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所屬欄目:城市規劃論文 發布日期:2010-08-19 15:15 熱度:
摘要:依據農村住宅的本土特征,“因地、因勢、因候、”各種角度結合,從建筑環境、建筑圍護結構等方面探討新農村建設住宅節能措施。
關健詞:結合新農村建設,政府引導大力推進可再生能源在農村的應用,充分利用農村建筑容積率低,太陽能、風能、淺層地能、生物質能等再生能源豐富的特點,按照循環方式,研究發展太陽能光熱、光電應用,沼氣等經濟適用技術并進行應用示范。
前言:凱里市位于黔東南苗族侗族自治州西北部,轄2鄉8鎮5個街道辦事處,201個行政村,農村居民10萬人,其地理位置在東經107°40′58″-108°12′9″,北緯26°24′13″-26°48′41″之間,東西最長51.76公里,南北最寬44.3公里,幅員1306.03平方公里,占全省總面積0.74%,占全州總面積4.3%。屬中亞熱帶溫和濕潤氣候區,是典型的季風性氣候。具有冬少嚴寒,夏無酷暑,降水充沛,熱量豐富,日照充足,無霜期長等特點。全市平均氣候13、6–16、2ºÇ之間,全市總積溫為4765–5748ºÇ。年平均日照1000–1400小時;相對濕度80%,無霜期平均為288天。幅員面積1306、3平方公里,地處云貴高原東側的梯級大斜坡,橫跨黔中丘原和黔東中低山丘陵兩個地貌區。在各種內外動力地質作用下,轄區形成以中山、低山為主的地貌格局?偟牡貏菔俏鞅辈俊⑽髂喜俊|南部高,中部、東北部較低、整個地勢由西北部、西南部、東南部向中部和東北部傾斜,全市平均海撥850米。大部分地區的熱工分區為夏熱冬暖地區,局部山區屬溫和地區、寒冷地區,氣候變化較大。加上農村經濟落后、基礎設施比較差,老百姓了解認識甚少,能源利用率低,浪費,驚人。建筑節能是一個關系國計民生的大問題,是節約能源的一個重要組成部分,要想把建筑節能長期有效地搞下去,就必須讓老百姓了解它,讓整個社會都重視起來,這樣我們的建筑節能事業才會有希望,才會有長足的進步。
一、農村住宅現狀
1.1農村住宅建設的誤區
我市建筑節能起步較晚,對農村住宅節能的重要性和緊迫性認識不足,農村房屋結構相對簡單和單一,建筑節能技術相對落后。有的地方老百姓甚至沒有建筑結能觀念結能近似于盲點,導至能源浪費現象十分嚴重。因此,對農村節能住宅的建設希望各級政府必須給予足夠的重視和認識。針對我市大多數農村住宅缺乏建筑方面的指導,東搬西抄,受“外來文化”,的影響,使原本不符合當地氣候條件傳統文化的建筑照搬過來,放棄了傳統的生活方式和本身存在的具有“自然生態特點”的建筑形式,使建筑既無時代特征,又缺少地方特色。
在進行住宅建設過程中,沒有充分考慮到住宅使用功能的未來變化,由于受經濟條件、技術水平等因素制約,多數住宅設計沒有超前意識,缺少長遠打算,對以后住宅建設的調整、可改造的余地考慮不周?
1.2存在的熱工質量缺陷
農村住宅當中的相當一部分鄉村依靠土暖器取暖,熱量使用率底,浪費現象十分嚴重,這種間歇供暖方式導致了室內溫度分布不均,熱量得不到很好的應用,外墻墻角處溫度很低,造成內表面平均輻射溫度過低,對人體產生強烈的冷輻射,并且夜間溫度過低,外墻角主體部位結露、結霜現象也較為常見。
二、建筑節能探索及解決對策
2.1利用自然條件,創造舒適的居住環境
關于人與自然環境的關系,傳統住宅一直遵循著“天人合一”的理念,對環境的關注成為人類切身利益的核心,在住宅選址時必須以當地氣候特征、建筑所處環境、居住對象的熱舒適習慣、地區的歷史文化等作為選擇的要素。
地域上的自然環境在農村住宅中體現得更為明顯:村宅根據當地氣候特征、人文環境、經濟水平、地方材料和構造方式,從建筑物理(聲、光、熱)等方面綜合考慮設計,而形成了具有地域特色的建筑。
在總體環境布局中,應合理確定建筑朝向、間距、綠化等。大多數小城鎮附近的農村住宅保留了傳統習慣,朝向按南北向布置——建筑朝向對冬季太陽輻射得熱和夏季自然通風影響較大,由于農村受污染程度遠低于城市,太陽輻射強度比城市強,南北向布置可有利于增加冬季太陽輻射熱,同時村落多由一層住宅構成,密度低,基本上不存在互相遮擋的問題。
