大庆市农村居住环境几种节能方式研究

摘要：大庆市属于严寒地区，农村住房建造水平低，节能效果差，农村地区太阳能资源利用率较低，冬季采暖能耗过大，结合国家对居住建筑节能的要求，本文针对大庆市农村现有居住环境，因地制宜的提出几种节能设计方案。

关键词：大庆农村、节能、新能源利用

引言

大庆市现有农村建筑维护结构仍以红砖为主要材料，该类建筑物外墙传热系数较大，采暖能耗较高、室内热舒适性差、能源利用率低、污染严重。因此，因地制宜的在大庆市农村地区进行节能建筑建设，改善农民的生活质量，减少对环境的污染，成为大庆新农村建设中的关键的问题。本文主要从草砖、太阳能、沼气的推广使用对大庆市农村住宅建设提出合理性建议。

一、草砖的研究与应用

1草砖的特性

草砖与其他传统的建筑围护结构材料相比具有很大的推广优势：1、它具有良好的保温性能，采用草砖建造建筑物在供暖期可比普通维护结构建筑物节能50%以上。2、具有良好的承载能力，抹灰后的草砖墙可承受应力值可达488KN/O。3、具有良好的防火性能，加拿大国家研究所测定，抹灰后的草砖墙的耐火极限可以达到2h，美国材料试验协会（ASTM）的实验结果也表示当水蒸气穿过草砖墙体时，不会对墙体本身造成伤害。4、具有良好的耐久性，在美国现有的草砖住房中，已有数间超过100年，目前仍然完好并居住使用。5、具有较好的舒适性及经济性，草砖房室内的温湿度比较稳定，与其他材料的建筑相比，可以更好的保持健康舒适的空气品质，同时草砖隔音效果也十分好，作为天然材料，草砖无放射性，适合人居住。6、环保性能卓越，由于草砖具有良好的保温性，即可减少燃煤量，减少向周围环境排放的二氧化碳、二氧化硫等有害气体和大量的烟尘及炉渣，减少对大气的污染，改善周围的空气环境，符合现在国家大力提倡的节能减排方案。

2草砖的发展现状

草砖应用早已有之，在20世纪初的美国内布拉斯加州，当时的移民者缺少建造房屋所需的材料，就用秸秆压制成砖状来建造草砖房。人们发现这种草砖房冬暖夏凉、室内环境舒适，适合人居住，经过改良发展，慢慢沿袭了下来。20世纪40年代，二战爆发和其他建筑材料的兴起，导致草砖的发展受到的抑制。而如今，绿色和环保观念越来越受到政府和人民的关注，草砖的应用再次逐渐被重视了起来。

目前草砖房作为经济绿色节能建房在美国、挪威、法国、德国、澳大利亚、中国、英国、希腊、荷兰等诸多国家都得到了政府的大力支持。而且已有国家正在为草砖房的正确实施建设制定严格有效的规范。

在我国，对于草砖房建筑技术的研究仍处于起步阶段，自从1999年起，中国21 世纪议程管理中心与安泽国际救援协会/中国（Adventist Development relief Agency/China） 合作，以黑龙江哈尔滨为首的5省9地分别进行了草砖建筑示范项目的开展，取得了显著地成果。而在我国北方一些农村地区的住宅节能问题相对落后。我国农村住宅的节能改造设计，对于我国农村的发展十分重要。因此，推广秸秆草砖替代普通建筑材料对于实现我国的可持续发展战略具有重要意义。

秸秆属于农业废弃物，大庆地区是秸秆资源丰富的地区，每年10月到11月之间，大量焚烧秸秆造成了资源的极大浪费和对空气的污染。而草砖正是以废弃的植物秸秆（麦秸或稻草等）为主要原材料，经过机械设备挤压成型后的一种绿色建材。其原材料来源丰富，能够变废为宝，节约资源，且较为经济，保温性能好，作为可再生资源发展前景巨大。

