寒冷地区农村住宅建筑节能的途径
收稿日期:2004202226
作者简介:赵续民(19612),男,1984年毕业于太原工学院工民建专业,工程师,襄汾县建筑设计所,山西襄汾 041500
赵续民
摘 要:从采用新技术、开发利用新能源和减少建筑能耗几方面介绍了寒冷地区农村住宅建筑节能的途径,指出这些方
法的采用可以节省能源,减少环境污染,从而提高经济效益。关键词:建筑节能,新能源,地面保温中图分类号:TU201.5文献标识码:A
  长期以来,广大农村特别是寒冷地区,能源供应严重不足。
农村住宅仍使用火炕、火墙和火炉分散式采暖方式,热效率只有15%左右。住宅外墙、屋面和门窗等仍采用常规做法,房屋维护结构保温性能差,外墙和屋面传热系数分别比建筑节能设计标准大50%以上,致使采暖耗能浪费严重。近年来随着我国国民经济的迅速发展,国家对环境保护、节约能源,改善居住条件等问题的重视,法制逐步健全,相应制定了一批技术法规和标准规范,就目前实际情况来看,根据我国实情,可采取以下途径:
1 采用新技术,开发利用新能源1.1 太阳能的开发和利用
我国地处北纬4°～52°32′,有丰富的太阳能资源。如山西晋南地区年平均日照数为2500h。冬季日照数占日照数的50%以上。太阳能在农村中开发和利用,我国科技工作进行了广泛的研究和实践,并取得一些有益的经验,在农村住宅中的用途主要有:
1.1.1 太阳能采暖
太阳能采暖,即通过各种途径促使建筑物尽可能多地吸收和储藏太阳能,保持和提高室内需要的温度。
被动式太阳能住宅则利用太阳能进行采暖。依靠建筑物本身,通过建筑物的质量、形状、方位等来收集和贮存太阳光和热能,满足室内温度的需要,从而解决住宅采暖问题,常用的采暖方式有直接受益、蓄热墙和附加日光间。1.1.2 
太阳能供热水随着农民生活水平提高,可提供太阳能热水装置,节省沐浴、做饭和洗涤用热水的能耗。各地农村根据不同的供水情况,选用自来水和人工加水不同系统。热水器一般安装在住宅的屋顶、晒台或阳台上使其尽可能接受太阳热能,水箱一般设在室内。太阳能热水器可购买成品,也可自行制作,所需面积由住户用水量决定,每户安装1.5m2～2m2即可。热水箱的容量可按每m2
热水器60kg计算。如热水箱安装在室外,要用珍珠岩保温,冬季在管道内添加防冻剂。每套太阳能热水系统需投资250元～280元。1.1.3 太阳能暖棚在冬季,北方农村中缺少新鲜蔬菜,为改善生活条件和发展家庭副业,可利用太阳能暖棚种菜。太阳能暖棚原理是利用棚内吸收的太阳辐射能,加热棚内空气,增加室内温度促进蔬菜生长。1.2 生物能源的开发和利用
沼气是种生物能源,既能用来做饭、点灯,又可改善环境卫
生,还可积肥。1m3沼气相当于1kg原煤和0.7kg煤油,可产生
2.3kJ热量,发电1.25度。建造一只8m3～10m3的沼气池,可
供4人～5人的家庭做饭,产生旺盛时还能点灯。沼气池有球形
和圆形两种,住户可根据人口多少选择容量和形式,自行施工,可广泛应用于寒冷地区。另外,还有一种太阳能沼气池,采用半地上、半地下形式,向阳处罩以塑料薄膜或其他透光材料,利用太阳热能,加速池内原料分解,增加沼气的产量。1m3的沼气池每天可产气0.2m3。
2 增强围护结构保温性能,减少建筑能耗
据有关资料介绍,若能在建筑上采用一些经济可行的节能措施,不仅可改善住宅室内居住环境,而且还能降低建筑能耗25%～30%。
2.1 就地取材,选用新型的外墙材料
寒冷地区农村住宅,普遍用普通粘土砖外墙,耗热量占建筑物总用量的45%～55%。选用导热系数小的墙体材料,对降低能耗至关重要。各地农村可就地取材,选用新型外墙材料。
