凯里市新农村建设住宅节能设计初探
关健词：结合新农村建设，政府引导大力推进可再生能源在农村的应用，充分利用农村建筑容积率低，太阳能、风能、浅层地能、生物质能等再生能源丰富的特点，按照循环方式，研究发展太阳能光热、光电应用，沼气等经济适用技术并进行应用示范。
前言：凯里市位于黔东南苗族侗族自治州西北部,辖2乡8镇5个街道办事处，201个行政村，农村居民10万人，其地理位置在东经107°40′58″－108°12′9″，北纬26°24′13″－26°48′41″之间，东西最长51.76公里，南北最宽44.3公里，幅员1306.03平方公里，占全省总面积0.74%，占全州总面积4.3%。属中亚热带温和湿润气候区，是典型的季风性气候。具有冬少严寒，夏无酷暑,降水充沛,热量丰富,日照充足,无霜期长等特点。全市平均气候13、6–16、2ºÇ之间，全市总积温为4765–5748ºÇ。年平均日照1000–1400小时；相对湿度80%，无霜期平均为288天。幅员面积1306、3平方公里，地处云贵高原东侧的梯级大斜坡，横跨黔中丘原和黔东中低山丘陵两个地貌区。在各种内外动力地质作用下，辖区形成以中山、低山为主的地貌格局。总的地势是西北部、西南部、东南部高，中部、东北部较低、整个地势由西北部、西南部、东南部向中部和东北部倾斜，全市平均海拨850米。大部分地区的热工分区为夏热冬暖地区，局部山区属温和地区、寒冷地区，气候变化较大。加上农村经济落后、基础设施比较差，老百姓了解认识甚少，能源利用率低，浪费，惊人。建筑节能是一个关系国计民生的大问题，是节约能源的一个重要组成部分，要想把建筑节能长期有效地搞下去，就必须让老百姓了解它，让整个社会都重视起来，这样我们的建筑节能事业才会有希望，才会有长足的进步。
一、农村住宅现状
1.1农村住宅建设的误区
我市建筑节能起步较晚，对农村住宅节能的重要性和紧迫性认识不足，农村房屋结构相对简单和单一，建筑节能技术相对落后。有的地方老百姓甚至没有建筑结能观念结能近似于盲点，导至能源浪费现象十分严重。因此，对农村节能住宅的建设希望各级政府必须给予足够的重视和认识。针对我市大多数农村住宅缺乏建筑方面的指导，东搬西抄，受“外来文化”，的影响，使原本不符合当地气候条件传统文化的建筑照搬过来，放弃了传统的生活方式和本身存在的具有“自然生态特点”的建筑形式，使建筑既无时代特征，又缺少地方特色。
在进行住宅建设过程中，没有充分考虑到住宅使用功能的未来变化，由于受经济条件、技术水平等因素制约，多数住宅设计没有超前意识，缺少长远打算，对以后住宅建设的调整、可改造的余地考虑不周?
1.2存在的热工质量缺陷
农村住宅当中的相当一部分乡村依靠土暖器取暖，热量使用率底，浪费现象十分严重，这种间歇供暖方式导致了室内温度分布不均，热量得不到很好的应用，外墙墙角处温度很低，造成内表面平均辐射温度过低，对人体产生强烈的冷辐射，并且夜间温度过低，外墙角主体部位结露、结霜现象也较为常见。
二、建筑节能探索及解决对策
2.1利用自然条件，创造舒适的居住环境
关于人与自然环境的关系，传统住宅一直遵循着“天人合一”的理念，对环境的关注成为人类切身利益的核心，在住宅选址时必须以当地气候特征、建筑所处环境、居住对象的热舒适习惯、地区的历史文化等作为选择的要素。
地域上的自然环境在农村住宅中体现得更为明显：村宅根据当地气候特征、人文环境、经济水平、地方材料和构造方式，从建筑物理(声、光、热)等方面综合考虑设计，而形成了具有地域特色的建筑。
在总体环境布局中，应合理确定建筑朝向、间距、绿化等。大多数小城镇附近的农村住宅保留了传统习惯，朝向按南北向布置——建筑朝向对冬季太阳辐射得热和夏季自然通风影响较大，由于农村受污染程度远低于城市，太阳辐射强度比城市强，南北向布置可有利于增加冬季太阳辐射热，同时村落多由一层住宅构成，密度低，基本上不存在互相遮挡的问题。
对于住宅周围的绿化，当地农民并没有给予足够的重视，从选择树种到布局都是自发的，忽略了植物、水等自然元素将直接或间接影响到人们的生活，如改善住宅庭院的小气候、净化空气、防止噪声等，绿化必须充分考虑自然元素，结合当地具体条件选择树种，若运用得当能改善室内气候环境，降低能耗。有些人认为农村不存在绿化问题，在新村规划时，只建房不种树，导致周围小气候恶化，同时给围护结构的节能改造也带来了困难。
