基于“自维持住宅”理论在寒冷地区农村住宅建筑设计的探讨——以辽宁地区为例

(沈阳建筑大学 辽宁 沈阳 110168)

一、研究背景

(一)研究意义和目的

经济发展必然伴随着基础设施的建设，生产建设过程中就会产生污染，国家已经关注这个问题，并在城市建设中采用相应的环保措施来积极应对。但对于经济不发达的农村地区，资源浪费、环境污染等诸多问题有待解决。以农村住宅为例，由于技术资金等问题的局限性，所造成的能源不能得到合理的利用，农村地区自然资源丰富，如果能得到合理的分配和利用，不仅能提高人们的生活水平，更能帮助实现国家环保建设的大目标。通过农村地区开展“自维持住宅”建筑设计的研究，能够降低能源消耗、减少开支和污染，结合当地有限能源，使用太阳能和生物智能等，解决人们生活所需要的用水、用电、取暖、通风问题，尽可能的实现“自给自足”的绿色住宅。

(二)研究现状

什么是“自维持住宅”？不需要连接市政公共的供气，供水，供电和排污系统，能源和水的获取来自于太阳，风和雨水，废物的处理自身内部完成，并强调与周围环境的和谐共生。国内对农村生态住宅的研究目前多集中在建筑节能和新能源利用方面，也建成了多处节能示范点，如北京、哈尔滨等地。但与国外的“自维持住宅”相比，在建筑材料上可提高废物的利用率、建筑结构上也可改进来提高维护体系、在能源上可以考虑设置沼气池和太阳能设施等。但是考虑一切的前提是具体问题具体分析，结合我国不同地区的不同环境，给出最合理有效的解决办法，下文就以寒冷地区的辽宁地区为例，探讨寒冷地区农村住宅的“自维持住宅”建筑设计。

二、辽宁地区相关情况介绍

(一)辽宁地区自然地理情况

辽宁省位于欧亚大陆东岸，属于温带大陆性季风气候区。由于地形比较复杂，有山地、平原、丘陵、沿海等区别，所以各地的气候特征也不尽相同。但总的气候特征是：四季分明、日照充足、寒期较长、平原风大、东湿西干。全年平均气温在5-10℃之间，年降水量一般在500-1000毫米之间。自然资源丰富。

(二)辽宁地区农村住宅现状和需要解决的问题

辽宁农村地区住宅的布局形式大体相同，多以院落形式布局，兼顾居住和生产两个部分。居住空间坐北朝南位于院落的正中央，生产、储藏、饲养位于居住空间两侧，进而围合成一个院子。建筑结构也多为砖石结构，层数多为一层，正房进门为厅堂，其功能又以灶台为中心，充分利用做饭余热來加热两边卧室的火坑，火炕也是冬天的主要取暖措施。饮水和电能多为市政系统统一供应，个别地区靠水井饮水。通风一般就是自然通风。辽宁地区属于寒冷地区，首先需要考虑的问题就是取暖问题。农村已有的传统能源利用技术包括火坑、燃池、火墙和水窖，其中火炕和燃池是应用较多的取暖设施，应作为农村“自维持住宅”的主要研究对象。结合原有的能源利用方法结合现代的节能环保措施，实现新农村的“自维持住宅”。

三、寒冷地区农村“自维持住宅”可应用的主要技术

(一)平面布局设计改善

保留传统以厅堂组织流线的平面布局形式，主要功能用房例如卧室位于南向，合理的长度比减少热损失。另外向国外平面布局借鉴，在南向加建阳光房，获得更多能量，既能增加房屋的使用面积增加休憩场所，也可以在阳光房内进行一定的手工劳动和种植，对冬季的保暖有良好的作用。

(二)建筑材料利用废物

农村地区自然资源丰富，经过加工处理可以变成绿色环保材料，解决木材砂石等建筑材料紧缺的问题。稻壳、麦糠、树叶这些看似无用的废物可以当作保温材料，内填生石灰进行防腐。在实现材料制备的过程中也要环保。比如稻草经草砖机打压成片状，用金属网捆扎形成草砖，其保温效果比普通砖高出6倍，作为外墙冬暖夏凉，可自然降解；再比如粘土参入稻草，经过机器热压形成空心粘土砖，制作过程没有污染并可重复使用。

(三)提高保温隔热性能

继续应用农村地区传统的取暖措施火坑、燃池、火墙，同时增加墙体和保温材料的厚度，特别是北侧墙体，阻挡冬季冷风渗透。可以借鉴国外夹心墙的做法，结合火墙的原理提高保温效果。借鉴覆土建筑的原理，房间屋顶做成平坡结合的形式，平屋顶用于覆土种植一定农作物，冬暖夏凉，极大保障了屋内温度的稳定。

(四)能源利用“土新”结合

鉴于农村地区的有限技术和资金，结合农村原有的能源利用“土”办法和现代能源利用“新”办法共同解决能源问题。

供电方面：可以充分利用植物和动物的粪便等资源产生沼气，利用其发电原理，设置小型沼气发电站，提高废物利用率。发电站可结合农村街道公共厕所布置，集中解决一片区域的用电问题，操作简单，只要几个月的时间即可投产。同时辽宁地区日照充足，可以利用被动式太阳能技术产生电能，在经济条件较好的农村可考虑在建筑屋顶或院子空闲处设置太阳能光伏板，与沼气发电相结合解决日上用电问题。

供水方面：考虑到水的收集循环利用问题，可以采用屋顶收集雨水形式并结合农村院落地面坡度，设置雨水收集口，流入地下水窖，水窖用水泥混凝土或砖砌成，做好防渗处理，将雨水过滤、沉淀，然后储存在水窖中，可用来灌溉农田和生活水饮使用。但是考虑到辽宁地区的实际情况，有些地区年平均降水过少，可以继续沿用市政提供的自来水或地下用水。

四、总结

“自维持住宅”是一种理想化的生态建筑理念，也是未来建筑发展的一个方向，是一个很有意义的研究课题。结合我国的国情，在自然资源丰富的农村地区进行推广实践，节省有限能源也改善了人们的生活水平。虽然在国内的实施推广还存在着一些实际问题和资金技术的缺陷，但在摸索的过程中也取得了一定的成果，在局部地区进行试点试验最后逐步推广到全国全省各地农村是最终目标，实现真正意义上的环保绿色住宅。