夏熱冬冷地區既有農宅節能改造設計研究

盡管近幾十年來我國農村地區家庭的經濟狀況已經有了很大的改善，居民的生活方式也發生了天翻地覆的變化，但是農村現有的居住條件卻難以滿足他們日益增長的生活需求。目前大多數農村住宅為自建房，房屋的施工技術比較簡單，且缺少相應的節能保溫隔熱措施，因而在冬夏季保溫隔熱方面表現較差。在社會發展中不可避免的會出現社會能耗越來越高的現象，其中建筑能耗所占的比重逐年增加，而建筑能耗中農村住宅產生的能耗比重也在不斷攀升。然而現有農村既有居住建筑節能措施卻相對較少，因此為了滿足農村居民能有更好的居住條件，以及響應當前政府對節能減排政策的號召，對既有農村住宅進行節能改造設計是符合當前社會所倡導的可持續發展理念的一種可行的解決方法。文章所指的節能改造設計主要針對我國夏熱冬冷地區的建筑熱工性，既要兼顧夏季隔熱冬季保溫的特性，改造住宅的圍護結構，開發使用可再生能源，以降低該氣候區農宅的建筑能耗。

1 國內外研究現狀

1.1 國外研究現狀

國外對于既有居住建筑的節能改造研究相較于中國起步較早，大體上將其分為如下三個階段：第一階段是建筑節能（Energy saving in buildings）；第二階段是減少建筑中能量的散失（Energy conservation in buildings）；第三階段是減少能源消耗（Energy efficiency in buildings），提高能源的利用率

。

具體案例說明如下：英國的住宅節能設計措施主要是指通過設計改進住宅建筑保溫圍護結構中的保溫構造等措施，提高住宅的抗震保溫隔熱性能等。并且廣泛使用如太陽能、風能及其他可以利用的各類再生能源。同時積極制定各種行業標準等來進行規范和建設節能型住宅

。德國的節能保障措施主要從如下兩方面進行入手：（1）合理地改造原建筑及建筑圍護結構，以使建筑保溫性能達到城市最高建筑的保溫及隔熱等性能要求，從而有效地控制各建筑物系統的實際綜合能耗，并以此標準來真正達到建筑的整體節能；（2）重點研究利用太陽能、風能和等新型再生能源在建筑節能系統上進行的工程應用，使能源利用損失大幅度的下降，因而其在建筑節能與能耗成本降低的雙重領域取得了較為顯著的實踐成效

。

1.2 國內研究現狀

與上述國外做法相比而言，我國住宅建筑節能方面的相關標準制定工作從二十世紀八十年代后期才逐漸開展，相較于國外來說較晚。自1986 年我國出臺了《民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）》，我國又在1988 年、1997 年、2013 年相繼出臺了一系列規范標準。但是這些規定針對的建筑群體主要還是城鎮的居住建筑和公共建筑，而缺乏相應的針對農村住宅建筑的強制性實施細則或規范。發展至今，我國部分大城市及中等城市節能工作均已普遍收獲得了相當顯著的階段性成果，但是節能改造方面的工作在大多數小城市和農村地區的進展相對緩慢，缺少強有力的技術措施規劃和法規政策等有關方面工作的支持

。

2 概念解析

2.1 夏熱冬冷地區

上海、江蘇、浙江、重慶、福建、江西、安徽等14 個省市是我國夏熱冬冷地區的典型代表，是指最熱月份的平均溫度滿足25℃至30℃之間，且最冷月份的平均溫度滿足0 至10℃之間；日平均溫度大于等于25℃的天數達到49 天到110 天，日平均溫度小于等于5℃的天數為0 到90 天的地區

