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体形系数及其在建筑能耗分析中的应用

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。

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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。

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体形系数概念

建筑设计术语

缩写符号:S

英文:shape coefficient of building

在国标《民用建筑节能设计标准》给出的定义为:

建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。外表面积中,不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。 见《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95)。

其它:

建筑物体形系数S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体积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。外表面积中,不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。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。

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体形系数及其在建筑能耗分析中的应用常见问题

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体形系数及其在建筑能耗分析中的应用文献

夏热冬冷地区办公建筑体形系数对建筑能耗的影响分析 夏热冬冷地区办公建筑体形系数对建筑能耗的影响分析

夏热冬冷地区办公建筑体形系数对建筑能耗的影响分析

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大小:551KB

页数: 4页

建筑体形系数是体现建筑形态的重要指标,以上海地区的气候条件作为夏热冬冷地区的典型代表,采用动态能耗模拟软件De ST-c对办公类建筑进行能耗计算,引用被动容积率的概念,考虑建筑利用自然通风及日光照明的最大潜力,研究建筑体形系数与建筑能耗之间的关系。研究表明,夏热冬冷地区办公建筑体形系数越大,建筑的被动容积率越大,利用自然能源的潜力越大,建筑能耗越低,该结果为被动式建筑设计提供参考。

居住建筑体形系数对建筑能耗影响关系研究 居住建筑体形系数对建筑能耗影响关系研究

居住建筑体形系数对建筑能耗影响关系研究

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页数: 1页

建筑节能是指在保证、提高建筑舒适性和生活工作质量的条件下,在建筑物使用的全过程中合理有效地使用能源,即降低能耗,提高能效。节能绝对不等同于能耗绝对数量的降低,绝对不应该以牺牲室内环境质量为代价。建筑节能的关键因素在于能源使用效率的提高,最终的目标是实现室内人工环境与自然环境的和谐统一。

风载体形系数原理

要了解各种建筑物表面上的压力或吸力的大小及其分布情况,主要采取相似原理,在边界层风洞内通过试验资料分析所确定。

根据大量的风洞试验,求出各种模型的体形系数,从而定出有关风载体型系数中的一些规律性。如迎风墙面、墙高与墙长之比越大,风体型系数大,顺风山墙和背风墙面,当房屋宽度与高度之比越大,风载体形系数越小。又如空旷地面封闭式建筑,迎风垂直面风载体型系数为正,背风垂直面为负,顺风侧立面(山墙)为负等等。

我国建筑结构荷载规范中列出了38项不同类型的建筑物和各类结构体型及其风载体型系数。

在建筑群尤其是高层建筑群,房屋间距离较近时,由于涡流的影响,房屋某些部位的局部风压会显著增大,若是比较重要的高层建筑,还要专门在风洞进行周围环境影响的风洞试验。 2100433B

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建筑物体形系数概念

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。

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风载体形系数简介

风载体形系数——房屋表面受到的风压与大气中气流风压之比。

风,经过建筑物,往往正面为压力,侧面和背面为吸力。可见各面上的风压力其实是不均匀的,有正有负。风载体形系数其实就是这个各面上的风压力平均值和基本风压的比值。

是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力或吸力与来流风的速度压的比值。它反映建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力的分布规律,主要与建筑物的体型尺度有关。

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