涼山彝族農房的綠色設計策略研究

高 明 （西南科技大學，四川 綿陽 621010）

0 前言

涼山彝族地區（以下簡稱彝區）的人民世代適應并利用當地的自然環境，形成了依山傍水，獨具彝族特色的傳統村寨和民居建筑。但是，這些傳統民居中還存在著一些問題，諸如采光通風不足、室內昏暗、功能分區不明、高耗能等，這使得傳統民居的居住舒適性已經無法滿足人民日益提高的生活水平需要。

新時代的彝族綠色農房的設計及建造，應當以當地的資源與環境條件為依據，立足于彝族地區經濟結構單一、生態環境脆弱、建造技術不高的現實條件，在顯著提高農村居住環境質量的同時，兼顧資源節約與環境保護，追求在其全壽命周期內技術經濟的合理化和綜合效益的最大化。

1 涼山彝族及其分布與環境

涼山彝族是指分布于川南、滇東北、金沙江以北的大小涼山地區。其分布行政區域為涼山中部偏東北的甘洛、昭覺、越西、美姑、普格等縣區。區域內有雅礱江、金沙江、大渡河及其支流流經于山地和高原之中，從而形成了高山聳立、山川相間的川南高山峽谷地貌特征（如圖 1，2）。

涼山地區氣候屬于亞熱帶季風氣候區，日溫差較大、年溫差較小，冬無嚴寒，夏無酷暑，干、雨季分明，立體氣候顯著。境內7月最熱，1月最冷，年平均氣溫14～17℃，年降水量 600～2000mm，無霜期 230～306d。年日照時數2000～2400h，日照輻射總量500～630kJ/（cm2·a）。太陽能、風能、水能等資源豐富。

圖1 涼山彝族在四川省區位圖

圖2 涼山彝族分布行政區域圖

2 彝族農房的綠色設計策略

綠色建筑設計策略分為主動式與被動式設計，主動式設計是采用各種高效集成技術，以較少的耗費實現農房的功能與舒適性；被動式設計是適應和利用自然環境，通過設計的方法來控制農房中的熱量、氣流、光等要素，既降低能耗又能獲得相對舒適的室內環境，同時，主動式的高技術手段可以輔助彌補被動設計的不足之處。

因為生活和生產方式的不同，農村住宅與城市住宅有一些差異。相比于城市環境，農村人口密度低，基礎設施不完善，還要兼顧生產需要，這就導致綠色農房設計的著重點與城市不一樣。需要對當地的實際情況，如環境、氣候、生產類型、生活習俗等方面進行深入調查研究。

2.1 彝族農房的場地規劃

從彝區所處的自然環境來看，以不方便建設的山地和生態比較脆弱的地帶為多。因此，充分利用自然現狀，道路等基礎設施和規劃建設應依山就勢，盡可能減少對地形地貌的改造，地面材料應盡可能使用草坪而少用瀝青或混凝土等硬質材料，充分利用本土植被和材料，變廢為寶，節約資源，保護環境。

2.1.1 獨立式和聯排式農房

獨立式的通風采光及私密性均好，但不利于節地，只有在自然條件不宜建設聯排住宅的地區（如山區）為合理。聯排式是兩戶、多戶并排相聯布置，因減少了山墻和山墻間的空地而節地、節能、節材，一般容積率在0.6～0.8，聯排式較適合村鎮住宅的布局模式。

2.1.2 農房間距

農房間距應綜合考慮場地、日照、道路、管線、防火防災、視線等因素。正面間距主要是依據規范控制的日照間距，一般應大于南側建筑高度的1.0～2.0倍。如果住宅排列不是正南北向，而是南偏東、西向，或錯位布置，均有助于縮小日照間距而節地。側面間距應滿足防火、防震等要求。農房的防火間距不宜小于4m；由數棟農宅組成的住區，宜根據建筑高度適當加大，依據防火規范規定農房的高度超過15m時，側面防火間距不應小于6m。

