关于严寒地区农村居住建筑节能关键技术探析

关于严寒地区农村居住建筑节能关键技术探析乔 梁1 刘豆豆2

（1.山东省建设发展研究院 山东 济南 250001; 2.山东财经大学 山东 济南 250001）

摘 要：本文结合严寒地区典型农村居住建筑围护结构及室内热环境的研究结果，分别从建筑物的建设

以及结构类型和维护结构以及室内热环境、供暖方式、燃料利用以及能耗等方面，对严寒地区建筑物建设存在的基本问题进行深入、详细分析，最终提出了可行性的建筑节能措施，以期改善严寒地区的环保局面，促进生态、社会以及经济可持续发展，

关键词：严寒地区；农村；居住建筑；节能关键技术

中图分类号：C912.82 文献标识码：C 文章编号：2096-1995(2016)35-0006-02

因此，成本较低，但建筑耗能高，黏土砖用量较多，而且这种建筑结构隔音和防火、抗震以及御寒等综合性能较差。

木石结构的屋顶和承重墙主要为木材料、木框架和石料等，建筑结构外观平整，强度较高，而且建筑物抗侵蚀以及耐磨性好。但是，此种建筑结构成本高，其实际导热系数是实心黏土墙导热系数的4倍-5倍。在建筑施工过程中，采用复合墙体与土坯、砖等建筑材料构成复合墙体[2]。

砖混结构的建筑形式主要由钢筋混凝土以及砖柱和

1严寒地区农村居住建筑节能关键技术指标研楼板及相关抗压性较好的承重组件构成。由于这种形式

的建筑防火和耐久性以及防渗性、综合抗震性较好。因究分析

通过结合我国国务院科技支撑项目研究组相关调研此，在我国严寒农村地区普遍采用此种建筑结构形式。统计结果以及结合典型严寒地区实际情况进行分析，分但是，这种结构隔音与防寒效果较差。

除此之外，窑洞形式的建筑物主要存在与我国华北别针对建筑物基本建设情况、基本结构类型、综合围护

结构体系、室内气温指标以及供暖情况、综合能源消耗以及西北地区，这种建筑结构分为独立式与下沉式和靠

崖式三种类型。由于黄土壁层深厚，因此冬暖夏凉，隔情况等深入研究，最终得到以下详细指标[1]。

1.1建筑物基本建设情况音防寒效果较好，建筑成本较低，唯一的不足之处就是严寒地区建筑物基本以单层和单户独栋为主，多层建筑物的采光性和防潮性较差。

1.3建筑物综合围护结构体系建筑较少；另外，丘陵以及山区农户居住较为分散，而

通过研究了解到，严寒地区农村建筑物墙体主要以平原和高原地区农户居住较为集中，且随着我国三农

政策不断实施，严寒地区新建建筑物比例不断增大，实心黏土砖为主。因此，砖墙比例较大，随着《新环境人均建筑面积和建筑物总面积分别为20～40m2以及保护法》的实施，农村地区也普遍开始采用多孔砖以及80～150m2。修建建筑物所用墙体材料基本为夯土和土非黏土实心砖和小型混凝土承重砌块进行建筑设计施坯，建筑物的门架以及门窗基本采用农户自家种植的树工。土墙分为夯土墙与土坯墙两种[3]。另外，有些老式木材料，玻璃和水泥以及砖等建筑材料成为严寒地区修建筑物为了节能环保，采用砖和土坯复合墙进行结构设建建筑的主要成本项目，而且严寒农村地区建筑人才技计，墙体厚度在240～400mm以及400～600mm左右。术水平相对较低，主要以社会中的工匠为主，施工组织而建筑物的门窗结构主要为单层木窗，其不仅易变形而形式为农户购买材料，工匠包公不包料。因此，施工大且保温性差。现代化的建筑物主要将塑钢窗和铝合金窗多以人工完成，很少采用大型机械设备作业。作为建筑窗体，由于其造价成本要比一般窗体结构高

