住宅建筑的可持续性
——节能省地型住宅的规划与设计
 
赵冠谦
（中国建筑设计研究院，北京　100000）
 
摘　要：建筑节能是我国住宅建设可持续发展的重大任务，文章从两大方面详细论述了住宅建筑规划与设计的节能和节地措施，以期对全国的住宅建设给予一定的指导。
关键词：住宅建设；节能；节地；规划设计
               
0　前　言
    中国被国际誉为住宅王国。但是我国人口众多、资源短缺、气候复杂、环境较差。每年要建造的城乡住宅，高达13×108m2~14×108m2，在建造过程中需要占用大量土地和消耗大量资源，在维护和使用过程中又需投入大量能源。因此，住宅建设的节能省地，已成为我国住宅建设可持续发展的重要环节。
    我国人多地少，全国可耕地只占国土面积的1/13，人均可耕地面积远低于世界平均水平。由于城乡建设用地增加，耕地的保有量也存在着快速缩减的危机。目前仍有不少城镇继续使用实体粘土砖，使节地成为更为重要的问题。
    我国能源存量不足，但消耗高，使用率低，在社会总能耗中，建筑能耗占1/3。而同类气候地区的住宅能耗，是发达国家的3倍左右。现有住宅建筑中的95%达不到节能标准，新建住宅达到节能标准的还不足20%。
因此，在今后的住宅建设中，节能省地形势严峻！
1　住宅建筑规划与设计的节能措施
1.1  几种关系
1.1.1住宅节能与居住舒适性的关系
    居住舒适性是目标，节能是方法。不能因节能舍弃居住舒适性，舒适性必须与国情相适应，需要寻找两者的最佳结合点。
1.1.2住宅节能与科技应用的关系
    住宅节能技术的应用，并非必须依赖高科技。节能应采用“因地制宜”、“就地取材”的低成本的适用技术。引进的节能技术应尽快国产化与本土化。
1.1.3住宅节能与地域气候差异的关系
    应消除推行节能技术的地域偏见。北方寒冷地区采暖的节能固然重要，南方炎热地区的空调节能也同样重要，冬冷夏热过渡地区的采暖、空调节能更加重要。北方应强调保温，南方须重视遮阳隔热，需视气候差异采取不同的节能措施。
1.1.4住宅节能与整体技术的关系
    要做好保温、隔热、降耗等单项节能技术的设计和应用，但更应重视系统化和整体化的节能技术。应该将居住区规划、住宅设计、材料选用、维护保养、日常运营等各阶段、各环节，作系统和整体的综合考虑。
1.2 住区规划的节能措施
1.2.1正确选择朝向
    居住区具有充足的阳光和良好的通风，是大自然赐予人类的居住条件，她创造了最节能、最舒适的室内外居住环境。我国大部分地处北温带，选择正确朝向，一般以正南朝向或南偏东、南偏西较小角度（10o以内）为好。
1.2.2顺应风流环境
    选择夏季主导风向为导风口，使住区内风速流畅，降低气温；冬季应阻挡西北风的侵袭，使住区气温温和，避免寒风刺骨。
1.2.3适度的绿化和水面
    绿化和水面能改善住区微气候，起到调节气温、增加湿度、遮阳庇荫和美化环境的作用。需要合理选择树种，适应当地土壤和气候，合理搭配树种，常年有绿树相伴。切忌种植大片观赏花卉和草坪，不要盲目地移植名贵树种和古老大树，以免事倍功半、得不偿失。水面应从地域水资源条件考虑，面积不宜过大，以免减少活动场地。严禁使用城市供水作为景观水源，应积极采用中水和雨水，保证水质水量，控制维护经费。
1.2.4控制住宅组合的长度
    住宅单体的多单元组合，可以节省用地，减少建筑物外围护面积，从而减少能耗；而少单元组合，可以扩大光照面积，并使居住区内的气流畅通。应视不同地域而采取相应的优化组合方式。
1.3 住宅单体设计的节能措施
1.3.1适度的面积标准
    每户面积标准的提高，应与经济发展水平和能源基础条件相适应。超越当前现实，过分追求大面积的住宅，购房热刺激下的互相攀比，均不应提倡。应提倡节约型住宅，合理的使用面积，是当前最有效的节能措施。可以节约建材、节约劳动力和建造、使用、维护过程中的大量能源。
1.3.2合理的平面布置
    在住宅设计中，首先要确定卧室、起居室、餐厅、厨卫等功能空间的合理尺度、面积、开间和进深，当前有盲目扩大起居室面积，每套住宅设大小几个卫生间，进户过厅和景观平台等的奢华倾向。要关注功能空间的紧凑性，避免与功能无关的空间尺度，出现过多的交通面积等。应尽可能多地布置主要居住空间于南向，并做好日照、通风和空气对流。
