【文章內(nèi)容簡介】 ?？梢?，有大部分 的居民愿意接受節(jié)能的住宅，但是不希望增加造價，經(jīng)濟因素起到了很大的制約條件，這就需要設(shè)計者在進行節(jié)能設(shè)計時，盡量采用適宜的低造價技術(shù)運用到建筑中。 （ 2） 您在修新房時最為考慮以下哪個方面（請按重要程度排序 ） ？ 有 83%的居民認為最為重要的是建筑的面積和房間的數(shù)量，其次有 11%的居民認為是舒適性是最重要的， 5%的居民認為是美觀，只有 1%的居民認為建筑的質(zhì)量與節(jié)能為最重要的。應該說，建筑的節(jié)能與建筑的舒適性是有直接關(guān)系的，但是舒適性的住宅并不一定是節(jié)能的，有些舒適的住宅是以大量消耗資源為代價的。從以上的統(tǒng)計可以 看出農(nóng)民在建房時只是單純的解決了居住的問題，這與經(jīng)濟發(fā)展那水平有直接關(guān)系，并沒有考慮建筑的質(zhì)量，特別是建筑的節(jié)能。 調(diào)研報告 東北農(nóng)村住宅在節(jié)能方面的問題 東北 地 區(qū) 多農(nóng)村住宅的墻體整體厚度不夠，且使用的材料保溫性能差和屋頂?shù)谋馗魺嵝阅懿睿T窗單薄且不嚴密，冬季的滲透風嚴重，導致圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能不足。圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能性是農(nóng)村住宅節(jié)能的關(guān)鍵 ： 冬季采暖耗能是農(nóng)村住宅在使用過程中最主要的能耗，該地區(qū)冬季采暖大部分采用土暖氣，燃料為煤 和植物 秸稈 。由于對炕和灶的改造還沒完全 開 展，造成很多村莊的能源的利用率較低，造成了 “ 入小產(chǎn)出 ”的現(xiàn)象 ，仍釆用粗獷式的發(fā)展模式。很多家庭冬季采暖 不僅僅要依靠燒煤，還要大量的燃燒秸稈 ，燃燒所產(chǎn)生的濃煙直接影響環(huán)境，而且在自家院落中需要占用一定的空間來儲存這些燃料。所以對于燃料結(jié)構(gòu)的調(diào)整能夠很東北農(nóng)村的節(jié)能住宅設(shè)計 –5– 好的提高資源的利用率，減少不必要的浪費，同時氣態(tài)和液態(tài)燃料在燃燒中無煙無灰塵，這對于提 高 農(nóng)村住宅的室內(nèi)衛(wèi) 生 條件是有利的。 、設(shè)備落后 粘土磚墻在 東北地區(qū) 仍然在被采用，在筆者調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，許多在建的新房仍 釆用的是粘土實心磚，保溫節(jié)能效果差 。村民對夯土，草磚等傳統(tǒng)材料認同性不高，幾乎沒有住戶愿意自家新建住宅釆用這些材料， 曾經(jīng) 在農(nóng)村中被廣泛采用的材料在漸漸消失，卻而代之的是鋼筋混凝土等大量的城市工業(yè)材料，這些材料固然牢固，也有很好的保溫性能，但由于造價過高，推廣起來仍有一定難度。同時這些材料使用結(jié)束以后所產(chǎn)生的建筑垃圾也是對鄉(xiāng)村環(huán)境的破壞。 東北農(nóng)村建設(shè)的問題 村莊盲 目 的向外擴張，同時隨著人口的死亡或者居民搬到城市居住，造成村莊內(nèi)部仍有大 量 的閑置房屋和荒廢上地，宅基地內(nèi)雜草叢生， 房屋破爛不堪，不僅僅影響了村容，而且造成了土地的浪費。村莊布局不合理，為了保證自家的住宅不與鄰居家的共用東西墻，而在兩棟住宅之間仍保留不可利用的小塊土地，這種落后的傳統(tǒng)思想需要剔除 。 村莊將大暈的資金進行一些不實用且并不美觀的裝飾工程、面子工程，如在村口做雕塑，修假山，利用率低的廣場，這造成了資金的浪費的同時，也破壞了農(nóng)村樸實而自然的環(huán)境。村莊內(nèi)道路崎嶇不平，排污系統(tǒng)和綠化系統(tǒng)不完備，垃圾處理不當。 