村镇住宅（共8篇）
村镇住宅 篇1
0 前言
据相关资料显示,目前全国城乡430多亿m2存量建筑中仅5%符合节能标准,每年90%以上的新建建筑为高能耗建筑,城镇建筑耗能是北欧同纬度条件下建筑耗能的2～4倍[1]。而我国村镇住宅建设面积以每年6～7亿m2的速度递增,预计“十一五”期间全国城乡将新建房屋55亿m2,其中村镇住宅近30亿m2,占全国住宅新建总面积的55%。有关机构测算,建筑能耗占我国社会总能耗的30%,如果建筑耗能状况得不到改善,到2020年中国建筑耗能将达到1089亿t标准煤,单是空调夏季高峰负荷就相当10个三峡电站满负荷能力[2],这将对我国能源供应造成沉重压力。本文通过对安徽省马鞍山市博望镇小康示范村——三杨新村进行调研,了解该村节能建筑的使用现状,分析节能新技术的可行性,在此基础上进行农村节能建筑的综合经济效益分析,希望借此有助于找到适合当代新农村的低能耗建筑技术。
1 调查方法及调查区域概况
1.1 调查方法
2009年8月2日到10日,对博望镇三杨新村居民进行调查,包括居民居住环境,建筑能耗等方面的调查,共发放问卷140份,回收有效问卷120份。
1.2 调查区域概况
博望镇位于马鞍山市当涂县最东端,全镇总面积133平方公里,总人口近10万。据了解,以前该村户均建房占地面积达250m2左右,且城镇农民建房非常零散。对于土地日益紧张的小城镇来说,并不是好事,加之配套设施不齐全,生活质量提不上去。目前已建成的三杨新村占地面积65,共入住农户189户,户均占地126m2(含公共配套设施)。与未改建前相比,一个三杨村可节约用地约2.5顷。
1.2.1 建筑概况
被调查的住宅新区为2007年统一规划建设的,为砖混结构,窗体结构为塑料窗框,普通单层玻璃,建筑朝向为南,其中平面屋顶形式的占32.5%,坡面屋顶形式的占67.5%,住宅屋顶最外层为砖瓦材料的占29.2%,琉璃瓦的占49.2%,水泥的占10%,灰泥的为11.6%。
我国现行相关政策规定:经济适用房的建筑面积在60m2以内,普通商品房的建筑面积为90～144m2,建筑面积大于144m2的住房为非普通住房。调查对象中这几类住房的比例见表1所示。
1.2.2 家庭基本情况
所调查的家庭主要为三口或四口之家,家庭成员情况见图1。家庭年消费能源情况见图2,从图2可知,该村69.16%的家庭能源年消费主要集中在1000～2000元/年之间。
1.2.3 太阳能使用及空调制冷情况
新村建设分为两期,一期工程2003年建成,大约2004年开始入住;二期工程2007年建成,2008年开始入住。由于新村是由统一规划,政府积极引导,所以该村太阳能安装率较高,高达99.1%。图3为该村太阳能热水器安装率随年份的变化趋势,从该图可以看到,截止到2009年,该村的太阳能热水器的安装率接近100%。
在回收的120份有效问卷中,安装空调的有103户,其中空调面积情况如表2所示。
1.2.4 房屋投资改造情况
根据调查问卷统计,有效问卷中有51户愿意进行房屋供暖和热水供应改造(图4),以便使房屋的保温性更好,提高舒适度和节能;其中可以承受的一次性投资额度调查结果如图5所示。
从图4和图5可知,随着人们的生活水平的提高,人们对于自身居住环境舒适度的要求也在逐步提高,但由于农村的经济条件制约,农民对于房屋改造的投资额度有限,能承受的一次性投资额度在4000元以内的所占比例较高,所以今后在进行农村建筑节能改造时要充分考虑到这一制约因素的影响。
2 节能技术经济分析
2.1 住宅规划的节能设计
住宅的能耗是由其围护结构的热传导和冷风渗透两方面造成的。试验表明,住宅围护结构的耗热量,要占住宅采暖热耗的1/3以上。如果住宅围护结构具有良好的保温隔热性能,可减少冬季由室内向室外和夏季由室外向室内的传热量,从而减少因保持室内舒适热环境所需要提供的采暖或制冷能量。外墙、门窗和屋顶是建筑围护结构的组成部分,在住宅节能设计中占有重要的地位。为降低能耗,必须对它们进行节能设计控制。随着节能技术的发展,一些新型围护结构已陆续出现,如:
(1)墙体新型材料
1)新型粘土砖:
将实心粘土砖改为粘土空心或多孔是墙体发展的进步,主要有承重粘土多孔砖和非承重粘土空心砖两类。
2)非粘土砖:
蒸压灰砂砖,蒸压灰砂空心砖,粉煤灰砖及各种原料的免烧砖等。
3)砌块类:
主要有蒸压加气混凝土砌块,石膏砌块,混凝土空心砌块,煤矿石等空心砌块。
(2)墙体保温隔热技术
聚苯乙烯板外墙外保温系统:该系统是在基层墙体外层采用专门粘剂粘贴聚苯乙烯板,并采用玻璃纤维网格布作为保温板的保护层,以提高外墙外保温系统抗冲击性能,满足结构要求。
(3)屋面保温隔热技术
屋面结构可采用了“倒置式屋面”保温隔热技术,即在现浇混凝土板上先做一层防水层,然后铺设聚苯乙烯挤塑泡沫板,再敷设一层防水层,上铺卵石或天然石块或预制混凝土块。
(4)单框双玻塑钢窗
塑钢是对塑钢型材的简称,主要化学成分是PVC,因此也叫PVC型材,是近年来被广泛应用的一种新型的建筑材料。
表3列出了典型围护结构的传热系数。
2.2 造价和节能实例分析
建筑节能是指在满足住户同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗,达到提高建筑舒适性和节省能源的双重目标。以博望镇三杨新村平均建筑面积100m2为例,对节能住宅与传统砖混住宅进行造价分析,比较结果如表4所示。
在普通住宅中,冬天采暖、夏天制冷中30%的能量没有被人体利用,而是通过窗户、墙体散失到户外,增加了热岛效应,浪费了能源。例如同时在两间建筑面积为16m2的房间内开24 h空调,采取节能措施的建筑比一般建筑要少用电5 kWh左右,保温效果提高一倍[6]。由表2可知,每户制冷取暖平均面积约为40m2,假设每户每年使用空调时间为7,8,9,12,1,2月,每日使用时间为12h,则采取节能措施的建筑一年能省下电费:1125 kWh,按0.56元 kWh计,则每年能节省电费630元。
由表4可知,节能建筑与传统普通建筑相比,建筑成本增加了约127.3元/m2。而在农村,常规的工程建设成本在不考虑建筑节能时约为900元/m2[3],节能建筑增加的工程成本约占原工程费用的14%。从图4,图5可见,接近半数的农村户主愿意对其居住房屋进行投资改造,其可承受的房屋改造一次性投资额度约为4000元。而实际上建造一幢节能住宅建筑,按照每户100m2计算,共增加的建筑成本为12 000元,也就是说节能建筑成本会超出户主的投资承受额度约8000元。但按照每户每年可节省电费630元计算,13年内就能收回投资成本,同时建筑的节能效果可以达到52.5%[3]。业主不但得到了舒适的生活环境,而且还降低了今后的使用成本和能源消耗成本,具有长期获利的效果,还是比较合算的。因此在农村发展建筑节能技术,其经济效益在农村市场中还是有很大的吸引力的。
2.3 新能源-沼气的利用
沼气利用在我国农村经济可行,也是索取再生能源又一经济有效的技术。沼气池在农村可独家使用也可几户合用。据有关资料介绍[7],一口8m3的沼气池一年可产沼气350m3左右,它所产生的热值相当于节省800～1000kg的煤,可满足一户居民一年的日常烧饭、烧热水等需求。
沼气项目单元的总成本包括工程投资和运行费用。按照投资预算一个户用8m3的沼气系统投资2500元,其中中央补助1200元/户。因沼气池发酵原料在发酵过程中没有损失,沼气池运行原料费用不计。运行维修费用按工程投资的2%计算,即2500元×2%=50元,人工费100元/年,费用合计150元/年。厨具改造和灯具改造价格如表5所示(以广西宜州友发厨具有限公司沼气系列产品价格为例)。住户每户需一次性投资成本约为1800元。
以博望镇三杨新村为例,户年平均使用液化气约为4罐,即90元×4=360元;使用灯具照明费用按用电量的20%计算,即1200元×20%=240元。预计在3年左右时间收回成本,并且长期受益。不但减轻了住户的能源消费负担,同时也大大减少了有毒有害等污染气体的排放,对环境保护做出了巨大的贡献。
3 结语
通过以上新型节能建筑和传统建筑的经济分析可以看出,农村建筑节能的研究有很大的发展潜力,建筑节能达到国家“十一五”中要求的目标并不难,而且经济效益上可行,一次性成本投入回收年限较短,节能技术上也较简单,节能效果显著,同时又能提高居民的生活质量水平和生活环境,降低能源投入和污染气体的排放。总而言之,节能建筑在农村的推广应用对于提高广大农村居民的生活条件和我国正在进行的节能减排都有重要而现实的意义。
参考文献
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[6]什么样的住宅才是节能住宅,http://www.zjbaowen.com/news content.asp?id=8.0.
[7]张萍.农村户用沼气经济评价和效益分析[J].新疆农业科技,2008,(5):77.
