Коэффициент компактности здания: коэффициент компактности здания | это… Что такое коэффициент компактности здания?

Многоэтажное двухуровневое здание

Изобретение относится к области строительства и предназначено для возведения многоэтажных зданий общественного и преимущественно жилого назначения. Технический результат: снижение теплопотребления здания при равных условиях с аналогом на 38% с снижением коэффициента компактности здания за счет конструктивных и планировочных решений, ведущих к повышению ширины здания. Многоэтажное двухуровневое здание включает фундаменты, наружные несущие кирпичные стены, внутренние несущие кирпичные продольные и поперечные кирпичные стены, лестничный коммуникационный узел, связывающий диски перекрытий, образованные из сборных плит перекрытий, заанкеренных в стенах, цокольный этаж, подвал, чердачный этаж, кровлю, балконные плиты, двери, окна, лифты, санитарно-технические узлы и инженерно-техническое оборудование. Здание состоит из нескольких сблокированных по внутренним поперечным стенам секций и разделено продольной стеной, расположенной на центральной продольной оси, на два разноуровневых пространственных объема, образованных соответственно продольной стеной, расположенной на центральной продольной оси, наружными стенами, кровлей и полом подвала. Причем сдвиг уровней пространственных объемов выполнен на половину высоты этажа по вертикали путем монтажа дисков перекрытий из сборных плит перекрытий, заанкеренных в несущие стены каждого пространственного объема, с образованием в каждом пространственном объеме самостоятельных этажей равной высоты, при этом внутренние продольные и поперечные стены образуют в центре каждой из двух секций ядро жесткости, в котором размещен лестничный коммуникационный узел с лестничными холлами, которые соединены дисками перекрытий этажей обоих пространственных объемов. 1 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и предназначено для возведения многоэтажных зданий общественного и преимущественно жилого назначения.

Как известно, потребление зданием тепловой энергии находится в пропорциональной связи с коэффициентом компактности здания. Коэффициент компактности здания определяется отношением суммарной площади наружных ограждающих конструкций здания (покрытие, полы по грунту, наружные стены, включая проемы) к внутреннему объему здания. Одной из составляющих объема здания является его ширина. Таким образом, ширина здания является элементом обратно пропорциональной функции потребления зданием тепловой энергии.

Известно жилое многоэтажное здание (RU 2099494 С1, МПК⁶ Е04Н 1/00, опубл. 1997.12.20), содержащее квартиры с перекрытием в разных уровнях, включающие жилые комнаты и санитарно-бытовые помещения. Высота жилых комнат больше высоты санитарно-бытовых помещений, а разность отметок между уровнем перекрытия жилых комнат и уровнем перекрытия санитарно-бытовых помещений изменяется дискретно по высоте. При этом ширина здания, а равно и полезный объем, не могут быть увеличены по причине уже максимально использованной глубины жилых помещений по условиям освещенности.

Известно также здание (RU 2114961 С1, МПК⁶ Е04Н 1/00, 1998.07.10), образованное из блоков разной этажности. Одни блоки выполнены со смещением дисков перекрытий на часть высоты этажа с образованием квартир в нескольких уровнях и расположены попеременно с другими блоками, в которых диски перекрытий расположены в одном уровне и в которых размещены лестнично-лифтовые узлы. Блоки здания имеют сквозные коридоры, расположенные через этажи и лестнично-лифтовые узлы. Продольная ось здания имеет ломаное очертание в плане. Описанная конструкция не полностью использует полезный объем здания из-за применения многочисленных внутренних лестничных клеток при имеющемся в здании общем лестнично-лифтовом узле.

Этот аналог принимается за прототип предлагаемого изобретения.

Задача, решаемая изобретением, заключается в снижении коэффициента компактности здания и, соответственно, удельного потребления тепловой энергии за счет расширения конструктивных и планировочных решений, а также в повышении потребительских свойств здания путем максимально полного использования его полезного объема.

