哈尔滨工业大学市政环境工程学院 赵加宁 王东魁 严柳生
摘要：为了更好的了解黑龙江省农村住宅采暖现状，以黑龙江省几个典型地区作为研究对象，采用主观调查与客观调查相结合的方法，对农村住宅用于采暖的建筑结构、采暖方式及采暖时间、室内温度、室内热舒适性进行调查和分析，得出目前农村住宅采暖状况及居住者对室内的热舒适要求。 关键词：农村住宅;采暖方式;室内温度;热舒适
0前言
我国农村人口众多，在建设社会主义新农村的今天，需要对农村的人居环境进行深入的了解，以便对存在不足的方面采取有效的措施予以改进。黑龙江省地处我国的最北部，冬季寒冷且时间漫长，采暖是人们生存的必备条件。同时，采暖又是建筑能耗中比例最大的一部分，本文将通过对黑龙江省农村住宅采暖方式、室内温度与人们热感觉进行调查和测试，获取相应的基础数据。其结果有助于我们了解黑龙江省农村目前住宅建筑、采暖方式和室内热
环境的状况。
1调查与测试方法
本次调查采用主观调查与客观调查相结合的方法。根据黑龙江省的地域特点，调查主要选择在人口较为密集的哈尔滨、牡丹江、齐齐哈尔、佳木斯等地区进行。调查内容为建筑结构、采暖方式及采暖时间、室内温度、室内热舒适性。主观调查采用问卷和面谈的方式，客观调查采用现场的建筑测量和室内温度的连续自记方式。其中建筑结构和采暖方式调查的样本抽选出的24个村，每村均抽取8户作为调查对象，获得调研样本近200份。室内温度的测试样本在每村中选取1户，最终有效的样本数量为17家。尽管本次调查的样本数量尚未满足统计学上的要求，但由于样本分布涵盖了黑龙江省的大部分区域，结果又具有比较好的一致性，因此，具有一定的参考价值。
2 调研结果与分析
2.1住宅建筑概况
黑龙江农村住宅多数为院落式单层建筑，多为正房坐北朝南。调查的结果显示，外围护结
构的墙体材料普遍采用实心砖，墙体厚度为37cm和49cm（俗称37墙、49墙），49墙占总体的84%，37墙占16%，其中94%无任何保温层。外围护结构中窗户的类型以双框双玻的木窗为主，但密闭性较差，而且，还有20%为单层玻璃窗，密闭性极差，因此，住户多采用在窗框上进行密封，如用塑料布贴在窗框上以减少冷风渗透负荷，但这种简陋的方式，既不美观，密封效果也并不好；外围护结构窗墙比在南北朝向上差别很大，南向窗户占比例比较大，南向窗墙比在0.6～0.8；而北向的窗户比较小，北向窗墙比不足0.3，如图1所示。
图1不同类型窗户应用比例 图2屋面保温材料应用比例
建筑的屋顶以坡顶为主，平面屋顶仅占10～15﹪。屋顶材料以砖瓦为主，屋顶及室内的顶
棚很少采用保温材料。保温材料均布置在室内屋面上，且以自然材料为主，其应用比例见图2。从本次调查来看，黑龙江农村住宅的外围护结构保温性能差，外窗的冷风渗透量大，黑龙江农村住宅的建筑节能还大有潜力可挖。
1.2采暖方式
因其建筑的独立性，农村的采暖多采用分散方式。其中，历史悠久的火炕在黑龙江农村住宅中依然扮演着重要的角。利用做饭的余热加热炕面，从而以辐射的方式对建筑进行供暖，使用“一把火”既解决了做饭问题又解决了取暖问题。通过调查发现，落地火炕以其建造方便深得农民的喜爱，黑龙江地区农村面前普遍采用的仍然是落地式火炕，占到总体的95%，但落地火炕的燃烧不充分，换热面积低，致使其热效率仅有20%左右。近年来东北地区发明的新式吊炕，不仅提高了换热面积，而且增加了蓄热能力，其热效率可以提高到35%左右。然而目前黑龙江省农村中，使用吊坑的住宅还比较少，调研数据显示，其在火炕中的比例仅有5%。目前，处于严寒地区的黑龙江农村住宅都有两套供暖系统，除了火炕（冬夏都烧）外，冬季还要有额外的供暖方式作为补充，表2为各种额外供暖方式的使用比例。由表2可以看出，其中自家建的小锅炉（俗称土暖气）采暖方式所占比例最大，达到了
63%，而原来在农村最为普遍的火墙子只占到了33%，小煤炉和电暖气由于其技术性能和经济性能差的原因而使用比例比较少。从农村发展角度看，自家建的小锅炉的供暖形式会进一步增加。
表2额外供暖方式的使用比例
供暖方式 | 火墙子 | 电暖气 | 小煤炉 | 自家建的小锅炉 |
使用比例 | 33% | 1% | 3% | 无线充电ic63% |
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因其生活方式和生活习惯的原因，在采暖设施的使用方面，黑龙江农村住宅普遍以火炕为主，并且只是做饭时进行供暖；而如土暖气、火墙子等额外的供暖系统一般只在白天进行供暖，且白天连续供暖的也只占到64%，其余36%的农村居民还是采用做饭时供暖的间歇式供暖方式。在夜间，农村居民均不供暖，特别是凌晨以后，额外的供暖系统几乎无热量输出，而此时恰恰是室外温度最低的时候，因此夜间室内温度很低，通常在冬季最冷期间难以满足热舒适的要求。由此可以看出，农村住宅的采暖方式和采暖设施应该予以投入力量来解决。
