董令初 黃夢丹 齊 鋒
(浙江農林大學風景園林與建筑學院,浙江 臨安 311300)
浙江省農宅窗墻比域特征調查與評價★
董令初 黃夢丹 齊 鋒*
(浙江農林大學風景園林與建筑學院,浙江 臨安 311300)
采用現場實測手段,以浙江省嘉興、湖州、溫州、臺州和寧波五市74戶農宅為對象,對空調房和非空調房不同功能間、不同朝向的窗墻面積比進行實測,并與《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》的窗墻面積比進行對比,對各地區、各朝向窗墻比進行評價,并對各市農宅窗體的節能改造提出相應建議。
農宅,窗墻比,域特征
住宅節能是我國建筑節能的重要組成部分。截至2015年,我國建筑面積總量約573億m2,其中農村住宅面積已達到238億m2[1]。其次,一些大功率電器,如空調等也開始在農村普及。此外,浙江農村住宅基本以自建為主,極少考慮圍護結構的節能設計,尤其是窗墻比等參數的設計。這些都是造成浙江農宅能耗居高不下的重要原因。
近些年來,許多國內和國外的學者都對住宅能耗以及住宅窗墻比對能耗的影響進行了一系列的研究。符向桃、謝朝學針對夏熱冬冷地區城市住宅窗戶現有的設計結構特點,對玻璃窗戶影響建筑節能的各種因素進行了較為深入的研究與分析,并提出解決辦法和措施[2]。簡毅文、江億采用DeST軟件對上海地區住宅建筑的全年供暖和空調能耗進行了模擬,分析研究了窗墻比對全年供暖能耗、全年空調能耗以及全年供暖和空調總能耗的影響規律[3]。鄭竺凌、楊旭東等人通過對北京市房山區農村住宅圍護結構的調研和測試,深入分析了建筑物圍護結構狀況和住宅室內的環境[4]。付素娟等人以華北地區農村住宅為研究對象,運用DeST模擬軟件,計算并研究了不同窗墻比對自然室溫、供暖能耗指標以及空調能耗指標的影響規律[5]。在國外,MoncefKrarti通過研究窗戶類型、窗墻比對不同的建筑物室內采光的模擬分析,指出窗墻比大于0.5時并不會造成建筑物室內照明負荷的增加[6]。Mari-Louisc Persson運用能耗模擬軟件分析研究了不同建筑類型的建筑物房間在保持室內適宜溫度下,如何改變外窗尺寸可使夏季空調制冷能耗大于冬季空調采暖能耗[7]。Pyonchan分析了美國農宅外窗尺寸以及窗戶玻璃的不同組合對室內自然采光及照明能耗的影響[8]。
綜上所見,窗墻比是影響住宅能耗的關鍵性指標,在窗墻比對住宅能耗方面的研究已有大量成果,但缺乏浙江農宅窗墻比的調查與分析,不利于浙江既有農宅節能改造技術區域適宜性評價等研究工作的開展。鑒于此,研究小組在嘉興、湖州等五個地級市選取74戶農宅,對其空調房、非空調房各朝向的窗戶面積進行實測,并對各向窗墻比進行計算與統計,分析浙江不同地區的農宅窗墻比的區域性特點,為進一步分析浙江省農宅窗墻比對能耗的影響提供數據支持。
1.1調查村鎮的選取
由于浙江省村鎮數量龐大,難以逐一分析,研究小組在嘉興、湖州、寧波、臺州、溫州五市各選取了一個村,對所選目標村內的農宅窗墻比進行實地測量和調查。所選目標村鎮的信息如表1所示。
表1 浙江省五地級市目標村鎮
表2 目標村鎮空調房不同功能間不同朝向平均窗墻比
表3 目標村鎮非空調房不同功能間不同朝向平均窗墻比
1.2調查方法與調查結果
在調查時,采用現場實測的手段對裝有空調的功能間(空調房)和未安裝空調的功能間(非空調房)不同朝向上的窗戶面積和對應的墻體面積分別進行測量,并計算各戶不同功能間、不同朝向的窗墻面積比,所得結果如表2,表3所示。表中平均窗墻比是指某地區所有調查農宅某功能間某朝向上窗墻比的平均值。
2.1空調房窗墻比分析與評價
據《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》[9]中對不同朝向外窗窗墻面積比限值的要求(見表4),可對浙江五市空調房的窗墻比做如下分析與評價。
表4 不同朝向外窗的窗墻面積比限值
1)從調查情況來看,對浙江農宅而言,空調主要設置在主臥、次臥及客廳等功能間,其中主臥設置空調比例最高。
2)據調查結果,湖州與溫州地區農宅各朝向窗墻比均未超過節能設計標準,無須對其進行節能改造。
