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1 农村住宅能源消耗的现状
我国是农业大国，村镇人口占了 80% 左右。沈阳市共有 1 451个乡村，乡村农户达 85.4 万户，年供暖用煤达 170 ～ 256 万 t，每t煤按 600 元计算，年供暖用煤资金达 10 亿～ 15 亿元。近年来，由于能源紧张、煤价不断提升，已成为农民沉重的经济负担。
近年来沈阳市在可再生能源利用方面有了长足的发展，特别是秸秆汽化技术在农村的应用，得到了农户的青睐。但是，秸秆汽化只是解决了农民做饭的问题，更重要的是我国北方冬天严寒长达5个月，冬季取暖成了农民祖祖辈辈难以解决的问题，高额的取暖费用，使农民难以承受，一直忍受冬冷夏热的折磨，没有居住舒适度。能住上像城市楼房一样效果的房子一直是老百姓的梦。社会主义新农村包括：新房舍、新设施、新环境、新农民、新风尚五个方面，其首要就是解决农村住宅的问题，农村住房城市化系统的重点在于以太阳能为主要热源冬季取暖，采用双保温墙体围护结构，阻止热量流失，夏季炎热季节利用地下冷气循环调控室内温度，以秸秆汽化解决农民做饭的问题，这都将成为农户无烟绿色住宅、有效解决城乡差别、促进新农村建设的长效机制。
2 农村绿色住宅的可行性
2.1 双保温空心苯板模块墙体技术
双保温空心苯板模块如图 1 所示，在双保温空心苯板模块施工时，采用保温模块错缝卡接，中间灌注混凝土的方式，形成保温墙体。再冷的冬天也冻不透外面 40 mm 厚的苯板保温层，里面40 mm 厚的苯板保温层将冬季屋子里的热量或夏季的冷量储存，保持恒温。双保温苯板钢筋混凝土墙中间层为 80 ～ 160 mm 厚的钢筋混凝土剪力墙，现场浇注同基础圈梁一体连接。其抗地震能力强，抗弯（抗偏载）、抗局部沉降变形能力强，即使墙体大幅度倾斜，内部钢筋也会起到连接支撑的作用而不会倒塌。黏土红砖墙与苯板墙的导热系数与热阻如表1所示，双保温苯板墙体的热阻是黏土红砖墙的5.5倍，相当于2.0 m 的红砖墙厚度。以往农村住宅的墙体材料多采用黏土红砖作为承重墙体，这种材料严重破坏了土地资源，国家现已决定 2010 年底所有城市禁止生产黏土砖而改用节能墙体材料 [ 国办发（2005）33 号 ]。这意味着未来的住宅墙体改用节能墙体材料是必然趋势。双保温空心苯板住宅外景图如图2 ～ 4 所示。 表1 红砖墙与苯板的导热系数与热阻值 
图1 双保温空心模块
图2 新的工艺流程图
图 3 光热互补农村住宅 
图 4 无烟筒的北方农村住宅
2.2 太阳能热水器热量蓄热技术
太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的能源，它资源丰富，既可以免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，是各国政府可持续发展的能源战略决策。
利用室外太阳能集热装置将太阳光能置换成热能，以水为载体，将集热管水加热至与室内贮水器或腰炕的卵石层水管中的温度相差 5 ℃时，通过水自动循环系统将热水送入室内贮水器或腰炕的卵石层中进行白天储能、夜间放热的方式对室内进行供暖。经过2年多的实践表明，环境最低温度在－25 ℃以下，使室内平均温度达到 18 ℃以上。其原理如图 5 所示。图 6 是以朝阳北票市水泉村李贵年住宅为例，2014 年 2 月份户外气象气温走势与室内温度测试图。 
图 5 冬季太阳能储热释放系统 
图 6 户外气象气温走势与室内温度测试图
远红外发热纤维软板是以电为能源，通过红外线辐射的新型供暖产品。该技术为冬季阴天和雪天无阳光时对室内热能的互补。碳纤维发热体是一种高科技产品, 应用领域很广，在建筑取暖方面是目前电热取暖及水暖的替代产品。具有清洁、节能、舒适等一系列优越性，同时该产品可以在地板、地砖或腰炕底下铺设。由于施工简便、热效率高，很快就被人们接受而得到了迅速推广，如图 7，8 所示。 