1.3.3适当的住宅层高
    要正确对待住宅层高的概念：层高过低，会减少室内的采光面积，阻挡了室内通风，造成室内空气混浊和空间的压抑感；层高过高，必将浪费建造成本，浪费日常使用的能源；一般以2.8m为宜，不宜超过3m。
1.3.4合理的体形系数
    规范规定了不同气候地区的体形系数标准值，以控制外围护结构的面积。为调节体形系数的超限，允许以加强外围护的保温隔热措施来弥补。夏热冬暖地区为增加自然通风流量适当多些凹口可以理解，但应避免因追求建筑阴影或立面凹凸变化，所造成的过大的体形系数。
1.3.5合理的窗墙面积比
    应从地区、朝向和房间功能出发，合理选择窗面积的大小。窗面积过大，并不反映建筑现代化。应强调不同朝向、不同功能房间、多层和高层住宅的开窗有别，不能随意开设落地窗、飘窗、多角窗、低窗台等。
1.3.6科学的建筑构造
    围护结构是住宅节能的关键部位。住宅的墙体、屋面、地面、外门窗都直接暴露在室外，应重视维护结构的节能构造设计。还要充分注意不同部位连接处的节点构造，如外门窗与墙体、阳台与房间、女儿墙或挑檐与屋面等处连接部位的构造，避免出现“冷桥”和“热桥”。南方隔热还须重视遮阳，不同朝向应有不同的遮阳构造。遮阳百叶或遮阳窗帘应设在外部。
2　住宅建筑规划与设计的节地措施
2.1 技术政策导向
2.1.1控制住宅面积标准
    资料表明，我国人均城市建设用地仅为100m2左右，其中人均居住区用地指标为17m2-26m2，居住区占建设总用地的25％。如果保持目前的比例，在一定的容积率条件下，每套住宅的面积扩大，势必增加人均居住区用地指标，这就与合理利用土地的国策相违背。因此，适度控制每套住宅的面积标准，抑制过度消费，将使有限的土地资源得到有效的利用。
2.1.2积极开发利用地下空间
    在居住区和住宅单体的设计中，积极开发中心绿地、宅间空地或住宅单体的地下，布置车库、辅助用房等，是提高土地使用率的有效办法。被开发利用的地下空间，可以不计入总容积率，鼓励提高开发地下空间的积极性。当然，也要做好规划，处理好工程技术问题。
2.1.3合理开发利用山坡地和废弃用地
    随着住宅建设不断迅速发展，可用的完整、平坦的建设用地愈来愈少，需要对山坡地或废弃土地等，进行改良后使用。如：山区、丘陵地带的荒坡，湖边的墁滩地，沿海城市还可有计划地采用填海增地的办法。
2.1.4禁止使用粘土砖
    我国的土地资源非常贫乏，人均可耕地面积只有0.08hm，为世界平均值的1/3，已接近联合国确定的人均可耕地0.053hm的最低界限。国家建设部已三令五申，必须严格禁止粘土砖的生产和使用。需要积极研制混凝土空心砌体、粘土空心砖、工业废料砌体等产品，尽快替代传统实心粘土砖。还要大力推广混凝土结构、钢结构等结构类型，并切实解决好设计、构造、施工等有关技术问题。
2.2 居住区规划设计中的节地措施
2.2.1围合的居住空间
    在居住区规划设计中，因地制宜地将行列式的布局改进为院落式围合，使住宅的外部环境成为院落内居民的共享空间。行列布置的东西缺口的适当围合，有效提高了土地利用率。并可以密切邻里交往，增强居住安全。围合程度应视地区气候而定，围合单元应作特殊设计。
2.2.2集中布置配套公建
    集中布置可方便管理和使用，又节约用地。
    ①分散、沿街的商业设施，集中布置成独立的商场建筑；
    ②机动车库与自行车库，集中设于半地下室或架空层；必需的地面停车场，推广植草砖铺砌地面，增加绿化面积；
    ③燃气调压站、水泵房、变电室等公用设施，在负荷距离允许的情况下，尽可能集中设置；
    ④集中设置居住区垃圾中转站；为居住区服务的公共卫生间，附设于会所或商场内等措施。
2.2.3综合使用功能，提高土地利用率
    在城市中心地段的居住区，集多种使用功能于一体，建造综合楼是提高土地利用率的好办法。
    ①集住宅、商场于一楼；
    ②集住宅、商场、办公于一楼；
    ③集住宅、商场、办公、文娱活动、车库于一楼等。
综合楼可以提高土地使用率，但是，设计难度大，结构和设备管道系统复杂。
2.2.4合理利用各种基地地形
