CN106650069A - 一种绿色建筑的分析与设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绿色建筑的分析与设计方法，包括如下步骤：建立绿色建筑的物理模型，获得硬点文件；形成一个可修改的硬点表；建立一硬点绿色建筑构造模型；对硬点绿色建筑构造模型进行参数化处理；建立绿色建筑各部件的绿色建筑构造点线模型；在所得的绿色建筑构造点线模型中插入虚拟传感器和虚拟参数作动模块，进行绿色建筑的性能分析和检测，获得部件的详细数模；建立绿色建筑点线DMU模型，并将各部件的详细数模装饰到绿色建筑点线DMU模型的相应点线部件上，获得绿色建筑的参数化DMU模型。本发明在进行设计的同时可以完成绿色建筑的性能分析和检测，实现了建筑设计和性能化设计的融合，且可根据不同的需求进行绿色建筑结构的优化。

Description

一种绿色建筑的分析与设计方法

技术领域

本发明涉及绿色建筑设计领域，具体涉及一种绿色建筑的分析与设计方法。

背景技术

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能，节地，节水，节材)，保护环境和减少污染，为人们提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。它是指建筑对环境无害，能充分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。绿色建筑以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。

虽然，绿色建筑越来越受到人们的重视，新的建筑设计项目较以往更为注重节能环保的相关设计内容，但是由于缺少行之有效的绿色建筑设计方法。目前绿色建筑的设计仍然沿用以往的建筑设计思路，即先有建筑设计，而后根据节能要求进行调整的设计方式，并且目前大量的绿色建筑设计是以事后的评价标准来指导设计，这就为绿色建筑设计制造了瓶颈，也与绿色建筑“因地制宜”的核心思想有抵触。同时现有的设计方法，一旦遇到设计变更就需要从头再来，存在大量的重复工作，大大增加了工作人员的工作量和工作难度，也不能保证绿色建筑技术措施的合理性，也没有实现建筑设计和性能化设计的融合，以至于不能有效的提高建筑性能，不能高效的实现绿色建筑的效益。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种绿色建筑的分析与设计方法，可以减少在设计结构过程中进行设计变更时所需的工作量，在进行设计的同时可以完成绿色建筑的性能分析和检测，实现了建筑设计和性能化设计的融合，且可根据不同的需求进行绿色建筑结构的优化，实现了因地制宜。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种绿色建筑的分析与设计方法，包括如下步骤：

S1、根据绿色建筑结构形式以及平顺性和稳定性参数要求，建立绿色建筑的物理模型，获得硬点文件，硬点文件中至少包括所述绿色建筑的各硬点的位置信息；

S2、读取硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表；

S3、根据硬点表，建立一硬点绿色建筑构造模型，绿色建筑构造模型中包括绿色建筑的所有硬点坐标；

S4、对所述硬点绿色建筑构造模型进行参数化处理，使所述硬点绿色建筑构造模型与硬点表建立关联，并发布硬点绿色建筑构造模型中已关联的各硬点；

S5、根据硬点绿色建筑构造模型，建立绿色建筑各部件的绿色建筑构造点线模型，每个部件的绿色建筑构造点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系；

S6、在所得的绿色建筑构造点线模型中插入虚拟传感器和虚拟参数作动模块，虚拟参数作动模块驱动参数变化，与绿色建筑构造点线模型中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析模块针对不同的参数进行计算求解；将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器显示结果；

S7、根据仿真分析结果设计部件的详细数模；

S8、建立绿色建筑点线DMU模型，并将各部件的详细数模装饰到绿色建筑点线DMU模型的相应点线部件上，获得绿色建筑的参数化DMU模型。

优选地，所述虚拟传感器为在绿色建筑构造点线模型中插入的可以获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元。

优选地，所述虚拟参数作动模块用于输入可以分解为设计变量、设计目标以及设计约束的参数，所有的设计变量、设计目标以及设计约束均与仿真分析模块中相关元素有着直接或间接的对应关系。

