淺談住宅建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺談住宅建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：隨著我國城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的顯著提高，人們對(duì)住宅建筑的質(zhì)量和品質(zhì)要求也越來越高。住宅建筑不單單是居住的載體，更是人們休閑娛樂和追求品質(zhì)生活的所在，這就對(duì)住宅建筑的舒適性、美觀性和實(shí)用性提出了更高的要求，也就需要在現(xiàn)有建筑技術(shù)基礎(chǔ)上對(duì)住宅建筑進(jìn)行優(yōu)化。本文主要從住宅建筑的總體平面設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)三大方面探討了住宅建筑優(yōu)化設(shè)

2、計(jì)的要點(diǎn)，望為建筑設(shè)計(jì)工作者提供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：住宅建筑；優(yōu)化設(shè)計(jì)；平面設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)；節(jié)能 </p><p>　　Abstract: along with the city's economic development and people's living standards improve, people to the housing quality

3、 and quality request more and more is also high. Housing is not only the carrier of living, but also people entertainment, and the pursuit of quality of life, where the housing comfort, appearance and practical put forwa

4、rd higher request, also need the existing construction technology based on optimized residential buildings. This article mainly from the housing overall plane </p><p>　　Keywords: housing construction; Optimi

5、zation design; Plane design; Structure; Energy saving </p><p>　　中圖分類號(hào)：U212.33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013） </p><p>　　一、優(yōu)化住宅建筑的總體平面設(shè)計(jì) </p><p>　?。ㄒ唬﹥?yōu)化功能分區(qū) </p><p>　　根據(jù)住宅內(nèi)

6、部的功能可分為公共區(qū)和私密區(qū)，根據(jù)人的活動(dòng)特點(diǎn)又可分為動(dòng)區(qū)和靜區(qū)。這些分區(qū)各有明確的專門使用功能，在統(tǒng)一設(shè)計(jì)的前提下，應(yīng)盡可能突出住宅各部分的功能特點(diǎn)。在平面設(shè)計(jì)上，應(yīng)正確處理這些功能區(qū)彼此之間的關(guān)系，使之在功能分配上既合理又不相互干擾。做到干濕分區(qū)，內(nèi)外有別，公共活動(dòng)區(qū)域和休息的、生活的區(qū)域分開，盡可能滿足人性化的要求，做到舒適與健康同在。 </p><p>　?。ǘ┳≌钠矫嬖O(shè)計(jì)應(yīng)滿足優(yōu)質(zhì)采光和通風(fēng)的要求

7、</p><p><b>　　1、采光? </b></p><p>　　不同地區(qū)應(yīng)該按所在氣候分區(qū)滿足日照要求，其住宅平面布置間距一定要通過日照分析計(jì)算，避免無直接采光住宅的戶型，在北方寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)猶為重要。另外，還應(yīng)該避免光污染和樓房間視線干擾。 ? </p><p><b>　　2、通風(fēng)? </b></p>

8、;<p>　　盡量采用自然通風(fēng)的住宅戶型，平面設(shè)計(jì)中應(yīng)防止局部死角造成的通風(fēng)不暢，或在局部之中造成有害氣體的集中排放。衛(wèi)生間應(yīng)盡量考慮自然通風(fēng)，并按規(guī)范設(shè)計(jì)垂直通風(fēng)道，符合環(huán)保要求。 </p><p>　?。ㄈ└邔幼≌瑑?nèi)的垂直運(yùn)輸優(yōu)化設(shè)計(jì) </p><p>　　高層住宅里的垂直運(yùn)輸僅僅依靠樓梯是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，但是沒有樓梯又是不安全的，所以要將電梯樓梯相結(jié)合，才能更加是適合居民

9、的居住。另一方面，生活垃圾的處理措施要得當(dāng)，不能影響居民正常生活。 </p><p>　　1、樓梯：高層住宅的必要的運(yùn)輸工具之一；可作為相鄰樓層短距離的交通工具；作為居民，尤其是1 ～3層住戶的垂直交通工具；最重要的是它可作為火災(zāi)發(fā)生時(shí)的疏散通道。樓梯位置的選擇及與電梯的關(guān)系要適當(dāng)，應(yīng)與電梯有機(jī)地結(jié)合成一組，以利相互補(bǔ)充。 </p><p>　　2、電梯：要保證安全可靠、方便、經(jīng)濟(jì)，有一定

