节能技术在农村住宅中的应用与研究

The Applications and Research of Energy Residential Buildings in Rural Areas

Liang Xuejie；Shao Lianfen

（Huanghuai University，Zhumadian 463000，China）

摘要：随着社会和经济的发展,在广大农村地区，对于住宅节能方面的考虑却仍处于起步阶段，有些地方甚至还是一片空白。其中很重要的原因就是适合农村住宅的节能技术的研发及其推广不够。目前正是新农村建设的高峰期，节能技术在农村住宅中的应用对于建设节约型社会具有重要的意义，虽然在我国量大面广的农村地区住宅节能技术的应用相对滞后，但是一些技术已经在农村基本建设中得到了应用。

Abstract: With the development of society and ecology, in most rural areas, the exploration of energy-saving buildings are still at an early stage, or even a blank. The most important reasons are that the research and promotion of energy-saving technology is not enough. Nowadays, the new rural construction are at its peak. For the construction of a conservation-oriented society, the applications of energy-saving techniques in energy residential buildings is of great significance. Though the applications of these techniques are far lagging behind，some technologies have already been used.

关键词：住宅设计 节能技术 农村住宅

Key words: residential building design；energy-saving techniques；rural residential buildings

中图分类号：TU24 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）14-0069-02

0引言

随着农业生产的发展，农业结构的改善和支农政策的落实，农民收入逐年增加，新建和改建的农村住宅逐年增多。新建的农村住宅在近10年中每年为6～7亿m2，在全国新建住宅总量中占到一半以上。这充分说明了在我国住宅建设中农村住宅建设是重要的组成部分。农村住宅的建设在新农村建设中是最重要的，我国农村房屋建筑的发展正处于建设的高峰期，在使用这些建筑的过程中，其热水供应、通风、空调、照明、炊事、采暖等方面对能源要不断大量的消耗。随着科学技术的飞速发展与经济生活水平的提高，人们也越来越重视居住质量（室内外环境条件舒适、建筑设备齐全、建筑功能合理等），而快速增长的建筑能耗，对我国的能源消耗造成的影响，将是长期的、巨大的。我国城乡建筑约400亿m2，其中只有3．2亿m不到全国1％的建筑是节能建筑。建筑节能有着非常严峻的形式，在城乡建筑中的农村建筑中必须提倡节能。必须将节能技术运用到住宅建设中去。近年来，随着城乡建设和住房部陆续颁布《民用建筑节能设计标准》等系列国家标准，城市住宅的节能性能逐步得到了改善。在广大农村地区，在住宅节能方面的有关要求至今还没能有效地落实。造成这一现象，重要原因是公众缺乏对节能技术的了解、节能技术研究推广不够、管理上的困难。所以，对我国农村住宅的节能技术研究进行系统总结很有必要。

1农村住宅节能设计

1.1 住宅选址农村住宅建筑应避开不良地段与客观环境造成的污染，应在村镇卫生条件和自然条件最好的地段布置，应有一定数量的基本卫生设施与公共绿地面积。在生产区，常年主导风向的上风或者侧风向是居住区适宜选择的用地；选择生产区用时，村镇的一侧或边缘是适宜之选。选址时，住宅应选在地势平坦，地基牢固的地域。

1.2 住宅平面布局采光、自然通风受住宅朝向的影响很大。因此，应依据气候条件和地理条件等来选择住宅的“最佳朝向”。若住宅排列方式为南北向，则住宅保证能获得充足的日照，且山墙面对西向就能够有效避免日光的曝晒。冬天形成日光保温，夏天遮阳、隔热，是住宅平面设计要考虑的。以功能要求得到满足为前提，对热环境进行合理分区。在北向布置储藏、厨房等辅助用房，在南向布置起居室、卧室等主要用房。

