农村建筑低碳化设计技术探究

摘要：本文阐述了农村物质资源、农村地区建筑结构的特点，分析了制约农村建筑低碳化发展的主要原因，并提出了适合农村建筑低碳化设计的相关技术要点。

关键词：农村建筑；地毯；设计

中图分类号：TU2 文献标识码：A

引言

随着环境问题的不断出现，“低碳经济”的浪潮已经在全球各地掀起，我国是农业大国，农村耗能所占比例很大，而因为我国农村地区没有统一的规划，加之建筑用地面积大、技术水平低，从而忽略了建筑热工性能和室内舒适性要求，使得能源利用率低、资源浪费严重等。所以，在农村地区广泛推广建筑节能技能够使我国农村的生活条件和居住环境得到很大改善。

一、农村环境特点

（一）农村环境资源特点

我国农村地广人少，可再生资源比较丰富。有太阳能、水能、风能、生物能等自然清洁能源。虽然这些能源在农村地区十分丰富，但其利用率却不是很高。表1就对几种清洁能源进行了统计：

表 1 几种清洁能源利用情况统计

排出以上几种蕴藏丰富的能量资源外，农村地区还有很多比较好的资源。比如木材、竹类、粘土等一些力学性能较好的、清洁无污染的材料。这些材料在加工之后都能够作为建筑材料，在建造房屋建筑中使用。

（二）农村建筑结构特点

伴随新农村建设的迅速发展，农村居民的农宅翻新也在不断加快。新农村建设并没有在低碳方面对农村建筑进行严格的限制。当前，大多数农村地区新修的或已经建成的建筑都有着较为显著的特点，基本上能归纳为三个方面：一是主要使用的建筑砌体材料是混凝土、轻质混凝土空心砌块、烧结实心砖和多孔砖、蒸压加气混凝土砌块等，使用的木结构和竹结构比较少；二是建筑结构在选型时通常用墙体承重结构，且基本为三层以下，结构形式比较单一，无法充分运用资源（风能、太阳能、生物能等）；三是建筑结构在施工时，工程量不是很大，传统的竹支架和木模，无法循环利用；在使用水资源的时候不重视节约利用；各类建筑废弃物随意丢弃，没有回收利用和处理措施，导致建筑垃圾破坏农田和资源的浪费。

二、农村低碳型建筑发展的制约因素

1、低碳技术和产品不够成熟。我国在20世纪80年代已经开始对低碳建筑技术进行研究，时至今日已有了不错的发展，新材料、新技术、新工艺不断涌现，然而目前我国建筑低碳技术仍有很多的问题。如：投入的低碳技术研究经费不足、部分技术还不成熟、产品研发不均衡、材料质量性能差以及施工比较复杂等现象。

2、低碳建筑设计和施工不到位。农村建筑大多数都是自建的，没有经过建筑设计师科学合理的设计，建筑整体的节能和保温性能不够好。其次，农村建筑建造水平不够专业，施工工人基本上都是当地的农民，缺乏专业化的施工技术和专业知识，也没有经过专业的培训，施工技术落后，例如：建筑的基础开挖深度掌握的不到位、柱和梁的配筋不合理、墙体保温和屋面保温以及屋面防水处理不到位等问题，常常会有再次返工现象出现，这对于资源是一种很大的浪费，并且还造成了环境污染。

3、初期投资成本高。节能产品相较于普通产品成本高，这对于低碳建筑的普及是很不利的。目前我国农村普遍存在的问题就是农村居民收入低，而且建筑节能意识相对较为薄弱，在建造房屋的时候，首先考虑选择成本低的产品。这就导致了农村居民不注重建筑节能，造成低碳建筑很难大规模的推广。

4、民众意识薄弱。在一些农村地区，因为各个地方的政府部门对于低碳经济发展的宣传、教育和投入不足，农村居民对“低碳建筑”了解非常少。日常生活中，对于低碳节能几乎没有概念，而且也缺乏节能意识。

三、农村建筑低碳设计技术要点

我国东部和西部，沿海发达地区与内地、汉族地区与少数民族地区都有着很大的差异。因此在进行新农村低碳型住宅设计时，必须结合我国农村的实际情况，因地制宜，选择适宜性技术，尽可能就地取材，科学合理的施工，形成造价低、节能效率高、居住环境适宜的新型住宅。低碳型住宅的发展必须立足于现有的资源状况以及现代技术和现代材料，用新技术、新材料来改善农村居民所面临的问题，满足现代农村居民的生活需要。