。夏熱冬冷地區相較于其他氣候區而言具有特殊性，即該氣候區的建筑熱工性要求既要夏季防熱又要同時兼顧冬季保溫。

第22天患者出院，停用依諾肝素鈉，臨床藥師建議予以阿司匹林100mg po qd與氯吡咯雷75 mg po qd雙抗凝治療，臨床采納。

2.2 既有農宅

文章所研究的既有農宅是指我國農村地區常見的于二十世紀九十年代至二十世紀初自建的二層至三層農村住宅，功能使用上沒有明顯不便，但一般此類住宅的圍護結構在設計建造時沒有設置保溫層，導致保溫效果較差，室內舒適度不佳。

在我國夏熱冬冷地區，太陽能有良好的利用條件，因此在夏熱冬冷地區農村住宅節能改造中，太陽能的利用是必不可少的。太陽能的利用方式主要有兩種，分別是太陽能光熱利用和太陽能光電利用。太陽能光熱利用在農村住宅節能改造的應用形式主要有太陽能熱水系統和附加陽光間，而太陽能光電利用的形式主要是太陽能光伏板發電。具體如下：

3 既有農宅中不利于節能的問題

我國農村住宅存在的普遍問題主要為兩方面：一方面是建筑本身不能“節流”，主要集中在圍護結構上；另一方面是不能很好的“開源”，在提倡使用新型能源的環境下，農村居民使用清潔能源的幾率仍然較低。

垂體瘤:發生率約為25%,大多為泌乳素瘤,可伴或不伴生長激素分泌增多,其次為生長激素瘤、無功能瘤及ACTH瘤伴庫欣綜合征。垂體腺瘤可選擇手術切除,放射治療或藥物治療。①手術治療,處泌乳素瘤外,應首選手術治療,特別是瘤體較大的,造成前葉及周圍組織受壓者。②放射治療,對不宜或不愿手術者,對瘤體較小者,無垂體周圍組織受壓癥狀群者,可采用放射治療,亦可作為手術后的輔助治療。③藥物治療,泌乳素瘤可選擇溴隱亭治療;庫欣病可予賽庚啶;肢端肥大癥可行生長抑素治療;隊友內分泌功能減退者,應給與相應激素替代治療⑼。

3.1 圍護結構熱工性能差

我國夏熱冬冷地區農村住宅的外圍護結構在建造時缺少保溫隔熱措施，導致圍護結構的保溫隔熱能力較差，造成夏季熱傳遞快、室內悶熱的問題。當冬季的室內溫度不能滿足人體舒適度要求時就會增加采暖能耗，然而由于農村住宅的圍護結缺少相對應的保溫節能措施，往往會導致墻體內側出現潮濕霉變問題。除了保溫隔熱措施不夠之外，氣密性較差也是大多數農村住宅的通病。冬季冷風滲透嚴重是農村住宅外門窗氣密性差所導致的后果之一，因此農村住宅冬季采暖能耗會變高，采暖效果也大打折扣。

3.2 室外綠化遮陽少

與行業性質類似，并且處于領先地位的零售巨頭宜家相比，宜家以低物流成本運作完勝百安居。宜家的上海物流配送中心處于各大門店的中心位置，幾乎能夠覆蓋滿足附近多個門店的配送需求，且宜家采用了平板包裝、密集運輸、托盤運輸、自助組裝等運輸方式，降低了幾乎60%的運輸成本。由此可見，百安居的配送成本完全也是可以通過某些優化方式進行縮減的，相關的流程和模式必須進行重新的規劃和考量[10-11]。

3.3 能源利用率低

雖然國家大力提倡使用新型能源，并且已經有一些農村居民使用了太陽能光伏板，但就整個農村地區而言，新型能源的普及率仍然較低。我國夏熱冬冷地區太陽能輻射率相對較高，太陽能的使用效率也不錯，因此普及太陽能利用對農村住宅建筑節能改造是不可缺少的措施之一。除此之外，在建立沼氣系統時可以加大沼氣燃料的收集利用管理力度，例如利用當地的作物秸稈和生活垃圾為沼氣提供燃料，可以達到充分利用各種自然資源的目的。

4 夏熱冬冷地區既有農宅節能改造設計策略

4.1 室外環境的改善

室外環境會通過建筑的圍護結構和門窗洞口等影響建筑的室內環境。如室外綠化遮陽可以調節室外微氣候，改善農宅的室外熱環境。

考慮到Fe0-PRB技術在含鈾廢水處理方面的廣闊前景以及零價鐵本身存在的一些不足，很多學者開始研究在Fe0-PRB中再加入其它物質組成混合反應介質，以提高其處理含鈾廢水的效率.

