2.3 墙体节能规范要求
2.3.1 美国关于墙体节能的相关标准规定
根据《1992年能源政策法》的要求，美国能源部规定，将《ASHRAE 90.1—1989》作为三层以上住宅和《MEC1992》（《IECC》的前身）作为三层及三层以下住宅的州级建筑节能标准的依据。几十年来，经过一系列的结构调整和修编，《ASHRAE90.1》和《IECC》这两部标准是目前在美国最为广泛接受的建筑节能设计标准。
LEED-NC中参考美国供热制冷空调工程师学会编写的《ASHRAE90.1-2010》。现行美国标准根据HDD18和CDD10划分为8个大气候区，再根据大气候区内的识读划分为17个小气候区（表2-7）。
表2-7 热工气候分区
1.《国际节能规范》（IECC）
《IECC》主要适用于三层及三层以下的居住建筑。由国际标准理事会（ICC）编制和发布，被美国的多个州和政府采纳。表2-8是美国居住建筑节能设计标准中墙体的性能要求。
表2-8 美国居住建筑节能设计标准中墙体的性能要求
注 上表根据《International Energy Conservation Code》中关于居住建筑部分墙体的热工性能要求整理而成。
2.《ASHRAE 90.1—2010》
《ASHRAE 90.1—2010》由美国供热制冷空调工程师学会组织和编写，适用于公共建筑和三层以上住宅，不适用于独立式住宅、地上三层或三层以下的多户住宅、可移动房屋和装配式房屋，不适用电力或其他化石能源的建筑，规范中对8个气候分区居住建筑的地面以上墙体和地面以下墙体的最大传热系数进行了规定（表2-9）。
表2-9 美国居住建筑墙体最大传热系数 单位：W/（m2 · K）
注 本表根据《ASHRAE 90.1—2013》整理而成。
在该规范中，根据建筑的不同类型分为实体墙、金属建筑、钢架结构、木结构和其他形式。实体墙是指用热容不超过143kJ/（m2 · K），材料密度不超过1 920kg/m3的材料建筑而成。浙江省所处的纬度位置相当于美国3区。
2.3.2 日本关于墙体节能的相关标准规定
二次石油危机以后，许多国家开始关注能源问题，并相继制定了法律。日本在1979年颁布了《关于能源合理化使用的法律》（简称《节能法》），并于1992年和1999年先后进行了两次修订。1980年开始制定建筑节能标准。随着能源消耗量的增加和全球范围的温暖化问题的凸显，1997年12月，在京都召开的“气候变动框架条约第3次缔约国会议（COP3）”中，以日本为首的发达国家的温室效应气体的排放量的削减目标加进协议并被采纳。日本建筑能耗（含采暖和施工能耗）占社会总能耗的35%～40%，其中住宅能耗约占50%，在这样的背景下，日本在1999年3月制定并开始实施新的住宅节能标准。
日本的居住建筑节能标准有2种：①由经济贸易产业省和建设省于1980年颁布的《居住建筑节能设计标准》，分别于1993年、1999年和2009年进行了修订；②由建设省于1980年颁布的“设计、施工及维持保全指南”（简称“指南”）。节能设计标准规定住宅全体的省能源性能基准值。“指南”规定具体的外墙，窗户等围护结构的标准规定。任何按照设计的话，被认为其住宅的省能源性能基准满足。2013年日本将居住建筑和公共建筑三部标准合为《建筑节能标准2013》，并计划于2020年强制实施。
日本全国共分为47个管辖区，包括1都、1道、2府和43县，统称都、道、府、县，与我国的省及直辖市的行政区划等级类似。除北海道外，都、府、县以下分为两个系统：一个是城市系统，分为市、町（街）、丁目（段）、番地（号）。另一个是农村系统，包括郡（地区）、町（镇）和村。在旧标准中，日本将地域划分为6个不同地区；在新规范中，则划分为8个不同地区。日本住宅分为独立式和公寓式，公寓式住宅泛指所有单元式住宅；而独立式住宅则是称为“一户建”的日本最传统的二三层的独立和式建筑。在日本，住宅主要由制造业企业而不是施工队来建造的。日本的建筑气候分区，根据HDD18划分为8个地区。日本气候区域划分如表2-10。