Эта задача решается за счет создания разноуровневых пространственных объемов с разделением каждого из них дисками перекрытий на этажи равной высоты и размещением на данных дисках групп жилых квартир (конструктивное решение), созданием у каждого лестничного коммуникационного узла лестничных холлов в каждом пространственном объеме (планировочное решение).

Технический результат изобретения заключается в снижении теплопотребления здания при равных условиях с аналогом на 38% с снижением коэффициента компактности здания за счет конструктивных и планировочных решений, ведущих к повышению ширины здания.

Указанный технический результат достигается тем, что в соответствии с изобретением многоэтажное двухуровневое здание включает в себя следующие конструктивные элементы: фундаменты, наружные несущие кирпичные стены, внутренние несущие продольные и поперечные кирпичные стены, лестничный коммуникационный узел, лестничные холлы, расположенные на каждом этаже каждого пространственного объема, диски перекрытий, образованные из сборных плит перекрытий, заанкеренных в стенах, цокольный этаж, чердачный этаж, кровлю. Каждая из двух сблокированных по внутренней поперечной стене секций разделена продольной стеной, расположенной на центральной продольной оси здания, на два разноуровневых пространственных объема, образованных, соответственно, продольной стеной, наружными стенами, конструкцией кровли и полом подвала. Сдвиг уровней пространственных объемов выполнен на половину высоты этажа по вертикали, путем монтажа дисков перекрытий из сборных плит перекрытий, заанкеренных в несущие стены, с образованием в каждом пространственном объеме самостоятельных этажей равной высоты.

Внутренние продольные и поперечные стены образуют в центре каждой из двух секций ядро жесткости, в котором размещен лестничный коммуникационный узел. При этом лестничный коммуникационный узел соединяет диски перекрытий этажей обоих пространственных объемов с образованием лестничных холлов на каждом этаже каждого пространственного объема. Ширина каждого пространственного объема, в зависимости от назначения размещаемых в здании объектов, определяется габаритами применяемых плит перекрытия и количеством продольных несущих стен (конструктивное решение) и заданных габаритов квартир и лестничных холлов (планировочное решение).

Кроме того, в каждом пространственном объеме имеются вспомогательные продольные несущие стены, по крайней мере, по одной, образующие, совместно с поперечными несущими стенами жесткие блоки, в которых размещаются помещения квартир.

Ширина здания определяется формулой В=(в₁+в₂)+(в₃+в₄),

где в₁ – ширина помещения квартиры, расположенной вдоль продольных наружных стен в первом пространственном объеме;

в₂ – ширина помещения лестничного холла в первом пространственном объеме;

в₃ – ширина помещения квартиры, расположенной вдоль продольных наружных стен во втором пространственном объеме;

в₄ – ширина помещения лестничного холла во втором пространственном объеме.

Ширина помещений квартир, расположенных вдоль поперечных наружных стен, определяется, соответственно, как В/2.

Внутренние продольные и поперечные несущие стены образуют центральное ядро жесткости, в котором расположены лестничный коммуникационный узел и лестничные холлы, размещаемые на каждом этаже каждого пространственного объема для объединения пространств жилых квартир.

По крайней мере, один пространственный объем выполнен девятиэтажным, а другой десятиэтажным.

Перекрытие цокольного этажа выполнены сборными плитами перекрытия в разных уровнях со сдвигом в пол-этажа относительно друг друга по вертикали, образуя низкую часть цокольного этажа (техническое подполье) и высокую часть цокольного этажа, обеспечивающую размещение в указанном полезном объеме многофункциональных общественных помещений.

Диски перекрытий, по крайней мере, часть их, выполнены монолитными железобетонными.

По крайней мере, часть наружных и внутренних стен выполнена из пенобетонных и других ячеистых материалов.

Общие признаки с заявленным изобретением состоят в следующем.

1. Здание состоит из нескольких блоков (секций).