村镇住宅 篇2
关于临泽县2011年新农村建设小康住宅楼
用地情况的调查报告
市国土资源局：
按照市局《关于对我市新农村建设小康住宅楼用地情况进行调查的紧急通知》精神，我局统筹安排，认真部署，安排专人对2011年新农村建设小康住宅楼用地情况进行了调查，现将调查情况报告如下：
一、基本情况
（一）2011年农民住宅用地计划情况：
2011年全县农民住宅用地计划面积17.5017公顷，涉及7乡（镇）1638户农民。其中：农用地11.8727公顷（耕地10.9447公顷，园地0.4557公顷，其他农用地0.1759公顷，林地0.2964公顷），未利用地1.9012公顷，建设用地3.7278公顷；其中：拟建小康住宅楼54幢1523户，面积13.8712公顷。
（二）2011年农民住宅用地上报市政府审批情况： 2011年全县申请审批拟建农民住宅1007户。经审查，7乡（镇）1007户农民修建住宅楼拟占用集体土地9.8851公顷，其中：农用地8.4377公顷（耕地7.5097公顷，园地0.4557公顷，其他农用地0.1759公顷，林地0.2964公顷），未利用地0.8452公顷（裸土地），建设用地0.6022公顷；以上用地涉及小康住宅楼36幢989户农民面积9.3230公顷，用 1 地报件已报市政府，土地审批手续正在办理中，没有未批先建的违法行为。
（三）2011年农民住宅县政府审批情况
至目前2011全县审批农民住宅57户。经审查，5乡（镇）57户农民修建住宅占用集体土地1.0404公顷，其中：未利用地0.1194公顷，建设用地0.9210公顷，以上拟建小康住宅已报县政府审批。其中涉及小康住宅楼1幢30户面积0.28200公顷。
（四）2011年农民住宅尚未上报情况
纳入2011年全县农民住宅用地计划，尚未上报的农民住宅涉及农户574户，面积6.5762公顷，其中：农用地3.4350公顷（耕地），未利用地0.99公顷，建设用地2.1512公顷，涉及住宅楼17幢504户，面积4.2662公顷。以上拟建小康住宅报件尚未上报。
二、县政府对小康住宅楼建设的政策措施
1.坚持小康住宅楼必须符合土地利用总体规划和年度计划，每宗用地必须实行前期论证和用地预审，所有建设用地一律按照法定程序和权限申报审批，严把总体规划关、年度计划关。
2.坚守耕地红线，严格执行基本农田 “五不准”制度严格审查建设占用基本农田，加大耕地保护政策宣传力度，坚持能占未利用地的不占耕地，能占劣地的不占好地；实行住宅楼进规划小区集中建设，逐步从 “四面开花”向规划住宅区集中，提高土地利用效能。
3.采取提前介入、上门服务、政策引导、挂牌督办、限时办结等方式，使建设项目及时预审，依法审批，最大限度地避免了未批先用、未批先占现象的发生。
三、小康住宅楼在建设中存在的主要问题及建议 存在的问题：
1.在小康住宅楼建设中，旧宅基地复垦难的问题普遍存在。主要原因是一方面由于农户新建住宅后，经济比较紧张，暂时无力投资复垦。另一方面，由于家庭矛盾，父母和子女分居生活，导致旧宅基地无法复垦。
2住宅楼报件涉及农用地转用的，上报市政府审批，手续多、审批周期长。
建议：
1、提高报批效率，对已上报审批的小康住宅楼用地，积极沟通衔接，加大跟踪报批力度；
2、加大巡查力度，防止未批先建、批少占多违法问题的发生。建立由县国土资源执法监察大队督查、基层所全面巡查的执法监管责任机制，切实形成了防范在先、发现及时、制止有效、查处到位的执法格局。同时，不断完善执法监察网络，充分发挥村社协管员、信息员的作用，前移执法关口，做到违规违法行为的早发现、早报告、早制止；
3、抓好复垦落实，加快复垦进度。广泛宣传，营造良好氛围。坚决贯彻农村宅基地“一户一宅”规定，防止出现 “一户多宅”现象。充分利用各种宣传载体广泛开展国土资源法律法规和宅基地复垦工作的宣传，使群众了解到宅基地 3 复垦不仅能增加耕地面积，还能给他们自身带来更多实惠，逐步转变广大干部群众的思想观念，对宅基地复垦的重要性达到共识，促进形成全社会理解和支持开展宅基地复垦工作的良好氛围。
新农村村镇规划和住宅建设研究 篇3
我国是农业人口最多的发展中国家,我国在“十一五”规划中,提出了“建设社会主义新农村”的重大历史任务。村镇规划和农村的住宅建设是新农村建设的重要组成部分之一。然而,目前村镇的规划比较落后,农村住宅的安全性和舒适度都比较差,能源和土地浪费严重,环境污染严重。通过对我国、我省农村住宅情况的研究和对河南省几十个村镇的200份问卷调查情况,总结出了新农村建设中村镇规划和农村住宅建设主要存在的问题,并提出了解决的方案:以人居环境的可持续发展的原则进行村镇规划和农村住宅建设。
1 村镇规划和住宅建设中存在的主要问题
(1)村镇规划的相关法律、法规不健全,规划队伍的技术力量薄弱、人员少,再加上资金缺乏,导致村镇在规划的过程中缺乏有效的技术指导,随意性强,无法满足时代进步的需要。
(2)村镇的公共基础设施严重缺乏,特别是公共卫生和污水处理系统的缺乏,生活垃圾和牲畜粪便胡乱堆放,生活废水随处排放,造成村镇的人居环境恶劣,环境污染严重。
(3)农村住宅建设过程中土地资源浪费严重,宅基地的占地面积普遍偏大,随着人口的增长,耕地的面积将逐渐减小。
(4)农村住宅的施工质量较低、功能失调。房屋大多为农民个人建造,房屋的安全性存在较大隐患;住宅平面布局和空间组合极不合理,在很多农村还存在人畜混居的现象。
(5)农村住宅在使用过程中能耗大。大多数农宅没有有效的建筑节能措施,夏热冬冷。随着家用电器普及率的提高,农村的用电量将持续攀升,国家的电力供应将面临很大压力。
2 新农村村镇规划和住宅建设实施方案
2.1 人居环境的可持续发展是基本原则
可持续发展的概念是在1980年后,世界环境与发展委员会表达为“发展满足当代人的需要,又不影响后代人满足他们自身需要的能力”。人居环境的可持续发展归根到底是协调人类居住与自然、社会、经济和环境资源之间的和谐关系,建立可持续发展的人类社区[1]。新农村的人居环境建设中除了要保证村镇的规划科学合理、公共基础设施完备、住宅的安全舒适外,还要保证人居环境的建设要与自然生态环境、资源、能源的合理开发和利用的和谐发展。
2.2 从村镇的整体规划全局考虑,建设特色村镇
新农村的住宅建设必须有统一的科学规划,它包括人口、景观资源、劳动力资源、物性资源和建设等诸多方面的内容,必须用科学具体的建设规划引领和指导社会主义新农村住宅建设。遵循自然规律、经济规律和社会发展规律,科学编制新农村建设的总体规划、专项规划,做到规划一步到位,建设分步实施,避免重复建设[2]。
2.2.1 实地调研、以人为本
在进行村镇规划前,首先应该调查清楚村镇发展的自然、历史、文化的背景以及经济发展的状况和生态条件,规划人员应深入到村镇调研,通过入户访谈、调查问卷等方式了解当地居民对村镇建设的想法,对村镇进行实地勘测。找出需要解决的实际问题和主要矛盾,从而更好地为村镇发展建设规划进行准确定位。
2.2.2 因地制宜、突出特色
我国幅员辽阔,不同的地域情况差别较大,因此,新农村的规划和建设应该采用多元化模式,不可一概而论。应当充分研究当地人居环境的特征,依据当地的社会、自然条件、经济发展状况进行新农村建设规划,注重挖掘和传承当地的传统建筑文化,保留乡村特色,结合新的规划和建筑理念,建设具有浓郁风土气息的特色村镇。
2.2.3 科学规划、保护环境
村镇规划应以保护自然生态环境为前提,合理有效利用资源,保护耕地。结合本地区城镇整体规划和经济发展情况,探索建设多种新农村发展模式,如:生态农业型、畜牧养殖型、特色产业型、工业型、旅游型等,根据实际情况,分析村镇建设发展的优势和劣势,调整村镇的产业结构,走出各具特色的发展路子。
2.3 加强村镇公共基础施设的配套建设,创造便利、整洁的人居环境
2.3.1 村镇公共基础设施的建设是一项长期的任务
结合村镇的发展实际处理好近期建设与远期发展、改建与新建的关系,整体规划,分期实施[3],适应村镇生活水平不断提高的发展趋势,体现公共基础设施的可持续性和可操作性。依据区位条件和资源条件的不同,对短时间无法达到规划目标的设施采取过渡措施,保证近期规划、建设的工程设施不与远期规划产生矛盾。
2.3.2 公共基础设施建设的重点放在目前影响当地居民生产、生活的设施上
如道路交通设施、公共服务设施、给排水设施、环卫设施、绿化景观等,村镇居民区的道路交通设施要和附近的道路交通网络相连接,形成便利的交通体系;社区的公共服务设施应配套齐全,满足居民的购物、娱乐等日常生活活动;完善环卫和给排水系统。同时,通过植被绿化、设置景观小品等方式美化环境,提高居民的生活质量。
2.3.3 制定公共基础设施的维护规章,确立监督主体
村镇公共基础设施的配置与建设固然重要,但更重要的是在建设完成后能得到有效的维护,提高设施的服务质量,延长设施的使用周期。
2.4 建立完善的农村住宅建设体系,确保住宅的安全、节能、舒适性
2.4.1 构建完善的农村住宅建设和评价体系
完善相关的政策法规,加大地方建设管理部门对农村住宅建设的管理力度;从规划、设计、施工、竣工验收等各个建设环节进行全过程管理,改变随意建造、无证、无图施工等落后的住宅营建方式,保证房屋的施工质量;开发和推广新型节能建筑材料。建立并完善村镇住宅性能评价体系,促进村镇住宅功能质量的提高和环境质量的改善。对农村住宅的规划设计、建造质量、室内设施的配置与性能、住宅区环境质量及经济效益等方面进行系统评价[4]。
2.4.2 住宅的外部空间设计
科学选址与规划。选址首先要考虑建筑场所是否适合人类的健康居住,要对该地区的工程地质、水文和环境状况作出检测、评估,避开污染源,其次,要选择具有良好的通风、采光、地势比较平坦又相对较高的区域;保持和公路、铁路等交通设施之间的适宜距离,既要保证居住社区的安宁和人民群众的交通方便,又要减少机动车造成的安全隐患和环境污染。
住宅的外形设计要尊重自然,综合考虑当地的历史、人文、习俗、经济状况等条件,要突出区域风格,适应当地的气候条件,同时也要顺应时代发展的需要,以利于人民的生产、生活;因地制宜,充分利用当地的建筑材料,营造出具有很强区域性的建筑风格,切不可不分地域、不分环境的生搬硬套,胡乱拼凑。