對于住宅周圍的綠化,當地農民并沒有給予足夠的重視,從選擇樹種到布局都是自發的,忽略了植物、水等自然元素將直接或間接影響到人們的生活,如改善住宅庭院的小氣候、凈化空氣、防止噪聲等,綠化必須充分考慮自然元素,結合當地具體條件選擇樹種,若運用得當能改善室內氣候環境,降低能耗。有些人認為農村不存在綠化問題,在新村規劃時,只建房不種樹,導致周圍小氣候惡化,同時給圍護結構的節能改造也帶來了困難。
2.2提高建筑保溫性能,消除熱工缺陷
由于農村住宅與城市住宅在形式和供暖方式上都存在顯著差別,加之農村經濟條件相對落后,受到建筑技術的制約,因此在考慮住宅節能時,需對農村住宅的特點和人們的生活方式進行調查研究,設計出一套適合農村住宅的節能方案。
2.2.1加強墻體保溫,采用復合保溫材料
室內熱環境與建筑材料、構造方式有密切關系,外圍護結構的保溫對建筑的熱工性能有很大影響。農村住宅多為磚混結構,外墻為240厚粘土實心磚內外抹灰,由于粘土磚自重大,熱工性能差,其熱阻雖然大,但仍小于節能熱阻;因此,在進行墻體設計時,應以減少室內溫度諧波傳至外圍護內表面的衰減度Ⅵ作為評價指標。這就必須發展復合墻體才能大幅度提高墻體的保溫隔熱性能,做到墻材改革與建筑節能有機結合。
采取外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫與內保溫相比,技術合理,有其明顯的優越性,使用同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料,外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程,也適用于舊樓改造,適用于范圍廣,技術含量高;外保溫包在主體結構的外側,能夠保護主體結構,延長建筑物的壽命;有效減少了建筑結構的熱橋,增加建筑的有效空間;同時消除齡凝,提高了居住的舒適度。根據一系列的節能政策、法規、標準和強制性條文的指導下,住宅建設的節能工作不斷深入,節能標準不斷提高,引進開發了許多新型的節能技術和材料,在住宅建筑中大力推廣使用。但我國目前的建筑節能水平,還遠低于發達國家,我國建筑單位面積能耗仍是氣候相近的發達國家的3倍~5倍。地區的建筑采暖能耗已占當地全社會能耗的20%以上,我市農村絕大部分都是采用火爐取熱,同時給環境帶來嚴重的污染。所以建筑節能還是本世紀我國建筑業的一個重要的課題。而同時墻體和屋頂作為建筑物的重要圍護物件,而其保溫層厚度又是決定于建筑保溫水平的重要參數,于是針對增強保溫性能和節省熱能損失和能源浪費,設計最佳保溫層厚度有著重要的意義。
大多數農村住宅一般不采取集中供暖及空調,而是冬季利用炊事余熱或土暖器采暖以及夏季自然通風和電風扇,因此240磚墻雖然滿足了熱工設計的最低熱阻,但從節能標準出發,其保溫性能差,內表面易產生結露現象,最有效的措施就是采用節能熱阻來計算墻厚。由于農村特有的生活行為方式,若要使磚墻的熱阻達到所需的節能熱阻,所需墻厚會成倍增長,這將造成使用面積減少、外墻自重大、對抗震不利等缺點,農民自建房時也不會接受。因此,建議使用復合墻體或輕質高效的保溫隔熱墻體,減少建筑使用能耗。
墻體輕質化和提高熱容量相互矛盾,輕質化可減少建筑材料使用量,降低建筑物自重荷載,節約能源,加快建設速度,而提高墻體熱容量則需使用厚重材料以提高其保溫隔熱性能,達到居住舒適,為解決這一矛盾,必須采用復合墻體。
充份考慮房屋整體吸收熱源的基礎上,在不同方位的屋面上開注屋面窗體吸收熱源,針對我市氣候特征,熱源方位、開注熱源窗吸熱。有經濟條件的農戶可選擇安裝太陽能吸熱器獲取熱源。
2.2.2合理選擇窗型,加強窗戶的氣密性改善窗戶的保溫性能主要從窗框(扇)材料和玻璃兩部分人手;一般居住建筑通過窗戶的熱損失量約占總散熱量的l/3(農村住宅更高)。因此,增強窗的保溫隔熱性能,減少窗的能耗是改善室內熱環境質量和提高建筑節能水平的重要環節。
、偬岣叽翱虮匦阅。農村住宅選取的窗框材料大多數為木窗或鋁合金單層平板窗;鋁合金窗造型美觀、采光保溫均優于鋼窗,但鋁合金型材與窗洞側壁交接處易產生熱橋,需采用導熱系數小的材料或空氣層截斷窗框扇,并加強窗與洞口周邊縫隙的保溫措施。
、谔岣卟AУ谋啬芰ΑS捎诓A訑瞪、玻璃內外側溫差大,易產生結露。最好采用雙層玻璃窗,在外墻保溫性能提高的前提下,減少通過窗的熱量最為經濟。下面為不同玻璃層數之間的熱損關系:雙層玻璃的熱損是單層玻璃的l/2,雙層玻璃加一隔熱百葉窗的熱損耗僅為單層玻璃的1/10,鋁合金窗框的冬季熱損失及夏季熱增都大于木窗框的三倍。若暫時無經濟能力,可在玻璃扇內側框上貼透明塑料薄膜,形成2cm左右的空氣間層,這樣可使外窗的熱損減少60%左右。
