摘要：中國北方農(nóng)村地區(qū)，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能普遍較差，因受地理位置和氣候特點的影響，實現(xiàn)全面供暖能耗巨大。通過建立農(nóng)村居住建筑能耗模型，并進(jìn)行數(shù)值計算，研究位于濰坊市的農(nóng)村居住建筑的冬季能耗。研究顯示：選擇向陽面房間供暖時，能耗變化率最大;選擇背陽面房間供暖時，能耗變化率最小，兩者相差23。供暖區(qū)域面積明顯影響農(nóng)村居住建筑能耗，增加供暖區(qū)域面積，能耗隨室內(nèi)溫度升高而明顯增大，每增加一個供暖房間，日能耗增加30%40%。

　　關(guān)鍵詞：農(nóng)村居住建筑;建筑能耗;局部供暖

　　有關(guān)資料顯示，2015年，中國農(nóng)村居住建筑總建筑面積已達(dá)到238億，與農(nóng)村居住建筑相配套的能源設(shè)備消耗的能源達(dá)2.13億標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國總建筑能耗的25%左右[1]。另據(jù)文獻(xiàn)[2]報道，2016年，中國居住建筑運行能耗占全國建筑能耗的61.5%，其中城鎮(zhèn)居住建筑能耗占37.7%，農(nóng)村居住建筑能耗占23.7%。可以看出，農(nóng)村居住建筑能耗占比有所下降，但農(nóng)村居住建筑能耗總量并沒有下降，而是呈逐年上升態(tài)勢。

　　近年來，中國經(jīng)濟(jì)繼續(xù)以較高的速度平穩(wěn)發(fā)展，農(nóng)民收入水平也顯著提高，尤其在2020年全國脫貧攻堅取得全面勝利后，農(nóng)民對生活品質(zhì)的要求越來越高，農(nóng)村居住建筑面積越來越大，農(nóng)民對居室內(nèi)熱濕環(huán)境的要求越來越高，能耗也越來越大。因此，農(nóng)村建筑，尤其是農(nóng)村居住建筑的節(jié)能問題應(yīng)該受到更多的關(guān)注[3]。中國北方地區(qū)受地理位置、氣候特點的影響，農(nóng)村居住建筑的能耗主要體現(xiàn)在冬季供暖上，而農(nóng)村居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能普遍較差，實現(xiàn)全面供暖能耗巨大[4]。

　　農(nóng)村經(jīng)濟(jì)論文： 淺談農(nóng)村集體產(chǎn)權(quán)制度改革中遇到的主要問題及解決對策

　　眾多的科研工作者針對建筑供暖進(jìn)行了大量的研究，主要集中在建筑熱工性能和能源種類等方面。Nair等[5]對瑞典的000棟居住建筑進(jìn)行了調(diào)查，研究影響居住建筑能耗的因素，并提出降低能耗的有效方法;Aste等[6]對農(nóng)用建筑外墻的熱惰性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了建筑外墻的熱惰性和建筑能耗之間的關(guān)系，并給予量化;CarrilhodaGraça等[7]對一典型獨棟住宅進(jìn)行研究，并論證應(yīng)用太陽能實現(xiàn)凈零能耗的可行性;Warren等[8]對美國采用天然氣采暖的居住建筑進(jìn)行研究時得出，采暖度日數(shù)和天然氣采暖能耗呈線性關(guān)系。國內(nèi)的研究一般聚焦在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、能源利用形式等方面[911]。

　　受農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平限制，不可能立即對農(nóng)村居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能進(jìn)行大規(guī)模改造，而城市集中供暖模式又因熱源、管網(wǎng)等前期投入巨大，不適宜在農(nóng)村全面推廣。本文在不改變農(nóng)村居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的條件下，采用理論計算和現(xiàn)場測試等方式，從建筑形式、局部供暖范圍、簡易太陽房的增設(shè)、室內(nèi)供暖溫度的改變等方面，研究農(nóng)村居住建筑能源消耗規(guī)律，為農(nóng)村居住建筑其他供暖方式的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

　　1物理與數(shù)學(xué)模型

　　1.1物理模型

　　典型農(nóng)村居住建筑包括個臥室和個客廳，建筑面積約為85m，面寬10.6m，進(jìn)深8，高3m，坡屋頂，正南正北朝向。該建筑可供四口之家居住，而且為農(nóng)村居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)。

　　1.2能耗計算模型

　　選用了幾種不同形式局部供暖農(nóng)村居住建筑模型，分別是對個房間進(jìn)行部分供暖，其中模型是對南向向陽面?zhèn)�房間進(jìn)行供暖，模型是對北向背陽面?zhèn)�房間進(jìn)行供暖， 模型是從南向向陽面房間和北向背陽面房間中各取間進(jìn)行供暖。模型是對南向向陽面?zhèn)�房間及客廳進(jìn)行供暖，模型是對北向背陽面?zhèn)�房間及客廳進(jìn)行供暖。

