西北地区农村节能建筑住宅设计方法技术

本发明专利技术公开了西北地区农村节能建筑住宅设计方法，为克服冬季农村地区采暖热备简单、室内空气污染严重、农村住宅用电不便利及生活环境污染严重的问题，其步骤为：1)初步设计被动式建筑；2)内部空间设计：(1)平面布置；(2)设置隔热保温地板；(3)内部采光设计；3)外立面设计：(1)设置被动式附加阳光间；(2)门窗的设计：设计节能建筑住宅门窗；设计节能建筑住宅天窗；4)维护结构节能设计:(1)保温材料选择；(2)外墙设计；(3)屋顶设计；5)绿化庭院设计：在节能建筑住宅东西面各距房屋墙体5～10m的位置种两行间距为1～1.5m的果树；6)太阳能集热器采暖系统设计；7)发电系统设计；8)污水处理系统设计。

Design method of rural energy saving building residence in Northwest China

The invention discloses a design method of rural residential energy saving building in northwest area, rural area in winter heating in order to overcome the simple preparation, indoor air pollution, rural residential electricity facilities and living environment pollution are serious problems, which comprises the following steps: 1) the preliminary design of passive building; 2) interior space Design: (1) plane layout; (2) setting insulation floor; (3) internal lighting design; 3) facade design: (1) set of passive attached Sunspaces; (2) the design of doors and windows: the design of residential building energy conservation design of residential building energy-saving doors and windows; skylight; 4) design: (1) to maintain the structure of energy-saving insulation material selection exterior design; (2); (3) the roof design; 5) green garden design in residential building energy conservation from the housing wall surface that is 5 ~ 10m position two line spacing is 1 ~ 1.5m of fruit trees; 6) solar heat exchanger design of heating system; 7 Generation system design (8) sewage treatment system design.

【技术实现步骤摘要】
西北地区农村节能建筑住宅设计方法
本专利技术属于建筑工程
的一种西北地区农村住宅设计方法，更确切地说，本专利技术涉及一种西北地区农村节能建筑住宅的设计方法。
技术介绍
