基于生態(tài)建筑理念推進(jìn)常德生態(tài)宜居鄉(xiāng)村建設(shè)的對策研究

彭 鵬 臧麗花 李苗苗

常德職業(yè)技術(shù)學(xué)院（415000）

2018 年中央一號文件指出，“鄉(xiāng)村振興， 生態(tài)宜居是關(guān)鍵?！苯陙?，常德地區(qū)加快推進(jìn)生態(tài)宜居鄉(xiāng)村建設(shè)，截至去年3 月，常德市美麗鄉(xiāng)村共達(dá)到108 個，其中省級 29 個，市級 79 個。 在推進(jìn)生態(tài)宜居鄉(xiāng)村建設(shè)過程中應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施方面的建設(shè)，其不僅是保障區(qū)域內(nèi)農(nóng)村居民生產(chǎn)、 生活的必備條件， 也是建造生態(tài)宜居鄉(xiāng)村的重要決定性因素，對鄉(xiāng)村生活整體面貌的改善及居民生活品質(zhì)的提高有著重要意義。鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一直是鄉(xiāng)村建設(shè)中的短板，如污水處理設(shè)施，投資較大，但常因收水較少導(dǎo)致設(shè)施長期間停滯， 運行效率往往很低，處理效果也不盡人意。還有一些鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃不合理，不適合在鄉(xiāng)村建設(shè)中推廣，實際運行起來存在困難與障礙。 在走訪調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，曾被一度評為新農(nóng)村建設(shè)示范村的村莊里，有大量廢棄的垃圾收納箱，無人管理清潔；干枯的水處理系統(tǒng)廢棄多年，長滿了雜草等。因此要加快推進(jìn)生態(tài)宜居美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，就要深入分析生態(tài)宜居鄉(xiāng)村建設(shè)與發(fā)展的現(xiàn)實困境。

常德地區(qū)很多鄉(xiāng)村建筑臨路而建，忽略了朝向問題（如圖1 所示）。且外圍護(hù)結(jié)構(gòu)不具備較好的傳熱能力，朝西方向的窗無外遮陽，窗墻比較大。導(dǎo)致該建筑的室內(nèi)熱工環(huán)境很差， 空調(diào)能耗相對較高。要避免上述問題，就要從建造初期對房屋進(jìn)行能耗分析。傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村規(guī)劃和設(shè)計項目沒有足夠全面的數(shù)據(jù)支持，使鄉(xiāng)村建筑在使用過程中生態(tài)宜居方面出現(xiàn)了一些問題，增加了后期改造的成本。因此，在設(shè)計階段可引入BIM 技術(shù)。

BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型）， 核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。從建筑的設(shè)計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結(jié)，各參與人員可以基于BIM 進(jìn)行協(xié)同工作，有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本、以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。 BIM 技術(shù)作為綜合的數(shù)據(jù)信息化模型結(jié)構(gòu)，其特點之一是模擬性，設(shè)計上可以進(jìn)行節(jié)能模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬等。 通過建立建筑信息模型、氣候信息模型、地理信息模型，再將三者數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM 綜合分析軟件，分別計算可視化程度、能源分析、空氣流動區(qū)域等，然后進(jìn)行綠色建筑評估，采用降低建筑能耗的設(shè)計方案。

圖1 某新農(nóng)村民居

常德地區(qū)屬于中向北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候過渡的地帶。 夏季酷熱，冬季嚴(yán)寒。 因此，建筑朝向的的選擇要力求在冬季室內(nèi)獲得足夠陽光， 而夏季則盡量避免陽光西曬入內(nèi)。 為改善房屋的熱工特性，屋頂及外墻可采用保溫材料保溫隔熱（如圖2 所示），提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱能力。 此外也可以采用蓄水隔熱、植被隔熱、反射隔熱等方式。

圖2 屋頂及墻體保溫構(gòu)造

隨著人們對房間的采光要求越來越高，窗戶與墻體面積比在不斷提高。 常德地區(qū)很多鄉(xiāng)村建筑采用鋁合金門窗框（如圖3 所示）。 雖然窗框面積僅占整窗面積的25%～30%， 但是通過窗框傳遞的熱量占整個窗戶的50%以上，大量熱量通過窗框進(jìn)行傳遞，而鋁合金門窗框型材傳熱性能極佳，室內(nèi)溫度受室外溫度的影響極大。 為減少熱傳導(dǎo)，可以采用隔熱斷橋型材來制造門窗邊框，以提高門窗的隔熱效果，也可在窗框之間設(shè)置隔熱穿條用以提高隔熱性能。 在日照強(qiáng)烈的窗戶位置，可以設(shè)置外遮陽百葉窗或卷簾等。 當(dāng)前使用較多的是內(nèi)遮陽方式，遮陽設(shè)備和窗戶之間的空氣容易受到溫室效應(yīng)的影響而造成室溫高居不下。 而外遮陽具有自然的節(jié)能功效， 外遮陽百葉窗不但可將戶外的日照隔絕，并且能夠抑制室內(nèi)的空氣上升，可節(jié)省約45%的空調(diào)耗能。

