浅谈华北地区新农村建筑的节能设计

摘要：根据华北农村建筑的现状分析，普遍存在耗能大、舒适度低的特点，因此有必要对农村建筑进行节能设计。通过研究分析科学规划农村建筑的布局、各种节能技术措施的设计以及建筑新能源开发利用等方面问题，可以使农村建筑达到节能目的，并且提高农民的居住环境质量。

关键词： 华北；农村建筑；节能；设计；能源

我国华北地区面积广阔，农业人口众多，大部分地区属于冬冷夏热的气候，再加上经济条件的制约，农村建筑往往保温隔热差，耗能大，舒适度低。鉴于此对华北农村建筑节能设计进行研究分析。

1华北农村建筑现状

华北地区的农村建筑一般要满足日常生活居住和农副业生产的双重需要，农村建筑的类型大多为单户、双户以及多户并联的建筑格局，而农村建筑大多为个人建造，随意建设，农村建筑缺乏规划和设计，造成建筑的功能划分不合理，用地浪费。在房屋建设的过程中，由于技术和施工条件的限制以及经济条件的制约，农民建房时多选用一些落后的建材，围护结构的设计仍采用传统的做法，致使其建筑耗能大，不利于节能。

2建筑本身节能设计

2.1建筑布局的规划设计

华北农村大多地区冬季寒冷，夏季炎热。建筑规划选址中应充分利用当地的自然地理优势，根据当地的气候特点，合理地安排建筑与周围环境因素之间的关系。在建筑平面的布局时，要充分考虑当地农民的生活习惯，合理地安排建筑物功能分区。

建筑选址应避免在山谷、沟底等区域，这主要考虑冬季气流在这些区域里形成对建筑物的“霜洞”效应，会使其耗能增加。建筑朝向应根据当地的地理条件和气候条件，选择最有利的自然采光和通风的区域，注意冬季防风和夏季有效利用自然通风，以减少能耗。建筑类型上应多采用两户或多户并联的布置形式，减少建筑体系系数，也有利于降低建筑能耗。根据当地农民生活习惯，将居住建筑和农副业生产用房进行合理的划分。例如将卧室、大堂宜布置在南向，饲养室、农副产品加工室宜布置在北向，且偏房层高不能高于正堂，正堂层高不能低于邻居房屋的高度等，一般正堂层高为3m～3.5m，这样可以避免层过高低压抑且不利通风，过高空旷并额外增加室内保温的难度等缺点。规划中还应注重绿化环境，通常可以在墙体四周种植藤蔓类植物，建筑的周围种植有经济价值果树或者其他树木，做到建筑的立体绿化，充分利用空间，有效增加绿色面积。这样绿化可以改善建筑群体的气候条件，调节气温、降低温室效应、隔热遮阳、减少噪声，是优化建筑环境、减少建筑能耗的有效措施。

2.2建筑围护结构的节能设计

2.2.1外墙

外墙占全部建筑外围护结构60%以上，散失的热量约占整个围护结构总能耗的30%，因此应在建筑外墙设计中采用保温措施。一直以来，严寒的地区采用490mm或者更厚的实心砖墙，寒冷地区一般为370mm厚的实心砖墙，这种外墙的传热系数较大。因此，在外墙采用内保温法或外保温法，也就是在砖墙内侧或者外部贴有60～100mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板，对节能有很大的提高。另外也可以采用190mm厚的混凝土空心砌块加外保温也能达到良好的节能效果。同时，也可采用当地丰富的原材料，利用新技术、新方法、新工艺把农村地区容易获得的稻壳，秸秆等制作成外墙保温材料制品，达到保温隔热效果。

