基于低能耗理念的装配式轻钢结构农宅设计方式探析

杨金忠（福建省博那德真木房屋有限公司，福建 福州 350213）

随着社会经济的飞速发展，低能耗理念已经得到了越来越多的重视，而在装配式轻钢结构农宅的设计过程中，更应当积极引入低能耗理念来进一步优化农村内部的居住环境，而装配式建筑主要就是将建筑设计进行标准化处理，将各类涉及的部件以及部品直接在工厂内加工，而后在施工现场中进行装配，采用这种装配式轻钢结构的农宅设计方式，不仅能够大幅度降低建设及装修过程中所产生的能源消耗，还可以保证农宅的安全性以及稳定性。而装配式钢结构农宅作为一种具备着现代化特征的设计方式，不仅能够保证农宅的安全性及稳定性，还可以大幅度提升建设效率及建设质量，更好地满足现代化的节能指标要求。

1 当前农村地区农宅的现状

根据相应的调查可以看出，农村住宅的结构形式大多都是砖木结构或是红机砖墙体，而在部分经济条件相对较好的农户之中，才会采用混合砖的结构形式。而受到具体地区在建造成本、建筑材料以及建造技术方面所带来的影响，尽管部分农宅进行了翻新处理，但其在本质上仍旧采用原本的砖木结构以及砖木形式。在农村环境中，钢结构的住房形式还并没有得到更加广泛的普及，农村内部的居民普遍认为采用钢结构的房屋其具体成本相对较高，不仅有着较高的机械化施工难度，也并没有较高的居住舒适感，这也是导致装配式轻钢结构农宅无法在农村中大力普及的关键所在[1]。

2 低能耗理念下装配式轻钢结构农宅存在的问题

2.1 结构构造方面

通常情况下，农村内部的住宅所采用的都是自建的方式，并且所采用的建造方式也相对较为传统，并没有那些经过专业培训的正规建筑人员参与到农宅的设计及建设过程当中，这就导致农宅的建设缺乏技术标准以及规范要求，在具体的材料选择方面也存在较大差异，其所采用的材料主要为石材、木材、土坯以及红机砖等传统的结构材料，仅仅凭借自身的经验来进行施工，导致农宅的具体房屋结构很容易受到损害，其中存在着极大的安全隐患。同时，这些传统的结构材料，也会浪费大量的自然资源，稍有不慎就会产生较为严重的环境影响，这也不利于整体农村的可持续发展[2]。

2.2 围护结构方面

农宅的外墙部位以及外门窗部位，其保温性及气密性相对较差，整体传热系数相对较大，在冷桥部位以及裂缝部位也尚未展开节能处理，导致农宅内部很容易出现结露以及受潮等严重问题，并且农宅在外墙部位的开窗窗墙面积比系数都相对较大，这也会进一步影响到整体建筑自身的节能效果。而在农宅户型以及功能分区方面，农宅之中的功能分区相对较为模糊，在功能区方面会随着季节以及气候方面的转变而不断变化，导致整体居住环境较为混乱。而不同的家庭类型，其对于农宅的基本功能也有着不同的要求，而这种不够明确的房间布置以及空间布置，也会严重影响到居住的舒适性。

2.3 节能设备方面

目前的部分农宅配置了太阳能热水器外，其他的节能设备基本没有采用。传统的柴灶分布广但是效率低，也导致平时的能耗较高；同时采用煤炭和柴火等能源，利用方式落后，造成室内空气污染严重，也极大威胁农村居民的身体健康。同样，节能灯具及电器在农村的推广也较缓慢。

3 低能耗理念下装配式轻钢结构农宅的设计方式

3.1 装配式钢结构农宅的平面设计

根据农村内部居民的日常生活习惯以及特点，农宅的设计主要就是为了满足群众吃饭、睡觉以及待客等基本需求，而与之对应的建筑空间则为餐厅、卧室以及客厅，而由于农村环境中独特的生活特点，还需要一个专门放置粮食以及各类农具的空间，这就要建立起相应的储存间以及粮仓，并且随着农村生活质量的不断提升，大部分农户也都需要建立起室内的卫生间，厨房也并非以前一样与客厅设置在一起，这些都对装配式钢结构农宅的平面设计提出了更高的要求。

a.平面功能要求。在农村环境中，不同的家庭环境对于居住空间方面也有着不同的需求，而根据农村住宅年龄结构以及居住人口等多方面内容，可以将装配式钢结构农宅详细划分为三代人居住以及两代人居住这两种类型，进一步设计出二层农宅或是单层农宅，更好的而满足不同农户对于居住环境的需求。同时，采用装配式钢结构农宅，不仅可以有效解决具体的建造成本，还能够在最大程度上保证农宅的稳定性以及安全性。

b.平面设计要点。装配式钢结构农宅的平面设计，应当以农村居民的主要生活习惯作为基本的出发点，房间的布置以及农宅外部轮廓的构造都应当保证其具备着科学性以及合理性。同时，还要充分尊重当前农村未来居住条件的具体发展情况，在其中适当引入一些城镇化的楼房布局以及基础设施，利用这些现代化的生活元素来更好的拓展农村建筑的具体功能。

