2.3 墻體節能規范要求

2.3.1 美國關于墻體節能的相關標準規定

根據《1992年能源政策法》的要求，美國能源部規定，將《ASHRAE 90.1—1989》作為三層以上住宅和《MEC1992》（《IECC》的前身）作為三層及三層以下住宅的州級建筑節能標準的依據。幾十年來，經過一系列的結構調整和修編，《ASHRAE90.1》和《IECC》這兩部標準是目前在美國最為廣泛接受的建筑節能設計標準。

LEED-NC中參考美國供熱制冷空調工程師學會編寫的《ASHRAE90.1-2010》。現行美國標準根據HDD18和CDD10劃分為8個大氣候區，再根據大氣候區內的識讀劃分為17個小氣候區（表2-7）。

1.《國際節能規范》（IECC）

《IECC》主要適用于三層及三層以下的居住建筑。由國際標準理事會（ICC）編制和發布，被美國的多個州和政府采納。表2-8是美國居住建筑節能設計標準中墻體的性能要求。

2.《ASHRAE 90.1—2010》

《ASHRAE 90.1—2010》由美國供熱制冷空調工程師學會組織和編寫，適用于公共建筑和三層以上住宅，不適用于獨立式住宅、地上三層或三層以下的多戶住宅、可移動房屋和裝配式房屋，不適用電力或其他化石能源的建筑，規范中對8個氣候分區居住建筑的地面以上墻體和地面以下墻體的最大傳熱系數進行了規定（表2-9）。

在該規范中，根據建筑的不同類型分為實體墻、金屬建筑、鋼架結構、木結構和其他形式。實體墻是指用熱容不超過143kJ/（m² · K），材料密度不超過1 920kg/m³的材料建筑而成。浙江省所處的緯度位置相當于美國3區。

2.3.2 日本關于墻體節能的相關標準規定

二次石油危機以后，許多國家開始關注能源問題，并相繼制定了法律。日本在1979年頒布了《關于能源合理化使用的法律》（簡稱《節能法》），并于1992年和1999年先后進行了兩次修訂。1980年開始制定建筑節能標準。隨著能源消耗量的增加和全球范圍的溫暖化問題的凸顯，1997年12月，在京都召開的“氣候變動框架條約第3次締約國會議（COP3）”中，以日本為首的發達國家的溫室效應氣體的排放量的削減目標加進協議并被采納。日本建筑能耗（含采暖和施工能耗）占社會總能耗的35%～40%，其中住宅能耗約占50%，在這樣的背景下，日本在1999年3月制定并開始實施新的住宅節能標準。

日本的居住建筑節能標準有2種：①由經濟貿易產業省和建設省于1980年頒布的《居住建筑節能設計標準》，分別于1993年、1999年和2009年進行了修訂；②由建設省于1980年頒布的“設計、施工及維持保全指南”（簡稱“指南”）。節能設計標準規定住宅全體的省能源性能基準值。“指南”規定具體的外墻，窗戶等圍護結構的標準規定。任何按照設計的話，被認為其住宅的省能源性能基準滿足。2013年日本將居住建筑和公共建筑三部標準合為《建筑節能標準2013》，并計劃于2020年強制實施。

日本全國共分為47個管轄區，包括1都、1道、2府和43縣，統稱都、道、府、縣，與我國的省及直轄市的行政區劃等級類似。除北海道外，都、府、縣以下分為兩個系統：一個是城市系統，分為市、町（街）、丁目（段）、番地（號）。另一個是農村系統，包括郡（地區）、町（鎮）和村。在舊標準中，日本將地域劃分為6個不同地區；在新規范中，則劃分為8個不同地區。日本住宅分為獨立式和公寓式，公寓式住宅泛指所有單元式住宅；而獨立式住宅則是稱為“一戶建”的日本最傳統的二三層的獨立和式建筑。在日本，住宅主要由制造業企業而不是施工隊來建造的。日本的建筑氣候分區，根據HDD18劃分為8個地區。日本氣候區域劃分如表2-10。

對于住宅熱工性能的劃分有兩種方法。一種是按照房屋主體傳熱系數（表2-11）來確定。即根據鋼筋水泥結構的住宅中除熱橋部分的熱傳導率（傳熱系數）來確定。其他類型的住宅中，相對熱橋部位較低的熱傳導率（傳熱系數）。按照住宅的類型、隔熱材料的施工方法、所在區域不同來確定其具體數值。另一種是根據隔熱材料的熱阻（表2-12）來確定，主要包括木結構住宅、木框架住宅、木結構\木框架及鋼架結構住宅。鋼筋水泥等構造的住宅中同時運用內部隔熱施工法和外部隔熱施工法的情況下，可以根據“內部隔熱施工法”的基準值來判定外側隔熱材料隔熱性和內側隔熱材料隔熱性的合計值。木質框架構造的住宅中同時運用填充式隔熱施工法和外張隔熱施工法的情況下，可以根據“填充式隔熱施工法”的基準值來判定外張部分隔熱材料隔熱性和填充部分隔熱材料的隔熱性的合計值。

