0、引言
建筑能耗可以有兩種定義方法：一種是狹義建筑能耗（或稱為建筑使用能耗），它是指建筑物在使用過(guò)程中所消耗的能量，其中包括熱水、采暖、空調(diào)、炊事、照明、家用電器以及辦公設(shè)備等所消耗的能量；另一種是廣義建筑能耗，是指從建筑材料生產(chǎn)制造、建筑物建設(shè)施工，一直到建筑物使用的全過(guò)程所消耗的能量。與國(guó)際上的認(rèn)識(shí)和統(tǒng)計(jì)方法相一致，我國(guó)目前所稱的建筑能耗，是指狹義建筑能耗，即建筑使用能耗。
1、遼寧省農(nóng)村住宅的能耗結(jié)構(gòu)
1.1采暖
我省處于北溫帶北端，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬長(zhǎng)夏短，全省平均采暖期長(zhǎng)達(dá)150d，所以冬季采暖一直是農(nóng)村住宅的主要能耗之一，冬季采暖費(fèi)用也是廣大農(nóng)村住戶的一項(xiàng)重要開支。
1.2熱水供應(yīng)
熱水供應(yīng)能耗是指生活中使用熱水所消耗的能量，熱水主要是用于飲用、洗浴、洗衣服、做飯等。熱水供應(yīng)方式主要有兩種：①既用既燒型；②存儲(chǔ)型。既用既燒型也即是隨用隨燒，不需要時(shí)不儲(chǔ)存熱水，我省農(nóng)村中低收入水平住戶主要采用這種方式。存儲(chǔ)型即是無(wú)論何時(shí)都有熱水儲(chǔ)備，各類熱水器都屬于這種類型，這種方式主要在少數(shù)有經(jīng)濟(jì)條件的農(nóng)村住戶中使用。
1.3炊事烹飪
一日三餐炊事維系著人們?nèi)粘５纳铒嬍�，所以炊事烹飪能耗是廣大農(nóng)村住戶必不可少的能耗之一。
1.4照明
日常生活中各種燈具照明，滿足人們學(xué)習(xí)生活中對(duì)光的需求，所以照明能耗也是住宅必要能耗之一。
1.5家用電器
隨著農(nóng)村住戶生活水平的提高，家庭擁有家用電器的數(shù)量越來(lái)越多，家用電器能耗在住宅總能耗中占的比例越來(lái)越大，所以家用電器能耗也是農(nóng)村住宅的主要能耗之一。
在農(nóng)村住宅中由于不同的生活方式，不同的經(jīng)濟(jì)條件，這五方面的能耗所占的比例也不盡相同。由于“燒柴火做飯，用火炕取暖”一直是北方廣大農(nóng)村的傳統(tǒng)習(xí)慣。在農(nóng)村能源消耗的構(gòu)成中，生產(chǎn)耗能占20.3%，生活耗能占79.7%。在生活耗能中，常規(guī)能源，如煤、柴油、電僅占20%，其他80%要靠秸稈、柴草及牛糞等。而這80%的能源幾乎都是圍繞炕、灶這兩樣生活中心所消耗的。所以，這里我們著重探討采暖與炊事這兩方面的能耗，做好農(nóng)村炕灶的節(jié)能也是減少直接消耗能源的有利途徑，農(nóng)作物秸稈可以經(jīng)過(guò)
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制成生物質(zhì)成型燃料，生物質(zhì)成型燃料是替代煤等化石燃料最佳的選擇。
2、農(nóng)村兩種采暖類型的住宅
根據(jù)2004年遼寧省農(nóng)村調(diào)研結(jié)果，按采暖形式分，我省農(nóng)村住宅總體分為兩類：采暖與炊事混合型；采暖與炊事分離型。
采暖與炊事混合型，即冬季采暖與炊事相結(jié)合，在做飯的過(guò)程中即燒炕取暖。一日三餐，住戶在生火做飯的同時(shí)加熱火炕、火墻、暖氣等達(dá)到采暖目的。這也是我省廣大農(nóng)村住戶普遍采用的方式，并為中低收入水平的住戶所廣泛采用。
采暖與炊事分離型，隨著農(nóng)村住戶文化程度的提高，以及農(nóng)村剩余勞動(dòng)力輸出為農(nóng)村帶來(lái)的積極作用，使得一部分有一定支付能力的農(nóng)村住戶開始追求城市化的生活居住方式，這部分住戶屬于采暖與炊事分離型，炊事烹飪主要用電能或燃?xì)�，而采暖則單獨(dú)采用地炕、地暖等方式。