2.2提高建筑保温性能，消除热工缺陷
由于农村住宅与城市住宅在形式和供暖方式上都存在显著差别，加之农村经济条件相对落后，受到建筑技术的制约，因此在考虑住宅节能时，需对农村住宅的特点和人们的生活方式进行调查研究，设计出一套适合农村住宅的节能方案。
2.2.1加强墙体保温，采用复合保温材料
室内热环境与建筑材料、构造方式有密切关系，外围护结构的保温对建筑的热工性能有很大影响。农村住宅多为砖混结构，外墙为240厚粘土实心砖内外抹灰，由于粘土砖自重大，热工性能差，其热阻虽然大，但仍小于节能热阻；因此，在进行墙体设计时，应以减少室内温度谐波传至外围护内表面的衰减度Ⅵ作为评价指标。这就必须发展复合墙体才能大幅度提高墙体的保温隔热性能，做到墙材改革与建筑节能有机结合。
采取外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比，技术合理，有其明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼改造，适用于范围广，技术含量高；外保温包在主体结构的外侧，能够保护主体结构，延长建筑物的寿命；有效减少了建筑结构的热桥，增加建筑的有效空间；同时消除龄凝，提高了居住的舒适度。根据一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的指导下，住宅建设的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发了许多新型的节能技术和材料，在住宅建筑中大力推广使用。但我国目前的建筑节能水平，还远低于发达国家，我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3倍~5倍。地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20%以上，我市农村绝大部分都是采用火炉取热，同时给环境带来严重的污染。所以建筑节能还是本世纪我国建筑业的一个重要的课题。而同时墙体和屋顶作为建筑物的重要围护物件,而其保温层厚度又是决定于建筑保温水平的重要参数，于是针对增强保温性能和节省热能损失和能源浪费，设计最佳保温层厚度有着重要的意义。
大多数农村住宅一般不采取集中供暖及空调，而是冬季利用炊事余热或土暖器采暖以及夏季自然通风和电风扇，因此240砖墙虽然满足了热工设计的最低热阻，但从节能标准出发，其保温性能差，内表面易产生结露现象，最有效的措施就是采用节能热阻来计算墙厚。由于农村特有的生活行为方式，若要使砖墙的热阻达到所需的节能热阻，所需墙厚会成倍增长，这将造成使用面积减少、外墙自重大、对抗震不利等缺点，农民自建房时也不会接受。因此，建议使用复合墙体或轻质高效的保温隔热墙体，减少建筑使用能耗。
墙体轻质化和提高热容量相互矛盾，轻质化可减少建筑材料使用量，降低建筑物自重荷载，节约能源，加快建设速度，而提高墙体热容量则需使用厚重材料以提高其保温隔热性能，达到居住舒适，为解决这一矛盾，必须采用复合墙体。
充份考虑房屋整体吸收热源的基础上，在不同方位的屋面上开注屋面窗体吸收热源，针对我市气候特征，热源方位、开注热源窗吸热。有经济条件的农户可选择安装太阳能吸热器获取热源。
2.2.2合理选择窗型，加强窗户的气密性改善窗户的保温性能主要从窗框(扇)材料和玻璃两部分人手；一般居住建筑通过窗户的热损失量约占总散热量的l/3(农村住宅更高)。因此，增强窗的保温隔热性能，减少窗的能耗是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。
①提高窗框保温性能。农村住宅选取的窗框材料大多数为木窗或铝合金单层平板窗；铝合金窗造型美观、采光保温均优于钢窗，但铝合金型材与窗洞侧壁交接处易产生热桥，需采用导热系数小的材料或空气层截断窗框扇，并加强窗与洞口周边缝隙的保温措施。
