甘肅河西地區既有農村住宅節能改造技術的研究

王澤榮 尹 超（酒泉職業技術學院，甘肅 酒泉 735000）

甘肅河西地區既有農村住宅節能改造技術的研究

王澤榮 尹 超（酒泉職業技術學院，甘肅 酒泉 735000）

本文以甘肅省河西地區的既有農村住宅為研究對象，調查研究了甘肅河西地區農村住宅的節能現狀和存在的問題。有針對性的對農村住宅的墻面、屋頂、地坪、門窗等提出了節能改造的技術措施。為今后甘肅河西地區既有農村住宅進行節能改造提供了可靠的理論依據。

農村；住宅；節能；改造；技術

甘肅河西地區，是指今天甘肅的酒泉、張掖、武威等地[1]。河西走廊地帶屬溫帶干旱氣候，年平均氣溫約為5℃～9℃。年日照總時數達3000小時，日照百分率為75%，太陽能豐富，日照長，晝夜溫差顯著，夏季炎熱，冬季寒冷，干旱多風，自然環境較差。河西地區農村人口多，農村住宅總量巨大，前期建設的農村住宅缺乏統一規劃設計，在建筑形體、抗震設防尤其在節能保溫方面基本沒有防護措施，農村住宅居住環境較差。隨著社會的進步與新農村建設的提出，農民對居住環境的舒適性的要求隨著經濟水平的提高也逐步提高。按照《民用建筑熱工設計規范》GBT50176規定劃分，甘肅河西地區屬于嚴寒地區。為了提高農村住宅冬季舒適度，必須充分考慮農村住宅冬季保溫要求。

1 甘肅河西地區既有農村住宅節能現狀

通過前期走訪調查，該地區現有的農村住宅有以下三種類型：

第一類是上世紀70年代前后建設的土坯房，它是以粘土為主要原料，稻草加筋為墻的住宅。土坯房墻體厚大，厚度大多為700mm左右，有著良好的保溫隔熱性能。但此部分住宅年代久遠，房屋都受到了不同程度的損毀，目前存量并不是很大。第二類是修建于上世紀90年代前后的磚墻、預制板平房，主要以燒結黏土磚為材料，墻體厚度240mm-370mm之間。由于農村住宅在此階段尚屬于農民自發修建，沒有規范的設計，建筑的安全性能、保溫隔熱性能較差。這類房屋在農村住宅中占得比重最大。第三類是近些年新農村建設過程中，農村居民建立居民點修建的二層磚混結構的住宅，這類房屋主要以燒結黏土磚為材料，部分建筑設置了構造柱圈梁等防震措施，建筑安全性有較大提高，但對于建筑節能方面沒有重視，建筑形體沒有充分考慮節能保溫，墻體沒有保溫措施，窗戶基本使用推拉式鋁合金窗戶。這類農村住宅居住環境雖有所提高，但仍然抵御不了寒冷冬季對居住舒適度的影響。

究其原因，這三種類型的住宅，都在建筑結構上沒有做任何保溫的措施。冬季取暖大都采用煤爐取暖，熱效率低下，且對室內空氣質量造成污染，嚴重者還會對生命健康構成威脅。農村住宅冬季室內溫度一般只能達到5—10℃，嚴重影響住戶的生活質量。農戶為了追求舒適的室內溫度，過量燃燒各種取暖材料、采用熱效率低下的采暖系統、缺乏保溫效果的外圍護結構，都導致了能源在巨大消耗的同時室內熱環境并沒有達到舒適性的要求，并在冬季對空氣造成了較為嚴重的污染且經濟效果差[2]。要實現節能減排，可持續發展的目標，我們不能忽視農村住宅對環境、能源的影響，如果不加以引導和控制，農村住宅這種粗獷型的能源消耗建筑將會極大的影響到生態環境及人類社會的可持續發展。要解決這個問題，農村住宅進行節能改造要科學合理、因地制宜，選用合理的技術措施，以最經濟的技術措施達到節能的效果。