2. Блоки (секции) здания расположены по продольной оси.

3. Блоки (секции) выполнены со смещением дисков перекрытий на часть высоты этажа с расположенными на них жилыми группами (квартирами).

4. Блоки (секции) имеют лестничные коммуникационные узлы.

Сопоставление заявленного здания с прототипом показывает, что оно отличается, во-первых, тем, что состоит из двух пространственных объемов, объединенных лестничным коммуникационным узлом. Во-вторых, диски перекрытий разделяют пространственные объемы на этажи, а не на многоуровневые квартиры. В-третьих, каждый этаж каждого пространственного объема имеет лестничный холл, объединяющий группы жилых квартир. В-четвертых, лестничный коммуникационный узел расположен на центральной продольной оси здания. А также ширина здания задана формулой В=(в₁+в₂)+(в₃+в₄), а смещение дисков перекрытия в цоколе одного из пространственных блоков позволяет выделить полноценное многофункциональное помещение с высотой, равной высоте технического подполья плюс половина высоты жилого этажа. Комплексными решениями – созданием разноуровневых пространственных объемов с разделением каждого из них дисками перекрытий на этажи равной высоты и размещением на данных дисках групп жилых квартир (конструктивное решение), созданием у каждого лестничного коммуникационного узла лестничных холлов в каждом пространственном объеме (планировочное решение) – значительно увеличивается ширина здания и снижается коэффициент компактности здания, что приводит к снижению удельного потребления тепловой энергии зданием (38% по отношению к аналогу).

Пример одной из возможных частных форм осуществления изобретения иллюстрируют чертежи, где схематически изображено: на фиг.1 – конфигурация здания в плане; на фиг.2 – схема формирования пространственных блоков; на фиг.3 – фрагмент плана типового этажа здания; на фиг.4 – разрез А-А на фиг.3 по лестничному коммуникационному узлу; на фиг.5 – разрез Б-Б на фиг.3.

Здание образовано из секций 1, 2, сблокированных по внутренней поперечной стене 14. Здание в целом, как и каждая его секция 1, 2, разделено продольной несущей стеной 4, расположенной на центральной продольной оси здания 3, и наружными ограждающими конструкциями – стенами 5, 6, 7, 8, кровлей 9 и полом подвала 10 на два разноуровневых пространственных объема 11, 12. Причем пространственный объем 11 выполнен десятиэтажным, а пространственный объем 12 – девятиэтажным.

Наружные 5, 7 и внутренние продольные 13, наружные 6, 8 и внутренние поперечные 14 стены секций 1, 2 выполнены из кирпичной кладки. Диски перекрытий 15, 16 пространственных объемов 11, 12 выполнены из сборных плит перекрытия и смещены относительно друг друга по вертикали на высоту половины этажа, опираются на наружные 5, 7 и внутренние продольные 13, наружные 6, 8 и внутренние поперечные 14 стены и заанкерены в них.

Внутренние продольные 13 и внутренние поперечные 14 несущие кирпичные стены образуют центральное ядро жесткости 17, в котором расположен лестничный коммуникационный узел 18 и лестничные холлы 19. Лестничный коммуникационный узел 18, связывающий диски перекрытий 15 и 16, расположен на центральной продольной оси здания 3 и выполнен из стандартных железобетонных элементов лестничных клеток. Секции 1, 2 имеют двускатные крыши 9 и разноуровневые цокольные этажи 20, 21, причем низкий цокольный этаж 20 является техническим подпольем здания, а высокий 21 обеспечивает размещение на своей площади многофункциональных общественных помещений. Фундаменты 22 здания выполнены из монолитных ленточных плит, стены цоколя 23 выполнены из сборных бетонных блоков. Часть дисков перекрытий 15, 16 выполнена монолитными железобетонными, а часть наружных и внутренних 5-8 и 13-14 стен выполнена из пенобетонных и других ячеистых материалов.

