王澤榮 尹 超（酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉 735000）

甘肅河西地區(qū)既有農(nóng)村住宅節(jié)能改造技術(shù)的研究

王澤榮 尹 超（酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉 735000）

本文以甘肅省河西地區(qū)的既有農(nóng)村住宅為研究對(duì)象，調(diào)查研究了甘肅河西地區(qū)農(nóng)村住宅的節(jié)能現(xiàn)狀和存在的問題。有針對(duì)性的對(duì)農(nóng)村住宅的墻面、屋頂、地坪、門窗等提出了節(jié)能改造的技術(shù)措施。為今后甘肅河西地區(qū)既有農(nóng)村住宅進(jìn)行節(jié)能改造提供了可靠的理論依據(jù)。

農(nóng)村；住宅；節(jié)能；改造；技術(shù)

甘肅河西地區(qū)，是指今天甘肅的酒泉、張掖、武威等地[1]。河西走廊地帶屬溫帶干旱氣候，年平均氣溫約為5℃～9℃。年日照總時(shí)數(shù)達(dá)3000小時(shí)，日照百分率為75%，太陽能豐富，日照長，晝夜溫差顯著，夏季炎熱，冬季寒冷，干旱多風(fēng)，自然環(huán)境較差。河西地區(qū)農(nóng)村人口多，農(nóng)村住宅總量巨大，前期建設(shè)的農(nóng)村住宅缺乏統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，在建筑形體、抗震設(shè)防尤其在節(jié)能保溫方面基本沒有防護(hù)措施，農(nóng)村住宅居住環(huán)境較差。隨著社會(huì)的進(jìn)步與新農(nóng)村建設(shè)的提出，農(nóng)民對(duì)居住環(huán)境的舒適性的要求隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高也逐步提高。按照《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GBT50176規(guī)定劃分，甘肅河西地區(qū)屬于嚴(yán)寒地區(qū)。為了提高農(nóng)村住宅冬季舒適度，必須充分考慮農(nóng)村住宅冬季保溫要求。

1 甘肅河西地區(qū)既有農(nóng)村住宅節(jié)能現(xiàn)狀

通過前期走訪調(diào)查，該地區(qū)現(xiàn)有的農(nóng)村住宅有以下三種類型：

第一類是上世紀(jì)70年代前后建設(shè)的土坯房，它是以粘土為主要原料，稻草加筋為墻的住宅。土坯房墻體厚大，厚度大多為700mm左右，有著良好的保溫隔熱性能。但此部分住宅年代久遠(yuǎn)，房屋都受到了不同程度的損毀，目前存量并不是很大。第二類是修建于上世紀(jì)90年代前后的磚墻、預(yù)制板平房，主要以燒結(jié)黏土磚為材料，墻體厚度240mm-370mm之間。由于農(nóng)村住宅在此階段尚屬于農(nóng)民自發(fā)修建，沒有規(guī)范的設(shè)計(jì)，建筑的安全性能、保溫隔熱性能較差。這類房屋在農(nóng)村住宅中占得比重最大。第三類是近些年新農(nóng)村建設(shè)過程中，農(nóng)村居民建立居民點(diǎn)修建的二層磚混結(jié)構(gòu)的住宅，這類房屋主要以燒結(jié)黏土磚為材料，部分建筑設(shè)置了構(gòu)造柱圈梁等防震措施，建筑安全性有較大提高，但對(duì)于建筑節(jié)能方面沒有重視，建筑形體沒有充分考慮節(jié)能保溫，墻體沒有保溫措施，窗戶基本使用推拉式鋁合金窗戶。這類農(nóng)村住宅居住環(huán)境雖有所提高，但仍然抵御不了寒冷冬季對(duì)居住舒適度的影響。

