东北地区村镇住宅适宜节能技术研究

李佳艺 李子龙 孙略添

(1：吉林建筑大学建筑与规划学院,长春 130118； 2：北京建筑大学土木与交通工程学院，北京 100044)

节能是我国建筑业发展所面临的一项极为紧迫的艰巨任务.长期以来，我国村镇地区普遍粗放式使用能源，浪费现象十分严重.为了推动社会发展，减少能耗，促进经济的可持续发展及实现全面建成小康社会的宏伟目标，村镇住宅建筑的节能成为当务之急[1].但仅依赖于传统技术，低技术建造的住宅已不能满足居民对现代村镇住宅在功能、形式、环境和空间上的日益多样化、高层次的需求，采用现代节能技术是未来村镇住宅发展的必然趋势.因此，不仅要总结传统村镇住宅的节能技术经验，更要选择性地引进、吸收、利用国内外先进生态节能技术，并结合当地村镇自身的地域特点对传统节能技术和现代节能技术进行合理的优化组合，研究出村镇住宅的适宜节能技术，并积极地以现代住宅设计理念和方法将其应用到村镇住宅的建造中.

1 概述

随着建设社会主义新农村进程的加快，村镇住宅建设的数量日益庞大.据相关统计数据显示，截至2013年底，东北地区村镇房屋竣工面积为1.6亿m2，其中住宅为1.15亿m2.然而当地村镇住宅建筑的节能工作相对薄弱，存在起点低、技术水平不高、能耗高、舒适度低、创新能力弱等问题.几百年来，东北地区村镇住宅的设计和建造一直沿用着传统的技术手法，这些技术大都来自以往建房的经验积累，较少运用现代适宜节能技术，采用的一些节能技术在当地村镇住宅中的适应性较差，不能满足广大居民的使用要求.因此，研究适宜的节能技术成为东北地区村镇住宅节能工作的重中之重.近些年经过建筑节能设计工作者不懈的努力和国外生态高技术住宅创作经验的传入，以及我国建筑节能规范的制定和强制执行，许多新技术和新能源相继出现，适宜性节能技术也得到了较好的应用与推广，传统技术与现代节能技术的结合更加紧密，东北地区村镇住宅的节能现状得到了相对改善.

2 村镇住宅建筑适宜节能技术

近年来，经过住宅建筑节能政策的推广，节能技术相继出现并不断完善，借鉴国外生态技术住宅创作的成功经验，并不断研究开发适合本地区气候特点的节能技术显得尤为重要.在满足村镇住宅经济的条件下，最大限度地满足建筑节能要求，能够获得良好的经济效益和社会效益.因节能保温型村镇住宅具有地方性、可持续性、成本较低、节约能耗、便于施工、有利于保护资源与环境，适合人们健康居住等优点，所以在相应的东北地区小城镇住宅中应用广泛.

2.1 村镇住宅节能体型设计

建筑体型不仅能满足居民的日常生活需要，同时也是建筑节能的基础.通常来说，东北地区村镇节能住宅的体型设计主要应做到以下两点：① 应尽量控制或降低住宅建筑的体型系数.研究表明，体型系数越小,单位建筑空间的热散越小,住宅建筑总能耗就越少；② 控制住宅表面面积系数，即住宅其它外表面面积之和与其南墙面面积的比值，表面面积系数越小，建筑获得的日照辐射就更多,建筑的能耗就越小.总之，减少住宅建筑面宽，加大建筑进深或增加组合体,尽量保持住宅建筑形体的规整,都有利于东北地区村镇住宅建筑的节能;而体型复杂、凹凸面过多的住宅则不利于节能[2].另外,东北地区村镇的多层住宅宜采用封闭式楼梯间,以减少热量的流失；住宅建筑入口处应设置门斗或采取其它避风措施,以减少散热;要注重住宅阳台、门窗、挑檐、女儿墙等部位的构造措施,合理的设计可以改善住宅的日照状况，减少住宅的能源消耗，进而达到节能目标.

2.2 村镇住宅单体空间节能设计

东北地区日照充足，夏季凉爽多风,设计师在对当地村镇住宅建筑设计时,要从节能角度、提高居住舒适度及居民生活的规律出发,合理布置住宅内每个房间的朝向并注意建筑的南北通透性，尽可能安排房间朝南，尽量避免出现间接采光、通风,以确保夏季室内可以形成穿堂风,这样就可以通过建筑朝向和自然通风来增加日照时间、降低室内温度、节约空调能耗，进而达到建筑节能的目的.

由于人们对住宅内各房间的使用要求不同，对房间热环境的需求也各异，故应根据实际需要合理分区，使建筑平面按温度分区进行布置.热环境较好的南向区域布置起居室和卧室，并且宜毗邻布置，避免管线的浪费和热量的流失.而将热环境要求较低的房间，如住宅中的厨房、卫生间、储藏室等布置在冬季温度相对较低的北向区域内，并利用这些附属房间的布置，减少起居室和卧室的热散失，以最大限度地利用能源，做到“能尽其用”.通过这种室内的温度分区，使住宅空间成为热流失的阻隔体，有效隔绝热传导，达到节能的目的.另外，热源的选用也需要慎重考虑，尽量使用一些来源方便、价格低廉的可持续能源.

