既有農村房屋節能改造適宜技術研究

管大偉,陳雪松,劉紀艷,劉曉龍,花邦杰,段緒勝

山東農業大學 水利土木工程學院,山東 泰安 271018

既有農村房屋節能改造適宜技術研究

管大偉,陳雪松,劉紀艷,劉曉龍,花邦杰,段緒勝*

山東農業大學 水利土木工程學院,山東 泰安 271018

為了提高農村既有房屋的舒適度，增強農村房屋的節能保溫效果，本文根據農村既有房屋的特點，分別從外圍護結構等各個方面提出既適應農村房屋節能又較為經濟便利的改造措施。

節能;改造措施;農村房屋

一直以來，農村房屋在建設過程中由于技術條件的落后、認識觀念上的不足和施工手段的限制，農民在建房時大多選用原始的建材和落后的技術手段。房屋外墻、門窗和屋面等仍采用常規做法，房屋外圍護結構保溫性能較差，致使采暖能耗浪費嚴重。對于量大面廣的既有住宅來說，已經失去在建造階段實施節能措施的途徑。同時，對已經建成的房屋進行大規模的節能改造，牽涉面太大，費用高，也不太現實。目前適合非節能住宅改造的途徑在裝修環節，裝修時通過采取一系列特殊的節能技術措施，改善房屋的保溫、隔熱效果。由于我國是能耗大國，建筑能耗約占社會總能耗的30%，隨著農村經濟的持續發展，農民的生活水平也在不斷提高，農村生活能耗占國家建筑總能耗的比重越來越大，因此研究推廣切實可行的既有農村房屋節能改造措施，是目前農村建設的重點和主要方向。本文通過在對農村房屋研究的基礎上結合農村的自然條件，探究農村一些房屋應采取的有效節能改造措施。

1 農村房屋節能改造設計

經研究分析，農村房屋圍護結構是節能的最主要部分，其中墻體和門窗傳熱的比例占整個圍護結構傳熱比例最大，屋頂次之。而想推廣農村房屋的節能改造，發展低能耗的生態住宅，就必須對墻體、門窗、屋頂的各種熱工性能指標使用更高標準的節能技術改造措施，使用性能更加優越的節能建筑材料[1-5]。

1.1 墻體

在建筑的圍護結構中，建筑外墻所占的面積最大，是冬季散失熱量和夏季室內得熱的豐要渠道。通過外墻散失的熱量占到整個圍護結構總能耗的25%～28%，其材料的選取和結構性能對整個空間熱環境有很大的影響。

墻體保溫措施根據保溫層位置的不同可以分為三種：內保溫、外保溫和夾心保溫。對于已經建成的農村房屋來說，墻體夾心保溫明顯不適合。對于傳統建筑(尤其是紀念性標志性建筑)來說，為保證其外表觀賞性往往采用墻體內保溫改造措施。通過墻體的內保溫改造措施，來改善墻體的保溫和隔熱性能。而對于其他民用型房屋建筑為減少耗能可采取外保溫改造措施。外保溫改造措施不減少使用面積，既能節約能源又可節約裝修成本，并且可自由更改外觀，居住舒適。墻體保溫構造圖如圖1所示。

圖1 墻體保溫構造圖Fig.1 Wall insulation structure diagram

在農村地區，可以充分利用當地豐富的植物秸稈、鋸末、谷殼等材料，制成農村特有的墻體保溫層，這種材料無論是國外還是國內，都是最為簡易，最為經濟的。但是需要注意的是一定要關注材料的防腐，在農作物保溫材料暴曬以后，加入防腐劑、防蟲劑。利用植物秸稈生產的草板也是很好的墻體保溫材料，植物秸稈的導熱系數極低，在內外墻附加50 mm的草板就能起到很好的保溫效果[6-9]。

1.2 門窗

門窗是整個建筑物的重要組成部分，通過門窗來實現整個房屋的通風和采光，但是門窗又是建筑節能最薄弱的環節。門窗的耗能量約占整個外圍護結構總能耗的30%，是建筑能耗散失的最嚴重部位。門窗的保溫性能較差，傳熱系數是墻體的數倍，所以外窗的節能改造是建筑節能的一個重要環節。我國農村地區的房屋門窗大部分是單層塑鋼門窗、鋁合金門窗、木門窗，且較簡陋，有些農民在冬季加貼一層塑料薄膜，來改善保溫效果，但整體的保溫效果卻很差。還有在廣大農村地區部分門窗的氣密性較差，冷風滲透強烈，也是造成門窗能耗過大的重要因素。減少門窗的耗能改造措施有以下幾種方法：

1.2.1 改善門的構造 屋內門應當采用防撞條構造，一方面可以減少關門撞擊的噪聲，另一方面也可提高其密封性能，降低熱量散失，起到很好的保溫效果。

1.2.2 增加窗戶層數 居民可以采用雙層玻璃或者單框雙層玻璃。玻璃之間的距離至少應該保證在10 mm左右，但是如果將距離提高到20 mm，那么窗的保溫性能將大大提高。在玻璃的選擇上，農民可以根據自身的經濟情況選擇。

