300 重庆地区村镇住宅现状调研与分析_某乡贫困现状分析调研

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重庆地区村镇住宅现状调研与分析

重庆大学 任鑫佳 张华玲

摘要 我国村镇地区以前由于经济条件的限制，住宅围护结构热工性能普遍偏差，室内热湿环境普遍恶劣，但随着村镇地区生活水平的提高，人们对居住环境的要求也越来越高，这必将会使得用于改善室内环境的能耗增大，造成能源的大量浪费。本文通过实地调研和测试，收集了重庆地区村镇住宅现有典型围护结构形式及夏季室内热湿环境参数，计算了各种典型墙体材料的传热系数和热惰性指标，分析了在现有围护结构条件下村镇居民所处的恶劣的室内热湿环境状况，结果反映出加强村镇住宅节能研究具有必要性和迫切性。

关键词 村镇地区现状 调研分析 热工计算 热湿环境引言

我国是一个农业大国，村镇住宅建设量大面广，目前村镇住宅建设已进入了更新换代的高峰时期。

22据国家统计局资料，从1979—1998年的20年中，全国新建住宅185亿m，其中村镇住宅为138亿m。

22【1】到2010年，农村人均居住面积将达到30m，农村需新建住宅30多亿m。今后随着农村生活水平的【2】不断提高，村镇能源消耗也必然增大，其中村镇住宅的建筑耗能就占60%以上，可见村镇住宅的节

能任重而道远。

重庆地处夏热冬冷地区，气候特点是夏季高温闷热，冬季潮湿阴冷，冬夏季总计天数达到半年以上，因此建筑热工性能应当满足夏季防热，适当兼顾冬季保温的需要，即对建筑本身而言，除考虑建筑物的朝向、体形系数、窗墙比以外，还需考虑围护结构的保温隔热性能。但由于经济条件的局限，这一地区的居住环境在二十世纪九十年代以前基本是被忽略的，相应的节能研究几乎没有，可供参考的研究数据更是寥寥无几。因此对村镇地区住宅的节能研究必将引领节能研究的新浪潮，开创节能研究的新领域，成为节能研究的新趋势。调研与分析

2.1 调研地点的选择

在09年8月我们对重庆地区村镇住宅进行了实地调研，调研地点的选择主要是根据重庆经济水平和气候的差异，调研的对象确定为渝西经济走廊的綦江县、万盛区，山峡库区生态经济区的长寿区、秀山县。其中綦江县具有重庆夏季最高温度，万盛区是采矿区，长寿区经济条件较好，秀山县则经济相对落后，每个地方都具有一定的代表性和典型性，具有一定的调研价值。

2.2 调研内容及方法

本次调研主要包括两部分，一部分是现场测试，包括室内外相对湿度，室内外空气温度，外墙内外壁面温度，门、窗内外表面温度等，采用的仪器主要有红外线测温仪和温湿度测量仪；另一部分是现场问卷调查，包括家庭常住人口数、主要使用的能源种类、居住者对当时室内热舒适的评判等。

2.3 调研结果分析

2.3.1 围护结构种类

1）墙体

根据本次实地调研收集回来的资料，总结出重庆地区村镇住宅采用的墙体材料有毛石材料（图2）、灰砂砖（图3）、红砖（图4）、木材（图5）、空心水泥砖（图6）、泥土墙（图7，在目前已经很少见了）六种，其中以红砖（砌筑方式主要分为12式——墙厚12cm和18式——墙厚18cm）的运用最为普遍，近几年的建筑基本采用的都是红砖。通过本次调研发现，重庆地区村镇住宅绝大多数墙体都是裸墙，即是由红砖的材料直接砌筑而成，墙体的内外表面没有任何保温隔热措施。在一些经济条件稍微好的地方，则在内外墙面涂抹一层厚约1cm的水泥砂浆抹灰（图7），更好的还会在外面贴一层瓷砖（图8）。2）屋顶

重庆地区村镇住宅屋顶采用的形式主要有坡屋顶、平屋顶和蓄水屋顶。坡屋顶主要是由于以前的屋顶是采用预制混凝土板制成的，经过一定时间后普遍存在漏水的现象，为了防止漏水，居民在原来的平屋顶上搭盖一层高1M左右的坡屋顶。蓄水屋顶则是对于屋顶防水措施做得相对较好的住宅而言的，此类屋顶通常会先采用沥青、水泥等材料做防水层，然后再蓄20cm左右的水。3）门窗

