既有农村房屋节能改造适宜技术研究

管大伟,陈雪松,刘纪艳,刘晓龙,花邦杰,段绪胜

山东农业大学 水利土木工程学院,山东 泰安 271018

既有农村房屋节能改造适宜技术研究

管大伟,陈雪松,刘纪艳,刘晓龙,花邦杰,段绪胜*

山东农业大学 水利土木工程学院,山东 泰安 271018

为了提高农村既有房屋的舒适度，增强农村房屋的节能保温效果，本文根据农村既有房屋的特点，分别从外围护结构等各个方面提出既适应农村房屋节能又较为经济便利的改造措施。

节能;改造措施;农村房屋

一直以来，农村房屋在建设过程中由于技术条件的落后、认识观念上的不足和施工手段的限制，农民在建房时大多选用原始的建材和落后的技术手段。房屋外墙、门窗和屋面等仍采用常规做法，房屋外围护结构保温性能较差，致使采暖能耗浪费严重。对于量大面广的既有住宅来说，已经失去在建造阶段实施节能措施的途径。同时，对已经建成的房屋进行大规模的节能改造，牵涉面太大，费用高，也不太现实。目前适合非节能住宅改造的途径在装修环节，装修时通过采取一系列特殊的节能技术措施，改善房屋的保温、隔热效果。由于我国是能耗大国，建筑能耗约占社会总能耗的30%，随着农村经济的持续发展，农民的生活水平也在不断提高，农村生活能耗占国家建筑总能耗的比重越来越大，因此研究推广切实可行的既有农村房屋节能改造措施，是目前农村建设的重点和主要方向。本文通过在对农村房屋研究的基础上结合农村的自然条件，探究农村一些房屋应采取的有效节能改造措施。

1 农村房屋节能改造设计

经研究分析，农村房屋围护结构是节能的最主要部分，其中墙体和门窗传热的比例占整个围护结构传热比例最大，屋顶次之。而想推广农村房屋的节能改造，发展低能耗的生态住宅，就必须对墙体、门窗、屋顶的各种热工性能指标使用更高标准的节能技术改造措施，使用性能更加优越的节能建筑材料[1-5]。

1.1 墙体

在建筑的围护结构中，建筑外墙所占的面积最大，是冬季散失热量和夏季室内得热的丰要渠道。通过外墙散失的热量占到整个围护结构总能耗的25%～28%，其材料的选取和结构性能对整个空间热环境有很大的影响。

墙体保温措施根据保温层位置的不同可以分为三种：内保温、外保温和夹心保温。对于已经建成的农村房屋来说，墙体夹心保温明显不适合。对于传统建筑(尤其是纪念性标志性建筑)来说，为保证其外表观赏性往往采用墙体内保温改造措施。通过墙体的内保温改造措施，来改善墙体的保温和隔热性能。而对于其他民用型房屋建筑为减少耗能可采取外保温改造措施。外保温改造措施不减少使用面积，既能节约能源又可节约装修成本，并且可自由更改外观，居住舒适。墙体保温构造图如图1所示。

图1 墙体保温构造图Fig.1 Wall insulation structure diagram

在农村地区，可以充分利用当地丰富的植物秸秆、锯末、谷壳等材料，制成农村特有的墙体保温层，这种材料无论是国外还是国内，都是最为简易，最为经济的。但是需要注意的是一定要关注材料的防腐，在农作物保温材料暴晒以后，加入防腐剂、防虫剂。利用植物秸秆生产的草板也是很好的墙体保温材料，植物秸秆的导热系数极低，在内外墙附加50 mm的草板就能起到很好的保温效果[6-9]。

1.2 门窗

门窗是整个建筑物的重要组成部分，通过门窗来实现整个房屋的通风和采光，但是门窗又是建筑节能最薄弱的环节。门窗的耗能量约占整个外围护结构总能耗的30%，是建筑能耗散失的最严重部位。门窗的保温性能较差，传热系数是墙体的数倍，所以外窗的节能改造是建筑节能的一个重要环节。我国农村地区的房屋门窗大部分是单层塑钢门窗、铝合金门窗、木门窗，且较简陋，有些农民在冬季加贴一层塑料薄膜，来改善保温效果，但整体的保温效果却很差。还有在广大农村地区部分门窗的气密性较差，冷风渗透强烈，也是造成门窗能耗过大的重要因素。减少门窗的耗能改造措施有以下几种方法：

1.2.1 改善门的构造 屋内门应当采用防撞条构造，一方面可以减少关门撞击的噪声，另一方面也可提高其密封性能，降低热量散失，起到很好的保温效果。

1.2.2 增加窗户层数 居民可以采用双层玻璃或者单框双层玻璃。玻璃之间的距离至少应该保证在10 mm左右，但是如果将距离提高到20 mm，那么窗的保温性能将大大提高。在玻璃的选择上，农民可以根据自身的经济情况选择。

