國內(nèi)外嚴寒地區(qū)農(nóng)村供暖方式與現(xiàn)狀

1、國內(nèi)外嚴寒地區(qū)農(nóng)村供暖方式 與現(xiàn)狀國外農(nóng)村采暖方式暖氣采暖最早出現(xiàn)在十九世紀末的歐洲。19301950年代，隨著人們生活水平不斷提高，生火取暖的基本方式被大多數(shù)人棄用。暖氣系統(tǒng)由熱源、 末端設(shè)備、控制系統(tǒng)、管路系統(tǒng)等組成。暖氣按照傳熱介質(zhì)的不同可以分為水暖和氣暖。通常我們所說的暖氣片指的是水暖，就是利用壁掛爐或者鍋爐加熱循環(huán)水，再通過管材鏈接到暖氣片， 最終通過暖氣片將適宜的溫度輸出，形成室內(nèi)溫差，最后進行熱循環(huán)使整個室內(nèi)溫度均勻上升。熱水采暖裝置在技術(shù)上比火炕、火墻、燃池等都要復(fù)雜，它要涉及燃料燃燒、熱量傳遞，熱水運行和散熱器散熱等各個環(huán)節(jié)。目前暖氣是我國北方城市的最主要供暖方式。隨著收入的

2、提高，越來越多的農(nóng)民采用暖氣供暖。因為農(nóng)村不適合進行集中供暖，農(nóng)戶一般選擇單戶使用的小型鍋爐作為熱源，依靠自然重力循環(huán)供暖，即俗稱的土暖氣。據(jù)不完全統(tǒng)計，北方地區(qū)城郊農(nóng)戶約40%70%采用土暖氣供暖。農(nóng)村采用土暖氣供暖不像城市集中供暖系統(tǒng)由專業(yè)人員進行設(shè)計計算，而是憑經(jīng)驗安裝，應(yīng)用中存在鍋爐供暖與房屋負荷不匹配、循環(huán)動力不足等問題。因 為保溫效果差和排煙溫度高導致鍋爐熱效率很 低。自從世紀年代開始，世界范圍內(nèi)爆發(fā)了的能 源問題，能源的短缺給人民帶來巨大壓力，建筑 能耗占國家全部能耗一的問題引起的人名的普 遍關(guān)注，發(fā)達國家開始采取各種節(jié)能措施， 同時 也建筑節(jié)能的新概念也被提了出來。 世界很多的

3、 國家不只是一些節(jié)能法規(guī)，并在技術(shù)上確保節(jié)能 措施的有力實施，而且政府又在經(jīng)濟條件上給予 企業(yè)和個人一些鼓勵措施。一些北歐和中歐的國 家，由于當?shù)厝鄙倌茉?，日常的主要能源全部?靠從其他國家購買，又因為這個地區(qū)地理諱度偏 高，冬季供暖時間長。因此，這些國家需要投入 巨大的人力與財力來做建筑節(jié)能領(lǐng)域的探索性 研究，并且取得了有實際使用性的新技術(shù)。 歐洲 在世紀年代開始以應(yīng)用太陽能系統(tǒng)為主的節(jié)能 改造，并且利用太陽能系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的采暖和通 風及熱水系統(tǒng)，并提高外圍護結(jié)構(gòu)保溫性能。利 用玻璃陽臺或太陽墻等形式，改善室內(nèi)熱環(huán)境。 許多歐美國家地廣人稀，農(nóng)村小城鎮(zhèn)化程度高， 村鎮(zhèn)住宅節(jié)能研究同樣非常重視

4、，并且許多節(jié)能 新技術(shù)已開始大規(guī)模的使用。如澳大利亞充分利用其地理優(yōu)勢，通過最大限度地獲取自然能源達到減少住宅能好的目的。在住宅節(jié)能方面，研究水平相當高的德國、英國、芬蘭等發(fā)達國家，他們依托于先進的科學技術(shù)和寬裕的經(jīng)濟條件，展開一系列的低能耗、零能耗住宅的研究。在住宅節(jié)能建設(shè)方面，北歐各國近幾年主要在新技術(shù)的開發(fā)和利用方面取得很大的成就。如丹麥在奧爾胡斯市建成了和低能耗住宅，該住宅使用了太陽能集熱技術(shù)，使用傳熱系數(shù)較小的門窗玻璃種類， 在能源設(shè)施中全部安裝了能量消耗指示表和雙道節(jié)水閥裝置及具有回收性能的節(jié)水設(shè)備等。國內(nèi)嚴寒地區(qū)農(nóng)村采暖方式嚴寒和寒冷地區(qū)農(nóng)村居住建筑基本為單戶獨棟建筑，以單層為主

