摘 要：隨著能源的日益緊缺，建筑節能被提上日程，越來越重要。本文發表在《能源與節能》，是建筑設計論文發表范文，文章主要分析了對建筑體形和平面形狀特征設計的節能效應。

　　關鍵字：建筑設計;平面體形;節能：能耗分析;節能原則;

　　0.前言：

　　現代生活和生產對能量的巨大需求與能源相對短缺之間日益尖銳的矛盾促進了世界范圍內節能運動的不斷展開。今天，“節約能源，提高能源利用系數”已經成為各行各業追求的重要目標。建筑行業也不例外。節能建筑方案設計有特定的原理和概念，其中建筑平面特征的控制是建筑節能研究的一個重要方面。

　　體形是建筑作為實物存在必不可少的直接形象和形狀，建筑所包容的空間是功能的載體，除滿足一定文化背景的美學要求外，其豐富的內涵也令建筑師神往。然而，建筑平面體形選擇所產生的節能效應，及由此產生的指導原則和要求卻常被人們忽視。我們應該研究不同體形對建筑節能的影響，確定一定的建筑體形節能控制的法則和規律。

　　1.建筑節能概述以及建筑節能必要性：

　　1.1概述

　　1.1.1節能：所謂的節能，是指加強用能管理，采取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施，減少從能源生產到消費各個環節中的損失和浪費，更加有效合理地利用能源。這既是節能法對“節能”的法律規定，也是能源委員會的節能概念。建筑節能是指在保證、提高建筑舒適性和生活工作質量的前提下，在建筑物使用的全過程中合理有效地使用能源，即降低能耗，提高能效。

　　1.1.2建筑能耗：我們常說的建筑能耗一般包括兩個層次的含義：廣義建筑能耗和狹義的建筑能耗。從廣義上來講建筑能耗包括建筑全生命周期內發生的所有能耗，從建筑材料(建筑設備)的開采、生產、運輸，到建筑壽命期終止銷毀建筑、建筑材料(建筑設備)所發生的所有能耗。狹義的建筑能耗是在建筑正常使用期限內，為了維持建筑正常功能所消耗的能耗。我們一般使用的建筑能耗是指狹義的建筑能耗。

　　1.1.3建筑節能：由于建筑能耗的含義相對應，建筑節能也衍生兩個層次的概念：廣義的建筑節能——在建筑全生命周期內，從建筑材料(建筑設備)的開采、生產、運輸，到建筑壽命期終止銷毀建筑、建筑材料(建筑設備)這一期限內，在每個環節上充分提高能源利用效率，采用可再生材料和能源，在保證建筑功能和要求的前提下，達到降低能源消耗、降低環境負荷的目的。狹義的建筑節能——在建筑物正常使用期限內，提高建筑設備的能效系數，降低建筑物通過外圍護結構的能量損失，同時充分利用可再生能源，在保證建筑功能和要求的前提下，達到降低能源消耗、降低環境負荷的目的。

　　1.1.4節能內涵：無論是廣義的建筑節能概念，還是狹義的建筑節能概念，其節能的內涵應該注意兩個方面的內容：首先，我們必須明確節能絕對不等同于能耗絕對數量的降低，絕對不應該以犧牲室內環境質量為代價。同時， 節能的關鍵因素在于能源使用效率的提高，最終的目標是實現室內人工環境與自然環境的和諧統一。

　　1.2建筑節能的必要性

　　能源是國民經濟的血液和動力，關系到社會正常運行和發展，關系到國家安全，關系到生態環境，也涉及到子孫后代的生存與發展。能源安全直接影響到國家安全、可持續發展及社會穩定。常規能源的剩余可采儲量是有限的，而且資源分布不均衡。因此，建筑節能被提上議程，關系長遠。

　　2.節能設計原則：

　　2.1建筑體形整體原則：作為蘊含節能意識的建筑平面體形應該具備明確的整體性特點，建筑外形具備完整意義上的鮮明特征，避免零亂、隨機和平面的過分變化，應滿足：主體建筑，建議采取典型的平面特征圓形，正方形等，在此基礎上 做適當的平面變化，創造一定的美學效果。 建筑平面，應盡量減少不必要的、小尺度的凹凸不齊，使外墻形成比較簡單劃一的延長，同樣可以創造出富于特點的形象。