1.3室内热环境
室内热环境通过室内温度的测试，结合主观调查予以说明。室内温度的测试使用自记式测温仪连续测试1个月，测温仪安装在每家人员活动最多的房间中部离地2m软纱门的位置。从18家的测试数据结果来看，各家每天的温度变化趋势基本相同，本文截取其中进行热舒适主观调查相近的2天测试数据进行整理。
根据测试得到的17组样本的有效温度数据，结合主观调查，经整理发现，有5组样本认为舒适，3组认为舒适偏热，2组认为舒适偏凉，2组认为凉并有5组认为冷。
调研结果中有5组数据认为舒适，为了进一步研究农村居民认为舒适时候的室内温度情况，将这5组温度数据按逐时取平均，所得结果如图3的舒适曲线。将5组舒适，3组舒适偏热，2组舒适偏凉，共计10组数据按其所占总数据比例进行加权平均，所得结果如图4的宏观舒适曲线。由图3和图4君可以看出，住宅间歇供暖的特征十分明显，凌晨的温度最低，之后随着室外温度的升高和早饭炊事开始，温度逐渐升高，并在午饭左右达到全天最高值，随后温度有所下降，晚饭左右达到全天的次高值，晚间的温度一直在下降，直至凌晨。
在图3中，全天的最高和最低温度在15~20水稻脱粒机℃的范围内，说明对于被调查者而言，室内温度介于此范围内的热感觉是舒适的；由图4可以发现，全天的最高和最低温度介于12~18℃之间，说明如果将舒适但略有偏离的情况也考虑在舒适范围内，对应的室内温度比舒适对应的室内温度可以低一些；将5组认为舒适的样本数据绘制在一起，见图5。由图中5条曲线分析可知，在农村住宅，由于采用间歇式采暖，全天温度会有高低起伏变化，只要维持在4到5℃的温差范围内，同样可以让人感觉热舒适。因此，对于采用这样间歇供暖方式的农村住宅，室内温度的设计值可以分段设定，白天和晚上取值不同。
图3居住者热舒适感对应的室内温度平均值 图4居住者不同热舒适感对应的室内温度平均值
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对于本研究的被调查者来说，从早晨到晚上休息的这段人们活动的时间内，15~20℃的温度范围较舒适；而在晚上休息到早晨的时间段内即使温度逐渐降至10~15℃的范围内，也能满足休息时候的人们对舒适度的需求。之所以感觉舒适的室内平均温度分布范围较广是由于不同地区的人们对于当地气候及自家采暖情况长期适应的感觉存在差异，主观评判彩较重造成的，但感觉舒适时对于室内温度的要求大致是一致的：在睡觉的时候人体各项生理机能趋于减缓，往往希望室内温度低些，白天由于需要进行各项活动，故期望有较高的室内温度以获得舒适感。
电子放大镜为了对本调查研究的室内热环境与居住者的热感觉进行全面的说明与分析，将热舒适感觉为凉和冷的样本数据分别进行逐时平均，并与图4 中的宏观舒适曲线绘于一张图中，见图6。从图中结果可看到，夜间比较舒适的室内温度为12-15℃，白天则为15-18℃；10-15℃的温度范围整体给人凉或偏冷的感觉；而夜间室内温度若低于10℃则会有较明显的冷感觉。
由于黑龙江农村住宅的外围护结构保温性能差，外窗的冷风渗透量大，加上间歇式供暖均在白天进行，所以导致室内温度波动大，从调研结果看，室内温度差一般都高于6℃，有的
甚至超过10℃。但由于采用了火炕这种可以创造和维持微气候的采暖方式，室内的空气温度全天保持夜间的温度可以低于白天。
图5居住者热舒适感对应的室内温度 6居住者不同热舒适感对应的室内温度平均值
3. 结论
1）农村住宅建筑外围护结构比重较大，而且外墙并无保温处理，墙体材料普遍采用实心砖，墙体总热阻过小；只有屋面采用较为原始的保温层，因此耗热量相应增大；加上门窗气密性的效果较差，导致严重能源浪费，也影响了室内的热舒适性。所以农村要改善现有的居住环境，首先要从外围护结构改造做起。
软硬共挤
2）黑龙江农村均有两套供暖系统，对于火炕系统，由于它的热惰性和微气候性，这种供暖方式很适合北方农村地区。黑龙江一般采用落地形式的火炕，但因其热效率比较低而应该大力推广新式的吊炕。
3）在农村住宅，由于采用间歇式采暖，全天温度会有高低起伏变化，只要维持在4到5℃的温差范围内，同样可以让人感觉热舒适。因此，对于采用这样间歇供暖方式的农村住宅，室内温度的设计值可以分段设定，白天和晚上取值不同。
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