肖 讓 張永玲 趙增鋒 周桐亮 拓建軍

(1.河西學院土木工程學院,甘肅 張掖 734000; 2.河西走廊水資源保護利用研究所，甘肅 張掖 734000)

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河西走廊中部張掖市農(nóng)村民用建筑節(jié)能策略研究★

肖 讓1,2張永玲1，2*趙增鋒1周桐亮1拓建軍1

(1.河西學院土木工程學院,甘肅 張掖 734000; 2.河西走廊水資源保護利用研究所，甘肅 張掖 734000)

通過對張掖市五縣一區(qū)的農(nóng)村民用建筑進行問卷調(diào)查，探明了現(xiàn)有民用住房的現(xiàn)狀及能耗狀況，并提出了適宜該區(qū)農(nóng)村的節(jié)能改造策略，旨在為河西走廊地區(qū)乃至夏熱冬冷的西北地區(qū)農(nóng)村的民用建筑節(jié)能發(fā)展提供借鑒。

河西走廊,張掖市,農(nóng)村民用建筑,節(jié)能對策

0 引言

隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑能耗已成為能耗大戶之一。據(jù)文獻資料，我國建筑在生產(chǎn)和使用過程中要消耗能源總量的50%，在社會總能耗中位居首位[1]，節(jié)能潛力巨大?！笆濉逼陂g，我國政府日益加大對建筑能耗的審查和限制，相繼頒布實施了一系列規(guī)范和標準，使新建民用建筑能耗得到了有力控制。但是農(nóng)村建筑節(jié)能工作并未納入國家建筑節(jié)能標準的強制管理范疇[2]，農(nóng)村民用建筑節(jié)能空間廣闊。另外，著眼建筑的發(fā)展階段，即掩蔽建筑→健康建筑→節(jié)能建筑→綠色建筑[3]，農(nóng)村民用建筑的發(fā)展現(xiàn)處于節(jié)能建筑初始階段。建筑物的用能管理，主要在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，提高可再生能源的利用率，減少供熱、電器使用、照明、熱水供應等方面的能耗[4]。目前，建筑的節(jié)能已經(jīng)不再僅僅局限于建筑的生產(chǎn)成本，已經(jīng)擴大到和自然生態(tài)、人類可持續(xù)發(fā)展相融合的程度[5]。因此，本項目開展張掖市農(nóng)村民用建筑能耗現(xiàn)狀及對策研究，研究成果不僅可以為張掖市農(nóng)村民用建筑的節(jié)能改造發(fā)展提出合理化的建議，也可以為河西走廊地區(qū)乃至夏熱冬冷的西北地區(qū)農(nóng)村的民用建筑節(jié)能發(fā)展提供借鑒。

1 研究對象與方法

1.1研究對象概況

本項目以河西走廊中部的張掖市五縣一區(qū)的農(nóng)村民用建筑為研究對象，即甘州區(qū)、民樂縣、山丹縣、肅南縣、高臺縣和臨澤縣，總面積近4萬m2。2015年年末，全市常住人口121.98萬人，其中，農(nóng)村人口70.52萬人，占常住人口的57.81%。該區(qū)屬典型的大陸性氣候，干燥少雨，冬冷夏熱，年平均氣溫6 ℃，多年平均降水量131 mm。

1.2研究方法

采用問卷調(diào)查結(jié)合農(nóng)戶訪談的方式。問卷設(shè)置了建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料、建筑費用、冬季采暖方式、采暖時間、夏季降溫措施及農(nóng)村建筑節(jié)能方面所面臨的問題7項指標。以期探明張掖市農(nóng)村民用建筑節(jié)能的現(xiàn)狀與發(fā)展過程中存在的問題。本項目共發(fā)放問卷1 379份，收回1 106份有效問卷，問卷回收率為80.20%。用EXCEL軟件進行數(shù)據(jù)處理，分析了各指標權(quán)重分布，進而提出適宜的節(jié)能對策。

2 結(jié)果與分析

2.1建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

2.1.1房屋的圍護結(jié)構(gòu)

