基于生態建筑理念推進常德生態宜居鄉村建設的對策研究

彭 鵬 臧麗花 李苗苗

常德職業技術學院（415000）

2018 年中央一號文件指出，“鄉村振興， 生態宜居是關鍵。”近年來，常德地區加快推進生態宜居鄉村建設，截至去年3 月，常德市美麗鄉村共達到108 個，其中省級 29 個，市級 79 個。 在推進生態宜居鄉村建設過程中應加強基礎設施方面的建設，其不僅是保障區域內農村居民生產、 生活的必備條件， 也是建造生態宜居鄉村的重要決定性因素，對鄉村生活整體面貌的改善及居民生活品質的提高有著重要意義。鄉村基礎設施建設一直是鄉村建設中的短板，如污水處理設施，投資較大，但常因收水較少導致設施長期間停滯， 運行效率往往很低，處理效果也不盡人意。還有一些鄉村基礎設施規劃不合理，不適合在鄉村建設中推廣，實際運行起來存在困難與障礙。 在走訪調研中發現，曾被一度評為新農村建設示范村的村莊里，有大量廢棄的垃圾收納箱，無人管理清潔；干枯的水處理系統廢棄多年，長滿了雜草等。因此要加快推進生態宜居美麗鄉村建設，就要深入分析生態宜居鄉村建設與發展的現實困境。

常德地區很多鄉村建筑臨路而建，忽略了朝向問題（如圖1 所示）。且外圍護結構不具備較好的傳熱能力，朝西方向的窗無外遮陽，窗墻比較大。導致該建筑的室內熱工環境很差， 空調能耗相對較高。要避免上述問題，就要從建造初期對房屋進行能耗分析。傳統的鄉村規劃和設計項目沒有足夠全面的數據支持，使鄉村建筑在使用過程中生態宜居方面出現了一些問題，增加了后期改造的成本。因此，在設計階段可引入BIM 技術。

BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型）， 核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數字化技術，為模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。從建筑的設計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結，各參與人員可以基于BIM 進行協同工作，有效提高工作效率、節省資源、降低成本、以實現可持續發展。 BIM 技術作為綜合的數據信息化模型結構，其特點之一是模擬性，設計上可以進行節能模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等。 通過建立建筑信息模型、氣候信息模型、地理信息模型，再將三者數據導入BIM 綜合分析軟件，分別計算可視化程度、能源分析、空氣流動區域等，然后進行綠色建筑評估，采用降低建筑能耗的設計方案。

圖1 某新農村民居

常德地區屬于中向北亞熱帶濕潤季風氣候過渡的地帶。 夏季酷熱，冬季嚴寒。 因此，建筑朝向的的選擇要力求在冬季室內獲得足夠陽光， 而夏季則盡量避免陽光西曬入內。 為改善房屋的熱工特性，屋頂及外墻可采用保溫材料保溫隔熱（如圖2 所示），提高圍護結構的保溫隔熱能力。 此外也可以采用蓄水隔熱、植被隔熱、反射隔熱等方式。

圖2 屋頂及墻體保溫構造

隨著人們對房間的采光要求越來越高，窗戶與墻體面積比在不斷提高。 常德地區很多鄉村建筑采用鋁合金門窗框（如圖3 所示）。 雖然窗框面積僅占整窗面積的25%～30%， 但是通過窗框傳遞的熱量占整個窗戶的50%以上，大量熱量通過窗框進行傳遞，而鋁合金門窗框型材傳熱性能極佳，室內溫度受室外溫度的影響極大。 為減少熱傳導，可以采用隔熱斷橋型材來制造門窗邊框，以提高門窗的隔熱效果，也可在窗框之間設置隔熱穿條用以提高隔熱性能。 在日照強烈的窗戶位置，可以設置外遮陽百葉窗或卷簾等。 當前使用較多的是內遮陽方式，遮陽設備和窗戶之間的空氣容易受到溫室效應的影響而造成室溫高居不下。 而外遮陽具有自然的節能功效， 外遮陽百葉窗不但可將戶外的日照隔絕，并且能夠抑制室內的空氣上升，可節省約45%的空調耗能。

圖3 鋁合金門窗

將以上不同方案在BIM 綜合分析軟件中計算得出的數據進行比較，進行方案優化，以提升整個設計的合理性和科學性，真正做到因地制宜，讓建筑融入了周邊環境。

從生態技術的角度出發，采用新型建筑材料和科技手段對鄉村建設達到生態宜居有極大的促進作用。 鄉村住房容積面積相對來說比較低，無法像城市一樣采用排水網管，因此采取適當的污水凈化技術，是解決農村廢水排放的主要手段。 如生態型旱廁、非水沖式智能馬桶等排水器具，是借助微生物技術使糞便分解，實現無公害化處理，之后再將糞肥全部還給農田。 對于花卉、雜草等農業廢棄物（如圖4 所示），可以進行循環利用，通過發酵和脫水， 成為無臭無味的生物營養土或生物活性有機肥，進入物料間或直接施入農田，可以增加土壤有機質、減少化肥農藥使用量、提高土壤活性等。

圖4 農業廢棄物

圖5 太陽能路燈

在新能源技術中，太陽能的應用已經十分廣泛。太陽能路燈無需鋪設線纜（如圖5 所示），節省了大量的人力和能源，且具有穩定性好、節能環保、經濟實用等優點。 除了太陽能路燈，光伏瓦片也是比較新型的節能建材， 即把光伏組件嵌入支撐結構，使太陽能板和建筑材料結為一體， 直接應用于屋頂，和普通屋面瓦一樣安裝在屋面結構上。 這種瓦片接受陽光的炙烤同時把陽光變成電能，且具有反射隔熱的功能。 此外還有太陽能屋面，太陽能熱水器等新能源設備，都能為提高鄉村宜居起到促進作用。

在這些基礎設施投入使用后，還需要通過BIM技術進行運維管理。由于BIM 技術貫穿于工程項目的全壽命周期，通過整合建筑項目生成的各類信息為項目的所有參與者提供一個共享式信息平臺。 對鄉村建筑及基礎設施建立專門管理檔案后，在運行階段通過平臺對建筑設備能耗進行監測、分析和管理，對運行期的能耗要點進行控制，及時偵測到用能異常的樓棟，分析導致建筑能耗較大的各方面原因，為村民提供用能建議，使超低能耗房運行在正常用能范圍內，也為住戶降低超低能耗房使用成本。通過平臺還可以實現智能燈光系統，對燈光進行智能控制與管理，從而達到智能照明的節能、環保、舒適、方便的功能。 真正實現節能的目的。 在維護階段，由于建立了BIM 技術可視化三維模型，所有數據和信息可以從模型中獲取和調用，充分了解設備的運行狀況，出現故障及時處理，保證各項基礎設施穩定運行。

將生態建筑理念用于生態宜居鄉村建設，需要根據村莊的自然生態環境，結合常德地區的經濟文化和自然特色，因村制宜，運用生態學、建筑技術科學的基本原理和現代科學技術手段等，合理安排并組織農村居民生產、生活的鄉村基礎設施，包括農村污水、垃圾、廁所、道路、路燈等村內生活類基礎設施之間的關系，使之與自然生態形成良性的有機循環體系，以獲得一種高效、低耗、無廢、無污、生態平衡的鄉村生態宜居環境，打造自然美、特色美、和諧美的美麗鄉村，實現生態可持續性，以順利推進常德生態宜居鄉村建設。