浅谈山东新型农村民居院落环境节能改造设计方法

任书栋 殷秀玲 吴金辉 曹志明

【摘 要】本文针对山东农村民居院落，从节能的角度出发，通过四个主要节能方式研究探讨了山东传统民居住宅环境节能改造的设计方法，达到运用新技术和新方法实现山东新型农村民居能源节约的目的。

【关键词】山东农村；民居；节能；改造设计

中图分类号：TU201.5 文献标志码：A 文章编号：11007-0125（2018）15-0225-02

一、山东农村民居环境分析

山东属于鲁西北平原，典型的温带季风区域大陆型半干旱气候。山东大部地势开阔，故而有大量耕地，其果蔬资源格外丰富。

几千年以来的中国封建时期建筑形式，呈现出在风格统一的基调下不断发展的特点，山东传统民居同样具有这样的特点。[1]山东民居建筑的基地属于长方形，由建筑与院落围合组成。建筑的基本单位为间，一般户与户之间通过共用墙体相连接。而每个院落在布局、风格、结构、装饰上有部分相似之处，其中大多数农村为一进院落，只有正房与厢房中间为庭院，大门位置变化较多，但整体特点沿道路而定开门方向。每个院落里面可看到废弃的沼气池和随意流淌的生活用水，并且继续沿用露天旱厕。传统农村建筑有砖木材料或土墙的硬山式房屋。但随着时代的发展，工业化城市的进程，农村也学习工业化的建造方式，传统建筑的逐渐消失，导致当地的建筑不再有传统的特色韵味。

二、节能设计在山东传统民居中的应用

（一）夯土墙的再运用。在设计施工中，墙体材料在建筑材料中所占比例约为70%，而农村传统墙体也不例外。如今农村墙体材料较多采用红砖、水泥砂浆外墙、干挂石材幕墙等，这些都存在能源消耗量大、破坏生态环境的缺点，且这些材料与传统村落景观也显得格格不入。不良的保温性和隔热性也会增加建筑的能源消耗，从而不能实现其建筑节能环保目的。而夯土墙则可以利用其特有的物理性能和生态环保的特点，实现经济效益和生态效益的双赢。在山东，夯土墙使用的典型例子是山东模式的蔬菜大棚，也是山东农业技术的一大特色。山东传统村落的墙体材料变迁也是从土墙到砖墙，或是水泥砂浆的过程，但也导致山东传统村落文化的没落，而夯土墙在村落的再次使用，不仅是精神文化的延续，更重要的是节能作用。夯土墙的主要用料是泥土，在农村可以就地取材、重复利用且成本低廉，由于其物化能低，有非常显著的生态性能，夯土墙还具有很好的蓄热性能，用夯土墙做围护结构，具有冬暖夏凉的特点，降低能耗，此外夯土墙无毒、无污染，有益人体健康。[2]近年来，由于社会对能耗的关注，夯土墙这一形式将会是建筑节能材料的热门。

（二）沼气池的复兴与污水处理的改造设计。在我国，96%的农村没有排水管网和污水处理设施，生活污水随意排放造成生态环境的严重污染。在山东农村民居院落污水的处理上将与沼气池相结合，通过再设计新型软体沼气池的同时考虑到污水处理问题。污水处理技术将在沼气池进行简单改造后形成一个污水分散式处理系统，生活污水和粪便污水通过两个不同的管道进入污水处理沼气池之中，经过改造后的沼气池可以将生活污水中的有害物质和污染物质留在沼气池中。经过粗过滤的生活污水将会进入沼气池末端的精处理部分，精处理部分可将生活污水彻底处理成净水，达到生活污水的净化目标。这种对于村落一体式的节能改造将产生里应外合的生态效果。

