1．计算依据
1.1 东南大学建筑节能研究组从江苏省气象局搜集的连续30年气象资料（见图1至图5）以及南京1989~1997年同期夏季和冬季的最热和最冷气象资料，即1994年夏季最热6、7、8三个月南京每小时的温度和太阳直接辐射和总辐射强度的气象数据；1995年12月和1996年1、2月的冬季最冷三个月的每小时的温度和太阳直接辐射和总辐射强度的气象数据（见图6至图9）。
1.2 瑞士联邦高等工科大学世界主要城市典型气象数据中的南京气象资料。
1.3 江苏省建委提供的江苏省划分的不同地域的气象典型特征资料，见表1。
表1 江苏省建委提供的不同地域气象资料 地区 冬季最冷月平均气温（℃） 冬季最低气温（℃） 夏季最热月平均温度（℃） 夏季最高气温（℃） 冬季最冷月照度时数（h） 夏季最冷月照度时数（h） Ⅰ苏州 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连云港 -0.1 -18.1 26.6 39.4 176.0 195.72计算方法
2.1 基本概念和理论
无论何种气象条件，它对所在地区建筑的室内热舒适的影响都要通过建筑外围护结构和建筑内部本身来体现。主要的衡量标准是建筑物在室外气候条件的长期作用下，室内在没有使用任何采暖和制冷设备的条件下，且室内空气的换气量达到健康要求（换气次数=0.5）时，室内温度的变化情况。我们把这个空气温度称作空气自由温度（free-run-temperature）。影响室内自由温度变化的主要参数有两个：
基于这样的分析，适合气候条件的建筑技术策略就显得非常清楚：利用γ调整室内自由温度，使其在一年四季里尽可能地接近或达到室内舒适温度；利用时间常数τ控制每天温度变化幅度在舒适范围内，同时避免热得失率γ的增加。
2.2 计算方法
2.2.1 计算房间的总传热系数
外围护结构的总传热系数K表示建筑外围护结构（包括透明和非透明部分）两侧空气温度差为1℃，在1h内以传热和空气交换的方式通过1m2所传递的热量值，计算式为：
K= [∑An,ext•qn+N•V•(c•ρ)air∕3600] ╱AextW/m2•K （1）
式中：An,ext 外围护结构各不同材料部分的表面积, m2；
Aext外围护结构总表面积,，m2；
qn通过不同材料外围护结构的热流强度，其计算式为：
qn=（te–ti）/[1/αi+Rn+1/αe]W/m2•K
式中： Rn外围护结构各不同材料的热阻，m2·K/W；
N 换气次数；
ρ空气的密度，kg/m3，
c空气的比热容，kJ/kg · K，
V 房间体积，m3。
2.2.2 计算房间的总蓄热量
C=[∑(ρ·c)n∙dn∙An ]/Ae J/m2·K（2）
式中：(ρ·c)n 围护结构各不同材料的体积热容，J/m3·K；
An 房间不同材料内围护结构的表面积，m2；
Ae 房间外围护结构的表面积, m2；
dn 室内围护结构不同材料的厚度（取墙或楼板天棚厚度的1/2）。
表2 不同材料厚度的取值限度 序号 材料名称 dn(m) 1 混凝土或水泥实心砖 0.10 2 空心砖 0.08 3 木 材 0.032.2.3 计算房间的平均总太阳能吸收系数
G=(g1∙A1+g2∙A2+∙∙∙∙∙∙+gn∙An)∕ A0
式中：A1, A2,∙∙∙∙∙∙,An 分别为外围护结构能够透射太阳辐射照度的各个门窗玻璃面积，m2；
A0房间外围护结构的总表面积，m2；
g1, g2,∙∙∙∙∙∙,gn分别为太阳透过外围护结构不同门窗的透射系数；
不同玻璃有不同的透射系数，普通玻璃常用的透射系数为：单层普通玻璃0.87；普通双层玻璃0.76。
g=(IT+ IA,in) / I0
式中：IT 太阳辐射照度透过玻璃传入室内的那部分,W/m2；
IA,in 太阳辐射照度穿过玻璃进入室内的那部分,W/m2；
I0 太阳总辐射照度 , W/m2。
2.2.4 γ的计算式为：
γ=G / K (m2·K/W)(3 )
2.2.5 τ的计算式为：
τ=C / K (h)(4)
2.2.6 单位面积采暖和制冷能耗计算式分别为：
