董令初 黄梦丹 齐 锋
(浙江农林大学风景园林与建筑学院,浙江 临安 311300)
浙江省农宅窗墙比域特征调查与评价★
董令初 黄梦丹 齐 锋*
(浙江农林大学风景园林与建筑学院,浙江 临安 311300)
采用现场实测手段,以浙江省嘉兴、湖州、温州、台州和宁波五市74户农宅为对象,对空调房和非空调房不同功能间、不同朝向的窗墙面积比进行实测,并与《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的窗墙面积比进行对比,对各地区、各朝向窗墙比进行评价,并对各市农宅窗体的节能改造提出相应建议。
农宅,窗墙比,域特征
住宅节能是我国建筑节能的重要组成部分。截至2015年,我国建筑面积总量约573亿m2,其中农村住宅面积已达到238亿m2[1]。其次,一些大功率电器,如空调等也开始在农村普及。此外,浙江农村住宅基本以自建为主,极少考虑围护结构的节能设计,尤其是窗墙比等参数的设计。这些都是造成浙江农宅能耗居高不下的重要原因。
近些年来,许多国内和国外的学者都对住宅能耗以及住宅窗墙比对能耗的影响进行了一系列的研究。符向桃、谢朝学针对夏热冬冷地区城市住宅窗户现有的设计结构特点,对玻璃窗户影响建筑节能的各种因素进行了较为深入的研究与分析,并提出解决办法和措施[2]。简毅文、江亿采用DeST软件对上海地区住宅建筑的全年供暖和空调能耗进行了模拟,分析研究了窗墙比对全年供暖能耗、全年空调能耗以及全年供暖和空调总能耗的影响规律[3]。郑竺凌、杨旭东等人通过对北京市房山区农村住宅围护结构的调研和测试,深入分析了建筑物围护结构状况和住宅室内的环境[4]。付素娟等人以华北地区农村住宅为研究对象,运用DeST模拟软件,计算并研究了不同窗墙比对自然室温、供暖能耗指标以及空调能耗指标的影响规律[5]。在国外,MoncefKrarti通过研究窗户类型、窗墙比对不同的建筑物室内采光的模拟分析,指出窗墙比大于0.5时并不会造成建筑物室内照明负荷的增加[6]。Mari-Louisc Persson运用能耗模拟软件分析研究了不同建筑类型的建筑物房间在保持室内适宜温度下,如何改变外窗尺寸可使夏季空调制冷能耗大于冬季空调采暖能耗[7]。Pyonchan分析了美国农宅外窗尺寸以及窗户玻璃的不同组合对室内自然采光及照明能耗的影响[8]。
综上所见,窗墙比是影响住宅能耗的关键性指标,在窗墙比对住宅能耗方面的研究已有大量成果,但缺乏浙江农宅窗墙比的调查与分析,不利于浙江既有农宅节能改造技术区域适宜性评价等研究工作的开展。鉴于此,研究小组在嘉兴、湖州等五个地级市选取74户农宅,对其空调房、非空调房各朝向的窗户面积进行实测,并对各向窗墙比进行计算与统计,分析浙江不同地区的农宅窗墙比的区域性特点,为进一步分析浙江省农宅窗墙比对能耗的影响提供数据支持。
1.1调查村镇的选取
由于浙江省村镇数量庞大,难以逐一分析,研究小组在嘉兴、湖州、宁波、台州、温州五市各选取了一个村,对所选目标村内的农宅窗墙比进行实地测量和调查。所选目标村镇的信息如表1所示。
表1 浙江省五地级市目标村镇
表2 目标村镇空调房不同功能间不同朝向平均窗墙比
表3 目标村镇非空调房不同功能间不同朝向平均窗墙比
1.2调查方法与调查结果
在调查时,采用现场实测的手段对装有空调的功能间(空调房)和未安装空调的功能间(非空调房)不同朝向上的窗户面积和对应的墙体面积分别进行测量,并计算各户不同功能间、不同朝向的窗墙面积比,所得结果如表2,表3所示。表中平均窗墙比是指某地区所有调查农宅某功能间某朝向上窗墙比的平均值。
2.1空调房窗墙比分析与评价
据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》[9]中对不同朝向外窗窗墙面积比限值的要求(见表4),可对浙江五市空调房的窗墙比做如下分析与评价。
表4 不同朝向外窗的窗墙面积比限值
1)从调查情况来看,对浙江农宅而言,空调主要设置在主卧、次卧及客厅等功能间,其中主卧设置空调比例最高。
2)据调查结果,湖州与温州地区农宅各朝向窗墙比均未超过节能设计标准,无须对其进行节能改造。
3)对嘉兴地区而言,其主卧、次卧及客厅的南向窗墙比约为0.52,已超过节能设计标准值0.45,在条件满足的前提下,应进行重点改造。其他朝向的窗墙比均满足节能设计标准。
4)对宁波市而言,其主卧各向窗墙比均满足节能设计标准,而次卧东向与客厅南向窗墙比则较大,超过节能设计标准限值。
5)对台州而言,主卧的东、北向窗墙比较大,超过节能标准限值,次卧的西、南、北三向窗墙比均超过节能标准限值,这是由于个别农宅主卧和次卧的南立面选择了全玻的形式,导致其窗墙比高达0.84。其他功能间的窗墙比一般满足节能设计标准。因此,台州农宅主卧与次卧的窗墙比应是节能改造的重点部位。
2.2非空调房窗墙比分析与评价
1)据实地调查情况发现,浙江农宅各功能间均可能为非空调房,其中主卧、次卧及客厅不设置空调的比例较低。
2)对湖州地区而言,其农宅次卧西向窗墙比及卫生间南向窗墙比较高,已超过节能设计标准要求,其他功能间各朝向窗墙比均符合节能设计标准。
3)据调查结果,嘉兴农宅的客厅及次卧南向窗墙比较大,均超过节能设计限值,在条件许可时应重点改造。
4)对宁波而言,农宅主卧南向与楼梯间西向窗墙比较大,已超过节能设计规范要求,是节能改造的重点部位。
5)在实际调查中发现,台州农宅为追求较好的采光率,将次卧南北向、卫生间东向及楼梯间西南向的窗墙比提高,导致超过节能标准要求,在节能改造时应重点关注。
