CN114943113A - 多边形房间内布置散流器方法、系统、存储介质及设备 - Google Patents

多边形房间内布置散流器方法、系统、存储介质及设备 Download PDF

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CN114943113A CN202210881214.9A CN202210881214A CN114943113A CN 114943113 A CN114943113 A CN 114943113A CN 202210881214 A CN202210881214 A CN 202210881214A CN 114943113 A CN114943113 A CN 114943113A
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Abstract

本发明提供一种多边形房间内布置散流器方法、系统、存储介质及设备，该方法包括根据目标房间边界线作目标房间的最小外接矩形；根据最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间；若目标房间为类矩形房间，确定散流器布置的约束条件，并根据约束条件建立散流器布置模型；获取散流器目标布置参数，根据目标布置参数及目标房间的最小外接矩形对散流器布置模型进行求解，得到散流器布置方案。本发明中的多边形房间内布置散流器方法、系统、存储介质及设备，通过获取散流器布置的约束条件以建立散流器布置模型，并根据已知的散流器目标布置参数和房间最小外接矩形对模型进行求解，得到散流器布置方案。

Description

多边形房间内布置散流器方法、系统、存储介质及设备
技术领域
本发明涉及建筑规划技术领域，特别涉及一种多边形房间内布置散流器方法、系统、存储介质及设备。
背景技术
BIM(BuildingInformationModel)是“建筑信息模型”的简称，是一种多维信息模型集成技术，可以将建筑、结构、暖通和给排水等专业信息集成于一个三维建筑模型中，能极大地提高设计生产效率。
暖通全空气系统布置方案中通过利用建筑信息模型将房间布局进行三维化展示，使得房间布局更为可视化，进而利用三维模型进行各系统布局，模拟出设计方案，使得系统方案更为更接近实际情况和合理化。
暖通全空气系统中散流器的布置通常需要设计师根据房间的布局和散流器的相关信息确定散流器的布局，但该方法往往需要大量重复且枯燥的计算和校核，从而耗费了大量人力物力，导致散流器布置效率较低。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种多边形房间内布置散流器方法、系统、存储介质及设备，解决背景技术中人为的设计出散流器的布置方案需要大量计算和校核，导致散流器布置效率较低的问题。
本发明一方面提供一种多边形房间内布置散流器方法，方法包括：
获取目标房间平面图，在目标房间平面图中确定目标房间边界线，根据目标房间边界线作目标房间的最小外接矩形；
根据最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间；
若目标房间为类矩形房间，确定散流器布置的约束条件，并根据约束条件建立散流器布置模型；
获取散流器目标布置参数，根据目标布置参数及目标房间的最小外接矩形对散流器布置模型进行求解，得到散流器布置方案。
进一步的，根据目标布置参数及目标房间的最小外接矩形对散流器布置模型进行求解，得到散流器布置方案的步骤后包括：
在散流器布置方案中删除目标房间边界线之外的散流器，得到第二散流器布置方案，将目标房间边界线向目标房间内部偏移预设距离，得到第二目标房间边界线；
判断第二散流器布置方案中的散流器是否在第二目标房间边界线内；
若第二散流器布置方案中的散流器在第二目标房间边界线内，则将第二散流器布置方案确定为最终散流器布置方案。
进一步的，确定散流器布置的约束条件的步骤包括：
获取散流器颈部面积、颈部风速及房间类型，根据散流器颈部面积及颈部风速计算散流器送风量，以及根据房间类型确定房间最小送风量，以根据散流器送风量及房间最小送风量建立约束条件一，约束条件一的公式为：
Figure 157955DEST_PATH_IMAGE001
式中，AQ min 为房间所需的最小送风量，A 0 为散流器的颈部面积，v为散流器颈部风速，N为散流器数量。
进一步的，确定散流器布置的约束条件的步骤包括：
根据目标房间平面图获取房间高度，根据房间高度确定散流器颈部最大送风速度，并建立约束条件二，约束条件二的公式为：
Figure 774881DEST_PATH_IMAGE002
，
式中，v为散流器颈部风速，v max 为散流器颈部最大送风速度。
