CN103235858A

CN103235858A - 分析计算建筑体量的方法

Info

Publication number: CN103235858A
Application number: CN2013101564149A
Authority: CN
Inventors: 杨丽
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2033-05-02
Also published as: CN103235858B

Abstract

本发明涉及一种分析计算建筑体量的方法，首先确立所需要的一切建筑信息和环境信息，将这些信息输入计算机进行风环境及湿度环境的模拟，得出热量流失信息。在采光模拟软件平台上，利用插件导入风环境模拟的温度流失数据进行二层模拟。根据已获知的数据信息对每一个建筑空间网格进行计算，这些数据就作为将来房间布局的参考。在计算机中进行房间数量和属性的设置，比如居住建筑中卧室的属性为受光，恒温，那么空间布局中会自动将卧室布置在受光且能量流失少的部位。根据要求对建筑进行功能布置的分析，在智能分析中会属性相同的功能区尽可能的集中于一体。

Description

分析计算建筑体量的方法

技术领域

本发明涉及一种分析计算建筑体量的方法，用于确保建筑的能耗降到最低，并通过布置合理的建筑材料和生态节能技术达到最合理的布局计算方法。

背景技术

由于经济的发展，建筑能耗成为很大的负担，为了减轻负担，各种建筑流体和日照软件运营而生，然而这些软件只是科学的计算出环境对建筑的影响，无法精确的预测各种节能措施后建筑的有效节能效率。本专利则是同时考虑环境、电器和节能设备三个方面，并以此确立出最合理的建筑体量。建筑体量关系到环境，能源，材料以及相关一系列的成本，减轻建筑体量带来的无功能浪费是本专利的首要检测以及兼容点。

发明内容

本发明的目的是提供一种分析计算建筑体量的方法。

一种分析计算建筑体量的方法，该方法包括以下步骤：

1）、将整个建筑物视为一个大的空间网格，所述大的空间网格的内部由无数个相同的小空间网格组成，小空间网格的大小根据计算精度来确定，每个小空间网格对应一个房间，且还可进行另外的空间重组；

2）、确立分析计算时所需要的一切建筑信息和环境信息，将这些信息输入计算机中进行风环境及湿度环境的模拟，得出整个建筑物的热量流失数据；

3）、在采光模拟软件平台上，利用插件导入风环境以及湿度环境模拟所得出的温度流失数据进行二层模拟；

4）、再根据已获知的数据信息对每一个建筑空间网格进行计算，所求得的数据就作为将来房间布局的参考；

5）、在计算机中进行房间数量和属性的设置，那么空间布局中则根据能量流失的多少来布置相应的房间在对应的部位上；

6）、最后根据要求，对建筑进行功能布置的分析，在分析中将属性相同的功能区尽可能的集中于一体。

所述的建筑信息包括建筑材料和结构；所述的环境信息包括太阳辐射对建筑表面形成的太阳辐射程度、周边的风压和周边的风向。

房间的属性为卧室、客厅、洗手间和餐厅，卧室所对应的要求是必须采光且温差变化不大；客厅所对应的要求是应当采光且应当温差变化不大；洗手间所对应的要求是可以采光且温差变化可以稍大；餐厅所对应的要求是可以采光且温差变化可以稍大。

具体地说，本发明的优点如下：可以轻松快捷的计算出建筑所需的能耗。建筑房间功能的布局实现了智能化操作。将建筑体量的需求达到最科学合理的分析，每个体量内部的功能空间都被合理的利用，通过降低能耗空间表面积来减少能耗流失。

附图说明

图1为根据计算出来的小网格空间温度信息进行重组的示意图。

图2为温度环境分布的侧视图；

图3为温度环境分布的俯视图；

图4为温度环境分布的网格示意图；

图5为对房间行进模数尺寸和功能属性编辑的示意图；

图中标号：1为建筑，2为聚能源恒温区，3为散能源可变温区，4为卧室，5为客厅，6为洗手间，7为餐厅。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：

