夏热冬冷地区既有农宅节能改造设计研究

尽管近几十年来我国农村地区家庭的经济状况已经有了很大的改善，居民的生活方式也发生了天翻地覆的变化，但是农村现有的居住条件却难以满足他们日益增长的生活需求。目前大多数农村住宅为自建房，房屋的施工技术比较简单，且缺少相应的节能保温隔热措施，因而在冬夏季保温隔热方面表现较差。在社会发展中不可避免的会出现社会能耗越来越高的现象，其中建筑能耗所占的比重逐年增加，而建筑能耗中农村住宅产生的能耗比重也在不断攀升。然而现有农村既有居住建筑节能措施却相对较少，因此为了满足农村居民能有更好的居住条件，以及响应当前政府对节能减排政策的号召，对既有农村住宅进行节能改造设计是符合当前社会所倡导的可持续发展理念的一种可行的解决方法。文章所指的节能改造设计主要针对我国夏热冬冷地区的建筑热工性，既要兼顾夏季隔热冬季保温的特性，改造住宅的围护结构，开发使用可再生能源，以降低该气候区农宅的建筑能耗。

1 国内外研究现状

1.1 国外研究现状

国外对于既有居住建筑的节能改造研究相较于中国起步较早，大体上将其分为如下三个阶段：第一阶段是建筑节能（Energy saving in buildings）；第二阶段是减少建筑中能量的散失（Energy conservation in buildings）；第三阶段是减少能源消耗（Energy efficiency in buildings），提高能源的利用率

。

具体案例说明如下：英国的住宅节能设计措施主要是指通过设计改进住宅建筑保温围护结构中的保温构造等措施，提高住宅的抗震保温隔热性能等。并且广泛使用如太阳能、风能及其他可以利用的各类再生能源。同时积极制定各种行业标准等来进行规范和建设节能型住宅

。德国的节能保障措施主要从如下两方面进行入手：（1）合理地改造原建筑及建筑围护结构，以使建筑保温性能达到城市最高建筑的保温及隔热等性能要求，从而有效地控制各建筑物系统的实际综合能耗，并以此标准来真正达到建筑的整体节能；（2）重点研究利用太阳能、风能和等新型再生能源在建筑节能系统上进行的工程应用，使能源利用损失大幅度的下降，因而其在建筑节能与能耗成本降低的双重领域取得了较为显著的实践成效

。

1.2 国内研究现状

与上述国外做法相比而言，我国住宅建筑节能方面的相关标准制定工作从二十世纪八十年代后期才逐渐开展，相较于国外来说较晚。自1986 年我国出台了《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》，我国又在1988 年、1997 年、2013 年相继出台了一系列规范标准。但是这些规定针对的建筑群体主要还是城镇的居住建筑和公共建筑，而缺乏相应的针对农村住宅建筑的强制性实施细则或规范。发展至今，我国部分大城市及中等城市节能工作均已普遍收获得了相当显著的阶段性成果，但是节能改造方面的工作在大多数小城市和农村地区的进展相对缓慢，缺少强有力的技术措施规划和法规政策等有关方面工作的支持

。

2 概念解析

2.1 夏热冬冷地区

上海、江苏、浙江、重庆、福建、江西、安徽等14 个省市是我国夏热冬冷地区的典型代表，是指最热月份的平均温度满足25℃至30℃之间，且最冷月份的平均温度满足0 至10℃之间；日平均温度大于等于25℃的天数达到49 天到110 天，日平均温度小于等于5℃的天数为0 到90 天的地区

。夏热冬冷地区相较于其他气候区而言具有特殊性，即该气候区的建筑热工性要求既要夏季防热又要同时兼顾冬季保温。

第22天患者出院，停用依诺肝素钠，临床药师建议予以阿司匹林100mg po qd与氯吡咯雷75 mg po qd双抗凝治疗，临床采纳。

2.2 既有农宅

文章所研究的既有农宅是指我国农村地区常见的于二十世纪九十年代至二十世纪初自建的二层至三层农村住宅，功能使用上没有明显不便，但一般此类住宅的围护结构在设计建造时没有设置保温层，导致保温效果较差，室内舒适度不佳。

在我国夏热冬冷地区，太阳能有良好的利用条件，因此在夏热冬冷地区农村住宅节能改造中，太阳能的利用是必不可少的。太阳能的利用方式主要有两种，分别是太阳能光热利用和太阳能光电利用。太阳能光热利用在农村住宅节能改造的应用形式主要有太阳能热水系统和附加阳光间，而太阳能光电利用的形式主要是太阳能光伏板发电。具体如下：