（一）建筑材料选用

建筑低碳设计在选择材料时应该坚持选择可再生利用、能耗低、污染少的原则。建材在生产、搬运、运输过程中会出现一定程度的资源消耗，这则说明就地取材的重要性。

表2是引自台湾成大研究所siraya研究室2007新版以及张又升，建筑物生命周期二氧化碳减量评估（成功大学博士论文，2002）的建材在生产与运输过程中二氧化碳的排量。

表2 台湾地区部分建材生产与运输阶段CO2 排放量统计

从表2中可以看出，水泥、钢材、红砖、瓷砖单位量CO2排放量与木材相比要高很多，尤其是在生产过程中，因为水泥、钢、土质都要烧制，这就直接提高了CO2的排放量，而且损耗了很多能源。如果按照1Kg煤燃烧释放处1.5~2Kg二氧化碳计算，生产1000万块实心粘土砖，与生产同一体积稻草砖相比，排放的二氧化碳多出了4468.6万吨。土坯、秸秆砖等材料与稻草砖在生产过程也差不多，所以CO2排量也相对少一些。中国建筑科学研究院抗震所葛学礼研究院研究过土坯围护墙房屋结构，加强节点处设圈梁可以确保结构在8.5度时依然不会存在不可修复的损坏；稻草砖、稻草板、竹、木材、土坯、秸秆砖都有行业的带头人做过研究，在7.5度地震作用下，农村三层以下房屋不可能出现不可修复损坏，结构是比较安全的；因此，针对农村建筑提出一些建议，在确保结构安全的基础上以木结构或竹结构为主体，将稻草砖、稻草板、土坯、秸秆砖作为围护结构材料换掉，尽可能的不用或者少用混凝土或钢材等能耗较高的材料。

上述材料在我国部分地区已经开始使用，并较好效果相当不错。表3是对这几种材料的应用效果的归纳。

表3 农村建筑低碳设计常用材料

（二）结构类型选择

在结构选型时应坚持安全、简洁、与环境相协调并可以充分利用环境资源的原则。在结构安全的基础之下，建筑材料的用量、施工时间的长短都是由结构的复杂程度决定的，这些对于建筑的低碳化都有间接性的影响。

结构选型的这一原则能够通过平面标准化与对称性设计来实现。这种设计的重复率比较高，能够使生产过程的组件种类减少，让结构尺寸整体统一。要通过柱断面一致、楼梯对称并具有重复性、大小梁深一致等方式，来简化组模时间与增加重复使用率以此降低损耗，实现节能的目的。与环境相协调并可以充分运用环境资源这一原则指的是结构的选择要充分利用如太阳、风、地热、水能、生物能等可再生能源。把各种能源集成到一座建筑中，按照我国农村这部分可再生能源的具体分布特点，可以设计类似的建筑。在水资源丰富、植物多、季风盛行的南方可在简易结构的技术上设计风力发单机、沼气池、水力发电机，而在阳光充足、日照长、动物粪便多的北方可设计太阳能电池板、沼气池以充分利用能源。

（三）施工阶段低碳设计

施工阶段坚持能耗低、排放低、污染少的施工方式。我国当前已建立了低碳施工标准ISO 1400环境管理体系。首先，农村建筑施工一定要遵循该标准，然而其又表现在不同的地方。农村建筑施工的强度相对比较低，工程量小，不利于管理。所以，农村建筑结构低碳设计应该要重视相应的技术要点。为了确保节能减排，首先必须得节约资源，节约建材。可以采取有效的措施，比如：提高周转次数材料的使用率；注意保护施工临时用地；施工临时设施主次运用可拆卸结构材料。其次，对施工顺序进行合理的设置，并且要编制好施工组织报告，防止造成材料浪费。最后，要对施工质量加强控制，方便因为质量问题而在此返工这样不但造成了材料浪费，而且还使废弃物增加，相当于增加了环境中碳的排量。

四、结束语

要使新农村建筑走上可持续发展的道路，在改善基础设施建设的过程中，就必须坚持上述指导思想，注重节能低碳的技术，并将其作为指标来对农村住宅和景观进行规划和建造。发展低碳型的新农村建筑，科学合理的运用可再生能源，有效推动我国农村地区的建筑节能技术，延长建筑的使用寿命，实现节约能源的目的，使农村居民的生活得到改善，从而促进社会经济的可持续发展

参考文献：

[1]张子毅,董盈. 黑龙江农村住宅低碳化设计研究[J]. 艺术研究,2011,04:50-51.

[2]颜景芳. 建筑低碳化设计在建筑节能中的应用探析[J]. 黑龙江科技信息,2011,35:306.