10、的數(shù)量和運(yùn)載能力，且電梯的運(yùn)載能力和客流量相平衡。電梯廳不宜緊鄰主要房間，尤其不宜緊鄰臥室。為避免噪聲干擾，可做隔聲處理，一般可以用浴室、衛(wèi)生間、壁櫥、廚房等作為隔離空間。 </p><p>　　二、住宅建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　住宅建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)工程建設(shè)的貢獻(xiàn)是不容忽視的。每個(gè)工程建筑想要達(dá)到的目標(biāo)就是用最少的資金投入提高整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和可靠性，以至達(dá)

11、到最大最長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。優(yōu)化設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案相比較下的優(yōu)勢(shì)就是，它可以節(jié)省工程的開支，使工程造價(jià)最高可達(dá)百分之三十，可以合理的優(yōu)化工程資源配置，把每種材料的利用率發(fā)揮到最大限度，它是達(dá)到工程設(shè)計(jì)的“安全、適用、經(jīng)濟(jì)”目標(biāo)的最有效的方法之一。住宅建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的要點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)內(nèi)容： </p><p>　　（一）優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提 </p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)

12、計(jì)方案的優(yōu)劣決定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成敗。對(duì)于同一個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案往往不是唯一的。不同的結(jié)構(gòu)方案會(huì)使工程造價(jià)和工程質(zhì)量產(chǎn)生很大的差別，所以選擇合理的結(jié)構(gòu)方案便顯得尤為重要。在結(jié)構(gòu)方案的選擇上，應(yīng)遵循以下的一些基本原則：要用整體的概念在特定的建筑空間中來完成結(jié)構(gòu)總體方案的構(gòu)思，處理好構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，充分利用和發(fā)揮整體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的最佳受力狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)具備足夠的承載力，剛度和良好的延性，盡可能使結(jié)構(gòu)的受力與傳力途徑簡(jiǎn)單、直接

13、、明確，保持整個(gè)結(jié)構(gòu)安全可靠度的協(xié)調(diào)一致性，使結(jié)構(gòu)平面布置的抗側(cè)力剛度中心與建筑物的外力作用中心或質(zhì)量重心盡量接近或重合，以避免或減小外力作用下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，因?yàn)榈挚菇Y(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)所需增加的材料用量是很大的，可以說結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則既不經(jīng)濟(jì)又不安全。 </p><p>　?。ǘ┙ㄖY(jié)構(gòu)的細(xì)部?jī)?yōu)化 </p><p>　　1、剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì) </p><p>　　剪

14、力墻設(shè)計(jì)中連梁的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。聯(lián)肢墻是通過連梁連接的各墻肢聯(lián)結(jié)而成，從而增加了墻肢的約束條件。連梁的剮度增大必將使得結(jié)構(gòu)的地震作用也增大，這樣連梁和墻肢分配內(nèi)力也相應(yīng)增大，此時(shí)必須增大構(gòu)件的配筋量，顯然這一設(shè)計(jì)結(jié)果必然會(huì)造成材料的浪費(fèi)。因此，在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師都不會(huì)采用大剛度的窗下墻作為連梁，而是將連梁設(shè)計(jì)成為截面、剛度較小的弱連梁。同時(shí)，在滿足結(jié)構(gòu)剛度與變形要求時(shí)，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)角度與抗力、變形方面綜合考慮，合理布置抗側(cè)力構(gòu)件。

15、顯然，剪力墻數(shù)量越多，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度愈大，相應(yīng)結(jié)構(gòu)位移會(huì)減小，但是結(jié)構(gòu)地震力會(huì)隨抗側(cè)力剛度增大而加大，對(duì)結(jié)構(gòu)的造價(jià)控制不利。因此剪力墻應(yīng)以周邊均勻、對(duì)稱、分散等原則合理布置，以規(guī)范規(guī)定的水平位移限值為準(zhǔn)盡可能減少剪力墻數(shù)量。 </p><p>　　2、基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)的優(yōu)化 </p><p>　　基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計(jì)應(yīng)按框架梁相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并按規(guī)定對(duì)箍筋加密區(qū)進(jìn)行設(shè)置。從抗震的角度來說，基礎(chǔ)應(yīng)選