3 既有农宅中不利于节能的问题

我国农村住宅存在的普遍问题主要为两方面：一方面是建筑本身不能“节流”，主要集中在围护结构上；另一方面是不能很好的“开源”，在提倡使用新型能源的环境下，农村居民使用清洁能源的几率仍然较低。

垂体瘤:发生率约为25%,大多为泌乳素瘤,可伴或不伴生长激素分泌增多,其次为生长激素瘤、无功能瘤及ACTH瘤伴库欣综合征。垂体腺瘤可选择手术切除,放射治疗或药物治疗。①手术治疗,处泌乳素瘤外,应首选手术治疗,特别是瘤体较大的,造成前叶及周围组织受压者。②放射治疗,对不宜或不愿手术者,对瘤体较小者,无垂体周围组织受压症状群者,可采用放射治疗,亦可作为手术后的辅助治疗。③药物治疗,泌乳素瘤可选择溴隐亭治疗;库欣病可予赛庚啶;肢端肥大症可行生长抑素治疗;队友内分泌功能减退者,应给与相应激素替代治疗⑼。

3.1 围护结构热工性能差

我国夏热冬冷地区农村住宅的外围护结构在建造时缺少保温隔热措施，导致围护结构的保温隔热能力较差，造成夏季热传递快、室内闷热的问题。当冬季的室内温度不能满足人体舒适度要求时就会增加采暖能耗，然而由于农村住宅的围护结缺少相对应的保温节能措施，往往会导致墙体内侧出现潮湿霉变问题。除了保温隔热措施不够之外，气密性较差也是大多数农村住宅的通病。冬季冷风渗透严重是农村住宅外门窗气密性差所导致的后果之一，因此农村住宅冬季采暖能耗会变高，采暖效果也大打折扣。

3.2 室外绿化遮阳少

与行业性质类似，并且处于领先地位的零售巨头宜家相比，宜家以低物流成本运作完胜百安居。宜家的上海物流配送中心处于各大门店的中心位置，几乎能够覆盖满足附近多个门店的配送需求，且宜家采用了平板包装、密集运输、托盘运输、自助组装等运输方式，降低了几乎60%的运输成本。由此可见，百安居的配送成本完全也是可以通过某些优化方式进行缩减的，相关的流程和模式必须进行重新的规划和考量[10-11]。

3.3 能源利用率低

虽然国家大力提倡使用新型能源，并且已经有一些农村居民使用了太阳能光伏板，但就整个农村地区而言，新型能源的普及率仍然较低。我国夏热冬冷地区太阳能辐射率相对较高，太阳能的使用效率也不错，因此普及太阳能利用对农村住宅建筑节能改造是不可缺少的措施之一。除此之外，在建立沼气系统时可以加大沼气燃料的收集利用管理力度，例如利用当地的作物秸秆和生活垃圾为沼气提供燃料，可以达到充分利用各种自然资源的目的。

4 夏热冬冷地区既有农宅节能改造设计策略

4.1 室外环境的改善

室外环境会通过建筑的围护结构和门窗洞口等影响建筑的室内环境。如室外绿化遮阳可以调节室外微气候，改善农宅的室外热环境。

考虑到Fe0-PRB技术在含铀废水处理方面的广阔前景以及零价铁本身存在的一些不足，很多学者开始研究在Fe0-PRB中再加入其它物质组成混合反应介质，以提高其处理含铀废水的效率.

首先，改善院落中水池面积过大的情况，在保留正常通行和室外活动区域的基础上，扩大院落绿化区域面积，地面可种植一些花草灌木和四季蔬菜等。其次，可以在农宅的西面种植一些落叶乔木，夏季时可以向农宅提供一定的遮阳，防止太阳辐射加热农宅的围护结构，影响室内热舒适；冬季时落叶乔木也不会对农宅造成过度遮阳影响冬季得热。总之，合理的绿植布置不仅可以为居民生活娱乐提供场所，也能更好地改善室外的热环境，使农宅节能效果事倍功半。

4.2 建筑围护结构改造

4.2.1 墙体节能改造

建筑围护结构中面积最大的一部分就是墙体，因此墙体在建筑能耗上也是影响最大的。因此，在夏热冬冷地区农宅的节能改造过程中，墙体部位的节能改造占比是最大的。改变墙体构造和使用优质保温节能材料是当前墙体改造的两个主要关注点。在选择农宅墙体节能改造措施时，要有合适的墙体保温隔热构造和保温隔热材料。目前墙体的保温改造方法主要有四种：外墙外保温法、外墙内保温法、墙体夹芯保温法和综合保温法。具体如下：

