4.3.1 第4.1.3条和第4.1.4条对严寒和寒冷地区各子气候区的建筑的体形系数和窗墙面积比提出了明确的限值要求,第4.2.2条对建筑围护结构提出了明确的热工性能要求,如果这些要求全部得到满足,则可认定设计的建筑满足本标准的节能设计要求。但是,随着住宅的商品化,开发商和建筑师越来越关注居住建筑的个性化,有时会出现所设计建筑不能全部满足第4.1.3条、第4.1.4条和第4.2.2条要求的情况。在这种情况下,不能简单地判定该建筑不满足本标准的节能设计要求。因为第4.2.2条是对每一个部分分别提出热工性能要求,而实际上对建筑物采暖负荷的影响是所有建筑围护结构热工性能的综合结果。某一部分的热工性能差一些可以通过提高另一部分的热工性能弥补回来。例如某建筑的体形系数超过了第4.1.3条提出的限值,通过提高该建筑墙体和外窗的保温性能,完全有可能使传热损失仍旧得到很好的控制。为了尊重建筑师的创造性工作,同时又使所设计的建筑能够符合节能设计标准的要求,故引入建筑围护结构总体热工性能是否达到要求的权衡判断法。权衡判断法不拘泥于建筑围护结构各局部的热工性能,而是着眼于总体热工性能是否满足节能标准的要求。
    严寒和寒冷地区夏季空调降温的需求相对很小,因此建筑围护结构的总体热工性能权衡判断以建筑物耗热量指标为判据。

4.3.2 附录A中表A.0.1-2的严寒和寒冷地区各城市的建筑物耗热量指标限值,是根据低层、多层、高层一些比较典型的建筑计算出来的,这些建筑的体形系数满足表4.1.3的要求,窗墙面积比满足表4.1.4的要求,围护结构热工性能参数满足第4.2.2条对应表中提出的要求,因此作为建筑围护结构的总体热工性能权衡判断的基准。

4.3.3 建筑物耗热量指标相当于一个“功率”,即为维持室内温度,单位建筑面积在单位时间内所需消耗的热量,将其乘上采暖的时间,就得到单位建筑面积需要供热系统提供的热量。严寒和寒冷地区的建筑物耗热量指标采用稳态传热的方法来计算。

4.3.4 在设计阶段,要控制建筑物耗热量指标,最主要的就是控制折合到单位建筑面积上单位时间内通过建筑围护结构的传热量。

4.3.5 外墙传热系数的修正系数主要是考虑太阳辐射对外墙传热的影响。
    外墙设置了保温层之后,其主断面上的保温性能一般都很好,通过主断面流到室外的热量比较小,与此同时通过梁、柱、窗口周边的热桥流到室外的热量在总热量中的比例越来越大,因此一定要用外墙平均传热系数来计算通过墙的传热量。由于外墙上可能出现的热桥情况非常复杂,沿用以前标准的面积加权法不能准确地计算,因此在附录B中引入了一种基于二维传热的计算方法,这与现行ISO标准是一致的。
    附录B中引入的基于二维传热的计算方法比以前标准规定的面积加权计算方法复杂得多,但这是为了提高居住建筑的节能设计水平不得不付出的一个代价。
    对于严寒和寒冷地区居住建筑大量使用的外保温墙体,如果窗口等节点处理得比较合理,其热桥的影响可以控制在一个相对较小的范围。为了简化计算方便设计,针对外保温墙体附录B中也规定了修正系数,墙体的平均传热系数可以用主断面传热系数乘以修正系数来计算,避免复杂的线传热系数计算。
    遇到楼梯间时,计算楼梯间的外墙传热,不再计算房间与楼梯间的隔墙传热。计算楼梯间外墙传热,从理论上讲室内温度应取采暖设计温度(采暖楼梯间)或楼梯间自然热平衡温度(非采暖楼梯间),比较复杂。为简化计算起见,统一规定为直接取12℃。封闭外走廊也按此处理。

