Kształt, orientacja i otoczenie budynku odgrywają istotną rolę w kształtowaniu jego charakterystyki energetycznej. Najlepiej, jeśli bierze się te czynniki pod uwagę już na najwcześniejszym etapie tworzenia projektu budynku.
Chcąc poprawić charakterystykę energetyczną budynku, należy zadbać, by możliwe było uzyskanie jak największych zysków energetycznych przy jak najmniejszych stratach. W uzyskaniu tego wyniku pomaga nie tylko samo ukierunkowanie bryły budynku względem stron świata, ale także odpowiednie zagospodarowanie otoczenia budynku.
W sezonie zimowym otoczenie powinno zapewniać jak najwięcej światła od strony południowej, a w sezonie letnim chronić przed nadmiernym przegrzewaniem. Dodatkowo od strony północnej, gdzie nie wstępują zyski z promieniowania słonecznego, powinna się znajdować strefa buforowa, chroniąca budynek przed stratami ciepła.
Przykładem otoczenia, które umożliwia spełnienie tych wymagań jest np. umieszczenie od strony południowej strefy drzew liściastych, które w sezonie letnim gwarantują odpowiednie zacienienie, a w sezonie zimowym, gdy tracą liście, umożliwiają dostęp promieni słonecznych do wnętrza budynku. Natomiast od strony północnej wskazane jest umieszczenie drzew iglastych, które przez cały rok tworzą strefę buforową chroniącą przed wiatrem, minimalizując w ten sposób straty ciepła. Istotną rolę w spełnieniu wyżej wymienionych wymagań pełni również geometria budynku, wewnętrzny rozkład pomieszczeń oraz specjalne wyposażenie i elementy konstrukcyjne, takie jak np. rolety, okapy czy ogrody zimowe.
Na ograniczanie strat ciepła nie wpływają wyłącznie parametry zastosowanej izolacji termicznej, ale także kształt budynku. By uzyskać korzystną charakterystykę energetyczną stosunek powierzchni przegród zewnętrznych budynku do jego ogrzewanej kubatury powinien być jak najmniejszy. Im mniejsza jest powierzchnia, przez którą budynek traci ciepło tym lepiej. W związku z tym, optymalnym rozwiązaniem jest bryła budynku, która jest jak najbardziej zwarta. W budynku powinno się też unikać dodatkowych elementów zewnętrznych (technicznych i dekoracyjnych) takich jak wykusze czy lukarny, które zwiększają powierzchnię strat ciepła przez przegrody zewnętrzne oraz zwiększają prawdopodobieństwo występowania mostków cieplnych. Jeżeli nie da się uniknąć takich elementów, należy zadbać, aby ich izolacja termiczna była bardzo starannie wykonana.
Mostek cieplny to fragment przegrody budowlanej, która ma znacznie wyższy, niż jej pozostała część, współczynnik przenikania ciepła. Powoduje to, przy znacznej różnicy temperatur wewnątrz i na zewnątrz, że w budynku dochodzi do punktowego przemarzania przegrody. Zjawisko to ma bardzo negatywny wpływ na bilans cieplny budynku, ponieważ często może doprowadzać do bardzo dużych strat energii. Ponadto przemarzanie przegrody może doprowadzić do jej zawilgocenia na skutek wykraplania się pary wodnej, co może skutkować z kolei powstawaniem grzybów pleśniowych, a nawet zniszczeniem przegrody. Usunięcie istniejącego mostka termicznego jest bardzo trudne, a w niektórych sytuacjach nawet niemożliwe. Ze względu na te konsekwencje bardzo istotne jest, żeby na etapie projektowania i realizacji projektu przeanalizować wszystkie miejsca, które mogą skutkować powstawaniem mostków termicznych.
W normie PN-EN ISO 10211:2017-09 Mostki cieplne w konstrukcji budowlanej — Przepływy ciepła i temperatury powierzchni — Obliczenia szczegółowe, mostek cieplny jest zdefiniowany jako część obudowy budynku, w której jednolity opór cieplny uległ znacznej zmianie w wyniku:
- całkowitej lub częściowej penetracji obudowy budynku przez materiały o różnym współczynniku przewodzenia ciepła lub
- zmianę grubości struktury lub
- różnicy między wewnętrznymi i zewnętrznymi polami powierzchni, jakie występują przy połączeniach ściana/podłoga/sufit.
Miejscami w konstrukcji, w których najczęściej można zaobserwować mostki cieplne są np. połączenia balkonów ze stropem, wieńce, nadproża, krawędzie otworów okiennych i drzwi balkonowych.
Jedną z dodatkowych możliwości poprawy charakterystyki energetycznej jest wyposażenie budynku w cieplną strefę buforową po stronie południowej np. w postaci ogrodu zimowego. Strefa taka powinna charakteryzować się dużą ilością powierzchni przeszklonych. Rozwiązanie to nie powoduje strat ciepła, ponieważ ogród zimowy nie wymaga ogrzewania, a jest on jednocześnie źródłem zysków pochodzących z energii słonecznej.
Przy planowaniu rozmieszczenia pomieszczeń należy brać pod uwagę dostęp do światła słonecznego i związanego z nim zyskami energii. Kształtowanie bryły budynku, jej umiejscowienie i kierunek, w którym jest zwrócona mają za zadanie umożliwić oświetlenie jak największej liczby pomieszczeń światłem słonecznym pochodzącym ze strony południowej. Ideałem jest, aby wszystkie pomieszczenia budynku były w ten sposób oświetlone. Jednak dostępność światła dziennego nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na rozmieszczenie pomieszczeń – istotna jest także ich charakterystyka cieplna. Pomieszczenia, w których zazwyczaj utrzymuje się wyższą temperaturę (np. łazienki) powinny być umieszczone z dala od przegród zewnętrznych, ponieważ wyższa różnica temperatur na tych przegrodach może zwiększać straty ciepła. W pomieszczeniach gospodarczych, w których mieszkańcy nie spędzają wiele czasu, (garaże, klatki schodowe, spiżarnie) panuje relatywnie najniższa temperatura ze wszystkich pomieszczeń. Dodatkowo oświetlenie słoneczne nie jest w nich niezbędne. Z tego powodu pomieszczenia takie powinno się umieszczać przy północnej ścianie budynku. Taki układ tworzy dodatkową strefę bufora cieplnego od strony północnej.
Często stosowanym rozwiązaniem np. w pasywnych budynkach wielorodzinnych jest umieszczanie klatek schodowych poza strefą ogrzewania, na zewnątrz budynku. Takie klatki schodowe mają niezależną od budynku konstrukcję nośną, i nie mają wpływu na charakterystykę cieplną samego budynku.
Podczas planowania rozmieszczenia pomieszczeń, należy brać pod uwagę również zalecenia co do przebiegu wentylacji w budynku.
Odpowiednie zaplanowanie bryły budynku oraz jego otoczenia pozwala ograniczyć konieczność stosowania konwencjonalnej klimatyzacji lub ogrzewania. Komfort cieplny w tak zaprojektowanym budynku może być zapewniany przez bardzo dobrą izolację cieplną, energię pochodzącą ze światła słonecznego i energię odzyskaną z powietrza wywiewanego z wnętrza budynku.
Mimo, że wskazane powyżej informacje w większości dotyczą budynku projektowanego, to mogą być użyteczne do zrozumienia wpływu, jaki ma położenie budynku, jego kształt oraz sposób zagospodarowania otoczenia na jego charakterystykę energetyczną i możliwość efektywnego wykorzystania energii.