綠色農(nóng)房氣候適應(yīng)性和周邊環(huán)境營(yíng)建關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

李博群（北新建材集團(tuán)有限公司，北京 100048）

綠色農(nóng)房是指安全實(shí)用、節(jié)能減廢、經(jīng)濟(jì)美觀(guān)、健康舒適的新型農(nóng)村住宅。綠色建材是指在生產(chǎn)、使用全過(guò)程內(nèi)可減少對(duì)天然資源消耗、減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境影響，并具有“節(jié)能、減排、安全、便利和可循環(huán)”特征的建材產(chǎn)品。隨著城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進(jìn)，我國(guó)農(nóng)房建設(shè)逐年增加，但普遍存在建筑質(zhì)量差、缺乏設(shè)計(jì)、不方便和不舒適等問(wèn)題，亟待解決。同時(shí)，農(nóng)房實(shí)際使用年限短、翻建更新頻繁、能耗大能效低，浪費(fèi)能源資源、破壞環(huán)境。推進(jìn)綠色農(nóng)房建設(shè)，有利于提高農(nóng)房建筑質(zhì)量，改善農(nóng)房舒適性和安全性，強(qiáng)化農(nóng)房節(jié)能減排；有利于延長(zhǎng)農(nóng)房使用壽命，幫助農(nóng)民減支增收，提升農(nóng)村宜居性，加快美麗鄉(xiāng)村建設(shè)；有利于帶動(dòng)綠色建材下鄉(xiāng)，促進(jìn)區(qū)域大氣污染防治、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1 傳統(tǒng)農(nóng)村建筑與綠色農(nóng)房對(duì)比

我國(guó)農(nóng)村現(xiàn)有人口約7.37億，占全國(guó)總?cè)丝诘?6%。農(nóng)村居住面積約為2300萬(wàn)hm2，占全國(guó)居住總面積的60%。其中農(nóng)村建筑能耗占全國(guó)建筑總能耗的37%。據(jù)清華大學(xué)的調(diào)查結(jié)果顯示，2006—2008年我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)村平均建筑能耗為27.4kg/（m2·a），南方地區(qū)為12.1kg/（m2·a）。由于北方地區(qū)農(nóng)村能源消耗中供暖能耗偏高，所以北方地區(qū)農(nóng)村每年每平米建筑能耗為南方地區(qū)的2倍以上[1]。

綠色農(nóng)房的氣候適應(yīng)性是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)需要妥善解決的重要問(wèn)題。然而，只有充分了解當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，才能有的放矢地采取相應(yīng)的措施，利用有利的氣候條件和周邊環(huán)境來(lái)建造高質(zhì)量低能耗的建筑。通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的調(diào)研及考核，選取富有當(dāng)?shù)靥厣泥l(xiāng)土建材，例如秸稈、竹材等，有效降低房屋建造成本。在農(nóng)房營(yíng)建竣工后，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的節(jié)能性能檢測(cè)及評(píng)價(jià)，保證綠色農(nóng)房的“節(jié)能、減排、安全、便利和可循環(huán)”要求。

由于房屋所處的氣候地區(qū)不同，綠色房屋的設(shè)計(jì)及施工會(huì)呈現(xiàn)不同的技術(shù)特點(diǎn)，可采用包括保溫、隔熱體系及節(jié)能門(mén)窗、采暖、通風(fēng)及空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、雨水收集系統(tǒng)及污水處理系統(tǒng)、外遮陽(yáng)、自然采光在內(nèi)的被動(dòng)式房屋技術(shù)。因此，結(jié)合房屋周?chē)鶎侪h(huán)境，建造適合當(dāng)?shù)貧夂虻木G色農(nóng)房，要根據(jù)不同的技術(shù)特點(diǎn)，制定不同的技術(shù)方案。

此外，盡管綠色農(nóng)房通過(guò)建造技術(shù)及周?chē)匀粭l件能夠節(jié)約絕大部分能源消耗，但仍然需要太陽(yáng)能光伏技術(shù)、光熱技術(shù)、生物質(zhì)能—秸稈造粒技術(shù)等提供能源來(lái)保證房屋的舒適度。

根據(jù)全國(guó)氣候地區(qū)特點(diǎn)，在每個(gè)氣候地區(qū)選取代表性區(qū)域進(jìn)行研究，分別是：嚴(yán)寒地區(qū)—黑龍江、寒冷地區(qū)—北京、夏熱冬冷地區(qū)—江蘇和四川、溫和地區(qū)—云南、夏熱冬暖地區(qū)—海南。

建設(shè)綠色農(nóng)房，可以減少每年大量建筑能耗、廢舊秸稈燃燒污染，以以上研究的六個(gè)示范區(qū)域?yàn)槔趨^(qū)域范圍內(nèi)可減少934.3萬(wàn)噸CO2的排放。綠色農(nóng)房的營(yíng)建使房屋更加符合環(huán)境友好、材料友好、舒適度高的居住標(biāo)準(zhǔn)，從而降低了由于采暖、制冷負(fù)荷等帶來(lái)一些社會(huì)問(wèn)題，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。