由于農村太陽輻射強度比城市強,可適當加大南窗,以獲得更多的太陽輻射熱,其窗墻面積比以0.35-0.45為宜。
2.2.3就地取材,傳統與現代構造相結合
農村住宅大都充分利用當地建筑材料,在屋頂構造方面具有獨特的形式。依據當地氣候條件,屋頂多采用坡屋頂,屋頂構造由檁條、葦箔、麥草泥和小青瓦組成,即在屋架上搭設檁條,在檁條上部鋪一層5cm-8cm的葦箔,再鋪設一層8cm-l0cm的麥草泥,表面撒一層
水泥石灰漿(起凝固作用),經碾壓后即為保溫層,最后掛瓦(防水層)。
麥草泥是將麥草、麥衣、泥漿混合后碾壓而成,厚度為8cm-l0cm,兼保溫和找平作用,保溫隔熱性能好,蓄熱量大,能較好地保持室溫的穩定性,且取材方便,對寒冷地區、夏熱冬冷地區冬暖夏涼起著重要的作用。隨著新型材料的出現,農村住宅逐漸將傳統的屋頂構造與現代構造相結合,利用鋼筋混凝土板或其他材料作吊頂,與傳統屋架形成閣樓,可在夏季作為熱緩沖層,冬季作為保溫層,減少了室溫波動的大小。這種屋頂結構有多種優越性,被多數農宅使用。
2.3加強政府的管理與扶持,普及節能知識,提高村民節能意識
加強政府的管理與扶持。市委和市政府盡快出臺相應的技術政策和經濟政策,并對農村住房節能改造給予適當的政策性引導資金,同時建立有效的管理機制和體制,充分發揮各級政府組織的協調和管理功能,為農村住宅節能創造良好的外部環境。并且將農村住房的建筑節能與社會主義新農村建設有機地結合起來,把農村建筑節能納入社會主義新農村建設,并作為新農村建設的一項重要內容。
2、重視建筑節能設計,強制執行有關建筑節能技術標準,在保證室內熱環境及衛生標準的前提下,做好建筑采暖,提高建筑物的保溫、隔熱性能,充分利用自然采光和自然通風的能力,確保單位建筑面積能耗達標。
3、積極推廣使用新型建筑材料。大幅度減少使用實心粘土磚,積極采用能耗低的空心粘土磚、空心砌塊、粉煤灰制品。積極開發、利用發泡聚本乙烯、巖棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖及各種高效保溫材料。
4、改革傳統外墻和屋面,因地制宜地推廣保溫性能好的圍護結構,發展節能型墻體和屋面,重點推廣外保溫墻體,采用合理的窗墻比及建筑體型。大力推廣節能型門窗、門窗密封條及熱反射保溫隔熱窗簾等。提高建筑物保溫、隔熱和氣密性能。
5、加強農村建筑節能標準化工作。加速制訂農村各項建筑的節能標準,逐步配套成為系列,其中包括室內熱環境標準、能耗定額標準等基本標準,以及新建采暖居住建筑節能設計標準,已建采暖居住建筑節能改造設計標準。
6、積極開展對現有農村建筑的節能改造。重點解決現有房屋門窗密封和保溫節能技術、外墻的保溫節能技術、屋面的高效保溫防水隔熱技術,并組織好節能建筑和節能住宅示范試點。
7、在村落建立節能住宅試點,建設一批滿足農村特有要素、居住環境好的住宅,通過實驗項目,既可推廣村鎮規劃的基本知識,又可普及建筑節能知識,讓農民切身體會到初期的較高投資會帶來長期的效益回報。同時由于新農村建設步伐加快,地使用量增加,人均建筑面積增大,農村住宅不應停留在傳統的單層院落,應逐漸向二、三層聯排住宅方向發展。
結語:由于我市經濟相對落后,農村經濟收入水平較低,農民經濟承受力不強,所以住房建筑的標準較低,房屋建筑墻體保溫性較差,約40%左右為磚混結構,其余為傳統木質結構;旧纤械慕ㄖ紱]有采取任何保溫措施,由于墻壁過于單薄,保溫性能差,所以這是造成農村住宅普遍耗煤偏多、浪費嚴重,而室內溫度不高的原因,加強政府的管理與扶持,出臺相應的技術政策和經濟政策,并對農村住房節能改造給予適當的政策性引導資金,同時建立有效的管理機制和體制,充分發揮各級政府組織的協調和管理功能,為農村住宅節能創造良好的外部環境。把農村建筑節能納入社會主義新農村建設,并作為新農村建設的一項重要內容。經上述分析,農村住宅在建筑節能方面起著重要的作用,且農村住宅不同于城市住宅,必須在各要素間找到平衡切入點,才能增強保溫隔熱性能,提高農村住宅室內熱環境質量。
文章標題:凱里市新農村建設住宅節能設計初探
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