3)對嘉興地區而言,其主臥、次臥及客廳的南向窗墻比約為0.52,已超過節能設計標準值0.45,在條件滿足的前提下,應進行重點改造。其他朝向的窗墻比均滿足節能設計標準。
4)對寧波市而言,其主臥各向窗墻比均滿足節能設計標準,而次臥東向與客廳南向窗墻比則較大,超過節能設計標準限值。
5)對臺州而言,主臥的東、北向窗墻比較大,超過節能標準限值,次臥的西、南、北三向窗墻比均超過節能標準限值,這是由于個別農宅主臥和次臥的南立面選擇了全玻的形式,導致其窗墻比高達0.84。其他功能間的窗墻比一般滿足節能設計標準。因此,臺州農宅主臥與次臥的窗墻比應是節能改造的重點部位。
2.2非空調房窗墻比分析與評價
1)據實地調查情況發現,浙江農宅各功能間均可能為非空調房,其中主臥、次臥及客廳不設置空調的比例較低。
2)對湖州地區而言,其農宅次臥西向窗墻比及衛生間南向窗墻比較高,已超過節能設計標準要求,其他功能間各朝向窗墻比均符合節能設計標準。
3)據調查結果,嘉興農宅的客廳及次臥南向窗墻比較大,均超過節能設計限值,在條件許可時應重點改造。
4)對寧波而言,農宅主臥南向與樓梯間西向窗墻比較大,已超過節能設計規范要求,是節能改造的重點部位。
5)在實際調查中發現,臺州農宅為追求較好的采光率,將次臥南北向、衛生間東向及樓梯間西南向的窗墻比提高,導致超過節能標準要求,在節能改造時應重點關注。
6)對溫州農宅而言,非空調房的各功能間每個朝向的窗墻比最大值為0.38,均符合節能設計要求。因此,該地區農宅如對窗戶進行改造,傳熱系數等指標是關注的重點。
通過實地測量的方式,對浙江省湖州、嘉興、寧波、臺州及溫州五市74戶農村住宅的窗墻比進行調查與分析,據是否設有空調將不同功能間劃分為空調房與非空調房。通過對空調房與非空調房各朝向的窗墻比的分析,可得出以下結論:
1)對浙江五市農宅的空調房而言,空調主要設置在主臥、次臥及客廳等功能間。湖州與溫州地區農宅各朝向窗墻比均未超過節能設計標準,無須對其進行節能改造。嘉興農宅設置空調的主臥、次臥及客廳的南向窗墻比超過節能設計標準值,屬于節能重點改造對象。寧波農宅主臥各向窗墻比均滿足節能設計標準,而次臥東向與客廳南向窗墻比較大,不滿足節能設計標準要求。臺州主臥的東、北向窗墻比較大,超過節能標準限值,是節能改造的重點部位。
2)對浙江五市農宅的非空調房而言,各功能間均可能為非空調房,其中主臥、次臥及客廳不設置空調的比例較低。對湖州地區而言,其農宅次臥西向窗墻比及衛生間南向窗墻比較高,已超過節能設計標準要求。嘉興農宅的客廳及次臥南向窗墻比較大,均超過節能設計限值,在條件許可時應重點改造。對寧波而言,農宅主臥南向與樓梯間西向窗墻比較大,已超過節能設計規范要求。臺州農宅次臥南北向、衛生間東向及樓梯間西南向的窗墻比較高,超過節能標準要求,是節能改造的重點部位。溫州農宅各功能間每個朝向的窗墻比均符合節能設計要求。
[1] 清華大學建筑節能研究中心.中國建筑節能年度發展研究報告[R].北京:中國建筑工業出版社,2017.
[2] 符向桃,謝朝學.影響建筑外窗節能的因素與優化設計[J].浙江建筑,2005,22(2):56-58.
[3] 簡毅文,江 億.窗墻比對住宅供暖空調總能耗的影響[J].暖通空調,2006,36(6):1-5.
[4] 鄭竺凌,李永紅,楊旭東.北京市農村住宅節能研究[J].建筑科學,2008,24(4):9-14.
[5] 付素娟,劉 歡,郝雨杭.窗墻比對農村住宅室內溫度的影響分析[J].建筑節能,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,浙江省居住建筑節能設計標準[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 ★:浙江省自然科學基金(LY14E080022);教育部人文社會科學研究青年基金(14YJCZH113);浙江農林大學大學生創新項目(104-2013200038)
董令初(1995- ),男,在讀本科生;黃夢丹(1996- ),女,在讀本科生
齊 鋒(1976- ),男,博士,碩士生導師,副教授