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【摘要】 早在20世纪80年代，我过就开展建筑节能工作的研究。随着全球气候变暖，生态环境破坏严重等一系列我们不得不面对的问题越来越严峻，建筑节能也越来越被大家所重视。针对建筑节能的重要性，指出建筑的布局、建筑的体形系数、建筑的朝向、建筑的日照间距、建筑的室外环境、绿化和水景等均能影响到建筑的节能，在进行建筑设计的时候，可以根据各方各面的要求采取有效的节能措施，使建筑产品既符合使用功能、建筑造型等要求，又满足建筑节能要求。
【关键词】 建筑体形系数建筑耗能建筑节能
中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：
1、建筑节能的基本概念、意义
1.1 建筑节能的基本概念
建筑节能，在发达国家最初为减少建筑中能量的散失，现在则普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。
建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。
1.2 建筑节能的意义
建筑节能是关系到我国建设低碳经济、完成节能减排目标、保持经济可持续发展的重要环节之一。要想做好建筑节能工作、完成各项指标，我们需要认真规划、强力推进，踏踏实实地从细节抓起。
建筑节能工作复杂而艰巨，它涉及政府、企业和普通市民，涉及许多行业和企业，涉及新建筑和老建筑，实施起来难度非常大。在建筑节能的初期推进过程中，我们定要付出精力、成本和代价。从这几年的实践效果看，仅靠出台一些简单的要求、措施和办法，完成建筑节能任务和指标很有难度，这就需要我们再思考，进行比较充分、细致、深层次的研究，找出其症结所在。
在房屋建造过程中，建筑节能要重点解决好外墙保温、门窗隔温等问题，很多建筑漏气都出现在这方面。另外，能利用太阳能的建筑应最大限度地使用这一资源，并在设计过程中实现太阳能与建筑一体化，增加建筑的和谐度和美观度；全面推行中水利用和雨水收集系统，大力推进废旧建筑材料和建筑垃圾的回收利用，使资源能够得到充分利用。
2、建筑体形系数的基本概念
建筑体形系数，是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。外表面积即我们通常所说的围护结构面积。围护结构是建筑物及房间各面的围护物，分为透明和不透明两种类型，不透明围护结构有墙、屋面、地板、顶棚等，透明围护结构有窗户、天窗、阳台门、玻璃隔断等。按是否与室外空气直接接触，又可以分为外围护结构和内围护结构。在不需特别加以指明的情况下，围护结构通常是指外围护结构。不采暖楼梯间隔墙和户门属于围护结构，但计算建筑体形系数时，外表面积不包括地面以及不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。设建筑物接触室外大气的外表面积为F0，其所包围的体积为V0，则建筑体形系数S= F0/ V0。
建筑体形系數中所指的外表面积不包括女儿墙，也不包括屋面层的楼梯间与设备用房等的墙体。突出墙面的构件如空调板在计算时忽略掉，按完整的墙体计算即可。单一朝向外窗(门)面积和墙面积(含窗面积)的比值一般称窗墙面积比。 窗墙比中的墙指一层室内地坪线至屋面高度线之间的墙体。凸窗的侧板、窗台板、窗顶板对节能影响较大，虽然外墙面积不用考虑增加，窗面积按展开面积计算，但其自身保温隔热措施在地方规范中大多有所要求。
窗户和墙体该归入哪个朝向来计算节能，各地规定会略有不同。通常朝向以45度角平分，如东南至西南向之间的90度角归入南向。但也有些地方某朝向的归入计算范围会扩大到120度或缩小到60度的，具体情况要看各地方的规定，这可以在节能地方规范中查找到，在节能软件中也可以查看到各地方的朝向计算方法。
3、影响建筑物耗热量的基本因素
除了围护结构的保温性能外，建筑的布局、建筑的体形系数、建筑的朝向、建筑的日照间距、建筑的室外环境、绿化和水景等都对耗热有很大影响。一般来说，体型复杂的建筑的耗热指标大，东西向比南北向建筑耗热指标大。另外，适当减小窗墙比及提高窗缝的密封性，减少空气渗透量，也可明显减少能耗，以达到节能的目的。在进行建筑节能或保温设计时，要充分利用有利因素，克服不利因素。
4、建筑体形系数和建筑节能的关系
建筑体形系数与建筑物的节能有直接关系，体形系数越大，说明同样建筑体积的外表面积越大，散热面积越大，建筑能耗就越高，对建筑节能越不利，体形系数越小对建筑节能越有利。也就是说，在其他条件相同的情况下，体积小、体形复杂的建筑，以及平房和低层建筑，体形系数较大，对节能不利。体积大、体形简单的建筑，以及多层和高层建筑，体形系数较小，对节能较为有利。通常宽的建筑比窄的好，高的比矮的好，外表整齐的比外表凸凹变化的好。
