建筑平面體形設(shè)計(jì)中的節(jié)能問(wèn)題分析

朱菊香

摘要：本文闡述了建筑平面體形節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)充分遵循建筑體形組合原則、建筑平面體形設(shè)計(jì)的整體性原則、建筑平面體形設(shè)計(jì)的定量原則。外墻、窗戶等進(jìn)行合適的設(shè)計(jì)，對(duì)輻射得熱、傳熱以及建筑平面體形設(shè)計(jì)中體形的風(fēng)流等進(jìn)行深入分析研究，提出了建筑整體降低能耗，充分實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的國(guó)策。

關(guān)鍵詞：建筑；平面體形設(shè)計(jì)；節(jié)能分析

前言

建筑平面體形主要指建筑結(jié)構(gòu)的平面形狀，建筑平面體形與建筑的耗能存在著直接聯(lián)系，如何在建筑平面體形設(shè)計(jì)中貫徹節(jié)能原則是建筑平面體形設(shè)計(jì)中面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。當(dāng)前，我國(guó)面臨著比較嚴(yán)重的資源形式，在建筑平面體形設(shè)計(jì)中充分考慮節(jié)能的問(wèn)題對(duì)節(jié)約資源具有重要意義。建筑平面體形設(shè)計(jì)中需將建筑結(jié)構(gòu)的美感與節(jié)能各種元素進(jìn)行充分融合，控制好體系系數(shù)，達(dá)到建筑審美與節(jié)能的雙重效果。

1建筑平面體形總體設(shè)計(jì)

建筑平面體形設(shè)計(jì)是建筑施工的一個(gè)藍(lán)本，對(duì)建筑整體有著直接影響。節(jié)能是對(duì)建筑平面體形設(shè)計(jì)的一個(gè)重要要求，在建筑平面設(shè)計(jì)充分符合節(jié)能要求可使建筑整體成本大大降低。建筑節(jié)能從廣義上講是建筑在整體生命周期中，建筑材料從開采到壽命期的終止整個(gè)時(shí)期每個(gè)環(huán)節(jié)均充分利用與提高能源的使用效率。建筑平面體形系數(shù)是常用的體形控制指標(biāo)之一，通常采用比值FON0來(lái)描述，描述的通常是建筑物室內(nèi)單位體積所需建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積，F(xiàn)0/V0值越小表示外墻面積越小，節(jié)能性越高。我國(guó)當(dāng)前對(duì)F0/V0作了界限，居住建筑以F0/V0=0.3作為界限，小于該值體形對(duì)節(jié)能可帶來(lái)幫助。建筑平面體形設(shè)計(jì)的過(guò)程中首先考慮的因素是建筑之間的組合方式，確保建筑各平面間可進(jìn)行巧妙的組合，在保證建筑質(zhì)量的前提下外墻面積更小。另外建筑平面體形設(shè)計(jì)的過(guò)程中需充分重視定量，將建筑設(shè)施與環(huán)境的組合關(guān)系作為考慮的一個(gè)重點(diǎn)。建筑平面體形設(shè)計(jì)中充分貫徹節(jié)能原則具有重要意義，首先可緩解我國(guó)日益嚴(yán)重的資源形勢(shì)，另外也可有效減少污染物的排放，生態(tài)環(huán)境可得到有效改善。通過(guò)技術(shù)手段減少建筑能耗，有效提高資源使用率，充分滿足建筑節(jié)能的要求。

2建筑平面體形節(jié)能的設(shè)計(jì)原則

2.1建筑體形組合原則

一個(gè)建筑會(huì)由多個(gè)部分組成，不同部分會(huì)進(jìn)行不同樣式的組合，在建筑平面體形設(shè)計(jì)中有效的組合可建筑的節(jié)能具有重要的意義。依據(jù)組合性原則，建筑的外墻面需盡力重疊，減少外墻面積。對(duì)建筑的外墻面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先將其劃分為若干個(gè)單元，然后再進(jìn)行相互結(jié)合設(shè)計(jì)，在充分減少外墻面積的情況下能耗也會(huì)有效降低，從而起到節(jié)能的效果。

2.2建筑平面體形設(shè)計(jì)的整體性原則

建筑雖然由不同的部分組成，但從外部看其仍是一個(gè)整體，建筑平面體形設(shè)計(jì)的過(guò)程中需充分重視設(shè)計(jì)的整體性。確保平面體形設(shè)計(jì)的整體性可有效避免建筑出現(xiàn)扭曲和變形的情況，同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也可得到提高。建筑行業(yè)中較為典型的設(shè)計(jì)理念即為建筑的整體性，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式對(duì)建筑進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。建筑平面體形設(shè)計(jì)中，在遵循整體性原則的基礎(chǔ)上也要充分考慮建筑的個(gè)性化特點(diǎn)，努力追求建筑良好的外觀，堅(jiān)持外觀美感和質(zhì)量并重的設(shè)計(jì)原則，充分體現(xiàn)出建筑的節(jié)能性和個(gè)性。建筑平面設(shè)計(jì)遵循整體性的基礎(chǔ)上需盡量減少小尺度和凹凸不齊的情況，使外墻能夠得到簡(jiǎn)單劃一和延長(zhǎng)。