Здание оборудовано санитарно-техническими узлами, имеет инженерно-техническое оборудование, а также балконные плиты, двери, окна, лифты.

Формула определения ширины приведенного частного случая:

В=(6,36+3,19)+(6,36+3,19)=19,1 м.

Строительство здания не отличается от возведения стандартных объектов в кирпичном исполнении:

Устраивается фундамент 22, на фундаменте монтируются стены цоколя 23. Выше цокольной части здания стены 5, 6, 7, 8, 13, 14 выполняются кирпичными, причем наружная стена 5-8 выполняется колодцевой кладкой и является, наряду с внутренними 13, 14, несущей стеной. Надземная часть здания выполняется в виде девятиэтажного пространственного объема 12 с одной стороны центральной продольной стены 4 и десятиэтажного пространственного объема 11 с другой стороны. Перекрытия этажей выполняются из сборных железобетонных плит перекрытий, опирающихся на внутренние и наружные несущие кирпичные стены 5-8, 13-14 и заанкеренных в них. Одновременно с возведением стен монтируется лестничный коммуникационный узел 18 и лестничные холлы 19. Лестничный холл 19 объединяет образованные внутренними и наружными несущими кирпичными стенами пространства жилых квартир 24. В частном случае, на этаже десятиэтажного пространственного объема размещено четыре квартиры, а на этаже девятиэтажного пространственного объема – пять. Все квартиры имеют балконы 25.

Выше жилой части расположен чердачный этаж 26, с покрытием фальцевой металлической кровлей по стропильным конструкциям.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении следующей совокупности условий:

заявленное изобретение может быть использовано при возведении зданий общественного и преимущественно жилого назначения;

заявленное изобретение при его осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата – снижение коэффициента компактности здания за счет конструктивных и планировочных решений, ведущих к повышению ширины здания, что приводит к снижению теплопотребления здания при равных условиях с аналогом на 38% и стандартными серийными зданиями до 40%.

1. Многоэтажное двухуровневое здание, включающее фундаменты, наружные несущие кирпичные стены, внутренние несущие кирпичные продольные и поперечные кирпичные стены, лестничный коммуникационный узел, связывающий диски перекрытий, образованные из сборных плит перекрытий, заанкеренных в стенах, цокольный этаж, подвал, чердачный этаж, кровлю, балконные плиты, двери, окна, лифты, санитарно-технические узлы и инженерно-техническое оборудование, отличающееся тем, что здание состоит из нескольких сблокированных по внутренним поперечным стенам секций и разделено продольной стеной, расположенной на центральной продольной оси, на два разноуровневых пространственных объема, образованных соответственно продольной стеной, расположенной на центральной продольной оси, наружными стенами, кровлей и полом подвала, причем сдвиг уровней пространственных объемов выполнен на половину высоты этажа по вертикали путем монтажа дисков перекрытий из сборных плит перекрытий, заанкеренных в несущие стены каждого пространственного объема, с образованием в каждом пространственном объеме самостоятельных этажей равной высоты, при этом внутренние продольные и поперечные стены образуют в центре каждой из двух секций ядро жесткости, в котором размещен лестничный коммуникационный узел с лестничными холлами, которые соединены дисками перекрытий этажей обоих пространственных объемов.

2. Здание по п.1, отличающееся тем, что лестничный коммуникационный узел и лестничные холлы размещаются на каждом этаже каждого пространственного объема для объединения пространств жилых квартир.

3. Здание по п.1, отличающееся тем, что кроме продольной стены, расположенной на центральной продольной оси здания, в каждом пространственном объеме имеются вспомогательные продольные несущие стены, по крайней мере по одной, образующие, совместно с поперечными несущими стенами жесткие блоки, в которых размещаются помещения квартир.

