苏中地区新农村生态住宅建设探索
2015-10-12叶财华沈明明
叶财华,沈明明
(1.泰州职业技术学院建筑工程学院;2.泰州市规划设计院,江苏 泰州 225300)
苏中地区新农村生态住宅建设探索
叶财华1,沈明明2
(1.泰州职业技术学院建筑工程学院;2.泰州市规划设计院,江苏 泰州 225300)
文章基于江苏省农民节能抗震住宅设计竞赛,着重阐述节能住宅竞赛的设计理念和技术运用,结合当地实情总结归纳数种生态节能住宅的策略,提出了解决农村居住建筑问题的一种途径。
苏中地区;新农村;生态住宅
1 研究意义
新农村住宅建设是解决三农问题的一项主要工作,不仅关系到农民生活的改善问题,也涉及到当前比较关心的建筑节能、土地节约化等可持续发展的问题。
苏中为江苏省中部地区的简称,包括扬州、泰州、南通长江北岸沿江三市(简称苏中三市),苏中三市均在长江沿岸,为夏热冬冷地区。夏天高于35℃的有15~30天,冬天低于5℃的天数长达2个月,由于该地区湿度大,夏天闷热、冬天阴冷,随着生活水平的提高能量消耗也剧增。因此,发展节能建筑,提高建筑物的热工性能,减少由于冷热能对流的能量损失,对于降低能耗具有非常重要的意义。
2 研究策略
苏中地区新农村生态住宅研究应根据苏中地区农村的实际情况,遵循因地制宜、节约用地、尊重健康民俗风情和生活习惯的原则,从建筑布局、采光、通风、能源、水源等方面进行综合考虑,注重村庄生态环境的改善,突出乡村风情和地方特色,提高村庄环境质量,提出一些想法和建议。
2.1平面布局
根据苏中地区民居特点,采取三进院落式布局,充分考虑到本地区抗震要求,平面布局方正,采用框架结构;维护结构主体采用多孔节能砖,具有轻巧保温的效果;竖向高度与平面跨度的比例也使建筑保持了很好的刚度。建筑布局紧凑,平面功能合理实用,坐北朝南有利于对太阳能的充分利用,同时在平面设计中考虑到导风入室,增强空气对流。
2.2建筑材料
建筑选材应该选择苏中地区常见且能轻易获得的普通材料:多孔砖墙、瓦屋顶、铝合金门窗、白涂料等,在室外保温上也是较简单的材料。在遵循当地惯用材料、建筑风格的同时力求在建筑风格上有所突破,以反映当下新农村建设的崭新面貌。
2.3节能设计
2.3.1提高密闭性门、窗与墙体间保持高度的密闭性,最大限度减少室内外冷热空气的对流。密闭性不好即使施加保温材料也无法达到节能的效果。
2.3.2提高保温性通过保温材料、保温构件及严格的施工标准等减少室内热损失,从而提高建筑的保温性能。
2.3.3多种能源组合利用除普通电源外,设计采用太阳能、沼气等可再生能源作为电能的补充,从而降低对电能的依赖以及减少焚烧秸秆对大气的污染。
太阳能是一种巨大的、无污染的自然能源,也是技术最成熟、与常规能源相比经济效益最好的光热利用。我国是太阳能资源丰富的国家之一,根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准,苏中地区属于二类地区(资源较丰富带),全年辐射量在5400~6700MJ/m2,相当于180~230kg标准煤燃烧所发出的热量[1]。
目前家庭太阳能发电站技术日趋成熟,成本日益降低。一块光伏发电板可以产生200W的电量,需要配备一个蓄电池,这基本可以满足普通家庭的照明需求,而如果带动其他大功率的家用电器,就需要增加光伏发电板和蓄电池的数量。目前一套3000瓦的设备报价需要在3万元以上[2]。加上国家各项补助,现在的苏中地区家庭完全能够承担。居民完全可以白天蓄能晚上发电,甚至返销国家电网。
2.3.4雨水回收再利用通过对雨水的收集,净化处理形成中水,作为厕所、植物灌溉、农具清洁等用水,避免水资源的浪费。
2.3.5立体绿化尽量增加建筑物绿化的空间,通过植物吸收太阳热能,降低建筑物表面的温度。
3 设计实践探索
3.1建筑布局
由于联排住宅南北向比较长,结合农民的生活习惯设置了内庭院,在增加采光量的同时也起到拔风的效果。在屋顶造型的设计上,北向坡屋顶根据本地区冬季风向计算出适当坡度,以达到最大程度上减轻冬季冷风对屋顶的正面压力,从而减小冬季热量的损失。南向坡度的设计能够使太阳能集热器最大限度地接受太阳辐射。随着时代发展苏中地区的农村小规模养殖业已经很少,因此在平面设计中没有考虑圈舍设置,但留有加建余地。依据家庭结构情况可以衍生出更灵活的布局样式。
3.2通风与采光
设计中充分考虑了农村地区的建筑通风问题,在平面和剖面上进行了仔细地推敲。平面上南北通透,内院起到拔风效果,利于穿堂风的形成。同时生态循环水池是本案的重要特点。由于水能迅速降温,在底层的架空层中设计小水池,夏天室外热空气经水池冷却,由风扇将冷风导入室内,达到降温效果(见图1)。冬天则将排风口关闭,排干雨水,露出卵石铺层,卵石能很好地吸收太阳辐射,从而提高环境温度(见图2)。内庭院的采用使得建筑能充分利用自然采光,楼梯
