管大偉,陳雪松,劉紀艷,劉曉龍,花邦杰,段緒勝

山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利土木工程學(xué)院,山東 泰安 271018

既有農(nóng)村房屋節(jié)能改造適宜技術(shù)研究

管大偉,陳雪松,劉紀艷,劉曉龍,花邦杰,段緒勝*

山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利土木工程學(xué)院,山東 泰安 271018

為了提高農(nóng)村既有房屋的舒適度，增強農(nóng)村房屋的節(jié)能保溫效果，本文根據(jù)農(nóng)村既有房屋的特點，分別從外圍護結(jié)構(gòu)等各個方面提出既適應(yīng)農(nóng)村房屋節(jié)能又較為經(jīng)濟便利的改造措施。

節(jié)能;改造措施;農(nóng)村房屋

一直以來，農(nóng)村房屋在建設(shè)過程中由于技術(shù)條件的落后、認識觀念上的不足和施工手段的限制，農(nóng)民在建房時大多選用原始的建材和落后的技術(shù)手段。房屋外墻、門窗和屋面等仍采用常規(guī)做法，房屋外圍護結(jié)構(gòu)保溫性能較差，致使采暖能耗浪費嚴重。對于量大面廣的既有住宅來說，已經(jīng)失去在建造階段實施節(jié)能措施的途徑。同時，對已經(jīng)建成的房屋進行大規(guī)模的節(jié)能改造，牽涉面太大，費用高，也不太現(xiàn)實。目前適合非節(jié)能住宅改造的途徑在裝修環(huán)節(jié)，裝修時通過采取一系列特殊的節(jié)能技術(shù)措施，改善房屋的保溫、隔熱效果。由于我國是能耗大國，建筑能耗約占社會總能耗的30%，隨著農(nóng)村經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，農(nóng)民的生活水平也在不斷提高，農(nóng)村生活能耗占國家建筑總能耗的比重越來越大，因此研究推廣切實可行的既有農(nóng)村房屋節(jié)能改造措施，是目前農(nóng)村建設(shè)的重點和主要方向。本文通過在對農(nóng)村房屋研究的基礎(chǔ)上結(jié)合農(nóng)村的自然條件，探究農(nóng)村一些房屋應(yīng)采取的有效節(jié)能改造措施。

1 農(nóng)村房屋節(jié)能改造設(shè)計

經(jīng)研究分析，農(nóng)村房屋圍護結(jié)構(gòu)是節(jié)能的最主要部分，其中墻體和門窗傳熱的比例占整個圍護結(jié)構(gòu)傳熱比例最大，屋頂次之。而想推廣農(nóng)村房屋的節(jié)能改造，發(fā)展低能耗的生態(tài)住宅，就必須對墻體、門窗、屋頂?shù)母鞣N熱工性能指標使用更高標準的節(jié)能技術(shù)改造措施，使用性能更加優(yōu)越的節(jié)能建筑材料[1-5]。

1.1 墻體

在建筑的圍護結(jié)構(gòu)中，建筑外墻所占的面積最大，是冬季散失熱量和夏季室內(nèi)得熱的豐要渠道。通過外墻散失的熱量占到整個圍護結(jié)構(gòu)總能耗的25%～28%，其材料的選取和結(jié)構(gòu)性能對整個空間熱環(huán)境有很大的影響。

墻體保溫措施根據(jù)保溫層位置的不同可以分為三種：內(nèi)保溫、外保溫和夾心保溫。對于已經(jīng)建成的農(nóng)村房屋來說，墻體夾心保溫明顯不適合。對于傳統(tǒng)建筑(尤其是紀念性標志性建筑)來說，為保證其外表觀賞性往往采用墻體內(nèi)保溫改造措施。通過墻體的內(nèi)保溫改造措施，來改善墻體的保溫和隔熱性能。而對于其他民用型房屋建筑為減少耗能可采取外保溫改造措施。外保溫改造措施不減少使用面積，既能節(jié)約能源又可節(jié)約裝修成本，并且可自由更改外觀，居住舒適。墻體保溫構(gòu)造圖如圖1所示。

