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摘要：建筑体形系数是影响绿色建筑设计的重要因素之一，是建筑节能设计中的重要指标。本文以长沙梅溪湖绿建展示中心为例，研究建筑体形系数的可变性设计在绿色建筑中的应用，综合考虑不同季节建筑的能耗和需求，实现绿色建筑的灵活性和高效性设计。
关键词 可变体形系数；绿色建筑；应用
一、项目概况
长沙梅溪湖绿建展示中心项目位于湖南省长沙市岳麓区梅溪湖片区，基地南临岳麓山，北靠梅溪湖，景色优美，视野开阔。本建筑功能为办公，地上一二层为办公展示区，三至六层为办公区，七层为VIP办公及展示区，建筑用地面积5000m2，总建筑面积为12125.15m2，地上建筑面积8700.43m2，地下建筑面积3424.72m2。该项目集国家绿色三星和英BREEAM绿色评价双认证为一体，并于2013年12月份获得了英国绿色评价标准BREEAM的outstanding认证、科技部第十届精瑞科学技术奖的绿色人居金奖，是中南地区绿色建筑重要的标杆项目。
二、“可变体形系数”在该项目中的应用
长沙梅溪湖绿建展示中心设计理念为：有生命力的格子。理念来源于中国古代窗格的形式，并始终将“格致”理念贯穿于整个建筑设计中：如图1，建筑主体中部分“格子”体块为办公区，部分为连接周围“格子”体块的景观阳台休闲区，纵向上贯穿了两个楼层，达到建筑的平面、立面、剖面、包括景观的设计均围绕“格致”理念进行设计的效果。
考虑到建筑的南北面均有良好的景观视线，设计中增加南北向的景观阳台，使建筑更加人性化。同时外立面也呼应“格致”的设计理念，
景观阳台的设计，优化了建筑的使用功能：
1）亲近自然，提高绿化率。景观阳台的增设，不仅让室内使用者能观赏到岳麓山与梅溪湖的秀丽景色，保持人与自然的一个联通。在景观阳台上增加绿化，还能增加建筑绿化面积，使建筑与自然形成对话；
2）创造良好的室内小气候。建筑形体上“凹”面景观阳台的设计，将有利于建筑自身导风，增加室内空气流动，保持持久的空气清洁，同時阳台景观的设计也有利于调解室内小环境；
3）建筑人性化。在此类公共建筑中添设景观阳台空间，不只是为使用者观景提供方便，更重要的是它可以作为人们交流讨论的场所，使整体功能分区更为丰富，最终令该建筑更加人性化地为人们服务。
但是建筑在加入凹阳台后，为使用者送去方便的同时也带来以下问题：
1）能耗增加。过多的凹凸增大了该建筑的体形系数，从而增加了建筑的能耗，这样对于绿色建筑来说是不允许的；
2）人体舒适度的降低。在冬夏季节，室内进阳台的门需关闭以阻止热量的损失，但是如果使用者在阳台观景或者交流，由于阳台属于半室外空间，直接暴露于室外，就享受不到室内空调的影响，人体感觉不舒适。这也不符合该建筑“以人为本”的设计理念。针对前面提及的两个问题，本项目在设计阶段提出了“可变体形系数”这一概念。”可变体形系数”在国内外都鲜有提及，属于一个较为新颖的用于绿色建筑设计的方法。尽管在绿色建筑设计中有体现，但实际建成案例仍旧匮乏，无法准确有效地验证可变的体形系数对建筑的实际作用。在长沙梅溪湖绿建展示中心项目中应用“可变体形系数”这一被动式设计手法，我们重新验证了“可变体形系数”这一被动式设计手法的优势。
1、体形系数的变化：
在本项目中通过在观景阳台的外侧增加具有保温效果的电动遮阳玻璃百叶，使该建筑的体形系数具有可变性。该电动遮阳玻璃百叶是与空调系统联动的，空调开启，遮阳玻璃百叶就会自动关闭。实现了该建筑对此，我们把该建筑分为“打开模式”和“关闭模式”两种情况进行分析。
1）“打开模式”：
由于该项目位于夏热冬冷地区，春秋季节是过渡季节，室内空调不需开启，但需要打开窗户自然通风，阳台处的玻璃遮阳百叶也会自动打开，以保证空气的流动，保持良好的室内环境。此时，该建筑的围护结构为图3中红色线围合的区域，显然，由于建筑平面凹凸过多，外表面积较大，此时的建筑体形系数为0.21，由于春秋季节不使用空调，自然也不存在能耗大的现象。如图示：
2）“关闭模式”：
”凹”构造的景观阳台设计，为建筑外表面积减小、体积变大提供了可能，以此来影响建筑体形系数。冬夏季时，室内空调打开，玻璃百叶自动关闭，由于玻璃遮阳百叶具有保温功能，同时满足外围护结构的传热系数，取2.4 W/（m2.K）。此时，该建筑的围护结构为图4中红色线围合的区域，显然，通过与空调系统联动的玻璃遮阳百叶的关闭，实现了该建筑体形系数的变化，由于此时建筑平面没有凹凸变化，建筑直接与空气接触的外表面积减小，同时，建筑的体积变大，此时该建筑的体形系数为0.16。大大减小了该建筑的体形系数。