1.2建筑物基本结构类型15%～20%。因此，其在大部分严寒农村地区很少采用。石木以及砖木和土木及砖混结构和窑洞为我国不同建筑物的门一般为木门，这种结构的建筑强度低，容易严寒地区主要的建筑结构形式。其中，土木结构的建筑遭到破坏，也有严寒地区采用铁门和铝合金门，冬季农物承重主要靠木梁和木柱，按照施工方式可将土墙结构户会采用简单塑料膜进行保温。农村建筑物的屋顶主要分为土坯和土筑墙两种基本形式。这种建筑结构冬暖夏结构为双屋顶结构，也有少部分为平顶结构，建筑物屋凉、成本较低。但是，采光性差，且室内防水性能低，顶的承重结构形式为现浇混凝土板以及木屋架、预制混砖木结构的建筑物屋顶和承重墙分别为实心黏土砖和木凝土板和钢屋架。坡屋顶和平屋顶建筑物的主要屋面材组件以及木框等，这种建筑结构形式水泥和钢材用量少。料为黏土、油毡以及彩钢板和各类瓦材等，而坡屋顶的十八大以来，党中央全面提出了“五位一体”的全新战略布局，重点加强生态以及政治和文化及经济等协调可持续发展。因此，农村严寒地区建筑设计施工以及能耗控制，成为我国建筑节能关键技术推广及环保政策实施的重点。国家科技支撑项目研究组，通过对全国范围内的农村建筑居住环境及建筑物结构设计以及供暖方式、燃料利用情况和能耗等综合现状进行了积极的调研分析，最终充分掌握了农村居住建筑的详细资料数据，从而为我国严寒地区农村居住建筑节能关键技术实施、推广提供了先决条件。

项目支持：山东省高校人文社会科学研究计划项目（编号：J11WG66）。

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科技经济导刊 2016.35期

建筑保温材料为膨胀的珍珠岩以及木屑和草木灰等，也有部分现代建筑物采用聚苯板作为建筑物的保温材料。

除此之外，农村严寒地区的建筑物地面结构为瓷砖贴面和硬土夯实地面，也有部分水泥地面以及砖结构地面。为了御寒，这类建筑物逐渐开始在地面设置保温层。

科技经济前沿

用U型及T型和L型等不规则设计原则，尽可能采用联排及双拼方式进行结构布置。同时，要使卫生间及储藏室以及厨房等建筑辅助空间在外部和北侧布置，而将客厅及卧室布置在内部或南侧位置；房间面积能够满足实际要求即可，设计不宜过大。在通风设计时，要通过1.4建筑物室内气温指标以及供暖情况

由于严寒地区气温波动幅度较大，因此农户居室内夜晚和白天平均气温为 5～10 ℃以10～13℃。通过进一步调查了解到，严寒地区冬季取暖主要为火炕，同时其它地区也采用空调以及电暖器和电锅炉等相关电气设备进行保温取暖。

1.5建筑物综合能源消耗情况

农村严寒地区大部分农户采用农作物秸秆和煤炭等物质能源作为基本供暖资源。另外，电能也作为一种常见的能源被利用，而通过计算、分析了解到，这类严寒地区农户每年供暖及生活消耗的薪柴为4t～6t，其中煤炭资源与薪柴资源消耗的比例分别在42.86%和50%左右。如果假设严寒地区农户数量为8000万户，采用薪柴供暖的能源消耗量按照2.5t计算，而采用煤炭资源进行供暖的能源消耗量按照2 t计算。因此，通过大致估算可以发现，我国严寒地区大部分地区平均每户1个供暖季的供暖耗煤量以及耗柴量分别为6857万t和8006万t，分别可折合煤的总量高达四千多万吨，而农村严寒地区一个供暖季全年总能源消耗量可达9673多万t[4]。

