農(nóng)村住宅節(jié)能現(xiàn)狀及低碳路徑分析

盛敏佳，李富榮，蔣順嶺，支正東，胡艷麗

（鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224051）

0 前言

近年來，我國高度重視農(nóng)村發(fā)展，積極推進美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，農(nóng)村康居工程建設(shè)如火如荼，極大改善了農(nóng)村住房條件。然而，我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村人口眾多，仍有很多地區(qū)的農(nóng)村住宅建設(shè)于上世紀八九十年代。由于農(nóng)村經(jīng)濟條件、生活習(xí)慣、思想觀念等因素的限制，農(nóng)村住宅基本沿襲傳統(tǒng)的自建模式，缺乏建筑節(jié)能方面的技術(shù)指導(dǎo)與應(yīng)用。

現(xiàn)階段，國內(nèi)已有眾多學(xué)者對東北地區(qū)、魯中地區(qū)、關(guān)中地區(qū)等地區(qū)農(nóng)村住宅進行了系統(tǒng)的調(diào)查分析，并提出相應(yīng)的節(jié)能改造策略[1-2]。江蘇鹽城位于我國東部沿海中部，北部屬于寒冷地區(qū)，南部屬于夏熱冬冷地區(qū)，氣候環(huán)境獨特，農(nóng)村住宅具有江淮區(qū)域和沿海環(huán)境相融合的代表性。基于此，本文通過對鹽城市海口村、孔西村、王臺村等23個村落，1000多戶家庭采取問卷調(diào)查、入戶訪談、現(xiàn)場勘測等方式，明晰了該地區(qū)農(nóng)村住宅的功能布局，詳細了解了該地區(qū)現(xiàn)有農(nóng)村住宅的墻體、屋面、門窗、地面等節(jié)能構(gòu)造現(xiàn)狀，分析了其中存在的節(jié)能問題，并從綠色低碳角度探析了該地區(qū)農(nóng)村住宅的節(jié)能改造措施及阻力，為我國農(nóng)村居住人居環(huán)境建設(shè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 區(qū)域概況

1.1 環(huán)境概況

鹽城市地處我國東部沿海地區(qū)，江蘇省北部偏東地區(qū)，北緯 30。34'-34。28'、東經(jīng) 119。27'-120。54'，全市地勢平坦，河渠縱橫。鹽城市季風(fēng)氣候明顯，冬季盛行偏北風(fēng)且多寒冷天氣；夏季盛行偏南風(fēng)且多炎熱天氣，空氣溫暖濕潤，雨水豐沛[3]。該地區(qū)具有豐富的風(fēng)能資源，取之不盡，因其氣候、地理環(huán)境等因素影響，形成了具有江淮沿海特色的農(nóng)村住宅形態(tài)。

1.2 建設(shè)概況

經(jīng)調(diào)查，鹽城市農(nóng)村住宅中住房宅基地長度一般在14～20m范圍內(nèi)，寬度在10～13m。除住宅主屋外，一般用輔房作為廚房或儲藏室，兩者多成線型或L型垂直排布。主屋朝向遵循背風(fēng)向陽的原則，此外有少部分住宅建有圍墻將宅基地圍合，在南側(cè)圍墻上開出空口作為大門；輔房朝向不一，東、南、西方向都有建造。村民的經(jīng)濟來源以外出務(wù)工和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主，村中常住人口多為六十歲以上老人。

2 功能布局

建國以來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，鹽城市由南至北，鄉(xiāng)村農(nóng)房經(jīng)歷了“土坯墻房-單層瓦房-外廊樓房-獨棟樓房”的更替過程（圖1）。根據(jù)當時家庭經(jīng)濟條件及人口數(shù)量，單層瓦房通常是兩室一廳，或三室一廳。以住宅中部作為堂屋，具有生活、會客、儲存等多種功能，要求寬敞、明亮；堂屋兩側(cè)為臥室，兩邊左右對稱，或是將某側(cè)一分為二形成“三室一廳”，部分房屋建有進深為1～1.8m的小閣樓用于堆放物品，同時起到了保溫隔熱作用。隨著九十年代二層小樓的興起，部分村名開始推翻一層平房改建樓房。樓房一層在原有瓦房的基礎(chǔ)上增加了衛(wèi)生間和樓道口，二樓格局和一樓大同小異。由于農(nóng)村常住人口較少，二樓一般用于堆放物品或處于閑置狀態(tài)，形成了資源和能耗的浪費。

圖1 房屋建造變遷

3 節(jié)能現(xiàn)狀分析

圍護結(jié)構(gòu)作為建筑最主要的組成部分,是影響建筑節(jié)能、室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的重要影響因素之一[4-5]。農(nóng)村住宅圍護結(jié)構(gòu)主要包括住宅的外墻、屋頂、門、窗和地面，即建筑物的外圍護部分，其中墻體和門窗的傳熱比例占整個圍護結(jié)構(gòu)傳熱比例最大，其次是屋頂。因此，采用合理的圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計，發(fā)展低碳節(jié)能生態(tài)住宅，使用性能更加優(yōu)越的建筑材料都是刻不容緩的。這里主要調(diào)研了該地區(qū)農(nóng)村住宅的墻體、屋頂、門窗、地面等圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能現(xiàn)狀。