2.3建筑平面體形設(shè)計(jì)的定量原則

建筑平面體形設(shè)計(jì)中重點(diǎn)突出建筑工程的定量原則可使建筑物達(dá)到節(jié)能的效果，這也有利于建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在建筑體形設(shè)計(jì)中應(yīng)將F0/V0盡量控制在0.15-0.30之間，這樣就會(huì)有效控制外界生態(tài)環(huán)境，也可以有效降低能源消耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

3建筑平面體形設(shè)計(jì)中具體部位的節(jié)能設(shè)計(jì)措施

3.1外墻的設(shè)計(jì)

外墻是建筑結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，需要對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃。外墻設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要充分重視地域特點(diǎn)，北方地區(qū)的外墻節(jié)能設(shè)計(jì)必須充分注重保溫效果：南方地區(qū)的外墻節(jié)能設(shè)計(jì)則需要注重外墻的隔熱效果。在對(duì)外墻顏色進(jìn)行選擇時(shí)，也要與當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境元素充分配合，從而使室內(nèi)能源消耗減少。如在北方地區(qū)，外墻要選擇吸熱效果較好的、有助于冬季室內(nèi)保溫的顏色，供暖可有效減少。在南方地區(qū)，外墻要選擇散熱效果較好的，有助于室內(nèi)采涼的顏色，能源消耗也可有效減少。

3.2建筑表面面積系數(shù)控制

通常情況下建筑的南面為吸熱面，其他墻面的熱損失為熱凈負(fù)荷，建筑的熱凈負(fù)荷與相應(yīng)的面積成正相關(guān)。從節(jié)能的角度看，與節(jié)能效果無(wú)關(guān)的外周圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總面積應(yīng)盡量減少。地區(qū)的不同南墻面的面積大小需進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，借助周圍環(huán)境的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)能耗的減少，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

3.3窗戶設(shè)計(jì)

建筑平面體形設(shè)計(jì)中對(duì)窗戶進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)也有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。窗戶設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可在窗戶的形式上進(jìn)行創(chuàng)新。建筑平面設(shè)計(jì)中窗戶的形式一般有推拉窗、平開窗（內(nèi)平開、外平開）、上推窗、固定窗等，選擇窗戶形式時(shí)要確保室內(nèi)通風(fēng)順暢，確保室內(nèi)空氣可得到有效的流通，與外界能進(jìn)行有效交換。從窗戶的形式上做出改變可使節(jié)能得到充分彰顯。

4建筑平面體形設(shè)計(jì)中基本平面形狀的節(jié)能效果

4.1輻射得熱分析

建筑物所處的環(huán)境與外界的太陽(yáng)輻射、風(fēng)、雨等有密切聯(lián)系，其中太陽(yáng)輻射對(duì)建筑的采熱和散熱具有重要聯(lián)系。建筑的不同朝向得到的太陽(yáng)能量是有所差別的。為使建筑南面墻的熱效果更好，外墻形式應(yīng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，一般情況下正方形比長(zhǎng)方形更加合理?；酒矫嬖O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將南立面盡量擴(kuò)大，北立面則應(yīng)盡量縮小。

4.2建筑平面體形設(shè)計(jì)中體形系數(shù)分析

不同形狀的F0/V0計(jì)算值比較，三角形FON0最大，圓形F0/V0則最小，多邊形數(shù)越多，F(xiàn)0/V0則越小，兩者呈負(fù)相關(guān)。以體形系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)，節(jié)能意義的順序一般為圓形、正方形、長(zhǎng)方形、三角形等。因此，在公共建筑中，建筑平面設(shè)計(jì)優(yōu)先使用的平面形狀為圓形和多邊形，三角形則不推薦使用。

4.3傳熱理論分析

建筑平面體形設(shè)計(jì)中不僅需要充分考慮平面形式，另外也需要充分考慮角度系數(shù)問(wèn)題。從傳熱理論分析，室內(nèi)空間如形成的角度越多，傳熱也就越快，在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少角系數(shù)，降低熱傳速度，降低能耗，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

4.4建筑平面體形設(shè)計(jì)中體形的風(fēng)流分析

不同平面形態(tài)的建筑室外風(fēng)環(huán)境對(duì)靜對(duì)建筑產(chǎn)生的影響也有所不同。迎風(fēng)口正壓區(qū)域越大會(huì)使建筑接受更多的風(fēng)量，室內(nèi)通風(fēng)條件可得到有效改善，這也是增加或者削弱迎風(fēng)面的有效方法。

5結(jié)語(yǔ)

建筑行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)，在建筑行業(yè)認(rèn)真貫徹落實(shí)節(jié)能措施，不僅可節(jié)約資源，同時(shí)也有助于建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為充分達(dá)到建筑節(jié)能的目標(biāo)，需要將平面設(shè)計(jì)中的相關(guān)因素進(jìn)行協(xié)調(diào)平衡，進(jìn)行全面控制，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的建筑體形節(jié)能設(shè)計(jì)效果。