鋼結構住宅如果采用除外張隔熱施工法和內張隔熱施工法之外的方法，墻壁上隔熱材料的隔熱性按地域、外包裝材料（在鋼架以及橫梁靠近室外一側，與鋼架和橫梁直接連接的表面材料）的隔熱性，有無貫穿鋼架以外的墻壁，隔熱層的金屬墻胎材料，以及隔熱材料施工場所等條件區分，不小于表2-13所示的基準值。

鋼筋水泥等構造的住宅中地板、間壁等貫穿隔熱層的部分，在其兩面應增強隔熱性。根據隔熱材料的施工方法以及地域劃分要求，不小于表2-14所示的隔熱性基準值。橫梁等貫穿墻壁或地板的情況；從墻壁或地板到柱子、橫梁等突出一端長度小于900mm的情況作為無相應的柱子和橫梁等處理。

從地理緯度看，日本的7區、8區（相當于九州的宮崎縣、鹿兒島縣和沖繩縣），從墻體的熱工性能要求對比可見，日本對墻體的熱工性能要求遠高于我國。但日本8區對建筑圍護結構熱工性能不做要求。

2.3.3 我國關于墻體節能的相關標準規定

1.農村居住建筑節能設計標準

目前我國農村地區人口近8億，占全國總人數的60%。農村地區房屋建筑面積約278億m² ，其中90%以上為居住建筑，約占全國房屋建筑面積的65%。我國農村居住建筑建設一直屬于農民的個人行為，農村居住建筑的標準不完善，設計、建造施工水平低。近年來，隨著我國農村經濟的發展和農民生活水平的提高，農村的生活用能急劇增加，農村能源商品化傾向特征明顯。且農村建筑室內環境較差，南方地區墻體普遍沒有采取保溫隔熱措施。《農村居住建筑節能設計標準》（GB/T 50824—2013）是由中國工程建設協會頒布的行業標準《農村單體居住建筑節能設計標準》（CECS 332∶2012）的基礎上進一步完善的。前者屬于國家標準，后者屬于協會標準，前者級別更高于后者。該標準的制定，主要是為解決農民居住的分散獨立式、集中分戶獨立式（包括雙拼式和聯排式）低層建筑，不包括多層單元式住宅。該標準根據全國各地的氣候條件，針對嚴寒和寒冷地區以保溫為主、夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區農村建筑圍護結構以防熱為主，分別做了規定；另外，還提出了太陽房的設計要點：

（1）嚴寒和寒冷地區。嚴寒和寒冷地區建筑節能設計以建筑保溫為主，圍護結構設計應采用保溫性能好的圍護構造。墻體適合采用外保溫、自保溫、復合保溫墻體的構造形式。在窗過梁、外墻與屋面、外墻與地面部位，外門窗洞口等容易形成“熱橋”的地方，采用額外的保溫措施或其他阻斷熱橋的構造形式；在容易出現結露的部位（如煙道、通風道等），需要進行防結露的保溫處理。從節約土地資源和環境保護的角度出發，不應使用黏土磚，而應采用燒結非黏土多孔磚、燒結非黏土空心磚、普通混凝土小型空心砌塊、加氣混凝土砌塊等新型墻體材料。規范中規定了嚴寒和寒冷地區農村居住建筑圍護結構傳熱系數限制（表2-15）。由于嚴寒和寒冷地區夏季比較涼爽，農房室內熱舒適普遍較好，因此對圍護結構的熱惰性指標不做要求。

在該標準中，還規定了嚴寒和寒冷地區農村居住建筑的窗墻面積比（表2-16）。由于北方地區冬季氣候嚴寒，外窗面積不宜過大；南向適宜采用大窗，在冬季可以獲得更多陽光；北向適宜采用小窗，避免熱量散失和冷風滲透的影響。該地區應采用傳熱系數小、氣密性良好的外門窗，不適宜采用大面積的落地窗和凸窗。考慮到房間的自然通風，外窗可開啟的面積不應小于外窗面積的25%。

