引言2018年，我国农村住宅建筑面积为229 亿m2，占住宅总建筑面积的50%以上。农宅商品能耗为2.16 亿吨标准煤，占全国建筑总能耗的22%[1]。随着人民生活水平的提高，居民逐步借助外界设备进行制冷或供暖以期改善室内舒适性，能耗问题随之加剧。苏南地区的农宅多数为本土施工队伍建设，为常规建筑设计与施工技术。施工队伍在建设施工中仅考虑通风换气效果，未考虑保温隔热效果，导致能耗指标较高，无法满足《农村居住建筑节能设计标准》（GB/T 50824—2013）要求[2]。因此，对苏南地区某农宅进行节能改造，将室内装修与节能改造措施相互结合，分析农宅的节能潜力与节能效果，探索适合苏南地区农宅节能改造的新途径，为苏南地区农宅节能改造提供参考。1苏南地区农宅建筑概况苏南地区某农宅位于镇江市丹阳皇塘镇某村，地处苏南地区中部，夏季炎热多雨，冬季阴冷潮湿，属于典型的夏热冬冷地区。镇江地区全年日平均温度曲线如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.06.012.F001图1镇江地区全年日平均温度曲线1.1建筑概况苏南农宅建筑建造于20世纪90年代初，常为2层+阁楼独栋建筑。此类农宅建筑坐北朝南、为砖混、双坡屋面结构。农宅的一层、二层建筑高度均为4.0 m；三层为阁楼，最低处为0.4 m；厨房设置在农宅的院子内部。农宅建筑一层、二层平面布置如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.06.012.F002图2农宅建筑一层、二层平面布置（单位：mm）经走访居民可知，该农宅建筑投入使用后，室内的热舒适性较差，冬季门窗透风严重，夜晚东、西外墙冷辐射相对较强，即便使用空调制热，室内温度也较难达到要求；春、夏季室内较为潮湿，一楼地面返潮，墙面因水汽引起墙皮剥落。因此，此类住宅亟须改造。1.2建筑围护结构情况该农宅墙体采用240 mm普通实心黏土砖，内、外涂抹10 mm水泥砂浆；窗户为木质框+单层玻璃；门为木质门或局部单层玻璃木质门，地面为水磨石，屋顶为木屋架瓦屋顶。经实测，农宅围护结构材料及热工参数如表1所示。由表1可知，与《农村居住建筑节能设计标准》（GB/T 50824—2013）相比，农宅围护结构材料的传热系数远超标准中的规定限值。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.06.012.T001表1农宅围护结构材料及热工参数项目围护结构构造厚度传热系数/[W/(m2·K)]传热系数规范值/[W/(m2·K)]外墙水泥砂浆10 mm3.35≤1.8实心黏土砖240 mm水泥砂浆10 mm外窗木框单层玻璃窗玻璃厚度6 mm5.70≤3.2门木门50 mm4.50≤3.0局部玻璃木门门厚50 mm，玻璃厚6 mm4.10屋顶木屋架瓦屋顶200 mm（木板+草泥砂浆+瓦）1.82≤1.02农宅节能改造策略2.1墙体、地面和吊顶改造措施在住宅房屋散热中，外墙散热占比约26%[3]，提升农宅的外墙保温效果在节能减排中起到重要作用。现将农宅的墙体、地面以及吊顶进行改造：南外墙贴白色瓷砖作为装饰面，所有外墙的内侧直接扣装竹纤维板，房间使用竹纤维板进行吊顶，一层起居室、客厅和客卧的地面均铺设地砖，二层卧室的地面铺设实木复合地板，装修完成，一层净高3.2 m，二层净高3.0 m。竹纤维板用于墙体和吊顶，适合老旧农宅的内部装修，安装简单，不需要变动原有墙体结构。该板材与墙体之间形成空气层，可以有效减少夜间的长波辐射和温差的传热损失，增强农宅的保温隔热性能和防潮防水性，增设吊顶，降低室内净高，减少空间体积，利于空调设备的节能，尤其提升冬季室内的保温效果，该改造措施适用于苏南地区。2.2门窗改造措施在住宅房屋散热中，门窗散热占比最高，约30%[3]，门窗改造在节能减排中也较为重要。将农宅的门窗进行改造：一层南边大门和北边入户门改为铝合金双层玻璃门，各房间门改为实木复合门，二楼南北阳台采用铝合金玻璃窗进行封闭。出于经济因素，该农户未更换原木框单层玻璃窗，仅在装修时增加窗套，改善原有窗户与墙体间的密封性，以减少冬季冷风的渗透。从农户角度出发，南北阳台封闭，增加农宅的使用面积；从节能效果分析，阳台为室内与室外的过渡空间，增强二楼两间卧室的保温隔热性，具有一定节能效果。冬季时南阳台相当于增设一个被动式太阳房[2]，不断地吸收太阳辐射，阳台内室内温度始终高于室外温度，热量被传递到室内；夏季时南阳台相当于遮阳设施，避免阳光直射进入卧室，从而有效改善室内热环境。结合经济和实际实用情况，阁楼作为杂物间，非常规使用，仅对下部空间具有隔热作用，因此，未对屋顶进行改造。