建筑朝向宜正南北向或南略偏東、西向有利節能；東西向不利節能，且考慮遮陽措施。方形的建筑體型系數較小，有利節能，長寬比大的體型因外墻面積大而能耗大。

2.1.3 院落空間

代農房，為適應現代城鎮化的需要，應有院落功能空間：養殖空間（豬圈和雞舍等家庭養殖業，特別是鄉村型）；農產品的加工、存放空間（例如水果的初級包裝），農具、車輛存放空間等，院落空間進深不小于6.0m，便于農用車、家庭轎車進出。

2.2 彝族農房的單體設計

建筑的平面布局和外觀體型都將直接影響建筑物的耗能大小。平面節能設計應根據氣候特點進行合理的功能分區。

2.2.1 彝族農房的戶型及居家特點

農房的設計與生產、生活方式密切相關。隨著社會經濟的發展，彝區從單一農業轉向農業、旅游服務業、手工業、加工業、運輸業、商業等副業并存。

農房的戶型設計取決于農戶規模、人口結構等要素。彝民家庭結構多為多代同居一戶，人口規模多為4～6人。各戶人家的家庭生活隨著其生產方式、受教育程度、收人水平等不同而千差萬別。常見的戶型特征有農牧業戶、工商業戶、職工戶等。

農房平面布置的主要問題是生產與生活功能混雜，相互易受影響，未能按照生活行為規律分區組合。因此，應依據農村家居生活功能進行設計。

2.2.2 彝族農房的功能空間與平面設計

農房的功能空間按照生活、生產功能及之間關系，可分為三部分內容：

①居住功能空間

有起居室、餐廳、臥室、活動室、書房。堂屋即客廳（起居室），為起居功能兼有供奉祖先等儀禮功能，是室內外過渡空間和上下樓交通聯系空間。老人臥室設在一層以便于與廳堂聯系。與客臥分開布置，保證私密性。餐廳除用餐空間外還需考慮食物的進出、準備、餐儲等功能。并與廚房、客廳聯系便捷。客廳不同于城市住宅，家庭人口多、功能多樣，其開間尺寸不宜小于3.9m，使用面積宜為 25～35m2。

②輔助功能空間

農村廚房受氣候條件、炊事習慣、燃料類型的影響大，其平面及設備布局與城市住宅差別很大。廚房主要燃料目前仍以柴火為主，隨著條件的改善，傳統柴灶與沼氣或天然氣灶共存。

傳統農房一般習慣與住宅主體分開設置。隨著水沖廁所的普及，也為了節地和住宅平面的緊湊方便，應將衛生間納人住宅主體中。對于家庭養殖產沼氣的農戶廁所應具備收集、儲存及初步處理糞便污水的功能。底層的衛生間面積應大，與院落接近，上述問題都方便處理。

③農業生產空間

除了滿足居住功能外，根據用戶要求，彝族農房中還要包括一些生產性房間以滿足農副業生產的需要，如農用車庫、農機具的存放空間、農作物和種子的儲存房間、飼養家禽家畜的圈欄等，這部分空間應結合院落、晾曬場進行布置以方便生產。

2.3 圍護結構的節能設計

農房內部的熱量主要是通過外圍護結構獲取或散失，因此，提高圍護結構的保溫隔熱性能是降低能耗的關鍵。為此應選擇適宜的墻體、屋面、門窗材料，并進行適當的構造設計，使其熱工性能滿足節能要求。

2.3.1 墻體節能設計

墻體節能設計分為單一材料墻體節能與復合材料墻體節能。

①單一材料墻體

是指墻體材料自身具有一定的熱工性能及結構力學性能，不需要再外加其他材料，構造簡單，施工方便。其節能措施是通過改進材料本身的熱工性能如降低導熱系數、增加熱穩定性來提升節能效果，目前常用的墻體材料有空洞率高的多孔磚或空心砌塊、加氣混凝土等等。