沼气生态农业技术是以沼气生产建设为基础，通过生态原理应用在农业生产作业中的一项可持续发展技术。通俗点说，就是农户通过建设沼气池把人畜粪便生活污水等入池发酵，产生的沼气、沼液、沼渣用于日常生活和农业生产，从而形成农产生活、沼气发酵、生态农业的良性发展链条。由此可见，沼气池在节能环保上发挥了重要作用。但经过走访考察山东各个村落发现，家家户户院落里的沼气池基本都已废弃。煤气柴火的使用、煤炭电厂的发电等已成为主流。分析原因，传统农村使用的沼气池都是老式，在功能上出现许多未考虑的问题，这些都导致了沼气池的衰落。但随着沼气池技术的发展，问题都能妥善解决。原料问题由一家一户扩展到一片区域一个大型沼气池，并且由当地政府设置专门的技术岗位进行集中管理；北方地区冬季气温低可以采取在沼气池的上方搭建优质的塑料大棚，利用这个塑料大棚还可以进行一些蔬菜的种植，提升其利用的效率；浮渣借壳问题可以运用活塞出渣，以及搅拌器；[3]沼渣问题，则需要进行备用抽取管道的设置，以便于使沼气池底部的残渣被有效的抽取。由此可见，当下在山东农村发展沼气池是完全可行的。最终农村沼气池的复兴不仅实现了解决农村能源的目的，还具有畜禽粪便资源化利用，促进种养殖业的发展、促进农业结构调整、增加居民收入的重要作用。

（三）太阳能的应用。数据显示，山东省位于II、II类资源区，辐射量指标为4200-6700MJ/（m2.a），全年日照时间可达到2200-3000h，年平均辐射总量达到（5.0-5.9）×106MJ/m2，日平均辐射量为3.8～4.5Wh/m2。[4]山东村镇地区空气明显优于城市地区，日照时数为2200-3000小时，标准光照下年平均日照时间为3.8-4.45小时。虽然各地太阳总辐射地区差异较大，但总体来说太阳能资源丰富。

山东属于平原，山东农村地区民居房屋以一层的合院式建筑为主。商业的楼房也主要是低层，很少有高层或小高层，这种农村的特有院落结构布局使太阳能源的使用更为有利。同时，国家大力支持太阳能源的推广政策也有利于太阳能技术在农村的普及与接收。以太阳能热水器为例，数据显示，一台太阳能热水器一年供应的生活热水相当于214公斤标准煤、163立方米天然气、1748度电产生的热量，由此可见，安装太阳能热水器可以有效减少其他能源的支出。太阳能的原理是光电转换提供电能，理论上是取之不尽用之不竭的，并且具有无污染、无噪音的特点，安装一套太阳能系统大约可以使用20年左右，与普通能源相比使用寿命大大延长。但太阳能发电受季节变化、昼夜的变化较大。当没有太阳的时候就不能发电，这就会影响用电设备的正常使用。除此之外，光伏系统的造价还比较高，系统成本8元/W，一般家庭安装一套5000W的太阳能系统约为4万，初始投资高，严重制约了其广泛应用。针对这种情况，可以采用政府投资，以租赁的形式在村民屋顶上安装太阳能发电板，电力国家部分回收，每年给居民一定的补贴。这样就给能源消耗带来了巨大的转机。相信随着科技的发展，太阳能的成本也会逐渐降低，当老百姓真正感受到清洁能源带来的便利时，就会迎来太阳能光伏真正的春天。

三、結语

节约能源是社会主义新农村建设的一大重点，在山东省农村民居院落改造设计实践中发现农村的建筑及能源节能问题是重中之重。针对当下山东农村普遍存在着诸多不合理情况，在山东农村房屋院落的设计中采用以上几种节能手段，可以缓解山东农村的供能紧张问题，同时实现环境友好型的新型农村建设，在传统农村院落文化的基础上进行改造。

参考文献：

[1]张法科.山东滨州新农村建设与规划设计研究[D.河北大学，2009.

[2]许丽萍，马全明.夯土墙在新的乡土生态建筑中的应用一浙江安吉生态屋夯土墙营造方法解析[J].四川建筑科学研究，2007（12）.

[3]郗春岭.新时期农村用户沼气池技术改造研究[J].农业与技术，2017（04）.

[4]冯立全.山东省典型传统民居节能技术研究与应用[D].烟台大学，2017.