通过计算机模拟来确认最合理的建筑体量，建筑布局的合理性可以大大降低建筑的能耗。此外也可以根据需要确定建筑功能的布置，将建筑所需要的功能空间进行合理利用。此发明技术的实现先要融合三种技术系统来实现，第一是建筑受光分析系统，这是一种能够通过太阳辐射对建筑表面形成的太阳辐射程度（这些程度受到建筑材料和结构的影响）来判断建筑受光情况；第二种是周边风压和风向对建筑的散热情况，如冬季的北方会加速建筑温度的流失；第三种是计算机的智能化分析，就是根据前面两步得到的温度流逝的数据，来妥善将同一属性的功能空间进行集中，这个属性的设置可以以采光为重点考虑，也可以由温度流逝情况来重点考虑。有了这三种技术，通过一个软件平台进行融合，就可以计算出所需要的建筑体量关系。借此在这个体量关系上做到进一步的节能设计，本专利致力于发展可持续发展战略进入建筑领域的必要技术。作为体量计算必不可少的环节，计算机的运用是通过精确的公式换算，编入本发明需要的验收标准。

然而这个关系的划分过程是从模糊到详细的，所谓模糊是先假设建筑就是一个大型的BOX（空间网格），内部由无数长宽高单位相等的小BOX组成，单位的大小可以根据计算精细度来确定，有了这些等分单位的分析数据后还要另外进行符合房间模数的空间重组，即根据现实中的房间大小进行空间重组，其数据来源则是前者无数小型规则的单元BOX的叠加是否达到了一个功能条件的下限，这个下限由空间属性需要来决定，它是由软件内部根据人体舒适值或各种规范的需要进行默认设立的，也可以手动进行调节，最终重组成合理的建筑空间布局方案并加以正确利用输出成为发明使用者需要的精确资料。

本发明提出的方法，具体步骤如下：

将整个建筑物视为一个大的空间网格，所述大的空间网格的内部由无数个相同的小空间网格组成，小空间网格的大小根据计算精度来确定，每个小空间网格对应一个房间，且还可进行另外的空间重组；确立分析计算时所需要的一切建筑信息和环境信息，将这些信息输入计算机中进行风环境及湿度环境的模拟，得出整个建筑物的热量流失数据；在采光模拟软件平台上，利用插件导入风环境以及湿度环境模拟所得出的温度流失数据进行二层模拟；再根据已获知的数据信息对每一个建筑空间网格进行计算，所求得的数据就作为将来房间布局的参考；在计算机中进行房间数量和属性的设置，那么空间布局中则根据能量流失的多少来布置相应的房间在对应的部位上；最后根据要求，对建筑进行功能布置的分析，在分析中将属性相同的功能区尽可能的集中于一体。所述的建筑信息包括建筑材料和结构；所述的环境信息包括太阳辐射对建筑表面形成的太阳辐射程度、周边的风压和周边的风向。房间的属性为卧室、客厅、洗手间和餐厅，卧室所对应的要求是必须采光且温差变化不大；客厅所对应的要求是应当采光且应当温差变化不大；洗手间所对应的要求是可以采光且温差变化可以稍大；餐厅所对应的要求是可以采光且温差变化可以稍大。

这种分析方法从几个方面来考虑：首先是建筑空间属性，比如卧室和客厅都布置于南侧，并存有一定的模数，则建筑会优先把此类功能的空间向南布置。再次是以体量模块的方式确保整个建筑最需要控制温度的区域（即与外部环境温差最大的区域），将这些区域集中起来，确保减少能量流失的表面积。此种分析方法可以在先确定建筑轮廓的情况下进行分析，也可以直接根据分析来得出最适合的建筑节能体量。接下来是网格分析，对建筑空间的每一个单位网格进行温度数据的模拟分析，再对其单位具象化为房间的模数，形成完整的建筑空间布局方案。

本发明所要解决的关键问题是如何同时引用采光数据和受气压影响的温度数据。就当前的分析软件，模拟采光和模拟流体环境的软件是分离的，然而在本专利的分析中，采光软件所要分析的主要是建筑受采光以及阳光热辐射对建筑温度的影响，而流体力学软件所要模拟的是周边风环境或湿度环境对建筑造成的能耗流失情况，而这个能耗流失主要是以温度的流失为主要数据的，从这里可以得出，其实我们所共同需要运用到的是温度流失的数据。这样就可以以采光软件为基础平台，在此基础上布设插件，它可以自动将风环境模拟过的温度流失数据放进来进行第二层模拟，就找到了两者的兼容方法。

