王彥鑫

【摘 要】北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房建造水平低、保溫措施少，大部分住房未進(jìn)行保溫處理，房屋外門(mén)窗熱工性能和氣密性較差，墻體和屋頂未采用保溫材料建造，傳熱系數(shù)過(guò)大，散熱量很高，節(jié)能效果差。再加上采暖設(shè)備簡(jiǎn)陋、熱效率低，冬季采暖能耗約占生活耗能的80%，不但造成大量的能源浪費(fèi)，而且越來(lái)越注重住房的建造質(zhì)量和居住舒適度，進(jìn)行寒冷地區(qū)農(nóng)村住房節(jié)能改造，為寒冷地區(qū)農(nóng)民營(yíng)造一個(gè)健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，而不造成能源消耗的大幅度增長(zhǎng)，是亟待解決的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】寒冷地區(qū)；農(nóng)村住房；節(jié)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(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是當(dāng)十五大會(huì)議上提出三農(nóng)問(wèn)題成為熱門(mén)話題，十六大提出建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村，十七大的統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展，推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)、能源節(jié)約、居住條件改善等問(wèn)題越來(lái)越重視，而且2010年至2011年國(guó)家對(duì)農(nóng)村住房狀況進(jìn)行了全國(guó)范圍的調(diào)查，農(nóng)村居住、節(jié)能問(wèn)題更為突出。在沒(méi)有保溫隔熱措施的農(nóng)村住房中，冬天采暖、夏天制冷中很大一部分能量沒(méi)為人體利用，而是通過(guò)墻體、門(mén)窗、屋頂、地面等散失到戶外，據(jù)統(tǒng)計(jì)，外墻的熱損失約占總量的40%～50%，門(mén)窗占30～40%，屋頂約占20%，地面約占5%。

（2）本文從農(nóng)村住房結(jié)構(gòu)類(lèi)型、墻體材料及厚度、有無(wú)墻體保溫材料、屋頂結(jié)構(gòu)形式及保溫材料、有無(wú)吊頂、外墻材料、外窗類(lèi)型、窗戶玻璃割開(kāi)、地面類(lèi)型、取暖設(shè)施類(lèi)型、取暖能源使用情況、農(nóng)民對(duì)住房的節(jié)能改造意愿及能接受的節(jié)能改造費(fèi)用等幾個(gè)方面對(duì)北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房現(xiàn)狀分析及改造。

2. 北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房現(xiàn)狀分析

我國(guó)北方寒冷地區(qū)農(nóng)村人均住宅建筑面積約30m2 ，大部分農(nóng)村住房由于受傳統(tǒng)觀念的影響，造型結(jié)構(gòu)不太合理，保溫隔熱效果差，特別是冬季，既造成大量熱能散失。有調(diào)研結(jié)果顯示，農(nóng)村居民采暖能源消耗量占到總能源消耗的60%，并成為能源消費(fèi)的主要負(fù)擔(dān)，而造成農(nóng)村居民采暖能源消耗量大的原因是房屋沒(méi)有節(jié)能措施，可以說(shuō)，解決農(nóng)村能源問(wèn)題很大程度上是解決農(nóng)村冬季采暖問(wèn)題，解決冬季采暖問(wèn)題的關(guān)鍵在于抓好房屋節(jié)能。

2.1 北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房墻體節(jié)能現(xiàn)狀。

北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房墻體類(lèi)型主要有磚墻、土墻、兩種。在2009年西吉縣農(nóng)村既有房屋普查基本狀況：磚混結(jié)構(gòu)699戶，66235平方米，占1.34 %，墻體的厚度多為240mm；磚（石）木結(jié)構(gòu)21466戶，1580963平方米，占31.92 %；竹草土坯結(jié)構(gòu)49803戶，3200066平方米，占64.61%；其它結(jié)構(gòu)1790戶，105304平方米，占2.13 %。建造件代大多是80年代至90年代建，外墻多以素水泥砂漿或外墻涂料作飾面材料，少量采用瓷磚作為外墻飾面材料，墻基本無(wú)保溫措施，保溫隔熱效果差，冬季室內(nèi)熱損失嚴(yán)重。

