| 标题 | 浅谈北方寒冷地区农村住房节能的改造 |
| 范文 | 王彦鑫 【摘 要】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。 【关键词】寒冷地区；农村住房；节能改造 【Abstract】The construction of rural housing in the cold regions of the north is low， and the insulation measures are few. Most of the houses are not insulated. The thermal performance and air tightness of the exterior doors and windows are poor. The walls and roofs are not constructed with thermal insulation materials， and the heat transfer coefficient is too large. The amount is high and the energy saving effect is poor. In addition， the heating equipment is simple and the thermal efficiency is low. The heating energy consumption in winter accounts for about 80% of the energy consumption. It not only causes a lot of energy waste， but also pays more attention to the construction quality and living comfort of the housing. Reconstruction， to create a healthy and comfortable indoor environment for farmers in the cold regions， without causing a substantial increase in energy consumption， is an urgent problem to be solved. 【Key words】Cold area；Rural housing；Energy-saving renovation 1. 前言 （1）近年來，随着国民经济的发展，特别是当十五大会议上提出三农问题成为热门话题，十六大提出建设社会主义新农村，十七大的统筹城乡发展，推进社会主义新农村建设，国家对环境保护、能源节约、居住条件改善等问题越来越重视，而且2010年至2011年国家对农村住房状况进行了全国范围的调查，农村居住、节能问题更为突出。在没有保温隔热措施的农村住房中，冬天采暖、夏天制冷中很大一部分能量没为人体利用，而是通过墙体、门窗、屋顶、地面等散失到户外，据统计，外墙的热损失约占总量的40%～50%，门窗占30～40%，屋顶约占20%，地面约占5%。 （2）本文从农村住房结构类型、墙体材料及厚度、有无墙体保温材料、屋顶结构形式及保温材料、有无吊顶、外墙材料、外窗类型、窗户玻璃割开、地面类型、取暖设施类型、取暖能源使用情况、农民对住房的节能改造意愿及能接受的节能改造费用等几个方面对北方寒冷地区农村住房现状分析及改造。 2. 北方寒冷地区农村住房现状分析 我国北方寒冷地区农村人均住宅建筑面积约30m2 ，大部分农村住房由于受传统观念的影响，造型结构不太合理，保温隔热效果差，特别是冬季，既造成大量热能散失。有调研结果显示，农村居民采暖能源消耗量占到总能源消耗的60%，并成为能源消费的主要负担，而造成农村居民采暖能源消耗量大的原因是房屋没有节能措施，可以说，解决农村能源问题很大程度上是解决农村冬季采暖问题，解决冬季采暖问题的关键在于抓好房屋节能。 2.1 北方寒冷地区农村住房墙体节能现状。 北方寒冷地区农村住房墙体类型主要有砖墙、土墙、两种。在2009年西吉县农村既有房屋普查基本状况：砖混结构699户，66235平方米，占1.34 %，墙体的厚度多为240mm；砖（石）木结构21466户，1580963平方米，占31.92 %；竹草土坯结构49803户，3200066平方米，占64.61%；其它结构1790户，105304平方米，占2.13 %。建造件代大多是80年代至90年代建，外墙多以素水泥砂浆或外墙涂料作饰面材料，少量采用瓷砖作为外墙饰面材料，墙基本无保温措施，保温隔热效果差，冬季室内热损失严重。 