基于“自維持住宅”理論在寒冷地區(qū)農(nóng)村住宅建筑設(shè)計的探討
——以遼寧地區(qū)為例

(沈陽建筑大學(xué) 遼寧 沈陽 110168)

一、研究背景

(一)研究意義和目的

經(jīng)濟發(fā)展必然伴隨著基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，生產(chǎn)建設(shè)過程中就會產(chǎn)生污染，國家已經(jīng)關(guān)注這個問題，并在城市建設(shè)中采用相應(yīng)的環(huán)保措施來積極應(yīng)對。但對于經(jīng)濟不發(fā)達的農(nóng)村地區(qū)，資源浪費、環(huán)境污染等諸多問題有待解決。以農(nóng)村住宅為例，由于技術(shù)資金等問題的局限性，所造成的能源不能得到合理的利用，農(nóng)村地區(qū)自然資源豐富，如果能得到合理的分配和利用，不僅能提高人們的生活水平，更能幫助實現(xiàn)國家環(huán)保建設(shè)的大目標(biāo)。通過農(nóng)村地區(qū)開展“自維持住宅”建筑設(shè)計的研究，能夠降低能源消耗、減少開支和污染，結(jié)合當(dāng)?shù)赜邢弈茉?，使用太陽能和生物智能等，解決人們生活所需要的用水、用電、取暖、通風(fēng)問題，盡可能的實現(xiàn)“自給自足”的綠色住宅。

(二)研究現(xiàn)狀

什么是“自維持住宅”？不需要連接市政公共的供氣，供水，供電和排污系統(tǒng)，能源和水的獲取來自于太陽，風(fēng)和雨水，廢物的處理自身內(nèi)部完成，并強調(diào)與周圍環(huán)境的和諧共生。國內(nèi)對農(nóng)村生態(tài)住宅的研究目前多集中在建筑節(jié)能和新能源利用方面，也建成了多處節(jié)能示范點，如北京、哈爾濱等地。但與國外的“自維持住宅”相比，在建筑材料上可提高廢物的利用率、建筑結(jié)構(gòu)上也可改進來提高維護體系、在能源上可以考慮設(shè)置沼氣池和太陽能設(shè)施等。但是考慮一切的前提是具體問題具體分析，結(jié)合我國不同地區(qū)的不同環(huán)境，給出最合理有效的解決辦法，下文就以寒冷地區(qū)的遼寧地區(qū)為例，探討寒冷地區(qū)農(nóng)村住宅的“自維持住宅”建筑設(shè)計。

二、遼寧地區(qū)相關(guān)情況介紹

(一)遼寧地區(qū)自然地理情況

遼寧省位于歐亞大陸東岸，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。由于地形比較復(fù)雜，有山地、平原、丘陵、沿海等區(qū)別，所以各地的氣候特征也不盡相同。但總的氣候特征是：四季分明、日照充足、寒期較長、平原風(fēng)大、東濕西干。全年平均氣溫在5-10℃之間，年降水量一般在500-1000毫米之間。自然資源豐富。

(二)遼寧地區(qū)農(nóng)村住宅現(xiàn)狀和需要解決的問題

遼寧農(nóng)村地區(qū)住宅的布局形式大體相同，多以院落形式布局，兼顧居住和生產(chǎn)兩個部分。居住空間坐北朝南位于院落的正中央，生產(chǎn)、儲藏、飼養(yǎng)位于居住空間兩側(cè)，進而圍合成一個院子。建筑結(jié)構(gòu)也多為磚石結(jié)構(gòu)，層數(shù)多為一層，正房進門為廳堂，其功能又以灶臺為中心，充分利用做飯余熱來加熱兩邊臥室的火坑，火炕也是冬天的主要取暖措施。飲水和電能多為市政系統(tǒng)統(tǒng)一供應(yīng)，個別地區(qū)靠水井飲水。通風(fēng)一般就是自然通風(fēng)。遼寧地區(qū)屬于寒冷地區(qū)，首先需要考慮的問題就是取暖問題。農(nóng)村已有的傳統(tǒng)能源利用技術(shù)包括火坑、燃池、火墻和水窖，其中火炕和燃池是應(yīng)用較多的取暖設(shè)施，應(yīng)作為農(nóng)村“自維持住宅”的主要研究對象。結(jié)合原有的能源利用方法結(jié)合現(xiàn)代的節(jié)能環(huán)保措施，實現(xiàn)新農(nóng)村的“自維持住宅”。

