隨著國家節能規範的實施和推廣,夏熱冬冷地區城市民用建築特別是居住建築的節能設計迅速全面開展,節能工作取得了很大成績。從最初的紙張節能逐步推廣和落實到每壹個具體項目。從開發商、設計院、施工單位到監理單位、質檢監督部門都非常重視節能工作。然而,在這壹地區壹半以上的廣大農村,節能標準的執行和推廣卻陷入了尷尬的境地。究其原因:①由於建築節能政策在農村尚未普及,部分農民對建築節能沒有概念,自己建房時仍沿用老壹輩的傳統模式,沒有創新;2即使有些農民聽說過這個概念,但因為擔心成本問題,自己建房時也會放棄;(3)村民壹般會請當地的施工隊來建房。這些施工隊伍由於自身的限制,普遍缺乏節能施工技術。這些都是農村節能工作面臨的最現實的問題。因此,迫切需要在農村地區積極推廣建築節能的理念,總結出壹套切實可行的農村住宅節能技術。1夏熱冬冷地區農村住宅現狀隨著經濟條件的不斷改善,農村居民也在不斷改善居住條件,農村住宅產生了兩種形式。壹種是保留原居地的傳統,居民自己建房,滿足生產生活需要;還有居民集中居住區,是新農村建設的產物。農民被聚集在壹起,政府將建立壹個安置社區,集中生活和管理。在這兩種方式中,除了政府建設的安置小區節能配套設施外,居民自建房簡單沿用傳統建築做法,沒有節能概念。該地區單體建築的墻體結構壹般采用240mm普通粘土磚墻,屋頂壹般采用坡屋頂或主人房屋頂。屋面結構簡單,坡屋面由現澆屋面板、掛瓦、防水卷材、機制平瓦組成。它是在現澆屋面板上掛瓦條,鋪設防水卷材和機制平瓦而成。上人屋頂就是找壹個防水膜和渣的坡層,然後在上面做壹個剛性層。窗戶壹般是推拉鋁合金窗,單玻璃。整個圍護結構夏天不重視保溫,冬天沒有保溫措施。壹般墻體、屋頂、窗戶的傳熱系數只能達到1.96 W/(m2-K)、1.66 W/(m2-K)、6.6 W/(m-2K),與江蘇省的保溫結構要求相差甚遠。而且農村住宅只追求大面積和高樓層,戶型設計有很多不合理的地方,造成了很大的浪費。現階段,許多村民購買空調、電暖器等設備來調節室內溫度,以提高生活質量,提高居住舒適度。因此,盡管村民在能源上的支出增加,但室內熱環境的改善極其有限,能源浪費嚴重[1]。2村鎮節能技術適用技術從我國開始在全國範圍內大力推廣,至今已近10年。這壹時期,夏熱冬冷地區壹方面借鑒北方寒冷地區成熟的保溫做法;壹方面,我們繼續研究和開發適合本地區氣候特點的節能技術。通過不斷發展,節能結構越來越完善,節能產品更新換代。在眾多的保溫產品中,因地制宜地選擇適合農村推廣的結構和材料尤為重要。2.1規劃和建築設計農村住宅的規劃和用地壹般受宅基地限制,布局和朝向調整空間不大,但相對合理。房前屋後可種植適合當地氣候條件的經濟作物或樹木花草,減少周圍的硬地面。通過改善建築周邊環境來改善室內小氣候。單體建築的設計應遵循以下三個原則:(1)不追求立面進退的花哨關系,盡量降低建築的體型系數;(2)控制每個房間的窗戶面積,不要盲目追求房間的亮度,擴大窗戶面積。窗戶面積與房間能耗成正比,減少窗戶面積是降低建築能耗最簡單的方法之壹。(3)嚴格控制房間高度。作為家庭接待區,底層可以適當加高,但仍以3.5 m以下為宜,臥室高度控制在2.9 m以下,比較經濟合理。2.2圍護結構2.2.1墻體節能技術根據農民的經濟能力和現有施工隊伍的技術水平,建議在農村住宅墻體節能設計中采用自保溫墻體結合的外墻保溫技術代替傳統的磚墻,並輔以局部冷橋的外保溫。自保溫墻體材料在夏熱冬冷地區有壹定的發展歷史。江蘇省在這方面有比較成熟的技術,因地制宜生產了多種自保溫墻體材料。2008年,江蘇省建設廳也出臺了蘇建科[2008]206號文件,大力加強節能建築墻體自保溫的推廣應用。自保溫墻體材料有兩種,壹種是單層自保溫墻體,即采用壹種熱工性能良好的墻體材料作為基礎墻體,不需要做額外的保溫處理就能滿足節能建築設計標準中的熱工指標要求。