减少建筑物体型系数，也就是减少建筑物外表面积，减少外围护结构面积，减少建筑形体的凹凸，是节能的有效措施之一。 通常居住建筑体形系数控制在0.3。若体形系数大于0.3，则屋顶和外墙应加强保温，其传热系数应满足规定。
5、建筑体形系数在建筑节能中的应用
为得到合理的、有利节能的建筑体形，体形系数一般应控制在0.3以内，住宅进深应扩大到10m以上，而长度则以55m为宜。
从热传递方面分析，通常建筑物实墙的阳角内侧气流较通风口处差且散热面相对比较大，所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在此处，所以一般交角处是建筑物耗能量较大的部位。如果建筑物设计成圆柱形，则外墙棱角少，外表面积也小，有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凸凹变化的建筑要节能。
从接收太阳辐射热能考虑，应使建筑物南向墙面的面积尽量的大，其他墙面的外表面积尽可能的小，也就是说南向墙面与其他各方位墙面的面积比应是越大越好。另外，也可以利用植物来调节气温，在日照强烈的墙面，种植植物来吸收太阳热量，减少传入室内的热源。
从降低建筑能耗的角度出发，应该将体形系数控制在一个较低的水平上，有关研究表明，当建筑物的体形系数为0.15时最为节能。但是，体形系数不仅影响外围护结构的传热损失，它还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关。体形系数过小，将制约建筑师的创造性，造成建筑造型呆板，平面布局困难，甚至损害建筑功能。因此，综合考虑多方面的要求，建筑物体形系数宜控制在0.30及0.30以下，若体形系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温，且在有关节能标准中列出了体形系数小于等于 0.3和 大于0.3的两种采暖住宅外围护结构传热系数限值标准。据此规定，宜多建多层多单元的板式住宅，尽可能减少低层住宅和点式住宅，多层住宅中4个单元、6层楼及以上的住宅一般能控制在0.30以下，高层建筑更易做到，最好避免作2000 ㎡以下的低层住宅，当建筑面积为3000-5000 ㎡时，层数以5-6层为宜，当建筑面积为5000-8000 ㎡时，以6-8层为宜。
不同体形系数的建筑，其耗热量指标是不同的，但是，原标准的耗热量指标是以体形系数为0.30左右的多层住宅建筑为基准而制订的，某一地区，只有一个牦热量指标，对于新设计的节能住宅，不论其体形系数大小，均应达到这一指标。这一规定，对于占绝大多数体形系数小于或等于0.30的多层和中高层住宅来说是完全可行的，对于占少数的体形系数在0.31—0.35的多层住宅来说是基本可行的，因为外墙和屋顶要求的保温厚度不大，对于占极少数的体形系数大于0.35的低层和点式住宅来说，由于外墙和屋顶要求的保温厚度过大，在实施中就发生了困难。因此、在本标准的耗热量指标仍以体形系数为0.30左右的多层住宅建筑为基准来制订。为了从总体上实现节能目标，不仅要求体形系数小于或等于0.30的多层和中高层住宅建筑的耗热量指标达到规定要求，而且要求体形系数大于0.30，小于或等于0.35的多层住宅建筑的耗热量指标也达到规定要求。
鉴于节能和节地的需要，我国今后城市新建住宅，绝大多数将是中高层和高层建筑，预计体形系数小于或等于0.35的住宅建筑将占绝大多数，保证这些住宅建筑的耗热量指标达到规定要求，就能从总体上实现节能目标。
结余
综上所述,住宅建筑节能是一项系统工程,它不但与建筑的规划与设计密不可分,而且还涉及其他许多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用,设备设计、管理等,只有对它们进行综合考虑,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。
参考文献
【1】 民用建筑节能管理规定。中华人民共和国建设部。2006
【2】 建筑节能工程施工质量验收规范(GB50411-2007)。中华人民共和国建设部。2007
【3】 住宅性能评定技术标准（GB/T 50362-2005）。中华人民共和国建设部。2006
【4】 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ 26-2010）。中华人民共和国建设部。2010
【5】 居住建筑节能设计标准（DBJ03-35-2008）。内蒙古自治区建设厅。2008