4.3.6 屋顶传热系数的修正系数主要是考虑太阳辐射对屋顶传热的影响。
    与外墙相比,屋顶上出现热桥的可能性要小得多。因此,计算中屋顶的传热系数就采用屋顶主断面的传热系数。如果屋顶确实存在大量明显的热桥,应该用屋顶的平均传热系数代替屋顶的传热系数参与计算。附录B中的计算方法同样可以用于计算屋顶的平均传热系数。

4.3.7 由于土壤的巨大蓄热作用,地面的传热是一个很复杂的非稳态传热过程,而且具有很强的二维或三维(墙角部分)特性。式(4.3.7)中的地面传热系数实际上是一个当量传热系数,无法简单地通过地面的材料层构造计算确定,只能通过非稳态二维或三维传热计算程序确定。式(4.3.7)中的温差项(tn-tε)也是为了计算方便取的,并没有很强的物理意义。
    在本标准中,地面当量传热系数是按如下方式计算确定的:按地面实际构造建立一个二维的计算模型,然后由一个二维非稳态程序计算若干年,直到地下温度分布呈现出以年为周期的变化,然后统计整个采暖期的地面传热量,这个传热量除以采暖期时间、地面面积和采暖期计算温差就得出地面当量传热系数。
    附录C给出了几种常见地面构造的当量传热系数供设计人员选用。
    对于楼层数大于3层的住宅,地面传热只占整个外围护结构传热的一小部分,计算可以不求那么准确。如果实际的地面构造在附录C中没有给出,可以选用附录C中某一个相接近构造的当量传热系数。
    低层建筑地面传热占整个外围护结构传热的比重大一些,应计算准确。

4.3.8 外窗、外门的传热分成两部分来计算,前一部分是室内外温差引起的传热,后一部分是透过外窗、外门的透明部分进入室内的太阳辐射得热。
    式(4.3.8)与以前标准的引进太阳辐射修正系数计算外门、窗的传热有很大的不同,比以前的计算要复杂很多。之所以引入复杂的计算,是因为这些年来玻璃工业取得了长足的发展,玻璃的种类非常多。透过玻璃的太阳辐射得热不一定与玻璃的传热系数密切相关,因此用传热系数乘以一个系数修正太阳辐射得热的影响误差比较大。引入分开计算室内外温差传热和透明部分的太阳辐射得热这种复杂的方法也是为了提高居住建筑的节能设计水平不得不付出的一个代价。
    太阳辐射具有很强的昼夜和阴晴特性,晴天的白天透过南向窗户的太阳辐射的热量很大,阴天的白天这部分热量又很小,夜间则完全没有这部分热量。稳态计算是一种昼夜平均、阴晴平均的计算。当窗的传热系数比较小时,稳态计算就容易地得出南向窗是净得热构件的结论,就是说南向窗越大对节能越有利。但仔细分析,这个结论站不住脚。当晴天的白天透过南向窗户的太阳辐射的热量很大时,直接的结果是造成室温超过设计温度(采暖系统没有那么灵敏,迅速减少暖气片的热水流量),热量“浪费”了,并不能蓄存下来补充阴天和夜晚的采暖需求。正是基于这个原因,在计算式(4.3.8-2)中引入了一个综合考虑阴晴以及玻璃污垢的折减系数。
    对于标准尺寸(1500mm×1500mm左右)的PVC塑钢窗或木窗,窗框比可取0.30,太阳辐射修正系数Cmci=0.87×0.7×0.7×玻璃的遮阳系数×外遮阳系数=0.43×玻璃的遮阳系数×外遮阳系数。
    对于标准尺寸(1500mm×1500mm左右)的无外遮阳的铝合金窗,窗框比可取0.20,太阳辐射修正系数Cmci=0.87×0.7×0.8×玻璃的遮阳系数×外遮阳系数=0.49×玻璃的遮阳系数×外遮阳系数。
    3mm普通玻璃的遮阳系数为1.00,6mm普通玻璃的遮阳系数为0.93,3+6A+3普通中空玻璃的遮阳系数为0.90,6+6A+6普通中空玻璃的遮阳系数为0.83,各种镀膜玻璃的遮阳系数可从产品说明书上获取。
    外遮阳的遮阳系数按附录D确定。
    无透明部分的外门太阳辐射修正系数Cmci取值0。
    凸窗的上下、左右边窗或边板的传热量也在此处计算,为简便起见,可以忽略太阳辐射的影响,即对边窗忽略太阳透射得热,对边板不再考虑太阳辐射的修正,仅计算温差传热。

