紅山口村農家樂建筑節能設計研究

趙明焯，張鵬舉

（內蒙古工業大學建筑學院，內蒙古 呼和浩特 010051）

0 引言

隨著后疫情時代的來臨，氣候惡化和市場供給不暢導致能源價格大漲，而建筑節能技術在鄉村地區的推廣在一定程度上降低了我國能源的消耗，減少了環境污染。位于呼和浩特市北部的紅山口村，響應市政府的號召，以農家樂為主題打造了一批以鄉村建筑改造為主的集居住與商業于一體的民居建筑群，在此區域形成了“民居＋商業”模式。

1 紅山口村現狀

1.1 紅山口村自然環境現狀

紅山口村依附于西北方向走勢的大青山山脈建立而成，東側緊鄰貫穿呼和浩特市區的扎達蓋河。

整個鄉村的綠化率極高，相對于呼和浩特市市區來說，空氣濕度較好，空氣質量良好。位于山腳下的部分民居，其自然采光受到了局限，下午某一特定時段沒有直接自然采光照射屋內，導致某些進深較大的房間需要在白天開燈使用。紅山口村冬季漫長而寒冷、降雪較少，夏季短暫干熱、降水比較集中，晝夜溫差較大，四季分明，冷暖變化較為劇烈。因此，建筑節能技術應用廣泛（見圖1）。

圖1 紅山口村現代民居（圖片來源：作者自攝）

1.2 紅山口村建筑現狀

紅山口村的建筑質量與建筑形態參差不齊，主要原因是沒有進行集中的設計規劃，村民各做各的農家樂建筑。

1.2.1 農家樂建筑群的建設誤區

舊有建筑經過內部改造，更新完善了作為農家樂應有的使用功能，保留了當地鄉村建筑固有的建筑外觀。但是新建的大部分建筑缺乏建筑審美指導，村民（即業主）的審美主導了紅山口村新建建筑群的意向。

有相當部分的村民把原本自用的農家院出租給商戶（為期一般為10～15年），改造成商用的農家樂院落使用，租客在改造時并沒有考慮房屋未來的使用功能，即使現有的建筑節能技術足夠滿足相關節能指標，也因經濟條件的受限和落后的設計意識而使建筑達不到相應的節能標準。

1.2.2 熱舒適性不足

紅山口村傳統鄉村住宅冬季供暖方式主要以火炕為主，一日三餐的燒制提供了火炕余熱，但是火炕的溫差過大（最高時超過40℃），造成了室內除火炕部分外，其他部位溫度很低，離火炕較遠的墻角會出現冷凝現象，熱舒適性較差?，F今的新建或改建的農家樂建筑大部分仍然保留著燒火炕的傳統，同時，還采用集中供暖，暖氣提供了較為均勻的熱輻射，再加上火炕的不均勻余熱，形成一段時間中室內溫度分布不均、整體偏熱的現象。

1.2.3 自然采光和通風不足

為了追求更大面積的商業功能區域，很多新建或改建的建筑選擇進深較大的平面區域，有的建筑沒有天窗采光，有的建筑只有南向墻有采光窗。這兩類建筑的室內光線在晴天時都較暗，室內通風不暢，在以后的布局和使用中難免增加室內隔墻，必將配備相應的照明、通風設備，增加能源消耗。

還有的新建建筑不顧場地局限做成了東西朝向。一般建筑的朝向都是坐北朝南，這樣可以與冬季的主風向分離，且與夏季主風向之間的角度不超過45°。建筑的朝向與其夏季獲得自然通風和冬季接受太陽輻射的關系極其密切，由于鄉村空氣污染遠小于城市，因此，紅山口村的太陽輻射強度大于呼和浩特市的太陽輻射強度，如果冬季不能爭取到最優的自然采光，也就意味著為了維持冬季室內穩定的熱舒適度要消耗更多的能源。再加上附近西北方向山勢高聳和綠茵的遮擋，建筑朝向應該盡量背山朝南。

1.2.4 窗地比失衡

從當地的一些建筑立面上可以看出一種設計趨勢：南北立面開窗面積相比室內地面面積大，有的建筑整面南墻與北墻都做成了玻璃采光窗戶。雖然有些空間為了營造氣氛可以采用大落地窗，但是大面積、建筑群式地采取這種失衡窗則增加了門窗與外墻保溫的造價，加大了冬季室內的熱能流失和夏季室內太陽輻射面積，從建筑節能的角度看，這樣的建筑群設計并不環保。

