鲁中山区合院民居节能策略研究

陈文韬+成斌+

【摘要】本文主要从鲁中山区合院民居在建造和使用过程中节能方面存在的不足出发，从住宅选址、朝向、庭院布置、平面布置、类型选择、经济节能、层高、围护结构保温隔热以及太阳能利用等多个方面阐述了鲁中山区合院民居的节能策略。

【关键词】鲁中山区;合院民居;节能策略

Match people reside of luzhong mountain area economy energy strategy a research

Chen Wen-tao，Cheng Bin

（Southwest university of science and technologyMianyangSichuan621000）

【Abstract】This text main from the Lu the mountain area match people in the hospital to reside in the aspects of construct with use in the process economize on energy existence of shortage set out， the mountain area match people in the hospital to reside from the residence choose an address， toward， the courtyard the decoration， the flat surface the decoration， the type the choice， the economy the economy energy， the story high， round to protect a structure heat preservation to separate the heat and the solar energy the exploitation etc. several aspect elaborated Lu of economy energy strategy.

【Key words】Luzhong mountain area;Match people in the hospital reside;Economy energy strategy

1. 引言

（1）鲁中山区又称鲁中南山区丘陵区， 面积大约6.5万平方公里，全省3/4以上的山区以近圆形集中于该区， 四周皆为平原， 形成一个孤立的、典型的中尺度地形。当地人在长期生产生活中，把北方常见的合院住宅因地制宜加以改进，形成了现在独具特色的山地合院民居。山地合院民居不但与人们的生产生活习惯相适应，而且具有低技术、造价低，耗能少，节能可持续等一定的生态优势。

（2）近年来随着乡村经济迅猛发展，广大居民的生活条件得到了很大改善。但是住宅建设在取得很大进步的同时，还存在不少问题，如住宅平面与空间尺度过大，功能不明确，围护结构大多数选用传统的建筑材料，热工性能不好，构造做法落后等。当地乡村民居多为北方常见的合院形式，因山区众多，民居多因循地形，形成了独具特色的山区合院形态，鲁中的气候条件虽然与山东的其它区域相差不大，但是建筑的节能还受到房屋类型，人们生活习惯的影响。鲁中地区山区住宅的房屋类型与山东的其它平原乡村住宅的房屋类型均有很大的区别，例如在庭院的布置模式、住宅平面布局，空间布局等方面都有不同。

（3）鲁中山区合院民居在建造之初很少或根本不考虑建筑的节能问题，还达不到节能要求。在使用过程中其能耗也就相当大，因此，有必要在现有基础条件下进行改进，以达到节能降耗改善居住环境的目的。本文从以下几方面阐述鲁中山区合院民居的节能策略。

2. 选址与朝向

建筑是环境的一部分，只有将建筑与周围环境有机结合，建筑才具有生命力。建筑与环境是一个相互依赖共存的关系，任何建筑都离不开环境的影响。所以建筑节能设计的第一步是对环境的整体考虑。因此住宅在选址上一定要力争适应气候特点与地理条件，创造舒适的居住空间环境和舒适的室内物理环境。

2.1选址。

村落是农民定居的场所，位置的选择和建筑的布局要以有利于农业生产、方

便生活为原则。鲁中山区的合院民居在选址上，以前遵循的是古老的风水理论。目前在新农村建设中，选址应结合最新技术理念科学选址，综合考察生态环境、地质安全、区位交通、气候等因素，并做到充分结合当地的自然环境因素、气候特征、建筑功能、居民行为活动特点等。

2.2朝向。

影响建筑朝向的两个主要因素是日照和通风，但现实中常常出现这种现象，就是理想的日照方向可能恰恰是不利于通风的方向。因此合院民居在“最佳朝向”的选择上应依据地理条件与气候条件等进行。本地区冬季的主导风向为西北风，夏季的主导风向为南和东南风，另外，还有山地微气候的影响，在建筑朝向选择上应充分考虑住宅冬季有适量的阳光且尽量避免冷风吹袭，同时在夏季避免太阳直射室内且有良好的通风，因此，合院正房一般争取正南朝向。但如果地形条件不满足，应尽量争取较长的日照时间。