改造前后该农宅围护结构热工参数如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.06.012.T002表2改造前后农宅围护结构热工参数项目改造前构造改造前传热系数/[W/(m2·K)]改造后构造改造后传热系数/[W/(m2·K)]外墙黏土砖+水泥砂浆3.35黏土砖+水泥砂浆+竹纤维板2.10外窗木框单层玻璃窗5.70—5.70阳台未封闭—南北阳台封闭—门木门4.50铝合金门3.50局部玻璃木门4.10实木复合门3.00屋顶木屋架瓦屋顶1.82—1.82注：“—”无此检测项。3农宅节能改造效果分析为准确分析农宅节能改造的效果，选取两户同时代、同建筑材料、同室内布局的建筑进行比较，一户进行装修，另一户维持原状。二楼同样位置的房间放置温湿度自动测量装置，收集测量数据进行分析比较。节能改造后的农宅：卧室面积24.9 m2，房间为复合实木地板，墙面和吊顶为竹纤维板处理，净高3.0 m，房屋容积74.7 m3。节能改造前的农宅：南北阳台未设封闭，房间为水磨石地面，墙面和屋顶为白色油漆装饰，净高3.9 m，容积97.11 m3。节能改造前、后均安装1台1.5匹空调，用于制冷、制热。3.1冬季室内热环境测试选择连续2 d对两个房间的温度进行实测，均未开启空调。冬季室内与室外温度数据（每隔3 h记录一次数据）如表3所示，冬季室内与室外温度变化曲线如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.06.012.T003表3冬季室内与室外温度数据项目1月29日0：003：006：009：0012：0015：0018：0021：0024：00室外温度-1-11266410室内温度18891011111098室内温度2101011121212121010项目1月30日0：003：006：009：0012：0015：0018：0021：0024：00室外温度0-10288520室内温度1888911111098室内温度2101011121313121211℃10.3969/j.issn.1004-7948.2022.06.012.F003图3冬季室内与室外温度变化曲线由表3和图3可知，未进行改造的房间，室内温度随室外温度变化具有较大波动，且室温常低于10 ℃，不满足GB/T 50824—2013中冬季室内温度不低于10 ℃的要求。经过改造后的房间，室内温度相对较高且波动较小，说明改造后的建筑结构体系使得室内具有更好的热稳定性[4]。从数据对比看，两个房间温度均有低于12 ℃的情况，低于要求的下限，室内热环境仍然不能满足人们的生活，需要采用供暖设施[5]，此类农宅建筑在节能改造方面仍存在一定潜力。3.2农宅空调能耗对比利用负荷软件对改造前后的同一卧室中空调的冷热负荷进行计算。室内空调参数设置：分体空调，夏季制冷时间为7月1日~9月30日，冬季制热时间为12月15日~次年2月15日；卧室按2人计，平均发热量50 W/人，产湿量60 g/人，灯光负荷5 W/m2，室内设备负荷12 W/m2；在卧室时间按20：00~次日7：00计，空调使用时间按人在卧室全开计，夏季空调室内温度设定为26 ℃，冬季室内采暖温度设定为18 ℃。改造前后卧室的负荷结果如表4所示。由表4可知，增加外墙内部贴面、增加吊顶、阳台封闭、门窗更换等改造措施，相当于对原农宅进行节能改造，空调能耗显著降低，节能率达到19.05%，说明苏南地区的农宅在室内装修时，选用适当材料与措施，可有效加强房屋的保温隔热性、提升建筑物的气密性，从而有效实现节能。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.06.012.T004表4改造前后卧室的负荷项目数值改造前卧室累计热负荷/kWh2 318累计热负荷/kWh3 834采暖季累计/(kWh/m2)93空调季累计/(kWh/m2)154改造后卧室累计热负荷/kWh1 967累计热负荷/kWh3 013采暖季累计/(kWh/m2)79空调季累计/(kWh/m2)1213.3农宅节能改造潜力根据计算结果可知，该农宅改造后，取得了一定的节能效果，但能耗指标仍偏高，该类型农宅的节能改造仍存在进一步的探索空间。考虑此类建筑的特点及农宅的实际使用情况，建议在以下几方面采取措施：（1）增强外墙的保温。建议在外墙内侧安装竹纤维板之前，铺贴聚苯乙烯泡沫板、玻璃纤维保温棉、XPS挤塑板等材料，通过在墙体上增加导热系数较小的保温材料，增加墙体的热阻，降低外墙的传热系数，进一步提升墙体的保温性，从而减少墙体热损失[6]；（2）窗户的改造。建议选用气密性和保温性更好的双层中空玻璃窗，封闭阳台选用双层玻璃窗[7]，同时加强门窗框与墙体之间的气密性，可选用矿棉黏条、泡沫塑料条、玻璃丝黏条等材料将缝隙填实。4结语（1）苏南地区农宅室内热舒适性偏低，随着生活水平的提高，室内热环境所需空调的能耗将会大量上升，应进行节能改造。（2）苏南地区农宅在室内装修时，通过外墙、外窗、阳台、吊顶等围护结构的改造或更换，节能效果可达19.05%。（3）建议苏南地区农宅在装修时，同步考虑节能改造。通过采取措施，如增加内墙保温、降低吊顶高度、选用隔热和气密性更高的窗户或阳台封闭材料等，进一步提升节能率。