1.2.3 選擇保溫玻璃 農村地區大部分農民采用的還是最普通的白玻璃，但是有一定經濟基礎的家庭可以選擇更換保溫節能效果更好的玻璃比如：鍍膜玻璃、LOW-E玻璃等。

1.2.4 使用保溫窗簾 保溫窗簾是指用具有熱反射功能的材料制成的窗簾，主要功能材料為鋁箔、鋁箔膠布等。在冬季白天，打開窗簾可以接受陽光得熱，到晚上，關上窗簾，室內的熱量輻射可以被窗簾反射回來，從而起到保溫的作用。內遮陽施工方便，外遮陽施工工序復雜，但是從效果來說，外遮陽要遠遠勝于內遮陽，因而裝修時可以考慮一些外遮陽設施。

1.2.5 更換老舊門窗 農村地區的窗框多采用單層木質窗框，部分窗框已經變形和老化，新建房屋大多采用鋁合金窗框。從保溫性能來看，木質窗框的保溫隔熱性能要優于鋁合金窗框，同時價格更加便宜，但是木料的耐久性較差，可以通過對木質窗框進行防腐和防水處理，然后可以應用在農村地區使用。

1.2.6 增強窗的氣密性 經查閱文獻，平開窗氣密性要優于推拉窗氣密性，在北方農村地區，冬季居民會用膠帶、漿糊和紙來黏結窗戶之間的漏縫，這種簡單的措施就能減少75%的漏風。而窗縫的冷風滲透損失的熱量可占到整個窗熱損失的一半。增強門窗的氣密性是加強門窗保溫性能的最為簡單和有效辦法，很多居民可以通過自己動手進行施工。如泡沫塑料條、礦棉粘條、玻璃絲粘條等[10-14]。

1.3 屋頂

目前，農村住宅屋面耗熱量約占整個圍護結構總能耗的15%。結合農村實際情況和本著施工簡單、維修方便的原則，為了有效地降低屋頂的傳熱系數，對于簡單的坡屋頂來說，可采取吊頂內置保溫材料的的方式。而對于平屋頂和復雜的坡屋頂，可以在屋頂樓面板的下部設置保溫性能較好的保溫材料作為保溫層，然后進行吊頂封裝。這種處理方式構造簡單，造價低廉，不需要采用特殊的施工措施，只要在樓板下放置保溫材料即可，有利于檢查和更換保溫材料。而保溫材料的選擇可以為聚苯板、加氣混凝土塊、膨脹珍珠巖、礦棉、爐渣等保溫性能較好的材料，也可以選擇農村常見的農作物秸稈。吊頂保溫構造圖如圖2所示。

1.4 封閉房屋前廈

現如今大部分農村房屋都有前廈，可對前廈進行鋁合金門窗封閉形成日光室，加強了外圍護結構的保溫效果。包廈構造圖如圖3所示。日光間寬度可適當拓寬，但不應低于80 cm，這樣在不影響通風的條件下很好的利用了太陽的能源，通過外面的日光室調節使得屋內具有冬暖夏涼的效果，這也是降低能耗的最顯著措施[15]。

圖2 坡屋頂吊頂保溫層構造圖Fig.2 Structural diagram of pitched roof ceiling insulation

圖3 包廈構造圖Fig.3 Structural drawing of rural package building

2 結語

隨著農村經濟水平的提高和農村房屋耗能的快速增長，在農村地區利用精裝修手段來進行節能改造改善既有住宅的耗能，是一個全新的方向，已經成為農村建設的重點和趨勢。我們應該從實際出發，改變農村住宅不合理結構布置，在繼承當地農民的優良傳統時要有所改進，因地制宜，節約能源，為農民創造一個健康、舒適、節能的新農村居住環境。

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Study on Appropriate Technology for Energy Saving Reconstruction of Existing Rural House

GUAN Da-wei,CHEN Xue-song,LIU Ji-yan,LIU Xiao-long,HUA Bang-jie,DUAN Xu-sheng*
College of Water Conservancy and Civil Engineering/Shandong Agricultural University,Tai’an271018,China

In order to improve the comfort level of existing houses in the countryside,strengthen the rural housing insulation energy-saving effect,according to the characteristics of the existing rural houses,this paper puts forward the reform measures for energy saving and economic convenience from many aspects.

Energy saving;reform measures;rural housing

TU201.5

A

1000-2324(2017)05-0763-03

2016-03-02

2016-03-18

“十二五”國家科技支撐計劃課題:低成本村鎮基礎設施與環境建設技術研究與示范(2014BAL04B05)

管大偉(1990),男,碩士研究生,研究方向:工程結構與新材料.E-mail:1395974623@qq.com

*通訊作者:Author for correspondence.E-mail:tumudxs@126.com