5. 数据库Java编程

5.1. 程序语言选用

Java是一种面向对象的程序设计语言，它具有很高的通用性、高效性、平台移植性和安全性。尤其在世界云计算和互联网的时代背景下，基于群体力量发展的Java语言更是显示出了其高性能、多线程、动态性等优势。如广为使用的Android系统便是第一个内置支持Java的操作系统。

选用Java语言作为数据库的编程语言主要考虑以下三个方面：第一、数据库是一个不断成长、不断更新的系统，需要将每年测试的数据随时随地的输入数据仓库，从而保持数据库的生命力和前瞻性。Java可以方便的将手机客户端、PC机终端、数据仓库等通过互联网、3G网等进行连接，方便数据库随时随地能够更新。第二、在大数据时代背景下，Java语言更适合互联网的开放发展模式，海量数据将通过云计算进行，因此应用Java语言使得数据库更为开放，更为适应大数据时代的发展。第三、Java语言具有很高的安全性，能够保证数据库的安全运行。

5.2. 程序流程图

流程图能够简洁明确的表达数据库的使用过程，本节对数据库的基本运行流程进行阐述。数据库的使用可划分为三个阶段：第一、输入用户名和密码登录，进入主页面。第二、根据需求选择数据。第三、数据可视化及Excel输出。在第一阶段，用户可分为普通用户和管理员，普通用户可根据需求查询数据库数据，管理员可对数据库数据进行增加、删除、修改、查询等多项操作，方便对数据库进行维护。第二阶段是数据库的核心，调查问卷数据、实测数据及标准年气象数据等均在此阶段进行查询调用，用户可根据需求，选择不同村庄、不同类型农宅、不同测试时间的数据进行调用。第三阶段为数据可视化及保存阶段，用户可以在此阶段在线查看数据生成的线形图，并在曲线上逐点查看数据大小，并在线查看数据最大值、最小值和平均值。根据需求，可生成Excel图表便于用户保存使用。（如图10）

 

6. 数据库应用——寒地节能农宅建设

建立东北严寒地区农村住宅及其环境基础信息数据库的目的是收集现有农宅平面形式、材料构成、物理环境等基本数据信息，并对其优缺点进行分析，传承其优点，改善其不足，从而指导并建设更为节能舒适的农村住宅。数据库的优点在于其能够对农宅进行大数据分析，并从中找到寒地农村居民设计、建造、使用农宅的特点，从而提取出具有乡土智慧的、经济可行的节能农宅建造形式。

6.1. 建设场地气候特点

节能农宅位于五大连池风景区清泉村，清泉村位于北纬48?64’东经126?15’，属寒温带大陆季风气候，严寒A类地区，年平均气温-1.6℃，一月平均气温-26.6℃，七月平均气温22.9℃，年温差为49.5℃，最冷月为1月，历史最低温度为-47.7℃。

由以上数据可以看出，清泉村属于典型的寒地气候，农宅的设计重点在于冬季保温。即使农宅卧室内达到14℃的设计标准，提高室内舒适度，同时降低采暖能耗。（如图11）

 

6.2. 节能农宅外观效果

在对农宅数据进行统计分析的基础上，从农村居民生活方式、农宅经济性、平面形式、太阳房、墙体材料、门窗材料、保温形式、屋顶形式、门斗、火炕等方面对农宅进行了节能设计，下面分别从生活方式、经济性、平面形式和太阳房四个方面进行分析。（如图12）

 

图12 节能农宅效果图

6.3. 农村居民生活方式

对寒地农村居民的生活方式进行调查研究能够深入了解农村居民的生活习惯和生活需求，从而在农宅设计时提出适宜于其生活习惯的设计策略。课题组对农村居民的一天生活轨迹进行了记录并存入了数据库系统（如图13）。图13是某典型农村家庭主妇一天的生活轨迹，通过分析其生活轨迹可以发现以下信息：第一、农村居民一天的生活流线在室内与室外反复切换，这一点与城市居民完全室内的生活方式具有本质区别。因此，在农宅设计时应充分考虑其室内室外功能同时使用的特点，尽量减少反复开启外门造成的热损失。第二、农村居民的主要使用空间为厨房、主卧室、起居室和厕所，对这几个使用频率较高的空间应重点设计。第三、农村居民使用柴禾做饭，因此在厨房设计时应留有专门存放柴禾的空间，并宜单独设计柴禾等杂物出入口，减少其对其他空间的干扰。第四、农村居民看电视、打麻将都会选择坐在炕上，因此，需要对火炕进行专门设计。第五、现有的寒地农宅基本都是将厕所放在室外，而且是旱厕，不卫生且使用不便，因此，随着新农村建设的深入以及下水管道的完善，在新农宅的设计建造上将会把厕所设计到室内，方便农村居民使用。

 