3.1 墻體

鹽城農(nóng)村住宅的墻體類型主要為磚砌體結(jié)構(gòu)，如圖2所示。上世紀八十年代開始已有將240實心黏土磚作為建筑材料的，砂漿將磚膠結(jié)在一起筑成墻體或砌塊，內(nèi)粉刷為水泥砂漿，外墻無修飾為清水墻面；九十年代之后在磚墻的基礎(chǔ)上以水泥抹面作為外墻，再混合砂漿打底刷大白漿，后期建造房屋墻體結(jié)構(gòu)形式并無變化；進入21世紀后，多在主墻面貼瓷磚作為裝飾，圖3位該地區(qū)不同時期的外墻。

圖2 墻體構(gòu)造

圖3 墻體外觀圖

目前，因240實心黏土磚嚴重浪費能源和土地資源且缺少很好的保溫隔熱效果[6]，已很少使用。此外由于缺乏專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)，墻體構(gòu)造幾乎不存在保溫隔熱措施，房屋結(jié)構(gòu)趨于單一化。

3.2 屋頂

住宅屋頂直接受陽光照射和雨水沖刷，是建筑頂層房間和外界進行能量交換的主要通道。農(nóng)村住宅屋頂有坡屋頂和平屋頂兩種類型（圖4），以坡屋頂為主。坡屋面最上層由瓦片拼縫搭接，有很好的防水作用，下面由草泥、木望板、椽子組成，也常用塑料膜防水和秸稈保溫材料，再用檁條作為承重結(jié)構(gòu)，部分住宅設(shè)置吊頂。平屋頂多用預(yù)制鋼筋和混凝土空心板，外加草泥和平瓦等構(gòu)成。

圖4 屋頂構(gòu)造

3.3 門窗

門窗作為建筑物內(nèi)部空間與外部相互連通的部分，具有進出、采光和通風(fēng)的作用。農(nóng)村住宅早期使用木門，目前仍有使用，但木門易變形，有明顯的漏風(fēng)縫隙，存在耐久性差、易腐蝕等問題。隨著經(jīng)濟條件的改善，鋁合金門、不銹鋼門、鐵門也逐漸得到使用，這些門強度高、耐久且密封，圖5分別為該地區(qū)使用的木門和鋁合金門。

圖5 門外觀

同樣，該地區(qū)住宅早期使用的窗戶也為木質(zhì)材料，后來出現(xiàn)了鋁合金窗、鋼窗等（圖6），玻璃層數(shù)為單層，熱工性能較差；在2010年后的新建農(nóng)村房屋中開始采用雙層玻璃和塑鋼窗。雙層玻璃具有較好的保溫和隔音性能，而塑鋼材料具有剛度好、保溫性能好、氣密性強等特點，非常適用于易潮濕的沿海地區(qū)。

圖6 窗外觀

3.4 地面

鹽城農(nóng)村住宅地面早期以土質(zhì)地面和磚鋪地面為主，目前主要有水泥地面和水磨石地面兩種（圖7），其中，將下層素土夯實，鋪上石子再鋪3-5cm的水泥即為水泥地面；在水泥地面的基礎(chǔ)上鋪2-3m厚水磨石，即為水磨石地面。

圖7 地面類型

鹽城地處長江中下游地區(qū)，農(nóng)村住宅長期面臨潮濕的問題，梅雨季節(jié)前后尤為嚴重，因此，該地區(qū)有些農(nóng)村住宅在水泥砂漿上鋪塑料膜后進行抹面，用這種簡易措施防止地面返潮（圖8）。

圖8 地面防返潮簡易構(gòu)造

4 低碳路徑分析

4.1 節(jié)能改造策略

4.1.1 墻體

為改善農(nóng)村住宅墻體的保溫隔熱效果，墻體材料可選用多孔磚、空心磚，此外，還可采用墻體外保溫措施[7]，如，可選用聚苯乙烯泡沫板作為保溫隔熱層材料，聚合物抗裂砂漿、耐堿玻纖網(wǎng)格布增強作為防護層，最后以涂料飾面（圖9），這種措施技術(shù)簡單，不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響，可以提高墻體保溫性能，節(jié)約資源。

圖9 外墻外保溫構(gòu)造

農(nóng)村住宅墻體也可采用內(nèi)保溫措施。如，用膨脹珍珠巖與石膏或水泥配成保溫砂漿[8]，抹在外墻內(nèi)側(cè)，與磚墻及抹灰層牢固粘結(jié)（圖10）；還可以采用聚苯板（導(dǎo)熱系數(shù)為 0.033W/(m2·K)），其保溫性能好，施工方便（圖10）。