表2-10 日本气候区域划分
对于住宅热工性能的划分有两种方法。一种是按照房屋主体传热系数（表2-11）来确定。即根据钢筋水泥结构的住宅中除热桥部分的热传导率（传热系数）来确定。其他类型的住宅中，相对热桥部位较低的热传导率（传热系数）。按照住宅的类型、隔热材料的施工方法、所在区域不同来确定其具体数值。另一种是根据隔热材料的热阻（表2-12）来确定，主要包括木结构住宅、木框架住宅、木结构\木框架及钢架结构住宅。钢筋水泥等构造的住宅中同时运用内部隔热施工法和外部隔热施工法的情况下，可以根据“内部隔热施工法”的基准值来判定外侧隔热材料隔热性和内侧隔热材料隔热性的合计值。木质框架构造的住宅中同时运用填充式隔热施工法和外张隔热施工法的情况下，可以根据“填充式隔热施工法”的基准值来判定外张部分隔热材料隔热性和填充部分隔热材料的隔热性的合计值。
表2-11 主体部位传热系数
表2-12 隔热材料的热阻值
钢结构住宅如果采用除外张隔热施工法和内张隔热施工法之外的方法，墙壁上隔热材料的隔热性按地域、外包装材料（在钢架以及横梁靠近室外一侧，与钢架和横梁直接连接的表面材料）的隔热性，有无贯穿钢架以外的墙壁，隔热层的金属墙胎材料，以及隔热材料施工场所等条件区分，不小于表2-13所示的基准值。
表2-13 钢结构住宅
续表
钢筋水泥等构造的住宅中地板、间壁等贯穿隔热层的部分，在其两面应增强隔热性。根据隔热材料的施工方法以及地域划分要求，不小于表2-14所示的隔热性基准值。横梁等贯穿墙壁或地板的情况；从墙壁或地板到柱子、横梁等突出一端长度小于900mm的情况作为无相应的柱子和横梁等处理。
表2-14 热桥构造
从地理纬度看，日本的7区、8区（相当于九州的宫崎县、鹿儿岛县和冲绳县），从墙体的热工性能要求对比可见，日本对墙体的热工性能要求远高于我国。但日本8区对建筑围护结构热工性能不做要求。
2.3.3 我国关于墙体节能的相关标准规定
1.农村居住建筑节能设计标准
目前我国农村地区人口近8亿，占全国总人数的60%。农村地区房屋建筑面积约278亿m2 ，其中90%以上为居住建筑，约占全国房屋建筑面积的65%。我国农村居住建筑建设一直属于农民的个人行为，农村居住建筑的标准不完善，设计、建造施工水平低。近年来，随着我国农村经济的发展和农民生活水平的提高，农村的生活用能急剧增加，农村能源商品化倾向特征明显。且农村建筑室内环境较差，南方地区墙体普遍没有采取保温隔热措施。《农村居住建筑节能设计标准》（GB/T 50824—2013）是由中国工程建设协会颁布的行业标准《农村单体居住建筑节能设计标准》（CECS 332∶2012）的基础上进一步完善的。前者属于国家标准，后者属于协会标准，前者级别更高于后者。该标准的制定，主要是为解决农民居住的分散独立式、集中分户独立式（包括双拼式和联排式）低层建筑，不包括多层单元式住宅。该标准根据全国各地的气候条件，针对严寒和寒冷地区以保温为主、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区农村建筑围护结构以防热为主，分别做了规定；另外，还提出了太阳房的设计要点：
（1）严寒和寒冷地区。严寒和寒冷地区建筑节能设计以建筑保温为主，围护结构设计应采用保温性能好的围护构造。墙体适合采用外保温、自保温、复合保温墙体的构造形式。在窗过梁、外墙与屋面、外墙与地面部位，外门窗洞口等容易形成“热桥”的地方，采用额外的保温措施或其他阻断热桥的构造形式；在容易出现结露的部位（如烟道、通风道等），需要进行防结露的保温处理。从节约土地资源和环境保护的角度出发，不应使用黏土砖，而应采用烧结非黏土多孔砖、烧结非黏土空心砖、普通混凝土小型空心砌块、加气混凝土砌块等新型墙体材料。规范中规定了严寒和寒冷地区农村居住建筑围护结构传热系数限制（表2-15）。由于严寒和寒冷地区夏季比较凉爽，农房室内热舒适普遍较好，因此对围护结构的热惰性指标不做要求。
