我國夏熱冬冷地區氣候夏季炎熱，冬季濕冷。夏季室外空氣溫度大于35℃的天數約10～40一，最高溫度達到40℃以上；冬季氣候寒冷，日平均溫度小于5℃的天數約20～80天，相對濕度大，而且日照率遠遠低于北方。北方冬季日照率大多超過60%。而夏熱冬冷地區由東到西，冬季日照率逐漸減少。東部最高，也不超過50%，只有40%左右；中部30%左右；西部20%左右。重慶只有13%，加之空氣濕度高達80%以上，冬季陰雨綿綿，而造成了該地區冬季的基本氣候特點是陰冷潮濕。 1 窗墻面積比的確定基本原則 關于窗墻面積比的確定基本原則是依據這一地區不同朝向墻面冬、夏日照情況（日照時間長短、太陽總輻射強度、陽光入射角大小），冬、夏季季風影響、室外空氣溫度、室內采光設計標準以及窗開窗面積與建筑能耗所占比率等因素綜合來考慮確定的。一般普通窗戶（包括陽臺門的透明部分）的保溫隔熱性能比外墻差的多，尤其是夏季白天通過窗戶進入室內的太陽輻射熱也比外墻多的多，窗墻面積比越大，則采暖和空調的能耗也越大。因此，從節約建筑能耗的角度出發，必須限制窗墻面積比。在一般情況下，應以滿足室內采光要求作為窗墻面積比的確定原則，來規定窗墻面積比的數值是它能基本滿足較大進深房間的采光要求。 2 太陽輻射的主要影響因素 由于夏熱冬冷地區范圍大，東、西部氣候條件也各不相同，從建筑能耗角度來看，室外氣象參數對窗墻面積的要求也應根據氣象參數在不同地區，不同時間的變化規律進行確定。從這一地區建筑能耗分析中，窗對建筑能耗的損失主要二個原因，一是窗的熱工性能太差所造成夏季空調、冬季采暖室內外溫差的熱量損失的增加；另外就是窗因受太陽輻射影響而造成的建筑室內空調采暖能耗的增減。從冬季來看通過窗口進入室內的太陽輻射有利于建筑的節能，因此，減少窗的溫差傳熱是建筑節能中窗口熱損失的主要因素，而夏季由于這一地區窗對建筑能耗損失中，太陽輻射是其主要因素，夏季不同朝向墻面太陽輻射溫度日變化比冬季要復雜，不同朝向墻面日輻射和峰值出現的時間是不同的，因此，在確定不同朝向的窗墻面積比時也應有差別。如表1、表2所示為這一地區幾個城市最近10年（1989～1998年）氣象參數累計10年的統計值。 夏季各朝向墻面與水平面上的太陽總輻射照度（W/m2）表1

