在《民用建筑热工设计规范》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的相关条例中都明确指出，体形系数是指建筑物的外表面积和外表面积所包的体积之比。

将其公式化为：

Tx=F/V

式中：

Tx——体形系数；

F——建筑物的外表面积；

v——建筑物外表面积所包的体积。

从基本概念可以看出体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著。体形系数越大，单位建筑面积对应的外表面积越大，外围护结构的传热损失越大，能耗就越多 。

建筑体形系数是影响建筑物耗热量指标的重要因素之一， 是建筑节能设计一个重要指标。

（1）建筑物设计尺寸的影响

对于普通民用建筑而言，其主要形状为长方体，而长方体的组成尺寸分别为长、宽、高。

体形系数随着建筑物长度的增加而不断减小，但是其减少幅度逐渐下降。

体形系数随着建筑物宽度的增加而不断减小，但是其减少幅度逐渐下降。

体形系数随着建筑物高度的增加而不断减小，但是其减少幅度逐渐下降 。

在建筑物总体积一定的情况下，选好适当的长宽比也是相当重要的。对于正南朝向而言，一般是长宽比越大得热就越多。当偏角达到67度左右时，各种长宽比的建筑得热基本趋于一致，而当偏角为90度时，则长宽比越大，得热越少。选好长宽比的前提是该建筑物的朝向必须先确定下来，因为朝向不仅与设计理念有关，而且也和建筑物日辐射得热量有关。

（2）日辐射得热量对体形系数的影响

从外界对建筑物能耗的影响来讲，El辐射得热量是一个重要因素。从节能的角度而言，合理的体形系数设计应该基于这一原理：使建筑物能在夏季得热少，冬季得热多。

图1是将同体积的立方体建筑模型按不同的方式排列成各种体形和朝向，从日辐射得热多少的角度来研究建筑体形对节能的影响。由图可知，立方体A是冬季日辐射得热量最少的建筑体形；D是夏季得热最多的体形；E、C两种体形的全年日辐射得热量较为均衡；而长、宽、高比例较为适宜的B，在冬季得热较多，在夏季则得热最少。

由上可知，在建筑物的节能设计方案中，假设建筑物体积一定，那么必须综合考虑建筑物的长宽比、朝向和日辐射得热量，来求出最佳的建筑物设计尺寸，从而得到一个最佳的节能体形系数。当然，在建筑物体形系数的设计中还必须综合考虑到建筑造型、平面布局和采光通风的要求，如果体形系数过小，它将制约建筑师的创造性，造成建筑造型呆板，平面布局困难，甚至影响建筑功能。因此必须权衡利弊，兼顾不同类型的建筑造型 。

建筑体形系数反映单位建筑空间的热散失面积大小，对建筑能耗有直接影响。建筑室内热湿环境形成的最主要原因主要是受各种外扰和内扰的影响，建筑节能的关键在于围护结构节能。20世纪80年代初，国家确立节能30%的建筑节能标准中，围护结构占20%；到1995年末，建设部又发布了居住建筑节能50%的节能标准，其中围护结构节能占30%。

提高建筑结构设计在建筑节能中的比例，降低采暖空调能耗是解决建筑能耗日益增高的有效途径建筑体形的变化直接影响建筑能耗的大小，节能设计标准中建筑热丁设计部分对建筑体形系数有明确的规定：《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JG326—95)第4.1.2条规定，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，则屋顶和外堵应加强保温，传热系数应符合其标准表4.2.1限值的规定；《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134—2001)第4.0.3条规定“，条式建筑物的体形系数不应超过0.35，点式建筑物的体形系数不应超过0.40；《公共建筑节能设计标准》(GB50189—2005)第4.1.2条规定，严寒、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40。

提出体形系数要求的目的，是为了使特定体积的建筑在冬季和夏季冷热作用下，从面积因素考虑，合理选择传热面积，使建筑物的外围护部分接受的冷、热量最少，从而减少冬季的热损失与夏季的冷损失。

基于形状因子f的节能分析

对于给定容积的建筑，体形系数与建筑物底面形状、面积和建筑高度有关，而当建筑物的底面面积和建筑高度确定好之后，不同的底面形状影响体形系数的值。定义系数形状因子f以描述不同的底面形状特征，当底面形状确定以后，f的值也得到确定，可以说f仅与建筑物底面的形状有关。形状因子与建筑使用面积、建筑高度等参数结合起来既是对体形系数完整的描述，又是对建筑某一独立局部如形状、面积、高度等的描述。

所定义形状因子为：

L₀为建筑物底面周长，S₀为建筑物底面面积。

形状因子值f越小，体形系数值越小。

由表1得，圆形底面形状因子。f值最小，正方形次之，矩形相对较大。因而通过外围护结构的热量传递在上述条件下取决于形状因子值f的大小、f值小的圆形底面，外包络面积最小，在综合热作用下外围护结构传热面积最小，能耗最小。正方形底面次之，矩形底面相对较差。且底面形状长宽比越大的条式建筑节能效果相对越差。因此，从节能角度考虑，超高层建筑底面形状采取圆形相对其他形状更节能。2100433B

是指建筑物接触室外大气的外表面积F0，与其所包围的体积V0的比值，即S=F0/V0。它实质上是指单位建筑何种所分摊到的外表面积。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。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；

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。

建筑形体系数体形系数分类

建筑体形系数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作要求。

窗户和墙体该归入哪个朝向来计算节能，这个各地方会有规定。朝向通常以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。

建筑形体系数体形系数及其在建筑能耗分析中的应用

体形系数（Shape Coefficient of Building）定义为建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积之比，即单位建筑体积所占有的外表面积，其中外表面积中不包括地面面积。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，标准JGJ134－2001第4.0.3条规定条式建筑物体形系数不应超过0.35，点式建筑物体形系数不应超过0.4；标准㎡定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，且标准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。2100433B