4.3.9 通过非采暖封闭阳台的传热分成两部分来计算,前一部分是室内外温差引起的传热,后一部分是透过两层外窗(门)的透明部分进入室内的太阳辐射得热。
    温差传热部分的计算引入了一个温差修正系数,这是因为非采暖封闭阳台实际上起到了室内外温差缓冲的作用。
    太阳辐射得热要考虑两层窗的衰减,其中内侧窗(即分隔封闭阳台和室内的那层窗或玻璃门)的衰减还必须考虑封闭阳台顶板的作用。封闭阳台顶板可以看作水平遮阳板,其遮阳作用可以依据附录D计算。

4.3.10 式(4.3.10)计算室内外空气交换引起的热损失。空气密度可以按照下式计算:

4.2.1 采用采暖度日数(HDD18)作为我国严寒和寒冷地区气候分区指标的理由已经在第3.0.1条的条文说明中陈述,空调度日数(CDD26)只是作为寒冷地区细分子区的辅助指标。附录A中一共列出了211个城市,尚不够全,各地在编制地方标准中,可以依据当地的气象数据,用本标准规定的方法计算统计出当地一些城市的采暖度日数和空调度日数,并根据这些度日数确定这些城市的气候分区区属。

4.2.2 本条文是强制性条文。
    建筑围护结构热工性能直接影响居住建筑采暖和空调的负荷与能耗,必须予以严格控制。由于我国幅员辽阔,各地气候差异很大。为了使建筑物适应各地不同的气候条件,满足节能要求,应根据建筑物所处的建筑气候分区,确定建筑围护结构合理的热工性能参数。本标准按照5个子气候区,分别提出了建筑围护结构的传热系数限值以及外窗玻璃遮阳系数的限值。
    确定建筑围护结构传热系数的限值时不仅应考虑节能率,而且也从工程实际的角度考虑了可行性、合理性。
    严寒地区和寒冷地区的围护结构传热系数限值,是通过对气候子区的能耗分析和考虑现阶段技术成熟程度而确定的。根据各个气候区节能的难易程度,确定了不同的传热系数限值。我国严寒地区,在第二步节能时围护结构保温层厚度已经达到(6~10)cm厚,再单纯靠通过加厚保温层厚度,获得的节能收益已经很小。因此需通过提高采暖管网输送热效率和提高锅炉运行效率来减轻对围护结构的压力。理论分析表明,达到同样的节能效果,锅炉效率每增加1%,则建筑物的耗热量指标可降低要求1.5%左右,室外管网输送热效率每增加1%,则建筑物的耗热量指标可降低要求1.0%左右,并且当锅炉效率和室外管网输送热效率都提高时,总能耗的降低和锅炉效率、室外管网输送热效率的提高呈线性关系。考虑到各地节能建筑的节能潜力和我国的围护结构保温技术的成熟程度,为避免各地采用统一的节能比例的做法,而采取同一气候子区,采用相同的围护结构限值的做法。对处于严寒和寒冷气候区的50个城市的多层建筑的建筑物耗热量指标的分析结果表明,采用的管网输送热效率为92%,锅炉平均运行效率为70%时,平均节能率约为65%左右。此时,最冷的海拉尔的节能率为58%,伊春的节能率为61%。这对于经济不发达且到目前建筑节能刚刚起步的这些地区来讲,该指标是合适的。
    为解决以往节能标准中高层和中高层居住建筑容易达到节能标准要求,而低层居住建筑难于达到节能标准要求的状况,分析中将建筑物分别按照≤3层建筑、(4~8)层的建筑、(9~13)层的建筑和≥14层建筑进行建筑物耗热量指标计算,分析中所采用的典型建筑条件见表1及表2。由于本标准室内计算温度与原标准JGJ 26-95有所不同,在本标准分析中,已经将原标准规定的1980~1981年通用建筑的耗热量指标按照下式进行了折算。