对于这两种模式，我们通过PBECA建筑节能
软件进行了两种模式下的模拟，得到了两组不同的数据：
2、遮阳与空调系统一体化设计：
通过“可变体形系数”，我们实现了遮阳与空调系统一体化的设计方式，将智能化的控制模式应用到绿色建筑设计中，为以后绿色建筑设计精细化与一体化设计提供一种思路。
三、产生的效果
人体舒适度的变化：
“可变体形系数”为整个绿色建筑设计增添了其他可能。例如，在过渡性季节，电动遮阳玻璃百叶的开启可以有效解决通风散热问题，而不同于一般的封闭式阳台；空间排布上，建筑内部景观阳台的营造，类似建筑内部与建筑外部环境的一个缓冲带，不仅间接联系了外部自然环境，而且作为可变体形系数界面，具有一定的隔声作用；在冬、夏季，电动遮阳玻璃百叶闭合后，办公区空调作用将可以扩充至景观阳台，如此，即便景观阳台空间未设置空调末端，建筑任然能够提供一个舒适的非空调公共空间。
四、结语与建议
“可变体形系数”的应用原理：“可变体形系数”，不仅可以在本项目中应用，还可以应用到其他建筑，例如利用外走廊的开闭，也可改变建筑的体形系数，如图示：
“可变体形系数”技术原理是：
通过设置阳台、外走廊或者其他功能房间把建筑凹进去的部分重新填充，成为一个过渡空间，减小建筑的外表面积，增大建筑体积，从而实现建筑体形系数的变化。
建筑体形系数变化的遮阳节能构造措施，通过总结，在此基础上，还可延伸出几种遮阳节能的构造：
“可变体形系数”应用的因地制宜性：
建筑体形系数的变换不是简单的“开关、闭合”，达到合理开关的可变界面，要考虑建筑不同的气候区划、不同的使用功能、不同的表面形式、不同的空调系统等不确定的条件。我们在使用“可变体形系数”进行绿色建筑设计的同时，也要根据项目本身的特点，因地制宜，合理应用，并通过软件模拟，分析其为使用者及建筑本身带来的“绿色”，综合判断，灵活应用。
参考文献：
[1]《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006，中国建筑工业出版社，2006.06.01；
[2]《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005，中国建筑工业出版社，2005.07.01；
[3]于富昌，《控制建筑体形系数 提高建筑节能》，2005年，第32卷第1期：31-33；
[4]邱高云、曹伟刚、许崇洋，《浅析建筑体形系数与建筑造型关系》，城市建设理论研究2011年第19期。
关键词 可变体形系数；绿色建筑；应用
一、项目概况
长沙梅溪湖绿建展示中心项目位于湖南省长沙市岳麓区梅溪湖片区，基地南临岳麓山，北靠梅溪湖，景色优美，视野开阔。本建筑功能为办公，地上一二层为办公展示区，三至六层为办公区，七层为VIP办公及展示区，建筑用地面积5000m2，总建筑面积为12125.15m2，地上建筑面积8700.43m2，地下建筑面积3424.72m2。该项目集国家绿色三星和英BREEAM绿色评价双认证为一体，并于2013年12月份获得了英国绿色评价标准BREEAM的outstanding认证、科技部第十届精瑞科学技术奖的绿色人居金奖，是中南地区绿色建筑重要的标杆项目。
二、“可变体形系数”在该项目中的应用
长沙梅溪湖绿建展示中心设计理念为：有生命力的格子。理念来源于中国古代窗格的形式，并始终将“格致”理念贯穿于整个建筑设计中：如图1，建筑主体中部分“格子”体块为办公区，部分为连接周围“格子”体块的景观阳台休闲区，纵向上贯穿了两个楼层，达到建筑的平面、立面、剖面、包括景观的设计均围绕“格致”理念进行设计的效果。
考虑到建筑的南北面均有良好的景观视线，设计中增加南北向的景观阳台，使建筑更加人性化。同时外立面也呼应“格致”的设计理念，
景观阳台的设计，优化了建筑的使用功能：
1）亲近自然，提高绿化率。景观阳台的增设，不仅让室内使用者能观赏到岳麓山与梅溪湖的秀丽景色，保持人与自然的一个联通。在景观阳台上增加绿化，还能增加建筑绿化面积，使建筑与自然形成对话；
2）创造良好的室内小气候。建筑形体上“凹”面景观阳台的设计，将有利于建筑自身导风，增加室内空气流动，保持持久的空气清洁，同時阳台景观的设计也有利于调解室内小环境；
3）建筑人性化。在此类公共建筑中添设景观阳台空间，不只是为使用者观景提供方便，更重要的是它可以作为人们交流讨论的场所，使整体功能分区更为丰富，最终令该建筑更加人性化地为人们服务。
但是建筑在加入凹阳台后，为使用者送去方便的同时也带来以下问题：
1）能耗增加。过多的凹凸增大了该建筑的体形系数，从而增加了建筑的能耗，这样对于绿色建筑来说是不允许的；