进一步的，确定散流器布置的约束条件的步骤包括：
根据散流器颈部风速建立散流器射流速度衰减模型，并获取散流器四个方向上的送风长度，以根据散流器射流速度衰减模型及送风长度建立约束条件三，约束条件三的公式为：
Figure 596206DEST_PATH_IMAGE003
，
式中，
Figure 7596DEST_PATH_IMAGE004
为散流器横向送风长度和散流器纵向送风长度的最大值，v x 为距散流器中心水平距离为x处的风速，k为进风口系数，x s 为散流器中心到射流外观原点的距离，x为散流器射程。
进一步的，确定散流器布置的约束条件的步骤包括：
根据散流器射程计算室内平均风速，并获取风速阈值，根据室内平均风速及风速阈值建立约束条件四，约束条件四的公式为：
Figure 179951DEST_PATH_IMAGE005
，
式中，v m 为室内平均风速，L min 为散流器横向送风长度和散流器纵向送风长度的最小值，H为房间高度。
进一步的，确定散流器布置的约束条件的步骤包括：
根据目标房间的最小外接矩形获取矩形长度和矩形宽度，并获取散流器送风长度的布置比值，以根据矩形长度、矩形宽度及散流器送风长度的布置比值建立约束条件五，约束条件五的公式为：
Figure 69410DEST_PATH_IMAGE006
式中，N为散流器数量，N r 为散流器横向数量，N c 为散流器纵向数量，L1为散流器的横向送风长度，L2为散流器的纵向送风长度，D1为散流器与纵向边界的距离，D2为散流器与横向边界的距离，RL为最小外接矩形的长度，CL为最小外接矩形的宽度。
本发明中的多边形房间内布置散流器方法，通过目标房间的平面图确定目标房间的最小外接矩形，并根据最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间，获取散流器布置的约束条件以建立散流器布置模型，并根据已知的散流器目标布置参数和最小外接矩形对模型进行求解，得到散流器布置方案，通过多个约束条件建立散流器布置模型，并得出布置方案，替代了人为在房间中布置散流器，减少了布置过程的大量计算和复核，从而提高了散流器的布置效率。
本发明另一方面提供一种多边形房间内布置散流器系统，系统包括：
最小外接矩形建立模块，用于获取目标房间平面图，在目标房间平面图中确定目标房间边界线，根据目标房间边界线作目标房间的最小外接矩形；
第一判断模块，用于根据最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间；
散流器布置模型建立模块，用于若目标房间为类矩形房间，确定散流器布置的约束条件，并根据约束条件建立散流器布置模型；
模型求解模块，用于获取散流器目标布置参数，根据目标布置参数及目标房间的最小外接矩形对散流器布置模型进行求解，得到散流器布置方案。
本发明另一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的多边形房间内布置散流器方法。
本发明另一方面还提供一种数据处理设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如上述的多边形房间内布置散流器方法。
附图说明
图1为本发明第一实施例中多边形房间内布置散流器方法流程图；
图2为本发明第二实施例中多边形房间内布置散流器方法流程图；
图3为本发明第三实施例中多边形房间内布置散流器系统框图；
图4为本发明实施例中散流器的布置示意图；
图5为本发明实施例中类矩形房间内散流器删除示意图；
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的多边形房间内布置散流器方法，包括步骤S11-S14。
S11、获取目标房间平面图，在目标房间平面图中确定目标房间边界线，根据目标房间边界线作目标房间的最小外接矩形。
S12、根据最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间。
若目标房间为类矩形房间，则执行步骤S13。
散流器送风是利用设在吊顶内的圆形或方形散流器，将空气从顶部向下送入房间空调区的送风方式。实际需要布置散流器的房间大多是直角多边形，在说明如何在一般直角多边形房间内布置散流器之前，先考虑矩形房间内散流器布置。如图4所示，考虑到对称性、简单性以及美观性，矩形房间内散流器一般采用矩形阵列排布。
获取房间的平面图，平面图包括房间的边界线信息以及房间高度H，在平面图中确定房间的边界线，将边界线的交点集合输入minAreaRect函数，得到矩形的四个点坐标，即获得目标房间的最小外接矩形。
已知矩形的四个点坐标即计算出最小外接矩形的面积，记最小外接矩形的面积为S，再根据房间的边界线信息计算出房间的面积S0计算目标房间面积与最小外接矩形的面积的比值，判断比值是否大于预设阈值，若：
