任書棟 殷秀玲 吳金輝 曹志明

【摘 要】本文針對山東農村民居院落，從節(jié)能的角度出發(fā)，通過四個主要節(jié)能方式研究探討了山東傳統(tǒng)民居住宅環(huán)境節(jié)能改造的設計方法，達到運用新技術和新方法實現山東新型農村民居能源節(jié)約的目的。

【關鍵詞】山東農村；民居；節(jié)能；改造設計

中圖分類號：TU201.5 文獻標志碼：A 文章編號：11007-0125（2018）15-0225-02

一、山東農村民居環(huán)境分析

山東屬于魯西北平原，典型的溫帶季風區(qū)域大陸型半干旱氣候。山東大部地勢開闊，故而有大量耕地，其果蔬資源格外豐富。

幾千年以來的中國封建時期建筑形式，呈現出在風格統(tǒng)一的基調下不斷發(fā)展的特點，山東傳統(tǒng)民居同樣具有這樣的特點。[1]山東民居建筑的基地屬于長方形，由建筑與院落圍合組成。建筑的基本單位為間，一般戶與戶之間通過共用墻體相連接。而每個院落在布局、風格、結構、裝飾上有部分相似之處，其中大多數農村為一進院落，只有正房與廂房中間為庭院，大門位置變化較多，但整體特點沿道路而定開門方向。每個院落里面可看到廢棄的沼氣池和隨意流淌的生活用水，并且繼續(xù)沿用露天旱廁。傳統(tǒng)農村建筑有磚木材料或土墻的硬山式房屋。但隨著時代的發(fā)展，工業(yè)化城市的進程，農村也學習工業(yè)化的建造方式，傳統(tǒng)建筑的逐漸消失，導致當地的建筑不再有傳統(tǒng)的特色韻味。

二、節(jié)能設計在山東傳統(tǒng)民居中的應用

（一）夯土墻的再運用。在設計施工中，墻體材料在建筑材料中所占比例約為70%，而農村傳統(tǒng)墻體也不例外。如今農村墻體材料較多采用紅磚、水泥砂漿外墻、干掛石材幕墻等，這些都存在能源消耗量大、破壞生態(tài)環(huán)境的缺點，且這些材料與傳統(tǒng)村落景觀也顯得格格不入。不良的保溫性和隔熱性也會增加建筑的能源消耗，從而不能實現其建筑節(jié)能環(huán)保目的。而夯土墻則可以利用其特有的物理性能和生態(tài)環(huán)保的特點，實現經濟效益和生態(tài)效益的雙贏。在山東，夯土墻使用的典型例子是山東模式的蔬菜大棚，也是山東農業(yè)技術的一大特色。山東傳統(tǒng)村落的墻體材料變遷也是從土墻到磚墻，或是水泥砂漿的過程，但也導致山東傳統(tǒng)村落文化的沒落，而夯土墻在村落的再次使用，不僅是精神文化的延續(xù)，更重要的是節(jié)能作用。夯土墻的主要用料是泥土，在農村可以就地取材、重復利用且成本低廉，由于其物化能低，有非常顯著的生態(tài)性能，夯土墻還具有很好的蓄熱性能，用夯土墻做圍護結構，具有冬暖夏涼的特點，降低能耗，此外夯土墻無毒、無污染，有益人體健康。[2]近年來，由于社會對能耗的關注，夯土墻這一形式將會是建筑節(jié)能材料的熱門。

（二）沼氣池的復興與污水處理的改造設計。在我國，96%的農村沒有排水管網和污水處理設施，生活污水隨意排放造成生態(tài)環(huán)境的嚴重污染。在山東農村民居院落污水的處理上將與沼氣池相結合，通過再設計新型軟體沼氣池的同時考慮到污水處理問題。污水處理技術將在沼氣池進行簡單改造后形成一個污水分散式處理系統(tǒng)，生活污水和糞便污水通過兩個不同的管道進入污水處理沼氣池之中，經過改造后的沼氣池可以將生活污水中的有害物質和污染物質留在沼氣池中。經過粗過濾的生活污水將會進入沼氣池末端的精處理部分，精處理部分可將生活污水徹底處理成凈水，達到生活污水的凈化目標。這種對于村落一體式的節(jié)能改造將產生里應外合的生態(tài)效果。

