邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅節(jié)能設(shè)計分析★

賈勝輝 曹亞麗 田梅青

(1.宿遷學(xué)院，江蘇 宿遷 223800；2.宿遷市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 宿遷 223800)

邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅節(jié)能設(shè)計分析★

賈勝輝1曹亞麗2田梅青1

(1.宿遷學(xué)院，江蘇 宿遷 223800；2.宿遷市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 宿遷 223800)

介紹了邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了該地區(qū)農(nóng)村住宅在戶型、建筑材料及采暖設(shè)備等方面存在的問題，并從圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑形態(tài)、建筑設(shè)備、植物綠化及行政管理等方面提出了節(jié)能改進(jìn)措施，有利于促進(jìn)農(nóng)村住宅節(jié)能工作的科學(xué)開展。

農(nóng)村住宅，節(jié)能，寒冷地區(qū)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)

0 引言

邢臺地處河北省南部，屬于建筑熱工設(shè)計分區(qū)中的寒冷(B)區(qū)，應(yīng)設(shè)置保溫結(jié)構(gòu)或采取相應(yīng)的保溫措施。

近年來，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的迅速發(fā)展和農(nóng)民外出務(wù)工，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件大為改善，農(nóng)民改變居住條件的迫切愿望也正在實現(xiàn)，農(nóng)村住宅的能源消耗水平也節(jié)節(jié)攀升。然而，在農(nóng)村住宅建設(shè)過程中，歷來缺乏規(guī)劃設(shè)計部門的指導(dǎo)，主要依靠當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的經(jīng)驗，攀比心理下片面追求高大的建筑空間，再加上施工技術(shù)落后，使農(nóng)村住宅建設(shè)處于無序混亂的狀態(tài)，住宅能耗浪費嚴(yán)重，熱舒適度差。住宅，對農(nóng)民來說是一件大事，動輒幾十萬，若處理不當(dāng)，勢必影響農(nóng)民生活水平，制約農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文從當(dāng)前邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅著手，討論農(nóng)村建筑節(jié)能面臨的問題和改進(jìn)措施。

1 邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅現(xiàn)狀

改革開放前，邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅以“土木結(jié)構(gòu)”為主，也就是土坯房，墻體全為土坯或內(nèi)為土坯外為裱磚，粘結(jié)劑為泥漿，此類住宅衛(wèi)生條件差，安全性能低，因此，現(xiàn)在此類住宅已經(jīng)拆除或空置，已被淘汰。

20世紀(jì)80年代至20世紀(jì)末，邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅以“磚木結(jié)構(gòu)”為主。構(gòu)造做法如下：墻體外墻為370 mm實心磚墻，內(nèi)墻為240 mm實心磚墻，基礎(chǔ)和墻體的粘結(jié)劑在早期均為泥漿，后來升級為水泥砂漿(基礎(chǔ)用)和石灰砂漿(墻體用)?？紤]到晾曬谷物的需要，屋頂采用平屋頂。屋面構(gòu)造用木主梁、木檁條、木椽子、葦箔(或高粱秸稈箔)+麥秸+80 mm～100 mm厚粘土硬泥+100 mm～150 mm厚石灰爐渣+10 mm～20 mm厚水泥砂漿。屋頂后來升級為120 mm厚空心預(yù)制樓板+最小60 mm厚找坡層(1∶10水泥爐渣，坡度2%)+50 mm聚苯乙烯泡沫板保溫層+60 mm～80 mm混凝土防水層。考慮到抗震性，預(yù)制樓板又逐漸升級為120 mm～150 mm現(xiàn)澆樓板。窗戶早期為平開式木窗，后來多用推拉式鋁合金窗，窗戶為單層窗，多為3 mm厚普通玻璃。住宅層高為3.2 m～3.6 m，為單層單進(jìn)深戶型。院落硬化方式多為自然土地面。在室內(nèi)利用火爐取暖，衛(wèi)生條件差，安全狀況不容樂觀，人員由于煤氣中毒窒息死亡時有發(fā)生。

