建筑形态是建筑空间和自然环境的交互界面,是绿色建筑的设计要素之一。建筑作为一个人工系统,在与自然环境的长期博弈中形成了适应不同气候区的形态。建筑形态的气候适应性,是传统民居的绿色智慧,也是当代绿色建筑设计中需要重点关注的部分。参数化思想通过数字化思维去理解和创造建筑形式,使得建筑图式语言与数字语言得以沟通和对话,是当代建筑设计方法的重要革新。近些年来绿色建筑性能模拟技术和计算机技术的飞速发展,更是为绿色建筑的参数化设计与研究提供了工具和手段。本文以夏热冬冷地区办公建筑为例,通过图形参数化和数值分析的方法,研究建筑形态与建筑能耗的映射关系,旨在为建筑的低能耗形态设计提供新的思路和优化策略。本文选择板式建筑的2种半围合式形态——L形建筑、U形建筑作为研究对象,以凹口位置为分类依据,将L形、U形建筑解构为12种建筑原型,通过对夏热冬冷地区主要城市的办公建筑进行案例调研,确定了东南凹口的L形建筑和北向凹口的U形建筑作为办公建筑标准层平面进行研究。使用解析几何和笛卡尔坐标系,将L形建筑平面转译为3个自由度的几何平面,将等边U形平面和不等边U形平面分别转译为4个自由度和5个自由度的几何平面。结合案例调研中收集到的建筑形体数据作为边界条件,在MATLAB平台上编写建筑布局生成算法,得到了夏热冬冷地区L形、U形办公建筑的布局研究样本(L形36个,U形48个)。本文将MATLAB生成的建筑布局输入到DesignBuilder中创建建筑三维模型,并调用EnergyPlus进行建筑全年能耗动态模拟。建筑供暖空调能耗与建筑形态布局方式息息相关,文中通过分析所有建筑布局样本的能耗水平,发现了建筑体形系数、建筑面宽比、建筑进深比与建筑能耗的非线性关系。将建筑能耗数据和建筑形态数据在MATLAB平台中做进一步的数值分析,找到了 L形、U形建筑体形系数与建筑能耗的非线性函数关系,并对建筑面宽比、进深比、与能耗进行了多种回归模型的比较和分析,形成了夏热冬冷地区L形、U形办公建筑的“体形回归图”用于表征建筑标准层形态与建筑供暖空调能耗的映射关系。体形回归图的合理使用将为建筑师在方案阶段对建筑形态做低能耗优化操作提供方向和量化建议。另外,本文开发了针对夏热冬冷地区U形办公建筑的低能耗形态比选软件,助力建筑低能耗形态方案快速设计。