北方农村建筑节能改造方法

随着现代化建设的发展,我国农民的生活水平不断的提高,他们对自己的居住条件的要求也越来越高.长期以来,我国北方农村地区建筑特点是占地多,建造技术水平低,缺乏科学性,甚至是忽视最基本的建筑热工性能和舒适性要求,特别是缺乏统一的建筑规划,能源利用率低,导致其建筑土地利用率低,保温隔热性能差,能耗大,舒适度低.因此,为了提高农民生活质量,应以改善居住条件为重点,科学制定农村建筑规划体系,因地制宜地在广大北方农村地区推广建筑节能技术,发展节能建筑.北方寒冷地区农村住房建造水平低、保温措施少,大部分住房未进行保温处理,房屋外门窗热工性能和气密性较差,墙体和屋顶未采用保温材料建造,传热系数过大,散热量很高,节能效果差.再加上采暖设备简陋、热效率低,冬季采暖能耗约占生活耗能的80%,不但造成大量的能源浪费,而且越来越注重住房的建造质量和居住舒适度,进行寒冷地区农村住房节能改造,为寒冷地区农民营造一个健康舒适的室内环境,而不造成能源消耗的大幅度增长,是亟待解决的问题.

一、农村建筑节能设计

1.北方农村建筑现状分析

我国北方地区农村建筑要适应日常居住生活和农副业生产的双重需要,居民建筑类型大多为单户、双户以及多户并联的建筑类型.长期以来,我国农村建筑大多为个人建造,农民随意建设,农村建筑缺乏规划和设计,造成建筑的功能划分不合理,用地浪费.在房屋建设的过程中,由于技术和施工条件的限制以及经济条件的制约,农民建房时多选用一些落后的建材,围护结构的设计仍采用传统的做法,致使其建筑能耗大,不利于节能.

2.建筑围护结构节能设计

2.1屋面与地面

北方地区农村建筑屋面散热量占总散热量的15%左右,地面约为6%.在屋面建造时应采用坡屋顶,设置架空层或平屋顶,设置吊顶层.选用导热系数小,吸水率低,易于就地取材的保温材料.重视地面保温,在地面垫层下铺设廉价的炉渣等其他保温材料,并注意地面防潮设计,减少地面散热量.

2.2外墙

外墙散失的热量约占整个围护结构总能耗的25～28%,因此应在寒冷地区的北方农村建筑外墙设计中应采用外墙外保温.依据当地已有的原材料,合理选择建筑外墙材料,推广使用空心砖或混凝土空心小砌块等节能砖.同时在建造时灵活选取构造措施,利用农村地区容易获得的材料（稻壳,麦秸等）作为外墙保温材料,使外墙获得良好的隔热效果.

2.3门与外窗

长期以来,北方农村建筑的门窗建造较为简陋,大部分为单层,而且密封性较差.外窗的热损失量,约占整个房屋的30%.为了减少外窗的热损失,在满足自然通风和采光的要求下,减少窗墙比,应采用双层窗或单框双玻璃窗,增强其密封性,以此来提高窗的总热阻.外门应采用双层,若采用单层应作保温处理,提高外门的隔热性能.尺寸较大的门窗应在室内加装门窗帘,也有利于减少门窗的热损失.

3.建筑规划布局

我国北方农村大多地区冬季寒冷,夏季炎热.建筑规划选址中应充分利用当地的自然地理优势,根据当地的气候特点,合理地安排建筑与周围环境因素之间的关系.在建筑平面的布局时,要充分考虑当地农民的生活习惯,合理地安排建筑物功能分区.

3.1规划中应注重绿化环境.绿化可以改善建筑群体的气候条件,可以调节气温、降低温室效应、隔热遮阳、减少噪声,是优化建筑室内环境、减少建筑能耗的有效措施.

3.2建筑类型上应多采用两户或多户并联的布置形式,减少建筑体系系数,有利于降低建筑能耗.

3.3建筑选址应避免在山谷、沟底等区域,这主要考虑冬季气流在这些区域里形成对建筑物的“霜洞”效应,会使其能耗增加.建筑朝向应根据当地的地理条件和气候条件,选择最有利的自然采光和通风的区域,注意冬季防风和夏季有效利用自然通风,减少能耗.

3.4根据当地农民生活习惯,将居住建筑和农副业生产用房进行合理的划分.例如将卧室、大堂宜布置在南向,饲养室、农副产品加工室宜布置在北向.

二、能源的综合开发与应用

1.其他能源的开发与应用

我国有着丰富的浅层地热能源,在北方农村地区可以开发利用当地的地热资源,为集中规划建造的村镇建筑群提供热源,宜于集中热水供应和采暖设施建造,从而节约燃料的使用.在北方农村的一些地区风能资源也较为丰富,利用其建造风力发电,供应日常的生活和照明用电,既方便又廉价,节约用电.

2.太阳能开发与应用

北方农村地区有着丰富的太阳能资源,建造太阳能综合利用建筑,在屋顶放置太阳能利用设备可提供生活热水、采暖系统以及照明等综合应用.特别是近年来太阳能低温地板辐射采暖系统的应用,适合应用在无集中供暖的农村建筑.在过渡季节,利用太阳能热水还可以强化自然通风.

3.沼气开发与应用

沼气是一种清洁的可再生能源.在北方广大农村地区各种农作物的秸秆,牲畜的粪便等都可以作为产生沼气的原料.沼气不仅用来解决农村燃料缺乏问题,也可以应用沼气进行采暖和照明等综合利用.另外沼液和沼渣可以作为有机肥料,施在农田和果园里.沼气建设与种养殖业结合,通过资源的优化配置,延伸了经济链,使能源得到有效的循环利用.目前我国农村大多采用单户的沼气建设,受技术条件的限制经常沼气产量不足,而且安全性较差.建议采用多户集中建造高效的沼气设施,集中管理,有效利用资源,这样能使沼气设施能源利用率高,便于为广大农民提供高效、洁净、安全的沼气能源.

三、农村建筑节能管理

农村建筑的节能不仅仅是在体现在节能设计,节能管理也是很重要的一方面.建立健全建筑节能管理机制,是落实建筑节能规划设计的前提.首先,在新建农村建筑时应注重改变观念,统一规划建设,进行初期的建筑项目可行性论证报告以及综合利用能源的可行性方案设计.要按照节能设计和规范进行建造,加强节能设计,充分利用当地易于取得的廉价又节能的建筑材料.其次,在建筑建成后注重农民节能意识培养,统一管理一些集中的公用能源设施,例如集中的沼气设施或采暖系统.

四、总结

在我国北方农村地区由于经济条件的制约,多数农村建筑未能使用节能设计,这就需要国家和当地政府提供政策和经济支持,开发出适合在农村地区的廉价节能的建筑材料和能源利用设备,树立可持续发展观念,建立农村建筑规划管理体系,在农村地区大力推广节能建筑,为广大农民创造一个健康、舒适的居住环境.

（作者单位：155132黑龙江省双鸭山农场公共事业局、155923黑龙江省双鸭山市红兴隆农垦宏图建筑股份有限公司）