6.4. 节能农宅经济性

建造成本是农宅建设的重要影响因素，它直接影响农宅的建设质量和农村居民的居住质量。通过对2002-2012年黑龙江省农村居民家庭人均收入、住房价值和人均住房面积进行数据统计可以发现，黑龙江省农村居民家庭人均收入、住房价值和人均住房面积都在随时间的发展而提高。人均收入由2002年2405.2元增长到2012年的8603.8元，在2008年以后增长更为迅速，现在的农村居民收入水平是10年前的3.58倍；住房面积在2010年发生跃变，由22.8m2/人增长为24.8 m2/人；农村居民住房价值由2002年245.7元/ m2上升到2012年的831.3元/ m2，这也意味着农宅现在的建设成本是10年前的3.38倍。在实际访谈中了解到在2014年建造一座农宅的成本为15-20万元，这对农民来说仍是一笔巨大的开支，因此，充分考虑农宅经济性，合理控制农宅成本，是农宅设计与建造需要重点解决的问题。（如图14）

 

6.5. 平面形式

在实际调研的基础上，并对调研数据进行深入分析，结合农村居民实际需求，充分考虑农村居民生活习惯，着重从保温节能的角度进行考虑，设计了该节能农宅平面。

在南向设置了玻璃材质的阳光厅，即被动式太阳房。该太阳房能够在白天有效的吸收、集聚太阳能，并在夜晚缓慢释放，为农宅提供热量。另外，经过实际测试发现，太阳房内温度总是高于室外温度，并且一天内平均温度高于室外6-14℃，因此，阳光房是室内与室外的温度缓冲区，营造舒适的居住环境并减少农宅热损失。

太阳房入口设置在东南方，客厅入口设置在中间，使这两个主入口不在一条直线上，从而避免在开门时冷风进入室内，减少房间热损失。

主卧室、次卧室和客厅均布置在南向，争取更多的日照得热，使主要使用空间更为舒适。将卫生间、厨房、储藏家等附属空间布置在北向。一方面，南北向贴邻布置房间能够有效的降低体形系数，并抵御西北风对居住空间的不利影响。另一方面，将厨房、储藏间布置在北向，方便设置杂物入口，如煤、柴禾、冬季储存的白菜等能够通过北向的次入口方便的运入储藏间和厨房，和客厅的流线不交叉，从而避免对室内空间造成污染。

将卫生间设置在室内，一方面，减少了农村居民反复开门进出室内造成的热损失。另一方面，室内卫生间联通下水道更为卫生。同时，在室内设置了洗浴间，方便农村居民洗澡。

火炕与火墙在寒地农村使用非常普遍，该节能农宅延续了传统农宅的采暖方式，在主卧室设置了火炕和火墙，充分利用烟气余热使农宅保持舒适的温度。通过实地测试发现，火墙表面温度可以达到80℃。（如图15）

 

6.6. 太阳房

太阳房可分为主动式和被动式两种，寒地农村多采用被动式乡土太阳房。通过实际测试可以发现，太阳房内最高温度可以达到17.74℃，平均温度为-6.16℃，而室外最高温度为-14.85℃，平均温度为-19.79℃。太阳房在不消耗任何能源的情况下，仅靠太阳能可以将室外平均温度提高13.63℃。这说明太阳房能够有效蓄积热量，改善农宅热环境并降低采暖能耗。（如图16）

 

7. 结论

本文通过对东北严寒地区农村住宅及其环境基础信息数据库进行建构，得到如下主要结论：

（1）基于SQL Server 2014数据库软件平台，应用Java进行程序编写，设计开发了东北严寒地区农村建筑及其环境基础信息数据库。数据库能够将逐年的调研数据系统化、规模化，为研究寒地农村住宅节能提供坚实的数据基础。

（2）应用数据库提供的调研数据，设计建造了寒地节能农宅。该节能农宅通过应用太阳房、优化平面形式等方式提高了室内舒适度、降低了采暖能耗，为寒地农宅建设起到了示范作用。

参考文献

[1] 清华大学建筑节能研究中心. 中国建筑节能年度发展研究报告2013[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2013：4,35.

[2] 王远,魏庆芃,薛志峰等.北京市大型公共建筑能耗统计数据库与初步分析[C].//2006全国暖通空调制冷学术年会.2006:610.

[3] 陈永攀,张吉礼,牟宪民等.建筑运行能耗监测与节能诊断系统的开发[J].建筑科学,2009,25(2):29-34.DOI:10.3969/j.issn.1002-8528.2009.02.008.

[4] 李运华,张吉礼.大型公共建筑运行能耗数据库管理系统初步开发及应用[J].建筑科学,2007,23(10):62-66.DOI:10.3969/j.issn.1002-8528.2007.10.014.

[5] 胡笳,谢步瀛,张其林等.基于Web的农村住宅设计资源数据库系统的设计[J].计算机工程与设计,2010,31(20):4500-4503,4519.

[6] “十一五”国家科技支撑计划课题——“村镇住宅建筑产品与构配件应用技术及其数据库系统开发”通过验收[J].墙材革新与建筑节能,2012,(6):63-63.

[7] http://www.cnblogs.com/wghao/archive/2010/01/07/1641812.html

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