圖1 墻體保溫構(gòu)造圖Fig.1 Wall insulation structure diagram

在農(nóng)村地區(qū)，可以充分利用當?shù)刎S富的植物秸稈、鋸末、谷殼等材料，制成農(nóng)村特有的墻體保溫層，這種材料無論是國外還是國內(nèi)，都是最為簡易，最為經(jīng)濟的。但是需要注意的是一定要關(guān)注材料的防腐，在農(nóng)作物保溫材料暴曬以后，加入防腐劑、防蟲劑。利用植物秸稈生產(chǎn)的草板也是很好的墻體保溫材料，植物秸稈的導(dǎo)熱系數(shù)極低，在內(nèi)外墻附加50 mm的草板就能起到很好的保溫效果[6-9]。

1.2 門窗

門窗是整個建筑物的重要組成部分，通過門窗來實現(xiàn)整個房屋的通風和采光，但是門窗又是建筑節(jié)能最薄弱的環(huán)節(jié)。門窗的耗能量約占整個外圍護結(jié)構(gòu)總能耗的30%，是建筑能耗散失的最嚴重部位。門窗的保溫性能較差，傳熱系數(shù)是墻體的數(shù)倍，所以外窗的節(jié)能改造是建筑節(jié)能的一個重要環(huán)節(jié)。我國農(nóng)村地區(qū)的房屋門窗大部分是單層塑鋼門窗、鋁合金門窗、木門窗，且較簡陋，有些農(nóng)民在冬季加貼一層塑料薄膜，來改善保溫效果，但整體的保溫效果卻很差。還有在廣大農(nóng)村地區(qū)部分門窗的氣密性較差，冷風滲透強烈，也是造成門窗能耗過大的重要因素。減少門窗的耗能改造措施有以下幾種方法：

1.2.1 改善門的構(gòu)造 屋內(nèi)門應(yīng)當采用防撞條構(gòu)造，一方面可以減少關(guān)門撞擊的噪聲，另一方面也可提高其密封性能，降低熱量散失，起到很好的保溫效果。

1.2.2 增加窗戶層數(shù) 居民可以采用雙層玻璃或者單框雙層玻璃。玻璃之間的距離至少應(yīng)該保證在10 mm左右，但是如果將距離提高到20 mm，那么窗的保溫性能將大大提高。在玻璃的選擇上，農(nóng)民可以根據(jù)自身的經(jīng)濟情況選擇。

1.2.3 選擇保溫玻璃 農(nóng)村地區(qū)大部分農(nóng)民采用的還是最普通的白玻璃，但是有一定經(jīng)濟基礎(chǔ)的家庭可以選擇更換保溫節(jié)能效果更好的玻璃比如：鍍膜玻璃、LOW-E玻璃等。

1.2.4 使用保溫窗簾 保溫窗簾是指用具有熱反射功能的材料制成的窗簾，主要功能材料為鋁箔、鋁箔膠布等。在冬季白天，打開窗簾可以接受陽光得熱，到晚上，關(guān)上窗簾，室內(nèi)的熱量輻射可以被窗簾反射回來，從而起到保溫的作用。內(nèi)遮陽施工方便，外遮陽施工工序復(fù)雜，但是從效果來說，外遮陽要遠遠勝于內(nèi)遮陽，因而裝修時可以考慮一些外遮陽設(shè)施。

1.2.5 更換老舊門窗 農(nóng)村地區(qū)的窗框多采用單層木質(zhì)窗框，部分窗框已經(jīng)變形和老化，新建房屋大多采用鋁合金窗框。從保溫性能來看，木質(zhì)窗框的保溫隔熱性能要優(yōu)于鋁合金窗框，同時價格更加便宜，但是木料的耐久性較差，可以通過對木質(zhì)窗框進行防腐和防水處理，然后可以應(yīng)用在農(nóng)村地區(qū)使用。