2.4.3 住宅的内部空间设计
丰富住宅内部的功能分区。新型住宅的室内空间组成中应包括卧室(包括主卧和客卧)、客厅、餐室、卫生间、储藏间、阳台等。
优化各功能空间布局、组合。做到内外分区、动静分区、污洁分区、餐寝分区等,即合理组合又保证各功能空间的独立性,把家庭生活的私密区(卧室、卫生间)和公共区(客厅、餐厅)分开,以避免相互干扰,把卧室、客厅和厨房、卫生间等分开,便于保持居室的清洁卫生。
合理分配各功能分区的面积。根据人体各部分的尺寸、人体动作尺度及动作空间,结合室内家具的基本尺度,建议室内各功能空间面积分配见表1。
2.4.4 住宅的节能设计
建筑形体合理布局。为了能充分利用太阳的能源,建筑物尽量做到坐北朝南,建筑设计时适当加大建筑的东西向尺寸,建筑物的外形尽量采用没有凹凸变化的规则形体,建筑物的排列应有利于自然通风,减小建筑物的体形系数(建筑外表面积于建筑体积之比)。把人们主要使用的功能区(卧室、客厅)放在南面,其他的功能区(厨房、卫生间、储藏间等)放在北面。
外墙在整个建筑外包面积中占的比例最大,在建筑设计时应控制墙体的导热系数,采用保温性能好的墙体材料,如粉煤灰空心砖,加气混凝土砌块等;外墙保温技术所用材料如外墙保温一体化板、聚苯板等材料价格不高,施工工艺也不复杂,是值得推广运用的一项节能技术。
逐步使用轻质、高效的屋面保温隔热材料,如:膨胀珍珠岩及其制品、膨胀蛭石及其制品、矿棉及其制品、泡沫混凝土[5];合理的屋面体型设计和屋面绿化也可减少屋面的能耗损失。
我国幅员辽阔,不同的地域气候条件差别较大,特别是华中、华北的大部分区域属于夏热冬冷区,外窗的选择既要考虑夏季隔热又要考虑冬季保温,适当加大南窗的面积,有利于冬季日照,可以获得较多太阳辐射热,但夏季能耗过高,需要采取有效的遮阳措施,可设置活动百叶遮阳。铝合金和单层玻璃的导热系数大,单独作为外窗材料使用能耗较大,塑钢中空玻璃窗、断桥铝合金中空玻璃窗、太阳能窗的节能效果较好,但后两者的成本较高。
建筑节能技术在农村住宅上的应用是逐渐推广的过程,经济性是影响该过程长短的一个重要因素,加强执行住宅节能标准的同时更应采取有效的激励措施[6],加大政府政策、资金的扶持力度。
3 结语
新农村村镇规划和住宅建设是一项系统工程,需要全社会的共同关注,希望我们的研究成果能为相关领导部门的决策提供建议和参考,为建设社会主义新农村,改善农村人居环境,全面建设小康社会做出贡献。
参考文献
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村镇住宅 篇4
0 引言
1) 背景通常村镇住宅厨房、卫生间空间是地方习俗、居民习惯、文化传统、匠人经验的结合体。近年来, 市场上大量涌现新型厨房、卫生间家具、设施和各类部品, 其中绝大部分产品需要与建筑功能空间配合实现安装和使用。随着社会经济的发展, 村镇居民对住宅品质的要求日益提高, 上述产品得到了广泛应用。而目前村镇住宅的设计建设模式已不足以应对上述情况, 其中厨房、卫生间空间矛盾最为集中。而以上问题的相关研究又较少, 亟待提出相应的解决方案和技术措施, 以避免村镇住宅设计、建设、使用过程中出现诸多不合理问题。
2) 研究目的在村镇住宅居住空间中, 厨房和卫生间空间必不可少且限制条件较多。管道、部品、洁具等尺寸及相互位置关系会直接影响空间使用。本文通过研究厨房、卫生间的空间参数及最不利工况, 以寻找最经济合理的厨房、卫生间空间形式。
3) 研究方法以基础调查和数据分析为主线, 调研厨房卫生间各功能部件尺寸, 分析功能空间的基本参数, 并以此为基础对厨房、卫生间空间的设计提出基准参数, 最终提出较为优化的整装厨卫集成模块方案和组成模块的各单元基础参数。
1 村镇住宅厨房内装功能空间参数研究
1.1 村镇住宅厨房功能空间参数提取
调研针对村镇住宅厨房空间中可能会出现的各类家具、建材、设施管线、电器等进行基本参数提取。并以此为基础, 结合人体工学参数, 确定厨房空间的操作、家具、电器及设备设施系统的合理尺寸范围。研究重点偏重于厨房空间尺寸规格及空间设计中相关设备设施安装时对建筑预留的要求。
按照厨房电器、家具、设备设施等类型, 参照基础调研结果, 对厨房对应各项功能的参数进行介绍。由于厨房电器种类、品牌较多, 各类产品主要以销量前十的品牌为调研对象。另外, 由于村镇住宅中使用的绝大多数是普通品牌产品, 调研从中剔除了一些过于豪华、尺寸过于夸张的产品, 以便统计分析。分析涉及各类产品的三维尺寸均采用D×W×H (宽×深×高) 来表示。
1) 燃气灶主要品牌有:万和、华帝、巧太太、万家乐、苏泊尔、北欧欧慕、康宝等;燃气灶按照安装方式可分为台式、嵌入式和组合式 (气电热、气电磁、集成等) , 国内目前约6成燃气灶为台式, 4成为嵌入式 (其中组合式约占2%) 。目前双眼燃气灶使用率较高, 其宽度D为710~780mm, 深度W为400~450mm, 平均来讲, 燃气灶的D×W为730mm×420mm。而单眼灶产品较少, 尺寸也以270mm×400mm为主流。目前, 组合式灶台由于功能齐全、安装灵活、使用方便, 将逐渐被广大用户所接受。
2) 吸排油烟机主要品牌有:老板、美的、方太、华帝、西门子、帅康、海尔、樱花、康宝、华帝等。吸排油烟机一般与燃气灶上下排布配合使用, 按类型分为深型、亚深型、薄型、欧式、近距式等, 目前深型、薄型和近距型3种比较普遍 (见图1) , 而其宽度D为696~900mm, 深度W为386~578mm。平均来讲, 吸排油烟机的尺寸D×W一般为830mm×475mm。
按照上述方法, 对微波炉、洗衣机、冰箱、燃气热水器、电热水器、燃气灶 (分单眼和双眼) 、电饭锅、豆浆机、电水壶、电压力锅、咖啡机、面包机、榨汁机、嵌入式洗碗机、消毒柜和电烤箱等进行了分析和统计, 其统计结果如表1所示, 并以此作为厨房功能空间及模块产品设计参数的参考。
3) 厨房橱柜目前市场上橱柜的主要规格如表2所示。
1.2 村镇住宅厨房功能空间参数优化及集成研究
住宅厨房功能按照使用需求基本可分为“存”“洗”“切”“炒”等系列。根据入户调研结果和相关标准规范的一般要求, 可将厨房空间分成洗涤区、操作区和烹饪区等功能区域, 冰箱与橱柜承担储藏功能, 如图2所示。
按照人体操作习惯和动线, 将各功能区域合理区分和排布, 通过橱柜地柜和橱柜吊柜连通, 地柜顶面设置有连续的操作台。
图3为整装厨房组件功能标准化排布示意。采用“│”形排布, 各功能区域较为明晰, 动线单纯合理。该组件的每个模块采用了3M为基本模数的组合方式, 厨房总净宽为3300mm, 洗涤区、烹饪区、操作区分别为600, 900, 900mm, 其中管井区为300mm, 上部吊柜收纳区为600, 300mm。其功能区域特点如下。
1) 橱柜中预留微波炉槽可用于微波加热, 也可用于洗碗机洗涤或烤箱加热等功能。
2) 预留宽600mm的冰箱位, 可放置立式冰箱用于冷藏。
3) 厨房地柜、吊柜的总收纳空间为1.062m3。
通过对村镇住宅厨房空间功能区域、设备设施和橱柜家具等分析研究, 可将厨房功能组件的基本模数定为3M和2M两个主要类型, 与建筑主体的基本模数1M对应。并可根据实际需求将3M和2M组合配置, 实现满足功能组件标准化前提下的多样化配置, 并能够适应建筑模数序列的排布要求。
厨房设备设施主要包括冰箱、洗涤池、燃气灶、吸排油烟机及设备的管线设施。另外, 随着家庭电器产品的普及和精细化分类, 微波炉、电烤箱、洗碗机、消毒柜、生活垃圾处理器、豆浆机等都需要在厨房功能模块标准化设计中给予考虑和安排足够的空间。容纳各类设备、设施、电器的空间设计, 同时也是基于有限厨房空间、人体工学尺度和功能区域的合理排布进行小型化设计。根据调研家庭的厨房设备设施使用现状和市场设备、电器产品调查分析, 可得出适合公共租赁住房厨房的设备尺寸和占用空间的基本大小, 并在厨房整装组件的功能区域进行合理安装和整合。
以家用微波炉为例, 通过调研得到市场上主流的微波炉三维尺寸, 其宽、深、高的最大值分别为532, 494, 329mm, 平均值分别为467, 386, 288mm。而家庭厨房中, 容纳微波炉的三维空间尺寸要大于市场上主流微波炉的最大值。考虑散热等因素, 要在市场上主流微波炉三维参数平均值的基础上增加100mm的余量, 即宽、深、高分别为567, 486和388mm。考虑与建筑模数制的1M模数网格兼容, 容纳微波炉所需空间的一个标准化的空间尺寸就变成600, 500, 400mm, 该尺寸比普通家用微波炉产品三维尺寸的最大值大, 也能够兼顾市场上绝大多数家庭微波炉的摆放问题。这也是整装厨房组件各功能区域台面长度方向基本模数采用2M或3M的原因之一。
再以家用嵌入式燃气灶为例, 通过调研得到市场上主流的双眼嵌入式燃气灶的三维尺寸, 其宽度最小值和最大值分别是710, 780mm, 而平均值为731mm。厨房操作台面长度如果采用以3M为基础的模数序列, 则烹饪区的操作台面为600或900mm。而空间集约紧张的厨房台面, 烹饪区过大会挤占厨房台面上其他功能区域, 若想排布6M的烹饪区域, 目前配套产品存在缺失。虽然目前市场上存在单眼燃气灶、电磁灶这样的产品, 但比双眼灶减少1个灶眼, 功能有所减弱的同时, 还存在与之配套的吸排油烟机尺寸不满足标准化设计的问题。通过调研, 吸排油烟机的三维尺寸其宽度的最小、最大和平均值分别为696, 900, 837mm。目前市场上主流的吸排油烟机大多针对商品房的需求, 而公共租赁住房设备设施空间的标准化设计也会对该类产品的改型提出要求。而目前妥协的做法是烹饪空间的台面宽度依然采用9M, 以适应燃气灶、吸排油烟机产品的规格尺寸。未来, 这两类产品可针对公共租赁住房的使用特点和空间集约的特性, 进行产品规格尺寸的改型, 烹饪区则可以做到6M的台面宽度。由于公共租赁住房由政府统一组织, 进行统一设计, 采用相同的建造标准统一采买等, 当需要排布较为紧凑的厨房空间时, 可以采用6M的台面宽度。与之相应, 当需要进行某些产品定制的时候, 由于批量采购, 可减少产品定制而产生的开发成本。