Figure 276401DEST_PATH_IMAGE007
则判断目标房间为类矩形房间，其中阈值α默认设置为0.85，可根据实际情况进行调整。
S13、确定散流器布置的约束条件，并根据约束条件建立散流器布置模型。
若目标房间为类矩形房间，则可直接对目标房间布置散流器，如图4所示为散流器的布置示意图，确定散流器布置的几个约束条件：
计算散流器送风量。
设散流器的颈部面积为A0（单位：m2），散流器数量为N，包括横向数量Nr和纵向数量Nc，其中N=Nr*Nc，颈部风速为v（单位：m/s），则散流器送风量AQ的计算公式为：
Figure 593112DEST_PATH_IMAGE008
散流器颈部形状包括方形和圆形的结构，根据不同的颈部面积计算得到不同的散流器送风量，因此对于边长或直径为d（单位：mm）的方形和圆形散流器的颈部面积分别为：
Figure 252764DEST_PATH_IMAGE009
计算散流器射流射程：
散流器的风速随着距离逐渐减小，因此，根据实验结果建立散流器射流速度衰减模型：
Figure 945913DEST_PATH_IMAGE010
式中v x 为距散流器中心水平距离为x处的风速，取0.5m/s；k为进风口系数，取值1.4；x s 为散流器中心到射流外观原点的距离，取0.07m；x为散流器射程。对散流器射流速度衰减模型变形后得到：
Figure 7410DEST_PATH_IMAGE011
如图4所示，散流器在四个方向上设有送风范围，L为单个散流器送风长度，其散流器的横向送风长度为L1，散流器的纵向送风长度为L2，散流器射程需满足：
Figure 760603DEST_PATH_IMAGE012
结合上述散流器射流速度衰减模型后得到以下约束条件公式：
Figure 907550DEST_PATH_IMAGE013
式中，
Figure 404391DEST_PATH_IMAGE014
为L1和L2中的最大值，
Figure 54815DEST_PATH_IMAGE015
。
室内平均风速v m 与散流器射程有关，平均风速的计算公式为：
Figure 244488DEST_PATH_IMAGE016
式中，H为房间高度。
针对夏季送冷风，有
Figure 878731DEST_PATH_IMAGE017
；针对冬季送热风，有
Figure 910754DEST_PATH_IMAGE018
。综合考虑夏季和冬季送风风速要求，得到：
Figure 415684DEST_PATH_IMAGE019
结合平均风速与送风风速要求，建立以下约束条件公式：
Figure 776259DEST_PATH_IMAGE020
式中，
Figure 897798DEST_PATH_IMAGE021
为L1和L2中的最小值，
Figure 736441DEST_PATH_IMAGE022
。
再根据房间的最小外接矩形的边长要求等式要求，散流器的布置边长不能超出最小外接矩形的边长。综合多个约束条件建立散流器布置模型：
Figure 361458DEST_PATH_IMAGE023
式中，N为散流器数量，包括横向数量Nr和纵向数量Nc，RL和CL分别为房间最小外接矩形的长和宽，D1为散流器与纵向边界的距离，D2为散流器与横向边界的距离，
Figure 892933DEST_PATH_IMAGE024
为散流器颈部最大送风速度，
Figure 236190DEST_PATH_IMAGE025
为房间所需的最小送风量，
Figure 878524DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure 358047DEST_PATH_IMAGE021
分别表示L1和L2中的最大值和最小值，即
Figure 60423DEST_PATH_IMAGE027
。
S14、获取散流器目标布置参数，根据目标布置参数及目标房间的最小外接矩形对散流器布置模型进行求解，得到散流器布置方案。
获取散流器目标布置参数，包括：
（1）房间所需的最小送风量AQ min （单位：m3/h），可根据相关软件或公式计算得到；
（2）房间类型与高度H（单位：m），进而确定散流器颈部最大送风速度v max (单位：m/s)；
（3）根据房间的最小外接矩形的长RL和宽CL（单位：m）；
（4）采用的散流器类型（方形或圆形）以及型号k对应的尺寸d k （单位：mm）；
散流器射程相关常数，包括
Figure 890976DEST_PATH_IMAGE028
；
散流器布置参数对应各个约束条件中参数值，根据获取的散流器布置参数对模型进行求解。
求解过程包括以下几个步骤：
（1）令
Figure 805843DEST_PATH_IMAGE029
，则
