夏熱冬冷地區新農村建筑節能研究

劉澤剛

（麗水職業技術學院 浙江麗水 323000）

十九次報告指出，應實施農村振興戰略。要按照興旺產業、宜居生態、文明農村、有效治理和富裕生活的要求，堅持農業農村優先發展。中國的“十三五計劃”提出，要堅持綠色發展的理念，加快建設資源節約型、環境友好型社會。夏熱冬冷地區富域遼闊，經濟發展水平、地形地貌特征、社會風俗差異大，對于農村住宅建筑節能技術的改善必須滿足適宜性原則。針對夏熱冬冷地區農村住宅建筑節能技術，從規劃設計技術、構造技術、材料技術三個方面對其中部分節能技術提出適宜性措施。

1 規劃設計措施節能

1.1 住宅選址

生態建筑的選址極其重要，優秀的選址能夠達到事半功倍的效果。建筑選址要著重考慮整體環境，利用自然環境，從而創造出良好的居住環境。由于中國夏熱冬冷地區跨度大，選址應充分結合當地降水、日照等條件。首先，建筑物應在冬季有充足的陽光，夏季應盡量避免陽光過多的照射。考慮到日照情況，南向是最佳位置。由于夏季氣溫偏高，生態建筑的選址應盡可能接近綠化植物較多的地方，以便在綠色植物的幫助下減少日照。在建筑選址中，生態建筑應盡量避免對原有生態環境的破壞，維護物種多樣性。

山地建筑選址時，建筑背山向陽，坐北朝南建筑布局利用河流湖泊、山谷獲得水陸風、山谷風；利用相鄰建筑形成遮陽；利用建筑之間形成的弄堂窄巷空間組織建筑通風。坡地布局中，由于山體坡度、坡向和海拔高度不同，山坡在不同方向上的日照時間和強度變化很大。南坡有最長的日照時間，夏納的南風，冬季的北風，暖冬和涼爽的夏季，最好的氣候條件，是建筑的理想場所，而東南和西南坡的日照時間相對較長，氣候條件次之，是較好的建筑選址。東坡、西坡分別通常只有上午和下午半天日照，相對較短，氣候條件相對較差，可以根據當地情況安排，北坡和東北坡和西北坡的日照時間最短，冬季北坡甚至沒有陽光，夏熱冬暖，寒冬風，一般來說，一般不宜布置建筑。

1.2 住宅平面布局

合理的建筑布局形式是創造適宜的建筑微氣候環境的基礎，對建筑單體的節能起到事半功倍的效果。在選擇布局方法時，應充分考慮不同氣候帶的氣候環境。如松散的建筑布局有利于濕熱氣候的通風和降溫，但不利于遮陽、熱壓和拔出，適當的、密實的布局有利于寒冷和寒冷的天氣，又有利于濕熱氣候的建筑遮擋夏季烈日，產生熱壓通風。建筑群體布局形式根據建筑平面圍合形態的不同可以分為周邊式布局、行列式布局以及綜合式布局。根據圍護結構的程度，外圍布置可分為全封閉和半封閉半封閉外圍布置。半封閉式布置更有利于建筑物的通風，建筑朝向的選擇更為自由，但內部環境容易受到外界干擾，不易形成獨立的小氣候。夏熱冬冷氣候的營造不僅要注意夏季的遮陽和通風，還要保證冬季的日照和保溫。因此，建筑的布局適宜于松散與封閉之間。坡地建筑結合地形特點采用行列式布局往往會起到很好的建筑群體通風效果，例如將建筑群體布置在南向迎風坡上，利用坡地的高差，減少前排建筑對后排的遮擋，形成有利的通風局面，同時由于山丘的北高南低的整體格局易于滿足日照需要，夏季形成良好的通風（圖1），冬季可以阻擋寒冷的北風，不僅提高了建筑容積率，而且使建筑獲得了更好的景觀視野，并與坡度形式相協調，延續了天際線的坡度，從而展現了獨特的自然與建筑交融的坡度景觀。

