建設社會主義新農村,是我們黨在深刻分析當前國內形勢、全面把握我國經濟社會發展階段性特征的基礎上,以黨和國家事業發展的全局出發確定的一項重大歷史任務。在國務院下發的《關于推進社會主義新農村建設的若干意見》指出:新農村建設要大力加強基礎設施建設,改善社會主義新農村建設的物質條件,加強宅基地規劃和管理,大力節約村莊用地,向農民負責提供經濟安全適用、節能節地節材的住宅,扎實穩步地推進村莊治理。在社會主義新農村建設如火如荼的開展過程中,我們必須注重建筑節能工作。
一、農村建筑能耗和室內環境狀況
我國農村目前的民用建筑面積為240億㎡,占全國總建筑面積的60%以上,在過去相當長的時期內,由于城鄉經濟狀況和人民生活水平的巨大差異,農村民用建筑商品用能總量和單位面積的商品用能耗都遠低于城市建筑。改革開放后,特別是近年來隨著農民生活水平的提高,農宅建設已進入更新換代的高峰時期。到2010年,農村人均居住面積將達到30㎡,農村需新建住宅30多億㎡。在廣大農民奔向小康的同時,村鎮住宅的能耗水平也同時發生的變化。現在我國農村民用建筑商品用能總量和單位的能耗量在我國的北方地區已高于城市建筑。如何在促進我國新農村建設和保證農民生活水平進一步提高的前提下,營造出一個健康、舒適和安全的農村建筑室內環境,而不造成能耗消耗的大幅度增長,是我國新農村建設必須面對和解決的戰略性問題。
1、農村建筑能耗形勢嚴峻
清華大學節能研究中心2006年至2007年組織大規模的農村能耗狀況的調查,包括炊事、采暖、空調和照明的能耗,統計的能源種類包括:煤炭(散裝煤、蜂窩煤)、液化石油氣、電力、生物質能(木柴、秸桿),其中電力是按照發電煤耗計算值折合為標煤,其它各類能源根據燃料的平均低位發熱量進行折算
調查研究表明,農村生活能耗已達到1.9億噸標煤,占到中國建筑總能耗的37%。其中60%為煤、電等能源,40%為薪柴、秸稈等可再生能源,能源的利用比例隨著農民生活水平的提高已明顯增大。
造成農村民用建筑和單位面積能源消耗偏高的主要原因主要有以下三個方面:一是農宅本身圍護結構的熱工性能差,98%以上的農宅圍護結構無保溫層,普通門窗、屋頂無保溫隔熱;二是供熱和采暖設備效率低下,北方超過60%農戶使用地炕和土暖氣供暖,南方地區主要采用空洞和土采暖,其熱效率僅為35%左右;三是農村節能意識薄弱。隨著經濟水平的提高,農民注重農宅的美觀性,對農宅的功能及能耗利用效率考慮不多。
2、農村住宅室內熱環境問題突出
農村住宅以獨立式單元建筑為主,體形系數大,加之墻體、門窗保溫性能普遍較差,以及制冷、采暖方式的落后,造成大量農宅能耗大而且室溫低,在夏熱冬冷地區,室外溫度與室內溫度基本一樣,室內熱環境和舒適性遠低于目前城市住宅水平。如果要達到舒適性要求,其能耗將會大幅提高。
另外,室內空氣質量低下是農村住宅的另一個主要問題。室內空氣質量與人的健康密切相關,因此,越來越受到人民的關注。我們往往認為農村應該是“山清水秀"的地方,實際上農宅的室內環境與當地的室外環境形成了巨大的反差。由于農宅的室內空氣質量主要是依靠自然通風,室內環境污染現象比較普遍,居室內生物性、物理性、化學性污染有不同程度的存在。分析原因,主要是非清潔燃料低效燃燒和不良生活習慣所造成的。如煤炭、秸桿和薪柴的直接燃燒、功能房間布置不合理、通風排煙措施的缺乏及家禽的隨便放養。
二、新農村建設中推進建筑節能的主要任務
1、提高農村住宅圍護結構熱工性能,降低建筑能耗
農村住宅的主要問題就是建筑的體形系數巨大,外墻、屋面所占建筑大,導致熱損失高。外墻普遍采用240㎜磚墻,是城市建筑節能標準中規定熱阻值的二分之一至三分之一。門窗為普通的鋁合金單玻窗,氣密性差,保溫隔熱性能差,屋面系統仍為傳統的“撒氣漏風",在外墻與地面交接處很少采用保溫措施,通過地面形成很大的熱損失。此外,建筑平面布局不合理,室外空氣過量滲透,都影響建筑物室內熱環境。利用科學方法,發展適宜技術促農居的建造方式從目前的手工業方式發展為工程化方式,大幅度提高設計水平和應用節能技術,實現農村住宅的建筑節能,在不采暖和制冷的情況下,達到冬天室內溫度比未采取節能措施的農村住宅化提高3~5℃,夏天降低2~4℃;通過采暖、制冷,在達到舒適性要求下,節約能耗50%。
