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摘要：在廣大農(nóng)村地區(qū), 農(nóng)村居住建筑基本處于無建筑設(shè)計的自發(fā)建設(shè)狀態(tài),不能運用科學(xué)的建造方法充分考慮氣候、朝向、通風(fēng)等環(huán)境因素, 有效利用各種資源,提高能源的使用率,形成可持續(xù)的建設(shè)體系。本文通過分析西安地區(qū)部分農(nóng)村住宅的現(xiàn)狀,提出了適宜西安地區(qū)農(nóng)村住宅的相關(guān)節(jié)能措施。...

 淺談西安地區(qū)農(nóng)村居住建筑節(jié)能相關(guān)措施

李妍  閆增峰  田立奇

（西安建筑科技大學(xué)   陜西省建筑科學(xué)研究院）

    一、合理選址與規(guī)劃

    農(nóng)村居住建筑的外部環(huán)境因素如地表、地勢、植被、水體、土壤、方位及朝向等，將直接影響到建筑的日照得熱、采光和通風(fēng)，并進(jìn)而左右建筑室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量，因此在選址與建設(shè)時，要盡量利用外部環(huán)境因地制宜地滿足建筑日照、采光、通風(fēng)、供暖、降溫、給水、排水等的需求，創(chuàng)造具有良好調(diào)節(jié)能力的室內(nèi)環(huán)境，減少對供暖設(shè)施、空調(diào)等人工調(diào)節(jié)設(shè)備的依賴。

    在住宅選址過程中要選擇向陽的地方，諸如“背山面水”、“背風(fēng)向陽”等環(huán)境。不宜布置在山谷、洼地、溝底等凹形地域。因為冬季冷氣流在凹地里會形成對建筑物的“霜洞”效應(yīng),位于凹地的住宅若保持所需的室內(nèi)溫度,所耗的能量將會增加。

    在住宅形式上農(nóng)村居住建筑建設(shè)應(yīng)本著集約用地、集中建設(shè)、集聚發(fā)展的原則，積極倡導(dǎo)雙拼式、聯(lián)排式或疊拼式等節(jié)省占地面積，減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的布局方式，限制獨立式建筑的建設(shè)。

    合理規(guī)劃還體現(xiàn)在新建建筑室內(nèi)地坪與村莊道路高差上。由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，往往農(nóng)戶在新建住房時根據(jù)自身的需要隨意抬高地基，調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有的居住建筑與門前硬化道路的高差在0.8m以上。首先，農(nóng)村房屋高度曾差不齊，影響美觀；其次，住戶之間地基基礎(chǔ)高低不同，在排水、排污方面對舊建筑影響也較大；再者，由于落差較大，住戶門前形成陡坡，對日常出行也非常不利。

    二、科學(xué)設(shè)計與平面布局

    選擇合理的建筑朝向是建筑布局的首要因素，對其采光、自然通風(fēng)有很大影響,在“最佳朝向”的選擇上應(yīng)依據(jù)地理條件與氣候條件等進(jìn)行。南北向的住宅排列方式可以保證住宅獲得充足的日照,并且山墻面對西向則可以有效避免被日光曝曬。住宅平面設(shè)計要考慮夏天遮陽、隔熱,冬天形成日光保溫。

    在西安所屬氣候區(qū)，農(nóng)村居住建筑應(yīng)避免東西朝向。調(diào)研中，有些地區(qū)已有三層及以上的住宅，為保證冬季陽光不被遮擋，兩戶前后之間要留有足夠的間距，同時還要考慮滿足采光、通風(fēng)、防火、視覺衛(wèi)生等條件。從采光與日照的角度考慮，農(nóng)村居住建筑的南立面不宜受到過多遮擋。農(nóng)村居住建筑庭房前屋后常常種有各種植物，容易對建筑造成一定遮擋，在進(jìn)行庭院規(guī)劃時，要注意樹木種植位置與建筑之間保持適當(dāng)距離，避免對建筑的日照與采光條件造成過多不利影響。