②提高玻璃的保温能力。由于玻璃层数少、玻璃内外侧温差大，易产生结露。最好采用双层玻璃窗，在外墙保温性能提高的前提下，减少通过窗的热量最为经济。下面为不同玻璃层数之间的热损关系：双层玻璃的热损是单层玻璃的l/2，双层玻璃加一隔热百叶窗的热损耗仅为单层玻璃的1/10，铝合金窗框的冬季热损失及夏季热增都大于木窗框的三倍。若暂时无经济能力，可在玻璃扇内侧框上贴透明塑料薄膜，形成2cm左右的空气间层，这样可使外窗的热损减少60％左右。
由于农村太阳辐射强度比城市强，可适当加大南窗，以获得更多的太阳辐射热，其窗墙面积比以0.35-0.45为宜。
2.2.3就地取材，传统与现代构造相结合
农村住宅大都充分利用当地建筑材料，在屋顶构造方面具有独特的形式。依据当地气候条件，屋顶多采用坡屋顶，屋顶构造由檩条、苇箔、麦草泥和小青瓦组成，即在屋架上搭设檩条，在檩条上部铺一层5cm-8cm的苇箔，再铺设一层8cm-l0cm的麦草泥，表面撒一层
水泥石灰浆(起凝固作用)，经碾压后即为保温层，最后挂瓦(防水层)。
麦草泥是将麦草、麦衣、泥浆混合后碾压而成，厚度为8cm-l0cm，兼保温和找平作用，保温隔热性能好，蓄热量大，能较好地保持室温的稳定性，且取材方便，对寒冷地区、夏热冬冷地区冬暖夏凉起着重要的作用。随着新型材料的出现，农村住宅逐渐将传统的屋顶构造与现代构造相结合，利用钢筋混凝土板或其他材料作吊顶，与传统屋架形成阁楼，可在夏季作为热缓冲层，冬季作为保温层，减少了室温波动的大小。这种屋顶结构有多种优越性，被多数农宅使用。
2.3加强政府的管理与扶持，普及节能知识，提高村民节能意识
加强政府的管理与扶持。市委和市政府尽快出台相应的技术政策和经济政策，并对农村住房节能改造给予适当的政策性引导资金，同时建立有效的管理机制和体制，充分发挥各级政府组织的协调和管理功能，为农村住宅节能创造良好的外部环境。并且将农村住房的建筑节能与社会主义新农村建设有机地结合起来，把农村建筑节能纳入社会主义新农村建设，并作为新农村建设的一项重要内容。
2、重视建筑节能设计，强制执行有关建筑节能技术标准，在保证室内热环境及卫生标准的前提下，做好建筑采暖，提高建筑物的保温、隔热性能，充分利用自然采光和自然通风的能力，确保单位建筑面积能耗达标。
3、积极推广使用新型建筑材料。大幅度减少使用实心粘土砖，积极采用能耗低的空心粘土砖、空心砌块、粉煤灰制品。积极开发、利用发泡聚本乙烯、岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩及各种高效保温材料。
4、改革传统外墙和屋面，因地制宜地推广保温性能好的围护结构，发展节能型墙体和屋面，重点推广外保温墙体，采用合理的窗墙比及建筑体型。大力推广节能型门窗、门窗密封条及热反射保温隔热窗帘等。提高建筑物保温、隔热和气密性能。
5、加强农村建筑节能标准化工作。加速制订农村各项建筑的节能标准，逐步配套成为系列，其中包括室内热环境标准、能耗定额标准等基本标准，以及新建采暖居住建筑节能设计标准，已建采暖居住建筑节能改造设计标准。
6、积极开展对现有农村建筑的节能改造。重点解决现有房屋门窗密封和保温节能技术、外墙的保温节能技术、屋面的高效保温防水隔热技术，并组织好节能建筑和节能住宅示范试点。
7、在村落建立节能住宅试点，建设一批满足农村特有要素、居住环境好的住宅，通过实验项目，既可推广村镇规划的基本知识，又可普及建筑节能知识，让农民切身体会到初期的较高投资会带来长期的效益回报。同时由于新农村建设步伐加快，地使用量增加，人均建筑面积增大，农村住宅不应停留在传统的单层院落，应逐渐向二、三层联排住宅方向发展。
结语：由于我市经济相对落后，农村经济收入水平较低，农民经济承受力不强，所以住房建筑的标准较低，房屋建筑墙体保温性较差，约40%左右为砖混结构，其余为传统木质结构。基本上所有的建筑都没有采取任何保温措施，由于墙壁过于单薄，保温性能差，所以这是造成农村住宅普遍耗煤偏多、浪费严重，而室内温度不高的原因，加强政府的管理与扶持，出台相应的技术政策和经济政策，并对农村住房节能改造给予适当的政策性引导资金，同时建立有效的管理机制和体制，充分发挥各级政府组织的协调和管理功能，为农村住宅节能创造良好的外部环境。把农村建筑节能纳入社会主义新农村建设，并作为新农村建设的一项重要内容。经上述分析，农村住宅在建筑节能方面起着重要的作用，且农村住宅不同于城市住宅，必须在各要素间找到平衡切入点，才能增强保温隔热性能，提高农村住宅室内热环境质量。