2）人体舒适度的降低。在冬夏季节，室内进阳台的门需关闭以阻止热量的损失，但是如果使用者在阳台观景或者交流，由于阳台属于半室外空间，直接暴露于室外，就享受不到室内空调的影响，人体感觉不舒适。这也不符合该建筑“以人为本”的设计理念。针对前面提及的两个问题，本项目在设计阶段提出了“可变体形系数”这一概念。”可变体形系数”在国内外都鲜有提及，属于一个较为新颖的用于绿色建筑设计的方法。尽管在绿色建筑设计中有体现，但实际建成案例仍旧匮乏，无法准确有效地验证可变的体形系数对建筑的实际作用。在长沙梅溪湖绿建展示中心项目中应用“可变体形系数”这一被动式设计手法，我们重新验证了“可变体形系数”这一被动式设计手法的优势。
1、体形系数的变化：
在本项目中通过在观景阳台的外侧增加具有保温效果的电动遮阳玻璃百叶，使该建筑的体形系数具有可变性。该电动遮阳玻璃百叶是与空调系统联动的，空调开启，遮阳玻璃百叶就会自动关闭。实现了该建筑对此，我们把该建筑分为“打开模式”和“关闭模式”两种情况进行分析。
1）“打开模式”：
由于该项目位于夏热冬冷地区，春秋季节是过渡季节，室内空调不需开启，但需要打开窗户自然通风，阳台处的玻璃遮阳百叶也会自动打开，以保证空气的流动，保持良好的室内环境。此时，该建筑的围护结构为图3中红色线围合的区域，显然，由于建筑平面凹凸过多，外表面积较大，此时的建筑体形系数为0.21，由于春秋季节不使用空调，自然也不存在能耗大的现象。如图示：
2）“关闭模式”：
”凹”构造的景观阳台设计，为建筑外表面积减小、体积变大提供了可能，以此来影响建筑体形系数。冬夏季时，室内空调打开，玻璃百叶自动关闭，由于玻璃遮阳百叶具有保温功能，同时满足外围护结构的传热系数，取2.4 W/（m2.K）。此时，该建筑的围护结构为图4中红色线围合的区域，显然，通过与空调系统联动的玻璃遮阳百叶的关闭，实现了该建筑体形系数的变化，由于此时建筑平面没有凹凸变化，建筑直接与空气接触的外表面积减小，同时，建筑的体积变大，此时该建筑的体形系数为0.16。大大减小了该建筑的体形系数。
对于这两种模式，我们通过PBECA建筑节能
软件进行了两种模式下的模拟，得到了两组不同的数据：
2、遮阳与空调系统一体化设计：
通过“可变体形系数”，我们实现了遮阳与空调系统一体化的设计方式，将智能化的控制模式应用到绿色建筑设计中，为以后绿色建筑设计精细化与一体化设计提供一种思路。
三、产生的效果
人体舒适度的变化：
“可变体形系数”为整个绿色建筑设计增添了其他可能。例如，在过渡性季节，电动遮阳玻璃百叶的开启可以有效解决通风散热问题，而不同于一般的封闭式阳台；空间排布上，建筑内部景观阳台的营造，类似建筑内部与建筑外部环境的一个缓冲带，不仅间接联系了外部自然环境，而且作为可变体形系数界面，具有一定的隔声作用；在冬、夏季，电动遮阳玻璃百叶闭合后，办公区空调作用将可以扩充至景观阳台，如此，即便景观阳台空间未设置空调末端，建筑任然能够提供一个舒适的非空调公共空间。
四、结语与建议
“可变体形系数”的应用原理：“可变体形系数”，不仅可以在本项目中应用，还可以应用到其他建筑，例如利用外走廊的开闭，也可改变建筑的体形系数，如图示：
“可变体形系数”技术原理是：
通过设置阳台、外走廊或者其他功能房间把建筑凹进去的部分重新填充，成为一个过渡空间，减小建筑的外表面积，增大建筑体积，从而实现建筑体形系数的变化。
建筑体形系数变化的遮阳节能构造措施，通过总结，在此基础上，还可延伸出几种遮阳节能的构造：
“可变体形系数”应用的因地制宜性：
建筑体形系数的变换不是简单的“开关、闭合”，达到合理开关的可变界面，要考虑建筑不同的气候区划、不同的使用功能、不同的表面形式、不同的空调系统等不确定的条件。我们在使用“可变体形系数”进行绿色建筑设计的同时，也要根据项目本身的特点，因地制宜，合理应用，并通过软件模拟，分析其为使用者及建筑本身带来的“绿色”，综合判断，灵活应用。
参考文献：
[1]《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006，中国建筑工业出版社，2006.06.01；
[2]《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005，中国建筑工业出版社，2005.07.01；
[3]于富昌，《控制建筑体形系数 提高建筑节能》，2005年，第32卷第1期：31-33；
[4]邱高云、曹伟刚、许崇洋，《浅析建筑体形系数与建筑造型关系》，城市建设理论研究2011年第19期。