農(nóng)村建筑節(jié)能方案的研究

吳廣來

【摘要】節(jié)能是目前全世界的一個(gè)熱門話題，本文以農(nóng)村建筑為對象，探討節(jié)能的一些方案，如改變建筑材料，沼氣的新使用等等，以圖在這個(gè)較新的領(lǐng)域給出一些自己的看法，以在同行中拋磚引玉。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能建筑；保溫建材；太陽能沼氣

1. 建筑節(jié)能的背景

（1）節(jié)能建筑是探討以滿足建筑熱環(huán)境和保護(hù)人居環(huán)境為目的，通過建筑設(shè)計(jì)手段及改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，充分利用非常規(guī)能源，使建筑達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)用研究科學(xué)。隨著經(jīng)濟(jì)生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對居住質(zhì)量（建筑功能合理，建筑設(shè)備齊全，室內(nèi)外環(huán)境條件舒適等）越來越重視，要求建筑師在進(jìn)行建筑藝術(shù)創(chuàng)作的同時(shí)，更應(yīng)創(chuàng)造良好的人居環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。目前，建筑節(jié)能成為世界建筑界共同關(guān)注的課題，并由此形成關(guān)于“建筑節(jié)能”定義的爭論，一般來講，其概念又三個(gè)幾本層次：最初僅強(qiáng)調(diào)“節(jié)能”，即為了達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)可以犧牲部分熱舒適的要求；后來強(qiáng)調(diào)“在建筑中保持能源”，即減少建筑中能量的散失；目前較普遍的稱為“提高建筑中能源利用效率”，即積極主動(dòng)的高效用能。我國建筑界對此節(jié)能概念又較一致的看法，即在建筑中合理的使用和有效地利用能源，不斷提高能源的利用效率。

（2）近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國家對環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源、改善居住條件等問題愈加重視，法制逐步健全，相應(yīng)制定了多項(xiàng)技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的頒布實(shí)施，對于改善環(huán)境、節(jié)約能源、提高投資的經(jīng)濟(jì)和社會效益，起到了重要作用。

（3）近年來，我國平均每年新建采暖居住建筑約1億m2。如果這些采暖居住建筑都按新建筑標(biāo)準(zhǔn)建造，節(jié)能率50%，則每年可節(jié)約采暖用煤150萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可減少二氧化硫排放量12.7萬噸、煙塵6550噸、灰渣217萬噸?？梢姡菩行碌慕ㄖ?biāo)準(zhǔn)，推廣節(jié)能建筑的概念，對于可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)，環(huán)境保護(hù)以及居住質(zhì)量的提高具有極為重要的作用。

（4）就目前而言，針對城市建筑結(jié)構(gòu)的調(diào)整已引起了社會的廣泛關(guān)注。由于我國城市化進(jìn)程的步伐在加快，社會的能源的供應(yīng)面臨潛在危險(xiǎn)，城市建設(shè)毀壞了自然資源，帶來了污染及噪音，垃圾包圍城市在一些地方已到達(dá)難以容忍的程度。這些問題都在迫使人們開始正視那些曾經(jīng)被忽視的問題。然而，僅僅這樣丟失了羊才想到補(bǔ)牢的舉措是不夠的，為了防止農(nóng)村的發(fā)展也遇到這樣的問題，及早進(jìn)行以農(nóng)村建筑為對象的建筑節(jié)能方案設(shè)計(jì)就顯得很有必要。

（5）廣泛的來講，實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能，大體有兩大途徑：改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能和非常規(guī)能源的利用。

2. 建筑節(jié)能的實(shí)現(xiàn)途徑

2.1 改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱物性。主要的突破點(diǎn)是建筑的技術(shù)設(shè)計(jì)。

（1）通過建筑設(shè)計(jì)手段，根據(jù)地方氣候特點(diǎn)及房間使用性質(zhì)等對墻體、屋面、門窗進(jìn)行具體化設(shè)計(jì)。例如保溫層的設(shè)置，實(shí)體材料保溫隔熱屋面，雙層玻璃窗等等。

（2）這種方法由于對建筑細(xì)節(jié)要求比較高，設(shè)計(jì)成本較大，目前在城市建筑或某些特殊建筑的設(shè)計(jì)中見得比較多。

（3）另外可以采用新的節(jié)能建材。有一則消息，目前已有一種新的承重保溫砌塊能使建筑節(jié)能達(dá)到50%以上。“采用承重保溫砌塊的房屋，較之傳統(tǒng)建筑節(jié)能50%以上；這種砌塊的制作原料30%為粉煤灰，株洲華銀火電公司每年由此減少排放粉煤灰2.5萬噸?！保ㄖ曛蘧W(wǎng)）。相信隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與成熟，這類材料會在將來的民用建筑中得到采用與推廣。