调查发现，重庆地区村镇住宅采用的门多数为木门，存在少数的铁门和铝合金门。窗户几乎都采用的单层实腹玻璃，窗框则主要有木窗框、铝合金窗框两类。

图2：石材图3：灰砂砖图4：红砖图5：木材

图6：空心水泥砖图7：土墙房屋图8：外墙水泥砂浆抹灰图9：外贴瓷砖

2.3.2 围护结构热工性能分析

根据调研收集回来的各种典型围护结构形式，利用《民用建筑热工设计规范》中附录二——建筑热工设计计算公式及参数中关于热阻和热惰性指标的计算公式和参考文献[3]中查得的各种典型墙体材料的导热系数和蓄热系数如表3.1所示，可以计算出各种典型墙体材料的传热系数和热惰性指标从而对各种典型墙体进行热工性能分析。

表1 围护结构导热、蓄热系数

由于空心水泥砖较其他几种墙体材料复杂，因此以390×190×190（图10）规格的空心水泥砖为例计算其传热系数及热惰性指标，其计算过程如下：

图10：390×190×190式空心水泥砖结构图

1）传热系数计算

根据复合墙体的热阻计算公式计算：

2F0=0.39×0.19=0.074 mF1=0.035×0.19=0.007 mF2=0.125×0.19=0.024 m

222

F3=0.07×0.19=0.013mF4=0.125×0.19=0.024mF5=0.035×0.19=0.007m

R0、1=R0、3=R0、5=0.19/1.317×1.163+0.16=0.284(m.k/w)；

R0、2=R0、4=

0.03

520.150.160.356(m2.k/w)；

1.3171.16

3根据《民用建筑热工设计规范》附表2.4，当空气间层超过60mm时，空气间层热阻为0.15 m.k/w ,由此可推导出空气层的导热系数2

0.06

0.4【4】，2/1=0.261，0.15

根据《民用建筑热工设计规范》对的规定当2/1在0.20~0.39范围内时，可以取=0.93则，R00.32(m.k/w),K = 1/R0= 3.125w/m.k R0.16（m.k/w）

2）空心水泥砖的热惰性指标的计算：

根据公式可以计算出复合墙体的平均蓄热系数为：

S= 14.42 kcal/m2.h.℃，其中空气夹层的平均蓄热系数为S2=S3=214.370.0428.78 kcal/m.h.℃；

空心水泥砖的热惰性指标D：D=RS=0.308×14.42=4.35；

根据《民用建筑热工设计规范》中的计算公式可计算出村镇地区现有的各种典型围护结构的热工参数如下表所示：

根据上述计算结果可得到以下几点结论：

（1）在重庆地区村镇住宅现有的典型围护结构形式中，所有的墙体热工参数都没有达到《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》关于外墙k≤1.5，D≥3.0或K≤1.0,D≥2.5节能50%的标准；

（2）对本次调研对象来说，热工性能最好的是采用红砖+内外水泥砂浆抹灰+内石膏涂料+外贴瓷砖的这种房屋类型，而热工性能最差是木材房屋，其传热系数最大，热惰性指标最小；

（3）当墙体材料采用红砖或空心水泥砖时，通过在其内外表面抹水泥砂浆抹灰，或在外墙贴瓷砖等方式来增加墙体的厚度都可以直接降低墙体的传热系数增大热惰性指标；

（4）通过调查和分析，说明重庆地区村镇住宅在改善围护结构热工性能方面具有较大的节能潜力。

2.3.2 室内热湿环境状况

因为红砖价格便宜，耐压力高，在村镇地区使用最为普遍，已经逐渐取代了毛石、木材、泥土等墙体材料，具有代表性，是本次调研的重点对象，所以本文对于室内热湿环境状况的分析主要针对村镇地区以红砖为墙体材料的住宅。而且本次调研收集回来的样本都是笔者亲自测试和走访的，保证了每个样本的真实性和可靠性。具体的分析主要从以下两个方面进行： 1）温度

由于重庆地区村镇住宅多采用自然通风来改善室内热湿环境，处于非人工环境条件，其人体热舒适范围不能按照空调房间这种人工环境下的标准来取定，应根据参考文献[5]中对通风热舒适范围的确定即中性温度Tn上下波动3℃，其中

Tn=0.39Ta+16.28（1）

式中，Ta为室外月平均气温,可根据重庆地区典型年气象参数查得重庆8月份室外月平均干球温度为27.6℃，因此确定出重庆地区村镇住宅室内热舒适区为24~30℃。

整理调研收集的室内外空气温度数据如图10所示，可以看出以红砖为墙体材料的村镇住宅在非人工环境下，室内空气温度最高为37.5℃，最低为25.4℃，样本中有66.7%的样本室内空气温度都高于