張掖地處西北高寒區(qū)，建筑物的能耗主要用于冬季采暖。其中，建筑物通過圍護結(jié)構(gòu)散失的熱量，占整個建筑物能量損失的70%，僅通過外墻、窗戶造成的熱量損耗，就占整個能量損耗的50%[6]。調(diào)查結(jié)果如圖1所示，磚混結(jié)構(gòu)墻體，占比68%；框架填充墻占比15%，土坯墻占比14%，也有少部分為活動板房的形式，占比3%。由于農(nóng)戶收入的不同，房屋墻體結(jié)構(gòu)以及相應的隔熱保溫效果差異明顯。改善圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能對建筑物的節(jié)能效率至關(guān)重要，因此，通過提高圍護結(jié)構(gòu)的阻熱系數(shù)，能夠有效降低熱量通過圍護結(jié)構(gòu)的傳送，達到節(jié)能的效果，同時提高建筑的舒適度。

2.1.2屋頂結(jié)構(gòu)

建筑屋頂裸露于自然界，直接與外界接觸，容易受到自然環(huán)境變化的影響，如外界的雨水、降雪以及陽光等因素。因而建筑屋頂也是影響建筑物內(nèi)部能量交換的重要因素。如圖2所示，通過調(diào)查分析，559戶居民在屋頂結(jié)構(gòu)上采用了混凝土平屋頂結(jié)構(gòu)，占比51%；269戶居民采用了混凝土坡屋頂結(jié)構(gòu)，占比24%；207戶居民采用了瓦片坡屋頂結(jié)構(gòu)，占比19%；僅有71戶居民采用了其他形式的屋頂結(jié)構(gòu)，占比6%。

2.1.3建筑材料

建筑材料與建筑的能量損耗有著密切的關(guān)系，墻體材料分布如圖3所示，由調(diào)查結(jié)果可知，張掖市農(nóng)村地區(qū)的外墻保溫常用形式有：采用較厚的墻體、墻體上采用多孔磚、在外墻上安裝保溫板等。其中，采用較厚墻體的方法來進行外墻保溫的用戶有631戶，占比57%；采用安裝多孔磚方法的有257戶，占比23%；而采用安裝保溫板的方法來作為保溫隔熱措施的用戶有176戶，占比16%；采用其他形式的用戶有44戶，占比為4%。由資料可知，就保溫效果而言，墻體表面安裝了保溫板的方式效果最好，接下來則是墻體采用多孔磚的方式，效果最差的為直接采用較厚的墻體的方式。

在墻體的兩種隔熱保溫形式中，內(nèi)墻隔熱保溫是很重要的一種形式，它起著至關(guān)重要的作用，往往內(nèi)墻隔熱保溫效果要優(yōu)于外墻的隔熱保溫效果。如圖4所示，在張掖市農(nóng)村地區(qū)民用建筑的內(nèi)墻裝修中，有756戶用戶使用粉刷白墻的形式來進行內(nèi)墻保溫；218戶用戶和77戶用戶分別使用壁紙和掛畫的形式來進行裝飾、改善采光和提高保溫隔熱；有56戶用戶采用其他的方式來進行裝修。

如圖5所示，張掖市農(nóng)村民用建筑中有607戶居民采用鋁合金門窗，266戶居民采用塑鋼門窗，217戶居民采用木質(zhì)門窗，還有16戶居民家中采用其他形式的門窗，玻璃多采用單層玻璃。

2.2費用投入

在費用投入方面，大部分費用是建筑費用，還有少部分是在房屋修建完成之后冬季采暖以及日常炊事所支出的費用。

2.2.1建筑費用

由調(diào)查可知，對于自建房屋的建筑費用，80%的用戶采用的是較為中等的費用支出，即3萬元～20萬元之間，其中又有45%的人采用了價位在中上的費用支出，即10萬元～20萬元之間；有10%的農(nóng)戶在建筑修建過程中投入了超出20萬元的高額費用，同時有10%的農(nóng)戶在修建過程中經(jīng)濟投入不超過3萬元。

2.2.2采暖費用

在采暖費用上，經(jīng)調(diào)查分析，支出在1 000元～1 500元、1 500元～2 000元段位之間的人們所占的比重較大，為79%。而所支付的費用超過2 000元的人所占的比例達到了18%，位于中等位置。支出費用低于1 000元的居民所占的比例為13%，在其中又有2%的居民的采暖費用支出低于500元，位于最低位置。可見張掖市廣大的農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)村居民們對于冬季采暖時的費用投入是比較符合現(xiàn)狀的。