2.2 北方寒冷地区农村住房屋顶节能现状。 北方寒冷地区农村住房屋面承重结构主要是木屋架、木梁木檩条或预制板。20世纪90年代前建造的住房多为木屋架木梁承重，上铺苇席、秫秸（高梁秸秆编织物），再铺一层麦秸泥或泥、砂、石灰的混合物，然后再盖上波状或弧形屋面瓦，木梁木檩条承重的平屋顶则多是采用于铺炉渣或苇箔、塑料薄膜上踩土，上面再铺三合土或灰砂保护层，不铺瓦。这些传统的屋面形式保温效果较差，达不到屋面传热系数限值的要求，部分房屋室内有吊顶，但吊顶上铺设保温材料的较少。 2.3 北方寒冷地区农村住房门窗节能现状。 北方寒冷地区农村住房的门窗型材料主要有木质、铝合金、塑钢、钢等，木质门窗仍是主要形式。近几年新建住房开始采用铝合金门窗和塑钢门窗，塑钢门窗的保温隔热性较好，但在农村住房中应用并不多，外门多为单层双扇对开，木门密闭性差，冷风渗透较严重，变形较为严重，木窗多为平开，变形较严重，关闭不严，外窗也多采用单层单玻璃窗，一般采用3～5mm厚普通单层玻璃，热阻小，保温隔热效果很差。外门窗是农村住房保温隔热与节能中的薄弱环节。 2.4 北方寒冷地区农村住房地面节能现状。 北方寒冷地区农村住房室内地面主要是有素土夯实、水泥地面或砖铺地面三种类型，基本无保温措施，热阻远远不以能满足地面保温的需求。 2.5 北方寒冷地区农村住房取暖设施和能源类型。 北方寒冷地区农村住房使用最好取暖设施是火炕和煤炭炉，也有少部分采用土暖气采暖。火炕主要是使用农作物秸秆或枯枝作为取暖能源，煤炭炉和土暖气主要是采用煤炭作为取暖能源。最近几年用电能取暖的农户有增多的趋势，取暖电器类型有空调、电暖气、电暖风等。使用火炕的农户是依靠炊事余热来维持室内温度，而其他农户多数只在最冷的月份才启用取暖设施，靠煤炭炉或电器来保证整个室内大空间的温度，这些根本不能达到室内舒适和空气质量的要求。 3. 北方寒冷地区农村住房节能方面存在的问题分析 3.1 住房本身围护结构的热工性能欠佳，冬季室内温度低。 由于北方寒冷地区农村住房本身围护结构的热工性能欠佳，门窗质量较差，缝隙较大，冷风早晚渗透严重，再加上早、中、晚温差大，导致冬季室内温度低。 3.2 取暖设施效率低下，能源利用率低，室内环境质量差。 北方寒冷地区农村使用最多是火炕、煤炭炉、土暖气、电暖气等分散式取暖方式，取暖设施存在热效率低、污染环境、使用不方便等缺点。当采用煤作为取暖的主要燃料时，由于住房保温性能差和取暖系统效率低，尽管室温远低于城市建筑，但耗煤量却比城市取暖能耗高一倍左右；使用农作物秸秆或枯枝作为取暖能源时，燃料占地面积大，且造成室内脏乱。另外目前农村地区使用的炉具和采暖系统设计不合理，致使室内空气污染严重。 3.3 农民接受的节能改造费用低。 以对住房的节能改造意愿调查中，74%的农民表示愿意进行住房节能改造，但是能接受的节能改造费用普遍较低，54%的农民只能接受低于2000元的改造费用。大部分农民有住房节能改造的意识，但是受到收入水平的限制。 4. 农村住房节能改造程序与方法研究 4.1 农村住房节能改造程序与步骤。 （1）目前，农村住房节能方面没有强制性的技术标准和规范，农民自主建房没有统一的设计标准，也没有专门的围护结构保温设计，农村住房改造要求也与城市建筑有很大的区别。对农村地区的实地调查发现，农民没有节能的概念，也不关心住房是否达到了节能标准，只对冬季室内温度是否舒适和改造费用具有较高的关注度。因为对住房的保温改造要求与城市不同，所以不能用城市的标准来衡量农村住房节能改造，而是要根據农民对住房改造的要求，以及现有住房的保温性能等实际情况制定相应的改造方案。 （2）虽然有了住房节能改造的需求，但是由于文化认识水平因素的影响，农户对住房节能改造的程序及具体如何实施没有明确的概念，可能会出现与住房实际善和改造要求不相符的改造做法。因此，本文根据农村的实际情况，在住房保温节能改造技术的支撑下，提出了农村住房节能改造的程序和步骤（见图1）。 4.2 农村住房保温改造需求和农户的改造要求。 在促进我国农村建设和保证农民生活水平进一步提高的前提下，营造出一个健康、舒适和安全的农村房屋室内环境，而不造成能源消耗的大幅度增长，是我国农村建设必须面对和解决的战略性问题。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。按照中国的传统习俗，富裕起来的农民第一件事就是建新房或改造原有住房。与新建节能住房相比，对现有住房进行节能改造既可以减少房屋拆除量，进而减少建筑垃圾对环境的污染，同时又能降低资源耗用量，更能符合当前国家提倡的环保、节能主题。所以应鼓励农村住房进行节能改造。 4.3 围护结构节能改造重点和优先序的确定。 