1.2.6 增強窗的氣密性 經(jīng)查閱文獻，平開窗氣密性要優(yōu)于推拉窗氣密性，在北方農(nóng)村地區(qū)，冬季居民會用膠帶、漿糊和紙來黏結(jié)窗戶之間的漏縫，這種簡單的措施就能減少75%的漏風。而窗縫的冷風滲透損失的熱量可占到整個窗熱損失的一半。增強門窗的氣密性是加強門窗保溫性能的最為簡單和有效辦法，很多居民可以通過自己動手進行施工。如泡沫塑料條、礦棉粘條、玻璃絲粘條等[10-14]。

1.3 屋頂

目前，農(nóng)村住宅屋面耗熱量約占整個圍護結(jié)構(gòu)總能耗的15%。結(jié)合農(nóng)村實際情況和本著施工簡單、維修方便的原則，為了有效地降低屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)，對于簡單的坡屋頂來說，可采取吊頂內(nèi)置保溫材料的的方式。而對于平屋頂和復(fù)雜的坡屋頂，可以在屋頂樓面板的下部設(shè)置保溫性能較好的保溫材料作為保溫層，然后進行吊頂封裝。這種處理方式構(gòu)造簡單，造價低廉，不需要采用特殊的施工措施，只要在樓板下放置保溫材料即可，有利于檢查和更換保溫材料。而保溫材料的選擇可以為聚苯板、加氣混凝土塊、膨脹珍珠巖、礦棉、爐渣等保溫性能較好的材料，也可以選擇農(nóng)村常見的農(nóng)作物秸稈。吊頂保溫構(gòu)造圖如圖2所示。

1.4 封閉房屋前廈

現(xiàn)如今大部分農(nóng)村房屋都有前廈，可對前廈進行鋁合金門窗封閉形成日光室，加強了外圍護結(jié)構(gòu)的保溫效果。包廈構(gòu)造圖如圖3所示。日光間寬度可適當拓寬，但不應(yīng)低于80 cm，這樣在不影響通風的條件下很好的利用了太陽的能源，通過外面的日光室調(diào)節(jié)使得屋內(nèi)具有冬暖夏涼的效果，這也是降低能耗的最顯著措施[15]。

圖2 坡屋頂?shù)蹴敱貙訕?gòu)造圖Fig.2 Structural diagram of pitched roof ceiling insulation

圖3 包廈構(gòu)造圖Fig.3 Structural drawing of rural package building

2 結(jié)語

隨著農(nóng)村經(jīng)濟水平的提高和農(nóng)村房屋耗能的快速增長，在農(nóng)村地區(qū)利用精裝修手段來進行節(jié)能改造改善既有住宅的耗能，是一個全新的方向，已經(jīng)成為農(nóng)村建設(shè)的重點和趨勢。我們應(yīng)該從實際出發(fā)，改變農(nóng)村住宅不合理結(jié)構(gòu)布置，在繼承當?shù)剞r(nóng)民的優(yōu)良傳統(tǒng)時要有所改進，因地制宜，節(jié)約能源，為農(nóng)民創(chuàng)造一個健康、舒適、節(jié)能的新農(nóng)村居住環(huán)境。

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Study on Appropriate Technology for Energy Saving Reconstruction of Existing Rural House

GUAN Da-wei,CHEN Xue-song,LIU Ji-yan,LIU Xiao-long,HUA Bang-jie,DUAN Xu-sheng*
College of Water Conservancy and Civil Engineering/Shandong Agricultural University,Tai’an271018,China

In order to improve the comfort level of existing houses in the countryside,strengthen the rural housing insulation energy-saving effect,according to the characteristics of the existing rural houses,this paper puts forward the reform measures for energy saving and economic convenience from many aspects.

Energy saving;reform measures;rural housing

TU201.5

A

1000-2324(2017)05-0763-03

2016-03-02

2016-03-18

“十二五”國家科技支撐計劃課題:低成本村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境建設(shè)技術(shù)研究與示范(2014BAL04B05)

管大偉(1990),男,碩士研究生,研究方向:工程結(jié)構(gòu)與新材料.E-mail:1395974623@qq.com

*通訊作者:Author for correspondence.E-mail:tumudxs@126.com