夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准

前言 为在杭州地区执行中华人民共和国行业标准JGJ134－2001，J116－2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，实施细则编制组进行了深入的调查研究，参考国内外有关先进经验，并在广泛征求建筑节能专家、建筑师和暖通工程师意见的基础上，制定了本实施细则。 本实施细则以国家标准为基础，涉及国家标准中强制性条文的内容仍按国家标准执行。 为便于执行本实施细则，配套编制了《杭州地区节能居住建筑围护结构热工设计技术要点》。 本实施细则编制单位是：杭州市建设科技推广中心（地址：杭州市长生路9号，邮政编码：310006，电话：87076116）；浙江大学建筑技术研究室（地址：浙江大学玉泉校区建筑系建筑技术研究室，邮政编码：310027，电话：87952114）。 本实施细则主要起草人员是： 张三明、顾梅英、张雯、张务德、韩灵华、郑文晖。 本实施细则编制过程中，得到了丁根明、王国钰、付祥钊、冯雅、冯强、      刘明明、包士方、刘强、朱泓渠、吴藻生、吴承恩、张湘君、杨健、胡吉士、姚振生、涂逢祥、袁海林、徐崇峰、郭水根、蒋太珍、董宾阳等同志的大力帮助，在此，向他们表示衷心感谢。 目录 1．总则-------------------------------------------------------------------------3 2．术语、符号----------------------------------------------------------------4 3．设计标准-------------------------------------------------------------------7 4．居住建筑节能设计-------------------------------------------------------8 4.1    建筑设计------------------------------------------------------------------8 4.2    围护结构的热工设计---------------------------------------------------9 5． 建筑物的节能综合指标计算------------------------------------------12 6． 采暖、空调和通风节能设计------------------------------------------13 附录A. 杭州地区气候参数----------------------------------------------------15 附录B. 建筑面积和体积计算-------------------------------------------------16 附：编制说明---------------------------------------------------------------------17 1 总则 1.0.1  杭州地区属夏热冬冷气候区，冬季湿冷，夏季闷热。随着经济的发展，生活水平的提高，居民普遍地自己采取采暖和降温措施，以创造良好的居室热舒适环境。为贯彻《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国建筑法》、建设部《民用建筑节能管理规定》，以及执行JGJ134-2001，J116-2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》,使居住建筑在保证热舒适的情况下满足节能要求，特制定本实施细则。 1.0.2  本规定适用于杭州地区新建、扩建和改建的居住建筑。 1.0.3  居住建筑的节能包括建筑规划设计中的自然能源利用，减少使用过程中的能耗和设备节能等方面，设计时应综合考虑。 1.0.4  居住建筑的节能设计和管理，应在满足近期使用要求与节能标准的同时，兼顾今后的发展。做到科技领先，适度超前。 1.0.5  在执行本规定时，尚应符合国家现行的有关建筑设计规范和标准。   2  术语、符号 2.0.1  建筑热环境 影响居住者热感受的环境因素总称为建筑热环境，可分室外热环境和室内热环境。室内热环境由室内的空气温度、空气相对湿度、风速和壁面的表面温度等参数综合表征。 