图 7 多能互补地热取暖施工图
图 8 地砖下面铺设发热软板
2.3 新型分布式太阳能光伏电池供暖技术
与太阳能热水器热量蓄热技术不同，新型分布式太阳能光伏电池储热供暖技术，主要利用太阳光伏电池输出直流 220 V 电压，同时利用发热软板作为储热元件对住宅进行供暖。具体设计图如图 9所示。从图 9可以看出，其设计方案为：在农村居民住宅的屋顶上铺设太阳能电池板，经由太阳能电池板引出线路通过开关控制器与居民住宅屋内吊炕下面安装的发热软板相连构成简单的光能转换回路，实现太阳能电池板吸收的光能转化为电能，电能输送到发热软板以后再转化为提供房屋储热供暖的热能，达到白天储能、夜间放热的目的。此回路中可以接入 220 V 的家用电源，在气候变化或阴雪等恶劣天气没有充足日照的情况下，可以根据具体需求利用温度感应器控制开关切换直流、交流供电线路，用交流 220 V 的家用电源作为辅助电源对发热软板供电以保证持续供暖。
图 9 新型分布式太阳能供暖设计图
3 建设节能型绿色农村住宅的必要性和拉动内需的可能性
3.1 建设节能型绿色农村住宅是节能减排的需要
目前，我国的建筑供暖能耗结构极不合理，以煤为主，而可再生能源在建筑用能中的比例很小。现在每年供暖用煤大约需要2.5 亿 t，燃煤排放CO2 1.9 亿 t，SO2 300 万 t，烟尘300 万 t 左右。这是造成我国空气污染、生态环境恶化的重要原因，如果不采用相应的节能型供暖方式，势必给我国的能源供应及国家能源安全造成巨大压力。近年来，经过厂矿迁移和棚户区的改造，城市的环境得到了有效改善，但政府应该充分认识到农村节能减排的潜力和有效性，特别是如何解决农户以煤灰为主的生活垃圾，已成为新农村环境建设的一个难题。因此，以秸秆汽化解决农民做饭问题，利用太阳能解决冬季取暖，真正实现健康而舒适的农户无烟绿色住宅，是未来新农村建设的必然趋势。
3.2 建设节能型绿色农村住宅是拉动内需的需要
国家为了保证 GDP 的稳步增长，积极推动拉动内需，大面积房地产开发是其中之一。近年来，随着农民生活水平的不断提高，都希望住进环境舒适的新房。
据统计沈阳市周围的农村一个村每年至少有 10 多户盖新房，沈阳市共有 1 451 个村，以此类推，沈阳市每年约有 14 000 多农户盖新房。每户按 100 m2计算，每m2按 700 元估算，沈阳市每年农民住宅的开发将达 9.8 亿元。双保温空心苯板住宅的建筑成本与红砖墙体的建筑成本基本等同，同时施工安全、简便，农民工完全有能力自己施工。国家为了提高农民的生活水平，有家电下乡、农机具补贴等相关政策，若能把节能型绿色农村住宅和相关的配套设施考虑相应的补贴政策，相信一定会调动农民的积极性，成为拉动内需的新增长点。
4 结语
节能型绿色农村住宅建筑的关键在于房屋的保温，经过 2个冬季的实践表明，在同等生活环境下，比红砖墙体的住宅室内温度高出 10 ℃。因此墙体的保温是首要的，其次是窗户的保温效果，再加上来自太阳的洁净能源，取代污染环境的常规矿物能源，无论对净化环境还是减轻农民负担，都具有可观的经济效益和社会效益。随着节能型绿色农村低碳住宅建筑的推广与应用，新农村建设一定会迈向新的水平。
（研究成果于2010年1月8日由辽宁省科技厅进行了成果鉴定，中科院生态所孙铁珩院士主持。与会成员一致认为：“农村节能低碳住宅建筑技术集成与应用”尚属国内空白，其研究成果具有显著的社会、经济和生态效益。该成果属国内首创，居国际先进水平）
本文刊登于《暖通空调专辑》2016年第4期
本文刊登于《暖通空调专辑》2016年第4期
作者：
沈阳农业大学 朴在林 方晶晶
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