②復合材料墻體

單一材料一般難以達到綠色建筑的節能指標，因此需要把墻體的承重結構與保溫材料（如聚苯板、巖棉板等）結合起來形成既能承重結構也具有很好熱工性能的復合墻體。根據保溫層位置的不同分為外墻內保溫、外墻外保溫及夾芯保溫，其中外墻外保溫做法是將保溫材料復合在墻體靠外一側，其保溫隔熱性能較其他兩種為優且施工操作簡單，是比較適合用于彝區的節能墻體。

3 常見的復合材料墻體保溫隔熱構造做法

3.1 膠粉聚苯顆粒砂漿保溫構造

是以聚苯乙烯泡沫顆粒為輕骨料，附加抗裂纖維及添加劑的干拌砂漿，在現場攪拌后涂抹在外墻上。其干密度約220kg/m，導熱系數約0.058W/（m·K），附著力強、變形小、耐凍融、不易開裂。現場抹灰，操作簡單，適宜農房使用。

3.2 膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫構造

是采用聚苯乙烯泡沫板（以下簡稱苯板）保溫材料，用專用粘結砂漿把苯板粘貼在外墻上，用塑脹螺釘錨固特殊部位，在板表面壓入玻纖網格布抗裂層，抹聚合物水泥砂漿，再涂料裝飾面層或粘貼面磚。其導熱系數小，約在 0.038～0.041W/（m·K）間，厚度30～40mm可滿足墻體保溫的要求，保溫隔熱性好，防水抗風、抗沖擊、施工方便、性價比高。

3.3 無機防火保溫板外墻構造

類型有泡沫混凝土、發泡水泥、發泡陶瓷、發泡玻璃等保溫板、珍珠巖、巖棉保溫板等，是以水泥、粉煤灰為主要原料，經高溫燒結發泡成型。板容重在150～180kg/m3之間，導熱系數小于0.065W/（m·K），耐火度在1000℃以上，安全不燃，吸水性低。還是一種良好的隔聲材料和安全環保節能材料。

根據“四川省建筑節能設計氣候分區圖”，涼山彝區的絕大部分處于“溫和地區B，其外墻的平均傳熱系數K限值要求為低于1.5W/（m2·K）或2.0W/（m2·K），少數地區處于“夏熱冬冷地區”，其外墻的平均傳熱系數K限值要求在0.8～1.5W/（m2·K）之間。上述的外墻保溫構造做法都可以滿足要求。

2.3.2 門窗節能設計

門窗的玻璃材料的保溫隔熱性差，是墻體節能的最薄弱環節。因此，在保證日照、采光、通風的前提下應控制窗墻的比，開窗不能過大。根據《四川省居住建筑節能設計標準》規定，溫和地區的外窗平均傳熱系數K的限值為2.2～2.5W/（m2·K）之間，夏熱冬冷地區的外窗的平均傳熱系數K的限值為4.0～5.0W/（（m2·K）之間。

應采用多層玻璃及節能玻璃（如中空玻璃、熱反射玻璃）等以降低門窗的傳熱系數；對需要阻擋太陽輻射熱的門窗宜采用吸熱玻璃、鍍膜玻璃；在寒冷地區或北向的門窗宜采用中空玻璃、多層中空玻璃等增加保溫；采用節能型窗框如隔熱斷橋鋁合金窗框，其利用增強尼龍隔條阻隔熱傳導；外門窗應盡量密封各種縫隙，在開啟扇周邊、門窗洞口與墻體交接處采用彈性密封條和保溫材料。

此外，在夏季日照強烈的東西向墻面上，應合理布置挑檐、陽臺、外廊、遮陽板、活動式遮陽等遮陽構造措施，以減少太陽熱輻射以降低夏季空調能耗。

2.3.3 屋面節能設計

①保溫屋面。采用輕質、導熱系數小、蓄熱性大的材料改善屋面的保溫隔熱性能，阻止屋面的熱量傳遞。可采用保溫層在防水層上面的“倒置式屋面”，其保溫層對外界的溫度變化有一定的緩沖，避免水汽進人防水層后凝結、蒸發而破壞防水層，延長防水層使用年限。