2 村镇住宅卫生间内装功能空间参数研究
2.1 村镇住宅卫生间功能空间参数提取
近年来, 随着我国制造业的迅速发展和人民生活水平的提高, 住宅卫生间基本使用功能已基本得到满足, 目前正在向功能型与装修风格两者兼顾阶段过渡。卫生间的相关研究与厨房采用同样的方式, 按照村镇住宅卫生间设备设施、家具等的类型, 参照市场调研结果对卫生间功能参数进行研究和分析。
1) 座便器主要品牌有:东陶、惠达、帝王、美标、辉煌水暖、箭牌、九牧、东鹏、科勒、乐家等。座便器水箱形式主要分为连体式、分体式、壁挂式3类。长、宽尺寸统计如图4所示。根据企业不同, 座便器的规格尺寸各不相同, D为660~820mm, 其中以660~760mm居多;W为350~510mm, 以360~500mm居多。
座便器地排式的坑距为230~400mm, 以305, 400mm为主流 (见图5) 。而墙排式的坑距多在220mm范围内。
2) 洗面台台盆主要分为台上 (下) 盆、碗式盆及立柱台盆3种 (见图6) , 目前台下盆所占比例较多, 但近年来, 由于碗式盆其表现力丰富, 种类较多, 其普及率渐呈上升趋势。
台上 (下) 盆多与台面相结合, 形状各异。台面尺寸根据现场变化, 而盆具本身的尺寸D为370~525mm, 以430~510mm居多;W为480~800mm, 以530~600mm居多。碗式盆多为圆形、椭圆形、方形, 圆形以φ400~490mm居多, 方形D×W以450~600mm居多。立柱式台盆D为420~500mm, W为510~800mm, H为800~860mm, 800mm最多。
3) 浴缸主要品牌有:东陶、惠达、帝王、美标、辉煌水暖、箭牌、九牧、东鹏、科勒、乐家等。主要形式有“普通式”和“独立式”2种。长度D以1 2 0 0, 1 3 5 0, 1450, 1500, 1600, 1700, 1 8 0 0 m m为代表;宽度W以690~850mm为主流;另有三角浴缸等较为豪华的类型, 暂不列在本次研究范围内。
浴缸材质主要分为陶瓷、铸铁、搪瓷以及现在流行的压克力材质等。作为提高洗浴品质重要的设备, 浴缸已由原来的仅为站浴提供防水盘服务的时期提升至享受泡澡的健康理念。浴缸的智能化、人性化设计已得到划时代的提高。
4) 卫生间内装工法现阶段, 我国卫生间内装修大部分仍采用湿法施工, 所选用的面材以传统的瓷砖、石材为主, 施工周期长、隐患多、垃圾排放量大。目前墙面装修主要选择瓷砖、石材、玻璃、乳胶漆、防霉壁纸等材料;地面装修主要选择瓷砖、石材、PVC、地板、地毯等材料;天花装修主要选择铝扣板、PVC扣板、防水乳胶漆等。而作为施工技术要求高的卫生间, 随着熟练技术工人逐年减少以及住宅产业化程度的提高, 使用新型材料与干式施工方式 (整体卫浴间等) 势在必行。
2.2 村镇住宅卫生间功能空间参数优化及集成研究
住宅建筑的卫生间空间是家具、设备设施及管道等较为集中的空间, 遵循一定的设计模数协调准则和逻辑, 实现尺寸配合, 使卫生间空间在功能、质量和经济效益方面获得优化, 并使住宅的整个品质得到提升。本研究内容主要适用于北京市住宅卫生间设计中功能空间参数的优化和选取, 卫生间空间与家具、设备设施, 家具、设备设施之间, 以及各部件与部件之间的协调和集成;同时适用于卫生间家具、设备、管线的设计和安装。
图7总结了国家建筑标准设计图集《住宅卫生间》01SJ914中的常用卫生间空间尺寸。按照最普遍的3件卫生设备集中配置的卫生间, 给出不同尺寸的配置建议, 力求保证使用功能和空间使用效率。黑线范围内净面积所对应的尺寸为推荐尺寸系列 (见表3) 。
3 结语
本文在调研村镇住宅厨房、卫生间设施标准和标准化资料的基础上, 研究了村镇住宅厨房、卫生间的空间参数及集成优化研究, 其核心内容分为3个层次:①厨房、卫生间空间参数;②参数优化;③集成研究。本研究可为今后一定时期提供科学的基本依据, 也可为村镇住宅的设计、建造和使用提供理论参考。
参考文献
[1]仲继寿, 李新军.从健康住宅工程试点到住宅健康性能评价[J].城市住宅, 2015 (1) :5-11.
村镇住宅 篇5
我国有世界上最多的农村和农业人口。改革开放以来, 农村经济迅猛发展, 村镇居民生活水平稳步提高。我国数亿农民在国家政策的支持下, 通过自筹资金、自主修建、自我管理、自己使用, 主要依靠自己的力量实现了“住有所居”的目标。然而, 与日新月异的农村面貌形成鲜明对比的是, 村镇居民的居住质量普遍不高, 居住环境和住宅的安全度、舒适度都比较差, 低水平重复建设现象严重。特别是近两年经过汶川和玉树两次大地震的考验, 村镇住宅安全问题已经暴露无遗。妥善处理和解决这些问题, 消除村镇住宅的安全隐患, 提高村镇住宅的建造质量, 是社会主义新农村建设的当务之急。
二、我国村镇住宅发展现状
(一) 基本情况
村镇是村庄和乡镇的简称。2007年末, 全国共有建制镇19249个、乡15120个。据对16711个建制镇、14168个乡、672个农场、264.7万个自然村 (其中村民委员会所在地57.16万个) 统计, 村镇户籍总人口9.3亿, 其中建制镇建成区1.311亿人, 占村镇总人口的14.1%;乡建成区人口0.336亿人, 占村镇总人口的3.6%;农场建成区人口0.027亿人, 占村镇总人口的0.3%, 村庄人口7.626亿人, 占村镇总人口的82%。可见, 村镇人口在我国人口中占绝大比例, 村镇的住宅安全问题应当引起重视。
从改革开放以来, 我国村镇住宅得到了长足的发展。无论从数量上和质量上, 都较早年有了很大的进步 (见图1) 。数量上, 从1981年的人均10.2 m2发展到2009年的人均33.58 m2, 增长了两倍多。结构形式上, 钢筋混凝土结构住宅逐年增多。砖木结构住宅面积也有一定增长, 但是总体增长不多 (见图2) 。
由于我国地域辽阔, 各个地区的经济状况很不一致, 村镇住宅的发展水平也存在较大差异。图2显示了我国不同地区农村居民家庭住房的情况。一方面, 从数量来看, 华北地区的农村居民人均住房面积最大, 几乎为东北地区的2倍。另一方面, 从结构形式来看, 华东地区和中南地区的钢筋混凝土结构住宅占了较大比例, 而华北地区和东北地区, 砖木结构占了绝大比例。西部地区除了钢筋混凝土结构和砖木结构外, 还存在着大量的其它结构形式住宅。这种地域发展的不均匀性导致了我国农村住宅安全问题的复杂性, 决定了我国的村镇住宅政策必须具有灵活性和多样性, 必须符合当地的实际情况。
(二) 受灾情况
总的来说, 过去30年内, 我国村镇住宅在数量上已经得到了发展, 但是在质量方面, 却不尽如人意。每当灾害来临, 村镇居民都会蒙受重大的生命财产损失。
以地震灾害为例, 我国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一, 大陆6度~9度地震区占国土面积的80%。自唐山地震至今, 我国大陆5.0级以上的成灾地震, 绝大多数发生在广大农村和乡镇地区, 特别是发生在西部经济不发达地区。其中西南地区25次, 西北地区34次, 华北地区6次, 华东地区2次。西南和西北两地区地震的震级大、频度高, 如云南、新疆几乎平均每两年就发生一次6级以上的强烈地震。
一次又一次的地震造成了一次又一次的伤亡, 也从一个方面显示出我国西部以及其他经济不发达地区 (华北、东北等) 村镇建筑的安全现状。近年来包括地震在内的自然灾害频发, 造成了许多人员伤亡和经济损失, 这种情况值得我们反思。同时, 灾后重建也必将花费国家和全社会大量的人力、物力和财力。据统计, 2009年, 农村新建房屋价值为620.39元/m2。以玉树地震为例, 如果把受损的610万平方米房屋全部重建, 将花费37.84亿元人民币, 这是一笔巨额的开支。因此, 村镇住宅的安全问题必须引起政府及全社会的广泛重视。
三、我国村镇住宅建设中存在的问题及其原因
在我国, 村镇住宅建设中仍然存在着许多严重的问题, 这些问题长期存在而又亟待解决, 长期以来在以城市为中心的建设思路下, 却常常为人们所忽视。然而, 近年来突发的自然灾害, 尤其是地震, 将这些问题暴露无遗。
(一) 住宅选址、村镇建设无统一规划
选址是房屋建设过程中的第一个环节, 也是最重要的环节之一。长期以来, 我国村镇住宅的规划几乎处于空白状态, 缺乏必要的专业技术指导。很多居民在建房时, 一方面受技术的限制, 对场地的地质构造、水文地质条件和地基承载力等都缺乏了解, 另一方面由于片面追求方便, 房屋选址相当盲目。个别农户选址未经过地质勘察, 选在岩层断裂面处, 或者山脚下易发生滑坡泥石流的地方。房屋结构形式、建造质量均不符合质量标准要求, 一旦发生地质灾害, 往往会造成严重的后果, 甚至会出现整个村庄被泥石流埋没的严重灾难。另外, 村镇建设无统一规划也导致了基础设施严重不完善。农户建房时无整体意识和全局观念, 住宅布局杂乱无章, 使给排水、集中供暖等设施很难普及。
(二) 村镇住宅未经过正规设计和施工
在我国广大农村和乡镇, 住宅大多由村民自发组成的施工队建造完成。建造过程中, 无前期的系统规划和专业设计, 建房时东抄西仿, 房屋形式大多根据施工队的经验和农户的主观意愿决定, 往往不甚合理。施工过程一般依赖于徒手作业, 采用砖砌筑和水泥现浇, 模数化和装配化成分极低。由于未经过统一培训, 施工质量依赖于施工队员的经验, 得不到保证。施工组织未经科学设计, 加上湿法作业, 现场需要对现浇混凝土进行养护, 工期一般很长, 施工监理更无从谈起。
在汶川地震的震后调查中发现, 许多村镇住宅的承重墙体仅120mm厚, 造成了地震中大量房屋倒塌, 人员伤亡惨重。正是由于这种自建房的广泛存在, 导致了尽管我国抗震规范一改再改, 设防标准不断提高, 抗震设计和施工图集不断出版, 但是村镇住宅的质量一直没有得到很大改善。其根本原因就在于村镇住宅并没有经过正规的设计和施工。
(三) 居民建房重量不重质, 住宅安全无保障