2 甘肅河西地區既有農村住宅節能存在的問題

2.1 外圍護結構沒有保溫層，冬季室內溫度低

甘肅河西地區農村住宅墻體類型主要材料為黏土和燒結黏土磚墻兩種，基本都沒有保溫措施。門窗以木門窗為主，還有部分鋼質門窗、鋁合金門窗。維護結構熱傳導系數大，門窗密閉性不好，保溫效果差。冬季農民為了減少房屋內的熱量損失，在窗戶部位覆蓋塑料薄膜，這又大大影響了冬季的室內采光。

2.2 采暖設備熱效率低下，造成室內外環境污染

冬季取暖主要使用火炕、煤爐、土暖氣。這些取暖設施，本身的熱效率不高，再加上缺乏保溫效果的外圍護結構，導致燃料過量消耗，但熱效果并不理想。由于采暖設備的落后造成室內環境污染，一氧化碳中毒事件在農村地區時有發生，嚴重威脅居住者的人身健康。

2.3 農民經濟條件成節能改造的制約因素

目前，大部分農戶都認識到農村住宅的節能改造對于提高居住環境的重要性。但由于經濟收入的水平及技術水平的限制，農民在節能改造上能夠投入的費用很有限。勢必開發采取適合農村住宅、保溫效果好、造價低廉的節能技術改造措施。

3 甘肅河西地區既有農村住宅節能改造的技術

農村住宅的節能改造中結構形式多樣，是一項較復雜的工程，單從某一方面來改造效果并不理想。通過大量的調查研究，根據目前河西地區農村住宅現狀，經過整理分析，總體來說，對于既有農村住宅的節能改造主要從以下三方面進行：

3.1 墻面節能改造技術

對墻面做節能改造主要針對外墻，且外墻外側面的保溫（外保溫）改造效果要比外墻內側面（內保溫）的保溫效果好[3]。外墻改造技術難度小于內墻改造，且不影響室內使用空間。對于外墻的節能改造主要從阻斷傳熱途徑處理，鋪貼保溫板和抹保溫砂漿兩種做法是目前較為廣泛采用的技術。不同類型的墻體依據墻體材料特性可以采用不同的改造方法。

土坯墻的住宅可以首先將墻體損毀處和縫隙處進行填堵，增加墻體的厚度，墻體內外增加草泥抹灰層，然后涂抹保溫漿料來提高保溫性能。

磚墻的住宅先要清理外墻墻面，用水泥砂漿做找平層，將聚苯乙烯泡沫板材用聚合物水泥砂漿與基層墻體粘貼。也可根據實際情況增設錨固件，再做保護層的方法來提高保溫性能[4]。

外墻保溫的這兩種方法各有特點。聚苯乙烯泡沫板在城市建筑中應用較為廣泛，技術較為成熟，是既有住宅在節能改造時的首選方法。保溫漿料是由膠凝原料、玻化微珠及外加劑組成的墻體保溫層，屬于造價較低的高性能無機保溫材料，在新建筑物墻體保溫工程及既有建筑保溫工程改造中廣泛采用。農村住宅由于受到經濟條件的限制，采用上述兩種工藝目前部分農民還不能承受。可以充分利用農村現有材料，采用生物材料作為保溫材料，對秸稈等材料進行碎化、防腐等方面的加工，摻入保溫砂漿中作為外墻保溫材料。

3.2 屋面節能改造技術

在甘肅河西地區，除了土坯住宅結構為木屋架坡屋面，其余住宅都是鋼筋混凝土平屋面。

由于木屋架坡屋面基本都沒有做保溫處理，可以采用在室內木屋架下做吊頂。可在吊頂內部增設保溫層。保溫材料宜選用模塑聚苯乙烯泡沫塑料板，也可采用稻殼、稻草以及生物質材料制成板材[6]。

鋼筋混凝土平屋面可采取聚苯乙烯泡沫板（EPS）或聚苯乙烯擠塑板(XPS)來做保溫層。由于河西地區年降雨量少，可以將保溫層做在找平層之上，防水層之下，提高保溫效果。