2000年以來，邢臺農(nóng)村住宅以“磚混結(jié)構(gòu)”為主。由于邢臺處于華北平原地震帶，農(nóng)村住宅多采用圈梁+構(gòu)造柱以增強房屋抗震性。圈梁寬度隨墻體尺寸而定，構(gòu)造柱多為240 mm×240 mm的暗柱。由于墻體承重，所以仍采用實心磚。窗戶采用推拉式單層單玻鋁合金窗。住宅為單層雙進(jìn)深或二層雙進(jìn)深戶型。院落硬化方式多采用磚幔地面。采暖方式多為土暖氣。

由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的限制，目前邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅基本上沒有采用框架結(jié)構(gòu)。

2 邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅分析

我國傳統(tǒng)上一直忽視對農(nóng)村住宅建設(shè)方面的研究，農(nóng)民一般只能依靠經(jīng)驗進(jìn)行住宅建設(shè)，一些農(nóng)民甚至信奉封建迷信說法刻意追求高大的建筑空間，忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求，特別是單進(jìn)深戶型，房間數(shù)量少(一廳一室或一廳兩室)，功能少，體形系數(shù)和窗墻比大，導(dǎo)致建筑能耗大，舒適性差。

實心磚是農(nóng)村住宅中應(yīng)用最普遍的墻體材料。一方面，實心磚的制取需要挖坑取土，毀壞耕地，燒制過程能耗大；另一方面，由于實心磚自重大，需要更大的基礎(chǔ)尺寸，加大了工程造價[1]。370 mm厚實心磚墻的傳熱系數(shù)為1.54 W/(m2·K)，墻體熱損耗較大，冬季取暖能源消耗多，熱舒適性差。

外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位。為追求良好的采光效果，過分追求高大的門窗，導(dǎo)致窗墻比過大。目前單層單玻窗應(yīng)用最為普遍，近年來只是在窗框材料上有所改變。早期，窗框材料為木質(zhì)，平開式，雖然木窗框傳熱系數(shù)較小，但木窗耐腐蝕性及密封性均差，因而冷風(fēng)滲透熱損失較大。后期窗框材料為鋁合金，推拉式，雖然耐腐蝕性和密封性有所改善，但鋁合金窗傳熱系數(shù)較大，溫差傳熱損失較大。

目前邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅采暖主要以煤爐、地炕(地火龍)為主。以煤爐采暖的有兩種形式，一種是煤爐只用來取暖，這種形式熱舒適性和衛(wèi)生條件較好，但能耗較高。另一種煤爐不但承擔(dān)取暖的功能，還承擔(dān)做飯的功能，利用做飯的余熱和自行調(diào)整煤爐的著火和封火來控制室內(nèi)的溫度。煤爐采暖基本上能滿足居民的熱舒適度要求，在最冷月依然能達(dá)到12 ℃～14 ℃。但是由于取暖普遍采用高硫分的蜂窩型煤，室內(nèi)空氣差，對居民健康造成較大影響。

3 邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅節(jié)能措施

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能措施

圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能是建筑節(jié)能的重要內(nèi)容。目前墻體的節(jié)能措施主要集中在墻體構(gòu)造形式和墻體材料的選擇上。墻體構(gòu)造形式常見的做法有夾心墻[2]和墻體保溫。墻體材料常見的改進(jìn)措施有“稻草磚[3]”和空心磚。目前邢臺地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普遍采用“秸稈還田”，而且農(nóng)村住宅多為磚混結(jié)構(gòu)，所以比較適合邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅的節(jié)能措施是墻體外保溫。保溫材料可采用阻燃膨脹型聚苯乙烯板(EPS)。當(dāng)外墻增加50 mm厚的聚苯乙烯泡沫板后，墻體傳熱系數(shù)變?yōu)?.69 W/(m2·K)，比未加保溫層時節(jié)能55%[4]。