我国现有的住宅建筑中，农村建筑约占全国总建筑的60％，是我国住宅建筑的重要组成部分。随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对居住环境舒适性要求越来越高，农村建筑能耗在不断的增大，对我国的能耗将造成巨大的影响。因此，在农村地区大力发展建筑节能技术是非常重要的。随着世界能源的危机逐渐严重，对于如何更有效地利用可再生能源显得尤为迫切与重要。太阳能是可再生能源里利用最为广泛的，鉴于其取之不尽、用之不竭的特点，人们对于如何有效的获取和利用太阳能目前仍然进行着相关的研究。被动式太阳房依靠房屋建筑与结构让太阳能直接作用于建筑的采暖成为被人们越来越熟知的一种节能趋势。现有农村住宅对于太阳能的利用主要是依靠固定式真空管集热器进行水加热，供人类生活活动的热水使用。而合理规划房屋建筑结构利用附加阳光间使太阳能最简单有效的应用于供暖的方式则很少，通过太阳能光伏电池板发电以供单户建筑的用电，这种方式几乎很少用于农村住宅，并且对于日益严重的农村污水污染问题，这一问题基本没有得到有效解决，使得农村生活污水就地排放，造成可回收利用污水的浪费，更污染环境。为更有效地将太阳能充分利用在农村住宅，并很好的解决农村生活污水污染问题，结合西北地区丰富的太阳能资源，我们提出了一种适用于西北地区农村节能住宅的设计方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的冬季农村地区采暖热备简单、室内空气污染严重、农村住宅用电不便利以及农村生活环境污染严重的问题，提供了一种西北地区农村节能建筑住宅的设计方法。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的西北地区农村节能建筑住宅设计方法的步骤如下：1)初步设计被动式建筑；2)内部空间设计；3)外立面设计；4)维护结构节能设计；5)绿化庭院设计；6)太阳能集热器采暖系统设计；7)发电系统设计；8)污水处理系统设计。技术方案中所述的初步设计被动式建筑是指：1)确定被动式建筑整体布局：(1)结合当地传统民居布局特点及新型居住功能需求，农村节能建筑住宅设计方法采取半开敞式平面布置，农村节能建筑住宅外部院落空间形态类型采用前后院式，南向院子多为生活庭院,北向院子为杂务和饲养场所；(2)为了减小建筑的体形系数，减少散热量，农村节能建筑住宅设计方法采用紧凑式矩形布局；(3)为保证在整个采暖期内，南面附加阳光间(5)能有充足的日照，而夏季避免过多的日晒，结合当地建筑朝向，将整个建筑的朝向确定为朝南偏东15°；2)调整建筑体形系数：(1)为定量分析体形系数对建筑能耗的影响，设计一个基准建筑平面模型，无凹凸程度变化，作为具备最理想体形系数的建筑，其体形系数是0.33；(2)体形系数的变化可以引起建筑能耗变化，在基准建筑平面模型的基础上，保持室内各功能区面积与维护结构参数不变，仅通过在南北向调整部分区域的位置，使建筑平面凹凸程度加大，其体形系数分别为0.35、0.38、0.40、0.42、0.44；其结果如下：采暖能耗由25kW〃h/m2〃a增加到30kW〃h/m2〃a，采暖空调总能耗从38kW〃h/m2〃a增加到43kW〃h/m2〃a，建筑能耗由39.30〃h/m2〃a增加到44.41〃h/m2〃a，针对该农村节能建筑住宅，其体形系数为0.36，相应的采暖能耗和建筑能耗都处于正常消耗状态。技术方案中所述的内部空间设计是指：1)平面布置：将蓄电房设置在房屋内部的西面一侧，储藏室设置在房屋内部的北面一侧，房屋内部西北角空间设置为开放式厨房，将次卧室设置在房屋内的东北角，其南侧紧靠的是卫生间，卫生间的南侧是主卧室，房屋内部余下的空间即为开放式客厅；将主要休息区域进行隔断，依据要求进行区域性辅助热源的采暖，有效隔绝公共区域产生的噪音。2)设置隔热保温地板：地板采取隔热保温设计，地面首先采用素土夯实，铺一层油毡用来防潮；再铺150mm厚的干炉渣用于保温；在此基础上，铺320mm厚的毛石用于储热；最后，根据正常方法做地板，地板颜色采用浅色，建筑内部空间的墙体采用深色涂料。3)内部采光设计该农村节能建筑住宅通过以下几处采光：客厅与阳光间之间通过玻璃推拉门，附加阳光间与主卧室之间的墙上设置大面积玻璃窗；卫生间和次卧室的东面墙上各设置一扇窗，次卧室及厨房正上方的屋顶设置拱形天窗。技术方案中所述的外立面设计是指：1)设置被动式附加阳光间：在建筑正立面即南立面设置被动式附加阳光间，位于附加阳光间与农村节能建筑住宅主体之间的隔热保温墙即为中间墙，选用水泥钢丝网加聚苯乙烯夹心板将中间墙与附加阳光间隔开，其中聚苯乙烯夹心板厚170mm，中间墙靠近附加阳光间内部一侧再做厚度为100mm保温层；附加阳光间的其他部分采用玻璃建造，中间墙对面附加阳光间的玻璃墙的顶部和底部安装通风口；附加阳光间的玻璃墙体采用一种Low-e镀膜；附加阳光间底部做600mm高的混凝土加砌块墙体，附加阳光间室内地面布置贮热容量高的红地砖，红地砖下面布置卵石,以减弱室内温度波动；夏季白天将表面为浅色的热反射隔热窗帘安装在附加阳光间内部整面中间墙上，夜间移除隔热窗帘；附加阳光间顶部布置植物藤架式挑檐，夏季种植吊兰等蔓藤植物，形成一道天然外遮阳屏障；2)门窗的设计：(1)设计农村节能建筑住宅的门窗：a.