3.3 門、窗節能改造技術

門窗的節能改造最容易實現。門框、窗框是熱量散失的主要部位。據統計，門窗部位的熱量損失，約占整個房屋熱量散失的50%左右[7]。

農村住宅的外門多為單扇的木門。若門扇質量較好，可將單層木門改成雙層夾板木門。或在原木門外側或內側加一扇木門，并加掛保溫門簾。

對于單層鋁合金門，若門扇質量密封較好，可增設一層鋁合金門。若門扇的質量密封性不好，最好更換為平開雙玻中空塑鋼門。

對于單層木窗和單層鋁合金窗，窗扇質量、密封性較好時，可增設一層木窗和鋁合金窗。若窗扇質量、密封性不好時，應更換為平開雙玻中空塑鋼窗。

4 其他節能改造技術

甘肅河西地區，位于北緯38度附近，全年日長時間達到3000余小時。是國內最大的太陽能發電基地，有著巨大的太陽能資源。目前農村的太陽能技術主要應用于太陽能熱水器，除了日常生活的洗衣、做飯太陽能的資源仍沒有被充分利用。我們還可以將太陽能技術應用于采暖系統，這將大大降低冬季采暖的能源消耗。且該地區農村住宅的坐向大都坐北朝南，有著豐富的南立面可以利用。利用太陽能技術，農村住宅可改造成被動式太陽房。被動式太陽房有直接受益式、蓄熱式和陽光間式。

4.1 直接受益式

這種太陽房在改造的過程中，主要通過加大南墻玻璃窗戶的面積和透光性來實現。讓太陽光直接照射在室內。室內的地面、家具吸收熱量來提高冬季室內溫度。但由于南窗面積較大，應在南窗上掛保溫窗簾，并且窗戶的密閉性要很高，以減少因為窗戶不嚴密而導致的熱量散失。

4.2 蓄熱式

這種太陽房主要是通過改變墻體的顏色，如黑色和其他深色調。利用深色物質對熱輻射吸收能力強，溫度升高快的原理來提高太陽光能的吸收率。

4.3 陽光間式

附加式陽光間可建造在住宅南面，可以使用塑鋼和玻璃構成外圍護結構。陽光間受到太陽光的照射使陽光間溫度升高，通過住宅與陽光間之間墻體上的門或是孔洞進行熱對流、熱交換。陽光間有一個最大優點是由于陽光間是附加在住宅南側的空間，白天通過門或是孔洞傳導房間內太陽熱能，又在夜晚可作為過渡空間，使房間熱量不會因為晝夜溫差的原因而驟減。

5 結 語

甘肅河西地區傳統的農村住宅總量很大，進行農村住宅的節能改造，一方面對治理環境污染，節能減排，實現生態環境的可持續發展有著非常重要的意義；另一方面，從農戶自身來講，改善農戶的居住、生活環境，對改善民生，縮短城鄉差距有著重要的意義。

[1]劉昳．河西地區水資源合理利用及治理對策研究——以張掖市為例[D]．西北師范大學,2013．

[2]張威．寒冷地區農村住宅采暖能耗研究[D]．天津大學,2011．

[3]張培河．淺析建筑外墻保溫施工技術和節能材料選擇與使用[J]．科技創新與應用,2012(15):215-215．

[4]肖莉．《嚴寒和寒冷地區農村住房節能技術導則》(試行)頒布[J]．建設科技,2009(13):6-6．

[5]張澤平,李建宇,楊曉晶,等．玻化微珠保溫砂漿系統的設計與應用研究[J]．混凝土與水泥制品,2008(3):45-48．

[6]屈宏樂．在農村推廣節能磚及節能建筑的途徑探析[J]．磚瓦世界 ,2014(2):2-7．

[7]王鳳歧,唐春梅．淺談建筑節勇[J]．張家口農專學報,2002(3):56-57．

Study on the energy - saving reconstruction technology of existing rural houses in Hexi district of Gansu province

This paper analyzes the energy saving situation and existing problems of rural residential buildings in Hexi district of Gansu province,and puts forward the countermeasures to the rural housing wall,roof,ground,doors and windows,etc．Some practical measures of energy-saving transformation,for the rural areas of Hexi in Gansu Province to provide a basis for energy-saving transformation．

rural；housing；energy saving；transformation；technology

TU745．5

B

1003-8965（2017）01-0012-03