2.2 北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房屋頂節(jié)能現(xiàn)狀。

北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房屋面承重結(jié)構(gòu)主要是木屋架、木梁木檁條或預(yù)制板。20世紀(jì)90年代前建造的住房多為木屋架木梁承重，上鋪葦席、秫秸（高梁秸稈編織物），再鋪一層麥秸泥或泥、砂、石灰的混合物，然后再蓋上波狀或弧形屋面瓦，木梁木檁條承重的平屋頂則多是采用于鋪爐渣或葦箔、塑料薄膜上踩土，上面再鋪三合土或灰砂保護(hù)層，不鋪瓦。這些傳統(tǒng)的屋面形式保溫效果較差，達(dá)不到屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)限值的要求，部分房屋室內(nèi)有吊頂，但吊頂上鋪設(shè)保溫材料的較少。

2.3 北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房門(mén)窗節(jié)能現(xiàn)狀。

北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房的門(mén)窗型材料主要有木質(zhì)、鋁合金、塑鋼、鋼等，木質(zhì)門(mén)窗仍是主要形式。近幾年新建住房開(kāi)始采用鋁合金門(mén)窗和塑鋼門(mén)窗，塑鋼門(mén)窗的保溫隔熱性較好，但在農(nóng)村住房中應(yīng)用并不多，外門(mén)多為單層雙扇對(duì)開(kāi)，木門(mén)密閉性差，冷風(fēng)滲透較嚴(yán)重，變形較為嚴(yán)重，木窗多為平開(kāi)，變形較嚴(yán)重，關(guān)閉不嚴(yán)，外窗也多采用單層單玻璃窗，一般采用3～5mm厚普通單層玻璃，熱阻小，保溫隔熱效果很差。外門(mén)窗是農(nóng)村住房保溫隔熱與節(jié)能中的薄弱環(huán)節(jié)。

2.4 北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房地面節(jié)能現(xiàn)狀。

北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房室內(nèi)地面主要是有素土夯實(shí)、水泥地面或磚鋪地面三種類(lèi)型，基本無(wú)保溫措施，熱阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不以能滿足地面保溫的需求。

2.5 北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房取暖設(shè)施和能源類(lèi)型。

北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房使用最好取暖設(shè)施是火炕和煤炭爐，也有少部分采用土暖氣采暖?；鹂恢饕鞘褂棉r(nóng)作物秸稈或枯枝作為取暖能源，煤炭爐和土暖氣主要是采用煤炭作為取暖能源。最近幾年用電能取暖的農(nóng)戶有增多的趨勢(shì)，取暖電器類(lèi)型有空調(diào)、電暖氣、電暖風(fēng)等。使用火炕的農(nóng)戶是依靠炊事余熱來(lái)維持室內(nèi)溫度，而其他農(nóng)戶多數(shù)只在最冷的月份才啟用取暖設(shè)施，靠煤炭爐或電器來(lái)保證整個(gè)室內(nèi)大空間的溫度，這些根本不能達(dá)到室內(nèi)舒適和空氣質(zhì)量的要求。

3. 北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房節(jié)能方面存在的問(wèn)題分析

3.1 住房本身圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能欠佳，冬季室內(nèi)溫度低。

由于北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住房本身圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能欠佳，門(mén)窗質(zhì)量較差，縫隙較大，冷風(fēng)早晚滲透嚴(yán)重，再加上早、中、晚溫差大，導(dǎo)致冬季室內(nèi)溫度低。

3.2 取暖設(shè)施效率低下，能源利用率低，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量差。