這兩類都有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)：采暖與炊事混合型，操作方便，省時(shí)省力，炊事兼采暖，一舉兩得，但由于在室內(nèi)燃煤燃柴極易造成室內(nèi)空氣污染，影響居住者身體健康，對(duì)室內(nèi)裝飾不利。采暖與炊事分離型，對(duì)室內(nèi)空氣無(wú)污染，對(duì)居住者身體健康無(wú)影響，但需承擔(dān)單獨(dú)供暖設(shè)備費(fèi)用．對(duì)經(jīng)濟(jì)條件要求較高，單獨(dú)供暖操作設(shè)備系統(tǒng)時(shí)，有些甚至對(duì)使用者文化素質(zhì)要求較高。為此，我們有必要對(duì)這兩類采暖形式的能耗量化比較，進(jìn)一步分析。
3、采暖與炊事混合型能耗分析
3.1采暖形式
3.1.1 落地炕
落地炕是我省傳統(tǒng)炕的形式，目前還有很大一部分農(nóng)村住戶使用落地炕，顧名思義落地炕就是炕體完全接觸地面，炕體用磚搭砌，砌出炕洞及煙道，炕表面仍使用磚平鋪，外表面以灰泥抹面，上鋪炕席或人造革。
落地式炕灶雖然經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，創(chuàng)造了一些良好的結(jié)構(gòu)和搭砌經(jīng)驗(yàn)，但仍存在著結(jié)構(gòu)不甚合理，性能沒(méi)有充分發(fā)揮的缺陷，主要表現(xiàn)為煙囪的抽力與煙氣流動(dòng)阻力之間，煙氣放熱與炕體吸熱之間，灶膛燃料耗能量（供熱量）和炕體受熱部分容量之間的不匹配，造成大量熱能被炕體及地面吸收熱效率低，炕面溫度不均（炕頭燙炕稍涼），涼得快不好燒倒煙、燎煙、壓煙）等問(wèn)題。從落地式火炕的結(jié)構(gòu)看，尚有維護(hù)不便，不利于清除炕洞積灰，年年扒砌費(fèi)工耗材。據(jù)我們調(diào)查和測(cè)試，北方寒冷地區(qū)生活能耗絕大部分在炊事和采暖上，而采暖能耗又占生活能耗的大部分。落地式炕灶綜合熱效率不足45%。農(nóng)民冬季生活在日均不到5℃的環(huán)境中，居住環(huán)境的熱舒適性很差。隨著高能效新型炕體的普及，落地炕有被取替之勢(shì)。
3.1.2預(yù)制組裝架空炕（吊炕）
預(yù)制組裝架空炕俗稱吊炕，架空火炕的底板是用幾個(gè)立柱支撐而成，炕體吊于半空，故又名吊炕。預(yù)制組裝架空炕結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，由底板支柱、底板、面板支柱、面板、后阻煙墻、煙插板等組成，其構(gòu)件均可工廠化生產(chǎn)，進(jìn)行組裝式搭砌。
近幾年在農(nóng)村大力推廣的高效節(jié)能炕灶，可提高直接燃燒的熱能利用率。高效節(jié)能炕灶是指組裝架空炕與節(jié)能灶的組合系統(tǒng)。高效節(jié)能炕灶是按照燃燒和傳熱的科學(xué)原理，合理地進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)爐灶的熱平衡和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)選，改革了灶膛、灶壁與灶膛之間相對(duì)距離和吊火高度、煙道和通風(fēng)、炕內(nèi)結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)，擴(kuò)大了火炕的受熱面和散熱面。并在炕灶方面增設(shè)了保溫措施，在與炕體接觸的冷墻部位加設(shè)保溫墻，即在靠近炕體的冷墻部位再砌一道圍墻，與冷墻間距為50 mm，內(nèi)充珍珠巖或干細(xì)爐渣并搗實(shí)，上面抹砂泥封嚴(yán)，提高了熱量的利用效率。因此，高效節(jié)能炕灶結(jié)構(gòu)合理，通風(fēng)良好，柴草燃燒充分，爐灶上火快，傳熱和保溫性能好，炕灶綜合熱效率可以達(dá)到70%以上。
