淺談住宅建筑的優(yōu)化設計

1、<p>　　淺談住宅建筑的優(yōu)化設計</p><p>　　摘要：隨著我國城市經濟的發(fā)展和人民生活水平的顯著提高，人們對住宅建筑的質量和品質要求也越來越高。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生活的所在，這就對住宅建筑的舒適性、美觀性和實用性提出了更高的要求，也就需要在現(xiàn)有建筑技術基礎上對住宅建筑進行優(yōu)化。本文主要從住宅建筑的總體平面設計、結構設計和節(jié)能優(yōu)化設計三大方面探討了住宅建筑優(yōu)化設

2、計的要點，望為建筑設計工作者提供參考。 </p><p>　　關鍵詞：住宅建筑；優(yōu)化設計；平面設計；結構；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：U212.33 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） </p><p>　　一、優(yōu)化住宅建筑的總體平面設計 </p><p>　?。ㄒ唬﹥?yōu)化功能分區(qū) </p><p>　　根據(jù)住宅內

6、部的功能可分為公共區(qū)和私密區(qū)，根據(jù)人的活動特點又可分為動區(qū)和靜區(qū)。這些分區(qū)各有明確的專門使用功能，在統(tǒng)一設計的前提下，應盡可能突出住宅各部分的功能特點。在平面設計上，應正確處理這些功能區(qū)彼此之間的關系，使之在功能分配上既合理又不相互干擾。做到干濕分區(qū)，內外有別，公共活動區(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計應滿足優(yōu)質采光和通風的要求

7、</p><p><b>　　1、采光? </b></p><p>　　不同地區(qū)應該按所在氣候分區(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算，避免無直接采光住宅的戶型，在北方寒冷和嚴寒地區(qū)猶為重要。另外，還應該避免光污染和樓房間視線干擾。 ? </p><p><b>　　2、通風? </b></p>

8、;<p>　　盡量采用自然通風的住宅戶型，平面設計中應防止局部死角造成的通風不暢，或在局部之中造成有害氣體的集中排放。衛(wèi)生間應盡量考慮自然通風，并按規(guī)范設計垂直通風道，符合環(huán)保要求。 </p><p>　　（三）高層住宅內的垂直運輸優(yōu)化設計 </p><p>　　高層住宅里的垂直運輸僅僅依靠樓梯是遠遠不夠的，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，不能影響居民正常生活。 </p><p>　　1、樓梯：高層住宅的必要的運輸工具之一；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發(fā)生時的疏散通道。樓梯位置的選擇及與電梯的關系要適當，應與電梯有機地結合成一組，以利相互補充。 </p><p>　　2、電梯：要保證安全可靠、方便、經濟，有一定

10、的數(shù)量和運載能力，且電梯的運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、住宅建筑結構的優(yōu)化設計要點 </p><p>　　住宅建筑結構優(yōu)化設計對于整個工程建設的貢獻是不容忽視的。每個工程建筑想要達到的目標就是用最少的資金投入提高整個工程結構的堅固性和可靠性，以至達

11、到最大最長遠的經濟效益。優(yōu)化設計方案與傳統(tǒng)的設計方案相比較下的優(yōu)勢就是，它可以節(jié)省工程的開支，使工程造價最高可達百分之三十，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，它是達到工程設計的“安全、適用、經濟”目標的最有效的方法之一。住宅建筑結構優(yōu)化設計的要點主要有以下幾點內容： </p><p>　　（一）優(yōu)秀的建筑結構設計方案是優(yōu)化設計的前提 </p><p>　　結構設

12、計方案的優(yōu)劣決定了結構設計的成敗。對于同一個建筑設計方案，結構設計方案往往不是唯一的。不同的結構方案會使工程造價和工程質量產生很大的差別，所以選擇合理的結構方案便顯得尤為重要。在結構方案的選擇上，應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構總體方案的構思，處理好構件與結構、結構與結構的關系，充分利用和發(fā)揮整體結構和構件的最佳受力狀態(tài)，使結構具備足夠的承載力，剛度和良好的延性，盡可能使結構的受力與傳力途徑簡單、直接

13、、明確，保持整個結構安全可靠度的協(xié)調一致性，使結構平面布置的抗側力剛度中心與建筑物的外力作用中心或質量重心盡量接近或重合，以避免或減小外力作用下結構的扭轉效應，因為抵抗結構的扭轉所需增加的材料用量是很大的，可以說結構平面布置的不規(guī)則既不經濟又不安全。 </p><p>　　（二）建筑結構的細部優(yōu)化 </p><p>　　1、剪力墻的優(yōu)化設計 </p><p>　　剪

14、力墻設計中連梁的設計是關鍵。聯(lián)肢墻是通過連梁連接的各墻肢聯(lián)結而成，從而增加了墻肢的約束條件。連梁的剮度增大必將使得結構的地震作用也增大，這樣連梁和墻肢分配內力也相應增大，此時必須增大構件的配筋量，顯然這一設計結果必然會造成材料的浪費。因此，在住宅結構設計時，有經驗的設計師都不會采用大剛度的窗下墻作為連梁，而是將連梁設計成為截面、剛度較小的弱連梁。同時，在滿足結構剛度與變形要求時，應從經濟角度與抗力、變形方面綜合考慮，合理布置抗側力構件。