优选地，所述硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值。

优选地，所述硬点表通过以下步骤建立：

使用Matlab读取所述硬点文件中各硬点的坐标数值导入一EXCEL文件中，在所述EXCEL文件的第一表单中存放有所述各硬点名称、坐标数值以及相邻两个坐标之间的距离；在所述EXCEL文件的第二表单的第一列放置硬点坐标名称，第二列链接到第一表单中相应的坐标数值，第三列连接到第一表单中的相应的两个坐标之间的距离，所述EXCEL文件即为所述可修改的硬点表。

优选地，所述步骤S4的具体步骤为：

使用CATIA软件的参数输入功能将所述硬点表中的坐标名称及其数值以长度参数的形式导入所述硬点绿色建筑构造模型中；

使用CATIA软件的设计表工具把所述硬点表以设计表的形式导入到所述硬点绿色建筑构造模型，导入时指明导入硬点表EXCEL文件第二表单；

使用CATIA软件的公式编辑器工具把硬点绿色建筑构造模型中各硬点的坐标数值换成相应的设计参数；

使用CATIA软件的发布工具发布所述硬点绿色建筑构造模型中的各硬点。

本发明具有以下有益效果：

通过可修改的硬点表的建立可以减少在设计结构过程中进行设计变更时所需的工作量；通过自定义的虚拟传感器、虚拟参数作动模块和仿真分析模块的设计，在进行设计的同时实现了绿色建筑的性能的仿真分析和检测，实现了建筑设计和性能化设计的融合，从而可以根据不同的需求进行绿色建筑结构的优化，实现了因地制宜。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种绿色建筑的分析与设计方法，其特征在于，，包括如下步骤：

S1、根据绿色建筑结构形式以及平顺性和稳定性参数要求，建立绿色建筑的物理模型，获得硬点文件，硬点文件中至少包括所述绿色建筑的各硬点的位置信息；硬点文件是在绿色建筑的总布置设计过程中，为保证零部件之间的协调和装配关系及造型风格要求所确定的控制点或坐标、控制线、控制面及控制结构的总称。

S2、读取硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表；

S3、根据硬点表，建立一硬点绿色建筑构造模型，绿色建筑构造模型中包括绿色建筑的所有硬点坐标；

S4、对所述硬点绿色建筑构造模型进行参数化处理，使所述硬点绿色建筑构造模型与硬点表建立关联，并发布硬点绿色建筑构造模型中已关联的各硬点；

S5、根据硬点绿色建筑构造模型，建立绿色建筑各部件的绿色建筑构造点线模型，每个部件的绿色建筑构造点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系；

S6、在所得的绿色建筑构造点线模型中插入虚拟传感器和虚拟参数作动模块，虚拟参数作动模块驱动参数变化，与绿色建筑构造点线模型中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析模块针对不同的参数进行计算求解；将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器显示结果；

S7、根据仿真分析结果设计部件的详细数模；

S8、建立绿色建筑点线DMU模型，并将各部件的详细数模装饰到绿色建筑点线DMU模型的相应点线部件上，获得绿色建筑的参数化DMU模型。

所述虚拟传感器为在绿色建筑构造点线模型中插入的可以获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元。

所述虚拟参数作动模块用于输入可以分解为设计变量、设计目标以及设计约束的参数，所有的设计变量、设计目标以及设计约束均与仿真分析模块中相关元素有着直接或间接的对应关系。

所述硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值。

所述硬点表通过以下步骤建立：

使用Matlab读取所述硬点文件中各硬点的坐标数值导入一EXCEL文件中，在所述EXCEL文件的第一表单中存放有所述各硬点名称、坐标数值以及相邻两个坐标之间的距离；在所述EXCEL文件的第二表单的第一列放置硬点坐标名称，第二列链接到第一表单中相应的坐标数值，第三列连接到第一表单中的相应的两个坐标之间的距离，所述EXCEL文件即为所述可修改的硬点表。

