重慶中海拔農(nóng)宅被動式適宜改造技術(shù)研究

高玉環(huán)，宋傳峰，彭 力

(1.重慶建筑工程職業(yè)學院，重慶 400072；2.重慶渝浩建筑設(shè)計研究院有限公司，重慶 400050；3.重慶大學，重慶 400044)

1 引言

2021年中央一號文件《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面推進鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見》提出全面推進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，提升農(nóng)房舒適性是鄉(xiāng)村建設(shè)的重要內(nèi)涵[1]。自“十二五”以來，伴隨著新農(nóng)村建設(shè)、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)等行動及各類科研探索與技術(shù)應(yīng)用，圍繞重慶地區(qū)農(nóng)宅改善熱環(huán)境的被動式技術(shù)[2，3]、節(jié)能[4]、通風[5]、熱評價研究[6]、室內(nèi)濕環(huán)境[7]相關(guān)提升技術(shù)已取得系列成果，但研究精細度無法支撐鄉(xiāng)村建設(shè)的全局推進。其一，研究案例類型不全，研發(fā)技術(shù)集中在歷史文化名村名鎮(zhèn)、傳統(tǒng)場鎮(zhèn)、示范集約村[8]，在量大面廣的自建農(nóng)宅中無法推廣；其二，措施主要基于熱工分區(qū)氣象差異提出，用氣象站數(shù)據(jù)代表整片熱工區(qū)域進行計算，研究的技術(shù)針對性不強，難以落地實施。

《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》中，重慶地區(qū)熱工計算選取重慶主城、奉節(jié)、梁平、酉陽[9]4個氣象站數(shù)據(jù)，站點均屬低海拔地區(qū)。根據(jù)2017年發(fā)布的《重慶市第一次地理國情普查公報》[10]和《第一次全國地理國情普查公報》，重慶中海拔區(qū)占總面積(8.24萬km2)的23.37%，占比高于全國平均水平18.13%，大量人文要素亦分布在中海拔區(qū)域[11]。同氣候區(qū)內(nèi)，隨著海拔升高，最冷月平均溫度降低，采暖度日數(shù)(HDD18)需提高，故中海拔地區(qū)熱工設(shè)計，需進一步補充實地調(diào)研為依據(jù)。本文以重慶市中海拔農(nóng)宅江津區(qū)柏林鎮(zhèn)東勝村為例，結(jié)合實地調(diào)研，深入分析了該地提升農(nóng)宅熱舒適的建設(shè)基礎(chǔ)，為類似農(nóng)宅提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與改造方向參考。

2 研究區(qū)概況

2.1 地區(qū)概況

東勝村位于重慶南部邊陲，距重慶主城區(qū)140 km，東鄰貴州習水縣，南接四面山，是重慶到貴州的門戶，年平均氣溫13.7 ℃，暑期平均氣溫23.3 ℃，年降雨量1522.3 mm，年均日照1200 h，年均輻射能量62～86.5 kCal/cm，具有冬干、春旱、夏伏旱、秋綿雨的氣候特點[12]。

據(jù)《2020年重慶市江津區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展公報》，2020年東勝村所在江津區(qū)年全體居民人均可支配收入35650元，城鎮(zhèn)常住居民人均可支配收入41699元，農(nóng)村常住居民人均可支配收入21698元[13]。

2.2 建筑現(xiàn)狀

村落農(nóng)宅根據(jù)建造年代可分四類，存量與層數(shù)、結(jié)構(gòu)形式、建筑元素與用材均存在明顯差異，建筑現(xiàn)狀具體特征如表1。

3 居住體驗與改造意愿調(diào)研現(xiàn)狀

調(diào)研范圍為東勝村59戶農(nóng)宅，共完成面談35人次，收回有效問卷26份，自持住戶14戶，占比為53.85%，承租戶12戶，占比46.15%，建筑底層臨街營業(yè)，上層自住或開設(shè)經(jīng)濟型賓館，底層業(yè)態(tài)有餐館、鞋店、酒坊、小賣部等，建造年代在20世紀前半葉的2戶，20世紀后半葉的2戶，2000～2010年建造10戶，2010～2020年建造12戶，2000年后房屋占比84.62%。

表1 東勝村現(xiàn)存建筑特征概覽

3.1 熱舒適體驗現(xiàn)狀

針對住戶冬季和夏季的熱舒適體驗感覺，及環(huán)境調(diào)節(jié)方式展開了調(diào)研，統(tǒng)計結(jié)果如圖1。

圖1 熱舒適性體驗及調(diào)節(jié)方式

63%的住戶反饋冬季過冷，60%的住戶選擇電烤爐取暖，15%選擇空調(diào)。54%的住戶安裝空調(diào)，其中39%的住戶選擇不開啟，其一因農(nóng)宅空間尺度偏大，保溫性與密封性一般，空調(diào)取暖存在滯后，擔心耗電量故不開啟；其次人員流動不頻繁，白天使用電烤爐升溫快且熱量集中，契合村民圍坐取暖需求，晚上通過衣服與被褥保溫，均不需使用空調(diào)調(diào)節(jié)整屋溫度。