北方寒冷地區(qū)農(nóng)村使用最多是火炕、煤炭爐、土暖氣、電暖氣等分散式取暖方式，取暖設(shè)施存在熱效率低、污染環(huán)境、使用不方便等缺點(diǎn)。當(dāng)采用煤作為取暖的主要燃料時(shí)，由于住房保溫性能差和取暖系統(tǒng)效率低，盡管室溫遠(yuǎn)低于城市建筑，但耗煤量卻比城市取暖能耗高一倍左右；使用農(nóng)作物秸稈或枯枝作為取暖能源時(shí)，燃料占地面積大，且造成室內(nèi)臟亂。另外目前農(nóng)村地區(qū)使用的爐具和采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，致使室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重。

3.3 農(nóng)民接受的節(jié)能改造費(fèi)用低。

以對(duì)住房的節(jié)能改造意愿調(diào)查中，74%的農(nóng)民表示愿意進(jìn)行住房節(jié)能改造，但是能接受的節(jié)能改造費(fèi)用普遍較低，54%的農(nóng)民只能接受低于2000元的改造費(fèi)用。大部分農(nóng)民有住房節(jié)能改造的意識(shí)，但是受到收入水平的限制。

4. 農(nóng)村住房節(jié)能改造程序與方法研究

4.1 農(nóng)村住房節(jié)能改造程序與步驟。

（1）目前，農(nóng)村住房節(jié)能方面沒(méi)有強(qiáng)制性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，農(nóng)民自主建房沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)，農(nóng)村住房改造要求也與城市建筑有很大的區(qū)別。對(duì)農(nóng)村地區(qū)的實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，農(nóng)民沒(méi)有節(jié)能的概念，也不關(guān)心住房是否達(dá)到了節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，只對(duì)冬季室內(nèi)溫度是否舒適和改造費(fèi)用具有較高的關(guān)注度。因?yàn)閷?duì)住房的保溫改造要求與城市不同，所以不能用城市的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量農(nóng)村住房節(jié)能改造，而是要根據(jù)農(nóng)民對(duì)住房改造的要求，以及現(xiàn)有住房的保溫性能等實(shí)際情況制定相應(yīng)的改造方案。

（2）雖然有了住房節(jié)能改造的需求，但是由于文化認(rèn)識(shí)水平因素的影響，農(nóng)戶對(duì)住房節(jié)能改造的程序及具體如何實(shí)施沒(méi)有明確的概念，可能會(huì)出現(xiàn)與住房實(shí)際善和改造要求不相符的改造做法。因此，本文根據(jù)農(nóng)村的實(shí)際情況，在住房保溫節(jié)能改造技術(shù)的支撐下，提出了農(nóng)村住房節(jié)能改造的程序和步驟（見(jiàn)圖1）。

4.2 農(nóng)村住房保溫改造需求和農(nóng)戶的改造要求。

在促進(jìn)我國(guó)農(nóng)村建設(shè)和保證農(nóng)民生活水平進(jìn)一步提高的前提下，營(yíng)造出一個(gè)健康、舒適和安全的農(nóng)村房屋室內(nèi)環(huán)境，而不造成能源消耗的大幅度增長(zhǎng)，是我國(guó)農(nóng)村建設(shè)必須面對(duì)和解決的戰(zhàn)略性問(wèn)題。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的改善和支農(nóng)政策的落實(shí)，農(nóng)民收入逐年增加。按照中國(guó)的傳統(tǒng)習(xí)俗，富裕起來(lái)的農(nóng)民第一件事就是建新房或改造原有住房。與新建節(jié)能住房相比，對(duì)現(xiàn)有住房進(jìn)行節(jié)能改造既可以減少房屋拆除量，進(jìn)而減少建筑垃圾對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)又能降低資源耗用量，更能符合當(dāng)前國(guó)家提倡的環(huán)保、節(jié)能主題。所以應(yīng)鼓勵(lì)農(nóng)村住房進(jìn)行節(jié)能改造。