3. 庭院与住宅平面

3.1庭院平面。

布置庭院应根据鲁中山区的气候特征，考虑住宅的朝向、入口风道、庭院大小以及围墙高低等因素。合理组织穿堂风，南向院内种植庭院树，夏季不仅可以起到遮阳的作用，还可以对穿过它的空气进行降温、加湿和净化。因为宅基地处于坡地上，其面积狭小，建议合院民居在建造时尽量采用三合院或者左右侧门院。

3.2住宅平面。

合院民居的基本组成有居住部分、生产部分、辅助部分、交通部分以及附属建筑院落等。一般的合院民居有正屋、卧室、厨房、餐室、畜舍、储藏屋、厕所、浴室、过道、阶梯等各个单体，受其台地地形和进深影响，住宅平面一般采用上下两院的叠院体系。在对乡村住宅居民的生活与行为方式、工作与生产方式、风俗习惯、传统住宅形式等进行调查后，总结出布置合院民居平面的四个方法：endprint

3.2.1优化居住空间，根据当地农民生活特点，在传统住宅的基础上进行改进。按照居住者的需要，科学的组织起居、睡眠、做饭、储存等基本功能空间和会客、学习、存放工具等辅助功能空间。

3.2.2正房南向设置外走廊，可以充分利用外走廊，夏天用来遮阳、隔热，冬天可以形成日光间来保温。

3.2.3在地形允许条件下，采用两户或多户联立式布置形式以降低建筑的体形系数，降低建筑能耗;合理利用土地，提高土地利用率。

3.2.4鲁中山区合院民居己经很少使用地炕火炕来取暖，而是采用煤炉或土暖气来取暖，夜间停止采暖，不采暖房间室内舒适度很差。为提高冬季居住舒适度，减少采暖能源消耗，应该发展传统的生态采暖方式——地炕火炕。

4. 建筑类型选择

相同底面积的单层住宅造价肯定会比两层甚至三层的低，平顶的造价比坡顶低，砖木结构比砖混结构的造价要低。鲁中山区合院民居应该改变大宅基的现状，在原有一个宅基地上建两户两层或三层住宅，既满足原有用户的住房面积，又节约了土地。

5. 经济节能层高

鲁中山区合院民居主要是单层坡屋顶住宅，层高在此指的就是屋架底面与地面的垂直距离。调查中新建合院民居层高普遍较高，而且还有更高的趋势，尤其是新建住宅的层高已经上升到了4.2m，这对资源与能源相对紧缺的中国来说，都是很大的浪费。合院民居的层高在今后一段时间内很难降低，但是如果政策、法规来强制执行，农民还是可以接受的。尤其在城郊结合地方的合院民居发展较快，通过作者对城郊附近统一规划新建的几个村庄进行调查，得知规划楼房层高在3.3m左右，平房则在3.6m左右，相比自由建造的层高要低得多。应该尽快制定这方面的节能法规与政策，对其加以限制。

6. 围护结构的保温隔热

围护结构对建筑物性能有决定性的影响，合院民居围护结构的保温、隔热性

能很差。根据作者的调查可以知道鲁中山区合院民居的外墙根本不考虑保温、隔

热功能，外窗的密闭性较差。

6.1外墙。

山东地处寒冷地区，鲁中山区合院民居的外墙为单一的240mm厚实心粘土砖墙，其构造根本不能满足保温、隔热要求，因此要考虑改变外墙材料或者对外墙作保温、隔热来达到要求。墙体材料的选择要以经济、实用、安全、就地取材为原则。鲁中山区石材粘土资源丰富，其墙体材料主要采用的为实心粘土砖，但是实心粘土砖（导热系数为0.81W/m·k）的保温效果以及本身自重都不如粘土空心砖（导热系数为0.58Wm/·k），从推广空心砖的社会效益和施工测定对比知，推广粘土空心砖不但在经济上合理，而且在技术上可行。另外以前常用的土法土坯砖保温隔热效果也要好于实心粘土砖。