15、顯然，剪力墻數(shù)量越多，結構抗側力剛度愈大，相應結構位移會減小，但是結構地震力會隨抗側力剛度增大而加大，對結構的造價控制不利。因此剪力墻應以周邊均勻、對稱、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盡可能減少剪力墻數(shù)量。 </p><p>　　2、基礎拉梁設計的優(yōu)化 </p><p>　　基礎拉梁的設計應按框架梁相關參數(shù)進行設計，并按規(guī)定對箍筋加密區(qū)進行設置。從抗震的角度來說，基礎應選

16、擇短柱，基礎拉梁應順著兩個主軸的方向進行設置?；A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計值的1/10?；A拉梁的配筋必須滿足最小配筋率的要求。一般要求基礎拉梁頂標高與基礎頂?shù)臉烁呦嗤?。當鋼筋混凝土框架的層高不足或者建筑的基礎埋置過淺時，通常需要設計較大的基礎拉梁。較大的基礎拉梁需進行通長設計。建筑基礎拉梁的正負彎矩鋼筋及抗震相關結構應與上部鋼

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>　　對于抗震等級不同的框架，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。合理地設計箍筋直徑及其箍筋與框架梁的間距對建筑工程結構設計的優(yōu)化具有重要意義。需要注意的是，在設計非加密區(qū)柱、梁的配筋時，不需考慮高剪應力弱彎矩的規(guī)定，即

18、可以不計算剪應力的增大系數(shù)及彎矩的減少量。 </p><p>　?。ㄈ┨岣卟牧系睦寐?</p><p>　　結構設計的目的便是花盡可能少的錢，做最安全、適用的建筑，這就要求結構設計時對材料的選用要合理，利用要充分。要根據(jù)結構構件的不同受力特點、工作環(huán)境和材料的力學性能特點，選用合適的建筑材料。在鋼筋混凝土結構中，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，盡可

19、能采用高標號混凝土，不但可以減小構件截面，增加使用空間，還能減輕結構自重。梁板以受彎為主，可采用高強度鋼筋，以減少鋼筋用量，同時要注意鋼筋混凝土結構中鋼筋與混凝土強度的匹配，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)化設計要點 </p><p>　　建筑系統(tǒng)本身是巨大的消費者，建筑能耗在人類總能耗中所占比重約為30%。因此，要求在建筑設計過程中根據(jù)可持續(xù)發(fā)展原則，貫穿節(jié)約能源、資源的思想，減少對自然環(huán)境的

20、污染和破壞。這就需要對建筑節(jié)能進行優(yōu)化設計，尋求建筑節(jié)能的最優(yōu)方案和途徑。下面詳細介紹住宅建筑節(jié)能的優(yōu)化設計要點。 </p><p>　?。ㄒ唬┳≌ㄖ獯暗墓?jié)能優(yōu)化設計 </p><p>　　1、適當控制窗墻比? </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，各朝向的窗墻比應當加以控制，其中北向不應大于0.45，東、西向

21、不應大于0.30，南向不應大于0.50。在設計開窗的同時，對門窗的開啟也要滿足設計標準，在建筑設計中有時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，會產生室內外空氣的交換。在滿足室內衛(wèi)生換氣的條件下，通過門窗縫隙滲透的空氣過大會導致冷、熱能耗的增加，對節(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壓較大，氣密性應當進一步提高。所以九層以下的住宅外窗氣密性應達到3級，十層以上的住宅外窗氣密性應達到4級。 </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是個非常關鍵的指標，應當選用遮陽系數(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SC值沒有任何影響。因此框材的選擇對節(jié)能的貢獻不大。在外窗節(jié)能設計中應該著重選擇好玻璃。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)選對節(jié)能有很大影響，普通玻璃比較經濟，但遮陽效果差一點，對節(jié)能達標也差一點。節(jié)能型玻璃能耗少、遮陽效果好，因此價格較高一些。 </p><p>　?。ǘ﹥?yōu)化住宅建筑的屋面設計 </p><p>

24、;　　提高屋面的保溫隔熱性能，對提高抵抗夏季室外熱作用的能力尤其重要，這也是減少空調耗能，改善室內熱環(huán)境的一個重要措施。對此，可嘗試以下兩種節(jié)能屋面的設計。 </p><p><b>　　1、屋面綠化 </b></p><p>　　隨著我國城市化進程的高速發(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)象將更為嚴重。城市建筑實行屋面綠化，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，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)能設計 </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構的材料及保溫厚度，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適用于多種結構體系，具有保溫功能和構造合理， 保溫隔熱效果優(yōu)良，沒有冷熱橋，不占建筑使用面積，對主體結構有很好的保護作用，施工方便，投

27、資增加不多，綜合經濟效益顯著等特點，近幾年國內以聚苯乙烯、巖棉、玻璃棉外保溫為主體的十幾種外保溫體系和技術已經比較成熟，并已形成產業(yè)化，具有相當規(guī)模和專業(yè)化施工，具備了大力推廣應用的條件。 </p><p><b>　　結語 </b></p><p>　　綜上，隨著我國經濟的繁榮發(fā)展，人們對居住質量的要求不斷提高。因此住宅建筑的整體優(yōu)化設計都要從以人為本的大方面出發(fā)，

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