甘肃河西地区既有农村住宅节能改造技术的研究

王泽荣 尹 超（酒泉职业技术学院，甘肃 酒泉 735000）

甘肃河西地区既有农村住宅节能改造技术的研究

王泽荣 尹 超（酒泉职业技术学院，甘肃 酒泉 735000）

本文以甘肃省河西地区的既有农村住宅为研究对象，调查研究了甘肃河西地区农村住宅的节能现状和存在的问题。有针对性的对农村住宅的墙面、屋顶、地坪、门窗等提出了节能改造的技术措施。为今后甘肃河西地区既有农村住宅进行节能改造提供了可靠的理论依据。

农村；住宅；节能；改造；技术

甘肃河西地区，是指今天甘肃的酒泉、张掖、武威等地[1]。河西走廊地带属温带干旱气候，年平均气温约为5℃～9℃。年日照总时数达3000小时，日照百分率为75%，太阳能丰富，日照长，昼夜温差显著，夏季炎热，冬季寒冷，干旱多风，自然环境较差。河西地区农村人口多，农村住宅总量巨大，前期建设的农村住宅缺乏统一规划设计，在建筑形体、抗震设防尤其在节能保温方面基本没有防护措施，农村住宅居住环境较差。随着社会的进步与新农村建设的提出，农民对居住环境的舒适性的要求随着经济水平的提高也逐步提高。按照《民用建筑热工设计规范》GBT50176规定划分，甘肃河西地区属于严寒地区。为了提高农村住宅冬季舒适度，必须充分考虑农村住宅冬季保温要求。

1 甘肃河西地区既有农村住宅节能现状

通过前期走访调查，该地区现有的农村住宅有以下三种类型：

第一类是上世纪70年代前后建设的土坯房，它是以粘土为主要原料，稻草加筋为墙的住宅。土坯房墙体厚大，厚度大多为700mm左右，有着良好的保温隔热性能。但此部分住宅年代久远，房屋都受到了不同程度的损毁，目前存量并不是很大。第二类是修建于上世纪90年代前后的砖墙、预制板平房，主要以烧结黏土砖为材料，墙体厚度240mm-370mm之间。由于农村住宅在此阶段尚属于农民自发修建，没有规范的设计，建筑的安全性能、保温隔热性能较差。这类房屋在农村住宅中占得比重最大。第三类是近些年新农村建设过程中，农村居民建立居民点修建的二层砖混结构的住宅，这类房屋主要以烧结黏土砖为材料，部分建筑设置了构造柱圈梁等防震措施，建筑安全性有较大提高，但对于建筑节能方面没有重视，建筑形体没有充分考虑节能保温，墙体没有保温措施，窗户基本使用推拉式铝合金窗户。这类农村住宅居住环境虽有所提高，但仍然抵御不了寒冷冬季对居住舒适度的影响。

究其原因，这三种类型的住宅，都在建筑结构上没有做任何保温的措施。冬季取暖大都采用煤炉取暖，热效率低下，且对室内空气质量造成污染，严重者还会对生命健康构成威胁。农村住宅冬季室内温度一般只能达到5—10℃，严重影响住户的生活质量。农户为了追求舒适的室内温度，过量燃烧各种取暖材料、采用热效率低下的采暖系统、缺乏保温效果的外围护结构，都导致了能源在巨大消耗的同时室内热环境并没有达到舒适性的要求，并在冬季对空气造成了较为严重的污染且经济效果差[2]。要实现节能减排，可持续发展的目标，我们不能忽视农村住宅对环境、能源的影响，如果不加以引导和控制，农村住宅这种粗犷型的能源消耗建筑将会极大的影响到生态环境及人类社会的可持续发展。要解决这个问题，农村住宅进行节能改造要科学合理、因地制宜，选用合理的技术措施，以最经济的技术措施达到节能的效果。