窗戶的節(jié)能措施包括窗墻比、窗框材料、玻璃、遮陽及氣密性等多個方面。農(nóng)村住宅層高較大，雖然窗戶很大，但窗墻比并不大，然而通過窗戶的散熱量還是比較大的。因此應(yīng)該在降低層高的同時減小窗戶的面積。單進(jìn)深時，北向外墻不宜開窗。雙進(jìn)深時，北向窗戶面積不宜過大。塑鋼門窗為空腔式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱系數(shù)低，僅為鋼材的1/357，鋁材的1/250，保溫性能好。中空玻璃具有良好的隔熱保溫性能，普通3 mm單片浮法玻璃的傳熱系數(shù)為6 W/(m2·K)，3+12A+3中空玻璃的傳熱系數(shù)3 W/(m2·K)，如果采用Low-E玻璃，窗戶的傳熱系數(shù)會更低。在室內(nèi)安裝保溫窗簾，減少冬季夜間熱量流失，造價很低，效果明顯。

新建住宅目前多為二層，屋面已經(jīng)不再作為晾曬谷物之用。因此可將傳統(tǒng)屋面中保溫隔熱層與防水層“顛倒”，即將保溫隔熱層設(shè)在防水層上面，也就是倒置式屋面。倒置式屋面不僅具有良好的防水、保溫隔熱功能，而且對防水層起到延緩衰老、延長實用年限的作用[5]。

3.2 建筑形態(tài)節(jié)能措施

體形系數(shù)對建筑能耗影響較大，其數(shù)值在0.3的基礎(chǔ)上每增加0.01，能耗增加2.4%～2.8%[2]。在保證農(nóng)民居住舒適度和采光性的前提下，以調(diào)整戶型、降低層高、增加層數(shù)為原則進(jìn)行調(diào)整。邢臺地區(qū)農(nóng)村住宅的體形一般比較簡單、規(guī)整，平立面也沒有出現(xiàn)過多的凸出或凹進(jìn)的部位。需要注意的是農(nóng)村住宅的房間功能布局要合理、緊湊。農(nóng)村住宅室內(nèi)凈高不宜超過3 m。將傳統(tǒng)的獨立式住宅改為雙拼式、聯(lián)排式住宅[6]，這樣一方面可以減小體形系數(shù)，另一方面還可以節(jié)省占地面積。

在新建住宅中，南向1 m左右的挑檐應(yīng)繼續(xù)保留。除此之外，可將挑檐下部空間封閉起來，做成附加日光間以此增加保溫效果。日光間每20 m2～30 m2玻璃需要安裝1 m2的排風(fēng)口防止夏季過熱[4]。

3.3 建筑設(shè)備節(jié)能措施

冬季取暖能耗在邢臺農(nóng)村住宅能耗中比重很大。由于農(nóng)村住宅大多是獨門獨院，布置分散，因此不應(yīng)采用集中供暖的方式，應(yīng)采用分戶供暖的方式。農(nóng)村住宅建筑面積越來越大，房間越來越多。但平時農(nóng)村青年外出打工、求學(xué)，并不是每個房間都住人。對于單層住宅的供暖管路循環(huán)系統(tǒng)，應(yīng)采用水平雙管式，這樣對于不住人的房間可以把散熱器閥門關(guān)閉或關(guān)小以節(jié)煤。對于二層以上的農(nóng)村住宅，為避免垂直失調(diào)，宜采用垂直單管順流式系統(tǒng)。

地暖的應(yīng)用近年來越來越普遍，新建住宅基本上都采用地暖。地暖的優(yōu)點是：

1)舒適性強，地表溫度均勻，垂直方向上溫度呈負(fù)梯度變化，給人以腳暖頭涼的感覺，不易造成污濁空氣對流，有利于人體血液循環(huán)，促進(jìn)新陳代謝；

2)不占用使用面積，房間中除去了散熱器和水管，增加房屋使用面積；

3)高效節(jié)能；

4)可以方便地分室控制溫度。因而地暖取暖方式值得大力推廣。

住宅的其他配套設(shè)施也應(yīng)采用節(jié)能型設(shè)施，如樓梯間設(shè)置雙控開關(guān)，節(jié)能燈具，使用節(jié)水型坐便器，太陽能熱水器，購買高能效的房間空調(diào)器等。這樣既節(jié)省了資源，又使農(nóng)民得到了實惠。

