李佳藝 李子龍 孫略添

(1：吉林建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院,長(zhǎng)春 130118； 2：北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院，北京 100044)

節(jié)能是我國建筑業(yè)發(fā)展所面臨的一項(xiàng)極為緊迫的艱巨任務(wù).長(zhǎng)期以來，我國村鎮(zhèn)地區(qū)普遍粗放式使用能源，浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重.為了推動(dòng)社會(huì)發(fā)展，減少能耗，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展及實(shí)現(xiàn)全面建成小康社會(huì)的宏偉目標(biāo)，村鎮(zhèn)住宅建筑的節(jié)能成為當(dāng)務(wù)之急[1].但僅依賴于傳統(tǒng)技術(shù)，低技術(shù)建造的住宅已不能滿足居民對(duì)現(xiàn)代村鎮(zhèn)住宅在功能、形式、環(huán)境和空間上的日益多樣化、高層次的需求，采用現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)是未來村鎮(zhèn)住宅發(fā)展的必然趨勢(shì).因此，不僅要總結(jié)傳統(tǒng)村鎮(zhèn)住宅的節(jié)能技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，更要選擇性地引進(jìn)、吸收、利用國內(nèi)外先進(jìn)生態(tài)節(jié)能技術(shù)，并結(jié)合當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)自身的地域特點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng)節(jié)能技術(shù)和現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化組合，研究出村鎮(zhèn)住宅的適宜節(jié)能技術(shù)，并積極地以現(xiàn)代住宅設(shè)計(jì)理念和方法將其應(yīng)用到村鎮(zhèn)住宅的建造中.

1 概述

隨著建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村進(jìn)程的加快，村鎮(zhèn)住宅建設(shè)的數(shù)量日益龐大.據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2013年底，東北地區(qū)村鎮(zhèn)房屋竣工面積為1.6億m2，其中住宅為1.15億m2.然而當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)住宅建筑的節(jié)能工作相對(duì)薄弱，存在起點(diǎn)低、技術(shù)水平不高、能耗高、舒適度低、創(chuàng)新能力弱等問題.幾百年來，東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅的設(shè)計(jì)和建造一直沿用著傳統(tǒng)的技術(shù)手法，這些技術(shù)大都來自以往建房的經(jīng)驗(yàn)積累，較少運(yùn)用現(xiàn)代適宜節(jié)能技術(shù)，采用的一些節(jié)能技術(shù)在當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)住宅中的適應(yīng)性較差，不能滿足廣大居民的使用要求.因此，研究適宜的節(jié)能技術(shù)成為東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅節(jié)能工作的重中之重.近些年經(jīng)過建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作者不懈的努力和國外生態(tài)高技術(shù)住宅創(chuàng)作經(jīng)驗(yàn)的傳入，以及我國建筑節(jié)能規(guī)范的制定和強(qiáng)制執(zhí)行，許多新技術(shù)和新能源相繼出現(xiàn)，適宜性節(jié)能技術(shù)也得到了較好的應(yīng)用與推廣，傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)的結(jié)合更加緊密，東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅的節(jié)能現(xiàn)狀得到了相對(duì)改善.

2 村鎮(zhèn)住宅建筑適宜節(jié)能技術(shù)

近年來，經(jīng)過住宅建筑節(jié)能政策的推廣，節(jié)能技術(shù)相繼出現(xiàn)并不斷完善，借鑒國外生態(tài)技術(shù)住宅創(chuàng)作的成功經(jīng)驗(yàn)，并不斷研究開發(fā)適合本地區(qū)氣候特點(diǎn)的節(jié)能技術(shù)顯得尤為重要.在滿足村鎮(zhèn)住宅經(jīng)濟(jì)的條件下，最大限度地滿足建筑節(jié)能要求，能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.因節(jié)能保溫型村鎮(zhèn)住宅具有地方性、可持續(xù)性、成本較低、節(jié)約能耗、便于施工、有利于保護(hù)資源與環(huán)境，適合人們健康居住等優(yōu)點(diǎn)，所以在相應(yīng)的東北地區(qū)小城鎮(zhèn)住宅中應(yīng)用廣泛.

