CN112528356A - 建筑信息模型数据处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑信息模型数据处理方法，其包含下列步骤：输入建筑信息模型数据，其中建筑信息模型数据包含两个种类的多个物体；识别物体，以产生识别结果；根据识别结果，将物体区分为第一类型及第二类型；将属于第二类型的物体删除；根据建筑能耗模拟软件的预定义规则，将属于第一类型的物体重新调整；及定义属于第一类型的物体的属性。

Description

建筑信息模型数据处理方法及系统

技术领域

本发明是关于一种数据处理方法及系统，特别是关于一种建筑信息模型数据处理方法及系统。

背景技术

由于地球资源日益耗竭，因此节能减碳的意识也逐渐抬头。建筑物包含其内部的机具、水电管线以及空调设备等所消耗的能源相当可观。为了能够达到节能减碳的目标，如何针对建筑物内部各区域的能耗进行详尽的计算以及规划，成为了一个重要的议题。

近年来，为有效测量建筑物能耗，以有效规划能源的布置、建材的选择以及设备的使用，建筑信息模型(building information modeling；BIM)逐渐被广泛采用，其建立的过程可主要包含：数据搜集、建立建筑几何设定、输入模拟参数及执行模拟分析等。一般三维建筑信息模型的文件格式无法兼容于建筑能耗模拟软件的文件格式，因此常规技术是以人工方式将各种建筑设备及结构规格等二维平面数据逐一输入到建筑信息模型软件内，再个别定义每个平面的建材属性。然而，这种人工的输入方式很容易产生错误。此外，由于建筑信息模型的参数众多而且复杂，故通常也只能经由受过专业训练或熟练的人员进行操作。另一方面，业者为求节省时间，常简化模型而导致模型与原建筑一致性不高，造成分析结果与实际情形产生相当大的误差。

因此，如何提出一种建筑信息模型数据处理方法及系统，其能够正确并有效率地建立建筑能源模型，为业界所长久企盼。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明提供一种建筑信息模型数据处理方法及系统，其可将用于建筑营造的三维建筑信息模型数据进行转换调整并输入到建筑信息模型软件中，以正确并有效率地进行计算。

根据本发明的一方面，提供一种建筑信息模型数据处理方法，其包含下列步骤：(1)输入建筑信息模型数据，其中建筑信息模型数据具有至少两个种类的多个物体；(2)识别物体，以产生识别结果；(3)根据识别结果，将物体区分为第一类型及第二类型；(4)将属于第二类型的物体删除；(5)根据建筑能耗模拟软件的预定义规则，将属于第一类型的物体重新调整；及(6)定义属于第一类型的物体的属性。

根据本发明的另一方面，提供一种建筑信息模型数据处理系统，其包含非暂时性计算机可读存储媒体，其包括计算机可读指令，以及一或多个处理器，其中处理器接收计算机可读指令以执行：(1)输入建筑信息模型数据，其中建筑信息模型数据具有至少两个种类的多个物体；(2)识别物体，以产生识别结果；(3)根据识别结果，将物体区分为第一类型的物体及第二类型的物体；(4)将属于第二类型的物体删除；(5)根据建筑能耗模拟软件的预定义规则，将属于第一类型的物体重新调整；及(6)定义属于第一类型的物体的属性。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例的建筑信息模型数据处理方法的流程图。

图2为建筑信息模型的立体示意图。

图3为一实施例的建筑信息模型数据处理方法中重新调整属于第一类型的物体步骤的流程图。

图4A及4B分别为执行步骤510及520于一物体的俯视示意图。

图5A及5B为执行步骤530及540于多个物体的俯视示意图。

图6A及6B分别为执行步骤550及560于两个物体的俯视示意图。

图7A及7B分别为执行步骤570及580于多个物体的俯视示意图。

图8为根据本发明第二实施例的建筑信息模型数据处理方法的流程图。

图9为图2执行步骤700的建筑信息模型的立体示意图。

图10为图2汇出到所述建筑能耗模拟软件的建筑信息模型的立体示意图。

图11为一实施例的建筑信息模型数据处理方法的空间定义步骤的流程图。

具体实施方式

为更清楚了解本创作的特征、内容与优点及其所能达成的功效，现将本创作配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，故不应就所附的图式的比例与布置关系解读、局限本创作的权利要求书。