6)对温州农宅而言,非空调房的各功能间每个朝向的窗墙比最大值为0.38,均符合节能设计要求。因此,该地区农宅如对窗户进行改造,传热系数等指标是关注的重点。
通过实地测量的方式,对浙江省湖州、嘉兴、宁波、台州及温州五市74户农村住宅的窗墙比进行调查与分析,据是否设有空调将不同功能间划分为空调房与非空调房。通过对空调房与非空调房各朝向的窗墙比的分析,可得出以下结论:
1)对浙江五市农宅的空调房而言,空调主要设置在主卧、次卧及客厅等功能间。湖州与温州地区农宅各朝向窗墙比均未超过节能设计标准,无须对其进行节能改造。嘉兴农宅设置空调的主卧、次卧及客厅的南向窗墙比超过节能设计标准值,属于节能重点改造对象。宁波农宅主卧各向窗墙比均满足节能设计标准,而次卧东向与客厅南向窗墙比较大,不满足节能设计标准要求。台州主卧的东、北向窗墙比较大,超过节能标准限值,是节能改造的重点部位。
2)对浙江五市农宅的非空调房而言,各功能间均可能为非空调房,其中主卧、次卧及客厅不设置空调的比例较低。对湖州地区而言,其农宅次卧西向窗墙比及卫生间南向窗墙比较高,已超过节能设计标准要求。嘉兴农宅的客厅及次卧南向窗墙比较大,均超过节能设计限值,在条件许可时应重点改造。对宁波而言,农宅主卧南向与楼梯间西向窗墙比较大,已超过节能设计规范要求。台州农宅次卧南北向、卫生间东向及楼梯间西南向的窗墙比较高,超过节能标准要求,是节能改造的重点部位。温州农宅各功能间每个朝向的窗墙比均符合节能设计要求。
[1] 清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告[R].北京:中国建筑工业出版社,2017.
[2] 符向桃,谢朝学.影响建筑外窗节能的因素与优化设计[J].浙江建筑,2005,22(2):56-58.
[3] 简毅文,江 亿.窗墙比对住宅供暖空调总能耗的影响[J].暖通空调,2006,36(6):1-5.
[4] 郑竺凌,李永红,杨旭东.北京市农村住宅节能研究[J].建筑科学,2008,24(4):9-14.
[5] 付素娟,刘 欢,郝雨杭.窗墙比对农村住宅室内温度的影响分析[J].建筑节能,2015,43(7):55-58.
[6] MoncefKrarti,Paul M.Erickson,Timothy C.Hillman.As implified method to estimate energy savings of artificial lighting use from day lighting[J].Building and Environment,2005(40):747-754.
[7] Mari-Louise Persson,Arne Roos,Maria Wall.Influence of window size on the energy balance of low energy houses[J].Energy and Buildings,2006(38):181-188.
[8] Pyonchan Ihm,Abderrezek Nemri,Moncef Krarti.Estimation of lighting energy savings from daylighting[J].Building and Environment,2009(44):509-514.
[9] DB 33/1015—2015,浙江省居住建筑节能设计标准[S].
InvestigationandevaluationofglazingratiooftheruralhousesinZhejiangprovince★
DongLingchuHuangMengdanQiFeng*
(InstituteofLandscapeArchitecture,ZhejiangA&FUniversity,Lin’an311300,China)
We use the measured method, taking Jiaxing, Huzhou, Wenzhou, Taizhou, Ningbo five city, 74 farmhouse as the object, and measuring the air conditioning room and the room without air conditioning between different functions and different towards the glazing ratio, and comparing with the glazing ratio of theDesignStandardforEnergyEfficiencyofResidentialBuildingsinHotSummerandColdWinterZone, and puting forward some suggestions on the energy saving and transformation of the municipal rural houses.
rural house, glazing ratio, regional characteristics
TU201.5
A
1009-6825(2017)26-0169-03
2017-07-05 ★:浙江省自然科学基金(LY14E080022);教育部人文社会科学研究青年基金(14YJCZH113);浙江农林大学大学生创新项目(104-2013200038)
董令初(1995- ),男,在读本科生;黄梦丹(1996- ),女,在读本科生
齐 锋(1976- ),男,博士,硕士生导师,副教授