1.3 弘扬乡村传统民居建筑文化如果把建筑与技术看作是新农村住房的理论基础，那么在设计方面建筑文化就是新农村住房的灵魂。每个地方的信仰与生活习惯都与别处的不同，丰富多彩的中国民居建筑风格就是由各地不同的文化造就的。设计的目的是提升农民的生活品质、美化农民的居住环境，而不是试图将当地居民的生活习惯改变，将当地特有的建筑文化抹杀掉。农村住宅拥有自己独特的建筑文化，比如乡土文化、庭院文化和厅堂文化等。在新农村住宅设计中，要深入研究当地居住建筑和居民的生活，对当地的建筑文化进行充分发掘，并把这些代表地区所特有的文化特征体现到设计的细节上。当前全球文化一体化，在这种严峻的形势下，各地农村建筑文化多样性的保存，也是对中国底蕴深厚的中国传统文化直接支持与维护。

2节能技术的运用

2.1 利用太阳能供暖技术太阳能的利用是农村住宅节能技术研究中的重点，这体现在太阳能采暖、太阳能热水、蓄热墙、被动式太阳房、太阳能炕等设施的使用上。新型农村住宅将屋顶太阳能集热器和住宅屋顶结合为一体，解决四季的热水供应和冬季的采暖问题。该系统以低温地板辐射作为散热系统，仅靠太阳能就可将冬季的室内温度维持在12～13℃。通常农村住宅中有2种被动式太阳房（直接受益式和附加阳光间式）和2种太阳能热水器（整体式和分体式），太阳房和太阳能热水器往往在住宅中集成应用现在的建筑设计中建筑师大都考虑的是建筑的造型、美观、适用及与周围的环境协调，面对建筑的耗能与节能却考虑较少。而在现代住宅建筑中要求设计人员的设计要体现“四性”：即可负担性（尽量降低造价，让老百姓买得起），可居住性（居住安全、舒适、健康），可适应性（可满足日常生活及将来的变化），可持续性（实现资源消耗最低，再生资源最多）。而太阳能源是最好的可持续利用的再生能源，从长远来看，比燃气、电器具有更安全、清洁、价格便宜的优势。

2.2 利用太阳能发电技术家用屋顶太阳能光伏供电，对于瓦房，我们可以采取将光伏板固定在瓦房的屋顶斜面上，将收集到的热能转化成电能存储起来，使用时经逆变器向电视机、洗衣机和电冰箱等用电器供电。对于平房，则可以采用跟踪式太阳能装置，只需将平面光伏发电组件安装在跟踪系统上即可，简单易行，维护成本低。同固定PV装置相比，可跟踪PV装置能够在只增加6%～15%成本的情况下多接收39%～69%电能，其发电成本降低了35%以上。

2.3 高强钢筋应用技术随着新农村建设步伐的加快，农村住宅建设也在快步进行，因此农村建筑用材料主要是钢筋混凝土，钢筋用量很大，一般来说，在相同承载力下，强度越高的钢筋，其在钢筋混凝土中的配筋率越小，相比于HRB335钢筋，以HRB400为代表的高强钢筋具有强度高、任性好和焊接性能优良等特点，应用于钢筋混凝土结构具有明显的技术经济性能优势。经测算，用HRB400钢筋代替HRB335钢筋，可节省10%-14%的钢材，用HRB400钢筋代替直径12mm以下的小直径HPB235钢筋，则可节省40%以上的钢材。同时，使用高强HRB400钢筋还可改善钢筋混凝土结构的抗震性能。可见，HRB400等高强钢筋的推广应用，可以明显节约建筑钢材。

2.4 保温隔热技术的应用材料、建筑形体以及特殊部位的建筑构造来实现，其中利用新型的建筑材料来使建筑的保温隔热性能提高是被使用最多的方法。在有些农村地区，条件合适的，也可以使用一些如草泥粘土、农作物纤维块等古老的泥土建筑材料，这些价格低廉的乡土保温材料也可以达到同样的效果，它们具有坚实耐用、价格低廉、施丁简单等优点。还可以设计屋顶架空层，就是加盖瓦屋面在平屋顶上面，空气的流动经过架空层形成的空间会加大可以将多余的热量带走多，架空层还可以用来储存农耕丁具，其保温保暖性能与传统的单层瓦屋面相比，有了很大的提高。另外，还可以充分利用覆土技术与植物绿化降温，如花同屋顶设计、植物墙等，这样不仅保温隔热的目的达到了，又可以将环境美化，一举两得。