4. Здание по п.1 или 3, отличающееся тем, что ширина здания задается формулой В=(в₁+в₂)+(в₃+в₄),

где в₁ – ширина помещения квартиры, расположенной вдоль продольных наружных стен в первом пространственном объеме;

в₂ – ширина помещения лестничного холла в первом пространственном объеме;

в₃ – ширина помещения квартиры, расположенной вдоль продольных наружных стен во втором пространственном объеме;

в₄ – ширина помещения лестничного холла во втором пространственном объеме;

5. Здание по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что, по крайней мере, один пространственный объем выполнен девятиэтажным, а другой – десятиэтажным.

6. Здание по п.1, отличающееся тем, что перекрытие цокольного этажа выполнено сборными плитами перекрытия в разных уровнях со сдвигом в пол-этажа относительно друг друга по вертикали, образуя низкую часть цокольного этажа (техническое подполье) и высокую часть цокольного этажа, обеспечивающую размещение в указанном полезном объеме многофункциональных общественных помещений.

7. Здание по п.1, отличающееся тем, что диски перекрытий, по крайней мере, часть их выполнены монолитными железобетонными.

8. Здание по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, часть наружных и внутренних стен выполнены из пенобетонных и других ячеистых материалов.

ТИПОЛОГИЯ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ — Студопедия

Поделись  

Глава 4

Сравнительная оценка объемно-планировочных решений жилых зданий

Оценка различных вариантов проектных решений жилых до­мов производится методом сравнительного анализа с помощью системы объемно-планировочных коэффициентов, характеризующих соотношение площадей и объемов.

Плоскостной планировочный коэффициент К (характеризует ра­циональность использования площадей, определяется как отно­шение жилой площади Sжил к общей площади Sобщ:

К_l= Sжил/ Sобщ

Коэффициент К, зависит от количества комнат в квартире. Его оптимальное значение принимается в существующей планировке в пределах: К_l= 0,5-0,7.

Объемный коэффициент К₂характеризует использование объе­ма, определяется как отношение строительного объема здания ~дк его общей площади Sобщ:

К₂ = Vзд / Sобщ

Значение коэффициента К₂зависит от высоты этажа, размеров вне квартирных площадей (лестнично-лифтовой узел), материала стен и перегородок, поэтому его значение колеблется в значи­тельных пределах: К₂= 3,5 – 5.

Коэффициент компактности Кз характеризует отношение пло­щади наружных ограждающих конструкций Soгp (стен, оконных и балконных проемов, кровли) к общей площади Sобщ:

Кз = Sorp / Sобщ

Изменение Кз зависит от конфигурации здания и отражается как на сметной стоимости здания, так и на размерах эксплуатаци­ онных затрат (отопление, ремонт фасадов и кровли). Находится в пределах: Кз= 0,8-1,3.

Периметральный коэффициент К₄характеризует отношение пе­риметра наружных стен

Рн.с к площади застройки Sзастр:

К4 = Рн.с / Sзастр,

где К₄= 0,24-0,4 – для домов городского типа; К₄= 0,35-6,5 ­для домов сельского типа.

Конструктивный коэффициент К₅характеризует отношение пло­щади сечения вертикальных конструкций в плане S_KOHCTP к площа­ди застройки здания Sзастр:

К₅= S_KOHCTP / Sзастр

Коэффициент К₅характеризует степень насыщения плана зда­ния вертикальными конструкциями (стенами, перегородками, колоннами, пилястрами). Для крупнопанельных домов коэффи­циент К₅ = 0,1-0,15, для кирпичных и крупноблочных К₅= 0,15­ – 0,2.

Коэффициент К₆характеризует отношение площади внеквар­тирных коммуникаций (лестнично-лифтовые узлы) Sл. уз к площа­ди застройки здания Sзастр:

К₆= Sл.уз / Sзастр’

Меньшее значение К₆характерно для домов секционного типа, большее – для домов башенного, коридорного и галерейного типов.

Плотность жилого фонда (нетто) – общая площадь, м², при­ходящаяся на 1 га жилой территории микрорайона (квартала, поселения).

