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内蒙古牧民太阳能住宅
| 内蒙古牧民太阳能住宅 |
| 摘 要 本文结合内蒙古经济、气候特点，总结24年来自治区太阳
房研究设计和示范推广工作所取得的成果，全面分析严寒区被动式采暖太阳能牧民住宅存在的问题，重
点论述技术关键，并提出了发展规划。 关键词 牧民住宅 太阳房 设计 施工 技术 0 前言 内蒙古地处西风带，海拨高，干旱少雨，风大沙多，属于温带大 陆性季风气候。地域辽阔，严寒地区占90%左右。冬季多偏西和西北风，当西伯利亚及蒙古高原冷空气南 下时，总会出现5级～6级以上大风。有严寒而无酷暑，采暖期平均长达6～7个月之久，气候恶劣，日温 差、季温差大，太阳年总照量在4 400～66MJ/m2之间。内蒙古得天独厚的太阳能资源为大规模推广 普及太阳能建筑创造了良好的条件。 1 建设成果 自从1980年内蒙古建筑科学 研究所建成自治区第一栋太阳能办公楼以来，至今已有2200多栋，累计建筑面积达26.5万m2。与兄弟省 市区相比，内蒙古太阳房的特点是数量较多，种类较全，独具特色。 依建筑类别分为民 用、工业建筑；依使用功能分为居住、办公、教室、加工、贮存、住院病房、畜舍等；依室内标高分为 普通式、半地下式；依层数分为平房、楼房；依结构分为土木、砖木、砖混、钢结构；依传热方式分为 集热墙、附加阳光间、混合式；依地区赤峰市太阳能教室最多，锡林郭勒盟太阳房种类最多。第一栋太 阳房在呼和特市，第一栋太阳能牧民住宅在克什克腾旗，第一栋太阳能农民住宅在武川县，第一栋太阳 能教室在林格尔县，第一栋太阳能住宅楼在乌兰浩特市，第一栋活动式太阳房在锡林浩特市，第一栋太 阳能贮水间在阿巴嘎旗，第一栋太阳能沥青间在临河市，第一栋太阳能畜舍在西乌珠穆沁旗，最大的太 阳能畜舍在黑城子种畜场。 2 存在问题 东林西铁、南粮北牧是内蒙古经济发 展的布局。北边的36万户牧民生活在气候恶劣的高寒牧区，交通不便，常规能源短缺，居住分散，村落 稀疏。20世纪60年代随着牧业生产持续发展，牧区开始实现定居舍饲，出现固定式永久性住宅。至今， 内蒙古已有98%以上的牧户已实现定居。70年代末期，牧区出现了盖新房迁新居的热潮。由于部分新宅的 围护结构保温性能偏低，设计施工时缺乏节能意识，大面积、高空间，不分朝向的多开窗、开大窗，造 成热损严重。牧民住宅从土坯墙草泥顶向砖墙瓦屋面转变的过程中，围护结构也发生了质的变化，因 370mm实心砖墙热阻小于500mm土坯墙，进而加大采暖负荷，增加能耗，降低了室内热舒适度。据调查， 很多地区牧民住宅冬季室内温度仍维持在10℃左右的低水平，严重地影响着牧民冬季的生活。据统计， 25.5万户牧民每年用于炊事、取暖烧掉390万t牛羊粪。因牲畜粪便减少，土壤肥力下降，草场退化、沙 化，使固有的生物链遭到破坏。即使如此，还有37%的牧户缺烧达三个月以上。 面对牧民生活 缺燃料，草原缺肥料，牲畜缺饲料的情况，牧民住宅采暖问题亟待解决。太阳能牧民住宅作为一种节能 建筑已成为高寒牧区生态建设中的重要组成部分之一。 3 新的进展 至今，已 建成太阳能牧民住宅2.1万m2，近200栋，遍及内蒙古各旗县牧区。平面布局由传统的一明两暗向大客厅 小卧室、厨卫齐全、多功能空间发展；结构类型由土木向砖木、砖混结构发展；立面造型均为东西北向 封闭，南向、南窗、南入口的“三南式”；保温材料由传统的干草、锯末、畜粪、炉渣材料向不吸水珍 珠岩板、聚苯板新型保温材料发展，辅助热源由火炉、火墙向节能炉带动暖气片发展；外窗（含集热墙 透明部分）由木窗、空腹钢窗向中空塑料窗发展；太阳能集热墙由集热畜热式向对流环路式发展；外门 由插板木门向复合金属保温门发展。