浅谈京郊农宅中的生态要素

建设社会主义新农村是我国现代化进程中的重大历史任务，党中央、国务院提出“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的总体要求，积极稳妥地探索适宜我国国情和农民生活特点的生态住宅发展模式，是建设社会主义新农村的一项重要内容；是加快全面实现小康生活、人民安居乐业的具体体现；是逐步提高广大农民生活质量，改善人居环境的时代要求。随着农民收入水平的提高和对改善生活质量的迫切要求，不失时宜地加强农村住宅的研究，提高农民居住环境，将有利于国家社会经济发展。
1 京郊农宅概况
由于农村在社会经济、历史文化、人口结构和价值观念等方面与城市存在很大差异，村镇的居住形态和住宅建设也区别于城市。农宅作为一种普通的居住形式，承载着郊区农村住宅的发生、发展和演进的历史过程，我国北京郊区农宅便是其中的典型代表。
1．1 京郊农宅建筑特征北京市位于北纬39。56 ，东经116。20 ，雄踞华北大平原北端，气候的主要特点是四季分明，春季干旱，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥。风向有明显的季节变化，冬季盛行西北风，夏季盛行东南风. 。受所在地区地理气候的影响，京郊农宅一般座北朝南，便于迎取阳光。建筑外墙较厚，北面开窗少而小，南窗大而通透，屋顶厚重，利于御寒。
1．2 京郊农宅现状通过调查发现，京郊现状农宅主要特点有：
1．2．1 结构。主要以砖木结构为主，砖混结构、土坯、石头结构很少。
1．2．2 住宅形式。独立住宅占据多数，这对室内热环境及耗能存在一定影响。
1．2．3 平面形式。凹形和长方形的平面形式较为常见，在近年新盖房屋所占比例较大。
1．2．4 农宅面积。总建筑面积跟建造年代和村庄所给的宅基地关系密切，1980～1990年建造的房屋总建筑面积基本都在90 in 以下，近几年建造的房屋总建筑面积多在120 m2以上。
1．2．5 窗户。窗户以单层玻璃为主，密封性较差，框体材料以木门窗为主，新建住宅多为普通铝合金门窗或者塑钢窗。
1．2．6 屋顶。屋顶基本是双坡屋顶，主要和传统习惯有关，屋面仍以草泥和小木板条为主，上铺瓦片。

1.2.7 农宅人口。北京郊区农村居住人口基本上是每户3～ 5人。
1．3 农户能耗京郊农宅能耗主要是冬季取暖、夏季降温和炊事用能。能源的利用形式以煤为主，农户普遍采用电能、液化气做饭，冬季以土暖气为主要采暖方式，夏季多数农户采用电风扇制冷，仅少部分农户采用空调制凉。目前京郊村镇能源结构不合理、利用效率较低、消耗量较大，清洁能源(电和天然气)比重较小，煤的比重居高不下，远远大于北京市的节能标准限值。
2 住宅与生态的关系
人是自然的一部分，必须把人和自然的相互作用重新放回到生态系统的有机联系之中来看待，做到人与环境并重。随着环境的恶化和资源的短缺，近年来兴起一种“生态住宅”的居住概念，所谓生态住宅，意在寻求自然、建筑和人三者之间的和谐统一，即在“以人为本”的基础上，利用自然条件和人工手段，创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境，同时又要控制对自然资源的使用，实现向自然索取与回报之间的平衡 J。在国际上，通常把能体现三大主题的建筑称为“生态建筑”：①以人为本，健康舒适；②资源的节约与再利用；③与周围生态环境的协调与融合。生态建筑学的产生是历史的必然，它的任务就是改善人类聚居环境，它的目标就是创造环境、经济、社会的综合效益。因此，对于生态环保型的农村住宅来说，坚持“以人为中心”与“以自然(或生态)为本”协调统一。人居环境的核心是人，要以人为中心，“自然是人居环境的基础，人的生产生活以及具体的人居环境建设活动离不开更为广阔的自然背景。生态环境更是包括人在内一切生物安身立命之所”_3 J。首先在方便农民的生产和生活的基础上，要满足农民居住的舒适性、安全性、私密性以及满足邻里交往、人与自然交往等要求。其次，住宅在建设过程中，要因地制宜，合理运用资源，实现农村住宅节地、节能、节水、节材的目标。第三，实现农村住宅与农村环境的完美和谐，这不仅表现在物质方面，更体现在精神层面，要与自然景观相融合，与农村的社会文化特点相融合。
3 京郊农宅中的生态因素