本发明提供一种建筑信息模型(Building Information Modeling)数据处理方法，其中建筑信息模型可为一般建筑营造业者所使用的三维建筑图档。建筑信息模型数据处理方法可运行于具有一或多个处理器(例如中央处理器)与存储媒介的设备(例如计算机，其具有微软(Microsoft)公司的Windows操作软件)。存储媒介可为非暂时性计算机可读存储媒体，其包括计算机可读指令。处理器可用以接收计算机可读指令以执行本发明的技术内容并产生本发明的特点及功效。

在本发明中，根据建筑信息模型数据处理方法，对一般建筑营造业者所使用的建筑信息模型进行处理，以将建筑信息模型数据汇出到建筑能耗模拟软件。建筑能耗模拟软件得以利用所述数据计算出建筑信息模型的能耗。

请参考图1及图2，其中图1为根据本发明第一实施例的建筑信息模型数据处理方法的流程图，图2为建筑信息模型的立体示意图。首先，建筑信息模型数据处理方法包含：在步骤S100，输入建筑信息模型数据，其中建筑信息模型数据具有至少两个类型的多个物体。在本实施例中，建筑信息模型数据为绘示有建筑物的楼层10的三维图档。楼层10具有不同种类的物体，例如外墙、外窗、顶板、楼板、内隔间墙、门、内窗、灯具、管线以及其它营造工程物体。在本实施例中，步骤S100进一步包含：将建筑信息模型数据输入到第一软件，例如Autodesk公司立体绘图软件Revit，以于Revit程式中依序进行图1中的其它步骤。

在步骤S200，识别多个物体，以产生识别结果。即识别各物体的种类，例如外墙11、外窗12、底板13、顶板14、屋顶、(玻璃)帷幕15、隔间墙16、管道墙、装饰墙、内门17、内窗18、管线及家具等。

在步骤S300，根据识别结果，将物体区分为第一类型及第二类型。接着，在步骤S400，将属于第二类型的物体删除。在本实施例中，属于第一类型的物体可至少包含外墙11、外窗12、底板13、顶板14、帷幕15、隔间墙16及屋顶中的至少一者。属于第二类型的物体至少包含管道墙、装饰墙、内门17、内窗18、管线及家具中的至少一者。由于用于营建的三维图档包括众多营建信息且绘示许多建筑内的细节，然而，这些巨细靡遗的细节(即第二类型的物体)，并不会实质上影响建筑物整体的能耗，且可能使建筑能耗模拟软件的估算产生误差，因此不需要多余的用于建筑营造的物体(即第二类型的物体)。再者，由于建筑能耗模拟软件的建筑能源模型文件须符合一定的格式，因此在步骤S400先将物体分类并再将属于第二类型的物体删除。举例来说，隔间墙16往往设有内窗(例如玻璃)或门。然而，这种内窗和门对于隔间墙16内外的两个空间之间的热传影响极小，故计算上将设置于隔间墙16的内窗和门删除，仅保留隔间墙16。此外，在本发明的一些实施例中，可经由默认的查找表(lookuplist)而将物体分类为第一类型以及第二类型。另外，在其它实施例中，也可手动地将物体分类为第一类型以及第二类型。

在步骤S500，根据建筑能耗模拟软件的预定义规则，将属于第一类型的物体重新调整。即，为了使目前的建筑信息模型数据符合建筑能耗模拟软件所使用的建筑能源模型格式，需要调整属于第一类型的物体。然而，需要注意的是，在本实施例中，先执行删除第二类型的物体的步骤S400而后再执行重新调整第一类型的物体的步骤S500。然而，在其它实施例中，也可先执行步骤S500，接着再执行步骤S400，删除第二类型的物体。