2.2.3炊事能耗

經(jīng)調(diào)查，日常生活中在炊事方面常消耗的能源主要集中在煤、電、秸稈柴草以及燃氣類。其中使用煤的家庭有603戶，使用秸稈的有558戶，使用電的有485戶，使用燃氣類的有377戶。張掖作為我國的農(nóng)業(yè)大市，秸稈的產(chǎn)量不容小覷。同時，和廣大地區(qū)一樣，煤還是被作為廣為使用的能源來用于日常生活中。對于電和燃氣類使用較少，可見，張掖農(nóng)村地區(qū)在炊事方面對環(huán)境保護以及對能源的節(jié)約方面有很大的發(fā)展空間。

2.3農(nóng)村建筑節(jié)能所面臨的障礙

在農(nóng)村地區(qū)進行建筑節(jié)能突出的問題是農(nóng)戶不知道如何進行建筑節(jié)能，以及不理解什么是建筑節(jié)能問題。環(huán)保材料價格昂貴、農(nóng)民對節(jié)能建筑的認識較淺及其他的未知的因素。由圖6可知，環(huán)保材料的價格、經(jīng)濟收入的多少是影響農(nóng)村建筑節(jié)能推廣的主要障礙。

3 農(nóng)村民用建筑節(jié)能策略

1)張掖市農(nóng)村人口比例大，加之地處高寒區(qū)，特別民樂、山丹、肅南縣境內(nèi)海拔高、冬季氣溫低，取暖能耗大，民用建筑節(jié)能空間大。為此，建議當?shù)卣試襃GJ 75—2012夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準為依據(jù)，制定適宜張掖市農(nóng)村的民用建筑節(jié)能標準，并結(jié)合國家JGJ/T 129—2012既有居住建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范出臺相關(guān)節(jié)能改造政策，切實推動張掖市農(nóng)村民用建筑節(jié)能改造。

2)加強農(nóng)村民用建筑節(jié)能宣傳。應通過多種渠道進行宣傳，如利用媒體網(wǎng)絡(luò)做線上宣傳，用報紙刊物等渠道做線下宣傳，或定期組織專題宣講，讓農(nóng)村居民能夠及時了解有關(guān)建筑節(jié)能相關(guān)知識，提高對建筑節(jié)能、低碳、環(huán)保等的認識，真正實現(xiàn)減少居住能耗開支和環(huán)保舒適共贏的目標。

3)針對張掖市農(nóng)村既有民用建筑實際，充分考慮農(nóng)戶對改造費用的接受程度，一是分批對墻體、窗戶及屋頂進行節(jié)能保溫改造；二是引進和研發(fā)適宜該區(qū)域冬季取暖、夏季降溫和日常炊事的循環(huán)用能技術(shù)，提高單位能耗的使用效率，降低農(nóng)戶的能耗成本。

[1] 趙東來，胡春雨，柏德勝，等.我國建筑節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].建筑節(jié)能,2015,43(289):116-120.

[2] 孫曉冰.新農(nóng)村建筑節(jié)能法律政策研究[J].中國人口,2013,23(11):444-447.

[3] 姚 偉.淺談建筑屋頂節(jié)能方法[J].河南建材,2012(5):95-96.

[4] 龍利軍.西北地區(qū)農(nóng)村住房建筑節(jié)能技術(shù)研究[D].蘭州：蘭州理工大學,2012.

[5] 王洪波.我國建筑節(jié)能財政政策研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學,2009.

[6] 李百益.建筑圍護結(jié)構(gòu)墻體保溫節(jié)能技術(shù)的研究[D].西安：西安科技大學,2009.

StudyonenergysavingstrategyofruralcivilbuildingsinthemiddlepartofHexiCorridorinZhangye★

XiaoRang1,2ZhangYongling1,2*ZhaoZengfeng1ZhouTongliang1TaJianjun1

(1.CollegeofCivilEngineeringofHexiUniversity,Zhangye734000,China; 2.InstituteofWaterConservationandUtilizationinHexiCorridor,Zhangye734000,China)

Through the questionnaire survey of rural civil buildings in five counties and one district of Zhangye, this project has verified the current situation and energy consumption situation of the existing civil houses, proposed the energy saving reform strategy suitable for the rural areas.

Hexi Corridor, Zhangye, rural civil buildings, energy saving countermeasures

1009-6825(2017)30-0177-03

2017-08-16★:河西學院第七批大學生科技創(chuàng)新項目(113)

肖 讓(1979- )，男，副教授

張永玲(1977- )，女，副教授

TU201.5

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