2 甘肃河西地区既有农村住宅节能存在的问题

2.1 外围护结构没有保温层，冬季室内温度低

甘肃河西地区农村住宅墙体类型主要材料为黏土和烧结黏土砖墙两种，基本都没有保温措施。门窗以木门窗为主，还有部分钢质门窗、铝合金门窗。维护结构热传导系数大，门窗密闭性不好，保温效果差。冬季农民为了减少房屋内的热量损失，在窗户部位覆盖塑料薄膜，这又大大影响了冬季的室内采光。

2.2 采暖设备热效率低下，造成室内外环境污染

冬季取暖主要使用火炕、煤炉、土暖气。这些取暖设施，本身的热效率不高，再加上缺乏保温效果的外围护结构，导致燃料过量消耗，但热效果并不理想。由于采暖设备的落后造成室内环境污染，一氧化碳中毒事件在农村地区时有发生，严重威胁居住者的人身健康。

2.3 农民经济条件成节能改造的制约因素

目前，大部分农户都认识到农村住宅的节能改造对于提高居住环境的重要性。但由于经济收入的水平及技术水平的限制，农民在节能改造上能够投入的费用很有限。势必开发采取适合农村住宅、保温效果好、造价低廉的节能技术改造措施。

3 甘肃河西地区既有农村住宅节能改造的技术

农村住宅的节能改造中结构形式多样，是一项较复杂的工程，单从某一方面来改造效果并不理想。通过大量的调查研究，根据目前河西地区农村住宅现状，经过整理分析，总体来说，对于既有农村住宅的节能改造主要从以下三方面进行：

3.1 墙面节能改造技术

对墙面做节能改造主要针对外墙，且外墙外侧面的保温（外保温）改造效果要比外墙内侧面（内保温）的保温效果好[3]。外墙改造技术难度小于内墙改造，且不影响室内使用空间。对于外墙的节能改造主要从阻断传热途径处理，铺贴保温板和抹保温砂浆两种做法是目前较为广泛采用的技术。不同类型的墙体依据墙体材料特性可以采用不同的改造方法。

土坯墙的住宅可以首先将墙体损毁处和缝隙处进行填堵，增加墙体的厚度，墙体内外增加草泥抹灰层，然后涂抹保温浆料来提高保温性能。

砖墙的住宅先要清理外墙墙面，用水泥砂浆做找平层，将聚苯乙烯泡沫板材用聚合物水泥砂浆与基层墙体粘贴。也可根据实际情况增设锚固件，再做保护层的方法来提高保温性能[4]。

外墙保温的这两种方法各有特点。聚苯乙烯泡沫板在城市建筑中应用较为广泛，技术较为成熟，是既有住宅在节能改造时的首选方法。保温浆料是由胶凝原料、玻化微珠及外加剂组成的墙体保温层，属于造价较低的高性能无机保温材料，在新建筑物墙体保温工程及既有建筑保温工程改造中广泛采用。农村住宅由于受到经济条件的限制，采用上述两种工艺目前部分农民还不能承受。可以充分利用农村现有材料，采用生物材料作为保温材料，对秸秆等材料进行碎化、防腐等方面的加工，掺入保温砂浆中作为外墙保温材料。

3.2 屋面节能改造技术

在甘肃河西地区，除了土坯住宅结构为木屋架坡屋面，其余住宅都是钢筋混凝土平屋面。

由于木屋架坡屋面基本都没有做保温处理，可以采用在室内木屋架下做吊顶。可在吊顶内部增设保温层。保温材料宜选用模塑聚苯乙烯泡沫塑料板，也可采用稻壳、稻草以及生物质材料制成板材[6]。

钢筋混凝土平屋面可采取聚苯乙烯泡沫板（EPS）或聚苯乙烯挤塑板(XPS)来做保温层。由于河西地区年降雨量少，可以将保温层做在找平层之上，防水层之下，提高保温效果。