30℃，这说明村镇住宅的室内热环境大部分都处于热舒适区外，都不满足人体热舒适的要求。对于室内外空气温度差△Tair，最大值为5.4℃，最小值为0℃，其中室内外空气温度差小于等于3℃的占了全部样本的83.3%，只有16.7%的样本室内外温度差高于3℃，分析其原因主要是这部分居民在墙体内外表面加涂水泥砂浆抹灰或贴瓷砖等增加了墙体厚度从而增加了室内外温度差。

通过以上分析说明了重庆地区村镇住宅围护结构自身的隔热能力很差，可以通过一些简单易行的方法来提高村镇住宅围护结构的热工性能，从而在非人工环境下改善村镇住宅的室内热环境。

图11：室内外空气温度图图12：室内外相对湿度图

2）相对湿度

根据调研收集回来的资料将室内外相对湿度整理成图表的形式，如图12所示。分析数据可以看出对于室内相对湿度而言重庆地区村镇住宅夏季室内相对湿度最大值为98.7%，最小值为51.2%，平均值为74.7%。在调研数据中室内相对湿度在65%以上的占了调研总数的73.3%，根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003），夏季室内相对湿度设计指标为40.0%～65.0%，由此可以看出重庆地区村镇住宅的室内含湿量非常大，处于高湿度状态。夏季如果室内处于高温环境中，相对湿度高于70.0%，则会抑制人体散热，使人感到十分闷热、烦躁，引起人体的不适，而且相对湿度过高的环境容易滋生细菌、病毒等有害物，引发哮喘、流感等疾病，对人的身体健康造成影响。思考与展望

（1）通过对重庆地区村镇住宅的实地调研，了解到目前重庆地区村镇居民在大量使用红砖作为墙体砌筑材料修建住宅时，其室内热湿环境并没有得到保证，人们长期处于高温高湿的室内环境中。这主要是因为以前人们受经济条件的限制没有条件修建更好的住所，只能被迫降低舒适要求，被迫提高自己的耐受度。

（2）随着村镇居民生活水平的提高，人们对生活环境的舒适度要求也越来越高。从长远来看，当村镇居民具备购买空调设备的能力以后，如果仍然在原有的保温隔热性能较差的住宅围护结构条件下，通过大量使用空调设备来改善室内的舒适状况，将会使得用于改善室内环境的能耗更加突出，造成耗能量大但室内舒适状况改善效果却不明显的能源浪费现象，这必将导致村镇住宅的能耗逐年上涨，加剧能源短缺危机。因此村镇住宅的节能研究重要而迫切，要求科研人员们加强对村镇住宅的节能研究。

（3）村镇地区由于经济条件的限制，许多在城市推行的节能方法不能得到推广，我们必须结合当地的气候条件、资源状况、建造技术和经济水平等地域特点，找出适合于村镇地区的、热工性能良好、经济可行、施工方便、环境友好的节能围护结构。在这方面我们可以通过大量的调研收集目前现有的各种围护结构形式，通过热工计算静态分析各种围护结构热工性能的好坏，将较好的各种形式组合在一起，再利用现有的各种模拟软件模拟出经过优化组合后的围护结构室内热湿环境情况，对比分析优化前后室内热湿环境的改善情况，从而推荐给出几种热工性能较好且符合当地地域特点，建造成本与现有建筑的成本相差不大的围护结构形式。

（4）对于村镇地区住宅围护结构的研究可以改善村镇住宅的室内热湿环境、减少村镇住宅能耗，促进全国统筹城乡建设的发展，还将为有关部门制定村镇住宅建设导则提供科学依据。因此对村镇地区住宅围护结构的节能研究是很有必要的。但目前我国对这方面的研究还比较稀缺，还需要做大量的研究工作。相信本文能引起大家对村镇节能研究的重视，加大对我国村镇地区住宅围护结构的节能研究，共同为我国节能研究做出贡献。

参考文献

[1] 屈万英,葛翠玉.夏热冬冷地区村镇住宅的建筑节能[J].住宅科技，2007.1.[2] 杨子江.夏热冬冷地区村镇住宅建筑节能探索[J].工业建筑，2005.7.[3] 沈韫元.建筑材料热物理性能[M].中国建筑工业出版社，1981.[4] 王继唐.混凝土小型空心砌块热工性能计算方法的探讨[J].墙材革新与建筑节能.[5] 李永兵.重庆地区居住建筑通风期及通风有效性控制研究[D].重庆大学硕士论文.