究其原因，這三種類型的住宅，都在建筑結(jié)構(gòu)上沒有做任何保溫的措施。冬季取暖大都采用煤爐取暖，熱效率低下，且對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量造成污染，嚴(yán)重者還會(huì)對(duì)生命健康構(gòu)成威脅。農(nóng)村住宅冬季室內(nèi)溫度一般只能達(dá)到5—10℃，嚴(yán)重影響住戶的生活質(zhì)量。農(nóng)戶為了追求舒適的室內(nèi)溫度，過量燃燒各種取暖材料、采用熱效率低下的采暖系統(tǒng)、缺乏保溫效果的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，都導(dǎo)致了能源在巨大消耗的同時(shí)室內(nèi)熱環(huán)境并沒有達(dá)到舒適性的要求，并在冬季對(duì)空氣造成了較為嚴(yán)重的污染且經(jīng)濟(jì)效果差[2]。要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，我們不能忽視農(nóng)村住宅對(duì)環(huán)境、能源的影響，如果不加以引導(dǎo)和控制，農(nóng)村住宅這種粗獷型的能源消耗建筑將會(huì)極大的影響到生態(tài)環(huán)境及人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。要解決這個(gè)問題，農(nóng)村住宅進(jìn)行節(jié)能改造要科學(xué)合理、因地制宜，選用合理的技術(shù)措施，以最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)措施達(dá)到節(jié)能的效果。

2 甘肅河西地區(qū)既有農(nóng)村住宅節(jié)能存在的問題

2.1 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)沒有保溫層，冬季室內(nèi)溫度低

甘肅河西地區(qū)農(nóng)村住宅墻體類型主要材料為黏土和燒結(jié)黏土磚墻兩種，基本都沒有保溫措施。門窗以木門窗為主，還有部分鋼質(zhì)門窗、鋁合金門窗。維護(hù)結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)系數(shù)大，門窗密閉性不好，保溫效果差。冬季農(nóng)民為了減少房屋內(nèi)的熱量損失，在窗戶部位覆蓋塑料薄膜，這又大大影響了冬季的室內(nèi)采光。

2.2 采暖設(shè)備熱效率低下，造成室內(nèi)外環(huán)境污染

冬季取暖主要使用火炕、煤爐、土暖氣。這些取暖設(shè)施，本身的熱效率不高，再加上缺乏保溫效果的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致燃料過量消耗，但熱效果并不理想。由于采暖設(shè)備的落后造成室內(nèi)環(huán)境污染，一氧化碳中毒事件在農(nóng)村地區(qū)時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅居住者的人身健康。

2.3 農(nóng)民經(jīng)濟(jì)條件成節(jié)能改造的制約因素

目前，大部分農(nóng)戶都認(rèn)識(shí)到農(nóng)村住宅的節(jié)能改造對(duì)于提高居住環(huán)境的重要性。但由于經(jīng)濟(jì)收入的水平及技術(shù)水平的限制，農(nóng)民在節(jié)能改造上能夠投入的費(fèi)用很有限。勢(shì)必開發(fā)采取適合農(nóng)村住宅、保溫效果好、造價(jià)低廉的節(jié)能技術(shù)改造措施。

3 甘肅河西地區(qū)既有農(nóng)村住宅節(jié)能改造的技術(shù)

農(nóng)村住宅的節(jié)能改造中結(jié)構(gòu)形式多樣，是一項(xiàng)較復(fù)雜的工程，單從某一方面來改造效果并不理想。通過大量的調(diào)查研究，根據(jù)目前河西地區(qū)農(nóng)村住宅現(xiàn)狀，經(jīng)過整理分析，總體來說，對(duì)于既有農(nóng)村住宅的節(jié)能改造主要從以下三方面進(jìn)行：

3.1 墻面節(jié)能改造技術(shù)

對(duì)墻面做節(jié)能改造主要針對(duì)外墻，且外墻外側(cè)面的保溫（外保溫）改造效果要比外墻內(nèi)側(cè)面（內(nèi)保溫）的保溫效果好[3]。外墻改造技術(shù)難度小于內(nèi)墻改造，且不影響室內(nèi)使用空間。對(duì)于外墻的節(jié)能改造主要從阻斷傳熱途徑處理，鋪貼保溫板和抹保溫砂漿兩種做法是目前較為廣泛采用的技術(shù)。不同類型的墻體依據(jù)墻體材料特性可以采用不同的改造方法。