沼氣生態(tài)農業(yè)技術是以沼氣生產建設為基礎，通過生態(tài)原理應用在農業(yè)生產作業(yè)中的一項可持續(xù)發(fā)展技術。通俗點說，就是農戶通過建設沼氣池把人畜糞便生活污水等入池發(fā)酵，產生的沼氣、沼液、沼渣用于日常生活和農業(yè)生產，從而形成農產生活、沼氣發(fā)酵、生態(tài)農業(yè)的良性發(fā)展鏈條。由此可見，沼氣池在節(jié)能環(huán)保上發(fā)揮了重要作用。但經過走訪考察山東各個村落發(fā)現，家家戶戶院落里的沼氣池基本都已廢棄。煤氣柴火的使用、煤炭電廠的發(fā)電等已成為主流。分析原因，傳統(tǒng)農村使用的沼氣池都是老式，在功能上出現許多未考慮的問題，這些都導致了沼氣池的衰落。但隨著沼氣池技術的發(fā)展，問題都能妥善解決。原料問題由一家一戶擴展到一片區(qū)域一個大型沼氣池，并且由當地政府設置專門的技術崗位進行集中管理；北方地區(qū)冬季氣溫低可以采取在沼氣池的上方搭建優(yōu)質的塑料大棚，利用這個塑料大棚還可以進行一些蔬菜的種植，提升其利用的效率；浮渣借殼問題可以運用活塞出渣，以及攪拌器；[3]沼渣問題，則需要進行備用抽取管道的設置，以便于使沼氣池底部的殘渣被有效的抽取。由此可見，當下在山東農村發(fā)展沼氣池是完全可行的。最終農村沼氣池的復興不僅實現了解決農村能源的目的，還具有畜禽糞便資源化利用，促進種養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展、促進農業(yè)結構調整、增加居民收入的重要作用。

（三）太陽能的應用。數據顯示，山東省位于II、II類資源區(qū)，輻射量指標為4200-6700MJ/（m2.a），全年日照時間可達到2200-3000h，年平均輻射總量達到（5.0-5.9）×106MJ/m2，日平均輻射量為3.8～4.5Wh/m2。[4]山東村鎮(zhèn)地區(qū)空氣明顯優(yōu)于城市地區(qū)，日照時數為2200-3000小時，標準光照下年平均日照時間為3.8-4.45小時。雖然各地太陽總輻射地區(qū)差異較大，但總體來說太陽能資源豐富。

山東屬于平原，山東農村地區(qū)民居房屋以一層的合院式建筑為主。商業(yè)的樓房也主要是低層，很少有高層或小高層，這種農村的特有院落結構布局使太陽能源的使用更為有利。同時，國家大力支持太陽能源的推廣政策也有利于太陽能技術在農村的普及與接收。以太陽能熱水器為例，數據顯示，一臺太陽能熱水器一年供應的生活熱水相當于214公斤標準煤、163立方米天然氣、1748度電產生的熱量，由此可見，安裝太陽能熱水器可以有效減少其他能源的支出。太陽能的原理是光電轉換提供電能，理論上是取之不盡用之不竭的，并且具有無污染、無噪音的特點，安裝一套太陽能系統(tǒng)大約可以使用20年左右，與普通能源相比使用壽命大大延長。但太陽能發(fā)電受季節(jié)變化、晝夜的變化較大。當沒有太陽的時候就不能發(fā)電，這就會影響用電設備的正常使用。除此之外，光伏系統(tǒng)的造價還比較高，系統(tǒng)成本8元/W，一般家庭安裝一套5000W的太陽能系統(tǒng)約為4萬，初始投資高，嚴重制約了其廣泛應用。針對這種情況，可以采用政府投資，以租賃的形式在村民屋頂上安裝太陽能發(fā)電板，電力國家部分回收，每年給居民一定的補貼。這樣就給能源消耗帶來了巨大的轉機。相信隨著科技的發(fā)展，太陽能的成本也會逐漸降低，當老百姓真正感受到清潔能源帶來的便利時，就會迎來太陽能光伏真正的春天。

三、結語

節(jié)約能源是社會主義新農村建設的一大重點，在山東省農村民居院落改造設計實踐中發(fā)現農村的建筑及能源節(jié)能問題是重中之重。針對當下山東農村普遍存在著諸多不合理情況，在山東農村房屋院落的設計中采用以上幾種節(jié)能手段，可以緩解山東農村的供能緊張問題，同時實現環(huán)境友好型的新型農村建設，在傳統(tǒng)農村院落文化的基礎上進行改造。

參考文獻：

[1]張法科.山東濱州新農村建設與規(guī)劃設計研究[D.河北大學，2009.

[2]許麗萍，馬全明.夯土墻在新的鄉(xiāng)土生態(tài)建筑中的應用一浙江安吉生態(tài)屋夯土墻營造方法解析[J].四川建筑科學研究，2007（12）.

[3]郗春嶺.新時期農村用戶沼氣池技術改造研究[J].農業(yè)與技術，2017（04）.

[4]馮立全.山東省典型傳統(tǒng)民居節(jié)能技術研究與應用[D].煙臺大學，2017.