（2）夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區。夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區以夏季防熱為主，圍護結構適宜采用隔熱性能好的重質圍護結構。墻體可以根據當地的資源狀況、施工條件、經濟水平等采用不同的外墻外保溫、內保溫、自保溫、復合保溫等構造，優先選用自保溫。墻體材料可以選擇240mm厚燒結非黏土多孔磚（空心磚）、加氣混凝土等節能型砌體材料。外墻應采用淺色飾面、外反射、外遮陽及垂直綠化等外隔熱措施。自然通風也是防止夏季室內過熱的重要措施，因此，在設置遮陽和綠化過程中，應避免對窗口通風產生不利影響。另外，外窗的可開啟面積不應小于外窗面積的30%。該標準中對夏熱冬冷地區圍護結構傳熱系數、熱惰性指標及遮陽系數等規定了限值（表2-17）。

2.夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準

在新農村建設過程中，為了節約土地也出現了高層住宅。浙江地區農村居住建筑除了分散獨立式、集中分戶獨立式（包括雙拼式和聯排式）低層建筑，在農村拆遷改造過程中，為節約土地出現了多層單元式住宅甚至高層住宅。

《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》（GB 134—2010）中將住宅根據建筑層數和體型系數的不同，分為三種情況：1～3層多為別墅、排屋，體型系數不大于0.55；4～11層多為板式結構樓，體型系數不大于0.40；12層以上多為高層塔樓，體型系數不大于0.35。這三種類型住宅對墻體熱工性能的要求具體如表2-18所示。

3.嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準

我國嚴寒和寒冷地區面積占全國的70%，建筑面積占50%左右，是我國最早開始實行建筑節能的地區。在現行標準（JGJ 26—2010）之前有兩個已經廢止的標準（JGJ 26—86）和（JGJ 26—95）。新標準的主要內容包括子氣候分區和室內熱環境參數、建筑與圍護結構熱工性能、熱源、采暖空調系統和通風等。在原有基礎上，大大提高了圍護結構熱工性能要求。節能目標也由原來的30%（86版）和50%（95版），提高到65%（2010版）。與舊標準相比，新標準的各部分的計算方法更加精確具體、操作性更強。

嚴寒地區和寒冷地區地域遼闊，在面積上相當于歐洲幾個國家，氣候差異比較大。在86版和95版中沒有明確劃分子區。86版的標準中，僅根據采暖期度日數的不同，對樓梯間、門窗、地面等提出不同的設計要求。95版根據采暖期室外平均溫度（每隔1度）將不同地區的采暖居住建筑細分為15類代表性城市，并提出了不同的圍護結構熱工限值。在新版規范中，參考了歐洲和北美大部分國家的建筑節能規范，依據不同的采暖度日數（HDD18）和空調度日數（CDD26），將嚴寒地區和寒冷地區細分為5個氣候子區（表2-19）。嚴寒地區劃分為A、B、C，其中B區和C區劃分更加細致，這主要考慮到嚴寒地區建筑采暖能耗大，需要嚴格控制；另一方面，B區和C區的城市比A區更多。

（1）體型系數。在前兩個版本的規范中，體型系數限值為0.3。在當時該地區以平房及低層建筑為主。隨著社會經濟的發展，該地區的采暖居住建筑中多層和高層建筑越來越多，建筑類型更加豐富。因此，在新版規范中體型系數根據居住建筑的類型和層數分為四類：1～3層多為別墅、托兒所、幼兒園、療養院等；4～8層多為大量建造的住宅，其中以6層板式住宅樓最為常見；9～13層多為高層板樓；14層以上為高層塔樓。一般而言，低層建筑體型系數較大，高層建筑體型系數較小。規范根據建筑層數不同，分別設置了不同的體型系數及圍護結構熱工性能限值（表2-20）。

（2）平均傳熱系數和線傳熱系數。在舊版本中，圍護結構的平均傳熱系數根據各部分傳熱系數的面積加權平均求得。新版規范中對圍護結構平均傳熱系數的計算更加精確，主要體現在兩個方面。首先，考慮到太陽輻射對圍護結構傳熱的影響，采用了傳熱系數的修正系數，對屋頂、各向墻體的傳熱系數進行修正。修正系數根據氣候屬區、所在城市（210個）及圍護結構部位進行取值。屋頂的修正系數范圍為0.8～1.01；外墻的修正系數范圍為0.71～0.98。