2.0.2  建筑物耗热量指标 按冬季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需由采暖设备提供的热量。 2.0.3  建筑物耗冷量指标 按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需由空调设备提供的冷量。 2.0.4  采暖度日数(HDD18) 一年中，当某天室外日平均温度低于18℃时，将低于18℃的度数乘以1天，并将此乘积累加。 2.0.5  空调度日数(CDD26) 一年中，当某天室外日平均温度高于26℃时，将高于26℃的度数乘以1天，并将此乘积累加。 2.0.6  空调、采暖设备能效比（EER） 在额定工况下，空调、采暖设备提供的冷量或热量与设备本身所消耗的能量之比。 2.0.7  建筑物耗电量 由建筑物耗热量或耗冷量根据设备能效比，计算出的电能消耗量。单位：kW•h/m2。 2.0.8  围护结构 建筑物及房间各面的围挡物，分透明和不透明两部分。与室外空气直接接触的部分称外围护结构，如外墙、屋顶、外门和外窗等；不与室外空气直接接触的部分称内围护结构，如隔墙、楼板、内门和内窗等。 2.0.9  典型气象年 以近30年的月平均值为依据，从近10年的资料中选取一年各月接近30年的平均值作为典型气象年。由于选取的月平均值在不同的年份、资料不连续，还需要进行月间平滑处理。 2.0.10  传热系数（K） 在稳态条件下，围护结构两侧空气温度差为1℃，1小时内通过1 m2面积传递的热量。单位：W/m2•K。 2.0.11  传热阻（R） 表征围护结构（包括两侧表面空气边界层）阻抗传热能力的物理量。为传热系数的倒数。单位：m2•K/W。 2.0.12  最小传热阻（R0.min） 设计计算中容许采用的围护结构传热阻的下限值，规定最小传热阻的目的是为了限制通过围护结构的传热量过大，防止内表面冷凝，以及限制内表面与人体之间的辐射换热量过大而影响热舒适。单位：m2•K/W。 2.0.13  节能传热阻（R0•E） 根据建筑节能标准计算需要的围护结构的传热阻限值。单位：m2•K/W。 2.0.14  节能传热系数（KE） 根据建筑节能标准计算需要的围护结构的传热系数限值。单位：W/m2•K。 2.0.15  围护结构的热稳定性 在周期性热作用下，围护结构本身抵抗温度波动的能力。 2.0.16  热惰性指数（D） 表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指数。对于单一材料层围护结构，D=RS；多层材料围护结构，D=ΣRS。式中R为围护结构材料层的热阻，S为相应材料层的蓄热系数。D值越大，温度波在其中的衰减也越大，围护结构的热稳定性越好。 2.0.17  室外综合温度（tsa） 室外空气温度、太阳辐射当量温度与天空辐射当量温度之和。单位：℃。 2.0.18  建筑物体形系数（S） 建筑物与室外大气接触的外表面积F0与其所包围的体积V0之比，外表面积中不包括地面和楼梯间隔墙及分户门的面积。单位：m2/m3。 2.0.19  窗墙面积比 房屋外墙面上的窗户洞口面积与外墙面层高和开间定位轴线围成的面积之比。单位：无量纲。   3  设计标准 3.0.1  冬季主要居室的热环境设计指标：    •室内空气温度tI： 16～18℃； •外墙的内表面温度不低于室内计算温度6℃； •屋顶的内表面温度不低于室内计算温度4℃； •换气次数  N=1.0次/小时。 3.0.2  夏季主要居室热环境设计指标： •室内空气温度tI：26～28℃； •屋顶和东西外墙的内表面最高温度不高于室内计算温度3℃； •换气次数  N=1.0次/小时。 3.0.3  建筑节能标准  居住建筑的节能标准是根据杭州地区的室外气候计算参数，居住建筑通过采用增强建筑围护结构保温、隔热性能和提高采暖、空调设备能效比的节能措施，在保证室内热环境设计指标的前提下，与未采取节能措施相比，采暖、空调能耗应节约50%。   4  居住建筑节能设计 4.1  建筑设计 4.1.1  建筑设计应尽可能利用室外气候及地形条件，通过合理设计，使建筑不仅在采暖及空调时能耗低，而且在自然状态下也具有较好的热舒适性。 4.1.2  建筑朝向 杭州地区住宅建筑的适宜朝向：南偏东30°至南偏西15°。 如果因为整个居住区空间环境与景观需要，出现住宅的居室朝西或其它不利朝向时，外窗应有适宜的遮阳措施，外围护结构的热工性能应符合节能设计的要求。 