東北農(nóng)村的節(jié)能住宅設(shè)計 –6– 3 農(nóng)村住宅節(jié)能設(shè)計方法 對 東北 地區(qū)農(nóng)村住宅節(jié)能設(shè)計是建立在對當?shù)氐恼{(diào)研與案例分析 的基礎(chǔ)上，結(jié)合農(nóng)村住宅所普遍存在的問題的基礎(chǔ)上展 開 的，目的是能夠做到農(nóng)村住宅的 “ 節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水 ” 。 節(jié)能設(shè)計并不是簡單的將各種節(jié)能技術(shù)羅列出來，不加考慮的疊加使用，也不是某一 項節(jié)能技術(shù)獨立運用，而是要根據(jù)原理，從體系上加以整理，減少節(jié)能方法的遺漏，為了比較節(jié)能技術(shù)相互之間在性能上的差異性和相似性，就需要建立整體的、體系化的節(jié)能設(shè)計方法。而且這些方法應該是在房屋材料的生產(chǎn)和運輸、房屋建造過程、以及后來的房屋的運行中均有很好的節(jié)能效果的技術(shù)。 選址與布局 選址 中國人自古以來就講究建筑 與自然環(huán)境的 “ 天人合一 ” ，將民居作為一個有生命的體系進行研究，將能獲得更多的啟示，例如背山面水（前塘后山）、背風向陽、山環(huán)水抱及地勢干爽，都是中國千百年來的經(jīng)驗總結(jié)。村莊選址應在不占用少占用耕地的基礎(chǔ)上，注意自然環(huán)境與人造環(huán)境各因素之間的關(guān)系。 在農(nóng)村建設(shè)過程中，也會出現(xiàn)一些整體村莊搬遷的現(xiàn)象，在這個過程中所要解決的問題就是村莊選址問題。選址不應該選擇在洼地、溝地等中部地勢低而周邊地勢商的區(qū)域，冬季的冷空氣下沉并且會在低地滯留，形成對建筑物的 “ 霜凍 ” 現(xiàn)象，在這種區(qū)域建設(shè)住宅，冬季釆暖所產(chǎn)生的能耗較高。同時有 條件時，可利用地形特點，巧妙地避 開冬季寒風的侵襲。 在 東北 的山地地區(qū)，住宅建筑的選址應該選擇在山體的南面，這樣在避 開 北風侵襲的同時，能夠利用地勢 高 低錯落更多的利用日照，從而達到節(jié)省能源的效果。 布局 這種方式在北方的農(nóng)村中最為常見，在筆者走訪的村落中也大部分采用的這種方式，特別是在新建的住宅區(qū)域，更加明顯。這種方式對于節(jié)約土地是有利的，但是這種布局方式單調(diào)而缺乏變化，前院后街，村落空間變化少，給人以 “ 兵營 ” 的感覺。缺乏活動與公共活動的空間。 東北農(nóng)村的節(jié)能住宅設(shè)計 –7– 這種方式在很大程度上是村民自 發(fā)建設(shè)所形成的，布局自由無規(guī)律，由于各家的宅基地并不是統(tǒng)一的劃分，所以基地的自由劃分自然就形成了建筑布局的自由。這樣的布局方式不利于節(jié)約土地，如果建設(shè)不當，會造成村落建筑的混亂無序。 太陽能技術(shù) 被動式太陽能技術(shù)在農(nóng)村住宅中的應用 被動式太陽房（或稱被動式太陽能采暖系統(tǒng)）的特點是不需要專門的集熱器、熱交換器、水泵（或風泵）等主動式太陽能采暖系統(tǒng)中所必需的部件，只依靠建筑方位的合理布置，通過窗、墻、屋頂?shù)冉?筑物體本身構(gòu)造和材料的熱工性能，以自然交換的方式（ 輻射、對流、傳導 ） 使建筑物在冬 季盡可能多地吸收和儲存熱 量 達到采暖的目的。簡而言之，被動式太陽房就是根據(jù)當?shù)氐臍庀髼l件，在基本不添置附加設(shè)備的條件下，只在建筑構(gòu)造和材料上下工夫，使房屋達到一定采暖效果的系統(tǒng)。因此，這種太陽能采暖系統(tǒng)構(gòu)造簡申、造價便宜。 [1] 太陽能熱利用技術(shù)在住宅中的應用 太陽能熱水系統(tǒng)是利用太陽能把水加熱的裝置，是目前實際應用最多、技術(shù)最成熟、產(chǎn)業(yè)化最 高 的太陽能熱利用系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)主要元件包括集熱器、儲存裝置及循環(huán)管路三部分，此外，還有輔助的再加熱裝置如電熱器等以供應無日照 時 使用。 普通太陽能熱水系 統(tǒng)的原理是利用溫室原理，把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并向水傳遞熱量 ，從而獲得熱水。