新式生态农宅不应该仅仅局限于孤立的单元来考虑，而应该将其作为一个改善农村人居环境的小的生态系统来建设。结合京郊农宅现状，并参考1993年美国国家公园出版社出版的《可持续发展设计的指导原则》中提出的生态建筑的6条设计原则，生态因素主要体现在住宅的规划、结构、材料和能源利用等方面。
3．1 农宅规划布局农村住宅在村落上有一致性，一个村庄的农宅在平面形式上基本相同，农宅的建设或改造要与村落的规划和自然环境协调一致。
3．1．1 建筑朝向。建筑朝向的选择涉及到当地气候条件、地理环境、建筑用地情况等，必须全面考虑。北京地区冬季居住建筑接收的太阳直接辐射热量以南向墙面为最高，在夏季以东、西墙面为最多，因此在选定建筑朝向时要注意居室所获得的紫外线量。在考虑日照的同时注意主导风向，主导风向对冬季室内热损耗程度及夏季室内自然通风影响很大。通过建筑朝向和太阳辐射以及主导风向的关系的分析，得出表1。



3．1．2 建筑选址。① 向阳取暖：充分利用阳光是最经济、最合理的冬季采暖节能途径，阳光又是人类生存、健康和卫生的必需条件。主要考虑住宅最佳朝向、主导风向和日照间距，北京地区日照间距的规定限制1．6～1．7倍H。② 通风：尽量不用常规能源消耗而利用自然提供的条件达到创造室内凉爽的目的。以最简洁、最廉价的方式改造室外环境，来创造良好的风环境，为建筑物内部通风提供条件，改善居室环境质量。③减少能量需求：尊重气候条件，尽量少受自然的“不良”干扰，并通过设计、改造，以降低建筑对能量的需求。
3．1．3 建筑体型。建筑体形系数反映建筑单体外形的复杂程度，体型系数越大，相同建筑体积的建筑物外表面积越大。建筑的平面形状也直接影响建筑节能效果，不同的建筑平面形状，其建筑热损耗值也不同。从降低建筑能耗的角度出发，应该将体形系数控制在一个较低的水平。即对北京地区居住建筑以选择正方形、长方形平面为佳，住宅的平面形式应追求平整、简洁。
3．1．4 农宅平面布局。农宅平面布局坚持“有利生产、方便生活、产业发展”为原则，要求功能齐全，妥善解决各功能空间的相互关系，实现动静分离、洁污分离、食居分离。同时要求保持农村风貌，借鉴传统的院落式布局加以改进设计。室内平面布置宜灵活开敞，并用家具或轻质隔墙来分割内部空间，满足家庭人口结构变化的需要。
3．2 农宅围护结构通过对农宅墙体、屋面、门窗、地面等围护结构进行生态因素的分析，使之改善其保温、防潮、防空气渗透等性能，达到舒适健康、节能环保、环境优美、经济合理的宜居农宅。
3．2．1 农宅墙体。墙体是建筑外围护结构的主体，墙体材料是建筑物主要结构的砌筑及围护材料，其保温性能直接影响建筑的耗热量，宜充分利用当地材料合成新型墙体材料，使其具有保温、隔热、轻质、高强、节土、节能、利废、保护境、改善建筑功能和增加房屋使用面积等一系列优点；外墙需要做保温处理：采用由2种以上的材料组成的复合墙体来增加外墙的热阻；根据保温材料的铺设位置，外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术，将成为墙体保温的主要形式。
3．2．2 农宅屋顶。屋顶是房屋建筑中起覆盖作用的承重、围护结构，按排水坡度大小及造型要求分为平屋顶和坡屋顶2种形式。在现有坡屋面下设水平石膏板吊顶，吊顶上再平铺120 mm厚干草作保温层的构造做法，是现阶段屋面保温层改造的一个非常经济有效的办法 。另外还需大力推广应用防水性能高，自重轻、利于抗震，施工效率快的新型屋面材料和构配件。如新型复合屋顶窗，不仅外型美观大方，性能优良，而且具有很好的采光性能。通过这些新材料和构建的应用，可以有效降低室内热能辐射损耗，提高房屋整体保温性能。
3．2．3 农宅门窗。建筑门窗是建筑物外围护结构的重要组成部分，也是围护结构中保温隔热最薄弱的环节，因此必须具备采光、通风、防风雨、保温隔热、隔声、防尘、防腐、防火、防盗、屏蔽外界视线等功能，才能为人们的生活提供安全舒适的室内环境空间，改善室内人居环境。京郊农宅宜采用窗框材料和节能玻璃衔接良好的具有保温气密性能的节能窗。同时应考虑以下几个方面：①窗墙比：JGJ26—1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定 ；②材料：合理选用窗框材料和玻璃(中空玻璃、镀Low—e膜、填充惰性气体和使用保温效果好的中空玻璃间隔条等)；③开启方式：目前村镇住宅的窗户大多缝隙大，渗透风量大，远远超过卫生要求的换气量。为保证窗户良好的保温隔热性能，必须对窗户的窗框与墙、窗框与窗扇、玻璃与窗扇3个部位的间隙加以密封处理。从节能的角度分析，采用大固定、小开启方式的平开窗可以实现很好的密闭性，应为农村住宅窗户首选的开启方式。