4.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造重點(diǎn)和優(yōu)先序的確定。

農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平較低，多數(shù)農(nóng)民能接受的保溫改造費(fèi)用較低，不一定能一次性完成整個(gè)住房的保溫改造工程，這就需要根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部位的耗熱量來(lái)確定保溫改造的優(yōu)先序和重點(diǎn)部位。農(nóng)村住房實(shí)際門(mén)窗質(zhì)量較差，密閉性較差，空氣滲透耗熱較大，即節(jié)能改造的重點(diǎn)部位。

4.4 住房保溫改造方案的制定和評(píng)價(jià)。

根據(jù)節(jié)能改造重點(diǎn)和農(nóng)戶的改選要求，結(jié)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造類(lèi)型及當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，選擇適合的保溫材料，對(duì)材料的厚度、適宜采用的節(jié)能改造技術(shù)以及相關(guān)的構(gòu)造措施和節(jié)點(diǎn)做法等進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)研究。

5. 北方寒冷地區(qū)農(nóng)村住宅建筑的節(jié)能改造的措施

農(nóng)村住宅建筑的節(jié)能是從建筑物自身（圍護(hù)結(jié)構(gòu)）、供熱（或制冷系統(tǒng)和運(yùn)行管理等三個(gè)方面采取措施進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。建筑物自身圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫措施主要包括建筑設(shè)計(jì)時(shí)考慮體形系數(shù)和朝向、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)（墻體、屋頂、門(mén)窗）的保溫隔熱性、窗墻面積比以及外門(mén)窗的氣密性、建筑物的遮陽(yáng)等。

5.1 合理控制建筑物體形系數(shù)。

在其他條件相同情況下，建筑物耗量指標(biāo)是隨體形系數(shù)的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)的。為有利節(jié)能起見(jiàn)，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)適用的前提下，體形系數(shù)應(yīng)盡可能小些。其數(shù)值一般不宜超過(guò)節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于體形系數(shù)超過(guò)節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)的住宅建筑，應(yīng)對(duì)其外墻和屋頂加強(qiáng)保溫措施，以便將建筑物耗熱量指標(biāo)控制在規(guī)定額度以下，達(dá)到總體實(shí)現(xiàn)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.2 合理選擇建筑物朝向。

建筑物朝向?qū)μ?yáng)輻射的熱量和空氣滲透耗熱能量有影響。在其他條件相同情況下，東西向住宅建筑的傳熱耗熱量比南北向的高5%左右，若建筑物主立面朝向冬季主導(dǎo)風(fēng)向，會(huì)使空氣滲透熱量增加。因此，應(yīng)力爭(zhēng)把住宅房屋南北向布置。若由于條件限制房間必須布置在東西方向時(shí)，其窗戶應(yīng)采用熱反射玻璃或設(shè)置有效的遮陽(yáng)措施，且外墻面宜采用淺色飾面。

5.3 合理確定窗墻比。

由于玻璃的熱傳導(dǎo)系數(shù)大，無(wú)論就采暖還是空調(diào)來(lái)說(shuō)，均應(yīng)嚴(yán)格控制窗墻的面積比。北朝向的窗墻不應(yīng)超過(guò)0.25，南朝向的窗墻不應(yīng)超過(guò)0.30，東西朝向的窗墻不應(yīng)超過(guò)0.30，若窗墻面積比超過(guò)此數(shù)值，則應(yīng)調(diào)整外墻和屋頂?shù)葒o(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，使建筑物耗熱量指標(biāo)達(dá)到規(guī)定要求。

