4．2 围护结构热工设计 4．2．1 本条为强制性条文。 温和地区居住建筑非透光围护结构主要控制屋面、外墙的传热系数。本条规定了屋面、墙体的传热系数限值，若设计建筑不能满足，则应按本标准第5章的规定进行围护结构热工性能的权衡判断。 采用平均传热系数，是考虑了围护结构周边混凝土梁、柱、剪力墙等“热桥”的影响，以保证建筑在夏季空调和冬季供暖时通过围护结构的传热量小于标准的要求，不至于因忽略了热桥影响而使建筑耗热量或耗冷量计算值偏小，导致设计的建筑物达不到预期的节能效果。 围护结构的Km、D值直接影响建筑能耗，根据节能软件的能耗模拟计算结果，分析表明在改变围护结构传热系数时，随着Km值的减小，能耗的降低并不是一直按线性规律变化。当屋面Km值降为1．0W/(m2·K)，外墙平均Km值降为1．5W/(m2·K)时，再减小Km值对降低建筑能耗的作用已不明显。本标准考虑到以上因素和降低围护结构Km值所增加的造价，认为体形系数小于等于0．45的居住建筑，当D≤2．5时屋面Km值定为0．8W/(m2·K)，外墙Km值定为1．0W/(m2·K)，在D＞2．5时屋面Km值定为1．0W/(m2·K)，外墙Km值定为1．5W/(m2·K)，在目前情况下对整个地区都是比较合适的。 本标准考虑整个温和地区的气候、经济状况，对墙体和屋顶传热系数的要求并不太高。某些经济不发达的地区，外墙保温主要靠保温浆料等，使用这类材料去进一步降低Km值就要显著增加墙体的厚度，造价将大幅增长，节能投资的回收期延长，更不用提施工的难度和可行性。对于经济发达的地区，使用高效保温材料来提高墙体的保温性能，如各类保温板材，这样进一步降低墙体Km值，只需要增加保温层厚度，造价不会成比例增加，所以进一步降低Km值是可行的，也具有经济性，屋顶也是如此。本标准确定建筑围护结构传热系数的限值时，不仅结合地区实际考虑了节能率，而且也从工程实际的角度考虑了合理性、可行性。 对屋面和外墙的D值作出规定，是为了防止因采用轻型结构D值减小后，室内温度波幅过大以及在自然通风条件下，夏季屋面和东西外墙内表面温度可能高于夏季室外温度最高值，不能满足相关规定。 外围护结构使用的产品材料，要选用正规厂家的合格产品，并严格按照现行国家标准进行设计、施工和维护，以确保安全。 4．2．2 本条为强制性条文。 普通窗户(包括阳台门的透明部分)的保温性能比外墙差很多，尤其是夏季白天通过窗户进入室内的太阳辐射热也比外墙多得多。一般而言，窗墙面积比越大，则供暖和空调的能耗也越大。因此，从节能的角度出发，需要限制窗墙面积比。在一般情况下，以满足室内采光要求作为确定窗墙面积比的基本原则，表4．2．2-1中规定的数值能满足较大进深房间的采光要求。 在温和A区，人们普遍有开窗加强房间通风的习惯，以改善室内空气品质，夏季降低室内温度。此外，南窗大有利于冬季日照，可以通过窗口直接获得太阳辐射热。近年来居住建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势，这是因为商品住宅的购买者大都希望自己的住宅更加通透明亮，尤其是客厅比较流行落地门窗。因此，本条文规定每套允许一个房间的窗墙面积比可不大于0．6。但当窗墙面积比增加时，要首先考虑减小窗户(含阳台透明部分)的传热系数。 条文对东、西向窗墙面积比限制较严，因为夏季太阳辐射在东、西向最大。不同朝向墙面太阳辐射强度的峰值，以东、西向墙面为最大，西南(东南)向墙面次之，西北(东北)向又次之，南向墙更次之，北向墙为最小。因此，严格控制东、西向窗墙面积比限值是合理的，对南向窗墙面积比限值放的比较松，也符合温和地区居住建筑的实际情况和人们的生活习惯。 对外窗的传热系数和窗户的遮阳系数做限制，是温和地区建筑节能设计的特点之一。在放宽窗墙面积比限值的情况下，需要提高对外窗热工性能的要求，才能真正做到住宅的节能。技术经济分析也表明，提高外窗热工性能，比提高外墙热工性能的资金效益高三倍以上。针对凸窗的传热特性，其保温性能应提高，传热系数限值按表4．2．2-2规定的下一栏取值。同时，适当放宽每套允许一个房间有较大的窗墙面积比，采用提高外窗热工性能来控制能耗，给建筑师和开发商提供了更大的灵活性，以满足温和地区人们提高居住建筑水平和国家对建筑节能的要求。 4．2．3 为了保证居住建筑的节能，要求外窗具有良好的气密性能，以避免夏季在开空调时室外热空气过多地渗漏到室内，抵御冬季室外冷空气过多地向室内渗透。 国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106-2008中规定用10Pa压差下，每小时每米缝隙的空气渗透量(q1)和每小时每平方米面积的空气渗透量(q2)作为外门窗的气密性分级指标。6级对应的性能指标是：1．0m3/(m·h)＜q1≤1．5m3/(m·h)，3．0m3/(m2·h)＜q2≤4．5m3(m2·h)。4级对应的性能指标是：2．0m3/(m·h)＜q1≤2．5m3/(m·h)，6．0m3/(m2·h)＜q2≤7．5m3/(m2·h)。 本条对温和A区位于不同层上的外窗及阳台门的要求分成两档，在建筑的低层，室外风速比较小，对外窗及阳台门的气密性要求低一些。而在建筑的高层，室外风速相对比较大，对外窗及阳台门的气密性要求则严一些。温和B区冬季温度相对较高，外窗及阳台门气密性要求可相应放宽。