农村地区经济水平较低，多数农民能接受的保温改造费用较低，不一定能一次性完成整个住房的保温改造工程，这就需要根据围护结构各部位的耗热量来确定保温改造的优先序和重点部位。农村住房实际门窗质量较差，密闭性较差，空气渗透耗热较大，即节能改造的重点部位。 4.4 住房保温改造方案的制定和评价。 根据节能改造重点和农户的改选要求，结合围护结构构造类型及当地实际情况，选择适合的保温材料，对材料的厚度、适宜采用的节能改造技术以及相关的构造措施和节点做法等进行分析和评价研究。 5. 北方寒冷地区农村住宅建筑的节能改造的措施 农村住宅建筑的节能是从建筑物自身（围护结构）、供热（或制冷系统和运行管理等三个方面采取措施进行实现的。建筑物自身围护结构的节能保温措施主要包括建筑设计时考虑体形系数和朝向、外围护结构（墙体、屋顶、门窗）的保温隔热性、窗墙面积比以及外门窗的气密性、建筑物的遮阳等。 5.1 合理控制建筑物体形系数。 在其他条件相同情况下，建筑物耗量指标是随体形系数的增长而增长的。为有利节能起见，在保证室内热环境质量和经济适用的前提下，体形系数应尽可能小些。其数值一般不宜超过节省标准，对于体形系数超过节省标准的住宅建筑，应对其外墙和屋顶加强保温措施，以便将建筑物耗热量指标控制在规定额度以下，达到总体实现农村住宅建筑节能的标准要求。 5.2 合理选择建筑物朝向。 建筑物朝向对太阳辐射的热量和空气渗透耗热能量有影响。在其他条件相同情况下，东西向住宅建筑的传热耗热量比南北向的高5%左右，若建筑物主立面朝向冬季主导风向，会使空气渗透热量增加。因此，应力争把住宅房屋南北向布置。若由于条件限制房间必须布置在东西方向时，其窗户应采用热反射玻璃或设置有效的遮阳措施，且外墙面宜采用浅色饰面。 5.3 合理确定窗墙比。 由于玻璃的热传导系数大，无论就采暖还是空调来说，均应严格控制窗墙的面积比。北朝向的窗墙不应超过0.25，南朝向的窗墙不应超过0.30，东西朝向的窗墙不应超过0.30，若窗墙面积比超过此数值，则应调整外墙和屋顶等围护结构的传热系数，使建筑物耗热量指标达到规定要求。 5.4 提高外围护结构的热工性能。 采用单一的新型墙体材料以及在墙体中夹芯保温材料可在很大程度上提高建筑物墙体的保温隔热性能。适应于农村住宅建设的主体墙墙体材料主要有：轻集料小型混凝土空心砌块、模数（KPI）多孔砖、加气混凝土砌块、非蒸压粉煤灰空心砌块等几种。这几种墙体材料的材质自身或砖块内的孔洞加大了热阻值，以及可在孔洞或芯孔内填加保温材料，因而有效地提高了保温隔热性能。如果有条件最好再以主体墙墙体为依托，在内侧或外侧贴等高效保温材料（高效保温材料主要是纤维增强聚苯板或水泥聚苯颗粒、硬泡聚氨酯等），外保温构造时，最外层贴增强候饰面层，节能效果比内保温构造要好。 5.5 提高外门窗保温隔热性能和气密性。 农村住房门窗缝隙的空气渗透耗热量和门窗面积传热耗热量约占建筑物围护结构耗热问题的40%，因此外门窗是建筑节能的重要部位之一。一般门窗框料采用塑料、塑钢复合材料、断热铝合金材料等，这种材料密封性能好，保温隔热性能达到要求、节能效果很明显；门窗镶嵌材料主要选用中空玻璃、镀膜玻璃、热反射玻璃等，节能效果较好。 5.6 采用高效能取暖设施。 针对取暖设施效率低下，能源利用率低，室内环境质量差的农村居住问题，应采用高效能采暖设施，使用清洁能源，以提高能源利用率，改善室内空气质量。将农村使用的火炕改造成节能吊炕，增大炕的散热面积，也能使些火更充分地燃烧，这样既能节省能源，又可以减少室内烟气污染。也可结合地面节能改造，在室内做地热供暖，并且在屋顶安装太阳能集热板铺助电热水系统和贮热水箱，配合地暖盘管低温供暖。地暖具体做法为地面找平、清理之后，在地面上铺设绝热材料、边角保温，防止地暖管的热量向下传递散失；在绝热材料上铺一层反射铝箔，阻止地暖管的热量向下辐射；在反射铝箔层上铺一层金属网，防止安装的地暖管被压入绝热材料中并起到增强地面抗压强度的作用；间距20mm～50mm蛇行盘摆地暖管，并每间隔一定距离在金属网上绑扎固定；之后用20～30mm厚混凝土均匀覆盖包埋地暖管，起到固定和保护作用，最后可铺设地砖等地面装饰材料。 6. 结语 北方寒冷地区传统农村住房量大面广，存在巨大的节能潜力，进行住房节能改造，其经济效益、环境效益和社会效益都非常显著，应对农民进行住房节能方面宣傳教育，提高农民的住房节能意识，并从政策上对农村住房节能改造进行引导和鼓励。从宏观角度来说，开展农村住房节能改造，可以降低能耗，减少环境污染；从农民贴身利益的角度来讲，开展农村住房节能改造，可以改善居住条件，提高住房舒适度。同时，农村住房节能改造对于改善民生，减少城乡差距具有重大意义。 [文章编号]1619-2737（2018）05-25-853 |
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