圖1

1.3 改善建筑風環境

建筑風環境是營造人體生理舒適性的主要因素，而且與建筑節能直接相關，因此成為可持續發展的“綠色建筑”的重要主題。建筑群布局如何適應當地的氣流條件，以及采暖節能與制冷節能對風環境的完全不同的要求，都對建筑風環境設計提出了更高要求。夏熱冬冷氣候區域建筑規劃布局需要考慮冬季防風和夏季自然通風設計。這種相反的通風設計需要仔細審視冬夏兩季的主導風向，必須根據具體地形情況，在仔細研究當地風玫瑰圖的基礎上，優化平面布局與組合，加強對風的各種控制來改善建筑風環境。行列式及自由式布局是住區規劃中兩種典型模式。對于行列式建筑群來說，夏向的角度宜控制在0～60°之間，并兼顧朝向與地形，盡量與正南向夾角保持在30°范圍內，可獲得適宜的風環境，見圖2。自由布置使得室外風向和建筑在不同的時間有不同的角度，避免了居住區外部微氣候環境的不均勻性。自由布局減少了建筑正壓區迎風面的面積，減小了背風方向的負壓面積，減緩了負壓區氣流的阻塞。穩定風場使居住區的風環境更加順暢。

圖2

因此，在夏熱冬冷地區的風環境控制策略中，南部建筑需要保持一定的開放性，建筑物的長度不宜過長，風口應留設，以形成橫風。在冬季防風策略中，應盡量關閉北向，北坡最高，北側最長。建筑中，南側布置了低、小尺寸的建筑，采用前后錯位、傾斜、前短、前后密集、喇叭口等技術措施，以組織夏季自然通風和冬季風。

2 夏熱冬冷地區農村住宅適宜性節能改善措施

2.1 設計技術改善措施

（1）二層生活陽臺大部分都是開敞式的，可以整體加裝窗戶形成簡易太陽能暖房，夏季打開窗戶不影響建筑的通風，冬季閉合窗戶形成簡易太陽能暖房，提升冬季保溫性能，同時在窗戶的選擇上有經濟條件的可以選擇斷橋鋁合金窗框、中空玻璃等節能材料。

（2）利用樓梯間頂窗（門）的開口在夏季產生類似天井的熱壓通風效應。

（3）建筑的后院加建一面擋風墻體，夏季更利于加強風壓通風，使穿堂風效果更明顯，同時冬季可以阻擋冷風，種植樹木也可以取得類似的效果。

2.2 結構技術改善措施

（1）墻體實心黏土磚空斗墻的熱工性能較差，可以在空斗墻的腔體內填充干聚苯顆粒或者膠粉聚苯顆粒，其價格低廉、做法簡單，能大幅提高墻體的熱工性能。

（2）住宅南面和西面的大面積遮陽可以種植落葉喬木或者落葉果樹，或者種植落葉性攀爬植物，如葡萄藤，在滿足夏季遮陽的前提下還能獲得一定的經濟效益。

（3）坡屋頂閣樓需要可啟閉式的通風口，形成通風樓閣，在夏天打開通風，而在冬天閉合可提高保溫性能；架空屋面的熱工性能不如通風閣樓，可以在雙層樓板中間加設一層鋁板，這樣可以形成雙層通風屋面，同時通風口做成可啟閉式，夏季隔熱性能大幅提升，同時冬季保溫性能優異。

（4）農村蓄水屋面的做法基本都是隨著自然雨水的多少而變化，沒有主動地控制蓄水深度，在合理利用水資源、減少屋面固定負荷的前提下，蓄水磚蓄水深度為8cm時，蓄水磚屋面的隔熱保溫效果達到最優，可以在此基礎上做屋面排水。

（5）住宅架空部分可以采用現代住宅底層架空策略，設置可啟閉式通風口，在滿足春季防潮的情況下也兼顧冬季保溫性能。

2.3 材料技術改善措施

（1）利用當地材料，如南方地區盛產的毛竹，在外墻加建通風墻，節能原理同前文墻面網紗遮陽。

（2）夏熱冬冷地區盛產水稻，利用稻草以機械壓力捆扎制成草磚作為墻體保溫材料，保溫性能甚為優越。

（3）傳統生土磚具有良好的熱工性能（主要因為體塊大），但是材料不夠堅固。在生土中加入少量水泥和秸稈等穩定劑，可以改善土砌塊的材料性能，同時在墻頂建一圈混凝土圈梁把墻體勒住，來加強地震中房屋的橫向穩定性，從而滿足現代住房維護結構材料性能要求。

3 結論

夏熱冬冷地區面積較廣。建筑節能設計需要遵循區域氣候和自然地理條件，在特定的地域范圍和地形特征中選擇合理的氣候因子定位，選擇合理的布局模式以適應氣候的影響。并結合氣候和自然地形特殊點，優化建筑群空間環境；采用自然通風原理，通過建筑空間組合調節風向和風速，促進建筑物內外的空氣交換。結合現代建筑節能技術的成果以經濟、簡捷的手段對農村住宅進行適宜性優化改善，以便更容易為村民接受，從而更加順利地得到推廣使用，改善夏熱冬冷地區農村住宅的熱工性能，達到舒適建筑環境的目的。