    严寒和寒冷地区冬季室内外温差大,采暖期长,提高围护结构的保温性能对降低采暖能耗作用明显。
    各个朝向窗墙面积比是指不同朝向外墙面上的窗、阳台门的透明部分的总面积与所在朝向外墙面的总面积(包括该朝向上的窗、阳台门的透明部分的总面积)之比。
    窗墙面积比的确定要综合考虑多方面的因素,其中最主要的是不同地区冬、夏季日照情况(日照时间长短、太阳总辐射强度、阳光入射角大小),季风影响、室外空气温度、室内采光设计标准以及外窗开窗面积与建筑能耗等因素。一般普通窗户(包括阳台门的透明部分)的保温隔热性能比外墙差很多,而且窗和墙连接的周边又是保温的薄弱环节,窗墙面积比越大,采暖和空调能耗也越大。因此,从降低建筑能耗的角度出发,必须限制窗墙面积比。本条文规定的围护结构传热系数和遮阳系数限值表中,窗墙面积比越大,对窗的热工性能要求越高。
    窗(包括阳台门的透明部分)对建筑能耗高低的影响主要有两个方面:一是窗的传热系数影响冬季采暖、夏季空调时的室内外温差传热;另外就是窗受太阳辐射影响而造成室内得热。冬季,通过窗户进入室内的太阳辐射有利于建筑节能,因此,减小窗的传热系数抑制温差传热是降低窗热损失的主要途径之一;而夏季,通过窗口进入室内的太阳辐射热成为空调降温的负荷,因此,减少进入室内的太阳辐射热以及减少窗或透明幕墙的温差传热都是降低空调能耗的途径。
    在严寒和寒冷地区,采暖期室内外温差传热的热量损失占主要地位。因此,对窗的传热系数的要求较高。
    本标准对窗的传热系数要求与窗墙面积比的大小联系在一起,由于窗墙面积比是按开间计算的,一栋建筑肯定会出现若干个窗墙面积比,因此就会出现一栋建筑要求使用多种不同传热系数窗的情况。这种情况的出现在实际工程中处理起来并没有大的困难。为简单起见可以按最严的要求选用窗户产品,当然也可以按不同要求选用不同的窗产品。事实上,同样的玻璃,同样的框型材,由于窗框比的不同,整窗的传热系数本身就是不同的。另外,现在的玻璃选择也非常多,外观完全相同的窗,由于玻璃的不同,传热系数差别也可以很大。
    与土壤接触的地面的内表面,由于受二维、三维传热的影响,冬季时比较容易出现温度较低的情况,一方面造成大量的热量损失,另一方面也不利于底层居民的健康,甚至发生地面结露现象,尤其是靠近外墙的周边地面更是如此。因此要特别注意这一部分围护结构的保温、防潮。
    在严寒地区周边地面一定要增设保温材料层,在寒冷地区周边地面也应该增设保温材料层。
    地下室虽然不作为正常的居住空间,但也常会有人的活动,也需要维持一定的温度。另外增强地下室的墙体保温,也有利于减小地面房间和地下室之间的传热,特别是提高一层地面与墙角交接部位的表面温度,避免墙角结露。因此本条文也规定了地下室与土壤接触的墙体要设置保温层。
    本标准中表4.2.2-1~表4.2.2-5中周边地面和地下室墙面的保温层热阻要求,大致相当于(2~6)cm厚的挤压聚苯板的热阻。挤压聚苯板不吸水,抗压强度高,用在地下比较适宜。