首先，改善院落中水池面積過大的情況，在保留正常通行和室外活動區域的基礎上，擴大院落綠化區域面積，地面可種植一些花草灌木和四季蔬菜等。其次，可以在農宅的西面種植一些落葉喬木，夏季時可以向農宅提供一定的遮陽，防止太陽輻射加熱農宅的圍護結構，影響室內熱舒適；冬季時落葉喬木也不會對農宅造成過度遮陽影響冬季得熱。總之，合理的綠植布置不僅可以為居民生活娛樂提供場所，也能更好地改善室外的熱環境，使農宅節能效果事倍功半。

4.2 建筑圍護結構改造

4.2.1 墻體節能改造

建筑圍護結構中面積最大的一部分就是墻體，因此墻體在建筑能耗上也是影響最大的。因此，在夏熱冬冷地區農宅的節能改造過程中，墻體部位的節能改造占比是最大的。改變墻體構造和使用優質保溫節能材料是當前墻體改造的兩個主要關注點。在選擇農宅墻體節能改造措施時，要有合適的墻體保溫隔熱構造和保溫隔熱材料。目前墻體的保溫改造方法主要有四種：外墻外保溫法、外墻內保溫法、墻體夾芯保溫法和綜合保溫法。具體如下：

4）綜合保溫法。綜合保溫法是同時使用多種保溫方法復合而成。一般無特殊需要不采用綜合保溫法。

2）外墻內保溫法。外墻內保溫法與外墻外保溫法相反，將保溫層設置在外墻內側。但由于該種方法改造部位在墻體內側，相較于外墻外保溫法會在改造后減少建筑的使用面積，并且在改造中影響住戶的正常生活，給業主帶來不便。

適當的綠化有助于調節室外微氣候，而部分農宅的院落中缺少綠化遮陽，且農村院落的地面多為水泥地面，其蓄熱能力較強，使得部分農宅院落在夏季式時受到過分強烈的太陽輻射，導致院落中炎熱不舒適，繼而使院落中農宅夏季得熱高。

2）附加陽光間。農村居民習慣保持將堂屋門保持開敞的狀態，夏季時可以方便室內通風換氣，排除多余的室內熱量。但冬季時若同樣開啟門窗，無論節能改造措施如何完善也無濟于事。但如果在農宅前增加附加陽光間，即在住宅前增加一個溫室，那么居民保持門窗開啟的生活習慣對于能耗的影響會大大降低。

1）外墻外保溫法。在建筑外墻的外側鋪設保溫絕熱材料的做法即為外墻外保溫法。該種方法使保溫材料與基本墻體構成一種復合墻體，之后在復合墻體外層作抹灰或飾面為保護層。外墻外保溫法優點眾多，其施工成本較低、施工方便并且在改造過程中基本不影響業主的正常使用，同時還可以改造建筑外立面。

綜上考慮農宅的外墻節能改造宜采取外墻外保溫法。

4.2.2 屋頂節能改造

化學和生活情境相結合并不意味著化學本身只需要理論作指導.我們要看到其實踐性的本質，盡可能地發掘化學實驗和生活的結合之處，比如在焰色反應的化學實驗中，不同顏色的金屬會產生的顏色也不一樣.煙花就是其在生活中具體應用的一個例子.可以通過讓學生觀看煙花的視頻，分析化學其本身存在的化學原理，也可以根據煙花的顏色試分析煙花中存在的化學成分.讓學生理解化學是如何來源于生活卻又高于生活的，化學反應中可以應用這些化學原理，但是又不能完全應用，讓學生自己探索發現生活和課本中知識運用上的差距，從而讓學生對化學學習有一個更為深刻的領悟.