5.4 提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。

采用單一的新型墻體材料以及在墻體中夾芯保溫材料可在很大程度上提高建筑物墻體的保溫隔熱性能。適應(yīng)于農(nóng)村住宅建設(shè)的主體墻墻體材料主要有：輕集料小型混凝土空心砌塊、模數(shù)（KPI）多孔磚、加氣混凝土砌塊、非蒸壓粉煤灰空心砌塊等幾種。這幾種墻體材料的材質(zhì)自身或磚塊內(nèi)的孔洞加大了熱阻值，以及可在孔洞或芯孔內(nèi)填加保溫材料，因而有效地提高了保溫隔熱性能。如果有條件最好再以主體墻墻體為依托，在內(nèi)側(cè)或外側(cè)貼等高效保溫材料（高效保溫材料主要是纖維增強(qiáng)聚苯板或水泥聚苯顆粒、硬泡聚氨酯等），外保溫構(gòu)造時(shí)，最外層貼增強(qiáng)候飾面層，節(jié)能效果比內(nèi)保溫構(gòu)造要好。

5.5 提高外門(mén)窗保溫隔熱性能和氣密性。

農(nóng)村住房門(mén)窗縫隙的空氣滲透耗熱量和門(mén)窗面積傳熱耗熱量約占建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱問(wèn)題的40%，因此外門(mén)窗是建筑節(jié)能的重要部位之一。一般門(mén)窗框料采用塑料、塑鋼復(fù)合材料、斷熱鋁合金材料等，這種材料密封性能好，保溫隔熱性能達(dá)到要求、節(jié)能效果很明顯；門(mén)窗鑲嵌材料主要選用中空玻璃、鍍膜玻璃、熱反射玻璃等，節(jié)能效果較好。

5.6 采用高效能取暖設(shè)施。

針對(duì)取暖設(shè)施效率低下，能源利用率低，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量差的農(nóng)村居住問(wèn)題，應(yīng)采用高效能采暖設(shè)施，使用清潔能源，以提高能源利用率，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。將農(nóng)村使用的火炕改造成節(jié)能吊炕，增大炕的散熱面積，也能使些火更充分地燃燒，這樣既能節(jié)省能源，又可以減少室內(nèi)煙氣污染。也可結(jié)合地面節(jié)能改造，在室內(nèi)做地?zé)峁┡⑶以谖蓓敯惭b太陽(yáng)能集熱板鋪助電熱水系統(tǒng)和貯熱水箱，配合地暖盤(pán)管低溫供暖。地暖具體做法為地面找平、清理之后，在地面上鋪設(shè)絕熱材料、邊角保溫，防止地暖管的熱量向下傳遞散失；在絕熱材料上鋪一層反射鋁箔，阻止地暖管的熱量向下輻射；在反射鋁箔層上鋪一層金屬網(wǎng)，防止安裝的地暖管被壓入絕熱材料中并起到增強(qiáng)地面抗壓強(qiáng)度的作用；間距20mm～50mm蛇行盤(pán)擺地暖管，并每間隔一定距離在金屬網(wǎng)上綁扎固定；之后用20～30mm厚混凝土均勻覆蓋包埋地暖管，起到固定和保護(hù)作用，最后可鋪設(shè)地磚等地面裝飾材料。

6. 結(jié)語(yǔ)

北方寒冷地區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)村住房量大面廣，存在巨大的節(jié)能潛力，進(jìn)行住房節(jié)能改造，其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益都非常顯著，應(yīng)對(duì)農(nóng)民進(jìn)行住房節(jié)能方面宣傳教育，提高農(nóng)民的住房節(jié)能意識(shí)，并從政策上對(duì)農(nóng)村住房節(jié)能改造進(jìn)行引導(dǎo)和鼓勵(lì)。從宏觀角度來(lái)說(shuō)，開(kāi)展農(nóng)村住房節(jié)能改造，可以降低能耗，減少環(huán)境污染；從農(nóng)民貼身利益的角度來(lái)講，開(kāi)展農(nóng)村住房節(jié)能改造，可以改善居住條件，提高住房舒適度。同時(shí)，農(nóng)村住房節(jié)能改造對(duì)于改善民生，減少城鄉(xiāng)差距具有重大意義。

[文章編號(hào)]1619-2737（2018）05-25-853