2 建筑節能技術的相關討論

根據實際場地和建筑的調研觀察以及與業主的溝通，針對較為突出的建筑節能相關問題進行討論，涉及太陽直射光照強度、墻體保溫隔熱、傳統火炕的更新、門窗優化、屋蓋通光等。

2.1 利用自然與人文環境進行建筑節能設計

在進行場地設計時，了解當地的氣候環境與人文地理特征至關重要，關系到合理確定建筑室外環境布局、建筑朝向、建筑高度、建筑間距、綠化、水體等建筑節能的方方面面。紅山口村有著良好的綠化與適宜的建筑間距，但是個別建筑的朝向為東西向，個別舊建筑（如小型倉庫、車間）進深較大，使得這類建筑在改造為農家樂建筑時減少了冬季太陽輻射熱量以及夏季利用自然通風的散熱量。因此，在規劃設計時不應過分追求商業利益而忽視建筑節能的重要性。

紅山口村的太陽輻射較強，冬季有效地利用太陽能是北方寒冷地區建筑節能的特點，搭建被動式陽光房是冬季保溫的不錯選擇，還能擴展室內面積。紅山口村的夏季較為炎熱干燥，可利用水體與樹蔭營造舒適的室內外微空間，提升濕度，盡可能利用自然條件降低室內外溫度。而到了冬季，排空水池中的水，樹葉掉落后，直射室內的陽光也不會被遮擋。

2.2 建筑單體節能設計

現今的紅山口村農家樂建筑，集中式供暖逐漸取代了傳統的火炕取暖和燒煤爐取暖方式，再考慮到商業模式的加入與當地人居住生活習慣的改變，有必要提供一些行之有效、具有長遠規劃的建筑節能方案。

2.2.1 老舊建筑外墻保溫

室內熱環境能不能得到改善，關鍵在于兩個方面：建筑材料的選取和施工構造方式。舊有建筑的外墻多為240mm厚的實心黏土磚抹灰墻，加上傳統火炕對室內空氣加熱不均勻，保證不了室內良好的熱舒適性，少量的老舊建筑出租重新裝修時，新業主一般不會對外墻進行保溫處理，建議房屋的戶主采用復合保溫墻體，墻體適當加厚，以保障保溫效果。保溫材料建議使用膨脹聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS保溫板）和擠塑性泡沫塑料板（XPS保溫板）。5種常見保溫材料的保溫性能：STP超薄絕熱板＞聚氨酯泡沫塑料＞擠塑板（XPS）＞聚苯板（EPS）＞巖棉板。

2.2.2 開窗大小、窗洞位置和數量的選擇

呼和浩特市冬季漫長寒冷，設計時應減少不必要的開窗數量，選用具有良好節能指標的窗戶，這是降低室內熱散的關鍵。紅山口村農家樂建筑大部分開窗方向、數量都比較合理，少部分建筑在改造時需要增加北立面的窗洞，因為進深較深，室內北側的自然光照度較小，建議大空間采用屋頂天窗照明或北側墻體開適當大小與數量的窗戶。

南立面的窗戶可以適當增大面積，以增加冬日室內的太陽輻射量。窗框材料選擇多樣，考慮到村民經濟方面的壓力，建議使用塑鋼單框雙層玻璃窗，造價較低，實際保溫效果優于現在的鐵框單層玻璃窗。

2.2.3 屋檐的伸出尺寸

屋檐的功能是房屋屋頂排雨與夏季遮陽，由于屋檐的伸出尺寸固定不變，導致一些住宅的室內光照條件不佳，通常表現為南側明亮、北側昏暗或室內整體偏暗。

建筑屋檐如果采用不透光材質，不宜出挑過大，以免遮擋陽光，導致冬季室內陰冷、夏季照度條件差。在實際調研中發現，紅山口村建筑屋檐出挑較大，夏季室內的照度整體較小，房間陰冷，整體感覺較差。

2.3 普及相關建筑節能知識

為村民和商鋪租戶普及相關建筑節能知識，引導其接觸基本的建筑藝術，以提高其節能意識。通過業主、設計師和施工方的合作，讓業主體會到前期的投入和后期長期回報之間的良性關系，為這一地區的建筑節能打下良好的基礎。

3 改造項目淺談

在進行相關思考后，筆者與甲方溝通了有關建筑節能的問題以及功能排布。完成初步的室內設計并選取其中單體建筑的平面進行簡要說明。

所選改造建筑為廢舊倉庫，室內高度約6m，平面尺寸如圖2所示，主要用途為甲方半自用半對外營業型農家樂。原建筑南側5個窗洞，南北各1個門洞。改造后的農家樂適當增加了北向開窗，應甲方要求增加了東西各1個門洞，作為廚房和車庫使用。廚房開灶生火時連接兩個串聯的火炕，提升熱源的使用率。散座區頂部適當開天窗，使室內自然光照度均勻分布。門廳處設置水池，盡可能為室內提供濕度。

圖2 紅山口村改造民居（圖片來源：作者自繪）

4 結語

本次參與紅山口村的項目只是一個小小的縮影，在能源短缺、氣候惡化的今天，如何把握建筑節能技術的運用，需要思建筑設計人員深入考與實踐。