土坯墻的住宅可以首先將墻體損毀處和縫隙處進(jìn)行填堵，增加墻體的厚度，墻體內(nèi)外增加草泥抹灰層，然后涂抹保溫漿料來提高保溫性能。

磚墻的住宅先要清理外墻墻面，用水泥砂漿做找平層，將聚苯乙烯泡沫板材用聚合物水泥砂漿與基層墻體粘貼。也可根據(jù)實(shí)際情況增設(shè)錨固件，再做保護(hù)層的方法來提高保溫性能[4]。

外墻保溫的這兩種方法各有特點(diǎn)。聚苯乙烯泡沫板在城市建筑中應(yīng)用較為廣泛，技術(shù)較為成熟，是既有住宅在節(jié)能改造時(shí)的首選方法。保溫漿料是由膠凝原料、?；⒅榧巴饧觿┙M成的墻體保溫層，屬于造價(jià)較低的高性能無機(jī)保溫材料，在新建筑物墻體保溫工程及既有建筑保溫工程改造中廣泛采用。農(nóng)村住宅由于受到經(jīng)濟(jì)條件的限制，采用上述兩種工藝目前部分農(nóng)民還不能承受。可以充分利用農(nóng)村現(xiàn)有材料，采用生物材料作為保溫材料，對(duì)秸稈等材料進(jìn)行碎化、防腐等方面的加工，摻入保溫砂漿中作為外墻保溫材料。

3.2 屋面節(jié)能改造技術(shù)

在甘肅河西地區(qū)，除了土坯住宅結(jié)構(gòu)為木屋架坡屋面，其余住宅都是鋼筋混凝土平屋面。

由于木屋架坡屋面基本都沒有做保溫處理，可以采用在室內(nèi)木屋架下做吊頂?？稍诘蹴攦?nèi)部增設(shè)保溫層。保溫材料宜選用模塑聚苯乙烯泡沫塑料板，也可采用稻殼、稻草以及生物質(zhì)材料制成板材[6]。

鋼筋混凝土平屋面可采取聚苯乙烯泡沫板（EPS）或聚苯乙烯擠塑板(XPS)來做保溫層。由于河西地區(qū)年降雨量少，可以將保溫層做在找平層之上，防水層之下，提高保溫效果。

3.3 門、窗節(jié)能改造技術(shù)

門窗的節(jié)能改造最容易實(shí)現(xiàn)。門框、窗框是熱量散失的主要部位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，門窗部位的熱量損失，約占整個(gè)房屋熱量散失的50%左右[7]。

農(nóng)村住宅的外門多為單扇的木門。若門扇質(zhì)量較好，可將單層木門改成雙層夾板木門?；蛟谠鹃T外側(cè)或內(nèi)側(cè)加一扇木門，并加掛保溫門簾。

對(duì)于單層鋁合金門，若門扇質(zhì)量密封較好，可增設(shè)一層鋁合金門。若門扇的質(zhì)量密封性不好，最好更換為平開雙玻中空塑鋼門。

對(duì)于單層木窗和單層鋁合金窗，窗扇質(zhì)量、密封性較好時(shí)，可增設(shè)一層木窗和鋁合金窗。若窗扇質(zhì)量、密封性不好時(shí)，應(yīng)更換為平開雙玻中空塑鋼窗。

4 其他節(jié)能改造技術(shù)