具體來說，太陽光透過玻璃進入密封的集熱器內(nèi)，大部分能量被集熱器內(nèi)的黑色吸收體吸收，然后將熱量傳給冷水，冷水加熱后重量變輕，自動流入水箱上部，水箱下部冷水由于密度大而自動流入吸熱體繼續(xù)獲得熱景，周而復始，水箱內(nèi)的全部冷水將被加熱。當太陽能加熱能力不足 時 ，由輔助再熱裝置補充熱 量 。 太陽能熱水輻射采暖的 熱媒 溫度為 3060℃ 的低溫熱水，這就使利用太陽能作為熱源成為可能。按照使用部位不同，可分為太陽能頂棚輻射采暖、太陽能地板輻射采暖等幾 類。 [2] 圍護結(jié)構(gòu)適用節(jié)能技術(shù) 圍護結(jié)構(gòu)是保護房間免受室外低溫、高溫和風的作用，而供暖系統(tǒng)則可使室內(nèi)維持一定的溫度，圍護結(jié)構(gòu)的好與壞對房間的溫度有重要影響。圍護結(jié)構(gòu)系由結(jié)構(gòu)層、保溫層、隔汽層或防水層以及內(nèi)、外面層所組成。其中結(jié)構(gòu)層和保溫層是主要的。結(jié)構(gòu)層通常是密實的材料層，因此具有較大的導熱系數(shù)，且對水蒸氣和空氣的滲透性能是不良的。保溫層通常釆用低導熱性的和水蒸氣和空氣易 透過的材料?？梢哉f圍護結(jié)構(gòu)是農(nóng)村住宅東北農(nóng)村的節(jié)能住宅設(shè)計 –8– 節(jié)能的最薄弱的環(huán)節(jié)，在農(nóng)村大部分地區(qū)的住宅外圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能與國家標準相差甚遠。所以，對于農(nóng)村 住宅節(jié)能來說，圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的改善是節(jié)能關(guān)鍵。 外墻 在建筑外 圍護 結(jié)構(gòu)中，墻體所占比重最大。冬季通過墻體散失的熱紐約為建筑總散熱量的 20%，夏季通過外墻吸收的熱量約為建筑總吸熱量的 35%。因而外墻體的保溫設(shè)計相當重要。 最為常用的方式就是增加墻體的保溫層，保溫層根據(jù)位置的不同可以分為：內(nèi)保溫、外保溫和夾心保溫，由于內(nèi)保溫的形式有 一 定的局限性： 由于保溫材料位于承重墻體的內(nèi)側(cè)，所以減少了建筑的室內(nèi)使用面積。 由于保溫材料位于內(nèi)側(cè)，承重墻體的溫度較低，當室內(nèi)濕度較大時，就 容易形成結(jié)露的現(xiàn)象。而外保溫墻體與夾心保溫、內(nèi)保溫比較起來，可以避免圍護結(jié)構(gòu)的 “ 冷橋 ” 影響，同時可以避免圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部凝水，保護圍護結(jié)構(gòu)受到室外氣候的不利影響，所以外保溫形式得到了廣泛的運用和推廣。 在農(nóng)村地區(qū)，可以利用當?shù)刎S富的植物秸稈材料，制作成植物秸稈的保溫層，無論是國外還是國內(nèi)，這種材料是最為經(jīng)濟，也是最為簡易的。利用植物秸稈生產(chǎn)的草板是很好墻體保溫材料，植物秸稈的導熱系數(shù)極低，在外墻附加 50mm 的草板就能起到很好的保溫效果。草板也是一種能呼吸的材料，所以在進行外表面裝飾的時候避免采用不透氣的水泥砂漿 ，應該選擇有一定空隙率的材料，如：混合型砂漿等。 夾層外墻是另一種有效提高墻體保溫效果的做法，即將墻分為承重和保護兩部分 ,其中承重部分的墻體厚度可以為 370mm，而保護部分墻體厚度可以采用 120mm。中間留 60mm? 120mm 空隙 ,可填保溫材料，也可做空氣層。此種墻體保溫性能明顯上升，是農(nóng)村比較適用的一種墻體類型，這種墻體在我 國 的東北地區(qū)已經(jīng)開始運用。在農(nóng)村地區(qū)，植物秸稈、鋸末、谷殼等材料也是很好的保溫材料，可以作為夾層墻的填充材料，但是需要注意的是一定要注意材料的防腐，在農(nóng)作物保溫材料暴曬以后，加入防腐、 防蟲劑。 [3] 屋頂 東北 地區(qū)的屋頂形式多采用硬山式坡屋頂?shù)男问?，比?屋頂 更利于節(jié)能。 