新農村住宅建筑材料低碳化分析
時間:2022-02-23 10:16:57
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摘要:近年來國家在農村建設方面投入了較高經濟成本,農民生活質量穩步提升,農村面貌也煥然一新。尤其是隨著農村建筑的改造,農民居住水平顯著提高。目前農村建筑工程的環境友好效果不理想,這不符合新農村建設規劃中,有關住宅建筑材料低碳化的要求。針對這一情況,筆者主要從農村物質資源種類、農村地區建筑結構特征出發,對限制農村建筑低碳化的因素展開深入討論。并結合新農村建設目標,以及農村實際情況,提出促進農村建筑低碳化的優化方案,以期為新農村建設貢獻力量。
關鍵詞:農村建筑低碳化;設計;優化措施
由于遭到人類的過度開發,目前生態環境不容樂觀?!暗吞冀洕边@一新型概念,一經提出就引發了全球范圍內的討論和關注。尤其是我國農業經濟占比較大,農村生產建設中消耗的能源多。就農村住宅建筑而言,我國忽視了對住宅建筑用地的規劃,使得建筑工程往往占用過多的土地資源,應用的建筑技術也十分陳舊落后,建筑功能性也沒有得到很好體現。在浪費較多資源的情況下,建筑質量卻得不到保障,這是目前農村住宅建筑中最突出的問題。因此,促進農村住宅建筑設計低碳化,不僅符合可持續發展的理念,也能夠全面改善農民的居住條件。
1農村環境特點
1.1農村環境資源特點。我國農村人口分布稀疏,但地理面積廣,可再生資源儲量也很可觀。在不同農村地區,例如太陽能、風能等可再生、無污染的能源含量十分豐富。然而,在相關因素的限制之下,這些自然能源沒有得到有效利用,資源浪費的情況比較嚴重。此外,農村地區的建筑原材料種類多、數量大。例如木材、竹材等,經過一系列處理加工后,都可以作為建筑材料,被應用到建筑工程中。這些材料的力學性能優越,同時又不會對生態環境造成污染,具有很高的價值。1.2農村建筑結構特點。新農村建設進程不斷加快,這促進了農村住宅建筑的翻新和修建。由于國家在新農村規劃中,忽視了對低碳設計理念的普及和推廣,因此目前農村整體建筑特點沒有表現出低碳性。農村住宅建筑的普遍特點可以總結為以下三點:首先,建筑大體框架采用混凝土材料,應用較多的施工材料為各種混凝土磚塊,對木材和竹類材料的涉及較少。其次,建筑主要承重結構為墻體,厚度通常低于三層。這種結構最大的局限在于,對各種可再生資源的利用率極低。例如農村含量豐富的太陽能、生物能等都無法得到有效利用。最后,雖然農村住宅建筑規模一般較小,但由于缺乏完善施工材料管理機制,導致整個工程耗費了大量資源。尤其是在施工過程中,應用到的竹支架、木制摸具等,幾乎是一次性使用,循環利用程度極低。水資源的應用也十分鋪張浪費,不符合節能減排的發展理念。具有污染性的施工材料不經處理,就被隨意排放到農田中,對作物生長造成不良影響。
2制約農村低碳型建筑發展的原因
2.1低碳產品質量欠缺,低碳技術水平不足。早在20世紀80年代,我國已經有關于低碳建筑技術的研究,在短短幾十年內,取得了突破性進展。在研發人員的創新努力下,涌現了一大批新型材料、先進技術、優良工藝,但不可否認的是,我國建筑低碳技術在實施過程中仍然存在諸多缺陷。例如,國家對低碳技術的研究重視程度不夠,經濟支持不到位;相關技術水平還有待提升;新材料的應用效果不盡人意等。2.2低碳建筑設計理念沒有深入人心。目前大部分農村住宅建筑都是農民自己負責的,缺乏專業設計師的指導,建筑設計體現不出專業性,不僅沒有貫徹落實低碳理念,建筑的功能性也無法正常發揮。此外,農村住宅建筑的施工工人多為農民,其不具備相關的專業技能和施工水準,只是簡單地按照個人經驗進行施工。這會造成施工環節的不規范,各種建筑項目的開展不合理。尤其是一些關鍵流程,例如建筑的地基開挖、屋面防水以及混凝土鋼筋配比等,在不正規的操作下,施工成果往往不達標。返工的情況頻發,不僅造成了資源的浪費、施工進度的拖延,更對環境產生了不良影響。2.3耗費成本較高。與普通施工材料相比,節能材料的成本更高,這也是阻礙低碳建筑推廣的重要因素。雖然我國農民經濟收入水平已經有了很大提高,但貧困現象依然存在。對于農民而言,修建住宅建筑已經是巨大的支出。為了盡量減少經濟投入,農民顯然更趨向于選擇價格較低廉的普通材料。2.4農民節能意識不足。雖然低碳理念已經在世界范圍內掀起熱潮,但對于消息較為閉塞的農村而言,農民能接觸到低碳宣傳較少。同時政府也忽視了節能意識的培養,在這方面的投入還很有限,使得農民幾乎不能正確看待節能理念,更缺少對低碳建筑的認識。