4.2.4 居住建筑的南向房间大都是起居室、主卧室,常常开设比较大的窗户,夏季通过窗户进入室内的太阳辐射热构成了空调负荷的主要部分。在南窗的上部设置水平外遮阳,夏季可减少太阳辐射热进入室内,冬季由于太阳高度角比较小,对进入室内的太阳辐射影响不大。有条件最好在南窗设置卷帘式或百叶窗式的外遮阳。
    东西窗也需要遮阳,但由于当太阳东升西落时其高度角比较低,设置在窗口上沿的水平遮阳几乎不起遮挡作用,宜设置展开或关闭后可以全部遮蔽窗户的活动式外遮阳。
    冬夏两季透过窗户进入室内的太阳辐射对降低建筑能耗和保证室内环境的舒适性所起的作用是截然相反的。活动式外遮阳容易兼顾建筑冬夏两季对阳光的不同需求,所以设置活动式的外遮阳更加合理。窗外侧的卷帘、百叶窗等就属于“展开或关闭后可以全部遮蔽窗户的活动式外遮阳”,虽然造价比一般固定外遮阳(如窗口上部的外挑板等)高,但遮阳效果好,且能兼顾冬夏,应当鼓励使用。

4.2.5 从节能的角度出发,居住建筑不应设置凸窗,但节能并不是居住建筑设计所要考虑的唯一因素,因此本条文提“不宜设置凸窗”。设置凸窗时,凸窗的保温性能必须予以保证,否则不仅造成能源浪费,而且容易出现结露、淌水、长霉等问题,影响房间的正常使用。
    严寒地区冬季室内外温差大,凸窗更加容易发生结露现象,寒冷地区北向的房间冬季凸窗也容易发生结露现象,因此本条文提“不应设置凸窗”。

4.2.6 本条文是强制性条文。
    为了保证建筑节能,要求外窗具有良好的气密性能,以避免冬季室外空气过多地向室内渗漏。《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中规定在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:0.5m3/(m·h)<q1≤1.5m3/(m·h),1.5m3/(m2·h)<q2≤4.5m3/(m2·h)。4级对应的性能指标是:2.0m3/(m2·h)<q1≤2.5m3/(m2·h),6.0m3/(m2·h)<q2≤7.5m3/(m2·h)。

4.2.7 由于气候寒冷的原因,在北方地区大部分阳台都是封闭式的。封闭式阳台和直接联通的房间之间理应有隔墙和门、窗。有些开发商为了增大房间的面积吸引购买者,常常省去了阳台和房间之间的隔断,这种做法不可取。一方面容易造成过大的采暖能耗,另一方面如若处理不当,房间可能达不到设计温度,阳台的顶板、窗台下部的栏板还可能结露。因此,本条文第1款规定,阳台和房间之间的隔墙不应省去。本条文第2款则规定,如果省去了阳台和房间之间的隔墙,则阳台的外表面就必须当作房间的外围护结构来对待。
    北方地区,也常常有些封闭式阳台作为冬天的储物空间,本条文的第3款就是针对这种情况提出的要求。
    朝南的封闭式阳台,冬季常常像一个阳光间,本条文的第4款就是针对这种情况提出的要求。在阳台的外表面保温,白天有阳光时,即使打开隔墙上的门窗,房间也不会多散失热量。晚间关上隔墙上的门窗,阳台上也不会发生结露。阳台外表面的窗墙面积比放宽到0.60,相当于考虑3m层高、1.8m窗高的情况。