农户建房往往存在跟风现象, 盲目攀比, 以房屋面积的大小来衡量住宅的好坏。农户建房的资金一般来讲十分有限, 如果一味求大, 就会把有限的资金集中到追求居住面积上, 从而无力去关注房屋的安全性和适用性。这不但给村镇住宅埋下了安全隐患, 而且浪费了耕地, 导致当地居民的收入进一步减少。
另外, 在汶川地震的震后调查中, 曾发现有部分农户花大量资金进行装修, 但是对房屋的质量安全却比较忽视, 无抗震构造措施。这说明了缺乏专业技术指导的当地居民对住宅的表面的关注程度胜过了住宅的安全, 这也是形成安全隐患的原因之一。
村镇住宅存在安全隐患, 质量得不到保证。在现有的建设模式下, 一旦房屋出现质量问题, 责任只能由住户自己承担, 修缮和加固费用由住户支付。因设计施工不合理而引起的墙体或楼屋面开裂的情况比比皆是, 房屋漏雨的情况相当普遍。由于没有有效的问责机制, 施工队造成的安全风险大部分转嫁给了住户, 这就进一步导致了施工质量低下, 安全隐患突出。
(四) 科技含量低, 环境污染严重
环境问题也是村镇住宅安全问题的一个方面, 却经常被人忽视。在现有的建设模式之下, 村镇住宅的建设及建成使用过程中资源利用不合理, 环境污染严重。
以建筑材料为例, 住宅建设中所采用的建筑材料大都就地取材, 采用当地小窑、小厂生产的没有严格执行国家规定标准的产品, 住宅的功能质量和环境质量差。虽然国家已经明令禁止使用粘土砖, 但是在某些地区, 粘土砖仍然作为主要的建筑材料使用, 破坏了大量的耕地, 对生态坏境造成了污染。
由于粗放式建设模式的限制, 很多新型的节能环保技术和快捷的施工方法无法应用到建设实践中来。这一方面造成了科研与实践脱节, 另一方面浪费了自然资源和人力资源, 带来很多环境问题。
以上四个问题是村镇住宅中普遍存在的问题, 但其最根本的问题, 在于居民自建的建设模式不合理, 这是其他各种问题产生的根源。概括起来, 在这种建设模式下, 在经济不发达的农村, 没有专业技术指导的居民往往希望花费最少的资金, 自主建造出尽可能大的、高的、外表漂亮的住宅, 在这个过程中把安全性和适用性放在了第二位。因此, 村镇住宅的安全性一直得不到保证。
四、解决村镇住宅安全问题的方法
有专家指出, 当前全球正处于地震多发活跃期, 中国处于太平洋与欧亚板块交界处, 属于发生大地震频繁区域。在汶川地震后, 中国地震形势进入比较严峻的时期。玉树地震再次凸显出加强建筑抗震在未来建筑发展中的重要性和必要性。另外, 村镇住宅的质量低下、基础设施落后、环境污染严重等问题也亟待解决。因此, 必须寻找一条适合我国村镇住宅发展的新型建设模式, 以替代居民自建的建设模式, 从而使上述问题迎刃而解。
为了保证房屋质量, 必须进行严格的规划、设计和施工, 但是这样必然会造成住宅建设成本的提高。为了降低成本, 又必须进行批量的建造, 以工业化大生产的方式来节约成本。这就是住宅产业化发展的基本思路。
采用住宅产业化的建设模式, 可以经过统一的勘测和规划, 避免房屋选址不合理。住宅建造公司承担了住宅的设计和施工工作, 能够彻底改变不经设计就进行施工的现状。住宅的质量由建造公司保证, 居民只需考虑房子的装修等问题即可, 甚至于连这些问题都不必考虑。如果使用过程中出现质量问题, 在规定时间内, 责任由建造公司承担, 无需住户支付修缮和加固的费用。建造单位因此也会注重房屋质量, 安全隐患的问题便可以得到解决。新的住宅科技成果可以通过住宅建造公司进行统一推广, 新型施工技术可以由建造公司广泛采纳, 从而提高住宅建造过程中的科技含量。另一方面, 这些新型科技手段的运用也能够节能环保, 并且如果能够建立起有效的监督机制, 建造公司也会采取措施减少施工过程中对生态环境的破坏。同时, 政府部门只需要像其他工业产品一样进行有效监管即可, 无需采用工程建设质量管理那一套较复杂的程序, 效率和质量将大大提高。因此, 自建房模式产生的诸多问题都得到了有效地解决, 住宅产业化是解决村镇住宅安全问题的一个有效途径。
表1比较了工地制造与工厂制造住宅的优劣, 虽然数据来自于美国, 当地劳动力价格偏高, 但是仍具有一定的参考价值。工地建造代表着现有的住宅建设模式, 而工厂制造、现场装配代表着住宅产业化的发展方向。从表中可以看出工厂制造住宅确实有着无可替代的优势, 住宅产业化是现代住宅建设的发展方向。
五、国外发展过程、现状及其经验借鉴
(一) 改善村镇住宅
在解决村镇住宅安全问题方面, 韩国的经验具有很好的借鉴性。韩国政府自1970年开始发起了“新村运动”, 并设计实施了一系列开发项目, 以政府支援、农民自主开发为基本动力和纽带, 带动农民自发的家乡建设活动。政府不仅是组织者, 而且是直接参与者, 投入了大量的人力、物力和财力。从新农村运动开始到1980年的10年间, 政府共投资27571亿韩元, 涉及农村各个领域。1971年, 在全国250多万农户中约有80%的农民住在茅草屋里, 但到了1977年, 全国所有的农民都住进了瓦片或铁皮房顶的房屋, 农村面貌焕然一新, 得到了国际社会的高度评价。
由此可见, 国家政策的支持和资金的投入, 是解决问题的关键。国家出钱, 农民出力的发展模式值得我国借鉴。制定出符合我国国情的住宅发展技术政策, 是解决问题的第一步。
(二) 住宅产业化发展过程
住宅产业化主要在欧洲、美国和日本等发达国家得到了广泛的应用和发展。以下就这些国家住宅产业化发展的基本情况作简要介绍。
1. 欧洲
欧洲许多国家由于受到第二次世界大战的严重破坏, 20世纪五六十年代对住宅的需求非常大。这些国家为了解决居住问题, 采用工业化生产的方式建造了大量的住宅, 并形成了一批完整的住宅建筑体系。
早在20世纪50年代到70年代, 法国就已经使用全装配式大板和工具式模式板为主的建筑施工技术, 到了70年代又向以通用构配件和设备的生产和使用的“第二代建筑工业化”过渡。为了发展建筑通用体系, 法国制定了尺寸协调规则, 并推广了“构造体系”, 该体系由一系列能相互代换的定型构件组成, 形成一个构件目录。建筑师可以根据需要, 在构件目录中选择构件。而后, 法国推行构件生产与施工分离的原则, 发展面向全行业的通用构配件的商品生产。进入90年代, 法国建筑工业化向着住宅产业化的方向发展, 现在已经形成了一套相对成熟的体系。
瑞典早在20世纪40年代就开始了对建筑模数协调的研究, 并在60年代大规模住宅建设时期, 将建筑部件的规格化逐步纳入瑞典工业标准 (SIS) 。在此标准体系的基础上, 大力发展通用部件。目前瑞典新建的住宅中, 采用通用部件的住宅占80%以上。在独立式住宅中, 有90%以上是通过工业化方法建造的。因此有人说, 瑞典也许是世界上工业化住宅最发达的国家。
丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家。国际标准化组织的ISO模数协调标准就是以丹麦标准为蓝本的。丹麦推行住宅产业化的途径是以模数化、标准化为基础, 开发以产品目录设计为中心的通用体系。在住宅产业化过程中, 也十分重视住宅的多样化, 甚至在规模不大的低层住宅小区内也采用装配式大板体系, 以求变化。
2. 美国
由于地广人稀, 美国住宅产业化明显不同于其他国家的产业化发展道路。在住宅产业化的建设上, 美国以低层木结构、钢结构小型住宅公寓为主流产品, 建造中更注重舒适性和个性化的要求, 而没有像欧洲国家一样采用预制构件装配式建造模式。住宅部品和构件基本已实现社会化大生产, 在市场上形成了一系列较为成熟的标准化产品体系。消费者能够根据供应商提供的产品目录依据自身喜好进行菜单式选择, 然后再委托专业的建筑安装企业进行现场拼装建设。
在现场施工方面, 分包商的专业化程度很高, 分工很细。模板工程从设计到制作已经形成独立的制造行业, 并已走上体系化的道路。现场运输由专业公司承担, 同时兼营挖掘、搬运、运垃圾、清理现场等业务。另外, 机械设备租赁业也比较发达, 机械租赁业的发展避免了建筑企业的资金积压, 提高了机械的利用率。
3. 日本
20世纪60年代, 由于原有住宅受到战争破坏, 导致住宅存量偏低;同时, 人口的大量增长带动了对住宅需求的急剧增加。然而, 建筑技术人员和熟练工人相当缺乏, 这限制了住宅的供给。在此基础上, 日本开始发展住宅产业化。
日本住宅产业化发展的过程, 是一个政府政策主导, 科研单位支持, 住宅企业推动的过程。在此过程中, 建设省和通产省发挥了非常重要的作用, 提出了大量行之有效的住宅产业化政策和措施。其中, 通产省负责住宅产业结构方面的工作, 提出了《住宅建设工业化基本设想》, 制定了《住宅生产工业化技术开发长期计划》。在每一个住宅建设的五年计划中, 都将住宅产业化作为一项主要内容。建设省则侧重于住宅产业技术开发方面的协调, 组织专家重点研究住宅产业化的发展问题, 提出了《今后的住宅产业及应采取的政策措施》。经过两个部门的通力合作, 研究领域从高层住宅工业化体系、节能化体系发展到现在的智能化住宅体系和生态住宅体系, 集中了大量的科研力量进行攻关, 产生了良好的效果。
另外, 日本住宅产业化也始终把住宅标准化, 模数化放在重要位置, 使企业可以实现住宅产品规模化、商品化。日本对住宅的材料、设备、部品、性能、结构、安全性等方面制定的标准非常详细和配套。
在住宅产业化的发展过程中, 日本还建立起一套优良部品的认证制度。例如, 颁布了《确保住宅品质促进法》, 以确保住宅的质量, 保护住宅购买者的利益, 迅速并合理地解决有关住宅的纠纷。为了使消费者放心购买新建住宅, 日本制定了《住宅缺陷担保履行法》。它规定向消费者提供新建住宅的建筑从业人员或住宅建设人员, 必须履行购买保险或托管等义务。这样一系列认证制度和责任认定制度的实施, 为住户免除了后顾之忧, 促进了住宅产业化的发展。
4. 发展经验
村镇住宅产业化是解决当今村镇住宅安全的有效方法, 国外的住宅产业化经过几十年的发展, 已经比较成熟, 从整个发展历程来看, 有许多方面值得我国借鉴和学习。
(1) 政府的积极引导是住宅产业化快速发展的前提
从日本的产业化发展历程可以明确看出, 政府的引导地位不可或缺, 积极的政策支持是实现住宅产业化快速发展的前提。
(2) 模数化和标准化制度的建立是住宅产业化快速发展的基础
