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【摘 要】 本文通过对陇东地区农宅建筑热工性能的调研分析，研究传统农宅建筑和新农村建筑热工方面的优劣，为陇东地区的新农村建设中农宅建筑热工设计提供理论支持，促使农宅建筑的采暖、保温以及采光得到改善。
【关键词】 农宅；陇东地区；热工检测；保温
1 概述
当今中国约60%的人口生活在农村，伴随着我国农村经济发展，人民生活水平及对建筑环境品质要求的不断提高，如何营造一个安全，健康和舒适的农村建筑环境，传承农村人民与自然协调发展的生活模式，是我国新农村建设必须面对和解决的战略性问题。
陇东是指陇山以东的甘肃地区，包括庆阳、平凉两市，人口490万，面积3.8万平方公里。陇东位于六盘山以东，北接宁夏，东临陕西，地处黄河中游，从地理区位上看，处于黄土高原中部偏西，具有典型的黄土高原沟壑地区地形地貌。该地区地属我国北方冬季采暖区，在我国建筑热工设计分区上属于寒冷地区（如图1），由此该地区农宅建筑的冬季热工性能具有重要参考价值。笔者对该区域的各类典型农宅建筑进行了调研。
2 陇东地区典型农宅建筑热工检测调研
选取的甘肃省平凉市崆峒区和庆阳市镇原县是陇东地区的典型气候区域，利用MiniTemp红外测温仪和HTC-1型数字式温湿度计等实验仪器对该地区的典型的新农村建筑以及当地传统农宅建筑热工性能进行试验检测。按建筑结构形式分类来看，该区域内广泛分布着三种典型农宅建筑：I.采用夯土墙、土坯拱顶外贴砖等传统建筑的营造材料及技术的生土民居建筑——窑房和窑洞；II.采用砖混结构双坡顶形式的单层农宅建筑；III.采用砖混结构平屋顶形式的单层农宅建筑。这三类建筑的基本信息表如表1所示。根据实验数据分析，I类农宅建筑属生土建筑，其较好的保温性能在冬季得到了验证，但其房间的采光相较II、III类而言较弱；II、III类农宅建筑是新农村建设项目，其大量使用混凝土和砖，提供了施工的方便，缩短了建造的周期，但对于当地传统建筑材料及形式的忽视，使得建筑的保温性能减弱和文脉的逐渐消失，另外这两类建筑单纯注重建筑外部的美观，对建筑的使用功能的不合理划分，致使建筑内部在冬季寒冷情况下能使用的房间急剧减少，大多数房间内部墙面冷凝结露情况严重。
表1 调研地区典型农宅建筑基本信息表
2.1 崆峒区索罗乡新农村汝林村新农村建筑熱工调研（II类）
实验时间：2011年2月20日12：48～13：00
实验测点布置及数据记录：（如图2）
评价分析：该农宅为一层坡屋顶三开间建筑。由铝合金型材和玻璃组合的附加阳光间内的温度比室外高，这一较高的温度使其作为缓冲区减少了该农宅的热损失，另外从热量传递方式上看：①太阳热能由附加阳光间与房间之间的玻璃门窗直接射入室内；②附加阳光间的热量借助于自然对流直接传送到房间；③通过附加阳光间与房间之间的墙体传导辐射到房间，综合作用下使得室内保温效果显著，而且外廊添加的附加阳光间，并没有影响室内的采光。这为农村住宅的采暖节能设计方案提供了一个很好的范例。
2.2 庆阳市镇原县水荫沟窑洞建筑热工调研（I类）
实验时间：2011年2月22日14：14～14：23
实验测点布置及数据记录：（如图3）
评价分析：对此窑洞进行内部，热环境测试时太阳直射窑洞门洞，室内热感觉较适宜，这较好地验证了窑洞内温度能自然调节、热稳定性好的特征，但因为进深较大，窑洞越往里深入，光环境越差。
2.3 索罗乡东白村夯土建筑热工调研（II类）
实验时间：2011年2月20日12：20～12：30
实验测点布置及数据记录：（如图4）