Плотность жилого фонда (брутто) – общая площадь, м², при­ходящаяся на 1 га всей территории микрорайона (квартала, посе­ления).

Плотность застройки (коэффициент застройки) – площадь за­страиваемых зданий, %, от жилой территории микрорайона (квар­тала, поселения).

Площадь застройки определяется умножением длины на шири­ну здания, измеренных по внешнему обводу здания на уровне цоколя.

В жилую территорию включается площадь здания, и свободная незастроенная площадь жилой части микрорайона. Незастроенная площадь зависит от габаритов здания и главным образом от его высоты.

Требование инсоляции квартир не менее 3 ч в сутки явля­ется основным фактором, от которого зависит величина разрыва между зданиями. В. ранее существующих нормах этот разрыв между продольными сторонами зданий, исходя из требований инсоля­ции, устанавливался равным двум высотам самого высокого зда­ния. В действующих нормах минимальные разрывы установлены согласно СНиП 21-01-97.

По противопожарным нормам в зависимости от степени огне­стойкости зданий разрывы принимаются от 6 до 15 м.



Edinburgh Napier Research Repository Home

---

«Репозиторий исследований» — это общедоступный институциональный репозиторий Эдинбургского университета Нейпира. Он содержит примеры результатов исследований, проведенных сотрудниками и студентами-исследователями, а также соответствующую информацию о проектах, финансируемых университетом, и научных интересах сотрудников.

По возможности рецензируемые документы, принятые к публикации, или готовые художественные произведения, представленные публично, будут доступны здесь в полном цифровом формате, а также будут даны гиперссылки на стандартные опубликованные версии. Любые вопросы, связанные с отправкой в ​​репозиторий или проблемами с доступом к любому его содержимому, следует направлять команде репозитория по адресу репозиторий@napier.ac.uk.

Исследование дружбы. Что количественные данные говорят нам о дружбе между ЛГБТ-сообществами (2018)
Презентация/Конференция
Кулпа, Р. (2018, октябрь). Обследование дружбы. Что количественные данные говорят нам о дружбе между ЛГБТ-сообществами. Документ, представленный на Queering Friendship: Citizenship, Care and Choice («Intimate Project»), Лиссабонский университет, Лиссабон, штат Пенсильвания.

2018, Исследование дружбы. Что количественные данные говорят нам о дружбе между ЛГБТ-сообществами. Кому: Queering Friendship: Citizenship, Care and Choice («Intimate Project»), Лиссабонский университет. https://www.ces.uc.pt/intimate/index.php?id=1… Подробнее об опросе дружбы. Что количественные данные говорят нам о дружбе между ЛГБТ-сообществами.

Потенциал дружбы: пример социальной устойчивости

(2021)
Презентация/Конференция
Кулпа Р. и Людвин К. (апрель 2021 г.). Потенциал дружбы: пример социальной устойчивости. Доклад представлен на 70-й ежегодной конференции Британской социологической ассоциации, Лондон, Великобритания.

Последствия пандемии COVID-19 знаменуют собой кризис неолиберальных идеологий предпринимательского индивидуализма, лежащих в основе глобальной нестабильности на глобальном и национальном уровнях, а также на уровне личных и общественных сетей и отношений. В Польше а… Подробнее о Потенциал дружбы: пример социальной устойчивости.

Дружба как метод? Дружба как эпистемология? (2022)
Презентация/Конференция
Кулпа, Р. (2022, июнь). Дружба как метод? Дружба как эпистемология? Доклад, представленный на 11-й Европейской исследовательской конференции феминисток: «Социальные изменения с феминистской точки зрения», Universita di Milano-Bicocca, Милан, ИТ.

Дружба на протяжении многих лет набирала обороты в исследованиях родства, особенно в последнее время в рамках дебатов о «квир-родстве», как сильное проявление потребности и стремления к альтернативным «семьям выбора».

