西海固农村自建房能耗及保温现状研究

张升 胡转强 李亚亚

摘 要：以西海固地区农村自建房作为研究对象，通过实地调研之方法分析了自建房围护结构的保温、能耗现状，采用分类分析之方法分析了现状中存在的问题，提出适合该地区农村建筑的保温措施，构建绿色，环保，舒适的新型乡村。

关键词：围护结构；建筑；保温

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.081

西海固位于宁夏南部地带，是黄土丘陵区的西吉、海原、固原、隆德、泾源、彭阳等六个县的统称，是我国最大的回族聚居区。气候寒冷干旱， 这里年平均气温3～8℃，极端最高气温39.3℃，极端最低气温-30℃，属温带大陆性半干旱—干旱气候，水资源奇缺。现在经济条件好了，农民对住房条件的需求越来越高。在自建房的工程中，除了考虑安全牢固外，房子的保温性能也很重要。尤其在北方地区，冬天保暖就显得非常突出。本文通过深入西海固农村进行调研自建房围护结构（如墙体，屋顶，门窗等）的保温现状，分析了现状中存在的问题，提出了保温性能方面的改进措施，结合乡村振兴战略的要求，把该地区建设成为具有节能、绿色、宜居的新农村具有重要的意义。

1 西海固地区农村住房建筑围护结构和建筑能耗现状

1.1 建筑围护结构现状

外墙是建筑外围护结构的主体部分，采暖期能耗问题直接影响保温性能。通过走访调查，发现外墙结构及保温存在很多问题，为了提高自建房的保温性能和热舒适性，降低供暖期能源的消耗，有必要从围护结构的性能出发进而分析外墙保温效果。

本地区农村自建房外墙多采用实心粘土砖墙，通过内外墙抹灰，并对外墙面进行装修，各家墙面装修表现各异，其主要有外贴瓷砖和清水砖墙两种形式，并且普遍缺乏保温做法。查阅资料发现，这种外墙做法的热传导系数远高于寒冷地区外墙传热系数限值0.6W/m·K。也就是说，该地区自建房外墙的保温性能远达不到该地区的热工要求，急需改进。

该地区多采用坡屋顶，做法相对简单，木缘上铺设50mm左右厚的草垫子或者芦苇席等秸秆材料，然后用50-100mm厚草泥找平，上面铺设水泥平瓦。在施工过程中，很多住户对屋顶进行了草泥加厚，以达到保温作用，少部分采用现浇混凝土平屋顶。相对外墙而言，增加草泥作为保温层，可以起到了一定的保温效果，经查询这样做的屋顶的传热系数为1.91 W/m·K，其传热系数远达不到西海固地区农村住宅屋顶传热系数限值[1]。

该地区住宅窗户多为木制单框双层玻璃窗，单层单玻铝合金窗和单层单玻塑钢窗等，考虑到经济情况，很多住户只安装单层玻璃，只有少部分住户安装双层玻璃。窗户多采用平开和推拉。此外，由于窗框与墙之间的缝隙处理不当，以及窗户的气密性不好，存在严重的冷风渗透现象，使得木窗整体性满足不了热工要求。

该地区大多数采用单层木门，有少量村民采用单层铝合金门，一般均为平开门。到了冬季，绝大多数村民家里会挂厚棉门帘作为保温措施。

房屋地面大多在地坪上直接建设，大多用硬土夯实，很少开挖地基。随着经济的发展，农民对现有住房进行改造的过程中，注重了地面的装饰，从简单的铺砖面到开始铺设瓷砖地面，甚至大理石地面和木地板。

1.2 自建房采暖期能耗现状

西海固农村的采暖方式基本上都使用火炕和燃煤炉，经济宽裕的家庭还使用空调、电暖气、电热毯、太阳能加地板辐射辅助采暖。农村采暖期燃料种类有农作物秸秆、木材、电能、煤炭等。其中，使用最多的是煤炭。由于电能方便，干净，更重要的是便宜，因此对小功率电热毯的使用较为普遍。在天气较寒冷时，极少数村民家里使用电暖器辅助供暖[2]。