2.2 非常規(guī)能源的利用。 這里的非常規(guī)能源指的主要是太陽能，風(fēng)能以及沼氣能等。

2.2.1 對于農(nóng)村而言，沼氣是一種最為有利用價(jià)值的能源，從而也是農(nóng)村建筑節(jié)能的關(guān)鍵所在。沼氣，顧名思義就是沼澤里的氣體。人們經(jīng)常看到，在沼澤地、污水溝或糞池里，有氣泡冒出來，如果我們劃著火柴，可把它點(diǎn)燃，這就是自然界天然發(fā)生的沼氣。沼氣，是各種有機(jī)物質(zhì)，在隔絕空氣（還原條件），并必適宜的溫度、濕度下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。在我國的廣大農(nóng)村，沼氣技術(shù)已相當(dāng)成熟，廣大用戶已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。相對于常規(guī)的應(yīng)用而言，目前有人提出了太陽能沼氣的思想，講兩種能源聯(lián)合起來，實(shí)現(xiàn)更大意義上的節(jié)能。

2.2.2 太陽能沼氣。這是指利用最新的生物能恒溫干式發(fā)酵技術(shù)，借助太陽能集熱器來吸收太陽光，在把太陽光轉(zhuǎn)換為熱能，此裝置適用與罐體沼氣池并且需要做好密封處理，通過沼氣罐內(nèi)置的PVC導(dǎo)熱管和池內(nèi)的空氣形成一個(gè)熱氣循環(huán)，以次來提高罐內(nèi)的發(fā)酵溫度；以此保證沼氣罐可以一年四季可以正常產(chǎn)氣！

2.2.3 這種新型沼氣再生資源干式發(fā)酵具有七大成功優(yōu)點(diǎn)：

（1）干發(fā)酵技術(shù) 改變了傳統(tǒng)的地下池水壓式溫發(fā)酵，只能靠增加池的體積來提高產(chǎn)氣量。

（2）生物過濾膜生產(chǎn)快速高效發(fā)酵技術(shù)，在這一點(diǎn)我們借鑒了大型工業(yè)沼氣工程中的厭氧生物過濾膜生產(chǎn)方式。

（3）高溫高效啟動(dòng)技術(shù)，傳統(tǒng)的沼氣池由于埋在地下，靠地溫產(chǎn)生的熱能，因而造成夏季產(chǎn)氣用不完，冬季產(chǎn)氣不夠用的現(xiàn)象。而我們的干發(fā)酵技術(shù)一年四季產(chǎn)氣平衡，使用正常罐內(nèi)溫度平均比地下池高出15度左右，自然產(chǎn)氣就高。

（4）自動(dòng)穩(wěn)壓低壓安全儲氣技術(shù)，傳統(tǒng)的沼氣池由于設(shè)計(jì)上的原因，在夏季溫度高時(shí)易漲壞池子，而我們的儲氣囊是分離裝置，并具有自動(dòng)排氣功能，使用十分安全。

（5）去除二氧化硫技術(shù)可以極大的提高甲烷純度，使熱值增高（約8000大卡/立方米，純甲烷8625～9500大卡），完全與液化氣效果一樣。

（6）防結(jié)殼技術(shù)，傳統(tǒng)沼氣池必須靠人工攪拌防止料液結(jié)殼，而在此由于厭氧罐體的巧妙設(shè)計(jì)，不再讓人費(fèi)心。

（7）精密配方技術(shù)，這是一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)革新，沼氣快速高效產(chǎn)氣與配方有關(guān)。

2.2.4 不過，目前而言我國太陽能沼氣池建設(shè)技術(shù)尚不成熟，離在農(nóng)村的推廣使用可能還會有很長一段距離。

3. 總結(jié)

（1）總而言之，在能源危機(jī)愈演愈烈，節(jié)能已逐漸成為人民共識的今天，在農(nóng)村進(jìn)行節(jié)能建筑的宣傳和實(shí)踐是很有必要，很有實(shí)際意義的。

（2）以上所提出的僅僅是我從事建筑過程中的一些感悟及閱讀專業(yè)書的一些淺顯的見解，所涉及的內(nèi)容可能有許多遺漏甚至錯(cuò)誤的地方，希望各位專家和同行不吝賜教。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫寶樑. 簡明建筑節(jié)能技術(shù).北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[2] 姜麗榮. 建筑概論.北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[3] 北京土木建筑協(xié)會. 新農(nóng)村建設(shè)建筑節(jié)能技術(shù). 北京： 中國電力出版社.