三、寒冷地區(qū)農(nóng)村“自維持住宅”可應(yīng)用的主要技術(shù)

(一)平面布局設(shè)計改善

保留傳統(tǒng)以廳堂組織流線的平面布局形式，主要功能用房例如臥室位于南向，合理的長度比減少熱損失。另外向國外平面布局借鑒，在南向加建陽光房，獲得更多能量，既能增加房屋的使用面積增加休憩場所，也可以在陽光房內(nèi)進行一定的手工勞動和種植，對冬季的保暖有良好的作用。

(二)建筑材料利用廢物

農(nóng)村地區(qū)自然資源豐富，經(jīng)過加工處理可以變成綠色環(huán)保材料，解決木材砂石等建筑材料緊缺的問題。稻殼、麥糠、樹葉這些看似無用的廢物可以當(dāng)作保溫材料，內(nèi)填生石灰進行防腐。在實現(xiàn)材料制備的過程中也要環(huán)保。比如稻草經(jīng)草磚機打壓成片狀，用金屬網(wǎng)捆扎形成草磚，其保溫效果比普通磚高出6倍，作為外墻冬暖夏涼，可自然降解；再比如粘土參入稻草，經(jīng)過機器熱壓形成空心粘土磚，制作過程沒有污染并可重復(fù)使用。

(三)提高保溫隔熱性能

繼續(xù)應(yīng)用農(nóng)村地區(qū)傳統(tǒng)的取暖措施火坑、燃池、火墻，同時增加墻體和保溫材料的厚度，特別是北側(cè)墻體，阻擋冬季冷風(fēng)滲透。可以借鑒國外夾心墻的做法，結(jié)合火墻的原理提高保溫效果。借鑒覆土建筑的原理，房間屋頂做成平坡結(jié)合的形式，平屋頂用于覆土種植一定農(nóng)作物，冬暖夏涼，極大保障了屋內(nèi)溫度的穩(wěn)定。

(四)能源利用“土新”結(jié)合

鑒于農(nóng)村地區(qū)的有限技術(shù)和資金，結(jié)合農(nóng)村原有的能源利用“土”辦法和現(xiàn)代能源利用“新”辦法共同解決能源問題。

供電方面：可以充分利用植物和動物的糞便等資源產(chǎn)生沼氣，利用其發(fā)電原理，設(shè)置小型沼氣發(fā)電站，提高廢物利用率。發(fā)電站可結(jié)合農(nóng)村街道公共廁所布置，集中解決一片區(qū)域的用電問題，操作簡單，只要幾個月的時間即可投產(chǎn)。同時遼寧地區(qū)日照充足，可以利用被動式太陽能技術(shù)產(chǎn)生電能，在經(jīng)濟條件較好的農(nóng)村可考慮在建筑屋頂或院子空閑處設(shè)置太陽能光伏板，與沼氣發(fā)電相結(jié)合解決日上用電問題。

供水方面：考慮到水的收集循環(huán)利用問題，可以采用屋頂收集雨水形式并結(jié)合農(nóng)村院落地面坡度，設(shè)置雨水收集口，流入地下水窖，水窖用水泥混凝土或磚砌成，做好防滲處理，將雨水過濾、沉淀，然后儲存在水窖中，可用來灌溉農(nóng)田和生活水飲使用。但是考慮到遼寧地區(qū)的實際情況，有些地區(qū)年平均降水過少，可以繼續(xù)沿用市政提供的自來水或地下用水。

四、總結(jié)

“自維持住宅”是一種理想化的生態(tài)建筑理念，也是未來建筑發(fā)展的一個方向，是一個很有意義的研究課題。結(jié)合我國的國情，在自然資源豐富的農(nóng)村地區(qū)進行推廣實踐，節(jié)省有限能源也改善了人們的生活水平。雖然在國內(nèi)的實施推廣還存在著一些實際問題和資金技術(shù)的缺陷，但在摸索的過程中也取得了一定的成果，在局部地區(qū)進行試點試驗最后逐步推廣到全國全省各地農(nóng)村是最終目標(biāo)，實現(xiàn)真正意義上的環(huán)保綠色住宅。