请参照图3，其为一实施例的建筑信息模型数据处理方法中重新调整属于第一类型的物体步骤的流程图。在本实施例中，重新调整属于第一类型的物体的步骤S500进一步包含：在步骤S510，判断物体中的一者是否属于第一类型，且是否具有不规则的表面。如果所述物体属于第一类型且具有不规则的表面，那么执行步骤S520，将所述表面平面化。如果物体不属于第一类型或不具有不规则的表面时，或是执行完步骤S520时，那么执行步骤S530。图4A及4B分别为执行步骤S510及S520于一物体的俯视示意图。如图4A所示，物体20为墙，其具有凸面21。由于凸面21不为平面(即本实施例所定义的不规则形状)，则于步骤S520，将凸面21平面化，以成为平面21a，如图4B所示。如此，可在不实质影响能耗计算的情况下，简化物体的复杂度。

请参照图3，在步骤S530，判断物体中的一者是否属于第一类型且是否具有由第一平面及第二平面所形成的厚度。如果物体属于第一类型且具有厚度(例如厚度大于0.1厘米)，那么执行步骤S540，将第一平面及第二平面合并为位于两者之间的第三平面。在一实施例中，第三平面实质上位于第一平面及第二平面的中间。如果物体不属于第一类型或不具有厚度时，或是执行完步骤S540时，那么进行步骤S550，。图5A及5B为执行步骤S530及S540于一物体的俯视示意图。请参照图5A，物体22、24、26、28为墙，其包围以形成空间30，例如办公室空间或卧室。物体22、24、26、28分别具有外墙面220、240、260、280及内墙面222、242、262、282。其中，外墙面220、240、260、280及内墙面222、242、262、282皆为平面。以物体22为例，当判断物体22具有第一平面(即外墙面220)及第二平面(即内墙面222)且具有两者所形成的厚度D1时，则形成虚拟的第三平面224(图5A虚线所示)。同时，本实施例的第三平面224位于外墙面220及内墙面222的正中间。接着，为便于计算的目的，将外墙面220及内墙面222删除，仅保留第三平面224，如图5B所示。根据相同的方式，分别形成物体24、26、28的第三平面244、264、284(图5A虚线所示)，并删除物体24、26、28的外墙面240、260、280及内墙面242、262、282。如此，空间30a乃由物体22、24、26、28的第三平面224、244、264、284(图5B实线所示)包围而形成。虽然空间30a相较于空间30的体积略有改变，但其改变不会实质影响物体22、24、26、28的第三平面224、244、264、284所围绕的空间30a内的能耗计算，并能简化能耗计算的复杂度。

请参照图3，在步骤S550中，判断所述物体中的两者是否分别属于所述第一类型的相异物体，且是否共平面。如果所述两个物体属于第一类型的相异物体且共平面，那么执行步骤S560，将所述两个物体中的一者相对于另一者平行位移。如果物体不属于第一类型或不具有厚度，或执行完步骤S560时，那么接着进行步骤S570。图6A及6B分别为执行步骤S550及S560于一物体的俯视示意图。举例来说，如图6A所示，物体31为墙，而物体32为窗户。物体32设置于物体31中，且物体31、32共平面于平面L。当相异种类的物体共平面时，可能会发生软件难以判读的情况，造成能耗估算错误。所以，在此情况下将物体中的一者稍微地位移，避免计算错误。如图6B所示，可将物体32(窗户)相对于物体31(墙)及平面L平行位移，避免两者重叠。尽管所述平行位移造成物体31、32之间产生间隙，但其间隙并不实质影响能耗估算。此外，如图6A及6B所示的物体32(窗户)相较于物体31具有厚度。然而，在本案的其它实施例中，物体32(窗户)可先经调整而成为平面(不具有厚度)。