1.2.3 选择保温玻璃 农村地区大部分农民采用的还是最普通的白玻璃，但是有一定经济基础的家庭可以选择更换保温节能效果更好的玻璃比如：镀膜玻璃、LOW-E玻璃等。

1.2.4 使用保温窗帘 保温窗帘是指用具有热反射功能的材料制成的窗帘，主要功能材料为铝箔、铝箔胶布等。在冬季白天，打开窗帘可以接受阳光得热，到晚上，关上窗帘，室内的热量辐射可以被窗帘反射回来，从而起到保温的作用。内遮阳施工方便，外遮阳施工工序复杂，但是从效果来说，外遮阳要远远胜于内遮阳，因而装修时可以考虑一些外遮阳设施。

1.2.5 更换老旧门窗 农村地区的窗框多采用单层木质窗框，部分窗框已经变形和老化，新建房屋大多采用铝合金窗框。从保温性能来看，木质窗框的保温隔热性能要优于铝合金窗框，同时价格更加便宜，但是木料的耐久性较差，可以通过对木质窗框进行防腐和防水处理，然后可以应用在农村地区使用。

1.2.6 增强窗的气密性 经查阅文献，平开窗气密性要优于推拉窗气密性，在北方农村地区，冬季居民会用胶带、浆糊和纸来黏结窗户之间的漏缝，这种简单的措施就能减少75%的漏风。而窗缝的冷风渗透损失的热量可占到整个窗热损失的一半。增强门窗的气密性是加强门窗保温性能的最为简单和有效办法，很多居民可以通过自己动手进行施工。如泡沫塑料条、矿棉粘条、玻璃丝粘条等[10-14]。

1.3 屋顶

目前，农村住宅屋面耗热量约占整个围护结构总能耗的15%。结合农村实际情况和本着施工简单、维修方便的原则，为了有效地降低屋顶的传热系数，对于简单的坡屋顶来说，可采取吊顶内置保温材料的的方式。而对于平屋顶和复杂的坡屋顶，可以在屋顶楼面板的下部设置保温性能较好的保温材料作为保温层，然后进行吊顶封装。这种处理方式构造简单，造价低廉，不需要采用特殊的施工措施，只要在楼板下放置保温材料即可，有利于检查和更换保温材料。而保温材料的选择可以为聚苯板、加气混凝土块、膨胀珍珠岩、矿棉、炉渣等保温性能较好的材料，也可以选择农村常见的农作物秸秆。吊顶保温构造图如图2所示。

1.4 封闭房屋前厦

现如今大部分农村房屋都有前厦，可对前厦进行铝合金门窗封闭形成日光室，加强了外围护结构的保温效果。包厦构造图如图3所示。日光间宽度可适当拓宽，但不应低于80 cm，这样在不影响通风的条件下很好的利用了太阳的能源，通过外面的日光室调节使得屋内具有冬暖夏凉的效果，这也是降低能耗的最显著措施[15]。

图2 坡屋顶吊顶保温层构造图Fig.2 Structural diagram of pitched roof ceiling insulation

图3 包厦构造图Fig.3 Structural drawing of rural package building

2 结语

随着农村经济水平的提高和农村房屋耗能的快速增长，在农村地区利用精装修手段来进行节能改造改善既有住宅的耗能，是一个全新的方向，已经成为农村建设的重点和趋势。我们应该从实际出发，改变农村住宅不合理结构布置，在继承当地农民的优良传统时要有所改进，因地制宜，节约能源，为农民创造一个健康、舒适、节能的新农村居住环境。

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Study on Appropriate Technology for Energy Saving Reconstruction of Existing Rural House

GUAN Da-wei,CHEN Xue-song,LIU Ji-yan,LIU Xiao-long,HUA Bang-jie,DUAN Xu-sheng*
College of Water Conservancy and Civil Engineering/Shandong Agricultural University,Tai’an271018,China

In order to improve the comfort level of existing houses in the countryside,strengthen the rural housing insulation energy-saving effect,according to the characteristics of the existing rural houses,this paper puts forward the reform measures for energy saving and economic convenience from many aspects.

Energy saving;reform measures;rural housing

TU201.5

A

1000-2324(2017)05-0763-03

2016-03-02

2016-03-18

“十二五”国家科技支撑计划课题:低成本村镇基础设施与环境建设技术研究与示范(2014BAL04B05)

管大伟(1990),男,硕士研究生,研究方向:工程结构与新材料.E-mail:1395974623@qq.com

*通讯作者:Author for correspondence.E-mail:tumudxs@126.com