该地区的炊事用能方式主要有柴灶、燃煤灶、电炊具、燃气灶等。绝大多数村民家里都建有柴灶和燃煤灶。柴灶和燃煤灶与厨房采暖、生活热水复合使用，但柴灶由于使用生物质能源如柴火、秸秆作为燃料，使用时烟气大，热效率低等问题使得柴灶使用量逐步减少。尤其到了冬季，柴灶和燃煤灶就闲置下来，主要在燃煤炉上做饭。另外，随着农村经济的不断发展，电器化的炊具如电饭锅、电磁炉由于使用便捷等特点越来越受村民的青睐。由于冬季沼气池采气困难，加之村镇远离县城，导致用气不方便，导致燃气灶的使用量较小。

2 围护结构中存在的问题

该地区农村自建房外墙基本没有采取任何方式的保温措施，大多数村民选用实心粘土砖作为围护材料。由于实心粘土砖保温性能较差，同时当地村民的建筑保温认识不足，缺乏技术培训，建筑保温经验不多，另外考虑到经济成本，基本上没有采取更有效的保温措施，造成在冬季供暖期室内热环境非常不理想。

木质门窗和铝合金门窗是该地区最常用的门窗类型。由于铝合金门窗保温性能较差。另外，建筑门窗的面积过大，导致室内的热量损失多。

因泥草的导热系数较大，用泥草作为屋顶的保温材料，热量很容易从屋顶散失。可见，屋顶用泥草铺设并不是理想的选择。此外，屋内地面没做保温措施，热量很容易从地面流失。综上，该地区农村自建房围护结构保温性能较差，是影响冬季供暖期室内温度低的主要原因。

3 西海固地区农村建筑保温措施

综合考虑农村的资源条件、自然条件、经济条件、生活方式、风土人情等因素，结合气候特点，总结出适合西海固地区农村自建房节能保温措施。

3.1 建筑围护结构方面的保温措施

外墙保温主要是通过对墙体表面或内部进行一定的处理，以达到保温、保护主体结构、延长建筑物使用年限、美化等作用。目前应用广泛的是外墙外保温技术，即将保温层放置在主体墙材外面的保温措施，先在建筑物外墙上铺设保温材料，用保护层覆盖，再进行外墙面装修[2]。常用的保温材料有模塑聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS板）、草砖、胶粉聚苯颗粒等，其导热系数相对小，有利于保温。外墙外保温具有墙体外部热能散失少，同时能够避免内墙表面结露、表面外墙装饰灵活多样、安全可靠等优点，是农村外保温形式的首选。

为了减少屋顶建筑热量损失，具体方法是将木屋架坡面的保温层设置在吊顶上层，不但有利于施工，而且有利于保温材料的选择及替换；钢筋混凝土平屋面的保温层设置在结构层上，可以减少外屋面能量的散失，防止结构层冻裂，从而保证建筑的使用年限。

在考虑门窗时，选择塑钢材料的门窗。提高窗户的气密性，冷风渗透量越小，房间的热散失量就越小。增加玻璃层数，在玻璃之间形成空气层，能有效起到保温效果。

農村建筑地面应设置保温层。一般经济简单的方法开挖好地基之后，先做一道防潮层，利用油毡纸或者聚乙烯塑料薄膜起到隔潮作用，然后再其上铺设15公分厚的干炉渣起保温作用，最后用2公分水泥砂浆抹面。

3.2 大力推广新能源利用技术

太阳能热水器是将光能转化为热能的集热装置。太阳能的类型有真空管太阳能热水器和平板太阳能热水器，目前市场上真空管太阳能热水器比较普遍。

太阳能灶就是根据物理原理做成特殊结构将太阳能收集起来的一种装置。尤其在夏季，完全能够满足煮饭，烧开水，及部分生活用的温水等。在光照条件好燃料不足的西海固农村地区有推广的意义。

大力发展沼气。沼气的综合利用，有利于改善农村居住环境，减少废弃物对农村生态环境的破坏；沼气的开发利用有利于降低农民的生产生活成本；沼气资源的开发利用有利于缓解农村能源紧缺的问题。

西海固农村地区应充分利用当地自然环境优势，就地取材，选用经济、适用的保温材料，提高村民节能环保意识，加大建筑结构节能改造，增加保温措施，改善住房条件，打造舒适，美丽的农村新生活。

参考文献：

[1]李波.宁夏吴忠地区农村移民居住建筑节能技术研究[D].西安：西安建筑科技大学，2013.

[2]李妍.西北地区农村居住建筑节能技术与示范工程研究[D].西安：西安建筑科技大学，2015.

基金项目：2015年度宁夏高等职业学校教育教学改革项目-大学生创新创业训练计划项目

作者简介：张升（1996-），男，宁夏西吉人，专科，研究方向：电厂热能动力装置。