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积的采暖能耗, (MJ/m2year)；
Eh全年平均每平方米使用面积的制冷能耗, (MJ/m2year)；
Ωh根据不同建筑物的全年室内自由温度变化所计算的全年采暖度日数（HDD）；
Ωc根据不同建筑物的全年室内自由温度变化所计算的全年制冷度日数（CDD）；
由于不同的材料和构造，采暖或制冷度日数会随之变化，因此有不同地区气候条件下采暖能耗的修正系数f1及不同地区气候条件下制冷能耗的修正系数f2，见表3。
表3 不同地区气候条件下采暖或制冷能耗的修正系数表 地 区 舒适范围(℃) 冬季采暖f1 夏季制冷f2 Ⅰ 苏州 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 连云港 12~28 1.22 0.84 15~28 1.17 0.84 18~26 1.14 0.843采暖制冷度日数、曲线表
我们对住宅的室内热舒适，提出3个不同的温度标准。即：(1)室内舒适温度为12~28℃,(2)室内舒适温度为15~28℃, (3)室内舒适温度为18~26℃。对应不同的舒适温度范围所需要的采暖度日数与制冷度日数，作出的反映对γ及τ具体要求的曲线见图10~25。
4 结论与节能建议
4.1 冬季采暖
在建筑物的热时间常数τ达到100以上时，对采暖度日数的影响不大；根据南京的气象条件，冬季减少采暖能耗改善热舒适的主要措施是：
增加γ值，以提高室内平均温度。因为
γ=G / K m2·K/W
具体方法是：
增加开窗面积和改善外围护结构的密闭性就可以最大限度地利用太阳能，且使获得的能量的流失最小。
4.1.1 舒适温度为12~28℃：当τ大于100时，对于南向房间，将γ调整到0.15以上，则可获得足够的能量使室内温度提高到12℃ 以上，且随着γ的增大，室内的温度将进一步提高，多余的能量可部分提供给北向房间。
北向房间则需要更大的γ，γ越大采暖能耗越小，因为北向获得的太阳能有限，因此需要通过增加北窗的热阻或减少开窗面积来提高γ。双向房间的有机结合和利用可使冬季不需要采暖（所有计算没有考虑人和必要的生活设施所产生的能量）。
4.1.2 舒适温度为15~28℃：由于舒适度相对提高，南向房间需要更大的τ和γ才能满足舒适要求。当τ >160，γ在0.2左右时，可以不需要采暖。北向房间则较弱，类似于舒适度为12~28℃的情况。
东西向则比较类似，随着γ值的增长，采暖度日数的减少速度要比北向快得多。所以在冬季，东西向的房间将仅次于南向，由于太阳的水平辐射照度较高，故采用加大窗面积，并选用较小导热系数的窗材会取得较好的采暖节能效果。
4.1.3 舒适温度为18~26℃：无论何种朝向，采暖是必不可少的。当γ>0.2时，采暖度日数的变化趋于稳定，此时主要起作用的是K值，随着K值的减小，采暖能量的需求将随之减小。
4.2 夏季制冷
对于南京的气象条件，无论舒适度的范围如何，制冷都是必不可少的。根据不同年份的气象资料，夏季有大约1.5~3个月的时间每日平均气温高于室内舒适温度。从制冷度日数的曲线可以清楚地看到无论怎样调整参数，制冷度日数不会等于0。为了解决冬夏季对太阳能的不同需求，力求使所需制冷时间、制冷功率和能耗明显减少，减少制冷设备的一次性投资和长期能源消耗，主要可采取以下措施：
4.2.1 尽可能小的γ值。这意味着尽量减少进入室内的太阳能，从而可以最大限度地减少制冷度日数，减少室内超过舒适温度范围的时间，并降低制冷所需功率。小γ的需求正与冬季大γ的需求相矛盾，为了很好地解决这一矛盾，南京需要高效能可调节的遮阳措施，有效的遮阳设施可使窗口对夏季太阳能的吸收减少到1/5。即同样的K值，当γ=0.2时，如果采用有效的遮阳设施，γ可降低到0.04，制冷度日数则根据不同朝向可减少到1/5~1/10。有非常可观的节能效果。在南京的气象条件下，夏季的有效遮阳是最合适的节能措施。
4.2.2 降低K值。这与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。
（说明：本文除计算方法及依其算得的曲线外，其余内容均经东南大学建筑节能研究组修改、补充）