表2-15 严寒和寒冷地区农村居住建筑围护结构传热系数限制
注 本表摘自《农村居住建筑节能设计标准》（GB/T 50824—2013）。
在该标准中，还规定了严寒和寒冷地区农村居住建筑的窗墙面积比（表2-16）。由于北方地区冬季气候严寒，外窗面积不宜过大；南向适宜采用大窗，在冬季可以获得更多阳光；北向适宜采用小窗，避免热量散失和冷风渗透的影响。该地区应采用传热系数小、气密性良好的外门窗，不适宜采用大面积的落地窗和凸窗。考虑到房间的自然通风，外窗可开启的面积不应小于外窗面积的25%。
表2-16 严寒地区和寒冷地区农村居住建筑的窗墙面积比限值
注 本表摘自《农村居住建筑节能设计标准》（GB/T 50824—2013）。
（2）夏热冬冷地区和夏热冬暖地区。夏热冬冷地区和夏热冬暖地区以夏季防热为主，围护结构适宜采用隔热性能好的重质围护结构。墙体可以根据当地的资源状况、施工条件、经济水平等采用不同的外墙外保温、内保温、自保温、复合保温等构造，优先选用自保温。墙体材料可以选择240mm厚烧结非黏土多孔砖（空心砖）、加气混凝土等节能型砌体材料。外墙应采用浅色饰面、外反射、外遮阳及垂直绿化等外隔热措施。自然通风也是防止夏季室内过热的重要措施，因此，在设置遮阳和绿化过程中，应避免对窗口通风产生不利影响。另外，外窗的可开启面积不应小于外窗面积的30%。该标准中对夏热冬冷地区围护结构传热系数、热惰性指标及遮阳系数等规定了限值（表2-17）。
表2-17 夏热冬冷和夏热冬暖地区农村居住建筑围护结构热工性能限值
2.夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准
在新农村建设过程中，为了节约土地也出现了高层住宅。浙江地区农村居住建筑除了分散独立式、集中分户独立式（包括双拼式和联排式）低层建筑，在农村拆迁改造过程中，为节约土地出现了多层单元式住宅甚至高层住宅。
《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（GB 134—2010）中将住宅根据建筑层数和体型系数的不同，分为三种情况：1～3层多为别墅、排屋，体型系数不大于0.55；4～11层多为板式结构楼，体型系数不大于0.40；12层以上多为高层塔楼，体型系数不大于0.35。这三种类型住宅对墙体热工性能的要求具体如表2-18所示。
表2-18 夏热冬冷地区居住建筑墙体热工性能要求
注 本表根据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（GB 134—2010）整理而成。
3.严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准
我国严寒和寒冷地区面积占全国的70%，建筑面积占50%左右，是我国最早开始实行建筑节能的地区。在现行标准（JGJ 26—2010）之前有两个已经废止的标准（JGJ 26—86）和（JGJ 26—95）。新标准的主要内容包括子气候分区和室内热环境参数、建筑与围护结构热工性能、热源、采暖空调系统和通风等。在原有基础上，大大提高了围护结构热工性能要求。节能目标也由原来的30%（86版）和50%（95版），提高到65%（2010版）。与旧标准相比，新标准的各部分的计算方法更加精确具体、操作性更强。