2严寒地区农村居住建筑节能主要问题

建筑物节能指标分析及节能技术实施，要针对建筑物基本建设情况、建筑物基本结构类型、建筑物综合围护结构体系、建筑物室内气温指标以及供暖情况及建筑物综合能源消耗情况等进行综合、全面分析。因此，本文通过上述对我国严寒地区农村居住建筑基本情况和能耗现状进行分析可以发现，现阶段我国严寒地区农村居住建筑物在节能和总体结构设计、施工方面存在一定的不足。比如，在建筑物施工建设方面，整个村庄缺少统一规划和合理布局。因此，总体建筑节能技术水平不高。在施工中所选材料不环保、不节能，而且建筑保温措施不科学。其次，在建筑物围护结构和建筑类型方面，设计质量不高，建筑物户型设计缺乏科学论证，尤其是建筑物缺乏功能分区，土木结构的建筑存在较大的安全隐患，而且建筑物的穿墙比设计不合理，再加上墙体建筑材料相对单一，部分农户为了控制建筑物施工成本，无建筑节能保温措施，尤其是建筑门窗气密性以及热工性能较差，黏土实心砖墙缺乏保温措施。因此，冬季建筑物基本靠燃烧农作物秸秆和煤炭供暖，导致资源严重浪费，环境严重污染。在此过程中，由于技术和思想观念较为落后，因此农村地区生物技术及新能源利用较少，导致节能环保效益较低。

3严寒地区农村居住建筑节能关键技术实施

通过上述基本指标分析和节能问题分析，本文认为，严寒地区农村居住建筑物节能应该从以下几方面入手[5]：

一是加强居住建筑物总体节能设计。通过对建筑体型结构进行控制，使建筑区避风及向阳分布，远离河流及海岸，采用南北向对建筑物进行朝向设计。在对建筑物平面结构进行布置时，要采用规则布置原则，避免采

设计建筑外窗，从而尽可能形成穿堂风，严寒地区要在门外侧设置门斗进行防风和挡风。在此过程中，可种植乔木和爬藤等植物进行遮掩，在夏季降低空调能耗。

二是在建筑物结构设计、施工时，要采用新型建筑墙体材料和选择科学的保温节能措施。比如，选用新的混凝土保温板及EPS板分别作为建筑墙体的内保温和外保温系统。门窗要采用密封性和保温性较好的双层玻璃塑钢门和单层门，通过科学计算穿墙比，提高门窗的密封性，缝隙可填充聚乙烯泡沫塑料。同时，在建筑屋顶部位要设置板材及生物材料以及稻草等保温层，也可采用挤塑聚苯板作为外保温层。地面结构应在建筑外墙内侧约0.5～1.0cm部位处，设置普通聚苯板及炉渣作为保温层。

除此之外，要对农村严寒地区居住建筑冬季保温设计指标进行科学确定。通常而言，室内最佳冬温为13℃～16℃。因此，在节能技术实施过程中，要进一步改变传统能源利用方式，提高建筑物的能源利用效率，同时利用生物措施及充分利用太阳能和风能等现代新型能源作为补充能源，减少能源浪费和能源消耗，降低环境污染。具体而言，可通过建设被动式太阳房，综合开发可再生能源，利用农作物秸秆和太阳地面辐射系统，通过配套的锅炉系统进行集中供暖，提高建筑物的综合节能效益。

4结束语

综上所述，由于我国地大物博、幅员辽阔。因此，南北地区气候条件存在很大差异，高纬度地区和低纬度地区的全年平均气温相差幅度很大，严寒地区所占面积较大，在冬季严寒地区需要通过取暖来抵御极端低温严寒。因此，除了基本的能源之外还要考虑建筑物的节能环保性。本文正是基于此背景，重点针对我国严寒地区农村居住建筑节能关键技术进行了探讨，通过具体建议，以期提高严寒地区农村居住建筑物节能环保效益。

参考文献：

[1]王丽颖.严寒地区农村居住建筑节能关键技术研究[J].长春工程学院学报(自然科学版),2010,11（03）:34-37.

[2]邵高峰.我国节能建筑技术与政策现状及“十三五”展望[J].砖瓦世界,2015,10（02）:7-16+19.

[3]王丽颖,王智宇.严寒地区居住类建筑节能75%的关键技术研究[J].长春工程学院学报(自然科学版),2015,16（02）:65-67+108.

[4]邹瑜,宋波,刘晶.对国家标准《农村居住建筑节能设计标准》的解读[J].暖通空调,2013,43（05）:77-81.

[5]屈宏乐.在农村推广节能砖及节能建筑的途径探析[J].砖瓦世界,2014,9（02）:2-7.

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