如加氣混凝土砌塊、輕骨料混凝土砌塊、河湖淤泥燒結磚等。另壹種是夾心保溫砌塊,是在混凝土空心砌塊的孔洞中填充導熱系數低的高效保溫材料而得到的砌塊,如填充膨脹板的煤矸石砌塊、填充膨脹珍珠巖的混凝土砌塊、復合混凝土空心砌塊等。筆者使用的壹種夾芯保溫砌塊產品是填充煤矸石塊的膨脹板。煤矸石多孔磚(規格240 mm-240 mm-115 mm)導熱系數為0.54,50 mm膨脹聚苯板導熱系數為0.21。若采用雙層抹灰墻體,墻體傳熱系數K≤0.75 W/(m-2K),可滿足夏熱冬冷地區三層及以下居住建築外墻熱工性能要求。三樓及以下是村鎮自建房通常使用的樓層。DGJ32/J71—2008《江蘇省居住建築熱環境與節能設計標準》於2008年3月1日發布實施,其中墻體傳熱熱阻分為≥6層、4 ~ 5層和≤3層,住宅層數越低,對墻體熱阻的要求越高。對於≤3層的住宅,當d > 2.5時,墻體熱阻應≥1.00)。對於自保溫墻體,冷橋的處理比較困難。采用外墻保溫技術,用自保溫墻體代替傳統的磚墻,輔以對局部冷橋的外保溫,可以很好地解決這個問題。保溫結構設計中,主體墻體采用自保溫砌塊砌築,梁、板、柱采用外保溫。砌築砌體時,在冷橋處留保溫層厚度,即梁、板、柱外保溫完成後,外輪廓線與砌體平齊,然後同時做裝飾層。這樣可以有效的阻斷冷橋[2]。這種施工方法在筆者接觸到的實際工程操作中也是非常可行的。壹般采用20 ~ 30 mm聚苯顆粒保溫砂漿粉找平即可滿足冷橋的設計要求。註:傳熱系數為兩側抹灰20 mm水泥砂漿砌築的計算值。水泥砂漿的導熱系數為0.93 W/(m-2K),幹容重為1.800kg/m3。自保溫墻體有專用砌築砂漿。普通砌築砂漿導熱系數高,用於砌築自保溫墻體時容易在灰縫處形成大量冷橋,降低自保溫墻體的保溫效果。因此,必須使用匹配的導熱系數低的專用砂漿。自保溫墻體必須采取有效的防水措施和防裂措施。墻體與不同材料(如梁、板、柱)的連接處及門窗洞口的四角應用加強網加強。采取以上措施,可有效預防建築質量通病。2.2.2窗戶節能窗戶節能主要從減少滲透、傳熱和太陽輻射三個方面進行。減少滲透可以減少室內外冷熱空氣的直接交換而增加設備負荷,可以通過使用密封材料增加窗戶的氣密性;減少傳熱是為了防止室內外溫差引起的傳熱。建築物的窗戶由鑲嵌材料(玻璃)、窗框和扇型材組成。通過采用節能窗框(如塑料窗框、隔熱鋁框),提高窗戶整體傳熱系數,減少傳熱。為了減少太陽輻射,可以通過選擇不同種類的玻璃(Low-E單銀玻璃和Low-E雙銀玻璃)來降低玻璃的遮陽系數[3]。根據農村經濟實力,性能最好的鋁框壹般不會用,因為價格高。由於耐久性差,塑鋼窗雖然價格不高,但使用並不廣泛。鋁合金窗因其性價比高,深受農民歡迎,在農村廣泛使用。對於窗戶玻璃,農村還停留在使用單層白玻璃。對於隔熱性能優異的中空玻璃,要努力在農村推廣,改變村民觀念,逐步接受新事物和新產品。壹方面,減少太陽輻射可以通過選擇遮陽系數高的窗玻璃來實現;另壹方面,農村地區更可行的方法是在東、南、西三個方向的窗戶上增加外遮陽。在建築外窗獲得的熱量中,占窗戶面積80%的玻璃獲得的熱量是室內空調冷負荷的主要組成部分。加上外遮陽,把大部分太陽輻射擋在外面,夏天可以減少玻璃得熱量50%以上。通過建築能耗計算,如果室內只掛淺色布窗簾,太陽輻射消耗的空調負荷至少是外遮陽後的1倍。這是因為太陽能進入了室內。測試面上,使用外遮陽後,夏季太陽的輻射熱不會直接從窗戶進入室內。有四臺空調的房間,用不到兩臺空調就能達到同樣的舒適度,制冷時間越長,節能效益越顯著。因此,提高窗戶的遮陽性能可以大大降低空調負荷,尤其是運行負荷,室內溫度幅值小,溫度場分布均勻。
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