3应用中存在的问题与解决方法

由于秸秆草砖是一种新型建筑材料，目前在国内的推广存在着诸多待解决的问题。比如：在承重墙底部、门框上下、窗台下等部位常见一些沉降裂缝；在承载能力方面，秸秆草砖与其他类型的砌体相比还有一定差距；而对草砖特性的研究也不够全面，对草砖更为深层面的特性的研究已成为当务之急。

为解决上述问题，将常规的秸秆草砖外面同无机胶料、泥浆复合，结合空气干燥技术，在秸秆草砖的外表面形成以秸秆为加强筋，而以无机胶料、泥浆复合物作为胶料的体系。利用空气固化原理，形成技能防水，又具有高强度拉力、抗腐、抗潮、抗鼠等性能的复合秸秆草砖。

二、太阳能的开发与应用

太阳能是世界公认的清洁能源之一，在大庆农村地区有着丰富的太阳能资源，大庆年日照时数为2726h，年太阳总辐射量491.4KJ/cm2。太阳能应用设备具有多种形式，不同地区应根据各自的气候特点采用不同的太阳能集热设备。大庆市冬季寒冷，更适合使用太阳能空气集热系统，太阳能空气集热系统是以空气而不是热水作为集热介质，不存在冬季温度过低管路冻结的风险，容易进行系统维护。建造太阳能综合利用建筑，不仅可以提供生活用热水、照明等应用，还可以应用于采暖系统，特别适合用在没有集中供暖的农村建筑。随着人们的生活水平在逐年提高， 热水供应消费已逐渐成为每个家庭不可缺少的日常开支。太阳能热水供应系统， 以其环保、节能的特点正越来越受到人们的重视。目前常用的太阳能热水供应系统有 2 种， 一种是分散式家用太阳能系统， 另一种是集中式太阳能生活热水系统与补充热源的组合方式。而针对大庆地区集中供暖住宅， 提出了一种以户为单位的太阳能生活热水系统和低温热水地板辐射供暖系统的组合方案。该方案能克服上述 2 种系统的不足， 在实现供暖的同时， 也可以实现生活热水的全年稳定供应。

1农村太阳能可利用的方案

（1）家用屋顶太阳能光伏供电

对于瓦房，我们可以采取将光伏板固定在瓦房的屋顶斜面上，将收集到的热能转化成电能存储起来，使用时经逆变器向电视机、洗衣机和电冰箱等用电器供电。对于平房，则可以采用跟踪式太阳能装置，只需将平面光伏发电组件安装在跟踪系统上即可，简单易行，维护成本低。

（2）集中光伏发电

一般农村的建筑都是集中在一起的，这样方便于集中供电。我们可以充分利用农村闲置的空地，建造一个太阳能电站，能够完全满足村庄自身的供电需求

三、其他能源的开发和利用

在大庆农村地区，还有很多未能得到充分利用的绿色节能的新能源。比如可再生能源源沼气：主要以农作物秸秆、牲畜的粪便、有机垃圾等作为原料在一定条件下转换成沼气。沼气可以解决农村燃料问题，也可以进行采暖和照明，同时沼液和沼渣也可用作有机肥料，做到了能源的循环利用；比如地下室蓄热蓄冷：在新农村住房设计中，可以利用地下室作为整个建筑的冷热蓄仓。通过合理的空气交换，可以使居住空间具有相对稳定的冷热环境。比如风力发电：大庆市风力资源丰富，年均风速3.8m/s，年大于16级风日数为30d。可以充分利用这一资源建造风力发电站以供应生活及生产用电。

结论

通过分析大庆市农村居住环境的现状，结合大庆地区的自然资源，在不破坏环境基本生态平衡的条件下，设计出符合大庆市农村建筑物的一系列节能改造、新建措施。推广太阳能热利用、围护结构保温隔热等节能技术以此降低建筑能耗，争取做到零污染、零排放。研究减少环境的污染，保护生态环境，提高能源利用效率的方案，为大庆市农村居民提供更加舒适的生活环境。