Figure 671030DEST_PATH_IMAGE030
，带入约束条件得：
Figure 544309DEST_PATH_IMAGE031
消去L 1 得
Figure 596578DEST_PATH_IMAGE032
（2）计算
Figure 580715DEST_PATH_IMAGE033
的取值范围
Figure 34830DEST_PATH_IMAGE034
Figure 79009DEST_PATH_IMAGE035
按0.01间隔取值，遍历
Figure 618575DEST_PATH_IMAGE036
所有可能的取值，计算出η，检查是否在其取值范围内，若是则进行（3）中计算。
（3）根据约束条件计算x的取值范围
Figure 406402DEST_PATH_IMAGE037
式中，
Figure 980603DEST_PATH_IMAGE038
为x的取值范围的交集。
若解集不为空，则带入约束条件计算速度v的取值范围
Figure 195684DEST_PATH_IMAGE039
若解集不为空，则该方案符合约束条件，将该方案确定为房间的散流器布置方案。
综上，本发明上述实施例当中的多边形房间内布置散流器方法，通过目标房间的平面图确定目标房间的最小外接矩形，并根据最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间，获取散流器布置的约束条件以建立散流器布置模型，并根据已知的散流器目标布置参数和最小外接矩形对模型进行求解，得到散流器布置方案，通过多个约束条件建立散流器布置模型，并得出布置方案，替代了人为在房间中布置散流器，减少了布置过程的大量计算和复核，从而提高了散流器的布置效率。
实施例二
请参阅图2，所示为本发明第二实施例中的多边形房间内布置散流器方法，包括步骤S21-S27。
S21、获取目标房间平面图，在目标房间平面图中确定目标房间边界线，根据目标房间边界线作目标房间的最小外接矩形。
S22、根据最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间。
若目标房间为类矩形房间，则执行步骤S23。
若目标房间不是类矩形房间，则执行步骤S231。
散流器送风是利用设在吊顶内的圆形或方形散流器，将空气从顶部向下送入房间空调区的送风方式。实际需要布置散流器的房间大多是直角多边形，在说明如何在一般直角多边形房间内布置散流器之前，先考虑矩形房间内散流器布置。如图4所示，考虑到对称性、简单性以及美观性，矩形房间内散流器一般采用矩形阵列排布。
获取房间的平面图，平面图包括房间的边界线信息以及房间高度H，在平面图中确定房间的边界线，将边界线的交点集合输入minAreaRect函数，得到矩形的四个点坐标，即获得目标房间的最小外接矩形。
已知矩形的四个点坐标即计算出最小外接矩形的面积，记最小外接矩形的面积为S，再根据房间的边界线信息计算出房间的面积S0计算目标房间面积与最小外接矩形的面积的比值，判断比值是否大于预设阈值，若：
Figure 954037DEST_PATH_IMAGE007
则判断目标房间为类矩形房间，其中阈值α默认设置为0.85，可根据实际情况进行调整。
S231、获取目标房间边界线中相邻两边界线之间的相交点，将朝向目标房间内部凹陷的相交点确定为分割点，根据直角多边形分割原则确定最佳分割方案，并根据最佳分割方案在分割点处将目标房间划分为多个类矩形子房间。
直角多边形分割原则为：
（1）分割后的两区域尽可能符合类矩形定义；
（2）分割后的两区域的最小外接矩形的长宽比尽可能小；
（3）分割后的两区域的面积尽可能相当。
依据以上直角多边形分割原则，可设计最佳分割准则
Figure 279976DEST_PATH_IMAGE040
其根据分割点横向或纵向分割后，将目标房间分割成两个区域，其中，
Figure 708683DEST_PATH_IMAGE041
为总的分割准则函数，
Figure 829086DEST_PATH_IMAGE042
分别为分割后第一个区域的面积，最小外接矩形的长和宽；
Figure 608823DEST_PATH_IMAGE043
分别为分割后第二个区域的面积，最小外接矩形的长和宽；β1、β2、β3分别为三个分割准则的权重，α为目标房间与目标房间最小外接矩形比值的阈值。
在判断直角多边形不满足布置要求后，先通过代数法确定其所有的分割点，然后遍历所有可能的分割方案，最后按照给定的分割准则计算每个分割方案的总的分割准则函数值，选择总的分割准则值最小的为最优的分割方案。
按照最优分割方案将房间分割成多个类矩形的子房间，再在每个子房间内分别布置散流器，即在分割完成后执行步骤S23。
S23、确定散流器布置的约束条件，并根据约束条件建立散流器布置模型。
