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严寒地区建筑形态调控下建筑能耗与舒适度 影响因素研究
贺 龙， 吕 保
（内蒙古工业大学建筑学院，010051，呼和浩特）
摘 要：将建筑形态分解为 4 个一级指标以及 9 个二级指标，在 OriginLab 函数分析软件中，通过敏感
性分析法量化研究了严寒地区 3 个子气候区建筑的能耗与舒适时间对于朝向、形体、空间、界面 4 个一级指
标之下的各个二级指标的敏感度。计算分析了各影响指标对于降低能耗、增加舒适时间的优化潜力。研究发
现，建筑的层高、形体紧凑度、面形系数等影响指标对于建筑能耗与舒适时间的影响较大，且通过优化这些
参数对于降低建筑能耗、增加全年舒适时间的效果比较可观。 关键词：建筑形态；敏感性分析；建筑节能；舒适时间
中图分类号：TU 753 文献标志码：A 文章编号：1000–4726(2022)11–1520–04
ReseaRch on factoRs influencing building eneRgy consumPtion and comfoRt
ability undeR building shaPe contRol in seveRe cold Region
HE Long, LYU Bao
(College of Architecture, Inner Mongolia university of technology, 010051, Hohhot, China)
abstract: Building shapes were divided into four first-grade indices and nine secondary indices.
OriginLab function analysis software and sensibility analysis method were used to research the sensibility
of energy consumption and comfortability of buildings in three sub-climatic regions of severe cold
region to all secondary indices under four first-grade indices, including orientation, shape, space and
interface. The optimization potential of each influencing indices on reducing energy consumption and
increasing comfortability was calculated and analyzed. It was found that floor height, shape compactness
and appearance coefficient producing relatively big influence on building energy consumption and length
of comfortable period, and that optimization of these coefficients could effectively reduce building energy
consumption and increasing year-round comfortable period. Keywords: building shape; sensibility analysis; building energy consumption; comfortable period
1 研究思路及方法
我国严寒地区主要集中在华北及东北地区，但东
西跨度较大，可细分为 3个梯度的子气候区，且不同
地区之间的采暖需求差异显著，故选取不同子气候区
的典型城市作为研究区域。其中严寒 A区冬季时长
均在 8~9 个月， 1月平均气温为 –28 ℃~–22 ℃；严寒
B 区冬季时长 7~8个月， 1月平均气温 –22 ℃~–16 ℃；
严寒 C区冬季时长 6~7个 月，1 月平均气温 –16 ℃
以上。
1.1 指标的提取与量化
为了更加全面地研究建筑形态与能耗及舒适时
间之间的关系，本次研究将建筑形态分解为建筑朝 向、建筑形体、建筑空间以及建筑界面
4个一级指
标，并基于一级指标提取出 9个二级指标作为建筑
形态量化的载体。以往用于表征建筑形体的指标多
为建筑的体形系数或长、宽、高等较为单一的变量
[1]。
端木琳等
[2] 通过研究发现，体形系数仅在建筑层高
固定的情况下才可能与建筑的实际能耗相关，因此
不宜作为建筑形态生成的直接控制因素。本次研究
放弃使用体形系数描述建筑形体的变化，而从建筑
平面形态及形体的紧凑程度两个层面量化建筑的形
体。对于同体积同高度的长方体建筑，当建筑底面
长宽比为 1∶ 1时为最佳节能体形。因此本文引入平
面面形系数的概念描述建筑底层
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