乡村住宅节能技术适应性研究
——以江西地区为例

2020-02-14 20:54李荣泽
建材与装饰 2020年6期
关键词:结构层保温层屋顶

李荣泽

(广州大学建筑与城市规划学院 广州 510006)

1 绪论

中国目前的建筑节能研究工作一般都在城市城镇区域展开,较少的关注农村地区的能源消耗情况。实际上,我国农村人口占了人口总数的大部分,农村地区能源消耗总量也是非常巨大,农村建筑面积远远大于城市城镇建筑面积,并且人均住宅面积远远大于城镇地区人均住宅面积,农村住宅消耗的能源已经超过总建筑消耗的1/4,并且消耗的速度逐年递增。

农村住宅的消耗比重非常大,因为种种因素,农村住宅的建造条件与技术远远低于城镇住宅的建造条件与技术,导致农村住宅的保温隔热性要低于城镇住宅,同样住宅内部的热舒适性要低于城镇住宅,农村住宅不能满足居民的舒适度需求。

2 江西乡村住宅节能现状

近些年来,行业在建筑节能方面上不断深入和提出了许多解决策略。首先,是对现有的建筑进行节能分析,通过不断设计与改造使得现在建筑的消耗能源达到最小,以满足人民正常的生活要求。第二步,一般基于现有的建造技术与条件,一般新建住宅的建筑能耗会远远低于原有旧住宅建筑的能耗标准,施工技术恰当的话其能耗可能只需要老旧建筑的一半。最后一步,就是采用一定的设备使住宅获得大自然的清洁能源。这几种方法在乡村住宅中都使用比较广泛,技术和条件比较好推广。

在外围护结构上,江西地区的乡村住宅一般是采用240mm厚的粘土红砖,240mm厚的粘土红砖可以满足基本的保温隔热需求,所以对于其他墙体材料同样可以通过参照其墙体厚度来满足其基本的节能需求。对于江西乡村地区的住宅,少部分会采用空心粘土砖,这种砖的保温隔热性比较良好,缺点就是强度不够高。薄板岩砖等非粘土砖虽然其强度远远高于粘土砖,但是其导热性高于粘土砖使得其保温隔热性能不佳。有些乡村住宅因为与菜园结合在一起,其种植的蔬菜和水果叶子少部分会附着于住宅的外墙面上,改善其墙体的保温隔热性能。

在门窗构造上,江西地区的乡村住宅基本都是千篇一律,大多数是采用金属门框和窗框,窗户一般都是单面玻璃,很少会采用双层玻璃的构造方式,门大部分是采用木头或者金属,很少采用门窗外部遮阳措施,而且在西面也会存在大量开窗的情况,使得其夏天极其炎热,会造成极夏季需要空调去解决内炎热的问题,同样在冬天其大面积的单层玻璃会造成建筑内部的热量损失比较严重。为了满足其在屋顶上晒一定的农作物,江西农村住宅的屋顶一般是采用平屋顶,屋顶几乎不采用保温隔热的措施。

江西地区属于夏热冬冷地区,乡村住宅的保温隔热措施基本没有采取,这必然会造成大量的能源消耗。夏季炎热时间段,江西乡村住宅主要是采用风扇和空调去制冷以降低室内的温度,在寒冷的冬季时乡村住宅主要采用插电取暖器,在少许贫困家庭中会采用烧制木柴和木炭方式来取暖。显然,这些冬季取暖和夏季降温的传统方法浪费电力和其他能源,不符合国家可持续发展策略的要求。为此,可以运用建筑节能相关知识在乡村住宅建筑中节能的运用研究,以让能源生生不息,循环利用。

3 住宅建筑节能技术分析

建筑设计一个重要的前提就是适应当地的现有环境和气候条件,江西地区气候特征为夏热冬湿冷,在进行建筑设计时应采用合理的布局去满足其夏季通风良好和足够的遮阳措施,同时还要满足冬季防寒,减少北面冷空气进入室内,使得人们在室内有着夏凉冬暖的感受与体验。

对乡村住宅建筑保温设计,主要考虑的因素是外围护结构,这些部位主要包括建筑外墙、外墙上的门窗、屋顶结构以及某些特殊部位。总而言之,要进行保温设计的部位是其两侧的温度存在较大的差别的部位。

3.1 墙体保温与隔热

乡村住宅内部的温度大部分是通过墙体与外界环境相互传递,所以墙体保温隔热要求非常重要。建筑墙体保温与隔热主要通过四种方式:墙体外保温、墙体内保温、墙体夹芯保温以及综合保温法。这几种保温与隔热方式主要是保温层在墙体中的布置位置,主要是保温层在结构层的外侧、保温层在结构层的中间、保温层在结构层的内测。

从保温效果和对墙体保护的角度来看,保温层放置在结构层外侧最佳,这使得墙体各个部位得到良好的保护,可以提高建筑墙体结构各个部位的耐久性,而且一般建筑结构层的热容量比保温层的热容量要大,这样可以让住宅内部的温度保持良好的范围。此种方法适合农村住宅的节能改造中。

墙体内保温对建筑墙体的结构层不能起到太大的保护作用,但是其施工比较简单,可以通过在外墙内侧添加隔热材料,此种做法适合江西地区农村住宅的新建与改造。

墙体内保温又称为夹芯保温,其主要做法是将保温材料置于结构层的中间,这类保温层材料一般为空气间层或者为泡沫塑料,但是这类做法在国内使用较少,且乡村建造技术条件不能满足此做法的要求。

当然还可以综合使用多种保温构造方式去进行墙体保温与隔热,可以综合各种做法的优点。还有其他方法例如墙体绿化可以使得墙体有良好的保温隔热效果,但是此种做法需要对墙体结构要求更高以防止墙体发生破坏。

3.2 门窗保温与隔热

门窗由于频繁的开关,会影响建筑室内的温度变化。通过增加门窗的层数,可以改善门窗玻璃保温隔热能力,在江西地区农村住宅可以适当采用双层窗户,这样就形成了天然的空气间层增大了窗户的热阻,有效地提高窗户的保温能力。还有可以采用双层玻璃和或者中空玻璃,但是双层玻璃造价过高,不是很适合乡村住宅。

对于窗框或者门框也可以进行保护,可以选择导热系数比较小的材料窗框和门窗,木材、塑料材料导热系数比较低,金属材质导热系数比较高,可以综合其情况选择合适的材料种类门窗。

3.3 屋面保温与隔热

屋顶的保温与隔热方式和墙体方式有些类似,主要是保温层直接位于防水层下面、保温在其上的防水层设置空气间层、保温层位于防水层上面,当然还有蓄水屋顶和绿化屋顶。目前我国使用比较广泛的主要是这几种,乡村住宅比较流行的是太阳能屋顶,在屋顶放置太阳能光伏板,可以将太阳能转换为其他形式的热能,一定程度上可以满乡村大家庭的供能需求。

3.4 通风与遮阳等措施

住宅内部有些房间既需要保温隔热,同时又需要一定的清新空气,在房屋内部安装机械空气置换装置可以解决空气流通与保温隔热之间的矛盾,但是机械空气置换装置会消耗一定的电能。

在窗户和屋顶安装一定遮阳装置可以满足一定的保温隔热需求,且建筑遮阳是一种有效且成本较低的做法,设置遮阳装置是江西地区乡村住宅夏季是个良好的降温做法。

4 结论

通过对江西地区的农村住宅节能特点分析,总结出问题并得到一些适用的技术和策略,并详细对比各种做法的优劣势,希望能够为江西地区农村住宅的节能设计作出微薄的贡献。

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