【6】 黎嘉霖著。关于建筑设计与建筑节能的探讨。大科技·科技天地。2010
【7】 盖广清等著。既有住宅建筑墙体节能改造方法的研究。新型建筑材料。2007
【8】 张志国著。建筑节能新技术在工程中的应用。商品与质量·建筑与发展。2010
【9】 吴剑斌著。浅谈建筑设计中的节能控制。科技资讯。2008
【关键词】 建筑体形系数建筑耗能建筑节能
中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：
1、建筑节能的基本概念、意义
1.1 建筑节能的基本概念
建筑节能，在发达国家最初为减少建筑中能量的散失，现在则普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。
建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。
1.2 建筑节能的意义
建筑节能是关系到我国建设低碳经济、完成节能减排目标、保持经济可持续发展的重要环节之一。要想做好建筑节能工作、完成各项指标，我们需要认真规划、强力推进，踏踏实实地从细节抓起。
建筑节能工作复杂而艰巨，它涉及政府、企业和普通市民，涉及许多行业和企业，涉及新建筑和老建筑，实施起来难度非常大。在建筑节能的初期推进过程中，我们定要付出精力、成本和代价。从这几年的实践效果看，仅靠出台一些简单的要求、措施和办法，完成建筑节能任务和指标很有难度，这就需要我们再思考，进行比较充分、细致、深层次的研究，找出其症结所在。
在房屋建造过程中，建筑节能要重点解决好外墙保温、门窗隔温等问题，很多建筑漏气都出现在这方面。另外，能利用太阳能的建筑应最大限度地使用这一资源，并在设计过程中实现太阳能与建筑一体化，增加建筑的和谐度和美观度；全面推行中水利用和雨水收集系统，大力推进废旧建筑材料和建筑垃圾的回收利用，使资源能够得到充分利用。
2、建筑体形系数的基本概念
建筑体形系数，是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。外表面积即我们通常所说的围护结构面积。围护结构是建筑物及房间各面的围护物，分为透明和不透明两种类型，不透明围护结构有墙、屋面、地板、顶棚等，透明围护结构有窗户、天窗、阳台门、玻璃隔断等。按是否与室外空气直接接触，又可以分为外围护结构和内围护结构。在不需特别加以指明的情况下，围护结构通常是指外围护结构。不采暖楼梯间隔墙和户门属于围护结构，但计算建筑体形系数时，外表面积不包括地面以及不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。设建筑物接触室外大气的外表面积为F0，其所包围的体积为V0，则建筑体形系数S= F0/ V0。
建筑体形系數中所指的外表面积不包括女儿墙，也不包括屋面层的楼梯间与设备用房等的墙体。突出墙面的构件如空调板在计算时忽略掉，按完整的墙体计算即可。单一朝向外窗(门)面积和墙面积(含窗面积)的比值一般称窗墙面积比。 窗墙比中的墙指一层室内地坪线至屋面高度线之间的墙体。凸窗的侧板、窗台板、窗顶板对节能影响较大，虽然外墙面积不用考虑增加，窗面积按展开面积计算，但其自身保温隔热措施在地方规范中大多有所要求。
窗户和墙体该归入哪个朝向来计算节能，各地规定会略有不同。通常朝向以45度角平分，如东南至西南向之间的90度角归入南向。但也有些地方某朝向的归入计算范围会扩大到120度或缩小到60度的，具体情况要看各地方的规定，这可以在节能地方规范中查找到，在节能软件中也可以查看到各地方的朝向计算方法。
3、影响建筑物耗热量的基本因素
除了围护结构的保温性能外，建筑的布局、建筑的体形系数、建筑的朝向、建筑的日照间距、建筑的室外环境、绿化和水景等都对耗热有很大影响。一般来说，体型复杂的建筑的耗热指标大，东西向比南北向建筑耗热指标大。另外，适当减小窗墙比及提高窗缝的密封性，减少空气渗透量，也可明显减少能耗，以达到节能的目的。在进行建筑节能或保温设计时，要充分利用有利因素，克服不利因素。
4、建筑体形系数和建筑节能的关系
建筑体形系数与建筑物的节能有直接关系，体形系数越大，说明同样建筑体积的外表面积越大，散热面积越大，建筑能耗就越高，对建筑节能越不利，体形系数越小对建筑节能越有利。也就是说，在其他条件相同的情况下，体积小、体形复杂的建筑，以及平房和低层建筑，体形系数较大，对节能不利。体积大、体形简单的建筑，以及多层和高层建筑，体形系数较小，对节能较为有利。通常宽的建筑比窄的好，高的比矮的好，外表整齐的比外表凸凹变化的好。
减少建筑物体型系数，也就是减少建筑物外表面积，减少外围护结构面积，减少建筑形体的凹凸，是节能的有效措施之一。 通常居住建筑体形系数控制在0.3。若体形系数大于0.3，则屋顶和外墙应加强保温，其传热系数应满足规定。