评价分析：这间农宅为单开间坡屋顶式的建筑。室内温度较适宜，缘于采用当地麦秸秆与粘土混合而得的材料蓄热系数比钢筋混凝土的高，故保温性能较好，但此结构不便大面积开窗，导致室内光环境较差。
2.4 甘肃省平凉市崆峒区索罗乡东白村（III类）
实验时间：2011年2月20日12：20～12：30
实验测点布置及数据记录：（如图5）
评价分析：由热环境的数据分析可知，平屋顶砖混结构农宅的室内温度较低，主要缘于钢筋混凝土材料的导热系数较大，墙体与屋面未做保温构造，相较于I类建筑的门窗洞口的面积较大，使室内热量大量热辐射到室外造成损耗，但使该建筑主体房间的光环境适宜。
3 陇东地区农宅建筑热工性能调研分析
通过实地调研以及问卷调查我们发现该地区农宅建筑中存在的以下问题：
i.一些新农村示范点单纯注重建筑外部的美观，对建筑的使用功能弱化，致使在冬季寒冷情况下能使用（不影响人的最低热舒适性程度）的房间急剧减少，大多数房间出现内部墙面冷凝结露情况。
ii.生土建筑较好的保温蓄热性能在冬季得到了验证，但其房间的采光相较新农村而言较弱，新建建筑中应注意房间进深与窗高的比例。
iii.新农村建设大量使用混凝土和砖，提供了施工的方便，缩短了建造的周期，但对于当地传统建筑材料及形式的忽视，使得建筑的保温性能减弱和文脉的逐渐消失。
iv.农村对能源的利用较低，造成了更多的环境污染与资源的浪费，在西北农村可以很好的发挥对新型能源的利用，如太阳能、沼气等等，调研发现部分地区国家现在已经进行试点投资。
v.当地属于寒冷地区，冬季采暖是特别重要的，不仅仅要解决房屋的保温性能，而且要解决采暖难的问题。
4 结语
根据实验数据统计分析，I类农宅建筑室内空气平均温度为10℃，II类农宅建筑室内空气平均温度为7℃，III类农宅建筑室内空气平均温度为5℃，虽然对比我国居住建筑冬季采暖设计温度18℃的最低标准有很大差距，但可以提供一条改进并利用当地传统建筑材料夯土与现行砖砌体材料相结合的保温设计思路。另外III类农宅建筑应该尽量避免建造，因其不仅冬季保温性能有缺陷，而且与当地坡屋顶传统建筑形式的割裂，不利于传统文脉的延续。为解决当地的建筑采暖问题，笔者具体提出以下几点指导建议：
i.针对影响人体的最低热舒适性问题，我们可以运用一些简易的方法，比如说①设置门斗，为了使冬季的冷风最小限度的灌入室内，那么我们就应该尽量把门窗都设置在南向，争取白天最大限度的辐射热，以提高室内温度或者保持室内的热空气不被室外的冷空气置换；②设置既能够储水又能够在白天储热的储水箱，以便于夜晚的放热；③在农村火炉或者壁炉上方加大蓄热面，其前方设置玻璃通廊，已达到夜晚放热。
ii.在新农村的建设中，可能由于固执于砖砌体等常规材料的使用而忽视了当地的生土材料，可以考虑把生土材料和砖砌体材料相结合的方式，如把砖砌体和土坯相结合的方式来砌筑墙体，可以使得保温效果更佳，且这种实例在调研中到了验证，在陇东地区应具有很强的可行性。
iii.在很多其他层面上运用热缓冲层，例如采用坡屋顶的形式，相比较平屋顶更具保温性能，还更有利于当地农宅文化的延续。
iv.上述的调研分析从发现设置通廊式阳光间能够有效的改善农宅建筑的保温性能。
参考文献
[1] 靳亦冰，马健，王军.甘肃陇东地区生土民居营建研究[J].A+C，2010（10）：86-87.
[2] 周茗如，龙利军，张豪杰，文煜馨.甘肃农村住房建筑节能技术探讨[J].节能技术，2012（3）：262-265.
[3] 李冕，刘中常，刘秀玉.节能技术在马鞍山新农村建设中的可行性分析[J].山西建筑，2011（20）：204-205.
