建筑平面形态的节能设计探索

建筑平面形态的节能设计探索

苏捷锋

广东博意建筑设计院有限公司广东佛山528312

摘要：新时期，建筑物工程节能环保任务十分艰巨，只有做好建筑物平面的节能环保设计才能减少建筑物对能源的消耗与损耗，提高建筑物的使用效率，为人们打造出健康、和谐、绿色的生态环境。本文分析了建筑物平面形态节能设计的意义以及节能设计思路、方法。

关键词：建筑；平台形态；节能设计；意义；方法

建筑能源消耗问题一直是困扰建筑行业发展的大问题，也是整个社会需要面对的一大难题，随着节能环保社会建设步伐的加快，建筑平面形态的节能设计面临更加严峻的任务，必须做好建筑平面形态节能设计，从而提高建筑工程的建设水平，创造节能环保、舒适的建筑空间。

一、建筑平面形态节能设计的意义

21世纪是人类生态环境保护的关键时期，在认识到了节能环保对于可持续发展社会的建设的重要性之后，人们越来越开始重视资源节约与环境保护，从而节能理念被映入了各个行业的发展规划中，成为一项被人们广泛认可与认同的心照不宣的科学理念，然而，建筑行业被公认为能耗较高的行业，据调查：我国建筑的能耗占据了整个社会能源消耗的32%，同时，建筑工程材料对应带来的能耗也占据了社会总体能源消耗的13%，传统的建筑工程设计忽视了节能环保这一重要理念，大面积的非节能建筑流行于市面，不仅加剧了能源的消耗，也为业主带来了巨大的经济负担，间接地对自然环境、生态环境等带来不良影响，在这种情况下就必须改变传统的建筑设计理念，将节能环保理念重新纳入建筑设计中，从平面形态的设计入手来进行节能设计，打造出高效、节能、环保的建筑平面形态，从而减少对自然环境的不良影响，也减轻业主的能源负担，建筑平面形态的节能设计能够带动整个建筑行业的节能发展，从而减少建筑行业对能源资源的消耗，从而实现整个社会的健康、节能发展。

二、建筑平面形态的节能设计思路

建筑平面形态的节能设计需要遵循科学的思路，要想达到平面节能设计的理想效果，则要把握好整体性设计、组合性设计、定量设计等。具体体现为：

1、整体性设计

建筑平面形态的整体性设计简单说是要对建筑平面实行整体性设计，让建筑从平面呈现为一个完整的立面或整体，控制局部分割与形变，达到一个平面形态的整体、完整，要严格控制随意搭配、凌乱设计等现象，从而达到节能环保的目标，通常来说，建筑的平面形态越简单、集中对应的节能效果越好，主体建筑一般适合选择规则图形形态，例如：三角形、方形，依托于这些规则平面图形来做出局部的雕饰与设计，达到更好的艺术效果与美学效果。

2、体形组合设计

科学的体形组合能够有效地支持建筑节能、减排，从而达到理想的节能效果，特别是建筑物的外墙面，一般应积极地将建筑各个单元的外墙组合起来，以此来控制整体外墙占据的面积，从而达到有限土地资源的高效利用，科学地规划土地。然而，需要注意的是建筑平面体形的组合设计需要在达到消防安全、园林景观合理设计的前提下再加以组合，其中要重点把握好建筑西山墙的规划与设计，严格因为夏天阳光充分地进入西山墙所造成的室内温度上升现象，从而借助人工空调来降温，这样就偏离了节能设计的目标。

3、体形定量设计

新时期，建筑平面设计需要强化环境因素的思考，也就是建筑自身与环境之间的关系，建筑物自身的设计对客观环境带来的影响，以及客观环境对建筑物自身的影响，要在二者之间找到一个科学的数据定位，从而实行定量控制，从而达到建筑工程的高效利用与节能运行，实现建筑的健康、可持续发展。例如：高层建筑设计中，FO/V,其中O----要在0.1-0.15范围内，距离较近、定位密集的建筑群，则需要从采光、环境影响、局部气候调节等角度出发，重点考虑O的数值，将其称为重点建筑设计标准，从而达到对一些高能耗区域的能耗控制，达到节能环保的目标。