此外，智能化分析方式也是本专利需要解决的问题，这里所需要解决的数据问题其实是建立在已经得出的完整温度流失数据基础上，即“小型BOX”所表达出的温度信息。有了这个立体信息数据，再根据房间功能的大小比例模数信息和设计师输入的功能房间数量信息，将其重组为符合房间功能需要的方案设计，此外就是将具备向阳属性的房间自动南至（建筑处于北半球情况下），抓住了这两点就可以轻易快速的实现智能分析，把方案展现在设计师的面前。

本发明的优势：

1. 可以轻松快捷的计算出建筑所需的能耗。

2. 建筑房间功能的布局实现了智能化操作。

3. 将建筑体量的需求达到最科学合理的分析，每个体量内部的功能空间都被合理的利用，通过降低能耗空间表面积来减少能耗流失。

具体实施步骤：确立所需要的一切建筑信息和环境信息，将这些信息输入计算机进行风环境及湿度环境的模拟，得出热量流失信息。在采光模拟软件平台上，利用插件导入风环境模拟的温度流失数据进行二层模拟。根据已获知的数据信息对每一个建筑空间网格进行计算，这些数据就作为将来房间布局的参考。在计算机中进行房间数量和属性的设置，比如居住建筑中卧室的属性为受光，恒温，那么空间布局中会自动将卧室布置在受光且能量流失少的部位。根据要求对建筑进行功能布置的分析，在智能分析中会属性相同的的功能区尽可能的集中于一体。

得出合理的房间功能安排数据和建筑体量数据，为建筑师确立方案提供依据。本技术要解决的问题是对于各种功能房间的数据参数和属性要求的优先选取，在真实布局时，可能会存在两种环境的矛盾，一面要求用于足够的采光，一面要求热损耗小，通风舒畅，当两种要求不能同事具备时，就要选取一个优先条件。这个条件可以先以默认的方式布置在计算器内，但是可以当进行显示的时候，建筑房间边框会以不同的颜色进行显示，以提醒用户房间满足条件的完整程度。然后根据喜好可以编辑优先选择顺序，重新进行运算选取。

二次计算是本专利的创新之处，他成功运用了不同软件的数据信息，模拟施加在建筑表面的风压和降温参数，以这些参数为参考再对室内进行二次计算，最后得出一套自动的建筑方案，大大提高了建筑设计节能的智能化程度。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的一个可行性实施例的具体说明，但是该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更，例如，等变化的等效性实施例，均应包含于本案的专利范围之内。

Claims

1.一种分析计算建筑体量的方法，其特征在于具体步骤如下：

1)、将整个建筑物视为一个大的空间网格，所述大的空间网格内部由无数个相同的小空间网格组成，小空间网格的大小根据计算精度来确定，每个小空间网格对应一个房间，且还可进行空间重组；

2)、确立分析计算时所需要的建筑信息和环境信息，将建筑信息和环境信息输入计算机中进行风环境及湿度环境的模拟，得出整个建筑物的热量流失数据；

3)、在采光模拟软件平台上，利用插件导入风环境及湿度环境模拟所得出的热量流失数据进行二层模拟；

4)、再根据步骤3)获知的数据信息对每一个小空间网格进行计算，所求得的数据作为将来房间布局的参考；

5)、在计算机中进行房间数量和房间属性的设置，那么在空间布局中则根据能量流失的多少来布置相应的房间在对应的部位上；

6)、最后，根据要求，对建筑进行功能布置的分析，在分析中将属性相同的功能区尽可能的集中于一体。

2.根据权利要求1中的一种分析计算建筑体量的方法，其特征在于：在步骤2）中，所述建筑信息包括建筑材料和结构；所述环境信息包括太阳辐射对建筑表面形成的太阳辐射程度、周边的风压和周边的风向。

3.根据权利要求1中的一种分析计算建筑体量的方法，其特征在于：在步骤5）中，房间属性为卧室、客厅、洗手间和餐厅，卧室所对应的要求是必须采光且温差变化不大；客厅所对应的要求是应当采光且应当温差变化不大；洗手间所对应的要求是采光且温差变化可稍大；餐厅所对应的要求是采光且温差变化可稍大。