圖3 鋁合金門窗

將以上不同方案在BIM 綜合分析軟件中計算得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，進(jìn)行方案優(yōu)化，以提升整個設(shè)計的合理性和科學(xué)性，真正做到因地制宜，讓建筑融入了周邊環(huán)境。

從生態(tài)技術(shù)的角度出發(fā)，采用新型建筑材料和科技手段對鄉(xiāng)村建設(shè)達(dá)到生態(tài)宜居有極大的促進(jìn)作用。 鄉(xiāng)村住房容積面積相對來說比較低，無法像城市一樣采用排水網(wǎng)管，因此采取適當(dāng)?shù)奈鬯畠艋夹g(shù)，是解決農(nóng)村廢水排放的主要手段。 如生態(tài)型旱廁、非水沖式智能馬桶等排水器具，是借助微生物技術(shù)使糞便分解，實現(xiàn)無公害化處理，之后再將糞肥全部還給農(nóng)田。 對于花卉、雜草等農(nóng)業(yè)廢棄物（如圖4 所示），可以進(jìn)行循環(huán)利用，通過發(fā)酵和脫水， 成為無臭無味的生物營養(yǎng)土或生物活性有機(jī)肥，進(jìn)入物料間或直接施入農(nóng)田，可以增加土壤有機(jī)質(zhì)、減少化肥農(nóng)藥使用量、提高土壤活性等。

圖4 農(nóng)業(yè)廢棄物

圖5 太陽能路燈

在新能源技術(shù)中，太陽能的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。太陽能路燈無需鋪設(shè)線纜（如圖5 所示），節(jié)省了大量的人力和能源，且具有穩(wěn)定性好、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實用等優(yōu)點。 除了太陽能路燈，光伏瓦片也是比較新型的節(jié)能建材， 即把光伏組件嵌入支撐結(jié)構(gòu)，使太陽能板和建筑材料結(jié)為一體， 直接應(yīng)用于屋頂，和普通屋面瓦一樣安裝在屋面結(jié)構(gòu)上。 這種瓦片接受陽光的炙烤同時把陽光變成電能，且具有反射隔熱的功能。 此外還有太陽能屋面，太陽能熱水器等新能源設(shè)備，都能為提高鄉(xiāng)村宜居起到促進(jìn)作用。

在這些基礎(chǔ)設(shè)施投入使用后，還需要通過BIM技術(shù)進(jìn)行運維管理。由于BIM 技術(shù)貫穿于工程項目的全壽命周期，通過整合建筑項目生成的各類信息為項目的所有參與者提供一個共享式信息平臺。 對鄉(xiāng)村建筑及基礎(chǔ)設(shè)施建立專門管理檔案后，在運行階段通過平臺對建筑設(shè)備能耗進(jìn)行監(jiān)測、分析和管理，對運行期的能耗要點進(jìn)行控制，及時偵測到用能異常的樓棟，分析導(dǎo)致建筑能耗較大的各方面原因，為村民提供用能建議，使超低能耗房運行在正常用能范圍內(nèi)，也為住戶降低超低能耗房使用成本。通過平臺還可以實現(xiàn)智能燈光系統(tǒng)，對燈光進(jìn)行智能控制與管理，從而達(dá)到智能照明的節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的功能。 真正實現(xiàn)節(jié)能的目的。 在維護(hù)階段，由于建立了BIM 技術(shù)可視化三維模型，所有數(shù)據(jù)和信息可以從模型中獲取和調(diào)用，充分了解設(shè)備的運行狀況，出現(xiàn)故障及時處理，保證各項基礎(chǔ)設(shè)施穩(wěn)定運行。

將生態(tài)建筑理念用于生態(tài)宜居鄉(xiāng)村建設(shè)，需要根據(jù)村莊的自然生態(tài)環(huán)境，結(jié)合常德地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化和自然特色，因村制宜，運用生態(tài)學(xué)、建筑技術(shù)科學(xué)的基本原理和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段等，合理安排并組織農(nóng)村居民生產(chǎn)、生活的鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施，包括農(nóng)村污水、垃圾、廁所、道路、路燈等村內(nèi)生活類基礎(chǔ)設(shè)施之間的關(guān)系，使之與自然生態(tài)形成良性的有機(jī)循環(huán)體系，以獲得一種高效、低耗、無廢、無污、生態(tài)平衡的鄉(xiāng)村生態(tài)宜居環(huán)境，打造自然美、特色美、和諧美的美麗鄉(xiāng)村，實現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)性，以順利推進(jìn)常德生態(tài)宜居鄉(xiāng)村建設(shè)。