瞿曉雨　林　川

摘要：本文以京郊村鎮(zhèn)節(jié)能小住宅設(shè)計(jì)為例說明村鎮(zhèn)生態(tài)小住宅的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：京郊村鎮(zhèn)小住宅 生態(tài)節(jié)能

Abstract: The article explains ideas about designs of small ecological houses in villagesand towns through some examples in Beijing suburbs.

Keywords: Small houses in suburbs, ecology, energy saving

背景介紹

目前，我國村鎮(zhèn)居民掀起建房熱潮。據(jù)資料表明，全國村鎮(zhèn)迫切要求建房的居民約占10％～30％。這充分說明，村鎮(zhèn)的住宅建設(shè)，已經(jīng)成為住宅建設(shè)中一個(gè)很重要的方面。但是，由于國家對(duì)村鎮(zhèn)住宅建設(shè)缺乏有效的管理，以及地方工匠和低水平的設(shè)計(jì)充斥市場(chǎng)，使村鎮(zhèn)住宅建設(shè)產(chǎn)生了許多問題，例如住宅建成后功能布局缺乏可變性與適應(yīng)性、能耗大、舒適度低等等，使村鎮(zhèn)住宅的居住質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)投入極不相稱，并帶來了資源的極大浪費(fèi)，這已經(jīng)成為我國村鎮(zhèn)住宅建設(shè)中的一個(gè)突出問題?；谏鲜鲈?，建設(shè)部提出了小城鎮(zhèn)、大戰(zhàn)略的口號(hào)，要求將中小城鎮(zhèn)的住宅建設(shè)，放到一種國策的地位上來研究。筆者以為，研究與發(fā)展生態(tài)小住宅，是改變這種粗放的設(shè)計(jì)局面，提高村鎮(zhèn)住宅科技含量的有效途徑之一。所謂生態(tài)小住宅，是指可以通過組織住宅建筑室內(nèi)外的各種物質(zhì)要素，使物質(zhì)、能量在建筑內(nèi)部有秩序地循環(huán)轉(zhuǎn)換，從而獲得一種高效、低耗、無廢、無污、生態(tài)平衡的建筑環(huán)境。對(duì)我國的村鎮(zhèn)小住宅而言，生態(tài)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)能適應(yīng)家庭未來在居住成分方面的各種發(fā)展與變化。同時(shí)，從技術(shù)角度講，依據(jù)我國國情，宜以適用技術(shù)為主，令廣大居民經(jīng)濟(jì)上能夠承受，施工上易于操作。下面即以一個(gè)案例來說明村鎮(zhèn)生態(tài)小住宅的設(shè)計(jì)思路。

案例分析

⒈要求與限制條件

任何建筑設(shè)計(jì)的特色，均來自于限制條件。本文所介紹的方案，是一個(gè)委托設(shè)計(jì)的實(shí)例，所以，設(shè)計(jì)的構(gòu)思首先是圍繞業(yè)主的要求與場(chǎng)地的制約展開的。

⑴業(yè)主的要求：

該住宅位于京郊農(nóng)村，住戶是三口之家。住宅主要用于夫妻二人養(yǎng)老，以生活起居為主，不考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能。孩子將來可能與父母同住，也可能搬走。戶主要求房間日照充足，冬季保暖，配備專用的汽車庫，并且保安防盜。由于住宅位于城鄉(xiāng)接合部，外來人口較多，因此戶主還要求能夠有一定的居住面積用于出租。但對(duì)該部分出租面積的要求是可分可合，或者說既可以租給一個(gè)租戶，也可以租給兩個(gè)租戶，并且在不對(duì)外出租時(shí)，應(yīng)該是整個(gè)住宅的一個(gè)合理的組成部分。