3.2 装配式钢结构农宅的房间组合设计

装配式建筑的标准化设计、构件加工以及施工机械化的过程中，最为关键的就在于模块化处理，而轻钢结构的农宅由于所用的构件都是在工厂内进行统一生产以及机械化的运输安装。因此，在农宅的设计阶段中，按照模块化设计的基本需求来设计建筑的具体房间功能，就可以有效降低施工建设的整体难度，进一步提升施工进度，使得农宅能够向着现代化的方向转变。

a.模块组合设计的原则。在装配式农宅的设计过程中，应当符合建筑的基本规范以及标准要求，保证其与周边的环境以及产业资源互相协调，而在实际设计阶段中，装配式钢结构农宅应当减少建筑所用部件以及构件的具体规格，进一步提升模块的重复利用率，在最大程度上利用好建筑模块所具备的统一规律，再加上对于细节部位的处理以及装饰来进一步完善农宅的具体立面效果。而建筑部件以及部品的模块化组合，则应当遵循标准化和通用化的基本设计原则，在根本上做到构件、部品、连接件以及配件的标准化及通用化处理，而模块的划分则应当遵循受力结构合理、连接简单稳定等原则。

b.确定模块的基本模数。在现代建筑的工业化体系当中，模数是其中最基本的度量单位。在实际装配式轻钢结构农宅的设计之中，所使用的模数更是影响到总体成本、最终质量的关键所在，因此，在模数的选择方面应当充分考虑到农宅的建造技术、建造工艺以及基本功能等多方面内容。同时，还要重点关注各类构件、部件等所采用的加工工艺以及生产过程。在设计时，根据模块组合设计的原则，将模块的模数根据钢构件、维护系统、功能空间具体尺寸等因素进行合理展开并加以标准化设计。根据农宅设计的规范要求，对模数标准单元展开组合拼接，这也便于农宅构件的工厂生产以及现场安装，在降低总体成本的同时，减少各类能源的消耗量。

c.确定好模块化空间单元。在装配式钢结构农宅的房间组合设计中，模块化空间单元的确定是其中重点的工作内容，不仅应当满足低能耗的基本要求，还要保证符合农村居民的实际生活情况。如客厅（堂屋）单元、厨房单元、卫生间单元、主卧单元、次卧单元、阳台单元等，另外还有仓储单元、休闲室单元等空间需求。首先，确定好结构体的位置，结构体决定了房屋的使用寿命、层高、空间大小。其次，确定维护系统及门窗，这是外观设计的重点。室内的划分根据实际情况及使用需求，可以适当调整，更好地满足现代化农宅的居住需求。

3.3 装配式钢结构农宅设计应当遵循的低能耗基本原则

在低能耗理念的影响下，装配式钢结构农宅应当遵循低能耗技术设计原则。首先，应当将太阳能热水系统与农宅之间展开一体化设计，并遵循美学原则，太阳能热水系统成为农宅有机组成的一个部分，不破坏建筑外观；同时在农宅设计过程中就考虑到太阳能热水器的安装、预留位置、尺寸等参数及工艺。其次，在外维护墙体及屋面结构上，应当广泛应用新型保温隔热材料及复合型外墙体系，如轻质加气混凝土ALC板、轻质硅酸钙板复合型墙板等材料，具备良好的保温性能和隔音性能，同时具有专用的安装连接件及配件体系，施工简单效率高。其次，还应积极引入双层低辐射中空保温门窗，从结构上避免冷桥和热桥的产生，也会改善气密性；还应当积极引入保温节能窗帘技术，在一些寒冷地区之中，农宅在冬季的夜晚中十分寒冷，而采用保温节能窗帘技术，不仅能够维持室内的稳定温度，还可以在最大程度上降低农宅窗户部位所产生的热损耗，在保障农宅低能耗的同时，提升农宅居住的舒适程度。另外新风系统和地热交换系统也将在新型装配式农宅中被采用，进一步降低能耗。

4 结语

在当前的社会环境中，各种现代化技术飞速发展，这也对农村产生了一定程度的影响，特别是农宅设计方面，如果仍旧采用传统的设计理念以及设计方式，不仅会产生严重的资源浪费问题，也无法保证农宅的稳定性以及舒适性。因此，在低能耗理念下，农村地区应当采用装配式轻钢结构农宅设计方式，其不仅拥有着良好的稳定性以及安全性，还具备着现代化的特征，能够满足农民的各种生活需求；同时，其也能够有效降低能源消耗，促进农村地区的可持续发展。