2.1 村鎮(zhèn)住宅節(jié)能體型設(shè)計(jì)

建筑體型不僅能滿足居民的日常生活需要，同時(shí)也是建筑節(jié)能的基礎(chǔ).通常來說，東北地區(qū)村鎮(zhèn)節(jié)能住宅的體型設(shè)計(jì)主要應(yīng)做到以下兩點(diǎn)：① 應(yīng)盡量控制或降低住宅建筑的體型系數(shù).研究表明，體型系數(shù)越小,單位建筑空間的熱散越小,住宅建筑總能耗就越少；② 控制住宅表面面積系數(shù)，即住宅其它外表面面積之和與其南墻面面積的比值，表面面積系數(shù)越小，建筑獲得的日照輻射就更多,建筑的能耗就越小.總之，減少住宅建筑面寬，加大建筑進(jìn)深或增加組合體,盡量保持住宅建筑形體的規(guī)整,都有利于東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅建筑的節(jié)能;而體型復(fù)雜、凹凸面過多的住宅則不利于節(jié)能[2].另外,東北地區(qū)村鎮(zhèn)的多層住宅宜采用封閉式樓梯間,以減少熱量的流失；住宅建筑入口處應(yīng)設(shè)置門斗或采取其它避風(fēng)措施,以減少散熱;要注重住宅陽臺(tái)、門窗、挑檐、女兒墻等部位的構(gòu)造措施,合理的設(shè)計(jì)可以改善住宅的日照狀況，減少住宅的能源消耗，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目標(biāo).

2.2 村鎮(zhèn)住宅單體空間節(jié)能設(shè)計(jì)

東北地區(qū)日照充足，夏季涼爽多風(fēng),設(shè)計(jì)師在對(duì)當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)住宅建筑設(shè)計(jì)時(shí),要從節(jié)能角度、提高居住舒適度及居民生活的規(guī)律出發(fā),合理布置住宅內(nèi)每個(gè)房間的朝向并注意建筑的南北通透性，盡可能安排房間朝南，盡量避免出現(xiàn)間接采光、通風(fēng),以確保夏季室內(nèi)可以形成穿堂風(fēng),這樣就可以通過建筑朝向和自然通風(fēng)來增加日照時(shí)間、降低室內(nèi)溫度、節(jié)約空調(diào)能耗，進(jìn)而達(dá)到建筑節(jié)能的目的.

由于人們對(duì)住宅內(nèi)各房間的使用要求不同，對(duì)房間熱環(huán)境的需求也各異，故應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要合理分區(qū)，使建筑平面按溫度分區(qū)進(jìn)行布置.熱環(huán)境較好的南向區(qū)域布置起居室和臥室，并且宜毗鄰布置，避免管線的浪費(fèi)和熱量的流失.而將熱環(huán)境要求較低的房間，如住宅中的廚房、衛(wèi)生間、儲(chǔ)藏室等布置在冬季溫度相對(duì)較低的北向區(qū)域內(nèi)，并利用這些附屬房間的布置，減少起居室和臥室的熱散失，以最大限度地利用能源，做到“能盡其用”.通過這種室內(nèi)的溫度分區(qū)，使住宅空間成為熱流失的阻隔體，有效隔絕熱傳導(dǎo)，達(dá)到節(jié)能的目的.另外，熱源的選用也需要慎重考慮，盡量使用一些來源方便、價(jià)格低廉的可持續(xù)能源.

2.3 村鎮(zhèn)住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)

住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能是指在建筑物的設(shè)計(jì)、建造及使用過程中，按國家規(guī)定執(zhí)行建筑節(jié)能政策、使用節(jié)能材料、提高圍護(hù)構(gòu)件的保溫隔熱性能，以減少能源的消耗[3].東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)主要包括墻體保溫技術(shù)、屋頂保溫技術(shù)、地面和門窗保溫技術(shù)四個(gè)主要方面.

圖1 B08蒸壓加氣混凝土外墻保溫構(gòu)造

(1) 墻體保溫技術(shù). 現(xiàn)階段，為了能夠有效克服復(fù)合外保溫墻體工程質(zhì)量缺陷，且滿足現(xiàn)行的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅建筑的外墻節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)采用自保溫技術(shù).自保溫墻體技術(shù)主要是采用各種自保溫砌體而形成的節(jié)能墻體，保溫材料也就是墻體材料本身[4].與復(fù)合保溫墻體技術(shù)相比，自保溫墻體技術(shù)在當(dāng)今是一種較為先進(jìn)的墻體節(jié)能技術(shù)，它不僅能夠滿足建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、提高墻體工程質(zhì)量、降低造價(jià)，而且不影響墻體承重、抗風(fēng)壓的目標(biāo).

在東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅建筑中，現(xiàn)已使用的自保溫墻體材料有燒結(jié)保溫砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊及輕質(zhì)陶瓷類保溫材料等.其中容重大于600kg/m3的蒸壓加氣混凝土砌塊，由于保溫性能良好且強(qiáng)度較大被廣泛應(yīng)用于村鎮(zhèn)住宅建筑的外墻.墻體的保溫性能一般與墻體的厚度成正比，以BO8蒸壓加氣混凝土砌塊墻體為例(構(gòu)造做法參見圖1)，當(dāng)B08蒸壓加氣混凝土墻體厚度為200mm時(shí)，其保溫性能僅為復(fù)合保溫墻體的50%，但當(dāng)BO8蒸壓加氣混凝土墻體厚度增加到450mm時(shí)，其保溫性能基本等同于復(fù)合保溫墻體.

