基于生态建筑理念推进常德生态宜居乡村建设的对策研究

彭 鹏 臧丽花 李苗苗

常德职业技术学院（415000）

2018 年中央一号文件指出，“乡村振兴， 生态宜居是关键。”近年来，常德地区加快推进生态宜居乡村建设，截至去年3 月，常德市美丽乡村共达到108 个，其中省级 29 个，市级 79 个。 在推进生态宜居乡村建设过程中应加强基础设施方面的建设，其不仅是保障区域内农村居民生产、 生活的必备条件， 也是建造生态宜居乡村的重要决定性因素，对乡村生活整体面貌的改善及居民生活品质的提高有着重要意义。乡村基础设施建设一直是乡村建设中的短板，如污水处理设施，投资较大，但常因收水较少导致设施长期间停滞， 运行效率往往很低，处理效果也不尽人意。还有一些乡村基础设施规划不合理，不适合在乡村建设中推广，实际运行起来存在困难与障碍。 在走访调研中发现，曾被一度评为新农村建设示范村的村庄里，有大量废弃的垃圾收纳箱，无人管理清洁；干枯的水处理系统废弃多年，长满了杂草等。因此要加快推进生态宜居美丽乡村建设，就要深入分析生态宜居乡村建设与发展的现实困境。

常德地区很多乡村建筑临路而建，忽略了朝向问题（如图1 所示）。且外围护结构不具备较好的传热能力，朝西方向的窗无外遮阳，窗墙比较大。导致该建筑的室内热工环境很差， 空调能耗相对较高。要避免上述问题，就要从建造初期对房屋进行能耗分析。传统的乡村规划和设计项目没有足够全面的数据支持，使乡村建筑在使用过程中生态宜居方面出现了一些问题，增加了后期改造的成本。因此，在设计阶段可引入BIM 技术。

BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型）， 核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各参与人员可以基于BIM 进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。 BIM 技术作为综合的数据信息化模型结构，其特点之一是模拟性，设计上可以进行节能模拟、日照模拟、热能传导模拟等。 通过建立建筑信息模型、气候信息模型、地理信息模型，再将三者数据导入BIM 综合分析软件，分别计算可视化程度、能源分析、空气流动区域等，然后进行绿色建筑评估，采用降低建筑能耗的设计方案。

图1 某新农村民居

常德地区属于中向北亚热带湿润季风气候过渡的地带。 夏季酷热，冬季严寒。 因此，建筑朝向的的选择要力求在冬季室内获得足够阳光， 而夏季则尽量避免阳光西晒入内。 为改善房屋的热工特性，屋顶及外墙可采用保温材料保温隔热（如图2 所示），提高围护结构的保温隔热能力。 此外也可以采用蓄水隔热、植被隔热、反射隔热等方式。

图2 屋顶及墙体保温构造

随着人们对房间的采光要求越来越高，窗户与墙体面积比在不断提高。 常德地区很多乡村建筑采用铝合金门窗框（如图3 所示）。 虽然窗框面积仅占整窗面积的25%～30%， 但是通过窗框传递的热量占整个窗户的50%以上，大量热量通过窗框进行传递，而铝合金门窗框型材传热性能极佳，室内温度受室外温度的影响极大。 为减少热传导，可以采用隔热断桥型材来制造门窗边框，以提高门窗的隔热效果，也可在窗框之间设置隔热穿条用以提高隔热性能。 在日照强烈的窗户位置，可以设置外遮阳百叶窗或卷帘等。 当前使用较多的是内遮阳方式，遮阳设备和窗户之间的空气容易受到温室效应的影响而造成室温高居不下。 而外遮阳具有自然的节能功效， 外遮阳百叶窗不但可将户外的日照隔绝，并且能够抑制室内的空气上升，可节省约45%的空调耗能。

图3 铝合金门窗

将以上不同方案在BIM 综合分析软件中计算得出的数据进行比较，进行方案优化，以提升整个设计的合理性和科学性，真正做到因地制宜，让建筑融入了周边环境。

从生态技术的角度出发，采用新型建筑材料和科技手段对乡村建设达到生态宜居有极大的促进作用。 乡村住房容积面积相对来说比较低，无法像城市一样采用排水网管，因此采取适当的污水净化技术，是解决农村废水排放的主要手段。 如生态型旱厕、非水冲式智能马桶等排水器具，是借助微生物技术使粪便分解，实现无公害化处理，之后再将粪肥全部还给农田。 对于花卉、杂草等农业废弃物（如图4 所示），可以进行循环利用，通过发酵和脱水， 成为无臭无味的生物营养土或生物活性有机肥，进入物料间或直接施入农田，可以增加土壤有机质、减少化肥农药使用量、提高土壤活性等。

图4 农业废弃物

图5 太阳能路灯

在新能源技术中，太阳能的应用已经十分广泛。太阳能路灯无需铺设线缆（如图5 所示），节省了大量的人力和能源，且具有稳定性好、节能环保、经济实用等优点。 除了太阳能路灯，光伏瓦片也是比较新型的节能建材， 即把光伏组件嵌入支撑结构，使太阳能板和建筑材料结为一体， 直接应用于屋顶，和普通屋面瓦一样安装在屋面结构上。 这种瓦片接受阳光的炙烤同时把阳光变成电能，且具有反射隔热的功能。 此外还有太阳能屋面，太阳能热水器等新能源设备，都能为提高乡村宜居起到促进作用。

在这些基础设施投入使用后，还需要通过BIM技术进行运维管理。由于BIM 技术贯穿于工程项目的全寿命周期，通过整合建筑项目生成的各类信息为项目的所有参与者提供一个共享式信息平台。 对乡村建筑及基础设施建立专门管理档案后，在运行阶段通过平台对建筑设备能耗进行监测、分析和管理，对运行期的能耗要点进行控制，及时侦测到用能异常的楼栋，分析导致建筑能耗较大的各方面原因，为村民提供用能建议，使超低能耗房运行在正常用能范围内，也为住户降低超低能耗房使用成本。通过平台还可以实现智能灯光系统，对灯光进行智能控制与管理，从而达到智能照明的节能、环保、舒适、方便的功能。 真正实现节能的目的。 在维护阶段，由于建立了BIM 技术可视化三维模型，所有数据和信息可以从模型中获取和调用，充分了解设备的运行状况，出现故障及时处理，保证各项基础设施稳定运行。

将生态建筑理念用于生态宜居乡村建设，需要根据村庄的自然生态环境，结合常德地区的经济文化和自然特色，因村制宜，运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等，合理安排并组织农村居民生产、生活的乡村基础设施，包括农村污水、垃圾、厕所、道路、路灯等村内生活类基础设施之间的关系，使之与自然生态形成良性的有机循环体系，以获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的乡村生态宜居环境，打造自然美、特色美、和谐美的美丽乡村，实现生态可持续性，以顺利推进常德生态宜居乡村建设。