    在滿足功能要求的前提下,進(jìn)行熱環(huán)境的合理分區(qū)。農(nóng)村居住建筑的臥室、起居室等主要房間是農(nóng)民日常生活使用頻率較高、使用時段較長的居住空間，本著節(jié)能和舒適的原則，宜布置在日照、采光條件好的南側(cè)；廚房、衛(wèi)生間、儲藏室等輔助房間由于使用頻率較低，使用時段較短，可布置在日照、采光條件稍差的北側(cè)或東西側(cè)。從有效性來看，平開窗在密封性和可開啟面積方面更有優(yōu)勢，更利于自然通風(fēng)與避免冷風(fēng)滲透。設(shè)置“溫度阻尼區(qū)”,重視室內(nèi)外過渡空間的保溫，有效地阻止室外冷氣對室內(nèi)的直接滲透,形成一個過渡區(qū),減少熱損失。

    三、增強圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能

    1、墻體。在住宅建筑中，外墻的傳熱面積占到了整個建筑外層圍護(hù)結(jié)構(gòu)的65%以上。尤其是在冬季，通過墻體散失的熱量占到了建筑總體散熱量的20％以上；而在夏季，通過外墻吸收得到的熱量則占到了建筑總體吸熱量的35％，從這個方面來看，在設(shè)計中應(yīng)該對建筑外墻熱阻性能的增加予以足夠的重視。目前西安地區(qū)鄉(xiāng)村住宅建筑多為磚混結(jié)構(gòu)體系 ,內(nèi)外墻材料多為240mm實心粘土磚。外墻裝修多為水泥砂漿抹面或者瓷磚也有水刷石等;內(nèi)墻裝修為石灰粉刷或涂料。可以通過采用新型外墻材料、抹保溫砂漿、貼板塊保溫材料、設(shè)計夾層外墻等保溫措施來提高外墻的保溫隔熱性能。

    2、屋面。根據(jù)農(nóng)村現(xiàn)狀,改善屋面保溫性能，首先選用導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料。其次增加坡屋頂保溫構(gòu)造。目前西安地區(qū)農(nóng)村居住建筑以坡屋頂、平屋頂為主。坡屋頂?shù)谋�溫層�?yīng)設(shè)置在吊頂上，平屋頂?shù)谋�溫層可設(shè)置在室外屋面結(jié)構(gòu)層上或吊頂上；木屋架宜采用吊頂內(nèi)設(shè)保溫層的方法；保溫材料宜選用保溫性能好的建筑材料，若當(dāng)?shù)氐纳�物質(zhì)資源能滿足保溫要求，可采用稻殼、鋸末、稻草以及生物質(zhì)材料制成板材，也可選擇聚苯板；現(xiàn)澆混凝土屋面施工時可直接保溫，屋面保溫材料宜選擇擠塑聚苯板。

    3、外窗。選擇合適的窗戶類型，并在滿足采光、通風(fēng)的條件下,合理控制窗墻比。此外，窗戶的朝向還會影響到，風(fēng)如何進(jìn)入室內(nèi)及風(fēng)在室內(nèi)的流動方向。外部門窗盡量采用保溫性能和密封性能較好的單層或雙層雙玻塑鋼門窗，開啟方式最好選用平開式，此方式比推拉式門窗關(guān)閉時密封更嚴(yán)；合理確定窗墻面積比，南向開大窗，北向開小窗；門窗安裝時，要保證施工質(zhì)量，窗扇密封條應(yīng)保證質(zhì)量，窗戶安裝后框與窗洞口之間應(yīng)做防風(fēng)保溫處理，可用聚乙烯泡沫塑料填充，用密封膏塞嚴(yán)后，再從室外用砂漿作保護(hù)層。

    4、地面。農(nóng)村住宅地面做法簡單,一般未考慮保溫措施, 由于冬季受室外空氣及建筑周圍低溫土壤的影響，將有大量的熱量從該部分傳遞出去，增加供暖能耗。因此,加強地面保溫,首先應(yīng)在條件允許下,選用木地板或塑料地面等材料。其次在地面墊層下及外墻內(nèi)側(cè)0.5～1.0范圍內(nèi)設(shè)200mm厚干爐渣,減少室內(nèi)熱量向室外散發(fā)。為防潮,在素土夯實上設(shè)20mm瀝青砂漿或一層塑料薄膜,提高地面蓄熱能力。