16、擇短柱，基礎(chǔ)拉梁應(yīng)順著兩個(gè)主軸的方向進(jìn)行設(shè)置?；A(chǔ)拉梁的截面寬度一般取短柱中心距的1/20～1/30，高度一般取短柱中心距的1/10～1/15?？v向鋼筋受力值可取其連接柱子最大軸力設(shè)計(jì)值的1/10?；A(chǔ)拉梁的配筋必須滿足最小配筋率的要求。一般要求基礎(chǔ)拉梁頂標(biāo)高與基礎(chǔ)頂?shù)臉?biāo)高相同。當(dāng)鋼筋混凝土框架的層高不足或者建筑的基礎(chǔ)埋置過淺時(shí)，通常需要設(shè)計(jì)較大的基礎(chǔ)拉梁。較大的基礎(chǔ)拉梁需進(jìn)行通長(zhǎng)設(shè)計(jì)。建筑基礎(chǔ)拉梁的正負(fù)彎矩鋼筋及抗震相關(guān)結(jié)構(gòu)應(yīng)與上部鋼

17、筋混凝土框架保持一致。 </p><p>　　3、箍筋與框架梁間距的優(yōu)化 </p><p>　　對(duì)于抗震等級(jí)不同的框架，箍筋與框架梁的間距不同。一般情況下，加密區(qū)箍筋與框架梁的間距不超過10cm，非加密區(qū)鋼筋與框架梁的間距不超過20cm。合理地設(shè)計(jì)箍筋直徑及其箍筋與框架梁的間距對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化具有重要意義。需要注意的是，在設(shè)計(jì)非加密區(qū)柱、梁的配筋時(shí)，不需考慮高剪應(yīng)力弱彎矩的規(guī)定，即

18、可以不計(jì)算剪應(yīng)力的增大系數(shù)及彎矩的減少量。 </p><p>　?。ㄈ┨岣卟牧系睦寐?</p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的便是花盡可能少的錢，做最安全、適用的建筑，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)材料的選用要合理，利用要充分。要根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不同受力特點(diǎn)、工作環(huán)境和材料的力學(xué)性能特點(diǎn)，選用合適的建筑材料。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，以受壓為主的柱子，就要充分發(fā)揮鋼筋混凝土材料中混凝土抗壓性能好的特點(diǎn)，盡可

19、能采用高標(biāo)號(hào)混凝土，不但可以減小構(gòu)件截面，增加使用空間，還能減輕結(jié)構(gòu)自重。梁板以受彎為主，可采用高強(qiáng)度鋼筋，以減少鋼筋用量，同時(shí)要注意鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋與混凝土強(qiáng)度的匹配，最大限度地發(fā)揮出材料的性能。 三、住宅建筑節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　建筑系統(tǒng)本身是巨大的消費(fèi)者，建筑能耗在人類總能耗中所占比重約為30%。因此，要求在建筑設(shè)計(jì)過程中根據(jù)可持續(xù)發(fā)展原則，貫穿節(jié)約能源、資源的思想，減少對(duì)自然環(huán)境的

20、污染和破壞。這就需要對(duì)建筑節(jié)能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，尋求建筑節(jié)能的最優(yōu)方案和途徑。下面詳細(xì)介紹住宅建筑節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 </p><p>　?。ㄒ唬┳≌ㄖ獯暗墓?jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì) </p><p>　　1、適當(dāng)控制窗墻比? </p><p>　　保證門窗的開啟面積。一般而言，住宅建筑的外窗面積不宜過大。根據(jù)規(guī)定，各朝向的窗墻比應(yīng)當(dāng)加以控制，其中北向不應(yīng)大于0.45，東、西向

21、不應(yīng)大于0.30，南向不應(yīng)大于0.50。在設(shè)計(jì)開窗的同時(shí)，對(duì)門窗的開啟也要滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在建筑設(shè)計(jì)中有時(shí)為了立面的效果忽略了門窗的開啟，從而影響了節(jié)能。 </p><p>　　2、合理控制門窗的氣密性 </p><p>　　門窗在安裝過程中各部件之間存在裝配間隙，會(huì)產(chǎn)生室內(nèi)外空氣的交換。在滿足室內(nèi)衛(wèi)生換氣的條件下，通過門窗縫隙滲透的空氣過大會(huì)導(dǎo)致冷、熱能耗的增加，對(duì)節(jié)能是不利的。因此，必須