若目标房间为类矩形房间，则可直接对目标房间布置散流器，如图4所示为散流器的布置示意图，确定散流器布置的几个约束条件：
约束条件一：计算散流器送风量。
设散流器的颈部面积为A0（单位：m2），散流器数量为N，包括横向数量Nr和纵向数量Nc，其中N=Nr*Nc，颈部风速为v（单位：m/s），则散流器送风量AQ的计算公式为：
Figure 738453DEST_PATH_IMAGE008
散流器颈部形状包括方形和圆形的结构，根据不同的颈部面积计算得到不同的散流器送风量，因此对于边长或直径为d（单位：mm）的方形和圆形散流器的颈部面积分别为：
Figure 21667DEST_PATH_IMAGE009
方形或圆形散流器尺寸如表1所示：
表1
Figure 578550DEST_PATH_IMAGE044
对不同的建筑以及不同的净高，散流器的颈部风速需要满足不同的条件，不同建筑物对应的散流器颈部最大送风速度如表2所示。
表2
Figure 580004DEST_PATH_IMAGE045
房间内散流器送风量AQ必须达到最小送风量要求，根据不同的房间类型计算得到房间的最小送风量，在本实施例中可利用建筑信息模型软件revit，通过建立房间的3D模型，根据相关接口计算最小送风量，因此建立约束条件公式：
Figure 982167DEST_PATH_IMAGE046
式中，
Figure 385466DEST_PATH_IMAGE047
为散流器最小送风量。
约束条件二：散流器颈部最大送风速度。
根据表2中的建筑物列表与房间高度H（单位：m），进而确定散流器颈部最大送风速度
Figure 113251DEST_PATH_IMAGE048
，(单位：m/s)，散流器的颈部风速需小于房间内散流器颈部最大送风速度
Figure 336422DEST_PATH_IMAGE048
，因此建立约束条件公式：
Figure 73434DEST_PATH_IMAGE049
约束条件三：计算散流器射流射程。
散流器的风速随着距离逐渐减小，因此，根据实验结果建立散流器射流速度衰减模型：
Figure 65660DEST_PATH_IMAGE010
式中v x 为距散流器中心水平距离为x处的风速，取0.5m/s；k为进风口系数，取值1.4；x s 为散流器中心到射流外观原点的距离，取0.07m；x为散流器射程。对散流器射流速度衰减模型变形后得到：
Figure 964346DEST_PATH_IMAGE011
如图4所示，散流器在四个方向上设有送风范围，L为单个散流器送风长度，其散流器的横向送风长度为L1，散流器的纵向送风长度为L2，散流器射程需满足：
Figure 674813DEST_PATH_IMAGE012
结合上述散流器射流速度衰减模型后得到以下约束条件公式：
Figure 949937DEST_PATH_IMAGE013
式中，
Figure 796670DEST_PATH_IMAGE014
为L1和L2中的最大值，
Figure 131837DEST_PATH_IMAGE015
。
约束条件四：校核室内平均速度。
室内平均风速v m 与散流器射程有关，平均风速的计算公式为：
Figure 329600DEST_PATH_IMAGE016
针对夏季送冷风，有
Figure 142835DEST_PATH_IMAGE017
；针对冬季送热风，有
Figure 372303DEST_PATH_IMAGE018
。综合考虑夏季和冬季送风风速要求，得到：
Figure 347213DEST_PATH_IMAGE019
结合平均风速与送风风速要求，建立以下约束条件公式：
Figure 297851DEST_PATH_IMAGE020
式中，
Figure 914777DEST_PATH_IMAGE021
为L1和L2中的最小值，
Figure 736103DEST_PATH_IMAGE022
。
约束条件五：矩形边长的等式要求。
散流器的布置以及间距需满足房间的最小外接矩形的边长要求，最小外接矩形的长度为RL，最小外接矩形的宽度为CL，散流器与纵向边界的距离为D1，散流器与横向边界的距离为D2，满足以下约束条件公式：
Figure 147493DEST_PATH_IMAGE050
约束条件六：散流器送风长度要求。
根据散流器布置的经验要求，单个散流器横向送风长度L 1 和纵向送风长度L2的比值宜控制在1-1.25以内，以及横向送风长度L1小于2.5和纵向送风长度L2小于5等，具体场景中可根据不同的建筑要求建立约束条件公式，本实施例建立以下公式：
Figure 319848DEST_PATH_IMAGE051
Figure 474886DEST_PATH_IMAGE052
综合上述六个约束条件，建立散流器布置模型为：
Figure 416297DEST_PATH_IMAGE053