　　2.2建筑體形組合原則：建筑平面做到各單元的有機結合，盡量使外墻面重疊， 以此減少外墻面積，尤其對住宅區規劃設計，應在滿足消防、景觀等要求的前提下，對住宅單元進行有序、有致的組合，并且注意西山墻面積的有效控制，以減少夏季西曬。

　　2.3建筑體形定量原則：21世紀的建筑設計應注意對環境的影響及環境對建筑使用帶來的制約和作用，并應十分強調必要的定量控制，其中建筑體形系數的定量評價，將成為建筑設計比學趕幫超的步驟，以實現建筑業的節能和可持續發展。

　　3.體形對節能的影響

　　3.1體形系數：體形系數是目前常用的體形控制指標之一，以比值FO/VO 來描述，物理意義是指圍合建筑物室內單位體積所需建筑圍護結構的面積，從節能建筑原理來講，是用盡量小的建筑外表面積來圍合盡量大的建筑內部單位體積。FO/VO越小則意味著外墻面積越小，也就是能量流失途徑越少，越具節能意義。體形系數控制原則對建筑設計的影響是深刻的，所表現的規律應該成為建筑體形方案選擇的依據之一，應盡量將建筑定位于具有節能意識的設計上來。

　　3.2基于形狀因子的節能分析：對于給定容積的建筑，體形系數與建筑物底面形狀、面積和建筑高度有關，而當建筑物的底面積和建筑高度確定好以后，不同的底面形狀影響體形系數的值，定義形狀因子，用以描述不同地面形狀影響體形系數的值。定義形狀確定后，此時的形狀因子僅僅與建筑使用面積建筑高度等參數結合起來就可以對體形系數完整的描述也可以對建筑某一獨立局部進行描述。

　　3.3最佳樓層數的確定：對于確定的體積的建筑，當建筑高度是定值的時候，建筑的總建筑面積是相等的，當底面積也相等的時候，形狀因子值越小體形系數值也越小。對于已經確定的底面形狀，形狀因子是確定的并可求，此時體形系數與建筑層數成函數關系，當體形系數取最小值的時候，建筑出于最節能的狀態，因此對于建筑總面積和層高是定值的時候，最佳節能樓層隨著形狀因子增大而減小，經計算我們可以得到一個這樣的結論，如果建筑底面形狀是圓形或者正方形的時候，建筑面積為3000㎡到5000㎡的時候層數以5層到6層最為節能。對于確定的形狀因子，體形系數值隨著建筑面積增大而減小，建筑面積確定時，體形系數值越大最佳體形系數值也越大。

　　3.4與其他節能方式的配合：基于對體形的設計，再通過具體的建筑科技來實現更高要求的節能。這些科技包括外墻、門窗和屋頂等節能技術，地(水)源熱泵系統、置換式新風系統、地面輻射采暖和太陽能等新能源的開發利用。其中，新能源的開發利用包括太陽能熱水器、光電屋面板、光電外墻板、光電遮陽板、光電窗間墻、光電天窗和光電玻璃幕墻等。實現建筑節能的過程，一是要通過設計，在建筑形體上達到最自然的通風采光保溫隔熱要求，二是要通過科學的施工組織設計，實現建筑機械使用效能的最大化，以此降低建筑機械使用帶來的能耗和二氧化碳排放;三是要通過優化設計，促成綠色、環保、生態建筑材料和低耗能設備在建筑上的使用，以及低碳、零碳建筑產品的最終實現;四是要通過技術創新、工藝創新，在科學可行的范圍內有效地節約建筑原材料，尤其是鋼材、混凝土和周轉材料的使用。

　　0.結束語：隨著經濟的發展，人們對建筑室內環境的要求不斷的提高，建筑能耗也相應的增加，導致的能源緊缺日益的嚴重，因此作為建筑師我們需要從建筑的角度為我們的地球做一定的貢獻，建筑的節能，首先是從設計的角度包含著對平面體形的推敲和對建筑高度的推敲，在此基礎上在運用新技術新材料達到更高的節能要求。在滿足使用要求的情況下，建筑能耗降到最低是我們每一個建筑師應該追求的境界。

　　參考文獻

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