三、建筑平面形态的绿色规划

建筑物的选址定位十分重要，要优选朝阳又避风的区域，而且要科学把握体形设计，确保太阳能、风等自然资源的充分、合理利用，控制热量损耗，最大程度地利用太阳能转化为建筑日常使用所需的电能、热能等，建筑的选址、定位与布局等还要同城市整体规划协调一致，要结合一个区域的主体风向，在能利用自然风来实现室内空气流通的基础上来回避主体风向。

要增加自然水体与绿色植物在建筑物周围的设计，建筑平面的规划与设计要充分地利用附近的水体设施，例如：人工湖、喷泉等，以及四周的自然景色、绿色景观，特别是绿色草地、植物等都具有生物光合作用，在夏季能调节局部气候，降低建筑物周围的温度，从而达到自然降温的作用，而且绿色植物的吸烟滞尘功能也能对建筑平面带来绿色保护作用，为建筑物形成一道天然的保护屏障，对此需要扩大建筑物平面四周绿色植物的种植面积，从而达到良好的气候调节效果。与此对应的就是要控制建筑物四周水泥地面的设计，一方面控制了对热辐射的吸收，另一方面也达到了局部环境的绿化美化。

四、平面形态节能设计参数分析

建筑平面形态的设计需要对各种参数进行合理地规划与设计，其中涉及到多种参数的对比与分析，从中对比实际的节能成效，以此来确保建筑平台形态的节能设计。

1、体形系数分析

所谓体型系数，用公式：FO/VO的数值来表示，经过计算得出：圆形的数值最小，相反，三角形的体型系数为最大，其中的原理体现为：图形的边数越多，对应的体型系数则越小，很明显，通过体型系数对节能设计进行评价，则可以依次将建筑物的形状设计为：圆形、多边形、四边形、三角形，为了达到节能设计的目标，圆形建筑最为适合，相反，三角形不适合。

2、辐射得热分析

建筑物由于处于相对复杂的环境中，其节能同多种外部因素相关，例如：太阳辐射就是一个最大的因素，这主要是因为建筑物无时无刻不接受阳光光照，吸收太阳辐射，特别是建筑物的外部平面会因为其所朝方向不同，对应所接受的太阳能力也有所差异，从太阳辐射得热角度分析：正四边形较矩形更加科学，南侧更长的矩形形态能够获得更多的太阳辐射，所以在建筑物外墙面积一样的条件下，需要适度地增加南立面面积，控制北立面面积。

3、体型的风流分析

建筑物平面形态的节能设计，要从空气流动角度考虑，也就是要重点做好建筑物通风性的科学处理，保证建筑空间内部空气处于一个相对流通的状态，从而实现室内外空气的交流、交换，这样就减少了需要额外处理室内空气的工作，减少进一步的能量损耗，对此科学设计建筑平面形态与结构，达到空气流通的状态十分关键。

4、传热理论分析

围绕建筑物的传热系数展开科学地分析，也可以尝试自建筑物平面结构形态的多个方面、若干角度来全面地思考，得出结论：建筑物整体的能源消耗会随着其平面的传热系数的增大而变大，对此需要控制建筑结构的能耗量，就需要建筑平面设计过程中，从结构设计角度出发，尽量控制结构能耗。

五、总结

建筑物平面形态的节能设计是一项十分重要的工程，通过节能设计能够创造理想的生活环境，对此，实际的建筑平面形态设计中需要从建筑的平面形态、空气流动状况、传热等方面综合考虑，全面权衡，从而提高建筑平面形态的科学设计，提高建筑物的节能水平。

参考文献：

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