S24、获取散流器目标布置参数，根据目标布置参数及目标房间的最小外接矩形对散流器布置模型进行求解，得到散流器布置方案。
获取散流器目标布置参数，包括：
（1）房间所需的最小送风量AQmin（单位：m3/h），可根据相关软件或公式计算得到；
（2）房间类型与高度H（单位：m），进而确定散流器颈部最大送风速度v max (单位：m/s)；
（3）根据房间的最小外接矩形的长RL和宽CL（单位：m）；
（4）采用的散流器类型（方形或圆形）以及型号k对应的尺寸d k （单位：mm）；
散流器射程相关常数，包括
Figure 998588DEST_PATH_IMAGE028
；
散流器布置参数对应各个约束条件中参数值，根据获取的散流器布置参数对模型进行求解。
在满足所有约束条件的情况下，我们希望散流器的数量尽可能少，散流器的型号尽可能小，散流器送风范围的长宽比接近于1，散流器之间的间距与散流器离墙的距离之比接近于2，为此我们设计了如下三个非支配目标。
Figure 658239DEST_PATH_IMAGE054
求解过程包括以下几个步骤：
（1）令
Figure 351389DEST_PATH_IMAGE055
，则中间参数
Figure 412886DEST_PATH_IMAGE056
，带入约束条件得：
Figure 166078DEST_PATH_IMAGE031
消去L 1 得
Figure 47447DEST_PATH_IMAGE032
（2）计算
Figure 544287DEST_PATH_IMAGE033
的取值范围
Figure 460290DEST_PATH_IMAGE034
Figure 649963DEST_PATH_IMAGE035
按0.01间隔取值，遍历
Figure 18628DEST_PATH_IMAGE036
所有可能的取值，计算出η，检查是否在其取值范围内，若是则进行（3）中计算。
（3）根据约束条件计算x的取值范围
Figure 319159DEST_PATH_IMAGE057
式中，
Figure 89669DEST_PATH_IMAGE038
为x的取值范围的交集。
若解集不为空，则带入约束条件计算速度v的取值范围
Figure 184664DEST_PATH_IMAGE058
若解集不为空，则该方案符合约束条件。
（4）对所有符合约束条件的布置方案按照设定的三个目标值进行Pareto非支配排序取等级最靠前的方案为最终候选方案。
若散流器布置是通过将房间划分为不同的子房间后再独立布置来实现的，而每个子房间内的布置方案又有多个候选，房间内总的候选方案为各分区内方案的笛卡尔乘积，数量太多而失去实用和参考价值。因此是将每个子房间内布置方案的三个目标值分别相加得到整个房间中目标函数，最后对总的三个目标函数值进行Pareto非支配排序后，取Pareto等级最靠前的融合方案为整体的候选方案。
具体地讲，假设一个房间或者楼层可划分为M个分区，编号为
Figure 40624DEST_PATH_IMAGE059
，多方案算法运行后每个分区的方案数为
Figure 876338DEST_PATH_IMAGE060
，记第m个分区中第K m 个方案的3个目标值为:
Figure 766933DEST_PATH_IMAGE061
融合这M个分区内所有方案得到整体的布置方案，其中第P个融合方案的第
Figure 32830DEST_PATH_IMAGE062
个目标值为：
Figure 376086DEST_PATH_IMAGE063
S25、在散流器布置方案中删除目标房间边界线之外的散流器，得到第二散流器布置方案，将目标房间边界线向目标房间内部偏移预设距离，得到第二目标房间边界线。
S26、判断第二散流器布置方案中的散流器是否在第二目标房间边界线内。
如图5所示为类矩形房间散流器布置示意图。在求解的散流器布置方案中确定散流器的分布位置，并在房间内直接删除一个或几个不在房间内的散流器，剩余的散流器符合布置要求，将直接剩余的散流器布置方案确定为第二散流器布置方案。当在房间内删除一个或几个不在房间内的散流器后，将房间内剩余的散流器布置方案确定为第二散流器布置方案。第二散流器布置方案中，参考图5中椭圆框下方的散流器虽然还在房间内，但散流器明显离墙太近不符合布置要求，因此将房间边界线向房间内部偏移一个预设距离，预设距离可设置为1m。将偏移后的边界线确定为第二目标房间边界线，判断第二散流器布置方案中所有的散流器是否在第二目标房间边界线内。若此时该散流器不在新的边界内，则意味着房间需要重新分割为两个子房间然后再分别布置每个子房间中的散流器。
若第二散流器布置方案中的散流器在第二目标房间边界线内，则执行步骤S27。
S27、将第二散流器布置方案确定为最终散流器布置方案。