在傳統的民居屋頂圍護結構布局中，屋頂面積大約占到總房屋面積比例的20%～30%。因此，屋頂保溫的改造技術對我國農宅建設的墻體節能改造的意義重大。對建筑屋頂節能與設計要從屋頂構造施工方法和節能建材產品選擇這兩方面入手。

我國傳統農宅多采用為坡屋頂，坡屋頂可采用吊頂這種構造方式，屋頂和吊頂材料之間構成的空氣層能夠起到一定的隔熱降溫作用，以此提高坡屋頂的整體保溫效果。屋頂的保溫效果除了由屋頂構造影響之外，還取決于屋頂保溫材料的性能。

4.2.3 門窗節能改造

室外高溫無風是我國夏熱冬冷地區的普遍特點，外部空氣的熱量多從門窗流入，因此很多門窗方面的節能改造會將重點放在如何減少門窗的傳熱量及提高其密閉性能上

。通常在門窗節能改造上會有針對性地加強門窗戶的氣密性，改善窗戶的保溫性能。

1）更換外窗。農村住宅外窗大多采用鋁合金窗單層窗，其熱工性能遠超相關規范要求，在房間采暖時造成了大量的熱損失。使用中空玻璃替代單層玻璃可有效提升外窗的熱工性能，但僅更換玻璃需要對原鋁合金窗框進行處理以匹配型材，農村地區窗框結構和質量無法保證，該方案可實施性不強。因此可使用傳熱系數相對較小且造價相對較低的塑鋼中空窗，直接將原鋁合金外窗整體替換，直接更換節能外窗可有效降低采暖能耗。除了選擇熱工性能較好的外窗可降低熱損失，選擇合適的外窗形式也可減少采暖季室內的熱損失。外窗傳熱主要有傳導、對流及輻射三種形式，其中對流換熱的熱損失遠比其余兩種形式高。既有農宅多采用推拉窗，多數推拉窗無密封條，在關閉留有空隙易產生對流換熱，而平開窗一般具有密封壓條，關閉窗戶時幾乎無縫隙，難以形成對流換熱，因此選擇平開窗作為建筑外窗也可有效降低采暖季室內的熱損失。

上腹部手術對肺功能影響大，易導致肺部感染的發生。術前教會患者腹式呼吸、咳嗽排痰，可降低氣道阻力，能有效的減少感染機會，增加呼吸肌力，從而控制上腹部術后肺部感染的發生，最大限度地減少術后肺部感染，促進患者的早日康復。

1) 上海市改建道路大多涉及老路翻挖施工，而部分新建道路涉及建筑物破除等施工，建議在施工過程中對重點路段(特別是臨近居民區的路段)采用靜音切割工藝(見圖1a))代替傳統的鎬頭機破碎工藝。目前應用較多的是鉆石金剛鏈鋸切割工藝，該切割工具由液壓泵、傳動定位滑輪和帶有金剛石鋸齒的鋼繩組合而成，液壓電機通過傳動滑輪帶動鋼線圍繞被切割物體高速旋轉進行切割，具有施工噪聲低、振動小等優點。采用靜音切割方式之后可大幅降低施工過程中的噪聲影響，相比傳統的搞頭破碎工藝可降低噪聲影響約20 dB(A)。

2）增強門窗的氣密性。我國農村地區大部分住宅的門窗玻璃多為單層，單層玻璃窗的缺點表現為氣密性差、保溫效果不好，因此會導致室內熱能損失比較大。所以為了改變農村住宅門窗氣密性差的問題，可以在經濟條件允許的情況下優先選用雙層玻璃窗，門可以使用厚玻璃棉板或厚巖棉板材料。

