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农村建筑节能研究

l   农村建筑节能策略

考虑到农村的实际情况,中心提出选择村落做为衡量农村未来可持续发展的基本单元,其适宜的建筑节能策略应该分三个层次来解决:1)主要依靠被动式节能技术,例如加强房屋保温、防风,增加被动式太阳能利用和提倡节俭的行为方式等,这些技术不仅实施起来简单易行,而且效果明显,也是其他节能技术实现的前提,通过这些方法的实施,可以实现节能60%的目标。2)在被动式节能基础上,采取部分主动式节能技术,包括发展符合农村实际的采暖方式,提高现有采暖系统效率等,达到节能20%的目标。3)利用生物质等可再生能源来取代剩余20%的能源消耗,真正取消农村对常规商品能源的依赖,实现“零煤耗村”。

l   墙体保温优化设计技术

考虑到北方地区农村住宅冬季采暖能耗高、室内舒适性差是一个普遍问题,造成这种现象的根本原因是农村住宅普遍没有采取适当的保温措施、门窗漏风严重、建筑布局不合理等原因,因此改善农村住宅的围护结构保温性能是解决能耗高舒适度差最有效的措施。

由于我国北方农宅多为单层建筑,与城市建筑存在显著差异,一般来说体形系数都偏大,不利于建筑的节能,墙体保温就显得尤为重要,由于农宅各墙体面积和朝向不同,造成失热量有所不同,所以同样的保温层厚度所节省的能量就会不同;另外,考虑到农村的经济情况,盲目地给各向墙体增加保温所带来的费用可能是农户所无法承受的,因此必须要清楚多厚的保温层能够满足节能的要求,以及有限的保温层如何合理分配才能达到最小的投入产出比。中心利用软件模拟技术,合理解决了以上问题,并完成了国内首个生态节能型农宅村落示范工程。

经过对示范工程的实测后发现,改善围护结构的保温性能后,每户整个采暖季可以节省约2吨煤,综合节能率可以达到50%以上,效果明显。近期将会在北京平谷区、辽宁省大连市等地区进一步推广应用。

l   被动式太阳能利用技术

被动式太阳能采暖技术是通过对建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间与外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构的恰当选择,无须使用机械动力,利用太阳能使建筑物具有一定的采暖功能的技术。按太阳能利用的方式进行分类,其形式主要有以下几种:a)直接受益式;b)集热蓄热墙式;c)附加阳光间式;d)组合式等。

中心除了对以上几种常见的被动式太阳能方式进行优化分析外,得到其合理设计方法,还与北京市科委合作,研究出屋顶集热、地面集热等几种新型被动式太阳能利用形式,并正在申请专利,近期将在北京市平谷区进行示范性应用。