4.2.8 随着外窗(门)本身保温性能的不断提高,窗(门)框与墙体之间的缝隙成了保温的一个薄弱环节,如果为图省事,在安装过程中就采用水泥砂浆填缝,这道缝隙很容易形成热桥,不仅大大抵消了窗(门)的良好保温性能,而且容易引起室内侧窗(门)周边结露,在严寒地区尤其要注意。

4.2.9 通常窗、门都安装在墙上洞口的中间位置,这样墙上洞口的侧面就被分成了室内和室外两部分,室外部分的侧墙面应进行保温处理,否则洞口侧面很容易形成热桥,不仅大大抵消门窗和外墙的良好保温性能,而且容易引起周边结露,在严寒地区尤其要注意。

4.2.10 居住建筑室内表面发生结露会给室内环境带来负面影响,给居住者的生活带来不便。如果长时间的结露则还会滋生霉菌,对居住者的健康造成有害的影响,是不允许的。
    室内表面出现结露最直接的原因是表面温度低于室内空气的露点温度。
    一般说来,居住建筑外围护结构的内表面大面积结露的可能性不大,结露大都出现在金属窗框、窗玻璃表面、墙角、墙面、屋面上可能出现热桥的位置附近。本条文规定在居住建筑节能设计过程中,应注意外墙与屋面可能出现热桥的部位的特殊保温措施,核算在设计条件下可能结露部位的内表面温度是否高于露点温度,防止在室内温、湿度设计条件下产生结露现象。
    外墙的热桥主要出现在梁、柱、窗口周边、楼板和外墙的连接等处,屋顶的热桥主要出现在檐口、女儿墙和屋顶的连接等处,设计时要注意这些细节。
    另一方面,热桥是出现高密度热流的部位,加强热桥部位的保温,可以减小采暖负荷。
    值得指出的是,要彻底杜绝内表面的结露现象有时也是非常困难的。例如由于某种特殊的原因,房间内的相对湿度非常高,在这种情况下就很容易结露。本条文规定的是在“室内空气设计温、湿度条件下”不应出现结露。“室内空气温、湿度设计条件下”就是一般的正常情况,不包括室内特别潮湿的情况。

4.2.11 变形缝是保温的薄弱环节,加强对变形缝部位的保温处理,避免变形缝两侧墙出现结露问题,也减少通过变形缝的热损失。
    变形缝的保温处理方式多种多样。例如在寒冷地区的某些城市,采取沿着变形缝填充一定深度的保温材料的措施,使变形缝形成一个与外部空气隔绝的密闭空腔。在严寒地区的某些城市,除了沿着变形缝填充一定深度的保温材料外,还采取将缝两侧的墙做内保温的措施。显然,后一种做法保温性能更好。

4.2.12 地下室或半地下室的外墙,虽然外侧有土壤的保护,不直接接触室外空气,但土壤不能完全代替保温层的作用,即使地下室或半地下室少有人活动,墙体也应采取良好的保温措施,使冬季地下室的温度不至于过低,同时也减少通过地下室顶板的传热。
    在严寒和寒冷地区,即使没有地下室,如果能将外墙外侧的保温延伸到地坪以下,也会有利于减少周边地面以及地面以上几十厘米高的周边外墙(特别是墙角)热损失,提高内表面温度,避免结露。

4.1.1 建筑群的布置和建筑物的平面设计合理与否与建筑节能关系密切。建筑节能设计首先应从总体布置及单体设计开始,应考虑如何在冬季最大限度地利用自然能来取暖,多获得热量和减少热损失,以达到节能的目的。具体来说,就是要在冬季充分利用日照,朝向上应尽量避开当地冬季主导风向。