    在北高南低的向阳坡地形上，应顺着坡向平行布置住宅，既能获得充分日照和良好的通风，且正面视野宽广，可减少住宅之间的日照间距。
在南高北低的坡地上，要调整前后排住宅的层数，避免过多拉大日照间距。还要尽量利用高差所形成的、住宅底部的半封闭空间，作为停车、储藏等辅助空间。
    在东、西向的坡地上，应垂直坡地的方向布置住宅，并跟随坡地的高差改变住宅层数和高度，可以做南向退台的跃层住宅。保持合理的日照间距，节省用地。
    在平坦的地形上，应布置成正南、北向（可适当偏角），既能顺应风向，又可获得较好日照，是减少间距、节约用地的最好办法。在边角地区，根据基地形状，布置塔式、单元式高层住宅；在基地的北侧，布置高层住宅，也是节地的好措施。
2.3 住宅单体设计的节地措施
2.3.1适当缩小面宽加大进深
    单体住宅的建设用地面积＝（住宅进深＋日照间距）×住宅面宽。因此，住宅面宽对土地用量的增大或缩小非常敏感。通常采用加大进深、缩小面宽，达到节约用地的效果。
    加大住宅的进深，必须有效地减小面宽，否则，反而会更增加用地。加大住宅进深，还会明显地提高住宅室内的热惰性，有利于节约能源。但是，应解决好对中间部位功能空间的采光与通风。
2.3.2适当降低住宅层高
    《住宅规范》规定的室内净高：居室不低于2.4m，厨卫不低于2.2m。只要确保《住宅规范》规定的净高，适当降低每层的层高和住宅单体的总高度，就可以直接缩小日照间距。降低住宅总高的节地效果，在高纬度地区尤为明显。
住宅层高的确定，当然还应综合考虑室内空间效果、居住习惯、日照和通风质量、心理感受等条件。降低层高后的室内净空，也要由室内装修、结构厚度、通风方式等技术措施的协调配合。
2.3.3处理好屋顶空间
    屋顶是住宅第五立面，对建筑造型起着重要作用。住宅做斜坡顶屋面，可借助屋面坡度与日照斜率相接近的特点，可再降低住宅顶层的层高。在维持平屋面住宅日照间距的条件下，既取得了改变建筑轮廓、有效地解决了屋面防水和扩大屋顶部位使用空间的效果；也减少了住宅之间的日照间距，节约了建设用地。
    平屋顶可采用北向的退台，既获得露天活动空间，也可缩小日照间距。
2.3.4适当提高住宅的层数
    提高住宅层数与提高居住区的容积率，成正比关系。但是，节地的曲线，并非始终呈直线上升。当住宅达到一定数量的层数，容积率增加就显得缓慢，因为住宅用地由住宅基底用地和住宅日照间距用地两部分组成，住宅层数增加只能重复利用住宅基底用地，随着层数的增加，日照间距仍要扩大。所以，一般由低层升至多层，节地效果最为明显，至中高层，效果尚可，至高层，节地效果并不明显，节地曲线呈平缓状。
不同层数住宅，优缺点的比较。
    ①低层：居住环境较好，建设用地耗量大。
    ②多层：节地效果较好，能营造较好的居住环境。
    ③中高层：节地效果最明显，当18层以下布置一个安全出口、使用一部电梯时，影响造价较小，登高远眺、视线扩大。
    ④高层：能节省建设用地，做好居住区的环境，外部空间通透，视野开阔。但是建设投资大，建设周期长，日常维护费用大。高层住宅中的居民，有远离地面、束之高阁的心里感受。
    因此，在城市边缘地段、山坡地、风景区宜建低层住宅；中小城市宜建多层住宅，少量中高层住宅；中大城市宜建中高层住宅，少量多层住宅；特大城市宜建高层和中高层住宅。
2.3.5多户单元的组合
    多户单元的组合，能有效地利用土地资源。塔式高层住宅，过去做到一个标准层布置8户-10户，显然使每户功能质量下降；当布置6户，既能达到多户单元组合的目的，又有较好的光照和通风，户内组织合理，不会出现死角和暗房，节地率较高；当布置3户-4户，功能改善，但节地效果明显下降。
    板楼高层住宅，常规布置成2户，布置3户-4户时，可明显节地，但中间户通风较差。
2.3.6做好东西朝向和尽端户型住宅单元的设计
    东西向住宅在特定条件下可以提高用地效率，但必须解决好东西朝向房间的日晒与通风问题。
    住宅单元的尽端户，由于三面无遮挡，可较自由布置并加大住宅进深，不影响前后楼的日照间距，有效达到节地的效果。
3　结　语
    住宅的可持续性，不仅是节能省地，还应包括四节一环保，应是少消耗资源、高性能品质、轻环境污染、长生命周期和多回收利用，做到人、住宅、自然的和谐友好共生。