无论是以上哪个国家, 只要实施了住宅产业化的发展策略, 无不重视模数化和标准化制度的完善。只有实现了住宅部件的标准化, 才能够实现部品的通用化, 提高生产效率, 节约成本, 保证质量。而这一点, 恰恰是我国村镇住宅中最为缺乏的, 应当引起我们的注意。
(3) 部品通用化是住宅产业化快速发展的核心
只有各种住宅的部品能够通用, 才能使企业之间能够自由竞争, 在市场竞争机制下, 真正实现良性循环, 即通过竞争来提高产品质量, 并降低产品价格, 最终使住宅产业化得到良好发展。
(4) 科技创新是住宅产业化快速发展的推动力量
创新是发展的灵魂。随着新的科研成果的不断应用, 产业化的住宅体系能够显示出其独特的优越性, 在科技创新的不断积累下, 产业化的住宅建造方式必将超越传统的住宅建造方式, 从而为广大居民所接受, 最终实现住宅产业化的快速发展。
(5) 住宅认证和保险制度是住宅产业化快速发展的重要保证
从日本的发展经历可以看出, 住宅的认证和保险制度促进了住宅产业化的发展。通过这样一种方式保证了住宅的质量, 免除了住户的后顾之忧, 保证了住宅产业化的顺利实施。
总之, 无论是以上的哪个方面, 离开了政府的主导地位都是不行的。国外的发展经验可以概括为:在政府的积极政策引导下, 通过模数化制度实现部品通用化, 及时引入新的科研成果, 并用制度来保证产品的质量, 这是我国村镇住宅产业化发展过程中值得学习和借鉴的。
六、我国村镇住宅产业化发展的合理模式
目前, 在住宅建设方面, 我国普遍存在着两种建设模式:自建和房地产开发。自建房大量存在于农村和不发达的城镇, 这是本文研究的需要解决的问题。而城市的房地产开发近年来发展如火如荼, 但是造成了许多社会问题, 并且由于生活方式的不同, 这种发展模式可能并不适合村镇住宅。因此, 必须提出新的适应村镇建设实际的发展模式, 以满足住宅产业化的要求。
(一) 居民自行投资开发
该种方式与居民自建的最大不同在于, 施工方不是临时组建的施工队, 而是专门从事住宅建造的专业公司。居民决定建房时, 可以联系住宅建造公司。这种公司同时承担许多住户的建房要求, 相对于居民自建, 可以在一定程度上实现住宅的产业化和工业化生产。公司交付使用的是装修完毕的住宅。经过正规的设计和施工, 住宅的质量可以得到保证, 并且可以得到定时的修缮和加固。但是由于这种形式的开发规模较小, 住宅造价可能高于居民自建房屋, 在经济不发达的农村难以推广。
(二) 政府统一开发, 房地产商运作
在需要住宅整体改造的地区, 可以采取这种模式。由政府统一规划出住户的住宅位置和面积, 房地产开发商统一开发, 最终交付使用的也是装修完毕的房屋。居民通过购买或者分配的方式得到自己的住宅。这种方式可以实现规模效应, 从而有效降低成本。并且由于有统一的勘测、设计和规划, 如果监督得当, 房屋质量很容易得到保证, 基础设施也可以做到相对完善。在许多社会主义新农村建设的示范点, 采用的就是这种思路。唯一不同就是现在的开发并没有发挥出工业化生产的优势, 住宅形式仍旧是传统的钢筋混凝土结构。
但是对房地产开发商来说, 开发以村镇居民为销售对象的住宅建设项目, 开发项目一般不大, 并且利润不会太高, 这样就降低了开发商的积极性, 可能会在配套设施上节省成本, 导致配套设施不够完善, 从而降低了对居民的吸引力, 实际销售艰难, 最终导致亏本, 形成恶性循环。另外, 开发商统一开发, 很容易使住宅的多样性受到限制, 往往会出现千篇一律的后果, 不能很好地满足住户的个性化需求。如果在整个过程中监管不力, 还会造成许多社会问题, 需要慎重采用。
(三) 政府统一规划, 居民投资开发
这种方式是以上两种方式相互融合的结果。简要说来, 就是政府完成前期的勘测、规划和设计, 布置好路网和管网, 然后把宅基地交给居民, 由居民自行联系住宅公司进行建造。在多家住宅公司的竞争之间, 也可以降低建造的成本。同时, 专业公司的统一建造可以实现大规模工业化生产。因此, 这种方法作为一个折中的方法, 可以为广大农村和城镇采用。
七、我国村镇住宅现代化建设的建议
为了解决村镇住宅的安全问题, 必须对现有的建造模式进行改革, 如前文所述, 走产业化发展的道路, 推动我国村镇住宅的现代化建设进程。广大村镇在住宅产业化的过程中, 应本着“因地制宜、保留传统、保证质量、重视功能”的原则, 使村镇的住宅安全和生活环境得到改善。在这个过程中, 有以下几个方面值得注意。
(一) 适合我国发展的工厂化制造住宅类型
一般说来, 工厂化制造住宅可以分为以下四种类型:制造住宅, 模块化住宅, 板式住宅以及预切割住宅。其中, 制造住宅的工厂化程度最高, 住宅全部在工厂完成, 包括内部装修和家电等配套措施。模块化住宅也是在工厂里制造的, 其特色是70%~85%的工作已经完成。这种住宅往往分段制造然后运送到工地并放置在基础上。板式住宅是通过制造的整体墙板来建造, 墙板上通常有覆盖物, 有时也带有门窗和外挂板。预切割住宅所需的工地劳动最多, 建造这种住宅的原材料在工厂里按照图纸尺寸切割好, 然后运送至现场进行施工, 与现在的轻型钢结构工业厂房的建造方法比较类似。
根据我国国情, 在这四种形式中, 最具有发展潜力的是板式住宅, 也就是通常所说的装配式住宅。既避免了工地现场的大量劳动, 又不至于给住宅的运输带来困难, 通常一般的卡车即可胜任运输工作。因此, 装配式住宅在我国广大村镇地区可以推广采用。
(二) 政策上的建议
由国外的住宅产业化发展可以看出, 政府的积极引导是住宅产业化发展的前提。根据我国村镇实际情况, 应着重从以下几个方面进行引导:
1. 政府为主导, 企业为先锋, 制定合理的政策, 以市场的力量调动企业的积极性;
2. 给居民适当的经济补贴, 协助居民建造装配式住宅, 促进住宅产业化发展;
3. 合理选择试点, 建设一大批样板工程, 引导居民自觉投身到住宅产业化发展的道路上来;
4. 加大科技投入, 促进科技产出;
5. 建立完善的质量认证制度和保障制度, 切实保护好居民的权益, 改变不经设计无证施工的现状。
(三) 技术路线上的建议
1. 提高村镇整体规划设计水平, 突出农村特色, 讲求实用;
2. 完善村镇住宅的模数化体系, 为工业化生产奠定基础;
3. 开发适合当地实际情况的结构体系, 在借鉴国外经验的同时, 发展具有自主知识产权的技术;
4. 制定切实可行的标准, 以规范住宅市场, 保证住宅质量;
5. 加快科技成果转化, 特别要注重农村大量废弃农作物残茎的利用技术开发, 并将新型技术运用到村镇住宅中来。
(四) 易忽视的问题
1. 传统建筑中的合理成分
在近年来的发展中, 钢筋混凝土结构的住宅以其广泛的适用性, 在全国各地掀起了一阵建设高潮。传统的木结构房屋和竹楼已经越来越少, 传统建筑元素中的斗拱和马头墙也已经成为一种装饰和点缀。传统民居传承千年, 必定有其合理之处, 或是符合当地气候特点, 或是符合当地风土人情。在开发新的结构体系时, 应当充分考虑到“因地制宜、保留传统”的原则, 处理好继承与创新之间的关系。发扬传统建筑中的合理成分, 加入新的现代元素, 使其既便于工业化生产, 也能较好地融合当地的传统。另外, 在建筑材料方面, 也应当尽量做到就地取材, 尤其应该注意农村大量废弃农作物残茎的再利用技术研发, 用合理的方法满足住宅产业化发展的需求。
2. 当地居民的劳动习惯和个性需求
村镇居民当中, 很多居民, 特别是老一辈的居民, 往往会有固定的劳动习惯, 如果新的住宅不能够很好地符合这些习惯, 通常也难以推广开来。比如农村居民喜欢房屋周边有一个固定的菜园, 希望能够在合适的地方养些鸡鸭, 或者最好在房屋周边有猪圈、牛棚, 以方便照料。北方地区的农户还希望在楼顶有一个平台能够晒粮食, 这些都是比较实际的问题, 必须妥善地解决。在浙江省萧山进行的村镇建设实践中, 按照规定, 禁止单家独院建造住宅, 提倡建设多层公寓。但是, 这种规定脱离了实际, 当地居民难以接受。
3. 村镇居民的经济承受能力
据统计, 2009年农村居民平均每人年纯收入仅为5153.17元, 而建造一栋简易的二层房也至少需要5万元。因此, 要实施住宅产业化, 发展装配式住宅, 必须降低住宅的成本。在保证安全性和实用性的前提下, 可以考虑加工农业废料作为围护结构, 采用廉价的再生建筑材料等措施来降低造价。总之, 如果超出了居民的经济承受能力, 住宅产业化便无法在不发达的农村得到发展。
4. 劳动力过剩的问题
我国发展住宅产业化的原因不同于国外。国外通常是由于住宅紧缺, 缺少熟练工人, 发展工业化装配式住宅以弥补劳动力不足。而我国恰恰相反, 存在着严重的劳动力过剩的问题。如果发展了住宅产业化, 必然会导致活跃在村镇的个体施工队无工可做, 这些剩余的劳动力如何安置, 也是不得不考虑的一个问题。
5. 两个误区
在我国城市住宅的发展中, 出现了两个误区——重复建设和政绩工程。在村镇住宅产业化的过程中, 应当避免这两种倾向。旧的并不一定代表不安全, 必须在经过质量检测并征得居民同意时, 才可以推倒重建。在不发达的村镇如果进行重复建设, 必然会引起居民的不满, 给住宅产业化的进程带来阻碍。另外, 相关部门切不可单纯为了图好看, 图规模, 就贸然对整个村庄或乡镇区域进行统一的规划和改造, 然后建造出不切实际的“样板房”。这也不符合推广住宅产业化、发展装配式住宅的初衷。
八、结语
村镇住宅 篇6
1 调查时间及方法
2010年通过对皖北地区, 包括安徽省淮河以北的县市以及跨淮的县市, 包括安徽省的宿州、淮北、亳州、阜阳、蚌埠、淮南六市的全部行政区域以及沿淮的滁洲市所辖的凤阳县和六安市所辖的寿县进行实地勘查和调研, 掌握目前在各地区村镇生态环境情况, 并对其进行资料汇集, 采取对比分析方法将原有村镇和经生态节能设计后的村镇规划进行对比, 对建筑节能及生态效果进行评估, 提出相应的改进措施。
2 调查结果与分析
2.1 皖北地区气候特点及村镇住宅能耗情况
整体区域为平原地区, 以农业发展为主, 村镇散布在整个区域, 由于地处寒冷地区与夏热冬冷地区的交叉地带, 属于过渡地区。冬季最冷月的平均温度0～-10℃, 有降雪天气。室内外温差只有1～4℃, 室内阴冷, 而到了夏季室内温度平均超过30℃, 有的时候甚至高达37℃左右。空调及电热设备一直是当地所采用的建筑能耗。人居环境舒适度差, 健康状况不理想[4], 而且耗能大, 达不到节能目的。