5、，2 層及多層建筑較少;平原地區(qū)的農(nóng)村居住建筑一般較集中，而丘陵、山區(qū)、 高原地區(qū)相對較分散。建筑面積和院落面積普遍較大，建筑面積大部分為80150 m2, 人均建筑面積 2040 m2,院落面積200 500 m2。隨著農(nóng)村經(jīng)濟條 件的好轉(zhuǎn)，農(nóng)民有更 多的資金開始修建房屋，追求建筑的大面積。嚴寒和寒冷地區(qū)農(nóng)村居住建筑主要存在5種建筑結(jié)構(gòu)形式: 土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、石木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)和窯洞。對于農(nóng)村居住建筑，冬季 室內(nèi)空氣溫度普遍偏低，并且溫度波動大，白天 高于夜晚，且不同農(nóng)戶的室內(nèi)空氣溫度差距較 大。冬季大部分農(nóng)戶臥室白天溫度范圍為510 c和1013 C,大部分農(nóng)戶臥室夜晚溫 度范圍為51

6、0 c和5 C以下。室內(nèi)空氣 溫度高于16 C的農(nóng)戶較少；臥室溫度最高、 客廳稍低、廚房最低。半數(shù)以上的農(nóng)民認為自家 室內(nèi)空氣溫度不舒適，認為滿意的溫度范圍為 13 16 c。室內(nèi)供暖存在多種形式，火炕是最普遍應(yīng)用 的一種。在采用火炕供暖的農(nóng)村居住建筑中，常 配合其它供暖方式共同使用。電暖器、空調(diào)、電 鍋爐之類的電供暖設(shè)施作為輔助加熱熱源， 具有 較大的上升趨勢。東北、西北和華北地區(qū)的農(nóng)村 居住建筑在冬季基本靠火炕供暖；黑龍江、吉 林、遼寧和河北四省區(qū)的冬季供暖還有一定比例 的農(nóng)戶采用火墻，火墻大多與火炕配合使用。農(nóng)戶供暖方式應(yīng)用比例火炕土暖氣火墻火爐電采暖使用農(nóng)戶數(shù)量121239310357

7、3226所占比例/%68. 5122. 215. 8232. 3912. 78火炕和其它供暖方式組合的農(nóng)戶應(yīng)用比例火炕+土暖氣火炕+火墻火炕+火爐火炕+電采暖使用農(nóng)戶數(shù)量2021633542所占比例/%16. 671.3227. 643. 46目前，嚴寒和寒冷地區(qū)已有的利用可再生能 源為熱源的供暖方式包括傳統(tǒng)火炕、火墻式火 炕、燃池、內(nèi)置集熱器柴灶的熱水供暖系統(tǒng)、被 動式太陽房、太陽能炕以及太陽能地板輻射供暖 等。其中，各種供暖方式的優(yōu)缺點見下表。供暖方式的優(yōu)缺點農(nóng)村供暖方式優(yōu)點缺點傳統(tǒng)火炕采用生物質(zhì)能，使用比例大，操作簡便炕面散熱量小，單獨利用時室內(nèi)熱環(huán)境 差火墻式火炕采用生物質(zhì)能，即熱性好

8、，供熱能力強炕墻面溫度較高，易造成燙傷燃池采用生物質(zhì)能，熱量穩(wěn)定，連續(xù)供熱填料及清灰時繁雜，對建筑的承重要求 高內(nèi)置水集熱器柴灶的 熱水供暖系統(tǒng)采用生物質(zhì)能，燃料熱效率提高，即熱 性好降溫速度快，夜間熱量低被動式太陽房采用太陽能，與建筑一體化易受氣象條件影響，適用于太陽能資源 豐富的地區(qū)太陽能炕采用太陽能，炕面溫度均勻，炕面溫度 未出現(xiàn)高溫，衛(wèi)生清潔炕面散熱量低于傳統(tǒng)火炕，單獨使用時， 室內(nèi)熱環(huán)境差，易受氣象條件影響太陽能地板輻射采用太陽能，熱穩(wěn)定性好，衛(wèi)生清潔造價較高，維修難度較大，易受氣象條 件影響對于嚴寒地區(qū)的農(nóng)村住宅而言，人們普遍認 為不適合太陽能技術(shù)的推廣和使用，首先人們對 于太陽能

