随着农民生活水平的不断提高,农村民居建筑能耗将会愈来愈高,将地道风节能技术耦合到农村民居建筑设计与应用之中,会对减缓我国能源供需压力、减少环境污染、节约能耗、走永续发展产生重大影响。基于室内自然通风的隧道通风是实现建筑节能的有效手段,通过对河南省焦作市农村民居建筑负荷系统现状及地道风利用情况的了解,对农村民居建筑中地道风的应用前景进行了分析,提出将地道风系统与农村民居建筑节能技术耦合的一些策略性思考。
一、地道风技术在建筑节能中的应用优势和前景分析
地道风是利用地层原始温度与地表空气之间的温差来进行降温。地道风使用,指的是利用隧道空气冷却在夏天或冬天空气加热的通风节能措施。利用地道风是使用可再生能源的一种方式,冷热源的使用是一种自然形成的热(冷)性能。夏季,室外空气进入隧道,通过隧道壁的传热,能达到降温的目的,然后进入空调房间。冬天,通过隧道和空气之间的热传递,提高室外空气的温度,如果不满足送风温度要求的,可以使用隧道预热空气和二次加热到室内,符合要求的室内温度和湿度。隧道风冷却技术是使用隧道冷却空气、通过机械通风或诱导通风系统运送到地面上的建筑物,达到冷却降温的目的。
国内外许多研究和应用实例证明,地道通风的室内自然通风是实现建筑节能的有效手段。根据建设部统计数字显示,在我国建筑能耗占总能耗的27%以上,而且还在以每年1%的速度增长。每年我国城乡建设的新住房建筑面积近20亿m2,80%以上为高能耗建筑,拥有近400亿m2,95%以上的建筑是高能源消耗。建筑能源消耗的比例占总能源消耗的比例将从目前的27.6%上升到33%以上。而利用地道风的室内自然通凤实现建筑节能不但可缓解能源资源的紧张局面,还可减轻大气污染,从而保护生态环境和提高建筑热环境的质量,从长远看建筑节能正是发展建筑业的需要。因而将其应用推广到广泛的民居建筑之中(包括城市和农村),应具有广阔的前景。
二、地道风技术引入农村民居建筑节能设计及应用实例分析
1.对河南省焦作市农村民居建筑节能现状的调查分析焦作地区俗称“怀川”,属于河南省经济比较发达的地区之一,当地农村民居建设发展迅速,且呈多样化趋势。调查发现,该区域农村民居建筑可分为散户民居建筑和农村社区型民居建筑两种情况。根据本人对该市农村民居建筑的调查了解,全市农村大约60%以上的民居建筑是在村里统一规划宅基地后的散户建筑,这里有两种情况:按照村里统一规划的样式建筑,包括层次高低、外墙颜色、基本材料等;按照村里规划的宅基地自行建筑。从建筑节能情况看:用户建筑节能意识不够;资金短缺成为其推广节能建筑的最大障碍;设计不合理、能源利用效率低。
三、地道风系统机理与农村民居建筑节能耦合设计策略及思考
地道风系统指土壤的使用地热能源储存(2.5~3m地下土壤温度保持恒定)室外空气冷却或加热(或室内空气返回),并由机械送风或诱导式通风将处理后的空气送入室内,以改善室内热环境。从地道风系统机理看,该系统由三部分组成:进风口部分、地埋管换热部分、出风口部分。其中地道进风可以是全新风、部分新风或循环风。埋管换热部分,即土壤、空气热交换器,是一个重要的传热的系统组件,用于承担施工荷载。出口部分根据不同的建筑形式,可以因地制宜。地道风与普通空调系统相比,造价低廉,结构简单,维护容易,适合生活水平相对低下的农村环境,因而应用前景看好。