舊采用原本的磚木結(jié)構(gòu)以及磚木形式。在農(nóng)村環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)的住房形式還并沒有得到更加廣泛的普及，農(nóng)村內(nèi)部的居民普遍認(rèn)為采用鋼結(jié)構(gòu)的房屋其具體成本相對(duì)較高，不僅有著較高的機(jī)械化施工難度，也并沒有較高的居住舒適感，這也是導(dǎo)致裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅無(wú)法在農(nóng)村中大力普及的關(guān)鍵所在[1]。

2 低能耗理念下裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅存在的問題

2.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面

通常情況下，農(nóng)村內(nèi)部的住宅所采用的都是自建的方式，并且所采用的建造方式也相對(duì)較為傳統(tǒng)，并沒有那些經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的正規(guī)建筑人員參與到農(nóng)宅的設(shè)計(jì)及建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，這就導(dǎo)致農(nóng)宅的建設(shè)缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范要求，在具體的材料選擇方面也存在較大差異，其所采用的材料主要為石材、木材、土坯以及紅機(jī)磚等傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料，僅僅憑借自身的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行施工，導(dǎo)致農(nóng)宅的具體房屋結(jié)構(gòu)很容易受到損害，其中存在著極大的安全隱患。同時(shí)，這些傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料，也會(huì)浪費(fèi)大量的自然資源，稍有不慎就會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的環(huán)境影響，這也不利于整體農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展[2]。

2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面

農(nóng)宅的外墻部位以及外門窗部位，其保溫性及氣密性相對(duì)較差，整體傳熱系數(shù)相對(duì)較大，在冷橋部位以及裂縫部位也尚未展開節(jié)能處理，導(dǎo)致農(nóng)宅內(nèi)部很容易出現(xiàn)結(jié)露以及受潮等嚴(yán)重問題，并且農(nóng)宅在外墻部位的開窗窗墻面積比系數(shù)都相對(duì)較大，這也會(huì)進(jìn)一步影響到整體建筑自身的節(jié)能效果。而在農(nóng)宅戶型以及功能分區(qū)方面，農(nóng)宅之中的功能分區(qū)相對(duì)較為模糊，在功能區(qū)方面會(huì)隨著季節(jié)以及氣候方面的轉(zhuǎn)變而不斷變化，導(dǎo)致整體居住環(huán)境較為混亂。而不同的家庭類型，其對(duì)于農(nóng)宅的基本功能也有著不同的要求，而這種不夠明確的房間布置以及空間布置，也會(huì)嚴(yán)重影響到居住的舒適性。

2.3 節(jié)能設(shè)備方面

目前的部分農(nóng)宅配置了太陽(yáng)能熱水器外，其他的節(jié)能設(shè)備基本沒有采用。傳統(tǒng)的柴灶分布廣但是效率低，也導(dǎo)致平時(shí)的能耗較高；同時(shí)采用煤炭和柴火等能源，利用方式落后，造成室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重，也極大威脅農(nóng)村居民的身體健康。同樣，節(jié)能燈具及電器在農(nóng)村的推廣也較緩慢。

3 低能耗理念下裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅的設(shè)計(jì)方式

3.1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅的平面設(shè)計(jì)

根據(jù)農(nóng)村內(nèi)部居民的日常生活習(xí)慣以及特點(diǎn)，農(nóng)宅的設(shè)計(jì)主要就是為了滿足群眾吃飯、睡覺以及待客等基本需求，而與之對(duì)應(yīng)的建筑空間則為餐廳、臥室以及客廳，而由于農(nóng)村環(huán)境中獨(dú)特的生活特點(diǎn)，還需要一個(gè)專門放置糧食以及各類農(nóng)具的空間，這就要建立起相應(yīng)的儲(chǔ)存間以及糧倉(cāng)，并且隨著農(nóng)村生活質(zhì)量的不斷提升，大部分農(nóng)戶也都需要建立起室內(nèi)的衛(wèi)生間，廚房也并非以前一樣與客廳設(shè)置在一起，這些都對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅的平面設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

