建 筑 节 能(四章)王立雄
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我们可以认为L形、回字形、U形等都是细长方形平 面的变形，回字形是两端重合的细长方形。所以，在其 他条件相同的情况下，平面越细长，建筑的采暖能耗越 高，越不利于节能。
平面形 正方形 长方形 细长方 L形
状
形
A/V 0.16 0.17 0.18 0.195
热耗 100
106
114
124
（% ）
180 160 140 120 100
第4章 建筑单体设计与节能
4.2 建筑体形与节能的关系
下图表示北京及哈尔滨地区建筑耗热与建筑面积的关 系。
其中N代表建筑的层数。我们可以看出，当建筑为一 层时，建筑面积增加对于降低建筑物采暖能耗贡献很少。 这是因为建筑面积的增加，直接的结果就是建筑物屋顶 面积大幅度增加，即散热面积大幅度增加，以至于能耗 难以下降。
第4章 建筑单体设计与节能
4.1 建筑平面尺寸与节能的关系
4.1.4 建筑平面布局与节能
合理的建筑平面布局使建筑在使用上带来极大的方便， 同时也能有效地提高室内的热舒适度和有利于建筑节能。 在建筑热工环境中，主要从合理的热工环境分区及温度 阻尼取得设置两个方面来考虑建筑平面布局。
各种房间的使用要求不同，因而，其室内热环境也各 异，在设计中，应根据这种对热环境的需求而合理区分， 即将热环境质量要求相近的房间相对集中布置。
对于长方形节能建筑，最好的体形是长轴朝向东向的长 方形，正方次之，长轴南北向的长方形最差。以节能住 宅为例，板式住宅优于点式住宅。
增加建筑的长度对节能建筑有利，长度增加到50m后， 长度的增加给节能建筑带来的好处趋于不明显。所以节 能建筑的长度最好在50m左右，以不小于30m为宜。
第4章 建筑单体设计与节能
4.1 建筑平面尺寸与节能的关系
4.1.1 建筑平面形状
建筑物的平面形状主要取决于建筑物用地地块形状与 建筑的功能，但从建筑热工的角度上看，平面形状复杂 势必增加建筑物的外表面积，并带来热好的大幅度增加。 从建筑节能的观点出发，在建筑体积V相同的条件下， 当建筑功能要求得到满足时，平面设计应注意使围护结 构表面积A与建筑体积V之比尽可能地小，一减少表面 的散热量。
室外计算
温度（oC）
25
住宅建筑长度（米）
50
100
150
200
-20
121
110
100
97.9
96.1
-30
119
109
100
98.3
96.5
Βιβλιοθήκη Baidu
-40
117
108
100
98.3
96.7
140 120 100
80 60 40 20
0 25
-20 -30 -40
50
100
150
200
建筑长度与热耗的关系
建筑宽度与热耗的关系 表4-3
室外 计算
住宅建筑宽度（米）
温度 （oC）
11
12
13
14
15
16
17
18
-20 100 95.7 92 88.7 86.2 83.6 81.6 80
-30 100 95.2 93.1 90.3 88.3 86.6 84.6 83.1
-40 100 96.7 93.7 91.9 89 87.1 84.3 84.2
第4章 建筑单体设计与节能
4.1 建筑平面尺寸与节能的关系
4.1.3 建筑宽度与节能
居住建筑的宽度与能耗的关系如表4-3所示。表中可
以看出，在其他条件相同的情况下，增加居住建筑物的
宽度对节能有利。对于9层的住宅，如宽度从11m增加
到14m，能耗可减少6%~7%，如果增大到15~16m，
则能耗可减少12%~14%。
为了保证主要使用房间的室内热环境质量，可在该热 环境区与温度很低的室外空间之间，结合使用情况，设 置各式各样的温度阻尼区。
第4章 建筑单体设计与节能
4.2 建筑体形与节能的关系
4.2.1 围护结构面积与节能的关系
随着建筑物围护结构总面积A与建筑面积A0之比A/A0 的增加，建筑的能耗也相应地提高。需要说明的是，考 察围护结构对节能的影响时，必须考虑外墙（含外窗） 与屋顶保温性能之比。通常的办法是：计算屋顶传热系 数与外墙和外窗的加权平均传热系数之比。这是因为对 楼层面积相同的建筑而言，随着层数的增加，屋顶面积 占全部外围护结构的面积之比逐渐减少。同时，屋顶耗 热量占整个建筑外围护结构耗热的比例也在减少。
