论建筑平面体形设计中的节能问题

摘 要：随着社会的发展以及人们生活水平的提高，人们对环保意识也逐渐加深，并将其环保理念融入到社会各个领域当中。建筑行业在城市市场中占有主导地位，根据相关调查显示，既有建筑的能源消耗量非常大，严重污染到城市的生态环境，因此节能建筑是建筑行业发展的必然趋势。然而在实际工作中，我们应该如何将节能理念融入到建筑工程建设当中是建筑人员关注的热点话题。本文就建筑平面体形设计中的节能问题进行分析，以供参考。

关键词：建筑工程；平面体形设计；节能问题；建筑节能

在现代化社会发展过程中，人们的生活方式发生着巨大的变化，对于能源的需求量也在逐渐增加，这就给能源资源极度短缺的中国带来了严重的威胁，也无法真正推广节能理念。随着社会的发展，人们开始重视节能理念，并将其融入到社会各个领域当中，从而促进社会经济以及国民经济的健康发展。在城市发展中，建筑工程的能源消耗非常大，要想在城市中实现节能，就需要从建筑工程的建设着手。在建筑工程设计当中，平面体形设计是最为重要的工作环节，通过平面体形设计能够表现出整个建筑工程的外形，在其设计过程中，设计师不仅要保证其设计满足建设方的要求，还需要保证建筑工程适应城市发展，达到某一种文化艺术要求。如今，设计师还应该将节能理念引入到建筑设计当中，使之达到节能环保的要求。

1 建筑平面体形

在当前的建筑设计当中，建筑平面体形一般会通过体形系数来表示，即FO/VO来表示。所谓体形系数也就是建筑物与外界大气所接触的外表面积极其所围合的体积之间的比值，其中，外表面积中不涵盖地面、不采暖楼梯间隔的墙或门、女儿墙以及设备用房等各种墙体。要想保证建筑工程达到节能的效果，就需要通过最小的建筑外表面积来包围最大的建筑单位体积，也就是说，建筑体型系数越小，那么建筑外表面积就越小，这样就能够达到节能的效果。

根据当前我国现行的相关规定中，对建筑体形系数做了详细的定义，并将其做了接线，如果是住宅工程，那么建筑体形系数的界限应该为0.3。如果建筑体形系数没有在0.3以内，那么建筑的体形就能够达到节能的效果，并为日后建筑工程实现节能目标而奠定基础。但是在实际工作中，我们并没有从相关文献当中找到体形系数在建筑工程设计当中的相关规律与应用，也没有相关的经验，这就导致工程师无法对体形系数做充分的了解，实现节能也有一定的距离。

2 建筑平面体形设计的基本原则

在建筑工程平面体形设计过程中，为了是工程达到节能的效果，设计师必须要遵循以下单个原则：

2.1 建筑平面体形的整体性原则

所谓整体原则也就是在设计建筑工程的过程中，设计人员应该保证建筑平面的整体性，尽量不要将其分割而导致建筑显得凌乱。这是节能理念重点体现的一项基本原则，所以在对建筑工程进行体形设计的过程中，设计师应尽量采用比较典型的平面体形，例如方形，然后根据这些形状在稍作变化，从而达到视觉上的美观效果。另外，在对建筑进行平面设计的过程中，设计人员不得将其设计为凹凸不平的外形，而是通过简单的、平整的平面来完成建筑外墙设计，这样才能够在保证建筑平面整体性的前提下使其具有特点，达到美学的效果。

2.2 建筑平面体形的组合型原则

在建筑平面体形设计的过程中，通过各个部分的组合同样能够保证建筑实现节能的效果，例如可以将单元之间外墙进行科学的组合，这样能够减小建筑外墙的表面积，不仅能够达到节能的要求，还能够节约土地资源，充分发挥土地的利用价值。但是在建筑进行组合设计的过程中，设计人员必须要在满足各种设计要求的基础上进行组合，对西山墙进行重点设计，这样能够避免因夏季西晒而导致建筑室内的温度提高，最终提高空调的工作负荷，无法实现节能的效果。

2.3 建筑体形定量原则

21世纪的建筑设计应注意对环境的影响及环境对建筑使用带来的制约和作用，并应十分强调必要的定量控制，以贯彻建筑业的节能和可持续发展。一般而言，高层建筑的FO/VO一般控制0/10～0.15在之间，对于高密度聚居区的建筑开发、环境控制和小气候改善，应将FO/VO列入建筑设计技术指标，以控制高能耗区域的节能状况，意义甚大。

3 体形形态节能控制

体形形态是指建筑物平面所构成的形状特征。它取决于多项因素：城市景观、功能要求、技术条件、设计灵感等。建筑体形形态控制就是研究平面形状对建筑节能的影响。虽然建筑围护结构材料、构造相同，但是由于平面形状不同，建筑受太阳影响程度和建筑室内外通过外墙表面的热交换情况均有所差异。

通过各种分析，研究体形形态与建筑节能的关系和规律，对千姿百态的平面形状进行优化和对比，使建筑师在进行设计构思和选择方案过程中，对不同的平面形状有正确的节能评价，使建筑成为节能建筑。

4 基本平面形状的节能效果

4.1体形系数分析

从体形系数FO/VO的计算值可以看出，圆形的FO/VO最小，三角形最大，FO/VO与nl和B成反比，即多边形边数越多其FO/VO成递减关系。显而易见，以体形系数来评价，其对节能的意义顺序为：圆、多边形、正方形、长方形、三角形，圆和多边形为推荐平面形状，三角形对节能不利。

4.2 辐射得热分析

建筑物所处的室外环境并不是只与温度有关，尚与太阳辐射、风、雨等有关。其中太阳辐射是主要因素，建筑的外立面由于朝向不同其得到（或失去）的太阳能量也不同。以太阳辐射得热而论，正方形比长方形更合理，南侧较长的长方形平面形状的得热将较大，因此建筑师在外墙面积相同的情况下应尽量扩大南立面减小北立面。

4.3 传热理论分析

从建筑传热理论分析，一个室内空间如果所形成的角越多，那么由于热桥、传热方式变化，其传热就越快。因此，建筑师在选择平面形式时，除了要讨论FO/VO外，尚应充分考虑角系数问题，以尽量少的角系数为好。

4.4 体形的风流分析

建筑的不同平面形态将会使室外风环境对建筑的影响产生不同的反应，以增加建筑通风为目的的夏季而论，尽量大的迎风口正压区域会使建筑接受更多的风量，可以为改善室内通风条件创造良好的外部条件，增加（或削弱）迎风面的方法。

结束语

总之，在建筑设计中，关于平面体形的节能设计是需要考虑到各方面因素的，要在满足建筑的基本功能需求下，完成节能设计。笔者认为，建筑的体形形态最好不要有过多的角部设计，以降低热传导效应，提高节能效益。同时要对建筑体形的整个外表面积进行有效控制，尽可能的减少结构的面积，以减少热量流失。当然，建筑的平面体形设计若要实现良好的节能效果，其所涉及的因素是较为复杂的，只有将这些因素协调平衡，全面控制，才能实现真正的节能、生态、可持续发展的建筑体形设计效果。

参考文献

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[3]谢晓菲，张晓燕.浅谈建筑节能设计及措施[J].科技信息，2011（20）.