4.1.2 太阳辐射得热对建筑能耗的影响很大,冬季太阳辐射得热可降低采暖负荷。由于太阳高度角和方位角的变化规律,南北朝向的建筑冬季可以增加太阳辐射得热。计算证明,建筑物的主体朝向如果由南北改为东西向,耗热量指标明显增大。从本标准表E.0.2围护结构传热系数的修正系数ε值可见,南向外墙的ε值,远低于其他朝向。根据严寒和寒冷各地区夏季的最多频率风向,建筑物的主体朝向为南北向,也有利于自然通风。因此南北朝向是最有利的建筑朝向。但由于建筑物的朝向还要受到许多其他因素的制约,不可能都做到南北朝向,所以本条用了“宜”字。
    各地区特别是严寒地区,外墙的传热耗热量占围护结构耗热量的28%以上,外墙面越多则耗热量越大,越容易产生结露、长毛的现象。如果一个房间有三面外墙,其散热面过多,能耗过大,对建筑节能极为不利。当一个房间有两面外墙时,例如靠山墙拐角的房间,不宜在两面外墙上均开设外窗,以避免增强冷空气的渗透,增大采暖耗热量。

4.1.3 本条文是强制性条文。
    建筑物体形系数是指建筑物的外表面积和外表面积所包围的体积之比。
    建筑物的平、立面不应出现过多的凹凸,体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著。体形系数越小,单位建筑面积对应的外表面积越小,外围护结构的传热损失越小。从降低建筑能耗的角度出发,应该将体形系数控制在一个较小的水平上。
    但是,体形系数不只是影响外围护结构的传热损失,它还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关。体形系数过小,将制约建筑师的创造性,造成建筑造型呆板,平面布局困难,甚至损害建筑功能。因此,如何合理确定建筑形状,必须考虑本地区气候条件,冬、夏季太阳辐射强度、风环境、围护结构构造等各方面因素。应权衡利弊,兼顾不同类型的建筑造型,尽可能地减少房间的外围护面积,使体形不要太复杂,凹凸面不要过多,以达到节能的目的。
    表4.1.3中的建筑层数分为四类,是根据目前大量新建居住建筑的种类来划分的。如(1~3)层多为别墅、托幼、疗养院,(4~8)层的多为大量建造的住宅,其中6层板式楼最常见,(9~13)层多为高层板楼,14层以上多为高层塔楼。考虑到这四类建筑本身固有的特点,即低层建筑的体形系数较大,高层建筑的体形系数较小,因此,在体形系数的限值上有所区别。这样的分层方法与现行《民用建筑设计通则》GB 50352-2005有所不同。在《民用建筑设计通则》中,(1~3)为低层,(4~6)为多层,(7~9)为中高层,10层及10层以上为高层。之所以不同是由于两者考虑如何分层的依据不同,节能标准主要考虑体形系数的变化,《民用建筑设计通则》则主要考虑建筑使用的要求和防火的要求,例如6层以上的建筑需要配置电梯,高层建筑的防火要求更严等。从使用的角度讲,本标准的分层与《民用建筑设计通则》的分层不同并不会给设计人员带来任何新增的麻烦。
    体形系数对建筑能耗影响较大,依据严寒地区的气象条件,在0.3的基础上每增加0.01,能耗约增加2.4%~2.8%;每减少0.01,能耗约减少2.3%~3%。严寒地区如果将体形系数放宽,为了控制建筑物耗热量指标,围护结构传热系数限值将会变得很小,使得围护结构传热系数限值在现有的技术条件下实现有难度,同时投入的成本太大。本标准适当地将低层建筑的体形系数放大到0.50左右,将大量建造的6(4~8)层建筑的体形系数控制在0.30左右,有利于控制居住建筑的总体能耗。同时经测算,建筑设计也能够做到。高层建筑的体形系数一般在0.23左右。为了给建筑师更大的设计灵活空间,将严寒地区体形系数限值控制在0.25(≥14层)。寒冷地区体形系数控制适当放宽。
    本条文是强制性条文,一般情况下对体形系数的要求是必须满足的。一旦所设计的建筑超过规定的体形系数时,则要求提高建筑围护结构的保温性能,并按照本章第4.3节的规定进行围护结构热工性能的权衡判断,审查建筑物的采暖能耗是否能控制在规定的范围内。

