农村住宅建筑节能与生态环境探讨

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摘要:为了降低农村住宅达到建筑节能与生态环境的关系，达到新型农村住宅提高室内热舒适性，以新型农村住宅建筑节能与生态环境的关系为探讨方向，设计了外墙保温、外窗优化、屋顶保温、增加气密性等节能改造方案，通过分析，比较各项优化措施及整体节能潜力。结果表明，建筑新型农村住宅后的节能率提高，节能潜力较大，各项措施中外墙和外窗的节能率分别得到提高，显然应作为节能改造的重点。结合新型农村住宅的特点和农民使用习惯，对节能改造的具体措施进行了探讨。

关键词:农村住宅;节能潜力;能耗模拟;节能改造

随着中国科技和经济的高速发展，中国房屋建筑面积已经达到非常大的面积，但由于农村建筑房屋的面积受传统理念的影响，还存在着缺少保温措施，尤其是门窗气的保温性能差，目前的供暖能耗是城市地区1.5倍～2倍［1－2］，在市场经济发展中，农民的生活要大幅度的提高。因此，如何改变农村房屋建筑结构的保温能力，是降低农村冬季供暖能耗的关键问题。文章以新型农村住宅建筑为典型农村住宅为例，在建设过程中，采用创新的材料，对原有建筑进行节能改造，对新型农村住宅建筑的改造内容包括外墙、外窗、屋顶等，近些年来通过对新型农村住宅建筑单项措施及整体节能效果的对比分析，来探讨在新世纪新型农村住宅建筑适合的节能方案，为生态环境的绿色做出贡献。

1传统的农村住宅能耗现状

中国传统的农村住宅建筑能耗，由于中国还处于第三世界，与相同气候条件下发达国家的农村住宅建筑能耗相比，大约是发达国家的2倍～3倍，可见中国传统的农村住宅还需要创新。中国现在农村建筑形成的能耗约为社会能耗的20%，与其他发达国家的农村住宅相比，中国是相同气候条件下发达国家的5倍以上［3］，显然，存在着很大的差距，因此农村地区能源消耗对中国的社会主义建设负担很重。这不符合生态环境的要求。中国把改革开放40多年来，中国广大农村的经济有了很大的改变。但农村地区住宅建筑能耗的增加［4］，也对我们提出了考验。尤其是随着中国农村居民生活的提高，广大农村人口对农村住宅的室内供暖也提出了更高的要求，因此新型农村住宅建筑节能已经成为农村节能的重要任务。陕西榆林市2018年全市具有资质等级的建筑施工企业的企业个数是464个，其中国有及国有控股企业是7个，它们的总产值是300.58亿元。国有及国有控股企业67．93亿元，房屋建筑竣工面积是297.5万平方米。房屋建筑竣工率是25.5%。图1榆林市2018年建筑工业总产值如图1所示，榆林市2018年建筑工业总产值已经达到300.58亿元。显然农村地区能耗较大的原因现在依靠城市建筑的技术规范已经可以解决，尤其是在市场经济中，农民的节能意识得到重视。因此，今天探讨农村如何降低供暖能耗已经可以得到支持。改善的主要问题是如何提高农村住宅围护结构的保温性能，只要这个问题解决了，就可以降低农村住宅建筑的本体能耗。近些年来，对于降低农村住宅建筑的节能一些学者提出了一些建议，有的学者丁勇等对农村建筑室内热环境问题进行了分析，他们在试验的基础上提出，在没有热源的情况下，如何保证对农村建筑的保温隔热能力进行优化，通过他们在农村的实验结果可以证实，在农村住宅的冬季，白天室内平均温度升高0.5℃，到了夜晚，这时候由于门窗关闭，室内平均温度可升高2.1℃，可见这个结果，可以证实，如果减少农村住宅建筑门窗的开放，就会使室内外的传热效果得到极大的减少，就会使农村住宅建设在夜间，使农村住宅建筑的温度得到提高［5］。这种观点验证了节能保温技术在寒冷地区农村建筑的适用性［6］。因此要节约农村住宅建筑的能耗，就要在农村住宅的门窗保温性上下功夫。