在步骤S570中，判断由物体的部分所形成的第一空间是否为第二空间的附属空间。如果第一空间为第二空间的附属空间时，那么执行步骤S580，将第一空间及第二空间合并。如果第一空间不为第二空间的附属空间时，或执行完步骤560时，那么继续进行步骤600。图7A及7B分别为执行步骤S570及S580于多个物体的俯视示意图。物体34、36、38、40、42皆为墙，其共同形成第一空间44以及第二空间46。举例来说，在一实施例中，第一空间44可为储藏室，而第二空间46可为办公室空间；在另一实施例中，第一空间44可为步入式衣柜(walk-in closet)，而第二空间46可为卧室；在又一实施例中，第一空间44可为管道间，而第二空间46可为厨房。一般来说，储藏室可视为办公室空间的附属空间，步入式衣柜为卧室的附属空间，管道间为厨房的附属空间。因此，如果将这两个空间合并计算，不实质影响能耗估算，且可简化能耗计算的复杂度。所以，于图7A及7B中，为便于计算，将作为隔墙的物体42移除并将第一空间44合并到第二空间46，以形成第三空间48。此外，第一空间44以及第二空间46的属性，可通过识别步骤200得知或辨识。

接着，在步骤600，定义属于第一类型的物体的属性。在一实施例中，步骤600进一步包含：将建筑信息模型数据汇出到第二软件的第一其它数据呈现格式的文件。在本实施例中，第二软件为Trimble Navigation,Ltd公司的立体绘图软件SketchUp。也就是说，在本实施例中，步骤600可于SketchUp软件中执行。同时，是以gbXML(绿建筑可扩展标记语言，Green Building XML)的文件格式汇出到SketchUp软件中。其中，gbXML格式则为目前建筑信息模型中广泛使用的开放性交换与分析格式。尤其是，可于Revit软件中使用“房间/空间体积”方式汇出到SketchUp软件。另外，在本实施例中，所定义的属性可为热传导属性。详细来说，可个别定义相同种类的物体的热传导属性，例如透光率、导热率。在其它实施例中，也可同时定义相同种类的物体的热传导属性。此外，步骤S600也可包含：将物体分别定义建材属性。于一实施例中，可将垂直于水平面且具有一定高度的物体主动定义为墙，而将平行于水平面的物体定义为楼板(底板或顶板)，如此，有利于简化能耗估算的复杂程度。

图8为根据本发明第二实施例的建筑信息模型数据处理方法的流程图。相较于图1的建筑信息模型数据处理方法，本实施例的建筑信息模型数据处理方法进一步包含：执行空间定义步骤S700，将物体所形成的空间封闭。在本实施例中，空间定义步骤S700进一步包含如图11所示的各步骤：步骤S710判断建筑信息模型数据的多个物体是否建构成建筑物的至少一楼层；如果是，那么执行步骤S720，绘示所述至少一楼层之上的上楼层的多个物体以及所述至少一楼层之下的下楼层的多个物体。接着，在步骤S730，保留上楼层的底板并删除其它上楼层的多个物体。在步骤S740，保留下楼层的顶板并删除其它下楼层的多个物体。当判断建筑信息模型数据的物体不为建构成建筑物的至少一楼层，或执行完步骤S740时，则进行图8所示的步骤800。图9为图2执行步骤S700的建筑信息模型的立体示意图，如图9所示，当建筑信息模型数据不为单一密闭空间时，可能造成能耗软件难以估算其体积，进而导致估算错误。所以，在本实施例中，除了楼层10外，再增加上楼层50的主要物体(即，形成楼层50主要空间的物体)以及下楼层52的主要物体(即，形成楼层52主要空间的物体)。接着，仅保留上楼层50的底板以及下楼层52的顶板，以确保楼层10的上下两面已由上楼层50的底板以及下楼层52的顶板所封闭。