2.2.2屋面与地面

华北地区农村建筑屋面散热量约占总散热量的15%左右，地面约为6%。对屋面的节能设计主要考虑选用密度不大，导热系数小的保温材料，避免屋面重量、厚度过大；同时还要选用吸水率低的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层吸水而降低保温效果。根据屋面的构造情况，选用具有高效保温性能的聚苯乙烯泡沫塑料、矿棉和玻璃棉等材料制品，其保温隔热效果好。在建筑设计时尽量采用坡屋顶防水措施，使其具有更好的防水和保温功能。当然，在地面垫层下铺设廉价的炉渣等其他保温材料，并注意地面的防潮设计，可以减少地面散热量，增强保温效果。

2.2.3外门窗

建筑物的热交换，约50%通过门窗传递的，而一直以来，华北农村建筑的门窗建造较为简陋，大部分为单层，且密封性较差，外窗的热损失量较大。为了减少外窗的热损失，在满足自然通风和采光的要求下，减少窗墙比，采用双层窗或单框双玻璃窗，增强其密封性，以此来提高窗的总热阻。外门采用双层，若采用单层应作保温处理，提高外门的保温性能。

2.3建筑采暖设计

华北居民长期以来采用的火炕、火墙、地炕等设施，都是通过每天三顿饭的生活热来采暖，且火炕集供热、睡床、生活、通风四位于一体，具有两千多年历史，至今广泛应用。但火炕的修建现在还是以经验为主，性能褒贬不一。在有些地方，农民生活水平的提高导致以床代炕，引入土暖气以煤供热，增加能源的消耗。从科学角度来看，火炕集传热学、流体力学、燃烧学、材料科学四学科于一身，采用做饭烟气余热，依据蓄热原理，具有较大的节能潜力，所以应将传统炕现代化，采用先进的节能清洁吊炕取代非常落后的灶连炕，煨炕，发挥其节能潜力和利用生物质能（秸秆、茅草等）的优点，对建筑节能意义重大。

2.4建筑照明设计

推行“绿色照明”工程也是对农村建筑节能的一项设计。家用小功率的高效节能灯具，其发光效率比普通白炽灯高4倍以上，使用寿命长5～10倍，节电效率达70%～80%。

3建筑新能源的开发利用，有利建筑节能

3.1太阳能

华北农村地区有着丰富的太阳能资源，建造太阳能综合利用建筑，在屋顶放置太阳能利用设备可提供生活热水、采暖系统以及照明等综合应用。

3.2沼气能

沼气是一种清洁的可再生能源，在华北广大农村地区各种农作物的秸秆，牲畜的粪便等都可以作为产生沼气的原料，沼气不仅用来解决农村燃料缺乏问题，也可以应用沼气进行采暖和照明等综合利用，另外沼液和沼渣可以作为有机肥料，施在农田和果园里。目前我国农村大多采用单户的沼气建设，受技术条件的限制经常沼气产量不足，而且安全性较差。建议采用多户集中建造高效的沼气设施，集中管理，有效利用资源，这样能使沼气设施能源利用率高，便于为广大农民提供高效、洁净、安全的沼气能源。

3.3风能

华北农村地区风力资源十分丰富，可以采用风力发电，风电并网之后，供应建筑。风电具有环保、节能、投资见效快等特点，在风力资源丰富地区宜大力推广。

4结束语

目前，华北广大农村地区由于经济发展不均衡，农村建筑的节能应用还不完善，而建筑的节能设计是缓解能源紧缺的一个重要途径，是关系到国家资源战略，可持续发展和环境保护的一项重要任务，所以地方有关职能部门应该积极制定相关政策，制定农村建筑的节能设计要求，扶持农民对节能建筑的建设，并且提高农民的居住环境质量。

参考文献：

[1]龙惟定，武涌.建筑节能技术[M].中国建筑工业出版社，2011.

[2]赵续民.寒冷地区农村住宅建筑节能的途径[J].山西建筑，2010，（9）：10—11.

[3]孙世均.华北农村住宅的节能与环保[J].哈尔滨工业大学学报，2003（6）：763～765.

作者简介：贾文花（1983.4——）女，汉，山西子长县人，大学本科学历，助理工程师，研究方向：建筑设计.

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