4.1.3  建筑间距 居住建筑的间距需满足日照要求。 4.1.4  自然通风 组织好居住区内建筑和住宅房间的自然通风。在朝向上宜使房屋的纵轴尽可能垂直于夏季的主导风向，但必须处理好北向窗的构造形式与保温措施，避免风雨的侵袭，减少能耗。 4.1.5  自然能源的利用与生态 太阳、风、绿化、地热、水及其他自然能源在居住区和居室中的利用，是建筑节能和保持生态平衡的重要组成部分。居住区的规划和住宅设计以及节能设备的开发，都应尽可能结合地区自然条件，提高自然能源的利用率。绿化面积宜分布均匀，使每户或每个居民都能均享同样的绿化生态效益。 4.1.6  体形系数 体形系数宜控制在较小值，条式建筑物的体形系数不应超过0.35，点式建筑物的体形系数不应超过0.40。 4.1.7  建筑内部 4.1.7.1  合理布置建筑平面，卧室、儿童用房及起居室宜朝南；其他如厨房、卫生间及楼梯间等辅助用房朝北。 4.1.7.2  厨房、卫生间应设置有组织的排气孔道，排气孔道出口不应面对相邻和上下层住宅的门、窗洞口。 4.1.7.3  门窗洞口位置应有助于组织穿堂风和提高平面利用率。 4.1.7.4  主要房间的外墙宜安装可控制的通风换气装置，通风换气装置宜做消声处理。 4.1.7.5  在净高不低于房间允许值时，宜根据房间的平面大小及形式尽可能降低净高以减少房间的容积。 4.2  围护结构的热工设计 4.2.1外窗的设计 4.2.1.1 外窗（包括阳台门的透明部分）传热系数不应过大。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗，其传热系数应符合表4.2.1.1的规定。 表4.2.1.1  不同朝向、不同窗墙面积比的外窗传热系数 朝向 窗外 环境 条件 外窗的传热系数K[W(m2•K)] 窗墙 面积比 ≤0.25 窗墙 面积比>0.25且≤0.30 窗墙 面积比>0.30且≤0.35 窗墙 面积比>0.35且≤0.45 窗墙 面积比>0.45且≤0.50 北（偏东60°到偏西60°范围） 冬季最冷月室外平均气温 3.7℃ 4.7 3.2 3.2 2.5 —— 东、西（东或西偏北30°到偏南60°范围） 无外遮阳措施 4.7 3.2 —— —— —— 有外遮阳（其太阳辐射透过率 ≤20%） 4.7 3.2 3.2 2.5 2.5 南（偏东30°到偏西30°范围） 4.7 4.7 3.2 2.5 2.5 4.2.1.2  建筑物1~6层的外窗及阳台门的气密性等级，不应低于现行国家标准《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》GB7107规定的Ⅲ级，7层及以上的外窗及阳台门的气密性等级，不应低于该标准规定的Ⅱ级。 4.2.1.3外窗宜设置活动外遮阳，窗户的遮阳构造形式应根据其所在朝向选择。适宜的遮阳构造形式除能有效地遮挡太阳辐射热外，尚应避免遮阳本身受热后长波辐射热进入室内，以及对窗口通风特性产生的不利影响。 4.2.1.4 窗内侧遮阳装置，宜采用带有铝箔或浅色材料做成的窗帘、百页等。 4.2.1.5 与玻璃窗结合的遮阳装置，宜采用反射型。 4.2.1.6 遮阳构造应满足美观、耐火、风雨吹打时无噪声、可操作和便于维护等要求。 4.2.1.7 当居室的层高小于3米时，单侧窗房间的进深不宜超过6米。 4.2.1.8 阳台门宜采用下部带保温层的半玻窗。 4.2.2 屋顶、墙体、楼地面和户门 4.2.2.1  屋顶、墙体、楼地面和户门的传热系数和热惰性指标应符合表4.2.2.1的规定。其中外墙的传热系数应考虑结构性冷桥的影响，取平均传热系数。 表4.2.2.1   围护结构各部分的传热系数（K[W/(m2•K)]） 和热惰性指标（D） 屋顶* 外墙* 分户墙和楼板 底部自然通风的架空楼板 户门 K≤1.0 D≥3.0 K≤1.5 D≥3.0 K≤2.0 K≤1.5 K≤3.0 K≤0.8 D≥2.5 K≤1.0 D≥2.5 *注：当屋顶和外墙的K值满足要求，但D值不满足要求时，应进行隔热设计验算。 4.2.2.2 屋顶和外墙宜采用外保温、外隔热措施。 4.2.2.3 屋顶、外墙的外表面宜用浅色，以减少外表面吸收的太阳辐射热。 4.2.2.4 屋顶宜采用各种不同构造形式的倒置屋盖，可采用绿色植被屋顶。不上人的平屋顶可采用在架空板下设置保温层、防水层的架空通风屋面。 