【摘要】建筑圍護結構節能是建筑節能的重要組成部分。我國寒冷地區農村住宅圍護結構過于單薄，保溫性能差，建筑耗能高。本文章通過對農村住宅外圍護結構能耗指標的理論計算，提出適宜寒冷地區農村住宅外圍護結構節能設計方案，可達到節能65%的目標。
　　【關鍵詞】農村住宅；節能設計；能耗指標；圍護結構
　　
　　發展節能型住宅，是當前建設發展的重點。在改善農村居住環境的同時，推廣節能型農村住房和具有地方風貌特色的農村新居，根據農村房屋特點，采用建筑節能新技術建造能耗低、舒適度高的節能建筑，是促進農村經濟與社會持續發展的重要保證。
　　一、農村住宅概況
　　隨著農村經濟的發展，人們生活水平的提高，住宅建設進入了一個蓬勃發展的時期。我國農村每年新增住宅約8億平方米，且絕大多數為高耗能建筑。在未來10年，全國農村住宅將達到60億平方米，其中地處嚴寒、寒冷及夏熱冬冷地區的住宅占50億平方米。目前農村建筑節能意識還比較淡薄。農村建房時很少考慮使用科學的保溫技術，冬季采暖達不到良好的效果。因實心黏土磚維護結構，木質或單層鋼門窗，門窗單薄、縫隙不嚴、門窗及空氣滲透耗熱量很大，大量的熱量損失在外墻、屋面，存在建造方式傳統、建筑材料陳舊、結構節能設計不合理、能源利用率低等問題。要達到真正改善農村住房條件，提高居住舒適性，必須成分利用建筑節能技術，要從墻體隔熱、斷熱節能鋁合金門窗、屋面隔熱等方面大力推廣建筑節能技術。
　　二、計算條件
　　在不改變供暖系統效率的情況下，圍護結構的節能潛力可以通過計算提高建筑圍護結構熱工性能前后的負荷比得到。本文通過對河北滄州地區（屬寒冷地區）鄉村住宅的典型外圍護結構能耗指標的理論計算，提出適合該地區鄉村節能65%的外圍護結構節能設計方案。
　　選用典型住宅作為進行節能計算的參照建筑（圖1）：一層實心粘土磚，磚混結構，建筑面積83.72㎡，建筑層高3.6m,正南北朝向。各部分圍護結構構造、傳熱系數和傳熱面積見表1。
　　
　　                                        
　　　　　
　　                                                                                          傳熱面積、系數表表1
　　                             
　　　　參考河北省工程建設標準《居住建筑節能節能設計標準》DB13(J)63-2007,計算建筑物耗熱量指標
　　qH=qH.T+qINF-qI.H
　　式中qH—建筑物耗熱量指標（W/㎡）；
　　qH.T—單位建筑面積通過圍護結構的傳熱耗熱量（W/㎡）；
　　qINF—單位建筑面積的空氣滲透耗熱量（W/㎡）；
　　qI.H—單位建筑面積的建筑物內部的熱，住宅建筑取3.80（W/㎡）。
　　⑴單位建筑面積通過圍護結構的傳熱耗熱量
　　m
　　qH.T=（ti-te）(∑Ki•Fi•εi)/A0
　　i=1
　　式中ti—全部房間平均室內計算溫度，一般住宅建筑取16℃；
　　te—采暖期室外平均溫度，按河北省工程建設標準《居住建筑節能節能設計標準》DB13(J)63-2007表3.0.4，河北滄州地區取0℃；
　　Ki—圍護結構的傳熱系數[W/(㎡•K)]，外墻取其平均值；
　　Fi—圍護結構面積（㎡）；
　　εi—圍護結構的傳熱系數的修正系數，按河北省工程建設標準《居住建筑節能節能設計標準》DB13(J)63-2007附錄B采用；
　　A0—計算建筑面積（㎡）；
　　典型住宅各項圍護結構傳熱耗熱量表2
　　                            
