CN108614446B - 一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，其特征在于：通过施工方案仿真模拟单元、建筑能耗模拟单元、空调负荷模拟计算单元、日照模拟单元、采光模拟单元、数值风洞模拟单元，来获得对目标建筑的施工方案以及各类性能的仿真分析。本仿真分析系统主要利用建筑信息模型的专业信息进一步提高相关工作的效率，对于建筑设计不同专业之间、设计单位和施工单位之间的信息传导有显著的提高作用，各类模型的信息复用率有所增强。
Description
技术领域
本发明涉及工程项目的管理系统领域，具体地，涉及一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统。
背景技术
目前国内勘察设计行业正在研究行业的发展趋势和如何发展，向着提升企业研发能力、创新能力、协同工作能力、知识管理能力的工程公司方向发展，运用互联网+创新模式及先进的技术手段和先进的管理方法开展业务转型与发展。
工程项目建设是一个从概念设计、到详细设计、再到施工深化设计、直至施工实施。这一过程既是一个传统的建设过程，又是一个可以运用新技术、新方法、新模式的创新过程，也是企业一种创新能力打造的过程。
国外发达国家，以设计为龙头的大型工程公司，他们都建立了技术(或研发)工作平台，为项目在技术和管理二个方面提供着指导作用，他们有先进的仿真与分析技术，有完整文档管理体系和工程数据库，有专业协同工作的平台，以及良好的社会信息化网络资源。但是,尚未能有一种通过模拟的工程进展和周边环境等的方式来对工程进行全面的模仿真实环境的施工和进展情况。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提供一种基于模拟智能的方式来对目标开展的工程项目进行仿真模拟。
本发明提供了一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，其特征在于：通过对目标建筑施工方案以及各类性能的模拟结果，来评价该建筑的工程难度、后期运维成本及相关的评价目标。
进一步地，本发明提供的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，还具有这样的特点：即、上述目标建筑各类性能的模拟结果，通过施工方案仿真模拟单元、建筑能耗模拟单元、空调负荷模拟计算单元、日照模拟单元、采光模拟单元、数值风洞模拟单元来获得。
进一步地，本发明提供的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，还具有这样的特点：即、上述施工方案仿真模拟单元的工作流程如下所示：
S1、根据施工要求和施工标准及其相关规定规则，对施工进展中的各类专业构件进行施工信息的标注；
上述施工信息包括施工时间及相关信息；
S2、将各类专业构件，根据施工时间进行依次排序后，进行归类和展示；
S2、根据施工进展，依次筛选出具有相同施工信息的构件，并选中；
S3、挂接相应的信息后，进行施工阶段的仿真模拟。
进一步地，本发明提供的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，还具有这样的特点：即、上述建筑能耗模拟单元包括如下工作流程：
S1：预测和模拟目标建筑全年逐时的各类能源使用量；
S2：根据分段价格表，计算出全年的能耗费用。
进一步地，本发明提供的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，还具有这样的特点：即、上述S1的具体操作方法为：根据建筑信息模型中的各建筑功能区间的设置，硬件设置，以及围护结构热工性能来进行各类能源使用量的预测和模拟。
进一步地，本发明提供的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，还具有这样的特点：即、上述空调负荷模拟计算单元包括如下工作流程：
S1：通过建筑信息模型中的功能区间的布局，获取空调布局/功率/使用面积及相关信息；
S2：，根据空调布局/功率/使用面积及相关信息，计算空调负荷。
进一步地，本发明提供的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，还具有这样的特点：即、上述日照模拟单元包括如下工作流程：
S1：通过建筑信息模型，来获取目标建筑中的窗户及相关透光构件的布局；
S2：根据目标建筑所在地的日照和温度情况，获得各窗户及相关透光构件能使建筑的局部获得的日照情况和日照时长。
进一步地，本发明提供的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，还具有这样的特点：即、上述采光模拟单元包括如下工作流程：
S1：通过建筑信息模型，来获取目标建筑中的窗户及相关透光构件的布局；
S2：根据目标建筑所在地的白昼分布情况，获得各窗户及相关透光构件所在位置的，自然阳光对室内相关平面高度上的照度分析及亮度情况。
进一步地，本发明提供的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，还具有这样的特点：即、根据日照或采光的模拟结果，进行各窗户及相关透光构件的遮阳构件的模拟。
进一步地，本发明提供的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，还具有这样的特点：即、上述数值风洞模拟单元包括如下工作流程：
S1：利用建筑体量模型，完成前期几何建模工作；
S2：通过建筑外轮廓的表面分割功能，满足计算流体力学后处理中建筑分层、分块进行细化统计的要求。
本发明的作用和效果：
本仿真模拟系统主要利用建筑信息模型的专业信息进一步提高相关工作的效率，对于建筑设计不同专业之间、设计单位和施工单位之间的信息传导有显著的提高作用，各类模型的信息复用率有所增强。该仿真平台针对各类建筑性能模拟的分析需求，主要包括：施工方案仿真、建筑能耗模拟、空调负荷计算、日照模拟、采光模拟、数值风洞等不同方面。
