农宅建筑是我国建筑行业的一个重要组成部分,当前我国有近四成人口居住在农村,每年农村地区新建或翻新的农宅数量仍然可观。长久以来自发建造农宅的模式,使得农村风貌“千人一面”却又因无整体的规划而杂乱无章,非常不利于新农村的建设。北方冬季雾霾天气连续出现,其中一个主要原因是农村地区没有彻底改变燃煤的取暖方式。随着人们节能环保意识的加强,太阳能、生物质能等清洁能源的应用逐渐增多。自2017年国家出台相关推进北方清洁采暖工作的文件以来,太阳能供暖方式被越来越广泛采用了,但时至今日很多太阳能供暖农宅只停留在示范项目阶段,并没有在普通农户中推广开来,北方地区农宅高能耗高污染的取暖情况仍不容乐观。我国清洁供暖工作是重点推进京津冀及周边地区“2+26”城市清洁供暖,减少煤炭能耗,加快“煤改气”、“煤改电”等工作,结合北方清洁供暖规划要求及中国建筑节能发展研究情况,文章以北京、河北、山东等北方寒冷地区农宅为例展开研究。通过对北方寒冷地区部分农宅的实地调研及案例研究,发现现有农宅存在功能布置混乱、用能结构不合理、室内舒适性差等问题,遂提出了新型农宅设计的必要性,建立了北方新型农宅设计体系,包括新型农宅功能与造形设计、适宜结构体系设计、室内舒适性设计等三方面。对北方地区农宅来说,室内舒适性设计尤为重要,主要包括围护结构设计及冬季采暖设计两大方面,只有从根本上上改善农宅冬季用能结构,才能切实改善农宅室内舒适性。针对北方寒冷地区农宅冬季室内舒适性差的问题,该项研究可为农宅提供一种清洁高效的冬季供暖方式——钒钛黑瓷太阳能地板辐射供暖系统,该供暖系统可以有效提高新型农宅室内舒适性、降低能源消耗、改善环境污染等状况。新型农宅设计不仅要改变农宅冬季采暖用能结构,而且要有适宜的结构体系,本文列举了农宅的几种常用结构类型并对其进行比较得知,建筑造价的高低是影响农宅结构选型的重要因素,装配式空腔EPS模块混凝土结构因其造价低、建造速度快、室内舒适性高的特点,将在农村住宅建造中有很大的发展空间。文章基于对太阳能供暖新型农宅的综合研究,将常用的太阳能源端集热器及供暖末端的进行分类比较,总结了钒钛黑瓷太阳能地板供暖系统的优势:集热高效,经济节约;低温供暖,室温更舒适;空气流速低,室内更卫生;不易损坏,增强隔音性,装修无影响等,说明了该供暖系统适宜在农村应用且有很大的推广价值。通过Designbuilder软件模拟钒钛黑瓷太阳能地板辐射供暖用于农宅采暖,得出结论,在人们可承受的经济范围内,当采暖面积与集热面积为1:1时,室内温度为14℃左右,符合农宅室内舒适性要求。基于山东省济南市山东建筑大学校内的一座装配式EPS空腔模块混凝土结构农宅实验房,搭建了钒钛黑瓷太阳能地板辐射供暖系统。本文详细介绍了实验房的建筑设计、围护结构及供暖设备情况,进行了为期一月的墙体温度及室内温湿度实验。得出结论,EPS空腔模块混凝土墙体有良好的保温隔热性能,利于北方地区农宅室内舒适性情况改善;全部天气情况下室温12℃左右,相对湿度44%rH,基本满足农宅室内舒适性要求;晴朗天气时室温15℃左右,相对湿度38%rH,农宅室内舒适性较高。钒钛黑瓷太阳能独立供暖系统初期投资较高,8.4年可回收成本,几乎无后期运行费用,既利于节能环保又能降低采暖费用。综合整个采暖期来看,钒钛黑瓷太阳能地板辐射供暖系统受太阳辐射情况影响较大,必须联合其他辅助供暖系统才能全天候确保采暖期农宅室内舒适性。综述所述,本文可为北方寒冷地区的新型农宅设计提供一定的理论支持,为农宅提供一种清洁高效的冬季供暖方式。通过钒钛黑瓷太阳能集热系统与各供暖末端的供热情况分析比较,说明了钒钛黑瓷太阳能地板辐射供暖系统适用于北方寒冷地区农宅冬季供暖。通过装配式EPS空腔模块混凝土结构农宅实验房室内温湿度实验研究,佐证了应用钒钛黑瓷太阳能地板供暖系统的农宅室内舒适性较高,是值得在北方农村推广的一种采暖方式。