張海寧 秦 旖
(1.太原市建筑設(shè)計研究院,山西 太原 030002; 2.山西省建筑科學(xué)研究院有限公司,山西 太原 030001)
根據(jù)《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展報告(2017)》中的數(shù)據(jù),2015年全國公共建筑面積約116億m2,城鎮(zhèn)住宅建筑面積約220億m2,農(nóng)村住宅建筑面積約240億m2,其中,農(nóng)村住宅建筑面積占到了我國建筑總面積的40%以上。2016年,山西省農(nóng)村建筑面積約5億m2,城鎮(zhèn)建筑面積約9億m2,山西省農(nóng)村建筑面積占到全省建筑總面積的38%左右。然而,山西省農(nóng)村住宅除煤改電區(qū)域外,冬季采暖采用的仍然是傳統(tǒng)能源。農(nóng)村建筑不重視節(jié)能性,取暖能耗大,且冬季取暖費用高,造成極大的環(huán)境污染及大量的資源浪費。我國農(nóng)村建筑體量大,節(jié)能意識不夠強,能耗大且資源浪費現(xiàn)象突出,在“碳達峰,碳中和”的偉大目標下,農(nóng)村建筑節(jié)能研究將對這個目標的實現(xiàn)起到重要的作用。
山西省農(nóng)村住宅大多為單層或二層獨立小院,體形系數(shù)大而且?guī)缀鯖]有任何保溫措施。呈散落居住,并形成了以村落為主要行政單元的小規(guī)模聚居模式。農(nóng)村住宅一般采用自建形式,沒有一定的建造標準且缺乏整體規(guī)劃。村內(nèi)居民之間在住宅形式和用能方面也是互相借鑒,甚至趨于類同。
根據(jù)建造方式的不同,山西省農(nóng)村建筑分為磚木結(jié)構(gòu)及磚混結(jié)構(gòu)兩種。磚木結(jié)構(gòu)多見于2000年之前建造的民居,2000年之后建造的民居多為磚混結(jié)構(gòu)。根據(jù)建造層數(shù)不同,東毋莊村民居分為單層和二層兩種,其中二層民居較多,且二層基本無人居住。圍護結(jié)構(gòu)做法中屋面分現(xiàn)澆屋面與木瓦坡屋面,石膏板吊頂;外墻一般為24墻或者37墻;外窗多為木窗、鋁合金推拉窗和塑鋼平開窗,且聯(lián)排建造特點明顯。
山西省農(nóng)村住宅采暖多為自給自足的方式,熱源多為戶用燃煤小鍋爐,在這樣的圍護結(jié)構(gòu)形式及取暖方式下山西省農(nóng)村建筑冬季采暖能耗將非常大,且能源利用率低,室內(nèi)熱舒適性差,同時能源及生態(tài)環(huán)境問題也更為突出。
農(nóng)村住宅與城鎮(zhèn)住宅建造方式及用能特點上差異明顯,農(nóng)村建筑節(jié)能策略的制定和節(jié)能技術(shù)的開發(fā)不能沿襲“城鎮(zhèn)路線”,建筑節(jié)能以及室內(nèi)熱環(huán)境的改善需要另辟蹊徑,走出一條符合我國農(nóng)村實際的可持續(xù)發(fā)展之路。
2007年我國修訂后的節(jié)約能源法首次提到農(nóng)村節(jié)能技術(shù),鼓勵在農(nóng)村推廣可再生能源技術(shù);2009年國務(wù)院辦公廳印發(fā)《2009年節(jié)能減排工作安排》提出實施農(nóng)村清潔工程;住建部建筑節(jié)能與科技司向全國發(fā)放建筑節(jié)能專項調(diào)查問卷,將農(nóng)村建筑節(jié)能情況納入調(diào)查范圍;住建部村鎮(zhèn)建設(shè)司向全國各地征集農(nóng)村住房節(jié)能案例,并組織專家評選優(yōu)秀案例編制《農(nóng)村住房節(jié)能案例百選》,以提供農(nóng)村住房節(jié)能技術(shù)指導(dǎo);住建部制定《嚴寒和寒冷地區(qū)農(nóng)村住房節(jié)能技術(shù)導(dǎo)則(試行)》用來指導(dǎo)農(nóng)村危房建筑節(jié)能示范工作;陜西省住建廳制定《陜西省農(nóng)村建筑節(jié)能技術(shù)導(dǎo)則》用來指導(dǎo)全省農(nóng)村建筑節(jié)能工作;為了指導(dǎo)農(nóng)村住房規(guī)劃建設(shè)和管理,2011年住建部印發(fā)《農(nóng)村住房建設(shè)技術(shù)政策(試行)》;2012年住建部發(fā)布的《“十二五”建筑節(jié)能專項規(guī)劃》中將推進農(nóng)村建筑節(jié)能作為重點任務(wù)。