a.平面功能要求。在農(nóng)村環(huán)境中，不同的家庭環(huán)境對(duì)于居住空間方面也有著不同的需求，而根據(jù)農(nóng)村住宅年齡結(jié)構(gòu)以及居住人口等多方面內(nèi)容，可以將裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅詳細(xì)劃分為三代人居住以及兩代人居住這兩種類型，進(jìn)一步設(shè)計(jì)出二層農(nóng)宅或是單層農(nóng)宅，更好的而滿足不同農(nóng)戶對(duì)于居住環(huán)境的需求。同時(shí)，采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅，不僅可以有效解決具體的建造成本，還能夠在最大程度上保證農(nóng)宅的穩(wěn)定性以及安全性。

b.平面設(shè)計(jì)要點(diǎn)。裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅的平面設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)以農(nóng)村居民的主要生活習(xí)慣作為基本的出發(fā)點(diǎn)，房間的布置以及農(nóng)宅外部輪廓的構(gòu)造都應(yīng)當(dāng)保證其具備著科學(xué)性以及合理性。同時(shí)，還要充分尊重當(dāng)前農(nóng)村未來(lái)居住條件的具體發(fā)展情況，在其中適當(dāng)引入一些城鎮(zhèn)化的樓房布局以及基礎(chǔ)設(shè)施，利用這些現(xiàn)代化的生活元素來(lái)更好的拓展農(nóng)村建筑的具體功能。

3.2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅的房間組合設(shè)計(jì)

裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、構(gòu)件加工以及施工機(jī)械化的過(guò)程中，最為關(guān)鍵的就在于模塊化處理，而輕鋼結(jié)構(gòu)的農(nóng)宅由于所用的構(gòu)件都是在工廠內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一生產(chǎn)以及機(jī)械化的運(yùn)輸安裝。因此，在農(nóng)宅的設(shè)計(jì)階段中，按照模塊化設(shè)計(jì)的基本需求來(lái)設(shè)計(jì)建筑的具體房間功能，就可以有效降低施工建設(shè)的整體難度，進(jìn)一步提升施工進(jìn)度，使得農(nóng)宅能夠向著現(xiàn)代化的方向轉(zhuǎn)變。

a.模塊組合設(shè)計(jì)的原則。在裝配式農(nóng)宅的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)符合建筑的基本規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)要求，保證其與周邊的環(huán)境以及產(chǎn)業(yè)資源互相協(xié)調(diào)，而在實(shí)際設(shè)計(jì)階段中，裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅應(yīng)當(dāng)減少建筑所用部件以及構(gòu)件的具體規(guī)格，進(jìn)一步提升模塊的重復(fù)利用率，在最大程度上利用好建筑模塊所具備的統(tǒng)一規(guī)律，再加上對(duì)于細(xì)節(jié)部位的處理以及裝飾來(lái)進(jìn)一步完善農(nóng)宅的具體立面效果。而建筑部件以及部品的模塊化組合，則應(yīng)當(dāng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的基本設(shè)計(jì)原則，在根本上做到構(gòu)件、部品、連接件以及配件的標(biāo)準(zhǔn)化及通用化處理，而模塊的劃分則應(yīng)當(dāng)遵循受力結(jié)構(gòu)合理、連接簡(jiǎn)單穩(wěn)定等原則。

b.確定模塊的基本模數(shù)。在現(xiàn)代建筑的工業(yè)化體系當(dāng)中，模數(shù)是其中最基本的度量單位。在實(shí)際裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅的設(shè)計(jì)之中，所使用的模數(shù)更是影響到總體成本、最終質(zhì)量的關(guān)鍵所在，因此，在模數(shù)的選擇方面應(yīng)當(dāng)充分考慮到農(nóng)宅的建造技術(shù)、建造工藝以及基本功能等多方面內(nèi)容。同時(shí)，還要重點(diǎn)關(guān)注各類構(gòu)件、部件等所采用的加工工藝以及生產(chǎn)過(guò)程。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)模塊組合設(shè)計(jì)的原則，將模塊的模數(shù)根據(jù)鋼構(gòu)件、維護(hù)系統(tǒng)、功能空間具體尺寸等因素進(jìn)行合理展開并加以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。根據(jù)農(nóng)宅設(shè)計(jì)的規(guī)范要求，對(duì)模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)單元展開組合拼接，這也便于農(nóng)宅構(gòu)件的工廠生產(chǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)安裝，在降低總體成本的同時(shí)，減少各類能源的消耗量。