В этой презентации я хочу сосредоточиться на… Подробнее о дружбе как методе? Дружба как эпистемология?

Наука и общество: практика научной коммуникации, исследования и размышления II eLightning (2021)
Презентация/Конференция
Иллингворт, С., Тимм, К., Руп, Х., и Тейлор, С. (2021, декабрь). Наука и общество: практика научной коммуникации, исследования и размышления II eLightning. Представлено на осенней встрече AGU 2021, Новый Орлеан, Луизиана.

Практические шаги по улучшению инклюзивности и разнообразия в науках о Земле в высшем образовании

(2022)
Презентация/Конференция
Иллингворт, С. , Холл, К., Мохаджер, С., Колл, Р., Оту-Ларби, Ф., и Поку, К. (2022, декабрь). Практические шаги по улучшению инклюзивности и разнообразия в науках о Земле в высшем образовании. Плакат представлен на осенней встрече AGU 2022, Чикаго, Иллинойс, США

Мы предлагаем шесть ориентированных на действия возможностей для педагогов по улучшению разнообразия в науках о земле как отдельных лиц от их класса до их учебного заведения путем: Выступая за институциональные изменения Включение различных точек зрения и авторов в к… Узнайте больше о действенных шагах по улучшению инклюзивности и разнообразия в науках о Земле в высшем образовании.

Изучите эти темы исследований

BSD-061: Функция формы — форма здания и энергия

Форма и ориентация здания не оказывают такого большого влияния на потребление энергии, как иногда думают, особенно для средних или больших зданий. Во всех зданиях важно соотношение площади ограждения к площади пола, поэтому предпочтительны простые формы (а также менее дорогие в строительстве и обслуживании). В Европе отношение объема V к площади поверхности S является типичной метрикой, обозначенной компактностью C: 9.0005

Компактность C = Объем / Площадь поверхности

Немецкий энергетический кодекс предписывает более высокие значения R для менее компактных зданий, чем другие.

Тепловая нагрузка небольших зданий (например, домов) может варьироваться примерно на 25% (Gratia and De Herde 2003) от самых компактных (высокий C) до самых раскидистых (низкий C) конструкций (рис. 1). Большинство односемейных домов со сверхнизким энергопотреблением имеют отношение V/S около 1,0 или выше.

 
Рисунок 1 : Влияние формы здания на годовую тепловую энергию для небольшого дома площадью 144 м ² (1500 футов ² ) здание в холодном климате. площадь надземного ограждения E. Чем компактнее форма, тем выше отношение F/E. Явно удаляя объем из оценки, эта метрика вознаграждает здания, которые требуют меньшей высоты от пола до этажа. Максимизация высоты потолка относительно высоты пола также всегда желательна с точки зрения использования ресурсов и первоначальных затрат. Большинство видов использования в зданиях (например, офисы, учебные заведения, магазины) ¹ не требуют объема для выполнения своих функций и не продаются и не сдаются в аренду в зависимости от объема: важна площадь пола. Этот показатель также не включает площадь контакта с землей, но включает крышу. Земля всегда находится при более умеренном перепаде температур, чем стены или крыши, и не подвержена влиянию солнечной радиации, поэтому влияние плиты и фундамента на решения должно быть снижено. Крыша также отличается тем, что ее обычно легче утеплить до высокого уровня. Подсчет полной площади крыши без учета площади перекрытия предназначен для приблизительного балансирования ударов.

На рис. 2 показано влияние размера и формы на пол: соотношение площадей корпуса (F/E) для офиса с плитой пола 14 000 футов ² . Как видно, чем компактнее форма (квадрат близок к идеальному оптимуму, кругу), тем выше коэффициент. Большие здания (например, 172 800 футов ² более 12 этажей) имеют гораздо более эффективную форму, чем небольшие здания (дома) или большие многоэтажные здания (например, торговые центры). Из этого следует, что при одних и тех же тепловых потерях через ограждение (т. е. одинаковое общее значение U или R) в зимнюю ночь интенсивность тепловой энергии (Вт/м ² или Btu/hr/ft ² ) будет выше для низкого отношения F/E (например, дом или торговый центр) и ниже для высокого отношения F/E. Именно эта логика приводит к гораздо более высоким рекомендуемым общим значениям R для ограждений домов, чем для больших офисов.