2.3 村镇住宅围护结构节能设计

住宅围护结构的节能是指在建筑物的设计、建造及使用过程中，按国家规定执行建筑节能政策、使用节能材料、提高围护构件的保温隔热性能，以减少能源的消耗[3].东北地区村镇住宅围护结构的节能技术主要包括墙体保温技术、屋顶保温技术、地面和门窗保温技术四个主要方面.

图1 B08蒸压加气混凝土外墙保温构造

(1) 墙体保温技术. 现阶段，为了能够有效克服复合外保温墙体工程质量缺陷，且满足现行的节能设计标准，东北地区村镇住宅建筑的外墙节能设计应采用自保温技术.自保温墙体技术主要是采用各种自保温砌体而形成的节能墙体，保温材料也就是墙体材料本身[4].与复合保温墙体技术相比，自保温墙体技术在当今是一种较为先进的墙体节能技术，它不仅能够满足建筑节能标准、提高墙体工程质量、降低造价，而且不影响墙体承重、抗风压的目标.

在东北地区村镇住宅建筑中，现已使用的自保温墙体材料有烧结保温砌块、蒸压加气混凝土砌块及轻质陶瓷类保温材料等.其中容重大于600kg/m3的蒸压加气混凝土砌块，由于保温性能良好且强度较大被广泛应用于村镇住宅建筑的外墙.墙体的保温性能一般与墙体的厚度成正比，以BO8蒸压加气混凝土砌块墙体为例(构造做法参见图1)，当B08蒸压加气混凝土墙体厚度为200mm时，其保温性能仅为复合保温墙体的50%，但当BO8蒸压加气混凝土墙体厚度增加到450mm时，其保温性能基本等同于复合保温墙体.

图2 140mm厚聚苯板屋顶保温做法

(2) 屋面保温技术. 屋面的保温做法主要是采用实体保温材料作为保温层铺设于屋面的结构层上.东北地区村镇住宅主要采用坡屋面，其构造做法一般是在钢筋混凝土平屋面上外加一个带坡度的彩色压型钢板.屋面保温层宜选用导热系数低的材料，现今较为常用的有聚苯乙烯泡沫塑料板和水泥聚苯板等.一般情况下，屋面的传热系数与保温层厚度成反比，以聚苯乙烯板泡沫为例，当保温层厚度为100mm时，屋面的传热系数为0.36W/(m2.K)；当保温层厚度增加到160mm时，屋面传热系数降为0.25W/(m2.K).为了减少住宅屋面采暖耗能量、实现住宅节能目标，应适当加大屋面保温层的厚度.在现今东北地区村镇住宅节能设计中，屋面宜采用140mm厚且容重大于20kg/m3的聚苯板做保温层(构造做法参见图2)，此时屋面的传热系数为0.28W/(m2.K)，既不会过量增加建筑的造价，又能满足住宅建筑的节能需要.

(3) 门窗保温技术. 东北地区村镇住宅为了提高门窗的保温性能、减少门窗的耗能量通常采用以下措施：采用双层或三层玻璃门窗，通过增加中间空气层来减少门窗的导热系数；向窗户中间层添加惰性气体或改善中间层的气体状态，以减少中间空气层的对流换热，保证中间层发挥保温隔热的作用；在室内外之间布置南向阳光房，以减少住宅建筑的热损失，另外，阳光房在获得太阳光直射的时候，还能起到集热的作用；通过设置玻璃门斗或玻璃门罩来减少入户门的热散失；通过在窗框与墙之间的缝隙中填充发泡胶并减少可开启窗扇的数量来提高窗户的密实性.

(4) 地面保温技术. 东北地区村镇住宅建筑的地面一般采用100mm～150mm的灌注浆做保温层，这种做法造价相对较低，施工简单，保温效果较好.混凝土地面、水泥砂浆地面一般是在地面装修时做浮层混凝土面层、珍珠岩砂浆面层，铺设厚度一般为4mm～6mm，这种做法具有明显的保温效果并且舒适度很高.另外，在东北地区的农村住宅中，常通过设置地炕来减少地面的热散失，增加室内地表温度.由于地炕具有建造简单，采暖效果较好，使用方便及节约能源等优点,故被广泛应用于东北地区的农村住宅中,具有推广价值.

3 结语

村镇住宅建筑节能是一项综合性技术，在住宅体型设计、单体空间设计及围护结构设计等方面需要相互配合、相互补充，进而创造舒适的居住环境.选择因地制宜的节能技术，积极研究并推广保温性能更加优良、更加适合本地区的建筑节能新材料和新技术，将有助于降低村镇住宅建筑的能耗、提高住宅室内热环境舒适度，使村镇居民的生活质量真正提高，从而促进城镇化进程的加快.

参 考 文 献

[1] 刘 戈,黄明强.北方寒冷地区村镇住宅建筑节能适宜技术研究[J].科技管理研究，2011(6):93-94.

[2] 李雪平,武六元.西安地区居住建筑的节能体型设计[J].工业建筑，2007(3):23-25.

[3] 李浩田.适宜性节能技术在寒冷地区农村小学建筑设计中的应用研究[D].济南：山东建筑大学，2013.

[4] 杨建勋.试论建筑节能新技术研究与应用工程[J].现代物业(上旬刊)，2011(8)：128-130.