c.確定好模塊化空間單元。在裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅的房間組合設(shè)計(jì)中，模塊化空間單元的確定是其中重點(diǎn)的工作內(nèi)容，不僅應(yīng)當(dāng)滿足低能耗的基本要求，還要保證符合農(nóng)村居民的實(shí)際生活情況。如客廳（堂屋）單元、廚房單元、衛(wèi)生間單元、主臥單元、次臥單元、陽(yáng)臺(tái)單元等，另外還有倉(cāng)儲(chǔ)單元、休閑室單元等空間需求。首先，確定好結(jié)構(gòu)體的位置，結(jié)構(gòu)體決定了房屋的使用壽命、層高、空間大小。其次，確定維護(hù)系統(tǒng)及門窗，這是外觀設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。室內(nèi)的劃分根據(jù)實(shí)際情況及使用需求，可以適當(dāng)調(diào)整，更好地滿足現(xiàn)代化農(nóng)宅的居住需求。

3.3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循的低能耗基本原則

在低能耗理念的影響下，裝配式鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅應(yīng)當(dāng)遵循低能耗技術(shù)設(shè)計(jì)原則。首先，應(yīng)當(dāng)將太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)與農(nóng)宅之間展開一體化設(shè)計(jì)，并遵循美學(xué)原則，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)成為農(nóng)宅有機(jī)組成的一個(gè)部分，不破壞建筑外觀；同時(shí)在農(nóng)宅設(shè)計(jì)過(guò)程中就考慮到太陽(yáng)能熱水器的安裝、預(yù)留位置、尺寸等參數(shù)及工藝。其次，在外維護(hù)墻體及屋面結(jié)構(gòu)上，應(yīng)當(dāng)廣泛應(yīng)用新型保溫隔熱材料及復(fù)合型外墻體系，如輕質(zhì)加氣混凝土ALC板、輕質(zhì)硅酸鈣板復(fù)合型墻板等材料，具備良好的保溫性能和隔音性能，同時(shí)具有專用的安裝連接件及配件體系，施工簡(jiǎn)單效率高。其次，還應(yīng)積極引入雙層低輻射中空保溫門窗，從結(jié)構(gòu)上避免冷橋和熱橋的產(chǎn)生，也會(huì)改善氣密性；還應(yīng)當(dāng)積極引入保溫節(jié)能窗簾技術(shù)，在一些寒冷地區(qū)之中，農(nóng)宅在冬季的夜晚中十分寒冷，而采用保溫節(jié)能窗簾技術(shù)，不僅能夠維持室內(nèi)的穩(wěn)定溫度，還可以在最大程度上降低農(nóng)宅窗戶部位所產(chǎn)生的熱損耗，在保障農(nóng)宅低能耗的同時(shí)，提升農(nóng)宅居住的舒適程度。另外新風(fēng)系統(tǒng)和地?zé)峤粨Q系統(tǒng)也將在新型裝配式農(nóng)宅中被采用，進(jìn)一步降低能耗。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境中，各種現(xiàn)代化技術(shù)飛速發(fā)展，這也對(duì)農(nóng)村產(chǎn)生了一定程度的影響，特別是農(nóng)宅設(shè)計(jì)方面，如果仍舊采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念以及設(shè)計(jì)方式，不僅會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的資源浪費(fèi)問題，也無(wú)法保證農(nóng)宅的穩(wěn)定性以及舒適性。因此，在低能耗理念下，農(nóng)村地區(qū)應(yīng)當(dāng)采用裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)宅設(shè)計(jì)方式，其不僅擁有著良好的穩(wěn)定性以及安全性，還具備著現(xiàn)代化的特征，能夠滿足農(nóng)民的各種生活需求；同時(shí)，其也能夠有效降低能源消耗，促進(jìn)農(nóng)村地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。