若第二散流器布置方案中所有的散流器均在第二目标房间边界线内，则删除边界外散流器后的布置方案符合要求，将该方案确定为房间的散流器布置方案。
综上，本发明上述实施例当中的多边形房间内布置散流器方法，通过目标房间的平面图确定目标房间的最小外接矩形，并根据最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间，获取散流器布置的约束条件以建立散流器布置模型，并根据已知的散流器目标布置参数和最小外接矩形对模型进行求解，得到散流器布置方案，通过多个约束条件建立散流器布置模型，并得出布置方案，替代了人为在房间中布置散流器，减少了布置过程的大量计算和复核，从而提高了散流器的布置效率。
实施例三
本发明实施例中提供一种多边形房间内布置散流器系统，请参阅图3，所示本实施例中的多边形房间内布置散流器方法系统，所示系统包括：
最小外接矩形建立模块，用于获取目标房间平面图，在所述目标房间平面图中确定目标房间边界线，根据所述目标房间边界线作目标房间的最小外接矩形；
第一判断模块，用于根据所述最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间；
散流器布置模型建立模块，用于若目标房间为类矩形房间，确定散流器布置的约束条件，并根据所述约束条件建立散流器布置模型；
模型求解模块，用于获取散流器目标布置参数，根据所述目标布置参数及所述目标房间的最小外接矩形对所述散流器布置模型进行求解，得到散流器布置方案。
进一步的，在其他可选实施例中，所述系统还包括：
散流器删除模块，用于在所述散流器布置方案中删除所述目标房间边界线之外的散流器，得到第二散流器布置方案，将所述目标房间边界线向目标房间内部偏移预设距离，得到第二目标房间边界线；
第二判断模块，用于判断所述第二散流器布置方案中的散流器是否在所述第二目标房间边界线内；
第一执行模块，用于若所述第二散流器布置方案中的散流器在所述第二目标房间边界线内，则将所述第二散流器布置方案确定为最终散流器布置方案。
进一步的，在其他可选实施例中，所述散流器布置模型建立模块包括：
约束条件一确定单元，用于获取散流器颈部面积、颈部风速及房间类型，根据所述散流器颈部面积及所述颈部风速计算散流器送风量，以及根据所述房间类型确定房间最小送风量，以根据所述散流器送风量及所述房间最小送风量建立约束条件一，所述约束条件一的公式为：
Figure 18420DEST_PATH_IMAGE001
式中，AQ min 为房间所需的最小送风量，A 0 为散流器的颈部面积，v为散流器颈部风速，N为散流器数量。
进一步的，在其他可选实施例中，所述散流器布置模型建立模块包括：
约束条件二确定单元，用于根据所述目标房间平面图获取房间高度，根据所述房间高度确定散流器颈部最大送风速度，并建立约束条件二，所述约束条件二的公式为：
Figure 497943DEST_PATH_IMAGE002
，
式中，v为散流器颈部风速，v max 为散流器颈部最大送风速度。
进一步的，在其他可选实施例中，所述散流器布置模型建立模块包括：
约束条件三确定单元，用于根据散流器颈部风速建立散流器射流速度衰减模型，并获取散流器四个方向上的送风长度，以根据所述散流器射流速度衰减模型及所述送风长度建立约束条件三，所述约束条件三的公式为：
Figure 200320DEST_PATH_IMAGE064
，
式中，
Figure 765293DEST_PATH_IMAGE004
为散流器横向送风长度和散流器纵向送风长度的最大值，v x 为距散流器中心水平距离为x处的风速，k为进风口系数，x s 为散流器中心到射流外观原点的距离，x为散流器射程。
进一步的，在其他可选实施例中，所述散流器布置模型建立模块包括：
约束条件四确定单元，用于根据散流器射程计算室内平均风速，并获取风速阈值，根据所述室内平均风速及风速阈值建立约束条件四，所述约束条件四的公式为：
Figure 211318DEST_PATH_IMAGE065
，
式中，v m 为室内平均风速，L min 为散流器横向送风长度和散流器纵向送风长度的最小值，H为房间高度。
进一步的，在其他可选实施例中，所述散流器布置模型建立模块包括：
约束条件五确定单元，用于根据目标房间的最小外接矩形获取矩形长度和矩形宽度，并获取散流器送风长度的布置比值，以根据所述矩形长度、所述矩形宽度及所述散流器送风长度的布置比值建立约束条件五，所述约束条件五的公式为：
Figure 810927DEST_PATH_IMAGE006
式中，N为散流器数量，N r 为散流器横向数量，N c 为散流器纵向数量，L1为散流器的横向送风长度，L2为散流器的纵向送风长度，D1为散流器与纵向边界的距离，D2为散流器与横向边界的距离，RL为最小外接矩形的长度，CL为最小外接矩形的宽度。