2、優化農村住宅用能結構,實現可持續發展
目前,農村生活用能以煤和生物質能直接燃燒為主,能源利用效率低,污染嚴重,用能結構不合理。優化用能結構應該以生物質能的清潔利用為主,結合太陽能、水電等可再生能源,逐步減少對煤炭的的依賴,是實現農村可持續發展、保障我國能源供應安全的重要步驟。
基于現階段大多數農村的實際經濟水平,目前在農村農宅中應大力推廣節能燈具、太陽能熱水器等投資少、見效快的節能措施。
三、新農村建設中推廣的主要節電技術
改善農村住宅的圍護結構保溫性能是解決能耗高、舒適度差有效的措施,否則無論采用什么新型能源利用技術或者商效設備,都很難產生應有的效果。對農宅圍護結構進行保溫,無論是屋頂、墻體、窗戶,還是地面,都應該采取保溫措施。做好農村住宅保溫除發掘農村既有的傳統保溫方式外,在有條件的地區還可以借鑒相對發展比較成熟的城市建筑保溫技術。
1、圍護結構保溫技術
⑴ 農宅墻體保溫技術
簡單的保溫做法就是增加墻體厚度,墻體的厚度增大一倍,其熱阻值就會增大近一倍,散熱量也會減少近一倍。
另外,還可以通過利用其他保溫材料來增加農宅墻體的保溫性能,常見的保溫做法包括墻體保溫、墻體內保溫和夾心墻保溫三種方式。墻體外保溫是在墻體的外表面覆蓋一層保溫材料,它的優點是不易形成冷橋,保溫效果穩定,而且能保護主體結構,延長建筑物使用壽命,缺點是對材料和施工質量要求嚴格,成本相對較高。墻體外保溫可以使用的材料有膨脹聚苯板、膠粉聚苯顆粒等,膨脹聚苯板薄抹灰技術比較成熟、價格適中、無復雜的施工工藝,但要求墻體平整;膠粉聚苯顆粒保溫技術對基層墻體平整度要求不高、易于施工,而且能充分利用廢棄物,容易做到農戶自己施工。
墻體內保溫的優點是應用時間較長、技術成熟,而且工藝簡單、成本較低,缺點是易形成冷橋、降低保溫效果,而且占用內部空間。墻體內保溫可以使用的材料包括膨脹聚苯板、膠粉聚苯顆粒、巖棉板等。除巖棉板保溫外,其他兩種方式與外保溫類似。
夾心墻保溫體系綜合了墻體外保溫和內保溫的優點,而且使用的材料更加廣泛,除了常見的聚苯板、巖棉、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石外,還可以充分利用農村當地資源,如枯草、粉碎的農作物秸桿、小麥糠、干花生殼、鋸末等,這樣可以大大降低成本,但是使用過程中一定要做好這些材料的防腐、防潮、防蟲工作。
⑵ 農宅屋頂保溫技術
目前常用的屋頂保溫方式為在屋頂上表面鋪設一定厚度的松散保溫材料(如煤渣、草泥、干草、礦棉、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石等)或者板狀保溫材料(如聚苯板、膨脹珍珠巖板等),外表面做防水處理,可大大提高屋頂保溫性能。
⑶ 農宅外窗保溫技術
農村住宅外墻普遍存在的問題是門窗質量較差、關閉不嚴、冬季冷風滲透嚴重。因此,在經濟條件允許的地區,外窗應盡量選用質量較好的雙層中空窗。經濟條件較差的地區,除應注意將窗在冬季密閉外,在外窗掛窗簾,白天打開讓陽光充分進入,夜晚關閉窗簾阻擋冷風滲透和熱量外傳是一個經濟實用的窗戶保溫方式,此外還可以再增加一層窗戶的方式來改善外窗的保溫性能。
⑷ 農宅地面保溫技術