3.3 门、窗节能改造技术

门窗的节能改造最容易实现。门框、窗框是热量散失的主要部位。据统计，门窗部位的热量损失，约占整个房屋热量散失的50%左右[7]。

农村住宅的外门多为单扇的木门。若门扇质量较好，可将单层木门改成双层夹板木门。或在原木门外侧或内侧加一扇木门，并加挂保温门帘。

对于单层铝合金门，若门扇质量密封较好，可增设一层铝合金门。若门扇的质量密封性不好，最好更换为平开双玻中空塑钢门。

对于单层木窗和单层铝合金窗，窗扇质量、密封性较好时，可增设一层木窗和铝合金窗。若窗扇质量、密封性不好时，应更换为平开双玻中空塑钢窗。

4 其他节能改造技术

甘肃河西地区，位于北纬38度附近，全年日长时间达到3000余小时。是国内最大的太阳能发电基地，有着巨大的太阳能资源。目前农村的太阳能技术主要应用于太阳能热水器，除了日常生活的洗衣、做饭太阳能的资源仍没有被充分利用。我们还可以将太阳能技术应用于采暖系统，这将大大降低冬季采暖的能源消耗。且该地区农村住宅的坐向大都坐北朝南，有着丰富的南立面可以利用。利用太阳能技术，农村住宅可改造成被动式太阳房。被动式太阳房有直接受益式、蓄热式和阳光间式。

4.1 直接受益式

这种太阳房在改造的过程中，主要通过加大南墙玻璃窗户的面积和透光性来实现。让太阳光直接照射在室内。室内的地面、家具吸收热量来提高冬季室内温度。但由于南窗面积较大，应在南窗上挂保温窗帘，并且窗户的密闭性要很高，以减少因为窗户不严密而导致的热量散失。

4.2 蓄热式

这种太阳房主要是通过改变墙体的颜色，如黑色和其他深色调。利用深色物质对热辐射吸收能力强，温度升高快的原理来提高太阳光能的吸收率。

4.3 阳光间式

附加式阳光间可建造在住宅南面，可以使用塑钢和玻璃构成外围护结构。阳光间受到太阳光的照射使阳光间温度升高，通过住宅与阳光间之间墙体上的门或是孔洞进行热对流、热交换。阳光间有一个最大优点是由于阳光间是附加在住宅南侧的空间，白天通过门或是孔洞传导房间内太阳热能，又在夜晚可作为过渡空间，使房间热量不会因为昼夜温差的原因而骤减。

5 结 语

甘肃河西地区传统的农村住宅总量很大，进行农村住宅的节能改造，一方面对治理环境污染，节能减排，实现生态环境的可持续发展有着非常重要的意义；另一方面，从农户自身来讲，改善农户的居住、生活环境，对改善民生，缩短城乡差距有着重要的意义。

[1]刘昳．河西地区水资源合理利用及治理对策研究——以张掖市为例[D]．西北师范大学,2013．

[2]张威．寒冷地区农村住宅采暖能耗研究[D]．天津大学,2011．

[3]张培河．浅析建筑外墙保温施工技术和节能材料选择与使用[J]．科技创新与应用,2012(15):215-215．

[4]肖莉．《严寒和寒冷地区农村住房节能技术导则》(试行)颁布[J]．建设科技,2009(13):6-6．

[5]张泽平,李建宇,杨晓晶,等．玻化微珠保温砂浆系统的设计与应用研究[J]．混凝土与水泥制品,2008(3):45-48．

[6]屈宏乐．在农村推广节能砖及节能建筑的途径探析[J]．砖瓦世界 ,2014(2):2-7．

[7]王凤歧,唐春梅．浅谈建筑节勇[J]．张家口农专学报,2002(3):56-57．

Study on the energy - saving reconstruction technology of existing rural houses in Hexi district of Gansu province

This paper analyzes the energy saving situation and existing problems of rural residential buildings in Hexi district of Gansu province,and puts forward the countermeasures to the rural housing wall,roof,ground,doors and windows,etc．Some practical measures of energy-saving transformation,for the rural areas of Hexi in Gansu Province to provide a basis for energy-saving transformation．

rural；housing；energy saving；transformation；technology

TU745．5

B

1003-8965（2017）01-0012-03