不同氣候地區(qū)建造綠色農(nóng)房可達(dá)到的節(jié)能效果如表1所示。

2 綠色農(nóng)房氣候適應(yīng)性和周邊環(huán)境營(yíng)建關(guān)鍵技術(shù)

表1 不同氣候地區(qū)建造綠色農(nóng)房的節(jié)能效果

1）綠色農(nóng)房建造中關(guān)于熱橋的解決方案

由于被動(dòng)式綠色農(nóng)房的保溫、隔熱突出問(wèn)題是熱橋效應(yīng)，傳熱系數(shù)不同的建筑材料復(fù)合，極易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)熱橋及材料熱橋等問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)出合理的綠色農(nóng)房體系，來(lái)均衡利用房屋周邊現(xiàn)有的建筑材料及當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的建筑特點(diǎn)，并有機(jī)利用被動(dòng)式房屋的技術(shù)特點(diǎn)來(lái)解決出現(xiàn)的熱橋效應(yīng)，是本項(xiàng)目的主要技術(shù)難點(diǎn)。

2）綠色農(nóng)房技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

在綠色農(nóng)房的規(guī)劃、設(shè)計(jì)或施工過(guò)程中，綜合當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素、氣候因素及現(xiàn)有建筑材料因素等方面，從多種可以相互替代而又相互排斥的方案中，篩選出一個(gè)最優(yōu)方案付諸實(shí)施。

3）根據(jù)不同氣候地區(qū)外圍護(hù)設(shè)計(jì)方案

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)考慮在采暖期間和制冷期間的防潮、防腐、防熱輻射需求，圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫材料因內(nèi)部冷凝受潮而增加的重量濕度允許符合規(guī)定的一定增量，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境在適當(dāng)位置設(shè)置隔汽層及通氣層。

不同氣候地區(qū)綠色農(nóng)房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)K值設(shè)計(jì)[W/（㎡·K）]見(jiàn)表 2。

4）綠色農(nóng)房生產(chǎn)生活功能布局與庭院經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展

庭院經(jīng)濟(jì)用地不局限于庭院之中，農(nóng)民房前屋后、村莊周邊的空隙地都可以利用。在實(shí)際操作中，各地要因地制宜，依資源條件和自身能力而定，選擇低成本適宜農(nóng)戶(hù)經(jīng)濟(jì)收入和地方特色的庭院營(yíng)建方法，選擇開(kāi)發(fā)適合不同氣候區(qū)域的庭院經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)模式，是提高綠色農(nóng)房生產(chǎn)生活功能及庭院經(jīng)濟(jì)的難點(diǎn)所在。

5）通風(fēng)、采暖及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)

表2 不同氣候地區(qū)，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)K值設(shè)計(jì)方案[W/（㎡·K）]

不同氣候地區(qū)，通風(fēng)設(shè)計(jì)不同，黑龍江、北京需要長(zhǎng)時(shí)間采暖，通風(fēng)需求較低；江蘇、四川利用熱量回收、短時(shí)間采暖以及自然通風(fēng)可保證農(nóng)房舒適度要求；云南、海南不需要采暖，對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)有較高要求，達(dá)到夏季有良好通風(fēng)而阻礙冬季寒風(fēng)。

6）可再生能源利用的高效利用和地材的選擇及利用方法

由于綠色農(nóng)房體系生產(chǎn)、使用全過(guò)程內(nèi)可減少對(duì)天然資源消耗、減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境影響，并具有“節(jié)能、減排、安全、便利和可循環(huán)”的特征，因此對(duì)當(dāng)?shù)乜稍偕茉吹母咝Ю眉艾F(xiàn)有材料的選擇和利用至關(guān)重要。

7）建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格要保留其地域、民族特點(diǎn)

一個(gè)民族的民俗習(xí)慣是社會(huì)歷史的產(chǎn)物，只要存在著不同民族的差別，反應(yīng)民族特點(diǎn)和民族形式的風(fēng)俗習(xí)慣就會(huì)存在下去。因?yàn)轱L(fēng)俗習(xí)慣反應(yīng)一個(gè)民族的共同心理特征，有些風(fēng)俗習(xí)慣常常表現(xiàn)在本民族的共同生活方式上，在建筑中的色彩選擇及造型方面尤為突出。

3 結(jié) 語(yǔ)

綠色農(nóng)房實(shí)現(xiàn)了在滿(mǎn)足庭院趣味、休閑、娛樂(lè)功能的同時(shí)，也突出了主體建筑物的生產(chǎn)及生活功能。同時(shí)，農(nóng)戶(hù)以庭院和四周非承包隙地為基礎(chǔ)和開(kāi)發(fā)利用對(duì)象，從事種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)等方面的經(jīng)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)民足不出戶(hù)，也能創(chuàng)造出可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。

由于綠色農(nóng)房具有優(yōu)秀的氣候適應(yīng)性和周邊環(huán)境營(yíng)建技術(shù)，極大提高了房屋舒適度水平，改變目前粗放的施工方式；同時(shí)，由于綠色農(nóng)房大量采用被動(dòng)式建筑技術(shù)及可再生能源，將大力帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

[1]陳永.我國(guó)農(nóng)村建筑能耗現(xiàn)狀與節(jié)能任務(wù)分析.北京.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011.