其次，引入了熱橋線傳熱系數。在建筑外圍護結構中，墻角、窗間墻、凸窗、陽臺、屋頂、樓板、地板等處形成結構性熱橋，考慮熱橋對墻體、屋面傳熱的影響，用線傳熱系數ψ來描述。線傳熱系數ψ是基于二維穩定傳熱原理進行計算。多層均質圍護結構主體部位只在與壁面垂直的方向上存在溫度變化，復合一維穩態傳熱。但是熱橋部位存在明顯的二維傳熱。二維傳熱的計算方法相對于一維傳熱更加復雜，但計算結果更加精確，用線傳熱系數ψ得到的外墻平均傳熱系數可以減少10%的保溫材料。然而，建筑中熱橋類型很多。在規范中總結了5種典型結構性熱橋：外墻-內墻、外墻-屋頂、外墻角、外墻-樓板、外墻-窗框，并給出了熱橋線傳熱系數的具體計算方法。為方便計算，新規范提供了二維穩態傳熱計算軟件（PDTA），規范中還提出了常見的一般建筑外墻外保溫墻體平均傳熱系數的簡化計算方法。

4.夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準

夏熱冬暖地區位于中國南部，北緯27°以南，東經97°以東，包括海南省的全部，廣東和廣西的大部分地區，福建和云南的部分地區以及香港、澳門與臺灣。該地區是中國改革開放的最前沿，以珠江三角洲地區為代表的沿海一帶中心城市及周邊地區發展最為迅速。改革開放后，這一地區的經濟快速發展，人們生活水平不斷提高。該地區為顯著的亞熱帶濕潤季風氣候，夏季漫長炎熱，冬季寒冷時間很短；太陽輻射強烈，雨量充沛。

《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》（JGJ 75—2012）主要內容包括建筑節能設計計算指標、建筑和建筑熱工節能設計、建筑節能設計的綜合評價、空調采暖和通風節能設計等幾部分內容。該標準的前身為《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》（JGJ 75—2003）。2003標準是繼夏熱冬冷地區居住建筑節能標準實施以后又一建筑節能設計標準。夏熱冬暖地區按照1月份的平均氣溫分為南北兩區。北區的建筑節能設計主要考慮夏季空調兼顧冬季采暖；南區的建筑節能設計應考慮夏季空調，可不考慮冬季采暖。可見，夏熱冬暖地區居住建筑節能的關鍵是采取合理的墻體隔熱措施。具體包括采用反射隔熱外飾面，用含水多孔材料做面層的外墻面以及東、西外墻體采用花格構件或植物遮陽，各項措施的隔熱作用以當量熱阻附加值的形式對墻體的主體傳熱系數進行補充（表2-21）。

2.3.4 浙江省關于墻體節能的相關標準規定

浙江省在《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》（JGJ 134-2001）頒布后，杭州地區率先結合自身情況頒布了《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準杭州實施細則》（CJS03—2002）。2003年12月頒布《浙江省居住建筑節能設計標準》（DB 33/1015—2003），并于2004年1月1日開始實行，要求全省新建建筑達到50%的節能設計要求。2009年9月，浙江省城鄉和住房建設廳發布了《關于進一步加強浙江省民用建筑節能設計技術管理的通知》（建設發〔2009〕218號文），對DB 33/1015—2003進行了調整和補充。2015年5月13日發布了《浙江省居住建筑節能設計標準》（DB 33/1015—2015），于2015年11月1日實施。

浙江省屬于夏熱冬冷地區，全年供暖度日數HDD18為1183.4～1901.6℃· d，空調度日數CDD26為30.5～268.2℃· d。但由于地形復雜，各地氣候差異較大，各地空調和供暖時間不同，將浙江省分為北區和南區兩個氣候區。北區包括杭州、寧波、紹興、嘉興、金華、湖州、衢州、舟山；南區包括溫州、臺州、麗水。北區的建筑節能設計不僅要考慮夏季防熱，還要考慮冬季保溫；南區建筑節能設計應著重考慮夏季防熱，兼顧冬季保溫。浙江地區墻體隔熱措施適宜采用淺色飾面或建筑熱反射隔熱涂料，東西外墻采用花格構件、植物遮陽、垂直綠化等遮陽形式；墻體保溫則宜優先采用自保溫墻體，或采用自保溫、外保溫、內保溫和復合保溫等形式。規范對不同體形系數下的墻體規定了傳熱系數限值表2-22。當東、西向墻體采取遮陽構造時，墻體增加0.3（m² · K）/W當量熱阻附加值。

該版本相比2003版本，在設計分區和節能設計要求上更加細化。當采用規定性指標法進行節能設計時，墻體熱工性能要求較之前更加嚴格；當采用對比評定法進節能設計時，墻體熱工性能適當放寬，既避免了“木桶效應”中的“短木格”，又可增加設計的靈活性。