4）综合保温法。综合保温法是同时使用多种保温方法复合而成。一般无特殊需要不采用综合保温法。

2）外墙内保温法。外墙内保温法与外墙外保温法相反，将保温层设置在外墙内侧。但由于该种方法改造部位在墙体内侧，相较于外墙外保温法会在改造后减少建筑的使用面积，并且在改造中影响住户的正常生活，给业主带来不便。

适当的绿化有助于调节室外微气候，而部分农宅的院落中缺少绿化遮阳，且农村院落的地面多为水泥地面，其蓄热能力较强，使得部分农宅院落在夏季式时受到过分强烈的太阳辐射，导致院落中炎热不舒适，继而使院落中农宅夏季得热高。

2）附加阳光间。农村居民习惯保持将堂屋门保持开敞的状态，夏季时可以方便室内通风换气，排除多余的室内热量。但冬季时若同样开启门窗，无论节能改造措施如何完善也无济于事。但如果在农宅前增加附加阳光间，即在住宅前增加一个温室，那么居民保持门窗开启的生活习惯对于能耗的影响会大大降低。

1）外墙外保温法。在建筑外墙的外侧铺设保温绝热材料的做法即为外墙外保温法。该种方法使保温材料与基本墙体构成一种复合墙体，之后在复合墙体外层作抹灰或饰面为保护层。外墙外保温法优点众多，其施工成本较低、施工方便并且在改造过程中基本不影响业主的正常使用，同时还可以改造建筑外立面。

综上考虑农宅的外墙节能改造宜采取外墙外保温法。

4.2.2 屋顶节能改造

化学和生活情境相结合并不意味着化学本身只需要理论作指导.我们要看到其实践性的本质，尽可能地发掘化学实验和生活的结合之处，比如在焰色反应的化学实验中，不同颜色的金属会产生的颜色也不一样.烟花就是其在生活中具体应用的一个例子.可以通过让学生观看烟花的视频，分析化学其本身存在的化学原理，也可以根据烟花的颜色试分析烟花中存在的化学成分.让学生理解化学是如何来源于生活却又高于生活的，化学反应中可以应用这些化学原理，但是又不能完全应用，让学生自己探索发现生活和课本中知识运用上的差距，从而让学生对化学学习有一个更为深刻的领悟.

在传统的民居屋顶围护结构布局中，屋顶面积大约占到总房屋面积比例的20%～30%。因此，屋顶保温的改造技术对我国农宅建设的墙体节能改造的意义重大。对建筑屋顶节能与设计要从屋顶构造施工方法和节能建材产品选择这两方面入手。

我国传统农宅多采用为坡屋顶，坡屋顶可采用吊顶这种构造方式，屋顶和吊顶材料之间构成的空气层能够起到一定的隔热降温作用，以此提高坡屋顶的整体保温效果。屋顶的保温效果除了由屋顶构造影响之外，还取决于屋顶保温材料的性能。

4.2.3 门窗节能改造

室外高温无风是我国夏热冬冷地区的普遍特点，外部空气的热量多从门窗流入，因此很多门窗方面的节能改造会将重点放在如何减少门窗的传热量及提高其密闭性能上

。通常在门窗节能改造上会有针对性地加强门窗户的气密性，改善窗户的保温性能。

1）更换外窗。农村住宅外窗大多采用铝合金窗单层窗，其热工性能远超相关规范要求，在房间采暖时造成了大量的热损失。使用中空玻璃替代单层玻璃可有效提升外窗的热工性能，但仅更换玻璃需要对原铝合金窗框进行处理以匹配型材，农村地区窗框结构和质量无法保证，该方案可实施性不强。因此可使用传热系数相对较小且造价相对较低的塑钢中空窗，直接将原铝合金外窗整体替换，直接更换节能外窗可有效降低采暖能耗。除了选择热工性能较好的外窗可降低热损失，选择合适的外窗形式也可减少采暖季室内的热损失。外窗传热主要有传导、对流及辐射三种形式，其中对流换热的热损失远比其余两种形式高。既有农宅多采用推拉窗，多数推拉窗无密封条，在关闭留有空隙易产生对流换热，而平开窗一般具有密封压条，关闭窗户时几乎无缝隙，难以形成对流换热，因此选择平开窗作为建筑外窗也可有效降低采暖季室内的热损失。

上腹部手术对肺功能影响大，易导致肺部感染的发生。术前教会患者腹式呼吸、咳嗽排痰，可降低气道阻力，能有效的减少感染机会，增加呼吸肌力，从而控制上腹部术后肺部感染的发生，最大限度地减少术后肺部感染，促进患者的早日康复。