注：以上數據為1989～1998的累計10年統計值 部分城市室外氣象參數近10年來統計值表2

注：南京為建筑氣候區劃標準中數據。 根據表1中的數據，取某一天中所測的太陽輻射量為例進行分析，水平表面和垂直表面單位面積上所得太陽直接輻射量分別表示為： （1） （2） 式中：qH為水平表面上單位面積所得太陽直接輻射量； 為垂直表面上單位面積所得太陽直接輻射量； An為垂直表面方位角； As為太陽方位角； t為時間，式中積分從日出到日沒。 我們采用Gauss二次型數值積分可計算出（1）和式（2）建筑不同朝向表面單位面積上的太陽輻射，垂直表面以南向方位作為比較基準，那么可以得到不同的相對日輻射量的無因次量，其變化規律如圖1、圖2所示。可以看到，南向垂直表面冬季日輻射量最大，夏季反而偏小，東、西向垂直表面最大。這與實際情況相符合。表3是東、南、西、北垂直表面以及水平表面冬季和夏季單位面積上的相對日輻射量比較。 圖1 冬至日垂直表面各朝向單位面積上的相對日輻射量 圖2 夏至日垂直表面各朝向單位面積上的相對日輻射量 以上分析可看出，南向垂直表面冬季太陽輻射量最大，而夏季反而變小，東西向垂直表面最大，這與在夏熱冬冷地區緯度較低的實際情況相符合，也就是為什么這一地區尤其注重夏季防止東西向日曬，冬季盡可能爭取南向日照由。 圖3 不同負荷變化曲線 在北方地區《民用建筑節能設計標準》（采暖建筑部分）規定北向窗墻比大于0.25，南向不大于0.35。但在夏熱冬冷地區人們無論是過渡季節還是冬、夏兩季普遍有開窗加強房間通風的習慣。一是自然通風改善了室內空氣質量，二是自然通風冬季中午日照可以通過窗口直接獲得太陽輻射；夏季在兩個連晴高溫期間的陰雨降溫過程或降雨后連晴高溫開始升溫過程，夜間氣候涼爽宜人，房間通風能帶走室內余熱蓄冷，因此，南向窗墻面積比一般控制0.35以內。對于北向窗墻面積比，由于西部地區比東部地區上海，南京和中部地區的武漢等地室外風速小，自然通風時，南北向窗墻比面積相差過大，夏季不宜穿堂風的形成。另外窗口面積過小，容易造成室內采光不足，象西南這一地區冬季平均日照率≤25%，全年陰雨天很多，在緯度低的這一地區增大南窗的冬季太陽輻射所提供的熱量對室內采暖的作用有限，而且經過DOE-2程序計算和工程實例，冬季北向季風對北向窗口熱損失不明顯大于南窗，窗口面積太小，所增加的室內照明用電能耗，將超過節約的冷暖能耗，這一地區在進行圍護結節能設計時，不宜過分依靠減少窗墻比，應重點是提高窗的熱工性能。因此在制定標準中規定條件文為： 4.0.5窗戶（包括陽臺門的透明部分）的面積不應過大，不同朝向的窗墻面積比不應超過表4.0.5規定的數值。若窗墻面積比超過表4.0.5的規定值，則必須減小窗戶和圍護結構的傳熱系數，采用有效的遮陽措施，并通過計算建筑物的耗熱量，耗冷量指標和建筑物的采暖空調年耗量，使之不超過表4.0.5所列的限值。 不同朝向窗墻面積比的外窗傳熱系數 表4.0.5

注：1.廚房、衛生間窗墻比不受此表限制。 2.東、西向窗墻面積比大于0.25時，必須按有外遮陽方式考慮。 近年來居住建筑的窗墻面積比有越來越大的趨勢，這是因為商品住宅的購買者大部分希望自己的住宅更加通透明亮。考慮到臨街建筑立面美觀的需要，窗墻面積比超過4.0.5條的規定值是允許的，但當窗墻面積比超過規定值時，應首先考慮減小窗戶（含陽臺透明部分）的傳熱系數，如采用單框雙玻璃或中空玻璃窗，并加強夏季活動遮陽，其次可考慮減小外墻的傳熱系 數。 大量的調查和測試表明，太陽輻射通過窗進入室內的熱量是造成夏季室內過熱的主要原因，日本、美國、歐洲以及香港等國家和地區都把提高窗的熱工性能和陽光控制作為夏季防熱，住宅節能的重點，而且建筑普遍在窗外安裝有遮陽措施。而這一地區現有的窗戶普遍為合金窗，傳熱系數大，空氣滲透嚴重，而且大多數建筑無遮陽措施。因此，應對窗的熱工性能和窗墻面積比作出明確的規定。 以冬冷夏熱地區六層磚混結構試驗建筑為例，南向4層一房間大小為5.1m（進深）×3.3m（寬）×2.8m（高），窗為1.5m×1.8m單框鋁合金窗在夏季連續空調時，計算不同負荷逐時變化曲線，可以看出通過墻體的傳熱量占總負荷的30%，通過窗的傳熱量最大，而且通過窗的傳熱中，主要是太陽輻射對負荷的影響，溫差傳熱部分并不大，如圖3、圖4所示。因此，應該把窗的遮陽作為夏季節能措施一個重點來考慮。條文中對西（東）向窗墻面積比限制較嚴，是因為夏季太陽輻射在西（東）和最大，如圖5所示，為夏熱冬冷地區幾個主要城市夏季不同朝向墻面日輻射強度的日變化規律，可以看出不同朝向墻面日輻射強度的日變化規律，可以看出不同朝向墻面日輻射強度的峰值，以西（東）向墻面為最高，西南（東南）向墻面次之，西北（東北）向又次之，南向墻更為次之，北向墻為最小。因此，對西（東）向窗墻面積比嚴格控制是合理的，而對南向窗墻面積比定為0.35也符合這一地區起居室窗口面積大這一人們的生活習慣。當然對超過《標準》表4.0.4規定后，對窗的傳熱系數和窗戶的遮陽太陽輻射透過率作嚴格的限制，一是真正做到住宅的節能，二又給建筑師設計、開發商、這一地區人們的生活方式提供了更大的空間。 圖4 窗的能耗指標變化曲線 圖5 夏季不同朝向墻面日輻射變化曲線