綠色農房氣候適應性和周邊環境營建關鍵技術研究與應用

李博群（北新建材集團有限公司，北京 100048）

綠色農房是指安全實用、節能減廢、經濟美觀、健康舒適的新型農村住宅。綠色建材是指在生產、使用全過程內可減少對天然資源消耗、減輕對生態環境影響，并具有“節能、減排、安全、便利和可循環”特征的建材產品。隨著城鎮化、農業現代化的推進，我國農房建設逐年增加，但普遍存在建筑質量差、缺乏設計、不方便和不舒適等問題，亟待解決。同時，農房實際使用年限短、翻建更新頻繁、能耗大能效低，浪費能源資源、破壞環境。推進綠色農房建設，有利于提高農房建筑質量，改善農房舒適性和安全性，強化農房節能減排；有利于延長農房使用壽命，幫助農民減支增收，提升農村宜居性，加快美麗鄉村建設；有利于帶動綠色建材下鄉，促進區域大氣污染防治、產業結構調整和經濟轉型升級。

1 傳統農村建筑與綠色農房對比

我國農村現有人口約7.37億，占全國總人口的56%。農村居住面積約為2300萬hm2，占全國居住總面積的60%。其中農村建筑能耗占全國建筑總能耗的37%。據清華大學的調查結果顯示，2006—2008年我國北方地區農村平均建筑能耗為27.4kg/（m2·a），南方地區為12.1kg/（m2·a）。由于北方地區農村能源消耗中供暖能耗偏高，所以北方地區農村每年每平米建筑能耗為南方地區的2倍以上[1]。

綠色農房的氣候適應性是建筑節能設計需要妥善解決的重要問題。然而，只有充分了解當地氣候特點，才能有的放矢地采取相應的措施，利用有利的氣候條件和周邊環境來建造高質量低能耗的建筑。通過對當地環境的調研及考核，選取富有當地特色的鄉土建材，例如秸稈、竹材等，有效降低房屋建造成本。在農房營建竣工后，對其進行系統的節能性能檢測及評價，保證綠色農房的“節能、減排、安全、便利和可循環”要求。

由于房屋所處的氣候地區不同，綠色房屋的設計及施工會呈現不同的技術特點，可采用包括保溫、隔熱體系及節能門窗、采暖、通風及空調調節系統、雨水收集系統及污水處理系統、外遮陽、自然采光在內的被動式房屋技術。因此，結合房屋周圍所屬環境，建造適合當地氣候的綠色農房，要根據不同的技術特點，制定不同的技術方案。

此外，盡管綠色農房通過建造技術及周圍自然條件能夠節約絕大部分能源消耗，但仍然需要太陽能光伏技術、光熱技術、生物質能—秸稈造粒技術等提供能源來保證房屋的舒適度。

根據全國氣候地區特點，在每個氣候地區選取代表性區域進行研究，分別是：嚴寒地區—黑龍江、寒冷地區—北京、夏熱冬冷地區—江蘇和四川、溫和地區—云南、夏熱冬暖地區—海南。

建設綠色農房，可以減少每年大量建筑能耗、廢舊秸稈燃燒污染，以以上研究的六個示范區域為例，在區域范圍內可減少934.3萬噸CO2的排放。綠色農房的營建使房屋更加符合環境友好、材料友好、舒適度高的居住標準，從而降低了由于采暖、制冷負荷等帶來一些社會問題，符合可持續發展的戰略。

不同氣候地區建造綠色農房可達到的節能效果如表1所示。

2 綠色農房氣候適應性和周邊環境營建關鍵技術

表1 不同氣候地區建造綠色農房的節能效果

1）綠色農房建造中關于熱橋的解決方案

由于被動式綠色農房的保溫、隔熱突出問題是熱橋效應，傳熱系數不同的建筑材料復合，極易產生結構熱橋及材料熱橋等問題。因此，設計出合理的綠色農房體系，來均衡利用房屋周邊現有的建筑材料及當地傳統的建筑特點，并有機利用被動式房屋的技術特點來解決出現的熱橋效應，是本項目的主要技術難點。

2）綠色農房技術經濟分析

在綠色農房的規劃、設計或施工過程中，綜合當地環境因素、氣候因素及現有建筑材料因素等方面，從多種可以相互替代而又相互排斥的方案中，篩選出一個最優方案付諸實施。

3）根據不同氣候地區外圍護設計方案

圍護結構的構造設計應考慮在采暖期間和制冷期間的防潮、防腐、防熱輻射需求，圍護結構中保溫材料因內部冷凝受潮而增加的重量濕度允許符合規定的一定增量，圍護結構內應根據當地環境在適當位置設置隔汽層及通氣層。

不同氣候地區綠色農房的圍護結構K值設計[W/（㎡·K）]見表 2。

4）綠色農房生產生活功能布局與庭院經濟和諧發展

庭院經濟用地不局限于庭院之中，農民房前屋后、村莊周邊的空隙地都可以利用。在實際操作中，各地要因地制宜，依資源條件和自身能力而定，選擇低成本適宜農戶經濟收入和地方特色的庭院營建方法，選擇開發適合不同氣候區域的庭院經濟運營模式，是提高綠色農房生產生活功能及庭院經濟的難點所在。

5）通風、采暖及空氣調節系統

表2 不同氣候地區，外圍護結構K值設計方案[W/（㎡·K）]

不同氣候地區，通風設計不同，黑龍江、北京需要長時間采暖，通風需求較低；江蘇、四川利用熱量回收、短時間采暖以及自然通風可保證農房舒適度要求；云南、海南不需要采暖，對通風設計有較高要求，達到夏季有良好通風而阻礙冬季寒風。

6）可再生能源利用的高效利用和地材的選擇及利用方法

由于綠色農房體系生產、使用全過程內可減少對天然資源消耗、減輕對生態環境影響，并具有“節能、減排、安全、便利和可循環”的特征，因此對當地可再生能源的高效利用及現有材料的選擇和利用至關重要。

7）建筑設計風格要保留其地域、民族特點

一個民族的民俗習慣是社會歷史的產物，只要存在著不同民族的差別，反應民族特點和民族形式的風俗習慣就會存在下去。因為風俗習慣反應一個民族的共同心理特征，有些風俗習慣常常表現在本民族的共同生活方式上，在建筑中的色彩選擇及造型方面尤為突出。

3 結 語

綠色農房實現了在滿足庭院趣味、休閑、娛樂功能的同時，也突出了主體建筑物的生產及生活功能。同時，農戶以庭院和四周非承包隙地為基礎和開發利用對象，從事種植業、養殖業、加工業等方面的經營，實現農民足不出戶，也能創造出可觀的經濟效益。

由于綠色農房具有優秀的氣候適應性和周邊環境營建技術，極大提高了房屋舒適度水平，改變目前粗放的施工方式；同時，由于綠色農房大量采用被動式建筑技術及可再生能源，將大力帶動相關產業發展。

[1]陳永.我國農村建筑能耗現狀與節能任務分析.北京.現代農業科技，2011.