即選擇導(dǎo)熱系數(shù)小的窗玻璃材料和外墻材料。在調(diào)整窗的面積時(shí)需要注意由于目前我國(guó)窗材的導(dǎo)熱系數(shù)較大m2·K/W； N換氣次數(shù)； ρ空氣的密度可以不需要采暖。北向房間則較弱……
熱得失率或太陽(yáng)對(duì)室外溫度的修正系數(shù)γ=G/K，它主要表示太陽(yáng)輻射穿過建筑物透明部分對(duì)建筑室內(nèi)自由溫度的影響。該參數(shù)可以影響和改變室內(nèi)自由溫度的平均值和上下浮動(dòng)的幅度。得失率越大，室內(nèi)日平均自由溫度就越高，而每日溫度浮動(dòng)也越大。
熱量的時(shí)間常數(shù)τ=C/K，它表示室內(nèi)熱慣性的一個(gè)量。該參數(shù)只影響和改變室內(nèi)每日平均溫度的變化幅度，保持室內(nèi)自由溫度的穩(wěn)定性，但它不影響室內(nèi)自由溫度的平均值。τ越大，室內(nèi)溫度變化幅度越小，穩(wěn)定性越好。
提高G值，即增加開窗面積。
降低K值，即選擇導(dǎo)熱系數(shù)小的窗玻璃材料和外墻材料。在調(diào)整窗的面積時(shí)需要注意由于目前我國(guó)窗材的導(dǎo)熱系數(shù)較大，容易引起K值隨之加大。另外，外墻各構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的密閉性也直接影響著K值。
1．計(jì)算依據(jù)
1.1 東南大學(xué)建筑節(jié)能研究組從江蘇省氣象局搜集的連續(xù)30年氣象資料（見圖1至圖5）以及南京1989~1997年同期夏季和冬季的最熱和最冷氣象資料，即1994年夏季最熱6、7、8三個(gè)月南京每小時(shí)的溫度和太陽(yáng)直接輻射和總輻射強(qiáng)度的氣象數(shù)據(jù)；1995年12月和1996年1、2月的冬季最冷三個(gè)月的每小時(shí)的溫度和太陽(yáng)直接輻射和總輻射強(qiáng)度的氣象數(shù)據(jù)（見圖6至圖9）。
1.2 瑞士聯(lián)邦高等工科大學(xué)世界主要城市典型氣象數(shù)據(jù)中的南京氣象資料。
1.3 江蘇省建委提供的江蘇省劃分的不同地域的氣象典型特征資料，見表1。
表1 江蘇省建委提供的不同地域氣象資料 地區(qū) 冬季最冷月平均氣溫（℃） 冬季最低氣溫（℃） 夏季最熱月平均溫度（℃） 夏季最高氣溫（℃） 冬季最冷月照度時(shí)數(shù)（h） 夏季最冷月照度時(shí)數(shù)（h） Ⅰ蘇州 3.2 -9.5 28.8 38.8 130.9 215.5 Ⅱ南京 2.1 -13.1 27.9 40.5 141.7 233.3 Ⅲ徐州 0.1 -22.6 27.0 40.6 157.0 192.9 Ⅳ連云港 -0.1 -18.1 26.6 39.4 176.0 195.72計(jì)算方法
2.1 基本概念和理論
無論何種氣象條件，它對(duì)所在地區(qū)建筑的室內(nèi)熱舒適的影響都要通過建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和建筑內(nèi)部本身來體現(xiàn)。主要的衡量標(biāo)準(zhǔn)是建筑物在室外氣候條件的長(zhǎng)期作用下，室內(nèi)在沒有使用任何采暖和制冷設(shè)備的條件下，且室內(nèi)空氣的換氣量達(dá)到健康要求（換氣次數(shù)=0.5）時(shí)，室內(nèi)溫度的變化情況。我們把這個(gè)空氣溫度稱作空氣自由溫度（free-run-temperature）。影響室內(nèi)自由溫度變化的主要參數(shù)有兩個(gè)：
基于這樣的分析，適合氣候條件的建筑技術(shù)策略就顯得非常清楚：利用γ調(diào)整室內(nèi)自由溫度，使其在一年四季里盡可能地接近或達(dá)到室內(nèi)舒適溫度；利用時(shí)間常數(shù)τ控制每天溫度變化幅度在舒適范圍內(nèi)，同時(shí)避免熱得失率γ的增加。
2.2 計(jì)算方法
2.2.1 計(jì)算房間的總傳熱系數(shù)
外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總傳熱系數(shù)K表示建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)（包括透明和非透明部分）兩側(cè)空氣溫度差為1℃，在1h內(nèi)以傳熱和空氣交換的方式通過1m2所傳遞的熱量值，計(jì)算式為：