接着，在步骤S800中，识别多个物体的坐标点及数据。在此步骤中，于SketchUp软件中执行确认经整理后的全部物体的坐标点以及数据。

接着，在步骤S900中，将建筑信息模型数据汇出到建筑能耗模拟软件的第二其它数据呈现格式的文件。图10为图2汇出到所述建筑能耗模拟软件的建筑信息模型的立体示意图，如图10所示，楼层10的物体已经重新调整及识别，即可汇出到建筑能耗模拟软件。在本实施例中，建筑能耗模拟软件可为工业技术研究院(工研院，Industrial TechnologyResearch Institute，ITRI)所研发的人工智能建筑节能系统平台(Building EnergySimulation Technology with Artificial Intelligence，BESTAI)软件，其以导引方式提供用户进行建筑模型设计与提供线上实时建筑模拟分析计算，实时获得最佳能耗分析数据，并提供用户定制化分析报表功能，例如：设备投资回报率(Return On Investment，ROI)估算、全年能耗分析与电价估算等多类分析服务。另外，文件格式可以是IDF档。在本发明一些实施例中，则采用不同于BESTAI软件的其它具有类似功能的建筑能耗模拟软件。

综合上述，本发明根据建筑信息模型数据处理方法，可对建筑信息模型进行处理，以将建筑信息模型数据汇出到建筑能耗模拟软件。建筑能耗模拟软件得以利用所述数据计算出建筑信息模型的能耗。一般来说，一般建筑营造业者所使用的建筑信息模型的文件格式无法兼容于建筑能耗模拟软件的文件格式，因此本发明所提出的建筑信息模型数据处理方法能够有效地利用建筑信息模型，以正确并有效率地建立建筑能源模型。

本文中的用语“一”或“一种”用以叙述本创作的元件及成分。此术语仅为了叙述方便及给予本创作的基本观念。此叙述应被理解为包含一种或至少一种，且除非明显地另有所指，表示单数时也包含复数。于权利要求书中和“包括”一词一起使用时，所述用语“一”可意谓一个或超过一个。此外，本文中的用语“或”其意同“及/或”。

除非另外规定，否则例如“上方”、“下方”、“向上”、“左边”、“右边”、“向下”、“顶”、“底”、“垂直”、“水平”、“侧”、“较高”、“下部”、“上部”、“上方”、“下面”等空间描述是关于图中所展示的方向加以指示。应理解，本文中所使用的空间描述仅出于说明的目的，且本文中所描述的结构的实际实施方案可以任何相对方向在空间上布置，此限制条件不会改变本发明实施例的优点。举例来说，在一些实施例的描述中，提供“在”另一元件“上”的元件可涵盖前一元件直接在后一元件上(例如，与后一元件物理接触)的状况以及一或多个介入元件位于前一元件与后一元件之间的状况。

如本文中所使用，术语“大致”、“实质上”、“实质的”及“约”用以描述及考虑微小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可意指事件或情形明确发生的情况以及事件或情形极近似于发生的情况。

以上所述的实施例仅为说明本创作的技术思想及特点，其目的在使所属领域的技术人员能够了解本创作的内容并据以实施，当不能以之限定本创作的专利范围，依本创作所公开的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本创作的专利范围内。

符号说明

10 楼层

11 外墙

12 外窗

13 底板

14 顶板

15 帷幕

16 隔间墙

17 内门

18 内窗

20 物体

21 凸面

21a 平面

22 物体

24 物体

26 物体

28 物体

30、30a 空间

31 物体

32 物体

34 物体

36 物体

38 物体

40 物体

42 物体

44 第一空间

46 第二空间

48 第三空间

50 上楼层

52 下楼层

220、240、260、280 外墙面

222、242、262、282 内墙面

224、244、264、284 第三平面

D1 厚度

L 平面

S100 步骤

S200 步骤

S300 步骤

S400 步骤

S500 步骤

S510-580 步骤

S600 步骤

S700 步骤

S800 步骤

S900 步骤

Claims (17)

1.一种建筑信息模型数据处理方法，其包含：

输入建筑信息模型数据，其中所述建筑信息模型数据具有至少两个种类的多个物体；

识别所述物体，以产生识别结果；

根据所述识别结果，将所述物体区分为第一类型及第二类型；

将属于所述第二类型的所述物体删除；

根据建筑能耗模拟软件的预定义规则，将属于所述第一类型的所述物体重新调整；及

定义属于所述第一类型的所述物体的属性。

2.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，其中输入所述建筑信息模型数据，其中所述建筑信息模型数据具有所述至少两个类型的所述物体的步骤进一步包含：