3．2．4 农宅地面。地面作为围护结构的一部分，它的热工性能对室内气温有很大影响，与人体的健康密切相关。良好的建筑地面，不但提高室内热舒适度，而且有利于建筑的保温节能。目前农宅地面做法简单，一般未考虑保温措施，耗热量占围护结构的6％左右。因此，加强地面保温，首先应在条件允许下，选用木地板或塑料地面等材料。其次利用土的蓄热性能，在建筑物与室外环境之间设置一定厚度的土壤作为维护结构，或利用地形把土壤作为建筑的依托，可以在建筑与室外环境之间形成一个过渡区域，一方面减少外界不利环境对建筑室内温度的影响；另一方面，可以防止室内热量向外散失，利用土壤的恒温和恒湿性能，使空气保持恒定的温度和湿度，调节室内微气候 。
3．3 农宅节能环保农宅建设采用节能环保材料能收到良好的生态、经济和环境效益。日本提出“建筑节能与环境共存设计”理念，同时对住宅设计提出了“环境共生住宅”的设计要求，即在最大限度上利用太阳能、风能等自然资源，并注重对各种能源的循环回收和利用。这些理念可以作为我国农宅建设的有益借鉴。
3．3．1 太阳能利用。太阳能利用包括光热利用、光电利用和光化学利用等，太阳能既是一次能源，又是可再生能源，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。人们喜欢冬暖夏凉的居住环境，在农宅的生态设计上，首先满足住宅之间足够的日照间距，控制好朝南窗户的窗型和面积；其次是利用节能装置，如用太阳能灶做饭烧开水，用太阳能热水器等集热装置加热生活用水及供暖系统的水与空气。可利用新型太阳能光电材料提供生活用电、夜间照明等。北京郊区还可以利用山区的太阳能优势，房顶采用太阳能集热板设计，太阳能、地热一体化，节省了烧煤成本，保证春、夏、秋3个季节的生活热水和冬季采暖。房屋墙体两层保温，通过墙体的“管道井”，将太阳能、电热辅助、炊事余热三套系统构成一个循环系统，共同保证室温。
3．3．2 沼气池。沼气是农村中最有前途的廉价能源之一，是太阳能以外的第二能源。发展农村沼气，变废为宝，既可为农民提供清洁能源，又可通过生态效应增加农民收人。容积根据每户人数决定可在宅旁靠近厕所、牲畜圈建造沼气池或村庄集中建造沼气池，可以充分利用农村丰富的秸秆资源，消化了废弃物，避免了焚烧秸秆现象，沼渣沼液还可以施入土壤增加有机质含量，提高作物的产量，改善作物的品质，同时沼气可作为主要的炊用能源 。
3．3．3 中水回收利用。农宅所用中水主要包括收集的雨水和回收处理后的废水。在农家院落的地下设置储水池，用于收集屋顶及院落的雨水，雨水可用来冲洗农用车，灌溉院内蔬菜花草。回收利用家庭内的废水(在澡盆、淋浴、水池、洗碗机和洗衣机使用过的水)，经过过滤等方式处理，除去杂质以后进行使用。
3．4 农宅的绿化。农宅的绿化包括院落绿化、墙面绿化和屋顶绿化。农村宅院绿化在于充分、合理、巧妙、有效地利用院落空间，因地制宜地种花、种树，创造一个环境优美、心旷神怡的居住环境 J。同时屋顶绿化有下列益处：夏天可以吸热防晒，改善建筑屋顶的隔热性能；冬天可以隔寒保暖。屋顶和墙面的植被绿化，不仅扩大了绿化面积，而且改善了建筑物的热工性能，起到建筑节能和美观的双重效果。
3．5 农宅的文化内涵 自由、天然、宁静的本色和基调是中国住宅的文化传统。在中国传统的农村住宅审美层面，人们讲求房屋格式的朴素庄重、温和自在，色泽和亮度与环境的整体协调。因此，北京郊区农宅也要注重文化的传承与文脉的延续，体现当地的文化特色。那种“采菊东篱下，悠然见南山”、“鸡声茅店月，人迹板桥霜”、“枯藤老树昏鸦，小桥流水人家”的田园式的中国传统乡村景象，需要在“以人为本 的理念下开展新一轮的、有文化特点的农村自然村庄和住宅的调整、改进与建设。
4 结语
对农宅生态要素的研究探讨是改善农村环境和提高农民居住舒适度的要求，是节约土地和能源以及建设社会主义新农村的需要。通过对住宅所在地的自然条件、生活习惯、民风民俗等进行调研，结合当地农户的经济条件，就地取材，建造具有良好生态循环的京郊农宅，营造健康舒适的宜居环境。