所述步骤S4的具体步骤为：

使用CATIA软件的参数输入功能将所述硬点表中的坐标名称及其数值以长度参数的形式导入所述硬点绿色建筑构造模型中；

使用CATIA软件的设计表工具把所述硬点表以设计表的形式导入到所述硬点绿色建筑构造模型，导入时指明导入硬点表EXCEL文件第二表单；

使用CATIA软件的公式编辑器工具把硬点绿色建筑构造模型中各硬点的坐标数值换成相应的设计参数；

使用CATIA软件的发布工具发布所述硬点绿色建筑构造模型中的各硬点。

所述仿真分析模块内包括：Element：广义单元为仿真分析的真实对象，这种载体主要是物理存在的实际结构或部件；Property：特性为一些分析对象上静态的共用属性信息，如材料、截面等；Load：载荷为加载在这些分析载荷上外部影响因素或条件，如受力载荷、温度载荷、边界条件等；Analysis：分析为各类具体的仿真分析方法和评估方法；Result：计算得到的数据以及基于数据处理的表格、云图、报告；Variable：设计变量是模型中可变量的标识，包括结构参数、特性参数以及载荷参数等；Target：设计目标是最终用于衡量模型的好坏或合理性的指标或指标的处理结果；Constraint：设计约束是系统在考虑优化时需要遵守的规则，如安全裕度需要满足最低要求等；OptAlgorithm：优化设计方法是各类进行优化设计的具体算法；OptResult：优化结果通过优化计算得到的设计变量的最优取值。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种绿色建筑的分析与设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据绿色建筑结构形式以及平顺性和稳定性参数要求，建立绿色建筑的物理模型，获得硬点文件，硬点文件中至少包括所述绿色建筑的各硬点的位置信息；

S2、读取硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表；

S3、根据硬点表，建立一硬点绿色建筑构造模型，绿色建筑构造模型中包括绿色建筑的所有硬点坐标；

S4、对所述硬点绿色建筑构造模型进行参数化处理，使所述硬点绿色建筑构造模型与硬点表建立关联，并发布硬点绿色建筑构造模型中已关联的各硬点；

S5、根据硬点绿色建筑构造模型，建立绿色建筑各部件的绿色建筑构造点线模型，每个部件的绿色建筑构造点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系；

S6、在所得的绿色建筑构造点线模型中插入虚拟传感器和虚拟参数作动模块，虚拟参数作动模块驱动参数变化，与绿色建筑构造点线模型中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析模块针对不同的参数进行计算求解；将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器显示结果；

S7、根据仿真分析结果设计部件的详细数模；

S8、建立绿色建筑点线DMU模型，并将各部件的详细数模装饰到绿色建筑点线DMU模型的相应点线部件上，获得绿色建筑的参数化DMU模型。

2.根据权利要求1所述的一种绿色建筑的分析与设计方法，其特征在于，所述虚拟传感器为在绿色建筑构造点线模型中插入的可以获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元。

3.根据权利要求1所述的一种绿色建筑的分析与设计方法，其特征在于，所述虚拟参数作动模块用于输入可以分解为设计变量、设计目标以及设计约束的参数，所有的设计变量、设计目标以及设计约束均与仿真分析模块中相关元素有着直接或间接的对应关系。

4.根据权利要求1所述的一种绿色建筑的分析与设计方法，其特征在于，所述硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值。

5.根据权利要求1所述的一种绿色建筑的分析与设计方法，其特征在于，所述硬点表通过以下步骤建立：

使用Mat l ab读取所述硬点文件中各硬点的坐标数值导入一EXCEL文件中，在所述EXCEL文件的第一表单中存放有所述各硬点名称、坐标数值以及相邻两个坐标之间的距离；在所述EXCEL文件的第二表单的第一列放置硬点坐标名称，第二列链接到第一表单中相应的坐标数值，第三列连接到第一表单中的相应的两个坐标之间的距离，所述EXCEL文件即为所述可修改的硬点表。

6.根据权利要求1所述的一种绿色建筑的分析与设计方法，其特征在于，所述步骤S4的具体步骤为：

使用CATIA软件的参数输入功能将所述硬点表中的坐标名称及其数值以长度参数的形式导入所述硬点绿色建筑构造模型中；

使用CATIA软件的设计表工具把所述硬点表以设计表的形式导入到所述硬点绿色建筑构造模型，导入时指明导入硬点表EXCEL文件第二表单；

使用CATIA软件的公式编辑器工具把硬点绿色建筑构造模型中各硬点的坐标数值换成相应的设计参数；

使用CATIA软件的发布工具发布所述硬点绿色建筑构造模型中的各硬点。