山西省晋南部分地区利用炼铁高炉的废碴生产的小型空心砌块改作外墙,改善墙体热工性能。370mm墙砌块墙其热阻达0.86m?K/W,比490mm宽普通砖墙大10%,在外墙传热系数相等下可比普通砖墙节省投资25%,提高工效30%。而用粘土烧结的36孔空心砖,导热系数为0.4W/m?K,设计为370mm宽外墙时,传热系数为1.03W/m?K,比370mm宽普通砖墙减少33%,有良好的节能效果。
2.2 改变外墙构造做法
当地农村如不能选用新型外墙材料时,可改变普通砖外墙构
造做法,减少墙体耗热量。1)抹保温砂浆。保温砂浆由松散的无机材料和膨胀珍珠岩、蛭石和火山灰等,拌以水泥砂浆制成,一般抹在内墙表面。370mm宽普通砖墙如抹35mm膨胀珍珠岩制成的保温砂浆,经测试:外墙传热系数比370mm宽普通砖墙抹20mm厚1∶3水泥砂浆传热系
数小29%。北京市研制的节能保温砂浆,如抹30mm厚时,可使240mm或370mm砖墙分别达到370mm或490mm宽砖墙的热阻。2)贴板块保温材料。板块保温材料具有容重轻,导热系数小
等特点。在农村住宅中采用时应考虑材料的来源和经济。如在外墙贴50mm的聚苯板和铁丝网固定,外用pm聚合物水泥砂浆抹面;也可在外墙内保温,如内侧贴80mm厚高蒙粉膨胀珍珠岩
块,也可内贴50mm聚苯板等。3)采用夹层外墙。夹层外墙,即将墙分为承重和保护两部分,中间留60mm～120mm空隙,可填无机松散或块状保温材料、炉渣、膨胀珍珠岩等,也可不填保温材料,做空气层。此种墙体保温性能明显上升,是农村比较适用的一种墙体类型。

2.3 改善屋面保温性能
目前,农村住宅屋面多采用传统保温做法:平屋顶时干铺炉渣或在苇箔上踩土;坡屋顶则在草泥和麦秸泥上铺瓦。其耗热量约占总耗量的15%左右。
根据农村现状,改善屋面保温性能:
1)选用导热系数小的保温材料。膨胀珍珠岩的导热系数分别比炉渣和草泥低76%和96%,相同厚度情况下提高热阻4.2倍和11倍。可在屋面结构上直接铺1∶10水泥珍珠岩,也可将珍珠岩装入塑料袋中,平摆在屋面架空层中。
2)增加坡屋顶保温构造。在草泥或麦秸泥铺瓦的基础上,另作吊顶保温,内铺松散材料:膨胀珍珠岩或锯未。
2.4 外门窗保温
寒冷地区农村住宅的外门窗比较简陋,多数为单层,仅在冬季内贴一层塑料薄膜,热损失约占整个房屋的30%。针对外门窗的散热主要通过玻璃、缝隙和门框三个途径,从构造上采取措施加以限制。
1)尽量采用双层窗。钢窗在缝隙处粘贴泡沫塑料密封条,木窗可设防风木条。除南向外,在满足采光、通风条件下尽量采用
小窗,减少散热面积。
2)不能采用双层窗时,可采用一玻一膜或单框双玻璃窗。一玻一膜窗是在玻璃窗内侧扇上贴透光率为77%～85%的薄膜,薄膜与玻璃留有15mm以上密闭空气层,贴膜后,提高窗总热阻60%。单框双玻璃即在单层窗扇上设双层玻璃,间距20mm～30mm最好。在保证空气层绝对严密下,单双玻璃窗的保温性能则比双层窗更好。
3)外门应采用双层。如做单层门应作保温处理,用双层三夹板内填40mm厚矿棉或珍珠岩,门四周设防寒条。
4)尺寸较大的门窗可装厚织物制作的门窗帘,也有保温木挡板。北向的小窗内侧采用平行或推拉式保温窗扇。
2.5 地面保温
农村住宅地面做法简单,一般未考虑保温措施,耗热量约占
围护结构的6%左右。因此,加强地面保温,首先应在条件允许下,选用木地板或塑料地面等材料。其次在地面垫层下及外墙内侧0.5～1.0范围内设200mm厚干炉渣,减少室内热量向室外散发。为防潮,在素土夯实上设20mm沥青砂浆或一层塑料薄膜,提高地面蓄热能力