圖2 140mm厚聚苯板屋頂保溫做法

(2) 屋面保溫技術(shù). 屋面的保溫做法主要是采用實(shí)體保溫材料作為保溫層鋪設(shè)于屋面的結(jié)構(gòu)層上.東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅主要采用坡屋面，其構(gòu)造做法一般是在鋼筋混凝土平屋面上外加一個(gè)帶坡度的彩色壓型鋼板.屋面保溫層宜選用導(dǎo)熱系數(shù)低的材料，現(xiàn)今較為常用的有聚苯乙烯泡沫塑料板和水泥聚苯板等.一般情況下，屋面的傳熱系數(shù)與保溫層厚度成反比，以聚苯乙烯板泡沫為例，當(dāng)保溫層厚度為100mm時(shí)，屋面的傳熱系數(shù)為0.36W/(m2.K)；當(dāng)保溫層厚度增加到160mm時(shí)，屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降為0.25W/(m2.K).為了減少住宅屋面采暖耗能量、實(shí)現(xiàn)住宅節(jié)能目標(biāo)，應(yīng)適當(dāng)加大屋面保溫層的厚度.在現(xiàn)今東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅節(jié)能設(shè)計(jì)中，屋面宜采用140mm厚且容重大于20kg/m3的聚苯板做保溫層(構(gòu)造做法參見圖2)，此時(shí)屋面的傳熱系數(shù)為0.28W/(m2.K)，既不會(huì)過量增加建筑的造價(jià)，又能滿足住宅建筑的節(jié)能需要.

(3) 門窗保溫技術(shù). 東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅為了提高門窗的保溫性能、減少門窗的耗能量通常采用以下措施：采用雙層或三層玻璃門窗，通過增加中間空氣層來減少門窗的導(dǎo)熱系數(shù)；向窗戶中間層添加惰性氣體或改善中間層的氣體狀態(tài)，以減少中間空氣層的對(duì)流換熱，保證中間層發(fā)揮保溫隔熱的作用；在室內(nèi)外之間布置南向陽光房，以減少住宅建筑的熱損失，另外，陽光房在獲得太陽光直射的時(shí)候，還能起到集熱的作用；通過設(shè)置玻璃門斗或玻璃門罩來減少入戶門的熱散失；通過在窗框與墻之間的縫隙中填充發(fā)泡膠并減少可開啟窗扇的數(shù)量來提高窗戶的密實(shí)性.

(4) 地面保溫技術(shù). 東北地區(qū)村鎮(zhèn)住宅建筑的地面一般采用100mm～150mm的灌注漿做保溫層，這種做法造價(jià)相對(duì)較低，施工簡(jiǎn)單，保溫效果較好.混凝土地面、水泥砂漿地面一般是在地面裝修時(shí)做浮層混凝土面層、珍珠巖砂漿面層，鋪設(shè)厚度一般為4mm～6mm，這種做法具有明顯的保溫效果并且舒適度很高.另外，在東北地區(qū)的農(nóng)村住宅中，常通過設(shè)置地炕來減少地面的熱散失，增加室內(nèi)地表溫度.由于地炕具有建造簡(jiǎn)單，采暖效果較好，使用方便及節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn),故被廣泛應(yīng)用于東北地區(qū)的農(nóng)村住宅中,具有推廣價(jià)值.

3 結(jié)語

村鎮(zhèn)住宅建筑節(jié)能是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，在住宅體型設(shè)計(jì)、單體空間設(shè)計(jì)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面需要相互配合、相互補(bǔ)充，進(jìn)而創(chuàng)造舒適的居住環(huán)境.選擇因地制宜的節(jié)能技術(shù)，積極研究并推廣保溫性能更加優(yōu)良、更加適合本地區(qū)的建筑節(jié)能新材料和新技術(shù)，將有助于降低村鎮(zhèn)住宅建筑的能耗、提高住宅室內(nèi)熱環(huán)境舒適度，使村鎮(zhèn)居民的生活質(zhì)量真正提高，從而促進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快.

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉 戈,黃明強(qiáng).北方寒冷地區(qū)村鎮(zhèn)住宅建筑節(jié)能適宜技術(shù)研究[J].科技管理研究，2011(6):93-94.

[2] 李雪平,武六元.西安地區(qū)居住建筑的節(jié)能體型設(shè)計(jì)[J].工業(yè)建筑，2007(3):23-25.

[3] 李浩田.適宜性節(jié)能技術(shù)在寒冷地區(qū)農(nóng)村小學(xué)建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].濟(jì)南：山東建筑大學(xué)，2013.

[4] 楊建勛.試論建筑節(jié)能新技術(shù)研究與應(yīng)用工程[J].現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊)，2011(8)：128-130.