室内净高2.80m，开间3.60m，进深9.00m左右。太阳能牧民住宅热效 率在65%以上，单位工程造价400元/m2，普通住宅320元/m2，太阳房造价增加了80元/m2。 4 技术关键 1. 气候严寒，要提高围护结构保温性能。作为节能建筑，太阳能牧民住 宅外墙应采用复合墙，并断绝传热桥。屋顶保温层加厚，地面增设蓄热隔热层（带），集热墙用透光材 料，外门腰窗、亮子等由单玻改为双玻。风狂沙大，要加强门窗、集热器的密封性能。对所有的缝隙依 其不同的位置和磨损方式，程度和宽度分别采取垫、堵、塞进行封闭处理，以减少冷风渗透造成热损失 。同时，应配备或采取合理的通风换气系统，保证室内空气质量。 2. 牧区建设， 规范先行。依牧业生产特点，住宅建筑通常与生产建筑统筹规划，同步建设。住宅居西，牧畜棚圈在东 ，草料库位于北侧。生活、生产用地连成一片，户均占地面积亦较大。由于牧业生产的需要，与农区村 庄相比，牧村建筑密度低。主次道宽，宅基地面积大，无遮挡。这就为优化选择建筑朝向创造了条件。 3. 精心设计。建筑设计是太阳房的灵魂，合理处理集热、蓄热、保温三者之间的 关系。热工设计不合理，选材不当，致使工程造价过高；工程粗制滥造，导致热效率不理想，室温偏低 ，都给用户造成诸多不便。有必要组织专业技术人员设计编制《被动式采暖太阳能牧民住宅通用设计图 集》和《太阳房建筑构造图集》，以推动牧区太阳能建筑增加科技含量，提高节能效益。 4. 重视施工。太阳房热效率在很大程度上取决于施工质量。必须坚持精心施工，严把工程质量 关。通过高质量达到高效益。根据热工要求，用于围护结构的保温材料须保持干燥，并在填充铺设的过 程中尽量防止受潮，减少湿作业。 5. 辅助热源是太阳能牧民住宅必备设施。随着 社会发展，科学进步，可供太阳能牧民住宅选用的辅助热源方式越来越多，如燃池地板、低温辐射电热 模、电缆、地源热泵采暖等。合适的辅助热源宜根据建筑规模、气候条件、燃料价格、能源状况、政策 、环保要求、生活习惯，通过技术经济比较后再确定。 5 规划建议 解决牧民 住宅“暖”的问题，既要开源——大力开发利用丰富的太阳能资源用于采暖，又要节能——通过高新技 术整合、材料集成提高围护结构保温性能。 因地制宜地有规模的推广太阳能牧民住宅，改善 牧区居住生活条件，提高牧民经济收入，恢复和保护草原生态环境提出合理的建议。 1. 继续在政策上给予扶持，经费上给予补贴，技术上给予指导。增加资金投入，提高科技含量， 提高技术质量，力求规模效益。 2. 建议组织计划安排专项科技项目，以解决牧民 住宅冬季进深净高，采暖为目的，致力于适合牧区特点的太阳能采暖和建筑节能应用技术研究，合理确 定平面布局，采取围护结构保温构造措施。 3. 编制太阳能牧民住宅通用施工图集 ，组建太阳能牧民住宅专业施工队伍，举办太阳能建筑技术培训班，召开太阳能牧民住宅现场交流会， 实现太阳能牧民住宅设计标准化，构件定型化，施工专业化，质量优良化。 4. 太 阳能牧民住宅推广工作步骤要从点到面，坚持不懈，稳步前进。在地域上逐步扩展，从铁路公路沿线向 边远牧区发展；在建筑类型上逐步推开，从新建居住建筑向即有住宅改建发展；在综合效益上逐步提高 ，从太阳能建筑向可持续建筑、绿色建筑发展。 5. 在太阳能技术利用上逐步升级 ，由集热墙、阳光间向光电幕墙、屋顶式发展。 当地太阳辐射值、采暖期室外平均温度、度 日数直接影响着太阳房热效率，应统筹考虑。结合自治区现状，作为牧区生态建设项目之一，依据社会 经济、采暖需求、太阳能资源三个因素研究制定，推广太阳能牧民住宅的21世纪工程——住宅阳光计划 ，使牧民新建住宅逐步实现太阳能采暖化。 |
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