5、建筑体形系数在建筑节能中的应用
为得到合理的、有利节能的建筑体形，体形系数一般应控制在0.3以内，住宅进深应扩大到10m以上，而长度则以55m为宜。
从热传递方面分析，通常建筑物实墙的阳角内侧气流较通风口处差且散热面相对比较大，所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在此处，所以一般交角处是建筑物耗能量较大的部位。如果建筑物设计成圆柱形，则外墙棱角少，外表面积也小，有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凸凹变化的建筑要节能。
从接收太阳辐射热能考虑，应使建筑物南向墙面的面积尽量的大，其他墙面的外表面积尽可能的小，也就是说南向墙面与其他各方位墙面的面积比应是越大越好。另外，也可以利用植物来调节气温，在日照强烈的墙面，种植植物来吸收太阳热量，减少传入室内的热源。
从降低建筑能耗的角度出发，应该将体形系数控制在一个较低的水平上，有关研究表明，当建筑物的体形系数为0.15时最为节能。但是，体形系数不仅影响外围护结构的传热损失，它还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关。体形系数过小，将制约建筑师的创造性，造成建筑造型呆板，平面布局困难，甚至损害建筑功能。因此，综合考虑多方面的要求，建筑物体形系数宜控制在0.30及0.30以下，若体形系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温，且在有关节能标准中列出了体形系数小于等于 0.3和 大于0.3的两种采暖住宅外围护结构传热系数限值标准。据此规定，宜多建多层多单元的板式住宅，尽可能减少低层住宅和点式住宅，多层住宅中4个单元、6层楼及以上的住宅一般能控制在0.30以下，高层建筑更易做到，最好避免作2000 ㎡以下的低层住宅，当建筑面积为3000-5000 ㎡时，层数以5-6层为宜，当建筑面积为5000-8000 ㎡时，以6-8层为宜。
不同体形系数的建筑，其耗热量指标是不同的，但是，原标准的耗热量指标是以体形系数为0.30左右的多层住宅建筑为基准而制订的，某一地区，只有一个牦热量指标，对于新设计的节能住宅，不论其体形系数大小，均应达到这一指标。这一规定，对于占绝大多数体形系数小于或等于0.30的多层和中高层住宅来说是完全可行的，对于占少数的体形系数在0.31—0.35的多层住宅来说是基本可行的，因为外墙和屋顶要求的保温厚度不大，对于占极少数的体形系数大于0.35的低层和点式住宅来说，由于外墙和屋顶要求的保温厚度过大，在实施中就发生了困难。因此、在本标准的耗热量指标仍以体形系数为0.30左右的多层住宅建筑为基准来制订。为了从总体上实现节能目标，不仅要求体形系数小于或等于0.30的多层和中高层住宅建筑的耗热量指标达到规定要求，而且要求体形系数大于0.30，小于或等于0.35的多层住宅建筑的耗热量指标也达到规定要求。
鉴于节能和节地的需要，我国今后城市新建住宅，绝大多数将是中高层和高层建筑，预计体形系数小于或等于0.35的住宅建筑将占绝大多数，保证这些住宅建筑的耗热量指标达到规定要求，就能从总体上实现节能目标。
结余
综上所述,住宅建筑节能是一项系统工程,它不但与建筑的规划与设计密不可分,而且还涉及其他许多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用,设备设计、管理等,只有对它们进行综合考虑,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。
参考文献
【1】 民用建筑节能管理规定。中华人民共和国建设部。2006
【2】 建筑节能工程施工质量验收规范(GB50411-2007)。中华人民共和国建设部。2007
【3】 住宅性能评定技术标准（GB/T 50362-2005）。中华人民共和国建设部。2006
【4】 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ 26-2010）。中华人民共和国建设部。2010
【5】 居住建筑节能设计标准（DBJ03-35-2008）。内蒙古自治区建设厅。2008
【6】 黎嘉霖著。关于建筑设计与建筑节能的探讨。大科技·科技天地。2010
【7】 盖广清等著。既有住宅建筑墙体节能改造方法的研究。新型建筑材料。2007
【8】 张志国著。建筑节能新技术在工程中的应用。商品与质量·建筑与发展。2010
【9】 吴剑斌著。浅谈建筑设计中的节能控制。科技资讯。2008