具体实施方式
在本实施例提出的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，是通过对目标建筑施工方案以及各类性能的模拟结果，来评价该建筑的工程难度、后期运维成本及相关的评价目标，根据上述模拟出的结果，从而获得该目标项目成本能耗等信息实现真实环境下的模拟。
该目标建筑各类性能的模拟结果，通过施工方案仿真模拟、建筑能耗模拟、空调负荷模拟计算、日照模拟、采光模拟、数值风洞模拟来获得。
具体地，在本实施例中，提出的施工方案模拟是一种4D仿真，各类专业构件根据施工时间的序列依次展现。在基于建筑信息模型的工作方式下，可以通过高效的筛选功能，将具有相同施工信息的构件一次性选中，并挂接上相应的信息，从而控制其在4D仿真中的施工顺序。这种工作模式，较之传统方法，有效利用了设计阶段的建筑信息模型构件，使得施工阶段能够快速完成相应模拟，为施工方案决策提供直观的三维模型支持。
建筑能耗模拟主要预测一座楼宇全年8760逐时的各类能源使用量，并根据分段价格表，计算出全年的能耗费用。通过读取建筑信息模型中的房间设置，围护结构热工性能(如墙体传热系数K、玻璃遮阳系数SC等)，能耗软件能够快速进行建模，避免过往二维设计与模拟分析完全割裂的状况，一方面提高了工作人员的效率，另一方面也降低了能耗分析单独建模从而造成错误的可能性。
空调负荷计算同样能够利用建筑信息模型的房间、空调分区信息，使得暖通专业充分利用建筑专业建模的信息，从而快速获得空调负荷，为专业系统设计与设备选型提供计算依据。这种工作方式，在提高信息系复用率的同时，也是专业间达到信息共享层面协同作业的一种方式，杜绝了以往专业间由于沟通不畅从而无法保持信息一致的情况。
日照模拟仿真主要用于优化建筑在大寒日等不利条件下窗户获得日照时长的能力，是前期方案设计时的重要考量因素。在信息模型的工作方式下，日照软件能够利用建筑体量模型进行相关的仿真计算，从而快速获得多方案对比，为建筑专业方案决策提供数据支撑。
采光模拟主要关注自然阳光对室内相关平面高度上的照度分析是否满足符合规范要求，同时又要避免由于亮度由于悬殊而造成眩光的不利影响。目前，利用信息模型的房间和窗户信息，并附加各个建筑面的光学性能，就能够分析任意时刻下室内规定高度的照度分布，并通过调整遮阳措施，综合权衡全年室内照度和得热量的情况下，获得较优化的遮阳方案。
数值风洞可以利用建筑体量模型，快速完成前期几何建模工作，并通过建筑外轮廓的表面分割功能，满足计算流体力学后处理中建筑分层、分块进行细化统计的要求。这样可使得建筑物受到的风受力分析，建筑物附近的室外风环境等仿真工作能够进一步提高工作效率。
Claims (8)
1.一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，其特征在于：通过施工方案仿真模拟单元、建筑能耗模拟单元、空调负荷模拟计算单元、日照模拟单元、采光模拟单元、数值风洞模拟单元，来获得对目标建筑的施工方案以及各类性能的仿真分析；
所述施工方案仿真模拟单元的工作流程如下所示：
S1、根据施工要求和施工标准及其相关规定规则，对施工进展中的各类专业构件进行施工信息的标注；
所述施工信息包括施工时间及相关信息；
S2、将各类专业构件，根据施工时间进行依次排序后，进行归类和展示；
S3、根据施工进展，依次筛选出具有相同施工信息的构件，并选中；
S4、挂接相应的信息后，进行施工阶段的仿真模拟。
2.如权利要求1所述的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，其特征在于：
所述建筑能耗模拟单元包括如下工作流程：
S2-1：预测和模拟目标建筑全年逐时的各类能源使用量；
S2-2：根据分段价格表，计算出全年的能耗费用。
3.如权利要求2所述的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，其特征在于：
所述S2-1的具体操作方法为：根据建筑信息模型中的各建筑功能区间的设置，硬件设置，以及围护结构热工性能来进行各类能源使用量的预测和模拟。
4.如权利要求1所述的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，其特征在于：
所述空调负荷模拟计算单元包括如下工作流程：
S3-1：通过建筑信息模型中的功能区间的布局，获取空调布局/功率/使用面积及相关信息；
S3-2：根据空调布局/功率/使用面积及相关信息，计算空调负荷。
5.如权利要求1所述的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，其特征在于：
所述日照模拟单元包括如下工作流程：
S4-1：通过建筑信息模型，来获取目标建筑中的窗户及相关透光构件的布局；
S4-2：根据目标建筑所在地的日照和温度情况，获得各窗户及相关透光构件能使建筑的局部获得的日照情况和日照时长。
6.如权利要求1所述的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，其特征在于：
所述采光模拟单元包括如下工作流程：
S5-1：通过建筑信息模型，来获取目标建筑中的窗户及相关透光构件的布局；
S5-2：根据目标建筑所在地的白昼分布情况，获得各窗户及相关透光构件所在位置的自然阳光对室内相关平面高度上的照度分析及亮度情况。
7.如权利要求5或6所述的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，其特征在于：
根据日照或采光的模拟结果，进行各窗户及相关透光构件的遮阳构件的模拟。
8.如权利要求1所述的一种应用于工程领域的生产线数字化仿真分析系统，其特征在于：
所述数值风洞模拟单元包括如下工作流程：
S6-1：利用建筑体量模型，完成前期几何建模工作；
S6-2：通过建筑外轮廓的表面分割功能，满足计算流体力学后处理中建筑分层、分块进行细化统计的要求。
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