屋顶天窗的设置也很好地解决了其采光效果。
图1 夏季通风示意图
图2 冬季保温示意图
3.3太阳能与沼气技术
设计中利用太阳能给建筑物供暖和提供生活热水。太阳能集热器吸收热量,通过热煤介质将热量转移至蓄热供热装置中(见图3)。在正常日照条件下,太阳能产生的热水不仅可以满足用户需求,而且能为房间供暖。在夏季,太阳能在供应生活热水的同时对蓄热供热装置进行蓄热,储蓄的热能供冬季日照不足时供暖使用。
图3 太阳能利用示意图
3.4雨水回收系统
水资源的循环利用在本案中被着重研究。雨水通过地下架空层的生态微循环水池收集后存于雨水收集池中,收集后经由雨水净化池净化形成中水,通过水泵提升至屋顶隐藏的水箱,主要供厕所冲水以及植物灌溉、农具清洁、道路冲洗、夏季局部降温等使用(见图4)。
位于室内地坪层下方的生态微循环水池配合室内地面通风口,能较好解决苏中地区夏季潮湿闷热的室内小气候。微循环水池以适当的坡度坡向雨水收集池,雨水较多时,水池水量充盈,可深入到微循环水池中,达到降温的效果(资源循环系统见图5)。
图4 雨水回收利用示意图
图5 资源循环系统
3.5遮阳与绿化
本案中西山墙栽有爬藤植物,在内院上方设有木框架,农村中可以栽植葡萄、丝瓜等爬藤植物。夏季可有效吸收和阻挡太阳的辐射,冬天则对太阳没有任何阻挡。
百叶窗作为传统的遮阳手段在本案中依然被采用,南向采用可调百叶窗来调节光线辐射大小。绿化与遮阳相辅相成:内院种植垂葡萄、丝瓜等时令爬藤植物能有效遮挡阳光辐射;西向利用墙面绿化以及树木遮阳。绿化与遮阳有机结合,经济有效同时能改善微气候,美化环境。
4 结语
新农村生态住宅的建设,首先需要政府良好政策的支持,包括资金投入、节能立法、政策宣传等;其次,设计师也需要加大新农村建筑科学的研究。具体到设计师的设计策略可以从场地环境布局、适宜的绿色建材、良好的围护结构等设计层面;综合使用可再生能源如太阳能、风能、沼气生物能等技术层面;当然也需要因地制宜考虑当地的气象条件、雨水资源等实际状况来综合设计。显然设计方法是多样的,但通过精巧的设计,运用简单、成熟的技术手段获得较低能耗的生态环保农民住宅,这对于苏中地区乃至全国都有很好的借鉴意义。
[1]马月.我国太阳能资源分布概述[EB/OL].(2014-04-09)[2015-01-08].http://www.solarbe.com/topnews/ 201404/09/1321.html.
[2]家庭太阳能发电站一套成本至少1万[EB/OL].(2013-04-09)[2015-01-08].http://guangfu.bjx.com.cn/news/ 20130409/427556.shtml.
[3]胡仁禄,周燕珉.居住建筑设计原理[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[4]建筑设计资料集编委会.建筑设计资料集[M].北京:中国建筑工业出版社,1994.Abstract:The paper Based on the competition of Energy-Saving and Anti Seismic House of Farmers in Jiangsu Province,this paper explains the design concept and technology of energy-saving residential,combined with local sums up the strategy of several kinds of ecological energy-saving residential,put forward a way to solve the problem of rural residential building.
(责任编辑刘红)
Probe into Ecological Residential Construction in New Countryside in the Central Jiangsu Province
YE Cai-hua1,SHEN Ming-ming2
(1.Taizhou Polytechnic College;2.Taizhou Planning and Design Institute,Taizhou Jiangsu 225300,China)
the central of Jiangsu Province;new countryside;ecological residential
TU241.4
A
1671-0142(2015)02-0055-03
叶财华(1980-),男,江苏泰兴人,讲师.