第4章 建筑单体设计与节能
4.2 建筑体形与节能的关系
通过大量分析，我们可以得出建筑物表面面积系数随 建筑层数、长度、进深的变化规律，见图4-3~图4-5。
第4章 建筑单体设计与节能
4.2 建筑体形与节能的关系
通过大量分析，我们可以得出建筑物表面面积系数随 建筑层数、长度、进深的变化规律，见图4-3~图4-5。 根据这些曲线可以总结出用表面面积系数评价节能建筑 的几点结论：
80 60 40 20
0
正方形
长方形
细长方形
L形
回字形 U形
0.21 0.25
136
163
回字形
U形
第4章 建筑单体设计与节能
4.1 建筑平面尺寸与节能的关系
4.1.2 建筑长度与节能
在其他条件相同的情况下，增加居住建筑物的长度对 节能有利。长度小于100m，能耗增加较大。例如，从 100m减至50m，能耗增加8%~10%；从100m减至 25m，对5层住宅，能耗增加25%，对9层住宅，能耗 增加17%~20%。
第4章 建筑单体设计与节能
4.2 建筑体形与节能的关系
4.2.2 表面面积系数
利用太阳能作房屋热源之一，从而达到建筑节能的目 的已越来越被人们重视。
从节能建筑的角度考虑，以外围护结构总面积越小越 好这一标准来评价建筑节能的效果是不够的，应以建筑 的南墙足够大，其他表面积尽可能小为标准去评价。为 此，这里引入“表面面积系数”这一概念，即建筑物其 他外表面面积之和A1(单位㎡)与南墙面积A2（单位㎡） 之比，这一系数更能反映建筑表面散热与建筑利用太阳 能而得热的综合热工情况。
第4章 建筑单体设计与节能
Energy Efficiency Principle In Building Design
第4章 建筑单体设计与节能
具有节能作用的规划设计为建筑节能创造了良好的外部 环境，合理的建筑单体设计是建筑节能的重要基础。只 有在符合节能原则的建筑单体上，围护结构，采暖空调 设备的节能措施才能充分发挥其效能。建筑单体的节能 设计主要是通过建筑形状、尺寸、体形、平面布局等多 方面的有效设计，使建筑物具有冬季有效利用太阳能病 减少采暖能耗，夏季能够隔热通风，这样，减少空调设 备能耗这两个方面能力。
平面形 正方形 长方形 细长方 L形
状
形
A/V 0.16 0.17 0.18 0.195
热耗 100
106
114
124
（% ）
180 160 140 120 100
第4章 建筑单体设计与节能
4.2 建筑体形与节能的关系
下图表示北京及哈尔滨地区建筑耗热与建筑面积的关 系。
其中N代表建筑的层数。我们可以看出，当建筑为一 层时，建筑面积增加对于降低建筑物采暖能耗贡献很少。 这是因为建筑面积的增加，直接的结果就是建筑物屋顶 面积大幅度增加，即散热面积大幅度增加，以至于能耗 难以下降。
第4章 建筑单体设计与节能
4.1 建筑平面尺寸与节能的关系
4.1.4 建筑平面布局与节能
合理的建筑平面布局使建筑在使用上带来极大的方便， 同时也能有效地提高室内的热舒适度和有利于建筑节能。 在建筑热工环境中，主要从合理的热工环境分区及温度 阻尼取得设置两个方面来考虑建筑平面布局。
各种房间的使用要求不同，因而，其室内热环境也各 异，在设计中，应根据这种对热环境的需求而合理区分， 即将热环境质量要求相近的房间相对集中布置。
对于长方形节能建筑，最好的体形是长轴朝向东向的长 方形，正方次之，长轴南北向的长方形最差。以节能住 宅为例，板式住宅优于点式住宅。
增加建筑的长度对节能建筑有利，长度增加到50m后， 长度的增加给节能建筑带来的好处趋于不明显。所以节 能建筑的长度最好在50m左右，以不小于30m为宜。
第4章 建筑单体设计与节能
4.1 建筑平面尺寸与节能的关系
4.1.1 建筑平面形状
建筑物的平面形状主要取决于建筑物用地地块形状与 建筑的功能，但从建筑热工的角度上看，平面形状复杂 势必增加建筑物的外表面积，并带来热好的大幅度增加。 从建筑节能的观点出发，在建筑体积V相同的条件下， 当建筑功能要求得到满足时，平面设计应注意使围护结 构表面积A与建筑体积V之比尽可能地小，一减少表面 的散热量。