⑵場(chǎng)地限制條件：

場(chǎng)地的制約主要來自兩個(gè)方面，一是如何滿足日照間距，二是檐口“限高”。該宅基地東西長16.5m，南北長11.5m。南鄰前院的平房，北鄰村內(nèi)主要道路，西鄰戶間小巷，東鄰家族共用的車道，考慮到戶主的使用面積要求及前院平房的遮擋作用，使日照間距難以滿足。此外，當(dāng)?shù)卮迕裨谧≌芸诟叨壬嫌幸粭l不成文的規(guī)矩，即相鄰兩家檐口高度至少要持平，不能高過另一家，以免有壓人一頭之嫌。該戶相鄰住宅的北面檐口高度為4.8m，即該住宅的檐口高度必須小于等于4.8m，這給蓋樓房也帶來一定困難。

2.構(gòu)思與方案設(shè)計(jì)

⑴總體構(gòu)思

由于“限高”限制的是北面檐口的高度，而對(duì)住宅主體高度沒有限制，因此本方案采用了一個(gè)南北坡相互錯(cuò)落的屋頂，在保證北面檐口高度為4.8m的情況下，盡量提升住宅主體高度，使其能容納二層使用面積。同時(shí)，底層室內(nèi)地坪與室外持平，盡量不向地下發(fā)展，減少土方開挖量。在二層北側(cè)空間凈高最低處(2.1m)安排衛(wèi)生間、廚房、餐廳等對(duì)層高要求不高的房間等，在住宅中部安排主要活動(dòng)空間和流動(dòng)空間。這樣一來，高、低空間各得其所，“限高”的制約就化解了。為進(jìn)一步增加使用面積，削弱冬季西北風(fēng)對(duì)庭院的擾動(dòng)，保證住宅內(nèi)部的私密性與安全性，整個(gè)住宅采用L形平面。二層西部東西向的租戶住房設(shè)有一個(gè)南向退臺(tái)，以取得南向采光。

⑵冬季的保溫與防寒措施

北京冬季住宅的保溫得熱是本方案要解決的最主要的問題。由于地處農(nóng)村，沒有集中的供熱管網(wǎng)，當(dāng)?shù)卮迕褚话阕灾猛僚瘹?，利用油爐、煤爐加熱取暖，耗能多，經(jīng)濟(jì)投入大?？紤]到北京地區(qū)日照充足，我們認(rèn)為應(yīng)該充分利用太陽能進(jìn)行保溫與得熱，減少冬季取暖費(fèi)用。

①冬季得熱及貯熱

A.太陽能系統(tǒng)

太陽能集熱方式有主動(dòng)式與被動(dòng)式系統(tǒng)兩種，被動(dòng)式系統(tǒng)又分直接集熱和間接集熱兩種方式。由于本方案除采暖外，還要考慮熱水系統(tǒng)，因此采用了主動(dòng)式與被動(dòng)式、直接集熱與間接集熱相結(jié)合的方式。簡單說來，就是在曬臺(tái)上安裝真空管集熱器，加熱洗浴熱水兼起預(yù)熱土暖氣過水的作用，減少暖氣加熱時(shí)段；設(shè)置日光間作為采暖的集熱器，利用室內(nèi)的樓地面、地下的卵石床等高密度材料的熱延遲性為儲(chǔ)熱器和散熱器；日光間、卵石床與主要使用房間之間以管道相連，管道口用風(fēng)扇提供循環(huán)動(dòng)力。