3）增設保溫窗簾。除了更換門窗及加強門窗氣密性之外，在外窗內測增加窗簾也是提升外窗熱工性能的有效措施之一。目前市面上已有了集保溫、遮陽、隔聲隔熱等功能于一體的新型窗簾，將填充了保溫材料的窗簾懸掛于外窗內側能夠有效增加外窗熱阻，還可將熱量反射回室內，有效減少采暖能耗，改善室內熱環境。

4.3 可再生能源的利用

4.3.1 太陽能的應用

由于區域建隧道洞身穿越的巖層主要為海沖積黏土地層，其底板多位于礫質黏性土地層上，因此在施工時，為了防止隧道開挖時拱頂坍塌，應在掌子面未開挖前，用風鉆鉆扣在隧道的拱部周圍打入φ42、長3.5m的超前小導管，在導管內進行注漿以此來加固地層。

1）太陽能熱水系統。太陽能熱水系統是太陽能光熱利用的最普遍形式，其系統的安裝價格相對于其他太陽能利用系統來說價格便宜，并且其工作效率高，運行系統也簡單，基本能夠滿足農村家庭全年的生活熱水需求。

3）墻體夾芯保溫法。墻體夾芯保溫法是把保溫材料放在內側與外側墻體中間，保溫層外側墻常采用半磚墻或其他板材結構來進行處理，保溫層內側為承重構件，從而形成夾芯墻體。

附加陽光間就是在住宅向陽的一面加建一個玻璃或其他透明材質的小房間，陽光間會由于溫室效應使室內溫度變高。冬季時，陽光房會提高室內房間的熱舒適度，并且可以成為室內外空間的緩沖地帶，減少建筑的熱量損失。一般情況下陽光間的后墻面會留有門窗洞口，這是為了方便控制調節陽光房內外的熱量交換。為了加強農宅本身的蓄熱能力，可以利用陽光房后的農宅外墻，例如加氣混凝土、石材、土坯等蓄熱能力強的材料來儲存熱量。

3）太陽能光伏發電。發電太陽能光伏發電也是目前用于供能的常見形式，主要是為了減少農宅本身的照明用電負荷，其原理是通過光伏板將太陽能轉換成電能，然后將產生的電直接利用或者將其與供電網連接。目前太陽能光伏發電主要分為三種形式，分別是分布式光伏發電、獨立光伏發電、并網光伏發電，其中因便于依建筑空間安裝的分布式光伏常用于農村地區。

4.3.2 沼氣池的應用

沼氣是農村地區可以大量投入使用的一種可再生能源，在農村地區沼氣的取材十分容易，例如可以是農作物的廢棄秸稈、家禽家畜或者居民的糞便。在經濟方面，修建沼氣池的費用也比較低，如要滿足一個家庭約一年的照明及炊事的需求僅需修建一個大小約2 立方米的沼氣池即可解決。修建沼氣池的好處不僅在于為生活供能，更可以起到美化農村環境解決部分垃圾的處理問題，同時沼氣池產生的殘渣可以用于農作物的肥料來使用。

5 總結

總的來說目前農村住宅的節能現狀不太理想，但這正說明既有農宅還有很大的潛力進行節能改造。文章根據夏熱冬冷地區的氣候特點，將農宅圍護結構的節能改造部位細致分為幾個方面，綜合得到適合夏熱冬冷地區既有農宅節能改造的多種措施。此外，文章提到可以利用例如太陽能、沼氣等可再生能源的方式為住宅進行“開源”，共同幫助農村居民改善生活品質。

3、稿件請按《腐植酸》雜志征稿格式撰寫，電子文本要求用word格式錄入。投稿時請注明“會議征文”字樣。 電子文本請發至：chaia@126.com。紙質文本請寄至：北京市西城區六鋪炕街1號，中國腐植酸工業協會收；郵編：100120。

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