李博群(北新建材集團(tuán)有限公司,北京 100048)
綠色農(nóng)房是指安全實(shí)用、節(jié)能減廢、經(jīng)濟(jì)美觀、健康舒適的新型農(nóng)村住宅。綠色建材是指在生產(chǎn)、使用全過程內(nèi)可減少對(duì)天然資源消耗、減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境影響,并具有“節(jié)能、減排、安全、便利和可循環(huán)”特征的建材產(chǎn)品。隨著城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進(jìn),我國農(nóng)房建設(shè)逐年增加,但普遍存在建筑質(zhì)量差、缺乏設(shè)計(jì)、不方便和不舒適等問題,亟待解決。同時(shí),農(nóng)房實(shí)際使用年限短、翻建更新頻繁、能耗大能效低,浪費(fèi)能源資源、破壞環(huán)境。推進(jìn)綠色農(nóng)房建設(shè),有利于提高農(nóng)房建筑質(zhì)量,改善農(nóng)房舒適性和安全性,強(qiáng)化農(nóng)房節(jié)能減排;有利于延長農(nóng)房使用壽命,幫助農(nóng)民減支增收,提升農(nóng)村宜居性,加快美麗鄉(xiāng)村建設(shè);有利于帶動(dòng)綠色建材下鄉(xiāng),促進(jìn)區(qū)域大氣污染防治、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
我國農(nóng)村現(xiàn)有人口約7.37億,占全國總?cè)丝诘?6%。農(nóng)村居住面積約為2300萬hm2,占全國居住總面積的60%。其中農(nóng)村建筑能耗占全國建筑總能耗的37%。據(jù)清華大學(xué)的調(diào)查結(jié)果顯示,2006—2008年我國北方地區(qū)農(nóng)村平均建筑能耗為27.4kg/(m2·a),南方地區(qū)為12.1kg/(m2·a)。由于北方地區(qū)農(nóng)村能源消耗中供暖能耗偏高,所以北方地區(qū)農(nóng)村每年每平米建筑能耗為南方地區(qū)的2倍以上[1]。
綠色農(nóng)房的氣候適應(yīng)性是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)需要妥善解決的重要問題。然而,只有充分了解當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn),才能有的放矢地采取相應(yīng)的措施,利用有利的氣候條件和周邊環(huán)境來建造高質(zhì)量低能耗的建筑。通過對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的調(diào)研及考核,選取富有當(dāng)?shù)靥厣泥l(xiāng)土建材,例如秸稈、竹材等,有效降低房屋建造成本。在農(nóng)房營建竣工后,對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的節(jié)能性能檢測(cè)及評(píng)價(jià),保證綠色農(nóng)房的“節(jié)能、減排、安全、便利和可循環(huán)”要求。
由于房屋所處的氣候地區(qū)不同,綠色房屋的設(shè)計(jì)及施工會(huì)呈現(xiàn)不同的技術(shù)特點(diǎn),可采用包括保溫、隔熱體系及節(jié)能門窗、采暖、通風(fēng)及空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、雨水收集系統(tǒng)及污水處理系統(tǒng)、外遮陽、自然采光在內(nèi)的被動(dòng)式房屋技術(shù)。因此,結(jié)合房屋周圍所屬環(huán)境,建造適合當(dāng)?shù)貧夂虻木G色農(nóng)房,要根據(jù)不同的技術(shù)特點(diǎn),制定不同的技術(shù)方案。
此外,盡管綠色農(nóng)房通過建造技術(shù)及周圍自然條件能夠節(jié)約絕大部分能源消耗,但仍然需要太陽能光伏技術(shù)、光熱技術(shù)、生物質(zhì)能—秸稈造粒技術(shù)等提供能源來保證房屋的舒適度。
根據(jù)全國氣候地區(qū)特點(diǎn),在每個(gè)氣候地區(qū)選取代表性區(qū)域進(jìn)行研究,分別是:嚴(yán)寒地區(qū)—黑龍江、寒冷地區(qū)—北京、夏熱冬冷地區(qū)—江蘇和四川、溫和地區(qū)—云南、夏熱冬暖地區(qū)—海南。
建設(shè)綠色農(nóng)房,可以減少每年大量建筑能耗、廢舊秸稈燃燒污染,以以上研究的六個(gè)示范區(qū)域?yàn)槔?,在區(qū)域范圍內(nèi)可減少934.3萬噸CO2的排放。綠色農(nóng)房的營建使房屋更加符合環(huán)境友好、材料友好、舒適度高的居住標(biāo)準(zhǔn),從而降低了由于采暖、制冷負(fù)荷等帶來一些社會(huì)問題,符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。
不同氣候地區(qū)建造綠色農(nóng)房可達(dá)到的節(jié)能效果如表1所示。
表1 不同氣候地區(qū)建造綠色農(nóng)房的節(jié)能效果
1)綠色農(nóng)房建造中關(guān)于熱橋的解決方案
由于被動(dòng)式綠色農(nóng)房的保溫、隔熱突出問題是熱橋效應(yīng),傳熱系數(shù)不同的建筑材料復(fù)合,極易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)熱橋及材料熱橋等問題。因此,設(shè)計(jì)出合理的綠色農(nóng)房體系,來均衡利用房屋周邊現(xiàn)有的建筑材料及當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的建筑特點(diǎn),并有機(jī)利用被動(dòng)式房屋的技術(shù)特點(diǎn)來解決出現(xiàn)的熱橋效應(yīng),是本項(xiàng)目的主要技術(shù)難點(diǎn)。
