农村住宅节能措施探讨

2012-08-15李雪余皝

山西建筑 2012年29期

李雪余皝

(1.同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海 200092;2.上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海 200092)

0 引言

我国农村住宅建设长期以来存在观念落后、选材不科学、无规划无设计等问题。目前大部分农村住宅建材选用落后，保温隔热效果很差;在采暖方式上，仍大量为分散式而非高效的集中供暖，热效率低;在围护结构的材料选择和构造做法方面，仍采用常规的旧做法，围护结构的保温性能差，住宅外墙、屋顶以及门窗等传热系数均超出现行规范中规定的围护结构节能设计标准的限值，能源浪费情况严重却得不到重视。因此，在农村住宅设计和建设中应普及科学的节能技术措施和推广新型节能材料。主要措施有以下几个方面。

1 规划设计中的节能措施

1.1 选择合理的建筑朝向

在住宅设计中，朝向对能耗的影响是巨大的，具体影响在两个方面:对太阳辐射的热量吸收和空气渗透能耗量。相同造型和平面的两栋单体住宅，东西朝向比南北朝向的传热耗热量高5%左右。尤其在农村地区，建筑密度低、高度低、容积率低而使得建筑物受朝向影响的作用更加明显，而在土地资源相对富足的广大农村，住宅的朝向不易受限。因此在农村住宅的规划设计中，应将住宅南北方向布置，保证住宅的主要居室在南偏东15°以内，既能避免夏季的无效日照，又能满足冬季将温暖阳光引入室内，避开冬季的主导风向，降低能源消耗。

1.2 减小住宅的体形系数

住宅的体形系数越小，保温节能效果越好。在住宅设计中，体形系数一般不宜超过0.3。若住宅的体形系数数值超过0.3，则应对其外围护结构加强保温措施，才能使住宅的能耗指标控制在规定额度之内。减小体形系数的措施有以下几种:减少平面不必要的凹凸和立面的高低起伏;适当减小面宽、增大进深，南北向住宅进深控制在12 m～14 m，能兼顾节能和通风要求等。

1.3 控制住宅合理的窗墙比

窗子是住宅外围护结构导热的重要构件，因此控制窗墙面积比也是控制室内外热传导的主要措施。窗墙面积比不应超过规范中规定的数值:一般来说南向窗墙比不大于0.3，东西向不超过0.3，北向则不超过0.25。若超过以上数值，在外墙和屋顶的节能措施则需加强，方能使住宅满足节能要求。

1.4 合理布置住宅平面

合理的住宅平面也是提高室内热环境质量的一个重要方面。农村住宅的功能分区要按照对热环境的不同需求作科学合理的分区设计。除了充分考虑到农村的生活习惯外，还要根据节能要求做出调整和优化。比如，起居室和卧室应布置在南向，取得良好的日照效果，厨房、卫生间、楼梯间、储藏室等次要用房则设置于北向，对冬天的冷空气起到过渡的作用。另外应注意到堂屋是农村住宅的重要组成部分，在农村住宅设计中应充分吸取传统民居以堂屋作为家庭对外接待和内部生活起居中心的原则，强调保障堂屋的采光、通风、保暖和隔热，合理布置堂屋位置。

2 材料与构造方面的节能措施

2.1 选用新型墙体材料

我国已经逐步取消实心粘土砖的生产和使用。目前，住宅墙体构筑宜选用加气混凝土砌块、多孔砖和多排孔径轻骨料混凝土砌块、混凝土空心砌块、复合墙体材料等新型墙体材料。同时，改变外墙构造做法可大大减少墙体耗热量，如可采用节能保温砂浆抹面、贴板块保温材料、采用夹层外墙等方法。在外墙保温材料的选择方面，应选用节能效果好，轻质价廉的适合农村住宅的外墙保温材料，如纤维增强聚苯板或水泥聚苯板、钢丝网水泥聚苯板、钢丝网水泥岩棉板、胶粉聚苯颗粒、硬泡聚氨酯等轻质材料。

2.2 改进门窗构造做法

门窗是住宅耗热量最大的构件，也是建筑保温最薄弱的环节。门窗的散热主要通过玻璃、窗框间隙和门窗框的传热和对流，因此应从选材和构造两方面对门窗采取措施加以改进。

1)要减少门窗传热量。门窗型材不用导热系数大、封闭不严的普通铝合金材料，尽量选用塑钢复合材料、断桥隔热铝合金材料、木材等保温隔热性能和密封性能较好的门窗材料。门窗玻璃不用普通平板玻璃，新型的中空玻璃、镀膜玻璃、热反射玻璃等的节能效果较好。

2)应提高门窗的密封性。加设密封条是提高门窗气密性的重要手段，应加强门窗洞口周边保温及窗与墙的密封。在玻璃两侧用密封条加以密封，在密封条上加注密封胶。

3)除南向外的其他朝向在满足通风采光要求的情况下尽量采用小窗，减少散热面积，在小窗内侧采用平开或推拉式保温窗扇。若一定要开大尺寸门窗，可安装由厚织物制作的门窗帘，或冬季采用保温挡板或棉毯保温隔热。

2.3 改善屋顶性能

目前平、坡屋顶均广泛应用于农村住宅，从节能角度考虑，传统坡屋顶尤其是在坡屋顶内设计阁楼或吊顶比平屋顶更节能、更舒适，应当大力提倡。

坡屋顶的节能优势体现在两个方面:

1)可以提高屋顶热阻，提高热阻的具体措施是将保温隔热材料如矿棉板、锯末、膨胀珍珠岩等置于屋顶的空腔区域或吊顶上部;

2)在坡屋顶上可设置通风换气装置，如天窗、老虎窗、气窗等，既美观又实用，增强了坡屋顶的利用率和夏季隔热效果。

除此之外，还可以根据不同地域的特殊要求，对坡屋顶加以改造，如湿热的西南地区，主要考虑屋顶的隔热性能，因此在设计中，蓄水屋面、覆土屋面以及种植屋面等措施均可以达到节能的目的。

3 住宅绿色供能节能技术

3.1 沼气技术

沼气是一种清洁的绿色能源，是农作物秸秆等有机物在一定条件下经微生物发酵产生的可燃性气体。目前沼气技术发展已经非常成熟，因其成本低、取材广泛、使用方便、热效率高，在农村逐步得到推广。农村住宅使用沼气供热、做饭、供能，均可达到很好的效果。

3.2 太阳能技术

太阳能技术在农村住宅中的应用颇为广泛，由于太阳能具有污染小、能源取材方便等优势，在目前的建筑设计中得到广泛使用。但由于太阳能技术一次性投入成本较高，在农村住宅的应用仍以太阳能热水器为主。随着太阳能技术的日益进步，生产成本的降低，太阳能其他的利用方式将逐步进入农村家庭，如太阳能光伏发电、太阳能真空管集热器等，这些利用方式丰富了太阳能综合利用的产业链，可以有效解决农村住宅夏季制冷、冬季采暖等需求，真正实现可持续的节能住宅。