严寒地区和寒冷地区地域辽阔，在面积上相当于欧洲几个国家，气候差异比较大。在86版和95版中没有明确划分子区。86版的标准中，仅根据采暖期度日数的不同，对楼梯间、门窗、地面等提出不同的设计要求。95版根据采暖期室外平均温度（每隔1度）将不同地区的采暖居住建筑细分为15类代表性城市，并提出了不同的围护结构热工限值。在新版规范中，参考了欧洲和北美大部分国家的建筑节能规范，依据不同的采暖度日数（HDD18）和空调度日数（CDD26），将严寒地区和寒冷地区细分为5个气候子区（表2-19）。严寒地区划分为A、B、C，其中B区和C区划分更加细致，这主要考虑到严寒地区建筑采暖能耗大，需要严格控制；另一方面，B区和C区的城市比A区更多。
表2-19 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计气候子区
（1）体型系数。在前两个版本的规范中，体型系数限值为0.3。在当时该地区以平房及低层建筑为主。随着社会经济的发展，该地区的采暖居住建筑中多层和高层建筑越来越多，建筑类型更加丰富。因此，在新版规范中体型系数根据居住建筑的类型和层数分为四类：1～3层多为别墅、托儿所、幼儿园、疗养院等；4～8层多为大量建造的住宅，其中以6层板式住宅楼最为常见；9～13层多为高层板楼；14层以上为高层塔楼。一般而言，低层建筑体型系数较大，高层建筑体型系数较小。规范根据建筑层数不同，分别设置了不同的体型系数及围护结构热工性能限值（表2-20）。
表2-20 严寒和寒冷地区居住建筑墙体热工性能要求 单位：W/（m2 · K）
注 1.a隔墙为分隔采暖与非采暖空间的室内墙体。
2.b包括与土壤相接触的墙体。地下室外墙的热工性能指标为热阻，单位为（m2 · K）/W。
3.表中××/××/××分别表示建筑层数≤3层、4～8层和≥9层时墙体的热工性能。
4.本表根据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 26—2010）整理而成
（2）平均传热系数和线传热系数。在旧版本中，围护结构的平均传热系数根据各部分传热系数的面积加权平均求得。新版规范中对围护结构平均传热系数的计算更加精确，主要体现在两个方面。首先，考虑到太阳辐射对围护结构传热的影响，采用了传热系数的修正系数，对屋顶、各向墙体的传热系数进行修正。修正系数根据气候属区、所在城市（210个）及围护结构部位进行取值。屋顶的修正系数范围为0.8～1.01；外墙的修正系数范围为0.71～0.98。
其次，引入了热桥线传热系数。在建筑外围护结构中，墙角、窗间墙、凸窗、阳台、屋顶、楼板、地板等处形成结构性热桥，考虑热桥对墙体、屋面传热的影响，用线传热系数ψ来描述。线传热系数ψ是基于二维稳定传热原理进行计算。多层均质围护结构主体部位只在与壁面垂直的方向上存在温度变化，复合一维稳态传热。但是热桥部位存在明显的二维传热。二维传热的计算方法相对于一维传热更加复杂，但计算结果更加精确，用线传热系数ψ得到的外墙平均传热系数可以减少10%的保温材料。然而，建筑中热桥类型很多。在规范中总结了5种典型结构性热桥：外墙-内墙、外墙-屋顶、外墙角、外墙-楼板、外墙-窗框，并给出了热桥线传热系数的具体计算方法。为方便计算，新规范提供了二维稳态传热计算软件（PDTA），规范中还提出了常见的一般建筑外墙外保温墙体平均传热系数的简化计算方法。
4.夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准
夏热冬暖地区位于中国南部，北纬27°以南，东经97°以东，包括海南省的全部，广东和广西的大部分地区，福建和云南的部分地区以及香港、澳门与台湾。该地区是中国改革开放的最前沿，以珠江三角洲地区为代表的沿海一带中心城市及周边地区发展最为迅速。改革开放后，这一地区的经济快速发展，人们生活水平不断提高。该地区为显著的亚热带湿润季风气候，夏季漫长炎热，冬季寒冷时间很短；太阳辐射强烈，雨量充沛。