[4] 刘加平主编.建筑物理（第三版）.中国建筑工业出版社，2000
[5] 王军.西北民居.中国建筑工业出版社，2009
[6] 图1.民用建筑热工设计规范GB50176-93附录八
基金项目
本文受兰州交通大学大学生创新性实验计划项目资助，项目号：201245。
【关键词】 农宅；陇东地区；热工检测；保温
1 概述
当今中国约60%的人口生活在农村，伴随着我国农村经济发展，人民生活水平及对建筑环境品质要求的不断提高，如何营造一个安全，健康和舒适的农村建筑环境，传承农村人民与自然协调发展的生活模式，是我国新农村建设必须面对和解决的战略性问题。
陇东是指陇山以东的甘肃地区，包括庆阳、平凉两市，人口490万，面积3.8万平方公里。陇东位于六盘山以东，北接宁夏，东临陕西，地处黄河中游，从地理区位上看，处于黄土高原中部偏西，具有典型的黄土高原沟壑地区地形地貌。该地区地属我国北方冬季采暖区，在我国建筑热工设计分区上属于寒冷地区（如图1），由此该地区农宅建筑的冬季热工性能具有重要参考价值。笔者对该区域的各类典型农宅建筑进行了调研。
2 陇东地区典型农宅建筑热工检测调研
选取的甘肃省平凉市崆峒区和庆阳市镇原县是陇东地区的典型气候区域，利用MiniTemp红外测温仪和HTC-1型数字式温湿度计等实验仪器对该地区的典型的新农村建筑以及当地传统农宅建筑热工性能进行试验检测。按建筑结构形式分类来看，该区域内广泛分布着三种典型农宅建筑：I.采用夯土墙、土坯拱顶外贴砖等传统建筑的营造材料及技术的生土民居建筑——窑房和窑洞；II.采用砖混结构双坡顶形式的单层农宅建筑；III.采用砖混结构平屋顶形式的单层农宅建筑。这三类建筑的基本信息表如表1所示。根据实验数据分析，I类农宅建筑属生土建筑，其较好的保温性能在冬季得到了验证，但其房间的采光相较II、III类而言较弱；II、III类农宅建筑是新农村建设项目，其大量使用混凝土和砖，提供了施工的方便，缩短了建造的周期，但对于当地传统建筑材料及形式的忽视，使得建筑的保温性能减弱和文脉的逐渐消失，另外这两类建筑单纯注重建筑外部的美观，对建筑的使用功能的不合理划分，致使建筑内部在冬季寒冷情况下能使用的房间急剧减少，大多数房间内部墙面冷凝结露情况严重。
表1 调研地区典型农宅建筑基本信息表
2.1 崆峒区索罗乡新农村汝林村新农村建筑熱工调研（II类）
实验时间：2011年2月20日12：48～13：00
实验测点布置及数据记录：（如图2）
评价分析：该农宅为一层坡屋顶三开间建筑。由铝合金型材和玻璃组合的附加阳光间内的温度比室外高，这一较高的温度使其作为缓冲区减少了该农宅的热损失，另外从热量传递方式上看：①太阳热能由附加阳光间与房间之间的玻璃门窗直接射入室内；②附加阳光间的热量借助于自然对流直接传送到房间；③通过附加阳光间与房间之间的墙体传导辐射到房间，综合作用下使得室内保温效果显著，而且外廊添加的附加阳光间，并没有影响室内的采光。这为农村住宅的采暖节能设计方案提供了一个很好的范例。
2.2 庆阳市镇原县水荫沟窑洞建筑热工调研（I类）
实验时间：2011年2月22日14：14～14：23
实验测点布置及数据记录：（如图3）
评价分析：对此窑洞进行内部，热环境测试时太阳直射窑洞门洞，室内热感觉较适宜，这较好地验证了窑洞内温度能自然调节、热稳定性好的特征，但因为进深较大，窑洞越往里深入，光环境越差。
2.3 索罗乡东白村夯土建筑热工调研（II类）
实验时间：2011年2月20日12：20～12：30
实验测点布置及数据记录：（如图4）
评价分析：这间农宅为单开间坡屋顶式的建筑。室内温度较适宜，缘于采用当地麦秸秆与粘土混合而得的材料蓄热系数比钢筋混凝土的高，故保温性能较好，但此结构不便大面积开窗，导致室内光环境较差。