東北 地區(qū)實測與平屋頂相比，室內(nèi)溫度冬天提高了大約 3℃ 4℃， 夏天則降低了 4℃ 5℃， 現(xiàn)狀建筑屋頂多為木結(jié)構(gòu)，少有采用保溫材料的，外蓋普通紅瓦或灰瓦，節(jié)能效果很差。 東北農(nóng)村的節(jié)能住宅設(shè)計 –9– 選擇保溫性能更好的保溫材料，降低屋頂?shù)膶嵯禂?shù)。膨脹珍珠巖、礦棉、 爐渣 等疏松、輕質(zhì)的材料較傳統(tǒng)的草泥好，其中以膨脹珍珠巖的性能最優(yōu)，其導熱系數(shù)比草泥低 96%，相同厚度提 高 熱阻 11 倍。而且膨脹珍珠巖的價格也比較低廉，適合在農(nóng)村地區(qū) 推廣，同時這種材料可以反復利用。在施工過程中可以在屋頂?shù)某兄亟Y(jié)構(gòu)上直接鋪水泥膨脹珍珠巖的板材，或者是將珍珠巖用塑料袋包裝起來以后再鋪設(shè)在屋面上。 農(nóng)村地區(qū)大部分仍采用的是木結(jié)構(gòu)屋頂，在調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多居民是在木榑上加木望板，再在表面鋪設(shè)植物秸稈和草泥的保溫，再鋪設(shè)瓦材。這樣的屋頂較混凝土屋頂自重輕，易于施工，但傳統(tǒng)的做法的保溫效果還需改進。所以在繼承了傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)屋頂?shù)膬?yōu)點基礎(chǔ)上，對構(gòu)造層次進行了改造。采用雙層木望板的形式，中間留有空氣間層 30mm左右，中間可以填充干燥的秸稈末，上層木望 板上鋪設(shè)油氈瓦，這種屋頂較傳統(tǒng)的瓦材自重降低了很多。 外窗 外窗部分的熱損失占整個建筑能耗的 30%，同面積的窗戶的熱損失是同等面積墻體的 9 倍，所以外窗的節(jié)能設(shè)計是建筑節(jié)能的一個重要環(huán)節(jié)。提高外窗的保溫性能有以下幾種方法： 1. 增加窗戶層數(shù) 采用雙層或單框雙 坡 有條件的居民可以釆用雙層玻璃或者單框雙層玻璃。 懸掛 光學 薄膜 一波一膜是指在玻璃窗內(nèi)側(cè)扇上貼透光率為 80%左右的含有氧化鋅和氧化錫特殊薄膜，形成 “ 透短反長 ” 的效果，薄膜距離玻璃 30mm，保證薄膜與玻璃之間的氣密性，形成空氣間層，這 樣可以降低導熱系數(shù) 60%。 延慶農(nóng)村地區(qū)的窗框多釆用單層木質(zhì)窗框，部分窗框己經(jīng)變形和老化，新修住宅多釆用鋁合金窗框。從熱工性能來看，木和塑料的保溫隔熱性能要優(yōu)于剛和普通鋁合金，同時價格更加便宜，但是木和塑料的耐久性能較差，通過木窗進行過防腐和防水處理以后，是適合在農(nóng)村地區(qū)使用的。 平 開 窗比推拉窗 更 利于保證窗的氣密性，在北方農(nóng)村地區(qū)，冬季居民會用 漿糊和紙來粘 窗戶的漏縫，這樣簡單的措施就能減少 75%的漏風。而窗縫的冷風滲透占整個窗熱東北農(nóng)村的節(jié)能住宅設(shè)計 –10– 損失的 1/31/2。加強門窗的氣密性是 加強窗保溫性能的最為簡單和有效辦法，很多可以通過居民自己動手進行施工。 過密的窗格在冬季時對陽光有很大的遮擋，所以在窗格的設(shè)計中應該合理的考慮開啟扇的位置，可以適當?shù)膶⒎稚⒌?開 啟扇進行整合，減少框格的桿件，不僅節(jié)約了材料而且能保證最多的陽光進入室內(nèi)。 總結(jié) 在針對農(nóng)村地區(qū)進行節(jié)能設(shè)計時，如果不加以正確的引導，將造成巨大的能源與物資的浪費，也會對建筑周邊的環(huán)境造成巨大的危害。為了能在農(nóng)村地區(qū)達到節(jié)能物資、節(jié)約能源、保護環(huán)境的目的，需要： 1. 盡量形成物質(zhì)能量的循環(huán)體系。 對于建筑全 壽命周期內(nèi)的能源與物質(zhì)投入以及最后的廢料的處理要有全面的估計 。 2. 建筑在每個環(huán)節(jié)都要減少能源的消耗。 從建筑原始材料的收集，材料的加工與生產(chǎn)、建筑的設(shè)計與建造、建筑的使用、建筑的銷毀這幾個環(huán)節(jié)均要考慮到能