K= [∑An,ext•qn+N•V•(c•ρ)air∕3600] ╱AextW/m2•K （1）
式中：An,ext 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)各不同材料部分的表面積, m2；
Aext外圍護(hù)結(jié)構(gòu)總表面積,，m2；
qn通過不同材料外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流強(qiáng)度，其計(jì)算式為：
qn=（te–ti）/[1/αi+Rn+1/αe]W/m2•K
式中： Rn外圍護(hù)結(jié)構(gòu)各不同材料的熱阻，m2·K/W；
N 換氣次數(shù)；
ρ空氣的密度，kg/m3，
c空氣的比熱容，kJ/kg · K，
V 房間體積，m3。
2.2.2 計(jì)算房間的總蓄熱量
C=[∑(ρ·c)n∙dn∙An ]/Ae J/m2·K（2）
式中：(ρ·c)n 圍護(hù)結(jié)構(gòu)各不同材料的體積熱容，J/m3·K；
An 房間不同材料內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面積，m2；
Ae 房間外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面積, m2；
dn 室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同材料的厚度（取墻或樓板天棚厚度的1/2）。
表2 不同材料厚度的取值限度 序號(hào) 材料名稱 dn(m) 1 混凝土或水泥實(shí)心磚 0.10 2 空心磚 0.08 3 木 材 0.032.2.3 計(jì)算房間的平均總太陽(yáng)能吸收系數(shù)
G=(g1∙A1+g2∙A2+∙∙∙∙∙∙+gn∙An)∕ A0
式中：A1, A2,∙∙∙∙∙∙,An 分別為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)能夠透射太陽(yáng)輻射照度的各個(gè)門窗玻璃面積，m2；
A0房間外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總表面積，m2；
g1, g2,∙∙∙∙∙∙,gn分別為太陽(yáng)透過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同門窗的透射系數(shù)；
不同玻璃有不同的透射系數(shù)，普通玻璃常用的透射系數(shù)為：?jiǎn)螌悠胀úＡ?.87；普通雙層玻璃0.76。
g=(IT+ IA,in) / I0
式中：IT 太陽(yáng)輻射照度透過玻璃傳入室內(nèi)的那部分,W/m2；
IA,in 太陽(yáng)輻射照度穿過玻璃進(jìn)入室內(nèi)的那部分,W/m2；
I0 太陽(yáng)總輻射照度 , W/m2。
2.2.4 γ的計(jì)算式為：
γ=G / K (m2·K/W)(3 )
2.2.5 τ的計(jì)算式為：
τ=C / K (h)(4)
2.2.6 單位面積采暖和制冷能耗計(jì)算式分別為：
Eh=Ωh·K·f1(MJ/m2year)(5 )
Ec=Ωc·K·f2(MJ/m2year)(6 )
式中：Ec 全年平均每平方米使用面積的采暖能耗, (MJ/m2year)；
Eh全年平均每平方米使用面積的制冷能耗, (MJ/m2year)；
Ωh根據(jù)不同建筑物的全年室內(nèi)自由溫度變化所計(jì)算的全年采暖度日數(shù)（HDD）；
Ωc根據(jù)不同建筑物的全年室內(nèi)自由溫度變化所計(jì)算的全年制冷度日數(shù)（CDD）；
由于不同的材料和構(gòu)造，采暖或制冷度日數(shù)會(huì)隨之變化，因此有不同地區(qū)氣候條件下采暖能耗的修正系數(shù)f1及不同地區(qū)氣候條件下制冷能耗的修正系數(shù)f2，見表3。
表3 不同地區(qū)氣候條件下采暖或制冷能耗的修正系數(shù)表 地 區(qū) 舒適范圍(℃) 冬季采暖f1 夏季制冷f2 Ⅰ 蘇州 12~28 0.89 0.92 15~28 0.91 0.92 18~26 0.93 0.92 Ⅱ 南京 12~28 1.00 1.00 15~28 1.00 1.00 18~26 1.00 1.00 Ⅲ 徐州 12~28 1.20 0.83 15~28 1.15 0.83 18~26 1.13 0.83 Ⅳ 連云港 12~28 1.22 0.84 15~28 1.17 0.84 18~26 1.14 0.843采暖制冷度日數(shù)、曲線表