在客厅与附加阳光间之间的隔热保温墙上安装一道推拉门，在主卧室与阳光房之间的隔热保温墙上布置一扇窗，在主卧室与附加阳光房之间的隔热保温墙上合理的布置一扇窗，在附加阳光间内部设置一道门，将内部空间隔成两部分用来晾晒衣物或储物；b.在次卧室和卫生间的东面各安装一扇窗户，其窗墙比小于0.35，窗户的材质采用PA断桥铝合金中空Low-E玻璃，并对两扇窗采用硬卷帘形式的外遮阳设计；(2)设计农村节能建筑住宅天窗：在该农村节能建筑住宅的次卧室及厨房上方的平屋顶上各安装一扇拱形天窗，天窗采用双层Low-e玻璃材质。技术方案中所述的维护结构节能设计是指：1)保温材料选择：该农村节能建筑住宅设计方法中采用常用的加气混凝土砌块并加上酚醛保温,外墙体的隔热保温涂料采用RLHY-12系列耐高温隔热保温涂料或是复合硅酸盐隔热涂料；2)外墙设计：此农村节能建筑住宅中的东、西、北墙统称为外墙，外墙体的构造由外至内：混合砂浆为20mm、加气混凝土砌块B07为200mm、水泥砂浆为20mm、聚合物砂浆为3mm、酚醛为20mm、聚合物砂浆为3mm；3)屋顶设计：农村节能建筑住宅的屋顶结构设计为：130mm厚的预制钢筋混凝土板，上铺100mm厚的炉渣混凝土，并在炉渣混凝土上面铺150mm厚的灰土,屋顶传热系数K值由传统的2.024w/m〃k减少到1.269w/m.k。技术方案中所述的绿化庭院设计是指：所述的农村节能建筑住宅大多为独院式一层住宅，庭院绿化夏季降温效果较好，庭院绿化降温主要为绿色植物能够吸收并遮挡太阳辐射热，绿色植物利用光合作用及蒸腾作用将太阳能转化为新的能量形式而消耗，且从周围环境中吸收热量，降低周围环境温度；在农村节能建筑住宅的西面和东面各距离房屋墙体5-10m的位置种上两行间距为1～1.5m的果树。技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种西北地区农村节能建筑住宅设计方法,其特征在于，所述的西北地区农村节能建筑住宅设计方法的步骤如下：1)初步设计被动式建筑；2)内部空间设计；3)外立面设计；4)维护结构节能设计；5)绿化庭院设计；6)太阳能集热器采暖系统设计；7)发电系统设计；8)污水处理系统设计。

【技术特征摘要】
1.一种西北地区农村节能建筑住宅设计方法,其特征在于，所述的西北地区农村节能建筑住宅设计方法的步骤如下：1)初步设计被动式建筑；2)内部空间设计；3)外立面设计；4)维护结构节能设计；5)绿化庭院设计；6)太阳能集热器采暖系统设计；7)发电系统设计；8)污水处理系统设计。2.按照权利要求1所述的西北地区农村节能建筑住宅设计方法，其特征在于，所述的初步设计被动式建筑是指：1)确定被动式建筑整体布局(1)结合当地传统民居布局特点及新型居住功能需求，农村节能建筑住宅设计方法采取半开敞式平面布置，农村节能建筑住宅外部院落空间形态类型采用前后院式，南向院子多为生活庭院,北向院子为杂务和饲养场所；(2)为了减小建筑的体形系数，减少散热量，农村节能建筑住宅设计方法采用紧凑式矩形布局；(3)为保证在整个采暖期内，南面附加阳光间(5)能有充足的日照，而夏季避免过多的日晒，结合当地建筑朝向，将整个建筑的朝向确定为朝南偏东15°；2)调整建筑体形系数(1)为定量分析体形系数对建筑能耗的影响，设计一个基准建筑平面模型，无凹凸程度变化，作为具备最理想体形系数的建筑，其体形系数是0.33；(2)体形系数的变化可以引起建筑能耗变化，在基准建筑平面模型的基础上，保持室内各功能区面积与维护结构参数不变，仅通过在南北向调整部分区域的位置，使建筑平面凹凸程度加大，其体形系数分别为0.35、0.38、0.40、0.42、0.44；其结果如下：采暖能耗由25kW·h/m2·a增加到30kW·h/m2·a，采暖空调总能耗从38kW·h/m2·a增加到43kW·h/m2·a，建筑能耗由39.30·h/m2·a增加到44.41·h/m2·a，针对该农村节能建筑住宅，其体形系数为0.36，相应的采暖能耗和建筑能耗都处于正常消耗状态。