2.2 皖北地区村镇住宅建筑节能问题
由于该地区集镇、村庄的形成受家族观念、人居分散和历史地理条件影响。分散的单户、散户开始逐渐聚居到村庄、集镇, 他们大部分还不富裕, 仅是解决了温饱问题, 对住房条件要求不高, 住房多属自主建造, 根据自家的收入节余情况利用宅基地就地建房或扩建住房, 围护结构未做保温。皖北的寒风比省内其他区域更加猛烈、刺骨, 传统取暖方式越来越难以满足农民的需求。大多农民采用蜂窝煤取暖, 平均一天需要烧掉三四块蜂窝煤, 上面放一个水壶, 既起到保暖作用, 又可保证开水供应, 但要想御寒须围炉而坐。煤炉最大的缺点是烟味大, 呛人, 煤气中毒的事时有发生。而且近期, 蜂窝煤价格一路上涨, 一块煤球均价已达到0.8元左右, 让农民用起来心疼。通过调查发现皖北建筑存在的主要问题是由于围护结构未考虑保温节能措施, 墙体、门窗、屋面和地面未作保温节能处理, 导致冬夏季节建筑耗能的提高, 所以围护结构是解决皖北地区建筑节能的关键。
3 改进技术措施
建筑围护结构主要包括墙体、门窗、屋面和地面4个部分, 围护结构节能改进措施也主要针对这4部分展开。在建筑外围护结构采取的保温隔热做法中, 外墙保温往往对建筑的节能率影响最大;其次是外门窗、屋面, 而地板对建筑节能率的影响最小。通过经济技术分析比较可以得出, 提高建筑物的节能效果中, 改进外墙的保温隔热性能效果最佳、费用最低, 其次是屋面和楼板的保温隔热性能, 而对于门窗保温性能的提高, 需要的成本消耗也最高。
3.1 墙体改进措施
从建筑传热耗热量的构成来看, 外墙所占比例最大, 必须对围护结构的墙体提高保温能力。提高墙体保温性能的关键在于增加热阻值, 应选择质轻导热系数低的材料作为围护结构, 利用原有外墙围护结构, 在墙体上采用内保温或外保温措施, 提高墙体的总热阻。可以采用将原有粘土砖墙, 在其外侧或内侧采用节能保温材料EPS板或XPS板保温系统及现场喷涂泡沫聚氨酯等保温技术, 它们都可以提高外墙的保温性能, 既可以省大量重建费用, 又可以大大提高墙体的保温效果。
3.2 门窗改进措施
随着节能工作的开展, 近些年来从发达国家引进了一系列新型技术, 比如屋面保温采用发泡聚苯乙烯、玻璃棉等保温材料;门窗保温采用平板玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃、低辐射镀膜玻璃﹑LOW-E玻璃、吸热玻璃都具有节能效果[5], 外墙采用呼吸式幕墙等高科技手段达到自然通风采光;高效保温隔热玻璃及智能遮阳调光装置控制能量平衡;建筑楼板、墙体辐射制冷或烘暖技术[6]等等, 这些技术被大量应用到公共建筑方面, 而对于村镇建筑尚未大量使用和推广。
改善现有窗扇保温性能的措施:利用原有窗扇框, 将原单层普通玻璃更换为双层隔热玻璃, 这种方法操作简单快捷;可在原有窗扇上增设隔热玻璃, 尤其适用于木制窗框, 改造造价低。在内侧窗框上附加隔热玻璃, 用细木条缝边;还可在外窗的墙内侧增设第二道窗, 装设隔热玻璃。第二道窗的材料可采用木制﹑铝制和铝塑等等, 根据内部环境的具体要求来选择;也可更换成新型节能窗。
3.3 屋面改进措施
屋面的热损失约占整个围护结构热损失的30%, 造成了大量的能耗。在不超过原有屋面高度的前提下, 翻新屋顶可以解决此问题。增大屋顶热阻的主要措施就是采用保温材料作为保温层。宜采用聚乙烯泡沫塑料板、挤塑性聚苯板、水泥聚苯板、岩棉等轻质高效保温隔热材料。通过节能处理可以使屋面的传热系数减少, 大大提高了保温效果。
3.4 地面改进措施
对于直接接触土壤的非周边地面, 一般不需作保温处理, 对于直接接触土壤的周边地面 (即从外墙内侧算起2.0 m范围内的地面) , 应作保温处理, 一般在地面面层下增铺适当厚度的板状保温材料, 进一步提高地面的保温性能。
4 结论与讨论
改善广大村镇居住环境, 让农民朋友使用省钱、环保、管用的节能措施, 是目前着手研究的改善民生新课题。通过分析发现皖北村镇住宅冬季采暖用电量中, 围护结构占80%;夏季用电量中, 围护结构占20%;全年采暖空调除湿用电量中由围护结构引起的占50%。为此建筑节能从围护结构入手来进行设计和制定标准是主要研究对象, 围护结构是解决皖北地区建筑节能的关键。通过对墙体、门窗、屋面及地面采取经济适用的节能材料和技术措施, 可以节能50%以上。今后将在以下方面进行深入探讨, 为村镇住宅建筑节能设计提供有价值的参考:对围护结构节能效果进行深入研究, 以提供理论上的依据;提供皖北地区村镇户型围护结构节能改造热学计算方法, 并制定相应的节能指标;对节能改造经济效益和节能技术工艺可行性进行探索和研究;利用计算机辅助工具进行热学计算及进行造价分析, 使节能改造的可行性有准确的数据支持;提供具有针对性的节能改造评价体系。
参考文献
[1]朱盈豹.保温材料在建筑墙体节能中的应用[M].北京:中国建材工业出版社, 2003.
[2]焦凤祥, 奚星伍, 许二明.皖北地区新农村住宅规划设计初探[J].安徽建筑, 2007, 14 (5) :21.
[3]芮玮玮, 应迅.镇住宅建筑节能的适用技术研究[J].建筑节能, 2010, 38 (2) :68.
[4]付祥钊.夏热冬冷地区建筑节能技术[J].新型建筑材料, 2000 (6) :14.
[5]高英志, 于燕.建筑节能外窗形式解析[J].低温建筑技术, 2007 (2) :107.
村镇住宅 篇7
陕西是历史强震活跃, 地震灾害严重的省份之一, 全省10个市均发生过5级以上破坏性地震。其中1556年华县8级特大地震造成83万人死亡, 是有史记载的世界上人员死亡最多的一次大地震。同时, 省内发生的中等地震也造成一定的经济损失和很大的社会影响, 邻省发生的特大地震也经常在我省形成灾害。关中位于陕西省中部地区, 是陕西经济、政治、文化中心, 该地区村镇住宅在整个产业中所占比例较大。据专家分析, 未来关中西北部和东部区域均存在发生中强震的可能, 因此, 对该地区村镇房屋的抗震性能分析研究有重要的现实意义。
1 陕西关中地区典型村镇房屋抗震性能分析
为了对该地区村镇房屋的抗震性能有一个较深入的了解, 选择位于西安市附近某典型村镇住宅进行具体分析研究。
1.1 房屋设计概况
该房屋建于1995年, 采用条形砖基础, 基础埋深为0.80m, 地基采用素土夯实;室内外高差为0.75m, 首层层高为4.5m, 二层层高为3.6m;屋顶设置钢筋混凝土圈梁;内、外墙体均采用240mm实心粘土砖墙砌筑。房屋四角设置钢筋混凝土构造柱, 其截面尺寸为240mm×240mm;房屋设室外楼梯, 楼盖选用预制楼板体:板厚130mm, 板宽600mm。房屋平面布置如图1所示。
1.2 典型村镇房屋有限元模型建立
本文采用有限元软件PKPM (2010版) 对该典型村镇住宅进行实体模型建立和计算分析, 建立的整楼模型如图2所示。
1.3 典型房屋抗震性能分析
根据现行的《砌体结构设计规范》[2] (GB50003-2011) , 《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010) [3]确定设计参数, 地震动参数按西安市抗震设防区划取用, 具体所选参数为:关中地区抗震设防为8度区, 地震影响系数最大值为0.16;设计基本地震加速度为0.2g;特征周期为0.35s;场地类别为Ⅱ类。抗震验算结果如图3所示。
图3中垂直墙体的较大数据为整片墙的抗震验算结果, 数值为抗力与荷载效应的比值。若比值小于1, 则表明该片墙体整体不满足抗震强度要求。门窗间墙段的注写数据为该段墙体的验算结果, 标注方向与该墙段平行。若不满足则用红色显示。从图3的计算结果可以得出以下结论:
(1) 该结构横墙基本能够满足抗震要求, 而纵墙却有多处墙体不满足抗震设计要求。
(2) 从 (a) 图可以看出, B、D轴墙体整体不满足抗震要求 (括号内效应/抗力小于1的数据) , 主要因为这些纵墙设有多处较大洞口, 削弱了墙体的整体刚度。同时还有多处小墙段抗震能力不足, 这主要是由于在该轴处设有多个洞口, 且开洞较大, 使该洞口两侧窗间墙宽度不满足设计要求, 加之又未在洞口两侧设置构造柱加强, 致使这些墙段的承载能力严重不足, 无法满足抗震要求。从 (b) 图可以看出, 二层的B轴线处, 虽然墙体整体满足抗震要求, 但门窗洞口之间的窗间墙段抗震能力不足, 主要也是因为洞口的设置使该洞口两侧墙段的高度相对较小, 又没有构造柱加强, 所以不能满足抗震要求。
(3) 从 (c) 图可以看出, 在首层一些门洞口部位, 墙体受压承载力不满足要求。
(4) 从 (d) 图可以看出, 在 (2) - (4) /B-C轴部位, 由于首层未设置墙体, 又没有设置梁垫, 致使一些部位局压承载力不够, 而且高厚比也较大, 安全储备较小。
2 结语[4]
通过对关中地区典型村镇住宅的抗震性能分析表明:该地区村镇房屋存在较多问题, 仅在小震作用下房屋的承载力就有多处不满足规范要求。而房屋构造措施方面也有很大缺失, 如墙体的端部和纵横墙连接处没有设置构造柱, 房屋楼、屋盖处没有设置闭合圈梁进行加强, 纵横墙之间没有设置拉结钢筋或网片进行咬槎, 梁端集中荷载作用下没有设置梁垫加强, 预制楼板间也没有进行相应的拉接措施等等, 另外结构的平面布置也存在不足, 墙体的设置上下不连续, 层高尺寸过大, 窗间墙体较窄等, 再加上建筑材料的强度是否达标也无从考证。多个方面的问题致使该地区村镇房屋抗震能力较差。
参考文献
[1]姚涛.陕西关中地区农村住宅抗震性能现状分析与对策研究[D].西安建筑科技大学工程硕士论文, 2009, 12.
[2]GB 50003-2001, 砌体结构设计规范[S].中国建筑工业出版社, 2001.
[3]中华人民共和国国家标准.GB50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.