我們對(duì)住宅的室內(nèi)熱舒適，提出3個(gè)不同的溫度標(biāo)準(zhǔn)。即：(1)室內(nèi)舒適溫度為12~28℃,(2)室內(nèi)舒適溫度為15~28℃, (3)室內(nèi)舒適溫度為18~26℃。對(duì)應(yīng)不同的舒適溫度范圍所需要的采暖度日數(shù)與制冷度日數(shù)，作出的反映對(duì)γ及τ具體要求的曲線見圖10~25。
4 結(jié)論與節(jié)能建議
4.1 冬季采暖
在建筑物的熱時(shí)間常數(shù)τ達(dá)到100以上時(shí)，對(duì)采暖度日數(shù)的影響不大；根據(jù)南京的氣象條件，冬季減少采暖能耗改善熱舒適的主要措施是：
增加γ值，以提高室內(nèi)平均溫度。因?yàn)?/P>
γ=G / K m2·K/W
具體方法是：
增加開窗面積和改善外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的密閉性就可以最大限度地利用太陽(yáng)能，且使獲得的能量的流失最小。
4.1.1 舒適溫度為12~28℃：當(dāng)τ大于100時(shí)，對(duì)于南向房間，將γ調(diào)整到0.15以上，則可獲得足夠的能量使室內(nèi)溫度提高到12℃ 以上，且隨著γ的增大，室內(nèi)的溫度將進(jìn)一步提高，多余的能量可部分提供給北向房間。
北向房間則需要更大的γ，γ越大采暖能耗越小，因?yàn)楸毕颢@得的太陽(yáng)能有限，因此需要通過增加北窗的熱阻或減少開窗面積來提高γ。雙向房間的有機(jī)結(jié)合和利用可使冬季不需要采暖（所有計(jì)算沒有考慮人和必要的生活設(shè)施所產(chǎn)生的能量）。
4.1.2 舒適溫度為15~28℃：由于舒適度相對(duì)提高，南向房間需要更大的τ和γ才能滿足舒適要求。當(dāng)τ >160，γ在0.2左右時(shí)，可以不需要采暖。北向房間則較弱，類似于舒適度為12~28℃的情況。
東西向則比較類似，隨著γ值的增長(zhǎng)，采暖度日數(shù)的減少速度要比北向快得多。所以在冬季，東西向的房間將僅次于南向，由于太陽(yáng)的水平輻射照度較高，故采用加大窗面積，并選用較小導(dǎo)熱系數(shù)的窗材會(huì)取得較好的采暖節(jié)能效果。
4.1.3 舒適溫度為18~26℃：無論何種朝向，采暖是必不可少的。當(dāng)γ>0.2時(shí)，采暖度日數(shù)的變化趨于穩(wěn)定，此時(shí)主要起作用的是K值，隨著K值的減小，采暖能量的需求將隨之減小。
4.2 夏季制冷
對(duì)于南京的氣象條件，無論舒適度的范圍如何，制冷都是必不可少的。根據(jù)不同年份的氣象資料，夏季有大約1.5~3個(gè)月的時(shí)間每日平均氣溫高于室內(nèi)舒適溫度。從制冷度日數(shù)的曲線可以清楚地看到無論怎樣調(diào)整參數(shù)，制冷度日數(shù)不會(huì)等于0。為了解決冬夏季對(duì)太陽(yáng)能的不同需求，力求使所需制冷時(shí)間、制冷功率和能耗明顯減少，減少制冷設(shè)備的一次性投資和長(zhǎng)期能源消耗，主要可采取以下措施：
4.2.1 盡可能小的γ值。這意味著盡量減少進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)能，從而可以最大限度地減少制冷度日數(shù)，減少室內(nèi)超過舒適溫度范圍的時(shí)間，并降低制冷所需功率。小γ的需求正與冬季大γ的需求相矛盾，為了很好地解決這一矛盾，南京需要高效能可調(diào)節(jié)的遮陽(yáng)措施，有效的遮陽(yáng)設(shè)施可使窗口對(duì)夏季太陽(yáng)能的吸收減少到1/5。即同樣的K值，當(dāng)γ=0.2時(shí)，如果采用有效的遮陽(yáng)設(shè)施，γ可降低到0.04，制冷度日數(shù)則根據(jù)不同朝向可減少到1/5~1/10。有非常可觀的節(jié)能效果。在南京的氣象條件下，夏季的有效遮陽(yáng)是最合適的節(jié)能措施。
4.2.2 降低K值。這與冬季的采暖要求是一致的。K值越小，制冷功率和能耗需求越小。
（說明：本文除計(jì)算方法及依其算得的曲線外，其余內(nèi)容均經(jīng)東南大學(xué)建筑節(jié)能研究組修改、補(bǔ)充）