　　2結(jié)果與分析

　　以山東省濰坊市某農(nóng)村居住建筑作為研究對象，在計算能量消耗時，氣象數(shù)據(jù)參數(shù)選用濰坊地區(qū)氣象參數(shù)，在農(nóng)村居住建筑內(nèi)外進(jìn)行相關(guān)溫度測點布置，記錄室內(nèi)外溫度變化。能耗計算僅考慮建筑物的供暖需求，未考慮建筑物的供冷、照明等的能耗。農(nóng)村居住建筑局部供暖能耗的影響因素較多，既有建筑自身熱工因素(如房間的內(nèi)外墻傳熱系數(shù)、熱阻程度、窗戶透光性等)，又有建筑外部影響因素(如有無被動式太陽房、局部供暖的供暖區(qū)域位置和面積、控制供暖溫度等)，本文分析建筑外部影響因素對農(nóng)村居住建筑局部供暖的影響。根據(jù)實際居住情況，只研究對個或個房間進(jìn)行局部供暖的情況。

　　2.1單一區(qū)域局部供暖對農(nóng)村居住建筑日能耗的影響

　　在農(nóng)村，坡屋頂建筑容易被人們廣泛接受。坡屋頂農(nóng)村居住建筑局部供暖時供暖位置對室內(nèi)日能耗的影響較為明顯，日能耗受房間控制供暖溫度的影響較大。模型日能耗最低。在農(nóng)村居住建筑陽面外圍搭建玻璃(或透明塑料)與彩鋼復(fù)合板等材料組合而成的被動式太陽房，室內(nèi)溫度為5~18℃，則農(nóng)村居住建筑日能耗情況。加裝被動式太陽房后的農(nóng)村居住建筑房間日能耗大于坡屋頂農(nóng)村居住建筑，且室內(nèi)溫度的變化對日能耗的影響較大。

　　2.2局部供暖區(qū)域面積對農(nóng)村居住建筑日能耗的影響

　　對個房間或個房間進(jìn)行局部供暖，選取模型，并以最常見的坡屋頂農(nóng)村居住建筑進(jìn)行計算。增加局部供暖區(qū)域面積會對農(nóng)村居住建筑能耗產(chǎn)生顯著影響。室內(nèi)溫度為10℃，模型的日能耗為31.46kW·，模型的日能耗為45kW·，增加約43;模型日能耗為35.97kW·，模型的日能耗為49.37kW·，增加7%。增加局部供暖區(qū)域面積，能耗隨室內(nèi)溫度的升高而明顯升高，說明增加農(nóng)村居住建筑供暖區(qū)域面積后，日能耗受室內(nèi)溫度影響的反饋更大。

　　3結(jié)論

　　農(nóng)村居住建筑在局部供暖條件下可以明顯降低室內(nèi)供暖能耗。單一供暖區(qū)域時，相同室內(nèi)溫度下，選擇向陽面房間作為供暖區(qū)域比選擇背陽面房間在的能耗小。選擇向陽面房間供暖時，能耗變化率最大;選擇背陽面房間供暖時，能耗變化率最小：能耗變化率相差20%30%。室內(nèi)溫度相同時，農(nóng)村居住建筑外圍搭建被動式太陽房也可顯著降低供暖能耗。供暖區(qū)域面積明顯影響農(nóng)村居住建筑能耗，增加供暖區(qū)域面積，能耗隨室內(nèi)溫度升高明顯增大，每增加一個供暖房間，日能耗增加30%40%。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公共建筑節(jié)能檢測標(biāo)準(zhǔn):JGJ/T177—2009[S].北京中國建筑工業(yè)出版社,2010:2326

　　[2]中國建筑節(jié)能協(xié)會能耗統(tǒng)計專委會.2018中國建筑能耗研究報告[J].建筑,2019(2):2631

　　[3]馬超劉艷峰王登甲等西北農(nóng)村住宅建筑熱工性能及節(jié)能策略分析[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版,2015,47(3):427432

　　[4]朱軼韻劉加平西北農(nóng)村建筑冬季室內(nèi)熱環(huán)境研究[J].土木工程學(xué)報,201043增刊2):400403

　　[5]NAIRG,GUSTAVSSONL,MAHAPATRAK.FactorsinfluencingenergyefficiencyinvestmentsinexistingSwedishresidentialbuildings[J].EnergyPolicy,201038(6):29562963

　　作者：張瑞鳳，王浩，劉際洲，葉泉，高瑞瀅，趙魯，徐振軍