B.直接得熱措施

直接得熱的原理是讓冬季陽光從南面窗直接射入房間內(nèi)部，用樓地板、墻體、家具設(shè)備等作為吸熱和儲(chǔ)熱體。當(dāng)室溫低于這些儲(chǔ)熱體表面溫度時(shí)，這些物體可以以低溫輻射方式向室內(nèi)供暖。輻射供暖比空氣對(duì)流供暖更有效而舒適，其所需的舒適氣溫比對(duì)流供暖的要求低。在本方案中，為了增加直接得熱量，采取了兩項(xiàng)措施:a.在南部主要起居空間設(shè)置吹拔和落地窗，使冬季正午陽光能射入日照間距不足的一層;b.在屋頂兩坡錯(cuò)落處設(shè)置南向高窗，彌補(bǔ)住宅北側(cè)房間采光的不足，并取代北向采光，避免北向開窗帶來的冬季熱損失。c.毗連日光間常見間接得熱設(shè)施有：特朗伯集熱墻、水墻、載水墻、毗連日光間等。本方案在住宅南部設(shè)置了毗連日光間，其好處是:a.可將住宅年度熱損失減少一半 ；b.管理簡單;c.可以種花草，改善微氣候;d.保留傳統(tǒng)的院落生活習(xí)慣。為了保證有足夠的集熱面積，整個(gè)南部庭院和二層租戶的退臺(tái)都被納入日光間內(nèi)。這樣，戶主和租戶可同時(shí)享受日光間的好處。

D.門窗的設(shè)計(jì)

玻璃窗既是得熱構(gòu)件，也是主要的失熱構(gòu)件。為避免夜間耗熱增加，所有南向窗的面積不超過墻面積的35％。為了加強(qiáng)保溫，在高窗下部吊頂設(shè)置了一道可推拉的保溫板，白天打開，允許陽光透入；夜間封上，防止熱量散失。由高窗構(gòu)成的三角形斷面的小型集熱空間，還可以輔助毗連日光間集熱。

E.儲(chǔ)熱器

收集的熱量貯存在卵石床內(nèi)。較特朗伯墻、水墻等儲(chǔ)熱器而言，卵石床施工簡單，易于維護(hù)。本方案中卵石床設(shè)在底層臥室、客廳等主要空間下部，在蓄熱的同時(shí)可以改善地面的熱舒適度。車庫下部也設(shè)置了卵石床，防止車庫冬季過冷。卵石床內(nèi)有管道與屋頂集熱室、毗連日光間和起居廳、臥室分別相連。

F.基本工作原理

整個(gè)住宅的太陽能集熱系統(tǒng)在冬季的工作原理如下:白天，陽光直接射入室內(nèi)和日光間，形成溫室效應(yīng)，室內(nèi)空氣被加熱。樓地面、墻體開始蓄熱，形成低溫輻射向室內(nèi)供暖。毗連日光間、屋頂集熱室的熱空氣以強(qiáng)迫對(duì)流的方式送往地下卵石床，儲(chǔ)存起來以補(bǔ)償夜間的熱損失。晚上，關(guān)閉二層吊頂?shù)谋匕?，拉上保溫窗簾，減少熱損失。樓地面、墻體在材料的熱延遲作用下，繼續(xù)向外輻射散熱。同時(shí)抽取卵石床內(nèi)的熱空氣，與室內(nèi)對(duì)流換熱取暖。為了防止熱量向外散失，屋頂和外墻都夾設(shè)了保溫材料。

②冬季防寒

本方案在建筑布局中設(shè)置了三道“熱閘”，用以保溫隔熱:一道是南部的毗連日光間，在冬季夜晚緊閉門窗，形成室內(nèi)外間的一道保護(hù)屏障。其中，戶主和租戶戶門均在樓梯間內(nèi)開啟，與室外相隔了日光間、樓梯間兩個(gè)過渡空間;第二道是地下卵石層，防止一層室內(nèi)熱量向地層傳導(dǎo);第三道是將廚房、衛(wèi)生間、車庫、鍋爐間等次要房間布置在北側(cè)，并減少北墻和西墻的開窗面積，緩沖來自住宅西北面的冷風(fēng)滲透。