6.2门窗。

（1）调研中发现鲁中山区合院民居中全部使用的单层木窗或者单层铝合金窗，热工性能比较差且窗户面积比较大。鲁中山区合院民居普遍存在窗户较大的现象，有实验表明：当窗宽已达到开窗墙体宽度的2/3左右时，室内平均风速增加不再明显，故窗口总宽度应控制在开窗墙体的2/3～3/4左右，开窗高度超过2m以后，对人们活动范围内的空气流速也不再起显著作用。

（2）改善窗户的保温性能主要应从窗框材料、窗玻璃以及窗户缝隙入手。窗框材

料在选择上应该使用传热系数小的材料或者用传热系数小的材料来截断其他框扇材料的热桥，比如中空塑料窗框或者铝合金窗框效果较好。单层普通窗玻璃的导热系数较大，不利于保温隔热。空气的导热性只有玻璃的1/10，一般来讲，20mm厚的空气间层的热阻相当于单层玻璃热阻的40多倍，将窗户做成单框双玻窗。同时应尽可能的增大窗扇面积，减少窗缝的数量和长度，提高窗缝的气密性，同时设置各种窗帘来改善室内热环境。

6.3屋顶。

（1）鲁中山区合院民居的屋顶均为坡屋顶，与顶棚之间形成一个空间，空气层对

屋顶热工性能有一定的影响。当厚度达到60mm以上，空气层热阻趋于稳定，则

坡屋顶上部空气可近似认为空气隔间，对于室内的保温隔热作用是不容忽视的。

（2）早些年建的合院民居并没有外部的通风口，现在新建的住宅中人们已经开始充分利用这个空间来达到夏季降温、冬季保温的效果。因为留有通风口的坡屋顶部分空气是可以流通的，夏季可以阻挡室外热量进入室内，冬季可以阻挡室内热量传出室外，减少室内温度波动。但是鲁中山区合院民居普遍存在空气层高度大，浪费室内空间的现象存在。

7. 太阳能应用

鲁中山区属于Ⅲ类太阳能辐射资源带，太阳能资源比较丰富。鲁中山区的合院民居为了节省能源与资源，达到节能省地标准，可以从以下两个方面来充分利用太阳能资源。

7.1附加日光间。

鲁中山区的合院民居多是正屋外两厢房之间有前廊，为了充分利用太阳能，我们可以将原有外走廊封闭，形成简易的附加日光间，白天，阳光间接受太阳辐射热，温度升高，可作为活动空间和晾晒空间;夜间，阳光间的温度随着室外温度的降低而降低，作为一个缓冲的过渡空间。而且，室内不直接对外开门，减少进出房间的对流散热，保持室内温度波动较小。

7.2百页可变窗。

将南向窗户面积适当加大，以增加采光面积，在冬季获得更多的太阳辐射热，提高室内温度。在实际设计或施工中，我们可以将住宅的窗户做成可变化的，就是利用冬天需要采光、夏天需要遮阳的原理进行设计，采用百叶可变窗，节能效果显著。

8. 结语

本文提出的生态节能措施，基于当地经济发展水平，本着节约能源，生态低碳，可持续的原则，对当地农村住宅进行改造设计，以改善人们的居住环境，鲁中地区乡村住宅节能设计与技术研究对于寒冷地区的山区乡村住宅节能设计有着重要的参考价值，并对实现乡村住宅环境的可持续发展有着长远的现实意义。

参考文献

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[8]林川等编著：小城镇住宅建筑节能设计与施工，中国建材工业出版社，2004.1.

[文章编号]1619-2737（2014）10-03-44

[作者简介] 陈文韬，学历：硕士研究生，工作单位：西南科技大学，主要研究方向：城市规划与设计。

成斌，职称：副教授，工作单位：西南科技大学。endprint