3 .1.3暖氣
暖氣可以說(shuō)是普通火炕火墻采暖的補(bǔ)充形式，因?yàn)闊瘹馊匀灰济夯蛐讲�，所以人們常在爐灶內(nèi)置簡(jiǎn)易鍋爐，在生火做飯的同時(shí)又燒暖氣，只是在做完飯后仍要慢火繼續(xù)燒暖氣，以保證暖氣持續(xù)供暖。也有少數(shù)住戶使用單獨(dú)較大的電鍋爐或燃油、煤、氣鍋爐。
暖氣的優(yōu)點(diǎn)是可以迅速提高室溫，其對(duì)室溫的調(diào)節(jié)效果要比火炕好，但暖氣要正常供暖必須要有一個(gè)持續(xù)的熱源加熱鍋爐，而在農(nóng)村這個(gè)熱源無(wú)疑是爐子，而燃料則是煤或薪材。夜間暖氣的熱源常用煤坯。也有住戶單獨(dú)使用暖氣供暖，但耗煤較多，所以暖氣只是一種補(bǔ)充的采暖形式。
3.2炊事形式（節(jié)能灶）
舊式鍋灶沒(méi)有通風(fēng)道、灶膛大、灶門大、喉眼大，柴草燃燒不充分，熱量損失很大，費(fèi)柴、費(fèi)煤、費(fèi)時(shí)。新型節(jié)能灶有效地改進(jìn)了舊式鍋灶，解決了很多問(wèn)題。砌筑爐灶的材料通常為黏土磚，也可用其他材料或預(yù)制。按爐灶的通風(fēng)形式，可分為自然通風(fēng)灶和強(qiáng)制通風(fēng)灶。自然通風(fēng)灶的地風(fēng)洞（灰坑）寬度不得小于爐箅子寬度，深度500 mm，長(zhǎng)度根據(jù)鍋的大小來(lái)確定。通風(fēng)灶要在爐箅子下方設(shè)集風(fēng)室，通風(fēng)管內(nèi)徑要光滑、嚴(yán)密。進(jìn)風(fēng)口（地風(fēng)洞在灶體外所留部分）長(zhǎng)為200～240 mm，進(jìn)風(fēng)口實(shí)際面積要大于爐算子有效通風(fēng)面積的1.5倍。
灶體高度為400～500 mm，添柴口（灶門）高為130～150 mm、寬180—200 mm。要安裝封閉嚴(yán)密的鐵灶門。爐箅子有效通風(fēng)面積不得低于爐箅子面積的50%。以鍋臍為中心，爐算子面積的30%～45%朝向進(jìn)煙口（喉眼），其余背向進(jìn)煙口。爐箅子在灶門一側(cè)要高于灶膛里面一側(cè)，形成12～18°夾角，以利通風(fēng)。
在以稻草、碎柴草為主要燃料的地區(qū)，爐算子應(yīng)橫放。灶膛應(yīng)采用保溫材料套成。其形狀應(yīng)采用弧形拱狀，內(nèi)壁要光滑無(wú)裂痕。鍋沿與灶體結(jié)合部位寬度不超過(guò)20 mm，不應(yīng)出現(xiàn)夾邦現(xiàn)象。燒柴草的爐灶套形要求底部稍大，為平底式；燒煤灶套形要求底部稍小，爐箅子周圍為碗狀。吊火高度為燒煤灶100～140 mm;煤柴混合灶120～160 mm;燒柴灶140～200 mm。
攔火圈可采用馬蹄形或弧形，設(shè)置在灶膛內(nèi)進(jìn)煙口一側(cè)，以防止抽力將爐膛的火抽入炕洞內(nèi)，攔火圈頂部最高處與鍋的距離為20～60 mm，兩側(cè)與鍋的距離逐漸增大。攔火圈大小、高低應(yīng)通過(guò)多次試燒而定，但攔火強(qiáng)度不應(yīng)過(guò)大。進(jìn)煙口（喉眼）呈扁喇叭形，灶膛內(nèi)進(jìn)煙口高80～120 mm、寬180～220 mm，里側(cè)逐步加寬，抬高，并抹嚴(yán)、光滑、無(wú)裂痕。
3.3采暖與炊事混合型能耗量
炊事烹飪能耗是廣大農(nóng)村住戶必不可少的能耗之一。春冬季住戶用炕灶系統(tǒng)加熱取暖同時(shí)做飯，飯后用爐灶燒水，既取暖燒炕又燒熱水供飲用和使用，方便快捷，一舉兩得；而在夏秋季住宅不需要大量采暖，繼續(xù)使用爐灶會(huì)使大量能源浪費(fèi)在炕灶中，能源效率低，所以除定期需要燎炕和特殊（老人）需要外，夏秋季不宜連續(xù)長(zhǎng)期使用炕灶系統(tǒng)烹飪和供應(yīng)熱水。所以在采暖與炊事混合型住宅中，夏秋季需要能效高且獨(dú)立的炊事方式。例如：炕灶分離的爐灶、電飯鍋、電炒鍋等家用電器和燃?xì)庠畹取?br />
