建筑物形状系数(SCB)是反映建筑物与室外空气接触的外表面积与其周围体积之比的指标,是表征建筑物形状的定量参数。 建筑规模系数的计算公式如下:
scb=\frac
其中,$scb$为建筑尺寸系数,$f 0$为建筑物与室外空气接触的外表面积,$v 0$为建筑物包围的体积。 外表面积不包括未加热楼梯和门的地面和隔墙面积,不包括女儿墙,不包括屋面地板上楼梯间和设备室的墙体。 从墙体突出的构件,如空调板,在计算中被忽略,可以按照完整的墙体进行计算。
建筑形状系数反映了建筑形状的复杂程度和围护结构的散热面积,体形系数越大,体形越复杂,围护结构的散热面积越大,建筑围护结构的传热热耗越大,因此建筑形状系数是影响建筑物热耗指标的重要因素之一, 是建筑节能设计的重要指标。同时,建筑形状系数也反映了建筑物的美观性和功能性,体形系数越小,体形越简洁,外观越整洁,建筑物的美观性和功能性就越高,因此建筑形状系数是影响建筑物审美效果和使用效果的重要因素之一, 是建筑美学设计的重要指标。
计算建筑规模系数的步骤如下:
第一步是计算建筑物的外表面积,即将构成建筑物主体的几个面的面积相加,并注意排除不计算的部分,如地面、楼梯隔墙、女儿墙等。
第二步是计算建筑物的体积,即将建筑物的基座面积乘以建筑物的高度,注意基座面积应包括所有投影面积,如阳台、檐口等。
第三步是计算建筑尺寸系数,即将建筑物的外表面积除以建筑物的体积,得到无量纲值。
建筑规模系数的计算示例:
假设有一栋长方形平面的建筑,长30米,宽20米,高10米,有两个阳台,分别位于东西两侧,每个阳台的面积为5平方米,南侧有一个檐口,面积为10平方米,没有地下部分,没有架空地板, 没有楼梯隔断墙和门,没有栏杆,没有楼梯间和有屋面层的设备室,没有从墙上突出的构件。那么建筑物的尺寸系数的计算过程如下:
第一步是计算建筑物的外表面积,即将构成建筑物主体的几个面的面积相加,得到:
f_0=2\times(30\times10)+2\times(20\times10)+30\times20+2\times5+10=1360(m^2)
第二步是计算建筑物的体积,即将建筑物的基面积乘以建筑物的高度,得到:
v_0=(30\times20+2\times5+10)\times10=6600(m^3)
第三步是计算建筑规模系数,即将建筑物的外表面积除以建筑物的体积,得到:
scb=\frac=0.206
因此,建筑物的尺寸系数为 0206。
建筑外形系数在建筑设计中有着广泛的应用,可用于评价建筑的节能性能和美观性,指导建筑外形的优化和节能措施的选择。 以下是一些具体应用:
评估建筑物的节能性能。 根据建筑物所在区域的气候特点和节能要求,建筑物形状系数应满足一定限度,否则需要采取相应的节能措施,如提高围护结构的保温性能,增加遮阳设施,使用节能设备等。 一般来说,建筑尺寸系数越小,建筑的节能性能越好,因为外表面积越小,传热损失越小,热耗越小。 例如,我国《民用建筑节能设计标准》(JGJ 26-2010)规定了不同地区住宅建筑的尺寸系数限值,如下表所示:
区域 |尺寸系数限制 |
严寒地区 | 0.4 |
寒冷地区 | 0.5 |
温带地区 | 0.6 |
炎热的夏季和寒冷的冬季地区 | 0.7 |
炎热的夏天和温暖的冬天地区 | 0.8 |
如果建筑物的尺寸系数超过限值,则需要对围护结构的热工性能进行综合判断,或采取其他节能措施降低建筑物的能耗水平。
评估建筑的美感。 根据建筑物的功能和风格,建筑尺寸系数应符合一定的审美标准,否则需要对建筑物的形状和外观进行调整,以提高建筑物的美观性和协调性。