将所述建筑信息模型数据输入到第一软件。

3.根据权利要求2所述的建筑信息模型数据处理方法，其中定义属于所述第一类型的所述物体的所述属性的步骤进一步包含：

将所述建筑信息模型数据汇出到所述第二软件的第一其它数据呈现格式的文件。

4.根据权利要求3所述的建筑信息模型数据处理方法，其中

所述第一软件为立体绘图软件Revit；及

所述第二软件为立体绘图软件SketchUp。

5.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，其中所述将属于所述第一类型的所述物体重新调整的步骤进一步包含：

判断所述物体中的一者是否属于所述第一类型，且是否具有不规则的表面；及

如果所述物体属于所述第一类型且具有不规则的所述表面，那么将所述表面平面化。

6.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，其中所述将属于所述第一类型的所述物体重新调整的步骤进一步包含：

判断所述物体中的一者是否属于所述第一类型且是否具有由第一平面及第二平面所形成的厚度；及

如果所述物体属于所述第一类型且具有所述厚度，那么将所述第一平面及所述第二平面合并为位于两者之间的第三平面。

7.根据权利要求6所述的建筑信息模型数据处理方法，其中所述第三平面实质上位于所述第一平面及所述第二平面的中间。

8.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，其中所述将属于所述第一类型的所述物体重新调整的步骤进一步包含：

判断所述物体中的两者是否分别属于所述第一类型的相异物体，且是否共平面；及

如果所述两个物体属于所述第一类型的相异物体且共平面，那么将所述两个物体中的一者相对于另一者平行位移。

9.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，其中所述将属于所述第一类型的所述物体重新调整的步骤进一步包含：

判断由所述物体的部分所形成的第一空间是否为第二空间的附属空间；及

如果所述第一空间为所述第二空间的附属空间时，那么将所述第一空间及所述第二空间合并。

10.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，进一步包含：

将所述物体分别定义建材属性。

11.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，进一步包含：

执行空间定义步骤，将所述物体所形成的空间封闭。

12.根据权利要求11所述的建筑信息模型数据处理方法，其中所述空间定义步骤进一步包含：

判断所述建筑信息模型数据的所述物体是否建构成建筑物的至少一楼层；

如果是，那么绘示所述至少一楼层之上的上楼层的多个物体以及至少一楼层之下的下楼层的多个物体；

保留所述上楼层的底板并删除其它所述上楼层的所述多个物体；及

保留所述下楼层的顶板并删除其它所述下楼层的所述多个物体。

13.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，进一步包含：

识别所述物体的坐标点及数据。

14.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，其中

属于所述第一类型的所述物体包含外墙、外窗、底板、顶板、屋顶及帷幕中的至少一者；及

属于所述第二类型的所述物体至少包含隔间墙、管道墙、内门、内窗、管线及家具中的至少一者。

15.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，进一步包含：

将所述建筑信息模型数据汇出到所述建筑能耗模拟软件的第二其它数据呈现格式的文件。

16.根据权利要求1所述的建筑信息模型数据处理方法，其中所述属性为热传导属性。

17.一种建筑信息模型数据处理系统，其包含：

非暂时性计算机可读存储媒体，其包括计算机可读指令，以及一或多个处理器，其中所述一或多个处理器接收所述计算机可读指令以执行：

输入建筑信息模型数据，其中所述建筑信息模型数据具有至少两个类型的多个物体；

识别所述物体，以产生识别结果；

根据所述识别结果，将所述物体区分为第一类型的物体及第二类型的物体；

将属于所述第二类型的所述物体删除；

根据建筑能耗模拟软件的预定义规则，将属于所述第一类型的所述物体重新调整；及

定义属于所述第一类型的所述物体的属性。

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