根據(jù)我們調(diào)研，以農(nóng)村典型的4口之家為例，炕灶選用能效更高的吊炕形式，用能人均日耗秸稈2.34 kg，每戶日耗秸稈9.36 kg，秸稈的燃燒值在13.0～16．0x10
6 J/kg之間，我們?nèi)∑骄?4.5x10
6 J/kg，則戶日均能耗為135.72x10
6 J，相當(dāng)于4.63 kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的能量(標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒值為29.3x10
6J/kg)，也即正常農(nóng)村住戶的一年燃煤量為2～3t，或燃燒秸稈4～5t。
4、采暖與炊事分離型能耗分析
4.1 采暖形式（地炕）
地炕是朝鮮族民居的特有的形式，是將傳統(tǒng)炕面下降至地面，在炕面及部分室內(nèi)地面下作為“爐膛”，在“爐膛”內(nèi)填進(jìn)鋸末、碎秸稈、牛馬糞等燃料，使其在厭氧條件下自燃供熱f見(jiàn)圖4）。
地炕面積根據(jù)室內(nèi)面積確定，室內(nèi)面積與地炕面積比為6:1，炕深1.3～1.7m，炕墻用M2.5水泥砂漿、磚砌筑，墻寬240 mm，炕底用C20混凝土澆筑，厚度80～100 mm�？幻骈L(zhǎng)×寬為3 mx 2m，用10 mm直徑鋼筋，用量為68 kg，厚度80—100mm，混凝土預(yù)制板覆蓋，也可現(xiàn)場(chǎng)澆筑。在炕面上煙道的對(duì)角處留一個(gè)進(jìn)（出）料口，大小可選用500 mmx 500 mm，并用水泥預(yù)制板做1個(gè)蓋板。在靠近進(jìn)（出）料口的房墻內(nèi)埋設(shè)1根直徑100mm的鋼管或陶管，使炕內(nèi)與室內(nèi)外相通作為通風(fēng)口。在炕與煙囪之間砌一條煙道與進(jìn)料口對(duì)角線分布，以利煙氣流通。煙道橫截面積可選擇240 mmx 240 mm。在煙道和煙囪交接處設(shè)一個(gè)240 mmx 270 mm的煙囪插板，以調(diào)節(jié)出煙量控制室內(nèi)溫度。地炕的炕面及預(yù)制板四周、煙道、煙囪、進(jìn)（出）料口等要密封抹嚴(yán)，以防通風(fēng)或冒煙。
地炕的特點(diǎn)：
①將冬季取暖與炊事耗能分離開來(lái)，用戶可以使用能效更高的電能或燃?xì)獯鎮(zhèn)鹘y(tǒng)的燃煤爐灶來(lái)做飯，從而節(jié)約了因?yàn)闋t灶的燃燒效率較低帶來(lái)的能耗，另外可避免由于在室內(nèi)生火引起的空氣污染；
②減少地面熱損失面積。在傳統(tǒng)供暖住宅中，散熱面為六個(gè)，屋面、地面和四個(gè)外墻面，而地炕由于地面采暖，減少了地面的散熱面積；
③室溫穩(wěn)定且可控制。室內(nèi)溫度可達(dá)18℃，晝夜溫差小，室溫可用進(jìn)風(fēng)插板和注水等方法調(diào)控；
④高效省時(shí)。地炕填一次料可連續(xù)供暖2個(gè)月，一個(gè)冬季填上2～3次料即可；
⑤增加了居室使用面積。由于地炕的結(jié)構(gòu)獨(dú)特，將傳統(tǒng)的火炕拆掉，改為地下式火炕，可擴(kuò)大房間使用面積，美化居室環(huán)境；
⑥燃料來(lái)源廣泛。鋸末、碎秸稈、稻殼、樹葉、牛馬糞等均可。
4.2炊事形式
由于不需要在室內(nèi)燃煤、燃柴做飯，所以炊事方式比較自由，根據(jù)住戶選擇可以使用電能或液化氣等，在有條件的地區(qū)還可以使用沼氣能或秸稈燃?xì)饽�，使用這類能源的炊具，能效均高于農(nóng)村大灶的效率。
4.3采暖與炊事分離型能耗量