　　　　 　　⑵單位建筑面積的空氣滲透耗熱量
　　qINF=（ti-te）(Cp•ρ•N•V)/A0
　　式中ti—全部房間平均室內計算溫度，一般住宅建筑取16℃；
　　te—采暖期室外平均溫度，按河北省工程建設標準《居住建筑節能節能設計標準》DB13(J)63-2007表3.0.4，河北滄州地區取0℃；
　　Cp—空氣比熱容，取0.28W•h/(Kg•K)；
　　ρ—空氣密度，1.29Kg/m3；
　　N—換氣次數，住宅建筑取0.5次/h；
　　V—換氣體積（m3)。
　　典型住宅單位建筑面積的空氣滲透耗熱量
　　qINF=（16-0）（0.28*1.29*0.5*83.72*3.6）/83.72=10.4W/㎡
　　綜上所述，典型住宅耗熱量指標
　　qH=qH.T+qINF-qI.H=77.52+10.4-3.80=84.12W/㎡
　　三、外圍護結構的節能設計
　　為達到節能65%的目標，典型住宅耗熱量指標應控制在(84.12x35%=29.5W/㎡)29.5W/㎡以內，以此為控制指標進行計算。
　　外圍護結構的平均傳熱系數：
　　K0=QH.T/[(ti-te)/F0]
　　=[(29.5-10.4+3.8)x83.72]/[(16-0)/251.2]
　　=0.48[W/(㎡•K)]
　　從計算典型住宅外圍護結構傳熱量（表2）來看，外墻和屋面的能耗占的比例為83%，所以在本文重點計算墻體和屋面的保溫層厚度。
　　1、外墻保溫層厚度
　　本節能設計方案采用的保溫材料為聚笨乙烯泡沫塑板和稻草板。用聚苯乙烯泡沫塑料板做保溫層的厚度計算：
　　δ=R•λ=（R計總-R現總）xλ笨板=（1/0.48-1/2.03）x0.047=0.075m
　　計算得出采用聚苯板做保溫層時，厚度為0.075m，取整原則得到苯板厚度為80mm。
　　用稻草板做保溫層的厚度計算：
　　δ=R•λ=（R計總-R現總）xλ稻草板=（1/0.48-1/2.03）x0.13=0.21m
　　計算得出采用稻草板做保溫層時，厚度為0.21m，取整原則得到稻草板厚度為210mm。
　　2、屋面保溫層厚度
　　用硬質巖棉板或者聚苯乙烯泡沫塑料板代替黃土做保溫材料，其找坡層采用水泥焦渣，最薄處為30mm。
　　用硬質巖棉板做保溫層的厚度計算：
　　δ=R•λ=（R計總-R現總）xλ巖棉=（1/0.48-1/1.86）x0.05=0.077m
　　計算得出采用硬質巖棉板做保溫層時，厚度為0.77m，取整原則得到硬質巖棉板厚度為80mm。
　　用聚苯乙烯泡沫塑料板做保溫層的厚度計算：
　　δ=R•λ=（R計總-R現總）xλ笨板=（1/0.48-1/1.86）x0.047=0.073m
　　計算得出采用聚苯板做保溫層時，厚度為0.073m，取整原則得到苯板厚度為80mm。
　　3、節能外門窗
　　外門窗的氣密性是影響建筑物耗熱量指標的重要因素，選用氣密性較好的保溫門窗，外門窗框與門窗洞口之間的縫隙，應采用聚氨酯等高效保溫材料填實，并用密封膏嵌縫，提高外門窗的保溫隔熱性能，節能投資效益最顯著。
　　采用中空玻璃（12mm）塑料窗,傳熱系數2.50[W/(㎡•K)]；采用木框（塑料框）雙層玻璃門，傳熱系數2.50[W/(㎡•K)]。
　　根據實地情況并結合理論計算得出采用稻草板210mm或采用聚苯板80mm的保溫外墻、采用80mm厚硬質巖棉板或采用80mm厚聚苯板的保溫屋面、中空玻璃外門窗，住宅就能達到節能65%的目標。本文所提出的節能設計方案所采用的保溫材料均為可降解的綠色環保建材，這為節能住宅在該地區鄉村中的推廣提供了良好的基礎。在具體應用中，還要綜合考慮耐久性、經濟性、投資回收期等因素，綜合比較選擇節能方案。