室外计算
温度（oC）
25
住宅建筑长度（米）
50
100
150
200
-20
121
110
100
97.9
96.1
-30
119
109
100
98.3
96.5
Βιβλιοθήκη Baidu
-40
117
108
100
98.3
96.7
140 120 100
80 60 40 20
0 25
-20 -30 -40
50
100
150
200
建筑长度与热耗的关系
建筑宽度与热耗的关系 表4-3
室外 计算
住宅建筑宽度（米）
温度 （oC）
11
12
13
14
15
16
17
18
-20 100 95.7 92 88.7 86.2 83.6 81.6 80
-30 100 95.2 93.1 90.3 88.3 86.6 84.6 83.1
-40 100 96.7 93.7 91.9 89 87.1 84.3 84.2
第4章 建筑单体设计与节能
4.1 建筑平面尺寸与节能的关系
4.1.3 建筑宽度与节能
居住建筑的宽度与能耗的关系如表4-3所示。表中可
以看出，在其他条件相同的情况下，增加居住建筑物的
宽度对节能有利。对于9层的住宅，如宽度从11m增加
到14m，能耗可减少6%~7%，如果增大到15~16m，
则能耗可减少12%~14%。
为了保证主要使用房间的室内热环境质量，可在该热 环境区与温度很低的室外空间之间，结合使用情况，设 置各式各样的温度阻尼区。
第4章 建筑单体设计与节能
4.2 建筑体形与节能的关系
4.2.1 围护结构面积与节能的关系
随着建筑物围护结构总面积A与建筑面积A0之比A/A0 的增加，建筑的能耗也相应地提高。需要说明的是，考 察围护结构对节能的影响时，必须考虑外墙（含外窗） 与屋顶保温性能之比。通常的办法是：计算屋顶传热系 数与外墙和外窗的加权平均传热系数之比。这是因为对 楼层面积相同的建筑而言，随着层数的增加，屋顶面积 占全部外围护结构的面积之比逐渐减少。同时，屋顶耗 热量占整个建筑外围护结构耗热的比例也在减少。
第4章 建筑单体设计与节能
4.2 建筑体形与节能的关系
通过大量分析，我们可以得出建筑物表面面积系数随 建筑层数、长度、进深的变化规律，见图4-3~图4-5。
第4章 建筑单体设计与节能
4.2 建筑体形与节能的关系
通过大量分析，我们可以得出建筑物表面面积系数随 建筑层数、长度、进深的变化规律，见图4-3~图4-5。 根据这些曲线可以总结出用表面面积系数评价节能建筑 的几点结论：
80 60 40 20
0
正方形
长方形
细长方形
L形
回字形 U形
0.21 0.25
136
163
回字形
U形
第4章 建筑单体设计与节能
4.1 建筑平面尺寸与节能的关系
4.1.2 建筑长度与节能
在其他条件相同的情况下，增加居住建筑物的长度对 节能有利。长度小于100m，能耗增加较大。例如，从 100m减至50m，能耗增加8%~10%；从100m减至 25m，对5层住宅，能耗增加25%，对9层住宅，能耗 增加17%~20%。
第4章 建筑单体设计与节能
4.2 建筑体形与节能的关系
4.2.2 表面面积系数
利用太阳能作房屋热源之一，从而达到建筑节能的目 的已越来越被人们重视。
从节能建筑的角度考虑，以外围护结构总面积越小越 好这一标准来评价建筑节能的效果是不够的，应以建筑 的南墙足够大，其他表面积尽可能小为标准去评价。为 此，这里引入“表面面积系数”这一概念，即建筑物其 他外表面面积之和A1(单位㎡)与南墙面积A2（单位㎡） 之比，这一系数更能反映建筑表面散热与建筑利用太阳 能而得热的综合热工情况。
第4章 建筑单体设计与节能
Energy Efficiency Principle In Building Design
第4章 建筑单体设计与节能
具有节能作用的规划设计为建筑节能创造了良好的外部 环境，合理的建筑单体设计是建筑节能的重要基础。只 有在符合节能原则的建筑单体上，围护结构，采暖空调 设备的节能措施才能充分发挥其效能。建筑单体的节能 设计主要是通过建筑形状、尺寸、体形、平面布局等多 方面的有效设计，使建筑物具有冬季有效利用太阳能病 减少采暖能耗，夏季能够隔热通风，这样，减少空调设 备能耗这两个方面能力。