3.按照权利要求1所述的西北地区农村节能建筑住宅设计方法，其特征在于，所述的内部空间设计是指：1)平面布置将蓄电房(3)设置在房屋内部的西面一侧，储藏室(9)设置在房屋内部的北面一侧，房屋内部西北角空间设置为开放式厨房(11)，将次卧室(8)设置在房屋内的东北角，其南侧紧靠的是卫生间(7)，卫生间(7)的南侧是主卧室(6)，房屋内部余下的空间即为开放式客厅(10)；将主要休息区域进行隔断，依据要求进行区域性辅助热源的采暖，有效隔绝公共区域产生的噪音；2)设置隔热保温地板地板采取隔热保温设计，地面首先采用素土夯实，铺一层油毡用来防潮；再铺150mm厚的干炉渣用于保温；在此基础上，铺320mm厚的毛石用于储热；最后，根据正常方法做地板，地板颜色采用浅色，建筑内部空间的墙体采用深色涂料；3)内部采光设计该农村节能建筑住宅通过以下几处采光：客厅(10)与阳光间(5)之间通过玻璃推拉门，附加阳光间(5)与主卧室(6)之间的墙上设置大面积玻璃窗；卫生间(7)和次卧室(8)的东面墙上各设置一扇窗，次卧室(8)及厨房(11)正上方的屋顶设置拱形天窗。4.按照权利要求1所述的西北地区农村节能建筑住宅设计方法，其特征在于，所述的外立面设计是指：1)设置被动式附加阳光间在建筑正立面即南立面设置被动式附加阳光间，位于附加阳光间(5)与农村节能建筑住宅主体之间的隔热保温墙即为中间墙，选用水泥钢丝网加聚苯乙烯夹心板将中间墙与附加阳光间(5)隔开，其中聚苯乙烯夹心板厚170mm，中间墙靠近附加阳光间(5)内部一侧再做厚度为100mm保温层；附加阳光间(5)的其他部分采用玻璃建造，中间墙对面附加阳光间(5)的玻璃墙的顶部和底部安装通风口；附加阳光间(5)的玻璃墙体采用一种Low-e镀膜；附加阳光间(5)底部做600mm高的混凝土加砌块墙体，附加阳光间(5)室内地面布置贮热容量高的红地砖，红地砖下面布置卵石,以减弱室内温度波动；夏季白天将表面为浅色的热反射隔热窗帘安装在附加阳光间(5)内部整面中间墙上，夜间移除隔热窗帘；附加阳光间(5)顶部布置植物藤架式挑檐，夏季种植吊兰等蔓藤植物，形成一道天然外遮阳屏障；2)门窗的设计(1)设计农村节能建筑住宅的门窗a.在客厅(10)与附加阳光间(5)之间的隔热保温墙上安装一道推拉门(A)，在主卧室(6)与阳光房(5)之间的隔热保温墙上布置一扇窗，在主卧室(6)与附加阳光房(5)之间的隔热保温墙上合理的布置一扇窗，在附加阳光间(5)内部设置一道门(B)，将内部空间隔成两部分用来晾晒衣物或储物；b.在次卧室(8)和卫生间(7)的东面各安装一扇窗户，其窗墙比小于0.35，窗户的材质采用PA断桥铝合金中空Low-E玻璃，并对两扇窗采用硬卷帘形式的外遮阳设计；(2)设计农村节能建筑住宅天窗在该农村节能建筑住宅的次卧室(8)及厨房(11)上方的平屋顶上各安装一扇拱形天窗，天窗采用双层Low-e玻璃材质。5.按照权利要求1所述的西北地区农村节能建筑住宅设计方法，其特征在于，所述的维护结构节能设计是指：1)保温材料选择该农村节能建筑住宅设计方法中采用常用的加气混凝土砌块并加上酚醛保温,外墙体的隔热保温涂料采用RLHY-12系列耐高温隔热保温涂料或是复合硅酸盐隔热涂料；2)外墙设计此农村节能建筑住宅中的东、西、北墙统称为外墙，外墙体的构造由外至内：混合砂浆为20mm、加气混凝土砌块B07为200mm、水泥砂浆为20mm、聚合物砂浆为3mm、酚醛为20mm、聚合物砂浆为3mm；3)屋顶设计农村节能建筑住宅的屋顶结构设计为：130mm厚的预制钢筋混凝土板，上铺100mm厚的炉渣混凝土，并在炉渣混凝土上面铺150mm厚的灰土,屋顶传热系数K值由传统的2.024w/m·k减少到1.269w/m.k。6.按照权利要求1所述的西北地区农村节能建筑住宅设计方法，其特征在于，所述的绿化庭院设计是指：所述的农村节能建筑住宅大多为独院式一层住宅，庭院绿化夏季降温效果较好，庭院绿化降温主要为绿色植物能够吸收并遮挡太阳辐射热，绿色植物利用光合作用及蒸腾作用将太阳能转化为新的能量形式而消耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海业，张雨晴，隋媛媛，刘爽，孔丽娟，关姝杰，王琳琳，赵红星，田东旭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22