⑶夏季的通風(fēng)與散熱

住宅冬季的得熱系統(tǒng)在夏季也成為熱量的主要來源，因此夏季要解決的主要問題是遮陽與自然通風(fēng)。自然通風(fēng)實(shí)際上是與冬季集熱同時(shí)考慮的。建筑物的自然通風(fēng)機(jī)理主要有兩種：一是利用風(fēng)壓，如在建筑中設(shè)置“風(fēng)道”，實(shí)現(xiàn)穿堂風(fēng);二是利用熱壓，如設(shè)置通風(fēng)井，實(shí)現(xiàn)“煙囪效應(yīng)”。本方案以利用熱壓進(jìn)行誘導(dǎo)通風(fēng)為主，其措施是:在主要起居空間中設(shè)置吹拔，使氣流能在上下層間自由流動(dòng)；利用坡屋頂?shù)腻e(cuò)落，在室內(nèi)造成局部高空間，使熱氣能在屋頂聚集，遠(yuǎn)離人體所在高度。具體的工作原理是:夏季，展開毗連日光間頂部卷簾，屏蔽太陽輻射，同時(shí)打開日光間山墻上部開口，對(duì)流散熱。在室內(nèi)，打開屋頂集熱室的窗戶，熱空氣上升后在此逃逸，同時(shí)，室外陰影區(qū)內(nèi)的冷空氣從一層北窗補(bǔ)充進(jìn)來。

⑷功能適應(yīng)性

從住宅整個(gè)使用周期考慮，戶主家的人口可能增減，租戶可能變更，因此住宅的設(shè)計(jì)要能適應(yīng)這些變化。措施之一是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上留出空間分隔變動(dòng)的可能性，即利用縱橫墻和框架混合承重，增加空間跨度，減少承重墻的數(shù)量。措施之二是充分利用室內(nèi)空間高度，開發(fā)夾層空間。例如，一層租戶的“臥室”和“起居室”是通過家具來劃分的，在單一的大空間中進(jìn)行了功能的重新組織。二層租戶利用坡屋頂?shù)纳鹪O(shè)置了一個(gè)夾層，布置次臥室和儲(chǔ)藏間，夾層下布置凈高要求低的臥床和衛(wèi)生間，可以容納多人合住。措施之三是以最少的樓梯聯(lián)系樓上樓下，戶主和租戶共用，使兩者的住房可分可合。例如，西側(cè)部分戶主可以出租兩層，也可只出租首層，而留二層自用。措施之四是在樓下布置會(huì)客廳，在樓上布置起居廳，分別作為對(duì)外和對(duì)內(nèi)的活動(dòng)中心，以適應(yīng)村鎮(zhèn)家庭來往客人較多的情況。兩者間以吹拔相聯(lián)系，既溝通了視線，又增添了別墅的高檔感覺。

推廣前景

生態(tài)小住宅除具備良好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益外，在村鎮(zhèn)還有廣泛的推廣前景。首先，建房是村鎮(zhèn)居民的生活大計(jì)，住戶必然重視它在整個(gè)壽命期間的運(yùn)行費(fèi)用，從而較易認(rèn)識(shí)生態(tài)住宅的經(jīng)濟(jì)效益，認(rèn)同生態(tài)住宅相對(duì)較高的初始投資。其次，當(dāng)前村鎮(zhèn)住宅建設(shè)大部分處于自我備料、自我建造的狀態(tài)，住戶可以根據(jù)自身經(jīng)濟(jì)能力，確定建筑標(biāo)準(zhǔn)，這就為以“適宜”技術(shù)為核心的生態(tài)小住宅的推廣創(chuàng)造了條件。另外，我國村鎮(zhèn)住房建設(shè)中所存在的戶學(xué)戶、鄰學(xué)鄰的風(fēng)氣，在一定程度上不失為推廣生態(tài)小住宅的有力推動(dòng)力。

綜上所述，建筑師有理由加入到當(dāng)前村鎮(zhèn)住宅的建設(shè)中，指導(dǎo)和推廣生態(tài)型小住宅的建設(shè)。

作者單位：北京市建筑工程學(xué)院

收稿日期：2001年1月