對于單層和雙層農宅,通過地面向室外散熱是房間熱損失的重要組成部分。搞好地面保溫可有效改善房間冬季室內狀態。農宅地面保溫形式可分為水平保溫和豎直保溫。水平保溫在地上鋪設格柵,而后在格柵中添加保溫材料,這里的保溫材料可以使用松散材料,此時要在木格柵的下面添加防潮層,以保證保溫材料的干燥;豎直保溫需要在墻體地基外側覆蓋一定厚度和深度的保溫層,如膨脹聚苯板。但是對于既有建筑,該技術容易受到施工條件發限制。
2、可再生能源的利用
可再生能源主要包括水能、風能、太陽能、生物質能、地熱能和海洋能等等,它的特點就是資源潛力大、環境污染小,并且能夠可持續地循環利用,是有利于人與自然和諧發展的重要能源。
我國是農業大國,可再生能源資源非常豐富。從優勢上講,一個是具有資源優勢,一個是具有市場需求的優勢,還有技術方面的優勢。從資源方面,我們現在可供農村利用的主要是太陽能、風能、小水電、生物質能等幾種,這同時也應該是我們可再生能源重點發展的方向。在生物質能這一塊,現在每年可以作為能源利用的生物質能資源大約相當于7億噸標準煤。而去年,我國煤生產量是21.9億噸。生物質能的來源主要有6億噸左右的秸稈,還有大概是1億噸左右的其他廢棄物,包括林業廢物等。養殖場的糞便也能夠通過生產沼氣而產生能源,大約能夠產生沼氣700億立方米,這些數字都是很大的。栽植的生態林和林業廢棄物相當于2億噸標準煤,還有16億畝能源作物等潛在的資源,這些資源都是可以利用的。
太陽能熱水器是太陽能熱利用成熟的方式,已經實現大規模商業化應用。我國是世界上太陽能熱水器生產和安裝面積大的國家,截至2006年,我國太陽能熱水器運行保有量達9000萬㎡,年生產能力逾2000萬㎡,使用量和年產量均占世界總量的一半以上。隨著人民生活水平的提高,生活熱水的需求量將持續上升。加快推廣太陽能熱水器的使用,能大幅緩解由于熱水消耗量的增加而引起的能源供應壓力和環境壓力,有利于我國建筑節能總體目標的實現。
3、農村農宅室內環境改造技術
我國農村能源結構不合理,現階段煤炭等商品能源利用量已經占到了60%,秸稈和薪柴等生物質能源只占40%,但是農村能源設施和利用方式普遍落后,多以燃料的直接燃燒為主。據中國室內環境監測工作委員會的調查和研究,認為“落后的農村傳統的生活方式"是造成目前我國農村室內環境污染的四大環境問題之一。
在北方冬季采暖一般用火炕和土暖氣,還有些農戶用煤爐采暖。而在南方,由于采暖期較短,一般采用火盆、煤爐等進行短暫取暖。一些用來取暖的火盆,冬季直接放到室內,煤炭燃燒產生的煙氣直接排放到室內,加上冬季一般室內的門窗都緊閉,空氣流通很差,造成室內污染很嚴重。并且大部分農戶家里都沒有抽油煙機,只有少數經濟比較好的農戶家里有抽油煙機。這樣即使做飯時采用的是液化石油氣或者沼氣這些清潔能源,廚房內也還會由于烹調過程中的煎炒烹炸造成室內污染。廚房油煙是食物用油和食物高溫加熱后產生的,高溫烹調是我國*的烹飪習慣,因而在高溫烹調過程中形成的廚房油煙已成為我國室內環境中的主要污染物之一。
通過以上的分析,我們發現廚房是農戶房間中污染嚴重的地方。在南方發現有33%的農戶的廚房是在室內且與居住房間連通的。另外,不良生活習慣和環境意識的缺乏也是造成農村室內環境差的重要原因。并且在農村,農戶家里一般都會飼養家禽家畜,會造成室內的嚴重污染甚至導致疫情發生,嚴重威脅著人們的生命安全。
農村居民室內環境污染直接威脅著廣大農民的身體健康,農民的健康若沒有保障,新農村建設就有可能成為空中樓閣。因此,了解室內環境的污染現狀和成因,并對農村的室內環境污染進行防治勢在必行。應當因地制宜發展適用的技術,充分利用當地資源條件,主要包括:
⑴ 對農村建筑進行通風設計,確保室內通風良好,不僅能夠改善室內熱環境,還可以稀釋和排除因炊煙排放導致的室內污染物,提高室內空氣質量;
⑵ 室內空氣污染控制技術,采用農村家用排油煙機或者排氣扇、排煙系統、自然通風方式等降低有害燃燒產物散發及傳播。
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