近年來國家對農(nóng)村建筑節(jié)能工作越來越重視,也相繼出臺多部針對農(nóng)村建筑節(jié)能的相關(guān)標準。2013年住建部和質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布GB/T 50824—2013農(nóng)村居住建筑節(jié)能設(shè)計標準,該標準是國內(nèi)第一部專門針對農(nóng)村建筑的節(jié)能設(shè)計標準。此后陜西、河北、浙江、湖北、新疆、山東等地陸續(xù)出臺了與農(nóng)村建筑節(jié)能相關(guān)的技術(shù)導(dǎo)則等來指導(dǎo)農(nóng)村建筑節(jié)能工作。2014年吉林省發(fā)布DB22/T 2038—2014農(nóng)村居住建筑節(jié)能設(shè)計標準;2017年河北省發(fā)布《河北省農(nóng)村民居設(shè)計方案》;2018年河北省發(fā)布《農(nóng)村建筑供暖用光伏系統(tǒng)技術(shù)標準》;2019年河北省發(fā)布《農(nóng)村住宅設(shè)計標準》;2020年住建部組織編制《農(nóng)村地區(qū)被動式太陽能暖房圖集(試行)》和《戶式空氣源熱泵供暖應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則(試行)》。
山西省農(nóng)村建筑節(jié)能工作的研究隨著農(nóng)村建筑“煤改氣”“煤改電”工作相繼推進,2020年呂梁、臨汾等地相繼出臺了用于指導(dǎo)農(nóng)村建筑節(jié)能改造工作的技術(shù)導(dǎo)則。運城市部分村鎮(zhèn)獲得了部門獎勵資金用于農(nóng)村建筑節(jié)能改造工作。
2017年5月,財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)境部和國家能源局(以下簡稱四部委)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展中央財政支持北方地區(qū)冬季清潔取暖試點工作的通知》(財建[2017]238號),明確中央財政支持北方地區(qū)冬季清潔取暖試點工作。重點支持京津冀及周邊地區(qū)大氣污染傳輸通道“2+26”城市,并通過競爭性評審確定首批12個試點城市,試點示范期為3年,太原被納入該批試點城市。2018年7月,四部委又聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于擴大中央財政支持北方地區(qū)冬季清潔取暖城市試點的通知》,將試點范圍擴展至張家口市和汾渭平原城市23個試點城市,陽泉、長治、晉城、呂梁、晉中、臨汾、運城等地被納入第二批試點城市。四部委每年組織專家對清潔能源試點示范城市進行驗收檢查。
截止到2018年年底,山西省清潔能源取暖實施情況并不理想。根據(jù)各地市提供的實施方案,計劃完成的“煤改電”“煤改氣”任務(wù)數(shù)是611萬戶,總計完成的改造戶數(shù)為92.1萬戶,改造占比數(shù)僅為計劃數(shù)的15%左右。
農(nóng)村生活能耗主要包括:炊事、照明、取暖、交通等等。根據(jù)山西統(tǒng)計年鑒中的數(shù)據(jù),2015年山西省農(nóng)村生活能耗為587.93萬t標煤,2016年為600.31萬t標煤,2017年為654.64萬t標煤。將生活能耗用點狀圖表示,如圖1所示。
從圖1可以看出,農(nóng)村生活能耗逐年增加,幅度越來越大。主要原因是農(nóng)村生活水平逐漸提高,對居住舒適性的要求也越來越高,主要體現(xiàn)在對取暖需求的增加,如果僅僅改造采暖熱源而不對圍護結(jié)構(gòu)進行改造,采暖能耗不會降低,且隨著農(nóng)村居民對熱舒適性需求的不斷提高,農(nóng)村建筑采暖能耗在不斷增加的情況下,也會為老百姓帶來越來越大的生活負擔(dān)。
根據(jù)不完全統(tǒng)計,截止到2018年年末,山西省農(nóng)村總建筑面積約5.9億m2;根據(jù)《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告(2016)》中的統(tǒng)計數(shù)據(jù),山西省農(nóng)村住宅單位面積采暖能耗為20.5 kgce/m2,根據(jù)山西省清潔能源取暖試點城市中的實施方案對農(nóng)村建筑進行節(jié)能改造,使得節(jié)能改造后建筑能效提升30%,可算出農(nóng)村住宅進行節(jié)能改造后的節(jié)能及減排量如表1所示。
表1 農(nóng)村住宅實施節(jié)能改造后的節(jié)能減排量
從表1數(shù)據(jù)看出,對山西省既有農(nóng)村進行建筑節(jié)能改造,在能效提升30%的情況下,可年節(jié)約標煤488.52萬t,同時帶來CO2減排量1 206.64萬t,SO2減排量9.77萬t,粉塵減排量4.89萬t。
對農(nóng)村建筑實現(xiàn)節(jié)能改造是建設(shè)綠色鄉(xiāng)村,實現(xiàn)人民對美好生活向往的重要內(nèi)容;對農(nóng)村建筑進行節(jié)能改造是中國能源革命的重要舉措;對農(nóng)村建筑進行節(jié)能改造是大氣環(huán)境治理的重要部分。
山西省農(nóng)村建筑節(jié)能工作剛剛起步,發(fā)展空間還很大,在清潔能源取暖大環(huán)境下對農(nóng)村進行節(jié)能改造十分重要,且是大有可為的領(lǐng)域。