2)綠色農(nóng)房技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
在綠色農(nóng)房的規(guī)劃、設(shè)計(jì)或施工過程中,綜合當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素、氣候因素及現(xiàn)有建筑材料因素等方面,從多種可以相互替代而又相互排斥的方案中,篩選出一個(gè)最優(yōu)方案付諸實(shí)施。
3)根據(jù)不同氣候地區(qū)外圍護(hù)設(shè)計(jì)方案
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)考慮在采暖期間和制冷期間的防潮、防腐、防熱輻射需求,圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫材料因內(nèi)部冷凝受潮而增加的重量濕度允許符合規(guī)定的一定增量,圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境在適當(dāng)位置設(shè)置隔汽層及通氣層。
不同氣候地區(qū)綠色農(nóng)房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)K值設(shè)計(jì)[W/(㎡·K)]見表 2。
4)綠色農(nóng)房生產(chǎn)生活功能布局與庭院經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展
庭院經(jīng)濟(jì)用地不局限于庭院之中,農(nóng)民房前屋后、村莊周邊的空隙地都可以利用。在實(shí)際操作中,各地要因地制宜,依資源條件和自身能力而定,選擇低成本適宜農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)收入和地方特色的庭院營建方法,選擇開發(fā)適合不同氣候區(qū)域的庭院經(jīng)濟(jì)運(yùn)營模式,是提高綠色農(nóng)房生產(chǎn)生活功能及庭院經(jīng)濟(jì)的難點(diǎn)所在。
5)通風(fēng)、采暖及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)
表2 不同氣候地區(qū),外圍護(hù)結(jié)構(gòu)K值設(shè)計(jì)方案[W/(㎡·K)]
不同氣候地區(qū),通風(fēng)設(shè)計(jì)不同,黑龍江、北京需要長時(shí)間采暖,通風(fēng)需求較低;江蘇、四川利用熱量回收、短時(shí)間采暖以及自然通風(fēng)可保證農(nóng)房舒適度要求;云南、海南不需要采暖,對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)有較高要求,達(dá)到夏季有良好通風(fēng)而阻礙冬季寒風(fēng)。
6)可再生能源利用的高效利用和地材的選擇及利用方法
由于綠色農(nóng)房體系生產(chǎn)、使用全過程內(nèi)可減少對(duì)天然資源消耗、減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境影響,并具有“節(jié)能、減排、安全、便利和可循環(huán)”的特征,因此對(duì)當(dāng)?shù)乜稍偕茉吹母咝Ю眉艾F(xiàn)有材料的選擇和利用至關(guān)重要。
7)建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格要保留其地域、民族特點(diǎn)
一個(gè)民族的民俗習(xí)慣是社會(huì)歷史的產(chǎn)物,只要存在著不同民族的差別,反應(yīng)民族特點(diǎn)和民族形式的風(fēng)俗習(xí)慣就會(huì)存在下去。因?yàn)轱L(fēng)俗習(xí)慣反應(yīng)一個(gè)民族的共同心理特征,有些風(fēng)俗習(xí)慣常常表現(xiàn)在本民族的共同生活方式上,在建筑中的色彩選擇及造型方面尤為突出。
綠色農(nóng)房實(shí)現(xiàn)了在滿足庭院趣味、休閑、娛樂功能的同時(shí),也突出了主體建筑物的生產(chǎn)及生活功能。同時(shí),農(nóng)戶以庭院和四周非承包隙地為基礎(chǔ)和開發(fā)利用對(duì)象,從事種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)等方面的經(jīng)營,實(shí)現(xiàn)農(nóng)民足不出戶,也能創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
由于綠色農(nóng)房具有優(yōu)秀的氣候適應(yīng)性和周邊環(huán)境營建技術(shù),極大提高了房屋舒適度水平,改變目前粗放的施工方式;同時(shí),由于綠色農(nóng)房大量采用被動(dòng)式建筑技術(shù)及可再生能源,將大力帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
[1]陳永.我國農(nóng)村建筑能耗現(xiàn)狀與節(jié)能任務(wù)分析.北京.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2011.