圖10 外墻內(nèi)保溫構(gòu)造

4.1.2 屋頂

農(nóng)村住宅屋頂?shù)墓?jié)能可以采用倒置式屋面，將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中保溫隔熱層與防水層交換位置。由于倒置式屋面為外隔熱保溫形式，可以抵擋部分室外溫度向室內(nèi)散發(fā)，同時，設(shè)置保護層、防水層，以延長使用年限。還可以改用架空屋面通風(fēng)，即在屋頂設(shè)置通風(fēng)間，這不僅可以利用通風(fēng)間層的外層遮擋陽光，還可以利用風(fēng)壓和熱壓的作用形成自然通風(fēng)減少室外熱作用的影響[9]。這兩種屋頂節(jié)能構(gòu)造措施如圖11所示。

圖11 屋頂構(gòu)造

1.1.3 門窗

農(nóng)村住宅門窗的節(jié)能技術(shù)主要從減少滲透量、傳熱量和太陽輻射能三個方面考慮?？梢圆捎妹芊獠牧咸岣唛T窗的氣密性，門窗的面板縫隙應(yīng)采取良好的密封措施，最好填塞保溫材料，如泡沫塑料條、礦棉粘條，采用分層填實的方法；另外還需設(shè)計合理的窗戶形式，減少窗縫的總長度，還可以增加窗戶層數(shù)，選用雙層玻璃，價格也較為便宜，適合在農(nóng)村地區(qū)使用。對外門的節(jié)能保溫措施，可采用填充保溫材料來提高保溫效果，如，選用聚苯板、玻璃棉、巖棉板等高效保溫材料，并使用強度較高且能阻止空氣滲透的面板加以保護。

1.1.4 地面

目前，農(nóng)村住宅地面的吸熱指數(shù)總體較高（如水泥地面、水磨石地面），明顯感覺到?jīng)鲆猓瑢κ覂?nèi)氣溫有很大影響。這里，建議通過鋪設(shè)地板來改善保溫隔熱效果，不僅可以防止熱量損失，也可以防止地板溫度過低造成的地板結(jié)露。還可直接在地面鋪設(shè)碎磚或加設(shè)灰土保溫層，施工簡便、造價低廉。對于水泥砂漿或混凝土地面，在裝修時加做混凝土面層、珍珠巖砂漿面層。

4.2 節(jié)能阻力分析

4.2.1 經(jīng)濟因素

家庭經(jīng)濟收入和消費水平從根本上決定了房屋建造的費用，限定了住宅面積大小、建筑材料選擇等。對于農(nóng)村地區(qū)而言，房屋的建造費用是家庭開支的重要部分。鹽城地處蘇北地區(qū)，農(nóng)村經(jīng)濟條件一般，影響了農(nóng)村住宅的節(jié)能改造，當?shù)鼐用耜P(guān)注住宅節(jié)能保溫效果的意識不強。

4.2.2 外在影響

外部意識流的沖擊，農(nóng)村地區(qū)除了其原本的建造理念，許多外出工作回來的人們開始追求城市的高檔建筑。但由于知識層次的限制，這種高檔往往停留在形式上，忽略了農(nóng)村地區(qū)的固有特點，導(dǎo)致難以推進節(jié)能改造工作。

4.2.3 內(nèi)在意識

由于生活習(xí)俗、居住習(xí)慣的影響，隨著經(jīng)濟水平的提高和外來文化的影響，以及攀比心理的存在，人們開始存在對老舊房屋的厭棄，追求氣派、高度方面而非實用性，導(dǎo)致了資源浪費和能耗增加。

我國大多農(nóng)村居民在節(jié)能環(huán)保方面沒有清晰的意識，房屋建造技術(shù)水平單一化。根據(jù)調(diào)研情況發(fā)現(xiàn)，同一地區(qū)住宅通常由同一批工人建造，缺乏系統(tǒng)的培訓(xùn)和專業(yè)技術(shù)的指導(dǎo)，房屋門窗、墻體、地面構(gòu)造大致相同，甚少考慮節(jié)能問題。

5 結(jié)語

隨著建設(shè)社會主義新農(nóng)村工作的不斷深入，農(nóng)村住宅建設(shè)將是我國的重點關(guān)注問題。農(nóng)村地區(qū)具有房屋面積大、人口少、自行建造成獨家獨院的特點，很少關(guān)注節(jié)能環(huán)保問題。對此，本文對鹽城市農(nóng)村地區(qū)的住宅節(jié)能現(xiàn)狀進行了調(diào)查與分析，對現(xiàn)存問題提出了改造措施，分析了農(nóng)村住宅節(jié)能建設(shè)中存在的阻力?？偟膩碚f，農(nóng)村住宅作為己建房，考慮到經(jīng)濟狀況、固有觀念和技術(shù)傳播等因素，對農(nóng)村住宅的綠色低碳節(jié)能改造措施實行較為困難，需要地方和政府大力支持，促進節(jié)能技術(shù)的推廣。