村镇住宅 篇8
与常规能源相比,太阳能具有清洁、储量丰富和获取方便等优势。近年来国家政策的大力扶持和太阳能集热器技术的不断完善,为太阳能热水系统在村镇地区的应用提供了更好的政策和技术的支持［6］。当前,太阳能热水系统在村镇地区已得到了广泛应用。而对于村镇地区,由于其能源供应形式单一,主要为电力,为减少作为辅助热源的电力能源的消耗,常会设置较高的太阳能保证率。但由于缺乏针对性的设计和科学的指导,高保证率的太阳能热水系统在实际使用中常出现系统夏季过热以至无法使用和冬季热水供应不足而消耗过多的辅助热源以至经济性不高的问题［7］,而目前针对村镇地区的太阳能系统研究主要集中于进一步提高系统的节能性能［8 － 9］。
本文以一个三口之家的太阳能热水使用为分析案例,结合村镇住宅的热水需求特点,对太阳能热水系统的优化设计方案进行探讨。
1 村镇住宅的热水需求特点
本文以上海周边地区的一个三口之家的村镇住户为分析案例。对于村镇住户而言,随着季节的不同,热水的用途也有较大区别: 在夏季,热水的主要需求为沐浴用水和少量的厨房洗碗用水; 在冬季,热水的主要需求为沐浴用水、盥洗用水、部分厨房洗碗用水以及部分洗衣用水。
为使分析案例具备普遍性,各使用功能的用水量主要依据《民用建筑节水设计标准》( GB 50555 -2010)［10］确定。依据节水设计标准,上海地区中、小城市有热水器和淋浴设备的住宅的节水用水定额为100 ~ 160 L / ( 人·d) ; 村镇地区用水相对较少,本文取最低值100 L/( 人·d) ; 结合住宅建筑的分项给水百分率表,可得住宅建筑的分项给水用水量,如表1所示。
依据《家庭厨房用水耗能状况研究报告》,上海地区居民厨房洗碗的日均用水量约占厨房日均总用水量的一半,因而本文中洗碗用热水量按厨房用水量的一半计算; 村镇地区的居民从事农作等体力劳动较多,因而对洗浴的需求较多,本文按照夏季每人每日一次、冬季每人每两日一次计算; 冬季洗衣日均热水用量按洗衣日均总用水量的一半计算。因而,可得到表2 所示的夏季和冬季日均热水用量表; 其中夏季和冬季的日均热水用量非常接近,分别为126 L和129 L,两者的比值为0. 98。
2 系统性能分析指标
2. 1 太阳能保证率
太阳能热水系统保证率f可定义为太阳能提供的热量与系统总热负荷的比值,其表达式为
式中Qsolar———太阳提供的热量;
Qload———热水系统的总热负荷。
提高太阳能保证率,可在保证热水供应质量的基础上减少辅助能源的消耗,达到充分利用可再生能源并提高运行经济性的目的。
2. 2 系统是否易出现过热
设置较高的太阳能保证率虽然可以提高运行的经济性,但若系统设计不合理,极易在夏季出现系统过热,从而引发系统损坏故障以及安全事故。本文定义太阳能热水系统运行一年出现的过热时长ho来作为分析太阳能热水系统是否过热的指标。
3 系统方案比较分析
3. 1 系统形式的选择
当前村镇地区采用的家用太阳能热水系统主要为紧凑式和分体式两种。家用紧凑式太阳能热水器由于具有结构简单、造价便宜和采用无需辅助循环动力的热虹吸式循环等优点,在早期的太阳热水应用中占据了较大的比例; 且由于其成本优势,目前的市场占有率仍然较高。
但随着人们对太阳能热水质量和对建筑美观要求的提高,紧凑式系统存在的保温性能差、和辅助热源结合难以及破坏建筑外观效果等问题日益凸显。尤其对于村镇地区,冬季的盥洗和洗衣用热水常为需要隔夜使用的热水,因而对太阳能热水系统的保温性能有较高的要求。而紧凑式系统是由储热水箱和全玻璃集热管相集成的一体式系统且均置于室外,故而在寒冷的冬季夜晚系统通过储热水箱和集热管的散热损失很大,无法保证第二天清晨的使用需求,而若在储热水箱中内置辅助加热器会造成更多的散热损失且运行不经济。基于此,分体式系统由于其与建筑结合度好、可采用间接加热来保证水质、储热水箱可置于室内来减少热损等优点,越来越受到消费者的青睐。下文将对分体式系统的优化设计进行分析。
3. 2 常规设计方案
太阳能集热器作为太阳能热水系统的热量转化和收集部件,其参数的设置对热水系统的性能有着决定性的影响。一般家用太阳能热水系统的集热器面积可依据系统的日平均用水量、用水温度等参数按如下公式进行计算
式中Ac———集热器面积/m2;定,取值129 L;
Qw———设计日平均用热水量/L,取冬季值设定,取值129 L;
c———热水的定压比热容/k J·kg-1·℃-1;
ρ———水的密度/kg·L-1;
tr———热水设计水温/℃,取值60℃;
tl———水的初始温度/℃,取值15℃;
f———年太阳能保证率;
JT———当地集热器采光面上的年平均日太阳能辐射量/k J·m-2;
η———集热器的集热效率/[%],取值50%;
ηL———系统的热损失率,取值0.12。
基于尽可能地充分利用太阳能资源从而减少所需集热器面积以节约初投资成本的目的,当前太阳能热水系统的主要设计思路为选取年累计太阳能辐射量最大的采光面作为集热器的安装斜面,进而确定集热器的安装倾角、方位角以及面积。
对于村镇地区的家用太阳能热水系统,考虑到其集热器的布置与住宅主朝向的结合问题,集热器布置方位角仅考虑正南向。表3 所示为方位角为正南向的情况下,采用Reindl模型计算得到的不同倾角斜面上的年日均累计太阳能辐射量。
由表3 可知当集热器倾角为20°时,单位面积上的年日均累计辐射量达到最大为13. 63 MJ/m2。因此,选取20°作为集热器的安装倾角。此外,考虑到村镇地区选取较高太阳能保证率的特点,本文中的太阳能保证率取值65% 。结合公式( 2) 可计算得到,热水系统所需的集热器面积为2. 63 m2,取整为3 m2。储热水箱的容积可设为150 L。则常规设计太阳能热水系统方案的参数如表4 所示。
3. 3 优化方案
区别于3. 2 中所述的常规设计方法,本文提出的优化设计方案以匹配热水系统的夏、冬季热水用量和全年的太阳能辐射分布为目标,具体为根据夏季和冬季的热水用量比例选取集热器采光面上夏季和冬季的累计辐射比例与之接近的倾斜面作为集热器的安装平面,进而确定集热器的面积等系统参数。表5 所示为不同倾角斜面上的夏季和冬季日均累计辐射值以及两者的比值。
由表5 可知,在集热器倾角为80°时,夏季和冬季的热水用量比值与太阳辐射量比值最为接近,分别为0. 98 和0. 96。因此,选取80°作为集热器的安装倾角。在太阳能保证率仍设定为65% 的情况下,结合公式( 2 ) 可计算得到所需集热器面积为3. 59 m2,取整为4 m2。则比较设计方案的太阳能热水系统参数如表6 所示。
4 比较分析与讨论
为比较分析常规设计方案和比较设计方案两者的性能,本文采用动态模拟软件TRNSYS分别建立了两者的系统模型,并选取TRNSYS中上海地区的典型气象年( TMY) 文件作为气象数据,对两者的全年性能作了动态模拟分析。其中,过渡季的热水需求分布按夏季和冬季的平均值进行设置。
4. 1 实际太阳能保证率
太阳能热水系统实际运行中,其性能受用水时间分布和太阳辐射波动的影响较大。对于本系统而言,由于热水的使用时间主要集中在太阳辐射较差的清晨和夜晚,与太阳辐射最好的日间时刻相错开。因而,易出现系统在下午时刻达到保护水温而使集热环路停止运行的情况。从而系统不能充分利用当天的太阳能辐射,而使得保证率降低。图1 所示为两种方案下的各月太阳能保证率的分布。
如图1 所示: 常规方案的各月太阳能保证率随着月份的变化呈现为增加后减小的趋势,与各月太阳辐射的强弱变化相一致,其冬季和夏季的太阳能保证率差异较大,冬季一月份的保证率仅为22% ,而夏季七月保证率高达74% ,两者相差52% ,全年保证率为47% ; 相对而言,比较方案的冬季和夏季太阳能保证率差异较小,冬季一月份的保证率为39% ,夏季八月份的保证率为59% ,两者相差20% ,保证率在过渡季的九月份达到最高为70% ,全年保证率为51% 。比较两种方案下的太阳能保证率分布,可以发现比较方案的数值分布与冬季和夏季的热水用量分布更为接近,因而匹配性更好; 此外,比较方案的年太阳能保证率更高。
4. 2 是否出现过热
过热现象的出现不仅会让系统无法正常运行,同时也会加剧系统管件连接处的泄漏、部件损坏等问题的出现,甚至会在系统泄压时引起安全事故。因而,在系统设计和运行中应尽量避免过热问题的出现。图2 所示为两种系统方案在各个月的过热时长分布。
如图2 所示: 常规方案的系统在太阳辐射较好的7 至9 月都出现了不同时长的过热状况,其中八月份辐射最强的一周内,其过热时长达到了12. 7 h;比较方案的系统由于采用加大集热器安装倾角的设置,有效地降低了系统在夏季接受到的太阳辐射,从而避免了过热的出现; 从图中可以看出,比较方案的系统未出现系统过热的现象。通过比较两种方案的过热时长可以发现,比较方案的运行稳定性和安全性要优于常规方案。
4. 3 经济性
对于村镇地区,太阳能热水系统的经济性是推动该系统在村镇地区得到普遍应用的主要因数,因此系统运行的经济性必须作为考量的主要因素。图3 所示为两种方案在各个月的辅助热源的电耗分布。
如图3 所示,常规方案系统在夏季的辅助热源电耗略低于比较方案系统,而在其他月份的辅助热源电耗均高于比较方案。常规方案系统的全年电耗为5 531 MJ,即1 536 k W·h; 比较方案系统的全年电耗为4 997 MJ,即1 388 k W·h; 则比较方案比常规方案每年节约电耗148 k W·h。按照0. 7 元/k W·h折算,比较方案比常规方案每年节约电费104 元。比较方案比常规方案多设置了1 m2集热器面积,按800 元/ m2计算,则比较方案相对于常规方案的回收期为7. 7 年,而太阳能热水系统的使用寿命一般为15 年,故而在使用期内,比较方案的增量成本可以得到回收。通过比较可以发现,比较方案的运行更具有经济性。
5 结论
本文结合村镇地区的太阳能热水使用特点,分析了村镇地区适宜的太阳能热水系统形式,并基于此提出了一种以匹配全年热水需求分布与辐射分布为目标,进而确定集热器倾角、面积等参数的系统设计方案,且通过建立动态分析模型比较了该方案与常规方案的性能。结果表明:
( 1) 基于村镇地区居民的热水使用特点和对热水质量以及系统与建筑结合度的要求,相较于紧凑式系统,分体式系统更适宜作为村镇地区的家用太阳能热水系统形式。
( 2) 本文提出的优化方案与常规方案相比,集热器安装倾角有大幅度的增大,使得单位采光面积上的年太阳能辐射有所减少; 但夏、冬季的太阳辐射分布与对应的热水用量的匹配性更好,从而一方面增强了系统冬季的集热量,另一方面也有效地降低了系统在夏季接受到的太阳辐射,进而避免了系统过热的出现。