甘肅河西地區(qū)，位于北緯38度附近，全年日長時(shí)間達(dá)到3000余小時(shí)。是國內(nèi)最大的太陽能發(fā)電基地，有著巨大的太陽能資源。目前農(nóng)村的太陽能技術(shù)主要應(yīng)用于太陽能熱水器，除了日常生活的洗衣、做飯?zhí)柲艿馁Y源仍沒有被充分利用。我們還可以將太陽能技術(shù)應(yīng)用于采暖系統(tǒng)，這將大大降低冬季采暖的能源消耗。且該地區(qū)農(nóng)村住宅的坐向大都坐北朝南，有著豐富的南立面可以利用。利用太陽能技術(shù)，農(nóng)村住宅可改造成被動(dòng)式太陽房。被動(dòng)式太陽房有直接受益式、蓄熱式和陽光間式。

4.1 直接受益式

這種太陽房在改造的過程中，主要通過加大南墻玻璃窗戶的面積和透光性來實(shí)現(xiàn)。讓太陽光直接照射在室內(nèi)。室內(nèi)的地面、家具吸收熱量來提高冬季室內(nèi)溫度。但由于南窗面積較大，應(yīng)在南窗上掛保溫窗簾，并且窗戶的密閉性要很高，以減少因?yàn)榇皯舨粐?yán)密而導(dǎo)致的熱量散失。

4.2 蓄熱式

這種太陽房主要是通過改變墻體的顏色，如黑色和其他深色調(diào)。利用深色物質(zhì)對(duì)熱輻射吸收能力強(qiáng)，溫度升高快的原理來提高太陽光能的吸收率。

4.3 陽光間式

附加式陽光間可建造在住宅南面，可以使用塑鋼和玻璃構(gòu)成外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。陽光間受到太陽光的照射使陽光間溫度升高，通過住宅與陽光間之間墻體上的門或是孔洞進(jìn)行熱對(duì)流、熱交換。陽光間有一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)是由于陽光間是附加在住宅南側(cè)的空間，白天通過門或是孔洞傳導(dǎo)房間內(nèi)太陽熱能，又在夜晚可作為過渡空間，使房間熱量不會(huì)因?yàn)闀円箿夭畹脑蚨E減。

5 結(jié) 語

甘肅河西地區(qū)傳統(tǒng)的農(nóng)村住宅總量很大，進(jìn)行農(nóng)村住宅的節(jié)能改造，一方面對(duì)治理環(huán)境污染，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的意義；另一方面，從農(nóng)戶自身來講，改善農(nóng)戶的居住、生活環(huán)境，對(duì)改善民生，縮短城鄉(xiāng)差距有著重要的意義。

[1]劉昳．河西地區(qū)水資源合理利用及治理對(duì)策研究——以張掖市為例[D]．西北師范大學(xué),2013．

[2]張威．寒冷地區(qū)農(nóng)村住宅采暖能耗研究[D]．天津大學(xué),2011．

[3]張培河．淺析建筑外墻保溫施工技術(shù)和節(jié)能材料選擇與使用[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(15):215-215．

[4]肖莉．《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)農(nóng)村住房節(jié)能技術(shù)導(dǎo)則》(試行)頒布[J]．建設(shè)科技,2009(13):6-6．

[5]張澤平,李建宇,楊曉晶,等．玻化微珠保溫砂漿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J]．混凝土與水泥制品,2008(3):45-48．

[6]屈宏樂．在農(nóng)村推廣節(jié)能磚及節(jié)能建筑的途徑探析[J]．磚瓦世界 ,2014(2):2-7．

[7]王鳳歧,唐春梅．淺談建筑節(jié)勇[J]．張家口農(nóng)專學(xué)報(bào),2002(3):56-57．

Study on the energy - saving reconstruction technology of existing rural houses in Hexi district of Gansu province

This paper analyzes the energy saving situation and existing problems of rural residential buildings in Hexi district of Gansu province,and puts forward the countermeasures to the rural housing wall,roof,ground,doors and windows,etc．Some practical measures of energy-saving transformation,for the rural areas of Hexi in Gansu Province to provide a basis for energy-saving transformation．

rural；housing；energy saving；transformation；technology

TU745．5

B

1003-8965（2017）01-0012-03