73%的住戶反饋夏季涼爽，27%的住戶反饋氣候溫和，無住戶反饋夏季過熱。夏季室溫調(diào)節(jié)方式單一，65%的住戶自然通風，35%使用風扇，無住戶開啟空調(diào)。反饋結(jié)果與夏熱冬冷氣候區(qū)常規(guī)熱舒適體驗迥異，這是由于海拔提升與高森林覆蓋率綜合作用的結(jié)果，驗證了用典型氣象站數(shù)據(jù)指導整個熱工分區(qū)計算存在局限，需重點考察海拔影響。

3.2 燃料使用及耗電現(xiàn)狀

住戶主要用能需求為炊煮、洗漱、照明、取暖、降溫。照明主要用電能，取暖與降溫方式參考上文。根據(jù)反饋，燃氣與電能為主力燃料，69%的住戶兩者結(jié)合使用(18%的住戶搭配農(nóng)作物秸稈與樹枝樹葉，9%的住戶搭配使用蜂窩煤，18%的住戶搭配使用太陽能熱水器，該類住戶以經(jīng)營賓館為主)，12.5%的住戶僅使用燃氣(自住住戶)，12.5%的住戶僅使用電能(租戶，業(yè)態(tài)為非餐館)，7%的住戶僅使用農(nóng)作物秸稈與樹枝樹葉(獨居戶或兩人伴居的老年人)，無住戶使用沼氣。住戶兩月用能費用區(qū)間如圖2所示。

3.3 改造意愿及偏好

60%的住戶有提升舒適度意愿，合計45%的住戶接受5000元以內(nèi)的改造，78%的住戶接受10000元以內(nèi)的改造。此外，農(nóng)宅廣泛存在屋頂漏水、室內(nèi)采光較差等問題，改造部位偏好的先后排序為屋頂、窗戶、墻體、內(nèi)裝修、裝水地暖(圖3)。在具體的改造中，村民對拆建墻體較抗拒，傾向保留現(xiàn)有空間格局。

圖2 住戶兩月用能費用區(qū)間

圖3 舒適度提升改造意向及偏好

4 被動式適宜技術(shù)分析

綜合調(diào)研結(jié)果分析適宜技術(shù)，第一，需結(jié)合冬季過冷、屋頂漏水問題，加強屋頂防水與保溫；第二，結(jié)合室內(nèi)采光較差，住戶注重內(nèi)部裝修，在不大拆大建基礎(chǔ)上提升垂直圍護結(jié)構(gòu)保溫性能；第三，充分考慮各戶承受能力與戶間經(jīng)濟差異，提出適宜村民自主零散改造的輕量低技綜合方案。改造方案見表2。

表2 改造措施一覽

考慮該時期民居屋頂均存在平屋面，宜先在局部涂刷高分子防水涂料或敷設(shè)防水卷材，達到防水補漏目的，再附加輕小型裝配式保溫構(gòu)件，構(gòu)建采用組裝方式安裝，方便個體施工，村民可根據(jù)自宅情況和經(jīng)濟能力靈活決定改造面積，屋面小型裝配式蓄水構(gòu)建圖如圖4所示[14]。

圖4 屋面小型裝配式蓄水結(jié)構(gòu)

屋面小型裝配式綠化構(gòu)建圖示如圖5所示[15]。墻體內(nèi)部涂刷白色涂料提高房間采光均好性，增設(shè)保溫涂層。考慮各層存在不同承租戶，需提高樓板熱阻減少戶間熱量損失，結(jié)合內(nèi)裝修提升，樓板增設(shè)地磚。為減少門窗熱傳遞，在不拆改門窗框的情況下，住戶可自主將窗玻璃分期局部更換，自行購買低成本縫隙密封條提高氣密性，按照該村典型農(nóng)宅估算成本，改造方案滿足調(diào)研反饋的成本控制要求。

圖5 屋面小型裝配式綠化結(jié)構(gòu)

5 結(jié)論

(1)海拔提升導致年均溫度降低，夏熱冬冷氣候區(qū)中海拔區(qū)域(1000～3500 m)[11]農(nóng)宅熱舒適體驗偏向冬季寒冷夏季溫和，與《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》中該熱工區(qū)的設(shè)計原則“必須滿足夏季防熱要求，適當兼顧冬季保溫”[9]存在偏差，設(shè)計原則應(yīng)與寒冷地區(qū)“應(yīng)滿足冬季保溫要求，部分地區(qū)兼顧夏季防熱”[9]趨同。

(2)根據(jù)調(diào)研結(jié)果，約70%村民能接受1萬元以內(nèi)的改造方案，結(jié)合江津區(qū)農(nóng)村收入水平，類似村鎮(zhèn)可按不超過該地農(nóng)村平均年收入的50%控制改造方案成本。

(3)改造方案應(yīng)遵循“解決剛需、低技、不大拆大建”原則。屋頂防水層使用年限較短，防水層老化導致漏水是農(nóng)宅通病，屋頂應(yīng)為改造重點，可結(jié)合局部防水和保溫做增強處理。改造施工方式應(yīng)便于農(nóng)戶可自主分期改造，不宜影響村民正常生活，宜采用小型裝配式構(gòu)件。