2对榆林市农村住宅建设能力的研究

对农村住宅建设能力的研究，可以以分析榆林市的建设能力为标尺。榆林市属于寒冷地区，对榆林市农村住宅的建筑主要是以南北朝向，最高层数是2～3层，农村住户冬季需要对卧室供暖。从2018年榆林市各县市区建筑施工的能力可见表1。对于榆林市农村住宅建设的外墙为传统的砖墙，这种墙面保温性就较差，如果住宅的外部不只是具有水泥砂浆抹面，而且铺设创新材料的外墙保温挤塑聚苯板普通隔热防潮挤塑泡沫板非阻燃挤塑保温板，作为保温层，这时候农村住宅的外墙传热系数就增加了较大的数值，它们的传热能力大约可以在2.1W/(m2·K)，另一个传热较大的农村住宅是屋顶，这种由木屋架结构支撑的屋顶，它们是散热的主要部分，因为屋顶的保温主要是通过较厚的麦草泥、油毡等保温和防雨。这种农村住宅的木屋架结构，利用这些屋面的材料，它们的传热系数大约为1.8W/(m2·K)，与外墙相比低了一些已经超出了GB/T50824－2013《农村居住建筑节能设计标准》的限值，因此，新型农村住宅建筑节能与对生态环境的保护，必需结合农村住宅建筑情况，要在农村住宅的节能上下功夫。首先要确定创新的改造方案。如采取创新的新材料，对外墙进行外保温，这种方法就是在农村住宅的外墙上增加70mm的聚苯板保温层，增加了这一层保温板，农村住宅的外墙传热系数就可以大大降低，实验证实可以降为0.564W/(m2·K)。对于农村住宅建设节能的另一个途径，就是将农村住宅的外窗玻璃改变传统的做法，换成双层中空玻璃，出于保证生态环境的目的，还要将农村住宅的木质窗框更换为塑钢窗框，这种创新的改造，农村住宅的外窗传热系数就可以得到2.5W/(m2·K)，这时候它们的气密性等级就可以提高到4级。这样的改变就可以大大提高农村住宅的能量消耗。提高农村住宅的室内温度，使广大农民在寒冷的冬季住在温度较高的农村住宅之中，享受温暖的幸福。显然，解决农村住宅的气密性较差是提高农村住宅节能的重要因素，在农村住宅的模拟过程中，可以将传统农村住宅的换气次数设为1.5次/h，这时候由于农村住宅门窗更换，它们的气密性就可以得到提升。为了增大气密性，可以将换气次数设为0.5次/h，它们的气密性就可以得到更大的提升。这样就可以达到广大农村居民的需求，这个结果既可以达到农民的愿望，又达到了保护生态环境的目的。

3对农村住宅改造措施的分析

对农村住宅改造措施的分析，主要同外墙保温，屋顶的保温，门窗的气密性和农村住宅的遮阳问题。我们对这些问题，进行分析和探讨。对农村住宅改造措施后的节能效果进行分析，尤其是对农村住宅节能改造中的几个问题进行探讨，可以得到如下的结论。

3．1农村住宅的外墙保温

对于农村住宅的外墙节能改造，是高科技时代已经得到大面积的应用。这种外墙的外保温材料，是高科技的创新。这主要是保温材料的创新给农村住宅创造了机会。这种农村住宅的保温形式具有较强的保温性，而且可以保护农村住宅建筑主体结构，同时这种保温材料还具有施工方便，也不影响室内装修。在农村，由于农村住宅的供暖形式不同。有些住宅需要连续供暖，有些需要单独供暖，就可以利用外墙体的材料共同蓄热，进一步提高农村住宅室内热环境的稳定性。对于那些单独供暖的农户，可以根据需要控制供暖系统的启停。这样就可以减少能耗浪费［7］。这样更有利于农村住宅的节能与生态环境的保护。

3．2农村住宅屋顶的保温

对于农村住宅屋顶的保温的措施，要考虑到农村住宅的成本问题，在研究中提出这样的方案。采用农村住宅在室内增加吊顶的形式，这样就使农村住宅屋顶形成空气层，这种农村住宅屋顶的空气层，可以提高农村住宅屋顶的保温隔热能力。当然对农村住宅空气层需要有良好的封闭性。如果农村住宅屋顶的封闭性好了，它的保温性能就一定会好，常见的保温方法，可采用对吊顶增加聚苯乙烯泡沫塑料板，利用这种方法，可以提高屋顶的保温性能。还有一种是增加通风口，这种通风口可以使农村住宅屋顶空气层得到人为地控制，这样可以使农村住宅屋顶形成通风屋面，冬季农村住宅的通风口关闭，这时候由于利用空气层保温，可以达到节能。夏季农村住宅可以打开通风口，这时候就可以利用自然通风带走热量，这样也可以降低吊顶上方的空气温度，使农村住宅屋顶达到隔热额状态。显然屋顶的保温措施，同时满足冬夏季不同的要求，显然可以利用这种方法达到农村住宅屋顶的建设。