9、使用技術(shù)不夠了解，而且這個初投資較 大，推廣使用也得考慮農(nóng)民的經(jīng)濟條件。但是作 為一種清潔能源，會逐步得到人們的認同，而太陽能作為采暖熱源的新型供暖方式，不僅可以節(jié)約常規(guī)能源的消耗，而且減少農(nóng)民朋友的采暖能源的消費。隨著社會的極大發(fā)展，農(nóng)民經(jīng)濟實力的提高，會得到廣大農(nóng)村朋友的使用。農(nóng)村住宅的采暖方式概述：(1)火坑采暖火坑是北方農(nóng)村居民的一種傳統(tǒng)采暖設(shè)施，是一種利用炊事的爐灶生產(chǎn)的煙氣在炕洞內(nèi)流動，是炕面溫度升高的采暖方式。炕和灶臺分別作為蓄熱體和放熱熱源。對于火炕的熱源選擇方面，有部分居民選擇直接連接火灶的熱源，優(yōu)點一是可以直接利用火爐對室內(nèi)進行加熱，二是可以利用火爐排除的高溫煙氣流過炕洞，

10、對火炕加熱蓄熱再向室內(nèi)散熱。在炊事結(jié)束后，火炕炕體內(nèi)積蓄的熱量以對流和輻射的方式向室內(nèi)散熱，一般在炊事結(jié)束后，利用設(shè)置的擋煙板將火炕煙道出口截面積減小，降低高溫煙氣的排煙溫度，增加抗體內(nèi)部得熱。(2)火墻采暖火墻與火炕的采暖原理相同，都是嚴寒地區(qū)傳統(tǒng)住宅冬季的采暖方式，其熱源都是來自高溫煙氣， 高溫煙氣在火墻內(nèi)曲折流動進而加熱由粘土磚砌成的火墻蓄熱體，然后以對流與福射的散熱形式對室內(nèi)空氣進行加熱，進而提高室內(nèi)溫度?；饓梢院透魤显谝黄鹦藿ǎ瑑蓚?cè)都散熱，也可以在房間的一側(cè)，單面散熱?；饓Φ臒嵩匆话阍诙瞬浚?與灶頭或者是火爐相連。流入火墻的高溫煙氣在煙道內(nèi)的存留時間越長，其煙氣的出口溫度就越低，

11、火墻儲存的熱量就越多，墻體的溫度就越高，對能源的利用效率就會提高?；饓ι崦娣e在室內(nèi)占較大部分，熱流比較穩(wěn)定，因此散熱比較均勻，室內(nèi)溫度分布均勻。(3)土暖氣采暖由于農(nóng)村住宅建筑面積擴大，人們對舒適性的要求也越來越高，單獨靠火坑采暖已經(jīng)難以達 到使用要求，所以還需要輔助采暖方式。土暖氣 其實就是散熱器采暖，在農(nóng)村俗稱土暖氣，是近年來興起的一種的補充采暖設(shè)備，這種簡單的散熱器采暖形式，不用外界動力的輸入，依靠重力的自然循環(huán)作用為各個房間供暖。其熱源是在自家設(shè)計一個小型的鍋爐，鍋爐的加熱作用，使鍋水升到到一定溫度，而后利用升溫的熱水在各個散熱器之間循環(huán)流動，從而使房間溫度升高。這種采暖方式可以使用

12、稻田里的農(nóng)作物稻稈，煤炭作為燃料。它具有初投資小、造價低， 使用方便，不用集中管理等優(yōu)點。與其他農(nóng)村的采暖方式相比， 不僅可以有效改善室內(nèi)衛(wèi)生狀況，還可以防止火爐采暖產(chǎn)生的等污染物影響人員健康。(4)火爐采暖火爐是一種依靠燃料直接燃燒產(chǎn)生的熱量直接供給采暖房間的設(shè)備，所采用的燃料可以為煤炭， 稻稈等。 火爐的構(gòu)造組成為爐膛與排煙管道， 爐膛作為燃燒室，一邊利用其直接散發(fā)熱量，一邊其產(chǎn)生的高溫煙氣通過曲折的排煙管道對室內(nèi)空氣換熱，換熱形式主要為福射，還有對流與導熱。 另外可以再爐腔上面放置一個耐高溫的水壺， 不僅可以給用作農(nóng)村居民的生活熱水，還可以通過水壺散熱。(5)電采暖顧名思義，電采暖就是使