②架空通風屋面。在防水層及其保護層上設置一定高度的通風層形成通風道。通風層上部的混凝土板擋住太陽輻射；利用風壓和熱壓促進自然通風，可將屋面吸收的太陽輻射熱帶走一部分。構造簡單、易維修、造價低，很適合彝族農房平屋頂的隔熱降溫。

③其他屋面。種植屋面，在屋頂上種植物，利用植物的光合、蒸騰作用阻止太陽輻射熱。蓄水屋面，即在剛性防水屋面上蓄一層水，水的蒸騰作用帶走熱量。

2.4 可再生能源利用

彝區主要能源為水力發電的清潔能源，也有豐富的太陽能資源可以利用。本地居民也多從事家庭養殖等生產，所以沼氣的利用也有利于節能。可再生能源利用方式有太陽能如熱水、供熱采暖、太陽房以及生物質能如戶用沼氣池等。拆除的原有材料應當盡量回收利用。

2.4.1 太陽能利用

涼山彝族自治州各地的太陽能資源都較為豐富，利用太陽能有很好的基礎。目前，在彝族農房建設中可用到的太陽能利用方式有太陽能熱水器、太陽房、太陽灶、太陽能光伏發電技術等，其中太陽能熱水器是最簡單方便且高效的節能技術。

①太陽能熱水器

彝區多為山地，天燃氣管等市政設施不完善，相比燃氣、電熱水器，太陽能真空玻璃管熱水器因價格低，熱效率高，技術成熟，已廣泛使用。屋頂設計應預留太陽能熱水器安裝空間及管線洞槽、設備基礎等，結合太陽能熱水器統一設計屋頂立面保證良好風貌。集熱器安裝傾角應近似當地緯度角，適用于冬季的，集熱器傾角應等于當地緯度角加10。。

②太陽房與附加式陽光間

彝區的太陽輻射量大，日照時數長，采用太陽房與附加式陽光間，可以充分利用太陽能。其最好朝向為正南，在無法取正南朝向時，適宜布置在南偏東或南偏西15以內，最大不宜超過南偏東或南偏西30。為保證南墻面接受陽光直射，在大寒日或冬至日的晴天，集熱面的陽光直射時間應有6～8h，應避開周邊高大建構筑物，或留足夠的間距，以免遮擋日照。還應設置防風墻、板和防風林帶等擋風設施，避開西北向冷氣流的影響。

2.4.2 戶式沼氣利用

農村的生物質能來源廣泛，如種養植業等產生的大量植物秸稈、樹葉、谷殼木屑、畜禽糞便等有機物。將這些原料經過厭氧空間密閉，依靠微生物的發酵產生出如乙醇、甲烷等燃料。已在農村廣泛應用。農村沼氣池發酵原料為人和動物糞便，采用水壓式、半連續沼氣發酵工藝，可兼顧生產沼氣、有機肥和農業種植肥，綜合經濟效益好。

2.4.3 生物質能利用

生物質能是以生物為載體的能量，農村廢棄的各種農作物如秸稈、柴禾、稻草、樹枝、樹葉、玉米芯、谷殼、雜草、牲畜糞便等均可作為燃料，就地取材，在農村取之不盡，用之不竭的資源，實現了農村廢棄物的資源化利用。采用生物質爐可供農家燒水、做飯、保溫、取暖等多種用途。因其產煙量小可直排到室外，解決了農村燒大灶、高污染、高排放、高耗能的問題，是高效的節能環保爐具。

3 結語

新時代的彝族綠色農房的設計建造應當立足于當地的資源與環境條件，尊重當地悠久的民族文化，在顯著提高農村居住環境質量的同時，兼顧資源節約與環境保護，并應立足于涼山彝族地區經濟結構單一、生態環境脆弱、建造技術不高的現實條件，追求在其全壽命周期內技術經濟的合理化和綜合效益的最大化。