    四、就地取材,選用新型的綠色建材

    充分利用農(nóng)村的資源優(yōu)勢，選用新型的節(jié)能墻材，在達(dá)到節(jié)能目的的同時，還可改善生活環(huán)境，如燒結(jié)多孔磚、煤矸石多孔磚、粉煤灰磚等，除利用固體廢棄物外，既節(jié)約建筑成本，提高了墻體的功能，又降低了能耗，改善室內(nèi)環(huán)境的舒適度。

    五、改變傳統(tǒng)采暖方式

    由于農(nóng)村居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能較差，造成熱損失較大，繼而造成采暖負(fù)荷大和運行費用的偏高，其采暖能耗方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于城鎮(zhèn)水平。冬季采暖能耗，是農(nóng)村地區(qū)建筑能耗的主要構(gòu)成。在目前，農(nóng)村居住建筑供暖能源以煤炭為主，輔以電和農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)資等能源，根據(jù)農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，可建造被動式太陽房，提高建筑的自供暖效果。使用推廣新型、清潔的利用可再生能源的供暖方式，如太陽能地面輻射供暖系統(tǒng);利用農(nóng)作物秸稈制成生物質(zhì)壓縮燃料，使用配套的供暖爐代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤供暖爐。

    農(nóng)村居住建筑應(yīng)首先考慮充分利用炊事產(chǎn)生的煙氣余熱供暖。火炕具有蓄熱量大、放熱緩慢等特點，有利于在間歇運行的情況下維持整個房間的溫度。將火炕和灶或爐具結(jié)合形成灶連炕是一種有效的充分利用能源的方式。對于沒有灶或爐具等產(chǎn)生高溫余熱的設(shè)施，可考慮只設(shè)火炕，利用炕腔作為燃燒室，但注意避免局部過熱。減少了煤、柴、農(nóng)作物等作燃料產(chǎn)生廢氣的污染，又提高了冬季室內(nèi)舒適性，改善了農(nóng)民生活環(huán)境。總之，希望能轉(zhuǎn)變目前高品位能源進(jìn)行低品位利用，造成能源利用效率低，消耗大的問題，減輕環(huán)境污染。

    六、開發(fā)利用可再生能源

    沼氣是農(nóng)村最適宜推廣使用的可再生能源，農(nóng)村具有豐富的沼氣生產(chǎn)資源，包括各種農(nóng)作物的秸稈、糞便以及廢棄的瓜果蔬菜等，用來生產(chǎn)沼氣，既可解決能源問題，又可治理環(huán)境，化廢為寶。

    太陽能是一種非常清潔的免費資源。西安地區(qū)的農(nóng)村住宅的建筑容積率較低,沒有明顯遮擋, 非常適宜于太陽能新能源系統(tǒng)的應(yīng)用。太陽能除了提供沐浴、做飯和洗滌用熱水外,還可以應(yīng)用于采暖系統(tǒng) ,特別適合應(yīng)用在沒有集中供暖的農(nóng)村低層住宅。

    地源熱泵系統(tǒng)能充分利用蘊藏于土壤中的巨大能量，循環(huán)再生，實現(xiàn)對建筑物的冬季供暖，夏季供冷，提高了設(shè)備的利用率。并且安全環(huán)保，維護(hù)費用較低、運行穩(wěn)定可靠，,適合應(yīng)用在農(nóng)村統(tǒng)一規(guī)劃的成片集中建設(shè)住宅。

    七、結(jié)語 

    本文針對目前西安地區(qū)農(nóng)村建筑，如何有效利用各種資源,提高能源的使用率,形成可持續(xù)的建設(shè)體系，從規(guī)劃、設(shè)計及能源利用等多個環(huán)節(jié)進(jìn)行了探討，希望對提高農(nóng)村地區(qū)住宅建筑的節(jié)能效果起到參考作用。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會    文徑網(wǎng)絡(luò)設(shè)計項目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯   劉真 文徑 審核)

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