13、用電能加熱采暖設(shè)備來實現(xiàn)采暖，是一種將電能轉(zhuǎn)化成熱能直接放 熱或通過熱媒介質(zhì)在采暖管道中循環(huán)來滿足供 暖需求的采暖方式或設(shè)備。眾所周知，電能因為 無噪音、無廢氣，是最環(huán)保、清潔的能源，所以電采暖設(shè)備在眾多采暖設(shè)備當中顯得十分時尚、優(yōu)越， 特別是在其它能源不斷漲價的今天，人們十分明智地選擇了電采暖。近年來， 電采暖設(shè)備層出不窮，種類越來越多，而且可以滿足不同的使用要求，但這些采暖設(shè)備的使用方法都比較簡單， 從初投資和后期使用費用上來看，適合農(nóng)村居民使用的如電暖氣，電鍋爐等。(6)地板福射采暖地板福射采暖的形式是在城市中使用廣泛而且比較舒適的采暖方式，其供回水溫度均低于的熱水， 在埋置于地板下的盤

14、管系統(tǒng)與地板形成一個蓄熱體，盤管內(nèi)熱水的循環(huán)流動為地板維持一個恒定的溫度，再通過地板面層均勻地向室內(nèi)主要是以輻射形式散熱的一種供暖方式。地面低溫熱水福射采暖系統(tǒng)，對農(nóng)村住宅而言，是一種新型的采暖方式，以整個地板為散熱面，向室內(nèi)輻射散熱比較均勻，是的整個房間有一個好的熱穩(wěn)定性，垂直方向溫度梯度小的一個空氣溫度場。一般情況下低溫福射采暖系統(tǒng)分是三個部分：熱源、分集水器、地板散熱管。熱源一般采用熱水鍋爐，農(nóng)村住宅可以與采用自建的小鍋爐， 也可以采用清潔能源電能或太陽能作為系統(tǒng)熱源。農(nóng)村嚴寒地區(qū)未來供暖方式的發(fā)展趨勢進入世紀，全社會對能源與環(huán)境這個問題比較重視， 人們已經(jīng)認識到可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)格的重要性，

15、 節(jié)能環(huán)保等一些概念性的內(nèi)容也成為當下研究的方向與課題。與此同時，很多的國家或地區(qū)都制定了節(jié)能方面的方針政策，并在經(jīng)濟上予以支持與鼓勵，使在實際操作中給予技術(shù)上的保障，讓全社會盡最大可能發(fā)揮節(jié)能潛力。隨著我國人口的增長和經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會主義新農(nóng)村建設(shè)的步伐正在逐步加快，這使得近幾年農(nóng)村住宅更新?lián)Q代的速度也在加快。在2006 年，我國村鎮(zhèn)建筑總梭工的建筑面積約為10.6億 m2， 其中約有住宅6.95億 m2， 占總梭工面積的 65.57%，全國的村鎮(zhèn)建設(shè)資金總投入為6.84億元，住宅部分建設(shè)投入為2807億元，占全部建設(shè)總投入的46.1%。在 2007 年，全國村鎮(zhèn)建筑總梭工的建筑而積為3

16、23.4億m2,其中農(nóng)村住宅大約為271.2億m2,占總建筑面積的83.9%。無論從新建住宅建筑面積還是人均住宅建筑面積，農(nóng)村都高于城市，而我國目前節(jié)能工作主要集中在城市，而且城市的節(jié)能措施已經(jīng)進行的比較合理，而占能源消耗總量比重很大的農(nóng)村卻還沒有提上議事日程。最近幾年村鎮(zhèn)住宅的建設(shè)速度以平均每年57億m2在發(fā)展，隨之而來的各種能源需求也在不斷增加。在我國嚴寒的東北地區(qū)，冬季的采暖期達 46 個月， 而且屬于嚴寒地區(qū)，能源需求尤其嚴重。在嚴寒地區(qū)，農(nóng)村住宅冬季的采暖能耗約占到生產(chǎn)、生活總能耗的80% 左右。而且大部分農(nóng)村住宅都沒有對圍護結(jié)構(gòu)采取有效的保溫隔熱措施，住宅外門、外窗熱工性能偏低和氣密性比較差，冬季的取暖方式簡單、熱效率低。以火炕與火墻為主的取暖方式不僅對室內(nèi)空氣的品質(zhì)有影響，還對室外內(nèi)熱環(huán)境的提升也是不明顯， 浪費大量的資源還污染環(huán)境。目前我國居住建筑的節(jié)能研究主要集中在城市，相關(guān)的節(jié)能標準和強制性規(guī)范也主要針對城市地區(qū)的住宅，不適合農(nóng)村住宅復(fù)雜的情況。對于嚴寒地區(qū)的農(nóng)村住宅而言，人們普遍認為不適合太陽能技術(shù)的推廣和使用，首先人們對于太陽能使用技術(shù)不夠了解，而且這個初投資較大， 推廣使用也得考慮農(nóng)民的經(jīng)濟條件。但是作為一種清潔能源，會