22、控制門窗縫隙的空氣滲透量。尤其在高層建筑中風(fēng)壓較大，氣密性應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提高。所以九層以下的住宅外窗氣密性應(yīng)達(dá)到3級(jí)，十層以上的住宅外窗氣密性應(yīng)達(dá)到4級(jí)。 </p><p>　　3、選擇利于節(jié)能的外窗材料 </p><p>　　在外窗選用中，遮陽系數(shù)SC是個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)選用遮陽系數(shù)低的外窗。常用的窗戶種類有鋼窗、鋁合金窗、塑料窗等。從各種常見的外窗熱工參數(shù)中可知，窗框材料影響的主要是K

23、值，對(duì)SC值沒有任何影響。因此框材的選擇對(duì)節(jié)能的貢獻(xiàn)不大。在外窗節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)該著重選擇好玻璃。玻璃按其性能可分為透明玻璃、吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃等，各種玻璃又可以制成中空玻璃。外窗玻璃的優(yōu)選對(duì)節(jié)能有很大影響，普通玻璃比較經(jīng)濟(jì)，但遮陽效果差一點(diǎn)，對(duì)節(jié)能達(dá)標(biāo)也差一點(diǎn)。節(jié)能型玻璃能耗少、遮陽效果好，因此價(jià)格較高一些。 </p><p>　?。ǘ﹥?yōu)化住宅建筑的屋面設(shè)計(jì) </p><p>

24、;　　提高屋面的保溫隔熱性能，對(duì)提高抵抗夏季室外熱作用的能力尤其重要，這也是減少空調(diào)耗能，改善室內(nèi)熱環(huán)境的一個(gè)重要措施。對(duì)此，可嘗試以下兩種節(jié)能屋面的設(shè)計(jì)。 </p><p><b>　　1、屋面綠化 </b></p><p>　　隨著我國城市化進(jìn)程的高速發(fā)展和建筑面積的急劇增加，建筑能耗將更加巨大，“城市熱島”現(xiàn)象將更為嚴(yán)重。城市建筑實(shí)行屋面綠化，可以大幅度降低建筑

25、能耗、減少溫室氣體的排放，同時(shí)可增加城市綠地面積、美化城市、改善城市氣候環(huán)境。 </p><p><b>　　2、蓄水屋面 </b></p><p>　　蓄水屋面就是在剛性防水屋面上蓄一層水，其目的是利用水蒸發(fā)時(shí)，帶走大量水層中的熱量，大量消耗曬到屋面的太陽輻射熱，從而有效地減弱了屋面的傳熱量和降低屋面溫度，是一種較好的隔熱措施，是改善屋面熱工性能的有效途徑。 <

26、;/p><p>　?。ㄈγ娴谋毓?jié)能設(shè)計(jì) </p><p>　　墻面的耗熱量要占建筑采暖熱耗的1/3以上，它在建筑一次性投資中又占很大的比重，因此如何合理確定選用不同結(jié)構(gòu)的材料及保溫厚度，使這部分投資獲得最有效的節(jié)能效果十分必要。現(xiàn)今大力提倡的外墻外保溫技術(shù)適用于多種結(jié)構(gòu)體系，具有保溫功能和構(gòu)造合理， 保溫隔熱效果優(yōu)良，沒有冷熱橋，不占建筑使用面積，對(duì)主體結(jié)構(gòu)有很好的保護(hù)作用，施工方便，投

27、資增加不多，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)，近幾年國內(nèi)以聚苯乙烯、巖棉、玻璃棉外保溫為主體的十幾種外保溫體系和技術(shù)已經(jīng)比較成熟，并已形成產(chǎn)業(yè)化，具有相當(dāng)規(guī)模和專業(yè)化施工，具備了大力推廣應(yīng)用的條件。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　綜上，隨著我國經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，人們對(duì)居住質(zhì)量的要求不斷提高。因此住宅建筑的整體優(yōu)化設(shè)計(jì)都要從以人為本的大方面出發(fā)，

28、優(yōu)化建筑平面、結(jié)構(gòu)和節(jié)能設(shè)計(jì)，要盡量滿足人們對(duì)居住空間的要求，又不能忽視居住環(huán)境對(duì)住戶居住質(zhì)量的影響，使之更好的為人所用。 從而創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的住宅產(chǎn)品，提高人居環(huán)境。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　?。?］邱永亮，朱菊梅.住宅建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討［J］. 陜西建筑，2005.11. </p><p>　　［2