3.4 植物綠化

植物綠化對改善住宅的微環(huán)境具有重要意義。除在庭院中種植樹木外，外墻綠化的效果更佳。被植物遮陽的外墻，其外表面溫度與空氣溫度接近但是略高于空氣平均溫度，而直接暴露于陽光下的外墻，與空氣平均相比，其外表面溫度最高可高出15 ℃以上[5]。

3.5 住宅節(jié)能宣傳與政策支持

農(nóng)村住宅節(jié)能工作任重道遠(yuǎn)。政府職能部門一定要起到主導(dǎo)作用。首先，要加大宣傳力度，破除一些落后的建房經(jīng)驗，讓建筑節(jié)能的觀念為農(nóng)民熟知。其次，政府部門要綜合農(nóng)村生活習(xí)俗和節(jié)能環(huán)保做一些節(jié)能住宅樣板工程，在農(nóng)民建設(shè)住宅時給予指導(dǎo)。特別是隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，邢臺地區(qū)農(nóng)村出現(xiàn)了住宅小區(qū)和農(nóng)民集中居住地試點工程，在新的形勢下，政府的主導(dǎo)作用更是不可或缺。最后，在政府財力許可的情況下甚至可以給予適當(dāng)節(jié)能補貼，要讓農(nóng)民看到實實在在的實惠，如此可大大提高農(nóng)民建設(shè)節(jié)能住宅的積極性。

4 結(jié)語

在當(dāng)前社會主義新農(nóng)村建設(shè)蓬勃發(fā)展之際，農(nóng)村住宅節(jié)能工作越來越重要。應(yīng)該說農(nóng)村住宅節(jié)能工作是有許多潛力可以挖掘的，農(nóng)村住宅的選址規(guī)劃、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工、建筑設(shè)備的選型等幾個方面均可采取節(jié)能技術(shù)措施。當(dāng)然，這還需要政府部門的大力支持，在行政方面應(yīng)盡快出臺相應(yīng)的支持政策和管理辦法，在技術(shù)方面應(yīng)盡快指定相應(yīng)的地方標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計圖集，以保證農(nóng)村住宅建設(shè)的規(guī)范化。

[1] 盛 利，解萬玉，蔣賽百.新農(nóng)村建設(shè)中住宅節(jié)能設(shè)計探討[J].建筑節(jié)能，2012,40(7):4-5.

[2] 李志通，袁曉文，姜 波.寒冷地區(qū)農(nóng)村住宅建設(shè)研究[J].建筑技術(shù)，2013,44(2):138-140.

[3] 徐清浩，杜俊芳.關(guān)于山西農(nóng)村建筑節(jié)能方式及推廣的探索[J].建筑設(shè)計管理，2013(5):48-50.

[4] 董海榮，祁少明，韓春詠.冀北嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)村住宅節(jié)能設(shè)計的分析[J].低溫建筑技術(shù)，2009(8):116-118.

[5] 龍惟定，武 涌.建筑節(jié)能技術(shù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[6] GB/T 50824—2013，農(nóng)村居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].

Analysis on energy-saving design of rural residential building in Xingtai region★

Jia Shenghui1Cao Yali2Tian Meiqing1

(1.SuqianCollege,Suqian223800,China;2.SuqianEnvironmentalMonitoringCentralStation,Suqian223800,China)

The developing status of rural residential building in Xingtai region was introduced. The questions such as dwelling size,building materials,heating equipment of rural residential building in Xingtai region were analyzed. To promote the scientific development of rural residential building in Xingtai region,the energy-saving improving measures were put forward from enclosure structure,architectural form,building equipments,plant greening,administrative management.

rural residential building,energy-saving,cold region,enclosure structure

2015-10-19 ★：宿遷市科技計劃項目“稻草纖維生態(tài)復(fù)合墻體材料在農(nóng)村住宅中的應(yīng)用研究”(項目編號:Z201427)

賈勝輝(1980- )，男，講師

1009-6825(2015)36-0196-02

TU201.5 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

A