1) 上海市改建道路大多涉及老路翻挖施工，而部分新建道路涉及建筑物破除等施工，建议在施工过程中对重点路段(特别是临近居民区的路段)采用静音切割工艺(见图1a))代替传统的镐头机破碎工艺。目前应用较多的是钻石金刚链锯切割工艺，该切割工具由液压泵、传动定位滑轮和带有金刚石锯齿的钢绳组合而成，液压电机通过传动滑轮带动钢线围绕被切割物体高速旋转进行切割，具有施工噪声低、振动小等优点。采用静音切割方式之后可大幅降低施工过程中的噪声影响，相比传统的搞头破碎工艺可降低噪声影响约20 dB(A)。

2）增强门窗的气密性。我国农村地区大部分住宅的门窗玻璃多为单层，单层玻璃窗的缺点表现为气密性差、保温效果不好，因此会导致室内热能损失比较大。所以为了改变农村住宅门窗气密性差的问题，可以在经济条件允许的情况下优先选用双层玻璃窗，门可以使用厚玻璃棉板或厚岩棉板材料。

3）增设保温窗帘。除了更换门窗及加强门窗气密性之外，在外窗内测增加窗帘也是提升外窗热工性能的有效措施之一。目前市面上已有了集保温、遮阳、隔声隔热等功能于一体的新型窗帘，将填充了保温材料的窗帘悬挂于外窗内侧能够有效增加外窗热阻，还可将热量反射回室内，有效减少采暖能耗，改善室内热环境。

4.3 可再生能源的利用

4.3.1 太阳能的应用

由于区域建隧道洞身穿越的岩层主要为海冲积黏土地层，其底板多位于砾质黏性土地层上，因此在施工时，为了防止隧道开挖时拱顶坍塌，应在掌子面未开挖前，用风钻钻扣在隧道的拱部周围打入φ42、长3.5m的超前小导管，在导管内进行注浆以此来加固地层。

1）太阳能热水系统。太阳能热水系统是太阳能光热利用的最普遍形式，其系统的安装价格相对于其他太阳能利用系统来说价格便宜，并且其工作效率高，运行系统也简单，基本能够满足农村家庭全年的生活热水需求。

3）墙体夹芯保温法。墙体夹芯保温法是把保温材料放在内侧与外侧墙体中间，保温层外侧墙常采用半砖墙或其他板材结构来进行处理，保温层内侧为承重构件，从而形成夹芯墙体。

附加阳光间就是在住宅向阳的一面加建一个玻璃或其他透明材质的小房间，阳光间会由于温室效应使室内温度变高。冬季时，阳光房会提高室内房间的热舒适度，并且可以成为室内外空间的缓冲地带，减少建筑的热量损失。一般情况下阳光间的后墙面会留有门窗洞口，这是为了方便控制调节阳光房内外的热量交换。为了加强农宅本身的蓄热能力，可以利用阳光房后的农宅外墙，例如加气混凝土、石材、土坯等蓄热能力强的材料来储存热量。

3）太阳能光伏发电。发电太阳能光伏发电也是目前用于供能的常见形式，主要是为了减少农宅本身的照明用电负荷，其原理是通过光伏板将太阳能转换成电能，然后将产生的电直接利用或者将其与供电网连接。目前太阳能光伏发电主要分为三种形式，分别是分布式光伏发电、独立光伏发电、并网光伏发电，其中因便于依建筑空间安装的分布式光伏常用于农村地区。

4.3.2 沼气池的应用

沼气是农村地区可以大量投入使用的一种可再生能源，在农村地区沼气的取材十分容易，例如可以是农作物的废弃秸秆、家禽家畜或者居民的粪便。在经济方面，修建沼气池的费用也比较低，如要满足一个家庭约一年的照明及炊事的需求仅需修建一个大小约2 立方米的沼气池即可解决。修建沼气池的好处不仅在于为生活供能，更可以起到美化农村环境解决部分垃圾的处理问题，同时沼气池产生的残渣可以用于农作物的肥料来使用。

5 总结

总的来说目前农村住宅的节能现状不太理想，但这正说明既有农宅还有很大的潜力进行节能改造。文章根据夏热冬冷地区的气候特点，将农宅围护结构的节能改造部位细致分为几个方面，综合得到适合夏热冬冷地区既有农宅节能改造的多种措施。此外，文章提到可以利用例如太阳能、沼气等可再生能源的方式为住宅进行“开源”，共同帮助农村居民改善生活品质。

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