3農村建筑低碳設計技術要點
我國幅員遼闊,不同地區在地理特征、資源種類方面都存在極大的區別。此外,不同民族的風俗文化也加大了建筑建構間的差距。因此,在新農村住宅建筑材料低碳化過程中,要充分考慮到當地的各方面情況。秉持著因地制宜的理念,采用與當地實際相符合的施工技術,盡量選用當地現有的建筑材料,以達到降低經濟成本、提高資源利用率的目的。低碳型建筑的特征之一,就是在新技術的實施下,通過新材料的使用,有效改善農村居民的居住條件,提高建筑功能性和實用性。3.1建筑材料選用。水泥、鋼材、紅磚、瓷磚單位量CO2排放量與木材相比要高很多,尤其是在生產過程中,因為水泥、鋼、土質都要燒制,這就直接提高了CO2的排放量,而且損耗了很多能源。如果按照1Kg煤燃燒釋放處1.5~2Kg二氧化碳計算,生產1000萬塊實心粘土磚,與生產同一體積稻草磚相比,排放的二氧化碳多出了4468.6萬噸。土坯、秸稈磚等材料與稻草磚在生產過程也差不多,所以CO2排量也相對少一些。中國建筑科學研究院抗震所葛學禮研究院研究過土坯圍護墻房屋結構,加強節點處設圈梁可以確保結構在8.5度時依然不會存在不可修復的損壞;稻草磚、稻草板、竹、木材、土坯、秸稈磚都有行業的帶頭人做過研究,在7.5度地震作用下,農村三層以下房屋不可能出現不可修復損壞,結構是比較安全的;因此,針對農村建筑提出一些建議,在確保結構安全的基礎上以木結構或竹結構為主體,將稻草磚、稻草板、土坯、秸稈磚作為圍護結構材料換掉,盡可能的不用或者少用混凝土或鋼材等能耗較高的材料。3.2結構類型選擇。結構選型的這一原則能夠通過平面標準化與對稱性設計來實現。這種設計的重復率比較高,能夠使生產過程的組件種類減少,讓結構尺寸整體統一。要通過柱斷面一致、樓梯對稱并具有重復性、大小梁深一致等方式,來簡化組模時間與增加重復使用率以此降低損耗。與環境相協調并可以充分運用環境資源這一原則指的是結構的選擇要充分利用如太陽、風、地熱、水能、生物能等可再生能源。把各種能源集成到一座建筑中,按照我國農村這部分可再生能源的具體分布特點,可以設計類似的建筑。在水資源豐富、植物多、季風盛行的南方可在簡易結構的技術上設計風力發單機、沼氣池、水力發電機。3.3施工階段低碳設計。在實際施工中,要堅持節能減排的施工原則。為了促進低碳理念的推廣,強化民眾的節能意識,規范各行業的生產建設,我國頒布了低碳施工標準,即ISO1400環境管理體系。農村建筑施工必須以該標準為指導,確保每一環節的施工符合規范。由于農村住宅建筑的規模通常較小,施工周期短,實際上不利于系統的管理。因此,農村住宅建筑低碳化,可以從把控施工技術實施關鍵點入手。此外,在節約施工材料方面,可以從以下幾方面實現。首先,提高施工材料的循環利用率,在部分施工項目階段,會應用到大量的木制、竹制輔助材料,這些材料的普遍特征是可拆卸,并且便于保存。提高這部分材料的利用率,能夠節省大量資源。其次,合理規劃施工順序,避免施工流程混亂影響施工進度,并造成資源的額外損失。最后,加強施工質量管理,降低返工頻率,節省時間和資源。也避免過多的廢棄物堆積,對周圍環境造成負面影響。
綜上所述,新農村建設的根本目的,還是實現農村的可持續發展,切實地改善農村居民生活質量。在農村建筑方面,要始終堅持低碳化設計。從建筑技術的實施、建筑結構的設計到建筑材料的選擇,都必須貫徹節能低碳的理念。積極應用當地的可再生能源,降低建筑施工對生態環境造成的破壞污染,同時也減輕了農民的經濟負擔。低碳型建筑的功能性突出,為農民提供優質的居住條件,這也再次體現了新農村建設原則。
參考文獻
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[2]顏景芳.建筑低碳化設計在建筑節能中的應用探析[J].黑龍江科技信息,2011,35:306.
作者:吳偉鵬 單位:黑龍江財經學院