4.1.4 本条文是强制性条文。
    窗墙面积比既是影响建筑能耗的重要因素,也受建筑日照、采光、自然通风等满足室内环境要求的制约。一般普通窗户(包括阳台的透明部分)的保温性能比外墙差很多,而且窗的四周与墙相交之处也容易出现热桥,窗越大,温差传热量也越大。因此,从降低建筑能耗的角度出发,必须合理地限制窗墙面积比。
    不同朝向的开窗面积,对于上述因素的影响有较大差别。综合利弊,本标准按照不同朝向,提出了窗墙面积比的指标。北向取值较小,主要是考虑居室设在北向时减小其采暖热负荷的需要。东、西向的取值,主要考虑夏季防晒和冬季防冷风渗透的影响。在严寒和寒冷地区,当外窗K值降低到一定程度时,冬季可以获得从南向外窗进入的太阳辐射热,有利于节能,因此南向窗墙面积比较大。由于目前住宅客厅的窗有越开越大的趋势,为减少窗的耗热量,保证节能效果,应降低窗的传热系数,目前的窗框和玻璃技术也能够实现。因此,将南向窗墙面积比严寒地区放大至0.45,寒冷地区放大至0.5。
    在严寒地区,南偏东30°~南偏西30°为最佳朝向,因此建筑各朝向偏差在30°以内时,按相应朝向处理;超过30°时,按不利朝向处理。比如:南偏东20°时,则认为是南向;南偏东30°时,则认为是东向。
    本标准中的窗墙面积比按开间计算。之所以这样做主要有两个理由:一是窗的传热损失总是比较大的,需要严格控制;二是建筑节能施工图审查比较方便,只需要审查最可能超标的开间即可。
    本条文是强制性条文,一般情况下对窗墙面积比的要求是必须满足的。一旦所设计的建筑超过规定的窗墙面积比时,则要求提高建筑围护结构的保温隔热性能(如选择保温性能好的窗框和玻璃,以降低窗的传热系数,加厚外墙的保温层厚度以降低外墙的传热系数等),并按照本章第4.3节的规定进行围护结构热工性能的权衡判断,审查建筑物耗热量指标是否能控制在规定的范围内。
    一般而言,窗户越大可开启的窗缝越长,窗缝通常都是容易热散失的部位,而且窗户的使用时间越长,缝隙的渗漏也越厉害。再者,夏天透过玻璃进入室内的太阳辐射热是造成房间过热的一个重要原因。这两个因素在本章第4.3节规定的围护结构热工性能的权衡判断中都不能反映。因此,即使是采用权衡判断,窗墙面积比也应该有所限制。从节能和室内环境舒适的双重角度考虑,居住建筑都不应该过分地追求所谓的通透。

4.1.5 严寒和寒冷地区冬季室内外温差大,楼梯间、外走廊如果敞开肯定会增强楼梯间、外走廊隔墙和户门的散热,造成不必要的能耗,因此需要封闭。
    从理论上讲,如果楼梯间的外表面(包括墙、窗、门)的保温性能和密闭性能与居室的外表面一样好,那么楼梯间不需要采暖,这是最节能的。
    但是,严寒地区(A)区冬季气候异常寒冷,该地区的居住建筑楼梯间习惯上是设置采暖的。严寒地区(B)区冬季气候也非常寒冷,该地区的有些城市的居住建筑楼梯间习惯上设置采暖,有些城市的居住建筑楼梯间习惯上不设置采暖。本标准尊重各地的习惯。设置采暖的楼梯间采暖设计温度应该低一些,楼梯间的外墙和外窗的保温性能对保持楼梯间的温度和降低楼梯间采暖能耗很重要,考虑到设计和施工上的方便,一般就按居室的外墙和外窗同样处理。