2.4 甘肃省平凉市崆峒区索罗乡东白村（III类）
实验时间：2011年2月20日12：20～12：30
实验测点布置及数据记录：（如图5）
评价分析：由热环境的数据分析可知，平屋顶砖混结构农宅的室内温度较低，主要缘于钢筋混凝土材料的导热系数较大，墙体与屋面未做保温构造，相较于I类建筑的门窗洞口的面积较大，使室内热量大量热辐射到室外造成损耗，但使该建筑主体房间的光环境适宜。
3 陇东地区农宅建筑热工性能调研分析
通过实地调研以及问卷调查我们发现该地区农宅建筑中存在的以下问题：
i.一些新农村示范点单纯注重建筑外部的美观，对建筑的使用功能弱化，致使在冬季寒冷情况下能使用（不影响人的最低热舒适性程度）的房间急剧减少，大多数房间出现内部墙面冷凝结露情况。
ii.生土建筑较好的保温蓄热性能在冬季得到了验证，但其房间的采光相较新农村而言较弱，新建建筑中应注意房间进深与窗高的比例。
iii.新农村建设大量使用混凝土和砖，提供了施工的方便，缩短了建造的周期，但对于当地传统建筑材料及形式的忽视，使得建筑的保温性能减弱和文脉的逐渐消失。
iv.农村对能源的利用较低，造成了更多的环境污染与资源的浪费，在西北农村可以很好的发挥对新型能源的利用，如太阳能、沼气等等，调研发现部分地区国家现在已经进行试点投资。
v.当地属于寒冷地区，冬季采暖是特别重要的，不仅仅要解决房屋的保温性能，而且要解决采暖难的问题。
4 结语
根据实验数据统计分析，I类农宅建筑室内空气平均温度为10℃，II类农宅建筑室内空气平均温度为7℃，III类农宅建筑室内空气平均温度为5℃，虽然对比我国居住建筑冬季采暖设计温度18℃的最低标准有很大差距，但可以提供一条改进并利用当地传统建筑材料夯土与现行砖砌体材料相结合的保温设计思路。另外III类农宅建筑应该尽量避免建造，因其不仅冬季保温性能有缺陷，而且与当地坡屋顶传统建筑形式的割裂，不利于传统文脉的延续。为解决当地的建筑采暖问题，笔者具体提出以下几点指导建议：
i.针对影响人体的最低热舒适性问题，我们可以运用一些简易的方法，比如说①设置门斗，为了使冬季的冷风最小限度的灌入室内，那么我们就应该尽量把门窗都设置在南向，争取白天最大限度的辐射热，以提高室内温度或者保持室内的热空气不被室外的冷空气置换；②设置既能够储水又能够在白天储热的储水箱，以便于夜晚的放热；③在农村火炉或者壁炉上方加大蓄热面，其前方设置玻璃通廊，已达到夜晚放热。
ii.在新农村的建设中，可能由于固执于砖砌体等常规材料的使用而忽视了当地的生土材料，可以考虑把生土材料和砖砌体材料相结合的方式，如把砖砌体和土坯相结合的方式来砌筑墙体，可以使得保温效果更佳，且这种实例在调研中到了验证，在陇东地区应具有很强的可行性。
iii.在很多其他层面上运用热缓冲层，例如采用坡屋顶的形式，相比较平屋顶更具保温性能，还更有利于当地农宅文化的延续。
iv.上述的调研分析从发现设置通廊式阳光间能够有效的改善农宅建筑的保温性能。
参考文献
[1] 靳亦冰，马健，王军.甘肃陇东地区生土民居营建研究[J].A+C，2010（10）：86-87.
[2] 周茗如，龙利军，张豪杰，文煜馨.甘肃农村住房建筑节能技术探讨[J].节能技术，2012（3）：262-265.
[3] 李冕，刘中常，刘秀玉.节能技术在马鞍山新农村建设中的可行性分析[J].山西建筑，2011（20）：204-205.
[4] 刘加平主编.建筑物理（第三版）.中国建筑工业出版社，2000
[5] 王军.西北民居.中国建筑工业出版社，2009
[6] 图1.民用建筑热工设计规范GB50176-93附录八
基金项目
本文受兰州交通大学大学生创新性实验计划项目资助，项目号：201245。