Рисунок 2: Влияние формы на соотношение площадей пола и ограждения (F/E) различных типов зданий.

 

На Рисунке 3 представлен диапазон отношений F/E для двух размеров площади офисного этажа (10 000 футов ² за этаж). Для небольшого офиса площадью 20 000 футов ² (1800 м ² ) узкая двухэтажная форма, идеально подходящая для естественной вентиляции и дневного освещения, имеет F/E 0,88, тогда как глубокая квадратная планировка имеет F/E 0,88. 1.02. Чтобы длинное узкое здание имело такой же коэффициент тепловых потерь ограждения, его общее среднее значение R-значения ограждения должно быть на 1,02/0,88 = на 16 % выше. На практике этого можно достичь, увеличив среднее значение R с 7,5 до 9,0. Это небольшое увеличение общего среднего значения R кажется обманчиво простым, но потребует значительного увеличения значения R непрозрачной площади стены, уменьшения площади окна или гораздо более дорогого окна. Тем не менее, это относительно легко достижимо технологически.

Рисунок 3: Коэффициент площади площади к площади к пола и для различных форм здания, каждый из которых с
10 000 футов ² (930 м ² ) Пол. (5500 м ² ) имеет гораздо более высокое соотношение F/E. Для той же формы плана этажа сокращение F/E составляет около одной трети (0,88/1,33 и 1,02/1,55), и, следовательно, в более крупном здании будет заметно меньше теплопотерь по сравнению с меньшим зданием. Влияние формы плана такое же, около 15%, как и у меньшего здания.

Размер здания по площади пола является лучшим индикатором поступления/отдачи энергии через ограждение, чем форма в плане для большинства обычных зданий. К сожалению, на практике общий размер этажа, плита пола и количество этажей ограничены потребностями проекта в гораздо большей степени, чем формой плана.

Влияние формы здания на общее потребление энергии (приблизительно половина которого составляет тепловая энергия) для заданного размера этажа здания меньше для больших зданий, чем для небольших зданий: исследования показывают, что около 10% разделяет энергопотребление компактного квадратного здания. к длинному узкому зданию типа «бар» (Ross 2009). Это важное наблюдение по двум причинам:

1. оно дает проектировщикам больших зданий значительную свободу форм для выполнения программных требований с ограничениями площадки и

2. дневное освещение и естественная вентиляция охлаждение могут быть важными стратегиями энергосбережения, и обе требуют, чтобы одно измерение здания было относительно узким, порядка от 45 до 60 футов (от 14 до 18 м). ²

Эти наблюдения приводят к тому, что многие проекты зданий с низким энергопотреблением для коммерческого использования (и почти все проекты зданий со сверхнизким энергопотреблением) выбирают простую, компактную форму с короткими размерами около 45-60 футов (от 14 до 18 м). Такие здания могут свести к минимуму нагрузку на освещение (которая возникает в основном в дневное время) с помощью управления дневным светом и сбора дневного света. Небольшое увеличение теплопотерь, связанное с неквадратной формой плиты пола, может быть устранено за счет повышения производительности корпуса при небольших затратах. Если это вообще возможно, здание должно быть ориентировано на юг (для полезного притока солнечного света зимой, легкого отклонения летнего притока и минимизации воздействия жаркого западного летнего солнца).

Следует также отметить, что чем выше коэффициент F/E, тем ниже отношение площади ограждения к площади этажа, а, следовательно, ниже стоимость ограждения здания пропорционально полезной или арендуемой площади этажа.