一戶4口之家在室內(nèi)建造一處地炕，約需400元左右。若用煤作室內(nèi)取暖，一個(gè)冬季約得1.5～2 t煤，購(gòu)煤費(fèi)接近于修一個(gè)地炕的造價(jià)，如果使用地炕取暖大約可使用20年左右。用地炕取暖所用的燃料基本上都是農(nóng)林廢棄物，便宜易取，地炕采暖期的能耗約為35～50 m3的燃料，約為1.3～1.5 t燃料，而夏季則不使用，每年還可以收回100 kg左右的草木灰。
地炕采暖技術(shù)具有建造容易、使用方便、取暖效果好、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于北方農(nóng)村住宅，具有推廣價(jià)值。
5、采暖與炊事分離型的優(yōu)勢(shì)
經(jīng)上述分析比較，可見(jiàn)采暖與炊事分離型存在著很大的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。
5.1冬季耗能
如前所述，冬季采暖與炊事混合型的住宅一個(gè)冬季約要燃燒1.5～2 t煤，約為44.1—58.8x l03 MJ;而采暖與炊事分離型的住宅一個(gè)冬季約要燃燒1.3～1.5 t鋸屑等燃料用于采暖，(鋸屑的燃燒值為I3.5x106 J/kg)約為17.55～20.25x l03 MJ，炊事耗能每月約耗電35～40 kW-h，整個(gè)冬季約消耗175～200 kW．h，相當(dāng)于0.63～0.72x l03MJ。因此，采暖與炊事分離型的住宅冬季用于采暖與炊事的總耗能約為18.25～20.95×10
3 MJ，還不到采暖與炊事混合型住宅的一半。
5.2可再生能源的替代
將采暖與炊事耗能方式分離開來(lái)，有利于利用可再生能源進(jìn)行炊事。例如，利用太陽(yáng)能、沼氣能或秸稈燃?xì)庾鲲埡蜔�，從而更大限度地利用了自然資源和能源，減少對(duì)常規(guī)能源和資源的依賴。
5.3改善室內(nèi)空氣品質(zhì)
采暖與炊事混合型住宅，冬季常常會(huì)出現(xiàn)倒煙等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響室內(nèi)空氣品質(zhì)：而采暖與炊事分離型住宅，由于采暖與炊事分離開來(lái)，住戶不需要在室內(nèi)燃柴或燃煤做飯，避免了在室內(nèi)空氣污染源和因生火所引起的一系列影響空氣品質(zhì)的問(wèn)題，改善了室內(nèi)空氣品質(zhì)。
5.4穩(wěn)定的室內(nèi)溫度
采暖與炊事混合型的住宅，由于爐火夜間要熄滅，所以，室內(nèi)溫度存在較大落差，在清晨時(shí)分室內(nèi)溫度很低；而采暖與炊事分離型的住宅，由于地下的熱源不斷，所以能夠保證住宅內(nèi)溫度的穩(wěn)定性，從而使住宅室內(nèi)更加舒適。
由此可見(jiàn)，采暖與炊事分離型的優(yōu)勢(shì)巨大。
6、結(jié)語(yǔ)
根據(jù)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)以及人們對(duì)居住舒適性的需求，采暖與炊事分離型是未來(lái)居住方式的發(fā)展趨勢(shì)。因?yàn)椴膳c炊事分離型便于使用能效更高的炊事方式，便于利用可再生能源來(lái)代替燃煤用于炊事。根據(jù)我省農(nóng)村現(xiàn)狀，一方面要對(duì)有經(jīng)濟(jì)條件的住戶積極引導(dǎo)，推廣高能效的采暖方式，提高住宅的科技含量，使這部分住戶能夠起到良好的示范作用。另一方面，對(duì)低收入的住戶推廣適宜的采暖技術(shù)，使廣大住戶居住得更舒適，富通新能源不但銷售木屑顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還大量銷售楊木木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