3．3农村住宅门窗的气密性

农村住宅外窗也是能耗损失的部位，它可以从传热和冷风渗透两方面影响农村住宅的能耗损失，也会影响农村住宅的供暖能耗，因此对于农村住宅门窗来说，也具有较大的节能潜力。目前农村住宅的节能窗产品已经较为成熟，只要把农村住宅的门窗更换了，就解决了能耗问题。但农村住宅门窗的更换，需要注意在农村住宅门窗更换时要注意与外墙保温连接的保温处理，做好了门窗与外墙的保温处理，就可以避免农村住宅的保温性能，节约能耗。对于农村住宅与室外接触的外门，从保温的角度考虑，农村居民要注意使用习惯，尽量的减少对外门进行频繁开启，这样就可以减少能耗。如果冬季，农村住宅室外冷风渗透量大增，农村住宅的门窗，也可以采用增设门帘和窗帘的方式，这样门窗就可以增强保温性能，减少室内热量的散失。当然，为了加强农村住宅室内的保温，有条件的可以在农村住宅外设置门斗，这样可以将农村住宅的室内外环境得到缓冲，达到降低能耗，保证生态平衡的目的。

3．4农村住宅的遮阳问题

利用太阳能是农村住宅节能的重要手段。目前农村住宅大多在建房时用钢筋混凝土做成永久性遮阳板，这样可以得到一些效果，但这种遮阳板如果设置不当，就会使遮阳板在冬季的使用受到影响，因为冬季农村住宅需要阳光，但遮阳板降低了太阳辐射的能量，降低了农村住宅室内的温度。因此，可以采用活动遮阳板，这样就可以使遮阳板在不同的季节变换使用，达到遮阳板可以兼顾夏季遮阳和冬季热源的需求。我们在研究中，在农村住宅中采用了活动遮阳板，这时候农民用户可以在寒冷的冬季白天打开遮阳帘，可以增加室内太阳辐射的热量，提高农村住宅的室内温度。这样就可以节约许多热量，保证生态环境的损失。

4结论

通过对榆林市农村住宅的能耗分析，在各级政府的积极支持下，使用创新的节能建筑材料，对农村住宅的节能潜能很大，随着在广大农村使用创新的节能材料，已经将农村住宅的节能需要引起广大农民的重视。因此，在农村住宅建设中，通过创新材料节能，农村住宅屋顶的节能，农村住宅门窗的节能和冬季在农村住宅的遮阳节能，为农村住宅的节能做了许多工作，从而大大降低能源的使用，这样农村住宅的节能，就可以降低当地的节能，可以使农村住宅在冬季变得更加温暖舒适。达到了生态环境的保护。

参考文献:

［1］王晨辰．严寒地区既有非节能居住建筑节能改造效果评价研究［D］．沈阳建筑大学，2018．

［2］郑英．农村既有居住建筑节能改造与经济性研究［J］．建筑技术，2020，51(4):469－471．

［3］陈伟娇，彭岩，杨诗薇．我国农村居住建筑节能技术研究现状分析［J］．山西建筑，2019，45(1):161－162．

［4］宋波，邓琴琴．农村建筑用能技术研究现状及展望［J］．区域供热，2018(5):111－115;145．

［5］丁勇，谢源源，沈舒伟，等．重庆地区农村建筑室内热环境关键影响因素分析［J］．暖通空调，2018，48(4):13－21．

［6］张兵兵，刁乃仁．北方寒冷地区农村住宅建筑热负荷影响因素分析［J］．区域供热，2018(3):120－126;130．

［7］李政，刁乃仁，姚晓宇．山东某城市住宅建筑外墙节能优化的研究［J］．区域供热，2016(5):103－106．

作者：贺甜甜 薛瑜 单位：榆林学院 西安市环境监理处