4.2.2.5对于多层混合结构建筑，鼓励采用空心混凝土砌块加保温层、KP1型烧结多孔砖加保温层或灰砂砖加保温层的外墙。 4.2.2.6 对于框架结构居住建筑，宜采用满足保温隔热要求的轻质墙体材料作外填充墙，但必须对热桥部位采取适宜的保温措施。 4.2.2.7  楼地面的面层宜采用吸热系数小的材料。 4.2.2.8  如采用与楼地面构造层结合的低温地板辐射采暖时，面层宜用导温系数较大的面材料。 4.2.2.9  底层地坪或地坪架空板的保温性能应不小于外墙传热阻的1/2。当地坪为架空通风地板层时，应在通风口设置活动的遮档板，使其在冬季能方便关闭。遮档板的传热阻应不小于外门的传热阻。 4.2.2.10 底层地坪除应有良好的保温防潮措施外，宜在与外墙接触的周边垫层内，铺设宽度不小于50厘米的保温层。 4.2.2.11 当底层为与室外空气相通的不采暖 （或空调）的车库或其他开敞式用房时，底层楼板的传热系数应满足表4.2.2.1的要求。     4.2.2.12 楼梯间应采用可开启的封闭式外窗。   5 建筑物的节能综合指标计算 5.0.1 当设计的居住建筑不符合本细则第4.1.6、4.2.1.1和4.2.2.1条中的各项规定时，则应按本章的规定计算和判定建筑物节能综合指标。 5.0.2本细则采用建筑物耗热量、耗冷量指标和采暖、空调全年用电量为建筑物的节能综合指标。 5.0.3 建筑节能综合指标应采用动态方法计算。 5.0.4 建筑节能综合指标应按下列计算条件计算： 1 居室室内计算温度，冬季全天为18℃；夏季全天为26℃。 2 室外气象计算参数采用典型气象年。 3 采暖和空调时，换气次数为1.0次/h。 4 采暖、空调设备为家用气源热泵空调器，空调额定能效比取2.3，采暖额定能效比取1.9。 5 室内照明得热为每平方米每天0.0141kWh。室内其他得热平均强度为4.3W/m2。 6 建筑面积和体积应按本标准附录B计算。 5.0.5 计算出的每栋建筑的采暖年耗电量和空调年耗电量之和，不应超过表5.0.5按采暖度日数列出的采暖耗电量和按空调度日数列出的空调年耗电量限值之和。 表5.0.5  建筑物节能综合指标的限值 HDD18（℃•d） 耗热量 指标qh (W/m2) 采暖年耗电量Eh (kWh/m2) CDD26（℃•d）耗热量指标qc (W/m2) 空调年耗电量Ec (kWh/m2) 1647 17.0 30.0 196 28.6 26.3   6 采暖、空调和通风节能设计 7.0.1 居住建筑采暖、空调方式及其设备的选择，应根据当地资源情况，经技术经济分析，及用户对设备运行费用的承担能力综合考虑确定。 7.0.2 居住建筑当采用集中采暖、空调时，应设计分室（户）温度控制及分户热（冷）量计量设施。采暖系统其他节能设计应符合现行行业标准《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26中的有关规定。集中空调系统设计应符合现行国家标准《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准》GB50189中的有关规定。 7.0.3 一般情况下，居住建筑采暖不宜采用直接电热式采暖设备。 7.0.4 居住建筑进行夏季空调、冬季采暖时，宜采用电驱动的热泵型空调器（机组），或燃气（油）蒸汽或热水驱动的吸收式冷（热）水机组，或采用低温地板辐射采暖方式，或采用燃气（油、其他燃料）的采暖炉采暖等。 7.0.5 居住建筑采用以燃气为能源的家用暖设备或系统时，燃气暖器的热效率应符合国家现行有关标准中的规定值。 7.0.6 居住建筑采用分散式（户式）空气调节器（机）进行空调（及采暖）时，其能效比、性能系数应符合国家现行有关标准中的规定值。居住建筑采用集中采暖空调时，作为集中供冷（热）源的机组，其性能系数应符合现行有关标准中的规定值。 7.0.7 具备有地面水资源（如江河、湖水等），有适合水源热泵运行温度的废水等水源条件时，居住建筑采暖、空调设备宜采用水源热泵。当采用地下井水为水源时，应确保有回灌措施，确保水源不被污染，并应符合当地有关规定；具备可供地热源热泵机组埋管用的土壤面积时，宜采用埋管式地热源热泵。 7.0.8 居住建筑采暖、空调设备，应优先采用符合国家现行标准规定的节能型采暖、空调产品。 7.0.9 应鼓励在居住建筑小区采用热、电、冷联产技术，以及在住宅建筑中采用太阳能、地热等可再生能源。 