《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 75—2012）主要内容包括建筑节能设计计算指标、建筑和建筑热工节能设计、建筑节能设计的综合评价、空调采暖和通风节能设计等几部分内容。该标准的前身为《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 75—2003）。2003标准是继夏热冬冷地区居住建筑节能标准实施以后又一建筑节能设计标准。夏热冬暖地区按照1月份的平均气温分为南北两区。北区的建筑节能设计主要考虑夏季空调兼顾冬季采暖；南区的建筑节能设计应考虑夏季空调，可不考虑冬季采暖。可见，夏热冬暖地区居住建筑节能的关键是采取合理的墙体隔热措施。具体包括采用反射隔热外饰面，用含水多孔材料做面层的外墙面以及东、西外墙体采用花格构件或植物遮阳，各项措施的隔热作用以当量热阻附加值的形式对墙体的主体传热系数进行补充（表2-21）。
表2-21 夏热冬暖地区外墙传热系数限值及隔热措施的当量附加热阻
注 1.表中ρ为修正后的屋面或外墙外表面的太阳辐射吸收系数。
2.本表根据《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 75—2012）整理而成。
2.3.4 浙江省关于墙体节能的相关标准规定
浙江省在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 134-2001）颁布后，杭州地区率先结合自身情况颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准杭州实施细则》（CJS03—2002）。2003年12月颁布《浙江省居住建筑节能设计标准》（DB 33/1015—2003），并于2004年1月1日开始实行，要求全省新建建筑达到50%的节能设计要求。2009年9月，浙江省城乡和住房建设厅发布了《关于进一步加强浙江省民用建筑节能设计技术管理的通知》（建设发〔2009〕218号文），对DB 33/1015—2003进行了调整和补充。2015年5月13日发布了《浙江省居住建筑节能设计标准》（DB 33/1015—2015），于2015年11月1日实施。
浙江省属于夏热冬冷地区，全年供暖度日数HDD18为1183.4～1901.6℃· d，空调度日数CDD26为30.5～268.2℃· d。但由于地形复杂，各地气候差异较大，各地空调和供暖时间不同，将浙江省分为北区和南区两个气候区。北区包括杭州、宁波、绍兴、嘉兴、金华、湖州、衢州、舟山；南区包括温州、台州、丽水。北区的建筑节能设计不仅要考虑夏季防热，还要考虑冬季保温；南区建筑节能设计应着重考虑夏季防热，兼顾冬季保温。浙江地区墙体隔热措施适宜采用浅色饰面或建筑热反射隔热涂料，东西外墙采用花格构件、植物遮阳、垂直绿化等遮阳形式；墙体保温则宜优先采用自保温墙体，或采用自保温、外保温、内保温和复合保温等形式。规范对不同体形系数下的墙体规定了传热系数限值表2-22。当东、西向墙体采取遮阳构造时，墙体增加0.3（m2 · K）/W当量热阻附加值。
该版本相比2003版本，在设计分区和节能设计要求上更加细化。当采用规定性指标法进行节能设计时，墙体热工性能要求较之前更加严格；当采用对比评定法进节能设计时，墙体热工性能适当放宽，既避免了“木桶效应”中的“短木格”，又可增加设计的灵活性。
表2-22 浙江省居住建筑外墙传热系数限值 单位：W/（m2 · K）
注 1.表中隔墙是指封闭楼梯间或防烟楼梯间、前室或合用前室和封闭外走廊的隔墙。
2.本表根据《浙江省居住建筑节能设计标准》（DB 33/1015—2015）整理而成。