2.5 围护结构节能技术围护结构节能技术是指通过对建筑物围护结构热工性能的改善，达到防止冬季室内热量泄出室外、夏季室外热量进入室内，使建筑物室内温度与舒适温度尽可能的接近，从而使得通过辅助设备如制冷、采暖设备达到合理舒适室温的负荷减少，最终达到节能的目的。

2.6 墙体节能技术墙体节能技术又分为复合墙体节能与单一墙体节能。复合墙体节能是指在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。根据复合材料与主体结构位置的不同，又分为内保温技术、外保温技术及夹心保温技术。单一墙体节能指通过改善主体结构材料本身的热工性能来达到墙体节能效果，目前常用的墙材中加气混凝土、空洞率高的多孔砖或空心砌块可用作单一节能墙体。

2.7 窗户节能技术窗户节能技术主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳辐射能三个方面进行。减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直接交换而增加设备负荷，可通过采用密封材料增加窗户的气密性；减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热量传递，建筑物的窗户由镶嵌材料（玻璃）和窗框、扇型材组成，通过采用节能玻璃（如中空玻璃、热反射玻璃等）、节能型窗框（如塑性窗框、隔热铝型框等）来增大窗户的整体传热系数以减少传热量；在南方地区太阳辐射非常强烈，通过窗户传递的辐射热占主要地位，因此可通过遮阳设施（外遮阳、内遮阳等）及高遮蔽系数的镶嵌材料（如low-e玻璃）来减少太阳辐射量。

2.8 屋面节能技术屋面节能的原理与墙体节能一样，通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。主要措施有保温屋面（外保温、内保温）、架空通风屋面、坡屋面、绿化屋面等。

3生物质能在节能技术中的应用

3.1 沼气沼气是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件）、适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气池的建设一方面有助于提高农民负的生活环境，另一方面改善了农村能源缺少的不利局面，达到农民对水、电以及热的需求，同时也提高农村清洁能源的利用率，利用沼气技术也是治理农村生活污水的重要工程措施。上世纪七十年代初期，我国为满足燃料供应以及解决秸秆焚烧的问题，在农村开始推广沼气事业，沼气从起初的进行炊事日渐地发展到取暖以及照明。

3.2 秸秆气化炉秸秆气化是以秸秆为原料，利用热化学反应的原理，在密闭缺氧装置内，采用自热干馏热解法，使秸秆释放出可燃混合气体。这种混合燃气中含有一氧化碳、氢气、甲烷等有效成分，亦称生物质气。秸秆从气化装置的上部由螺旋推进器或人工加入，依靠重力或外力加压，由上部逐渐落入底部，点燃秸秆，发生热解反应后生成可燃气体，可燃气体从出气口逸出，经过净化装置去除杂质，生物质气再与空气二次混合，在灶具中燃烧，供用户使用。

4结语

节能技术在农村住宅上的推广应用是一个循序渐进的过程，影响该过程长短的重要因素是经济性。目前，住宅节能经济性的分析主要从两个方面着手，一方面对住宅单体在采取节能技术之后的能源消耗、投资、节能投资回收期进行静态的计算分析；另一方面可采用重回归分析等数值分析方法建立区域性住宅能源消耗模型，对能源消耗进行预测，并在该基础上分析与能源消耗有关的宏观经济指标。

随着建设社会主义新农村各项工作的不断深入，农村住宅的节能建设将是中国的热点之一，农村集中居住地节能住宅对于我国的整体建筑节能工作十分重要。农村住宅与城市住宅不同，必须在各种要素间寻找到平衡点，精心构思、设计、精选材料、合理构造，严格控制建设成本。随着政府对节约能源的高度重视，相关法制的健全和完善，人们节能意识的提高，建筑节能技术的日新月异，相信我国建筑节能技术在农村住宅的推广及发展必将取得不断的提高。

参考文献：

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