7.0.10 未设置集中空调、采暖的居住建筑，在设计统一的分体空调器室外机安放搁板时，应充分考虑其位置有利于空调器夏季排放热量、冬季吸收热量，并应防止对室内产生热污染及噪声污染。 7.0.11 居住建筑通风设计应处理好室内气流组织，提高通风效率。厨房、卫生间应安装局部机械排风装置。对采用采暖、空调设备的居住建筑，可采用机械换气装置（热量回收装置）。   附录 A杭州地区室外气候参数  A.0.1 杭州地区室外温度见表A.0.1。 表A.0.1杭州地区室外温度（℃） 全年平均 最冷月平均 最热月平均 极端最高 极端最低 16.2 (16.9) 3.7 28.6 39.9 (39.1,95年) -9.6 (-6.2,92年) 表中数据摘自GB50176-93《民用建筑热工设计规范》。（ ）中数据根据杭州市1991—2000年统计年鉴计算的平均值及最高最低值。 A.0.2 杭州地区室外相对湿度见表A.0.2。 表A.0.2杭州地区相对湿度(%) 最冷月平均 最热月平均 最热月14时平均 77 80 62 表中数据摘自GB50176-93《民用建筑热工设计规范》 A.0.3 杭州地区围护结构夏季室外计算温度见表A.0.3。 表A.0.3杭州地区围护结构夏季室外计算温度（℃） 平均值  最高值    波幅值  32.1 37.2 5.1 表中数据摘自GB50176-93《民用建筑热工设计规范》 A.0.4 杭州地区夏季水平面及西向太阳辐射照度见表A.0.4。 表A.0.4杭州地区夏季水平面及西向太阳辐射照度（W/m2） 朝向 最大值 平均值 水平面 944 306.8 西向 608 147.2 表中数据摘自GB50176-93《民用建筑热工设计规范》 A.0.5 杭州地区冬季主导风向：NNW，主导风向频率：21%；夏季主导风向SSW，主导风向频率：24%。   附录B 建筑面积和体积的计算 B.0.1 建筑面积应按各层外墙外包线围成面积的总和计算。 B.0.2 建筑体积应按建筑物外表面和底层地面围成的体积计算。 B.0.3 建筑物外表面面积应按墙面面积、屋顶面积和下表面直接接触室外空气的楼板面积的总和计算。   附：编制说明 　　杭州地区属夏热冬冷地区，冬季寒冷，夏季闷热。随着经济的发展，生活水平的提高，居民普遍地自己采取采暖和降温措施。而杭州以往建设的住宅在保温隔热方面考虑不多，导致热工性能差、能耗大。为贯彻国家有关建筑节能的法规、政策，降低居住建筑的能耗，实现可持续发展，杭州市建委早就准备着手编制一个居住建筑节能规定。2001年10月1日，国家行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的颁布实施，加快了节能规定的编制工作。杭州地区的节能规定是在国家标准颁布之后编制，因此，确定编制的总体原则是完全满足国家标准的前提下，把节能设计加于具体化，并把文件名称定为杭州地区实施细则，以下简称《细则》，即为国家标准的实施细则。另一方面《细则》强调了改善居住建筑本身热工性能的重要性，并提供了具体的建议和措施，以使在没有采暖和空调的情况下，也有比较好的热舒适性。 为了便于今后《细则》的执行，配套编制了《杭州地区居住建筑围护结构热工设计技术要点》，列出了满足节能要求的墙体、屋顶、楼板等的构造做法。 《细则》中不少内容摘自于JGJ134-2001，J116-2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，对于这些内容不再作说明。 在第4章中，居住建筑节能设计列出了改善居住建筑热工性能的建筑设计措施。 4.1.3 建筑间距，规划部门对建筑设计已有明确的要求，只要满足规划要求即可，故不再提具体的指标。 4.1.7.4 房间安装通风换气装置有很多益处，特别对于噪声比较大的环境，通风换气装置可使房间的换气处于可控状态。加上消声处理后，还可很好地防止外部环境噪声传入室内。 4.2.1.3~4.2.1.6 遮阳是外窗隔热的有效措施，其中外遮阳的效果最好。因此，建议今后建筑设计中更多采用遮阳。目前已有很好的外遮阳成品，不仅隔热性能好，而且造型美观，可丰富建筑形象。 4.2.1.8 目前，杭州地区房间与阳台之间都是很大的开口，如果阳台门是全玻的，窗墙比就不能满足节能要求，需要进行节能综合指标计算。采用半玻门，下部为保温板，窗墙比值减少，容易满足节能要求。 4.2.2.2~4.2.2.5 由于外保温相对于内保温有很多优点，因此尽可能推广采用外保温。空心混凝土砌块、KPI型烧结多孔砖及灰砂砖可作承重结构，是实心粘土砖的替代产品，应大力推广。