上述各模块、单元被执行时所实现的功能或操作步骤与上述方法实施例大体相同，在此不再赘述。
综上，本发明上述实施例当中的多边形房间内布置散流器系统，通过目标房间的平面图确定目标房间的最小外接矩形，并根据最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间，获取散流器布置的约束条件以建立散流器布置模型，并根据已知的散流器目标布置参数和最小外接矩形对模型进行求解，得到散流器布置方案，通过多个约束条件建立散流器布置模型，并得出布置方案，替代了人为在房间中布置散流器，减少了布置过程的大量计算和复核，从而提高了散流器的布置效率。
本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例中的多边形房间内布置散流器方法的步骤。
本发明的实施例还提出一种数据处理设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述实施例中方法的步骤。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多边形房间内布置散流器方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标房间平面图，在所述目标房间平面图中确定目标房间边界线，根据所述目标房间边界线作目标房间的最小外接矩形；
根据所述最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间；
若目标房间为类矩形房间，确定散流器布置的约束条件，并根据所述约束条件建立散流器布置模型；
获取散流器目标布置参数，根据所述目标布置参数及所述目标房间的最小外接矩形对所述散流器布置模型进行求解，得到散流器布置方案。
2.根据权利要求1所述的多边形房间内布置散流器方法，其特征在于，所述根据所述目标布置参数及所述目标房间的最小外接矩形对所述散流器布置模型进行求解，得到散流器布置方案的步骤后包括：
在所述散流器布置方案中删除所述目标房间边界线之外的散流器，得到第二散流器布置方案，将所述目标房间边界线向目标房间内部偏移预设距离，得到第二目标房间边界线；
判断所述第二散流器布置方案中的散流器是否在所述第二目标房间边界线内；
若所述第二散流器布置方案中的散流器在所述第二目标房间边界线内，则将所述第二散流器布置方案确定为最终散流器布置方案。
3.根据权利要求1所述的多边形房间内布置散流器方法，其特征在于，所述确定散流器布置的约束条件的步骤包括：
获取散流器颈部面积、颈部风速及房间类型，根据所述散流器颈部面积及所述颈部风速计算散流器送风量，以及根据所述房间类型确定房间最小送风量，以根据所述散流器送风量及所述房间最小送风量建立约束条件一，所述约束条件一的公式为：
Figure 7344DEST_PATH_IMAGE001
式中，AQ min 为房间所需的最小送风量，A 0 为散流器的颈部面积，v为散流器颈部风速，N为散流器数量。
4.根据权利要求3所述的多边形房间内布置散流器方法，其特征在于，所述确定散流器布置的约束条件的步骤包括：
根据所述目标房间平面图获取房间高度，根据所述房间高度确定散流器颈部最大送风速度，并建立约束条件二，所述约束条件二的公式为：
Figure 811352DEST_PATH_IMAGE002
，
式中，v为散流器颈部风速，v max 为散流器颈部最大送风速度。
5.根据权利要求4所述的多边形房间内布置散流器方法，其特征在于，所述确定散流器布置的约束条件的步骤包括：
根据散流器颈部风速建立散流器射流速度衰减模型，并获取散流器四个方向上的送风长度，以根据所述散流器射流速度衰减模型及所述送风长度建立约束条件三，所述约束条件三的公式为：
Figure 9116DEST_PATH_IMAGE003
，
式中，
Figure 822351DEST_PATH_IMAGE004
为散流器横向送风长度和散流器纵向送风长度的最大值，v x 为距散流器中心水平距离为x处的风速，k为进风口系数，x s 为散流器中心到射流外观原点的距离，x为散流器射程。
6.根据权利要求5所述的多边形房间内布置散流器方法，其特征在于，所述确定散流器布置的约束条件的步骤包括：
根据散流器射程计算室内平均风速，并获取风速阈值，根据所述室内平均风速及风速阈值建立约束条件四，所述约束条件四的公式为：
Figure 789170DEST_PATH_IMAGE005
，
式中，v m 为室内平均风速，L min 为散流器横向送风长度和散流器纵向送风长度的最小值，H为房间高度。
7.根据权利要求6所述的多边形房间内布置散流器方法，其特征在于，所述确定散流器布置的约束条件的步骤包括：
根据目标房间的最小外接矩形获取矩形长度和矩形宽度，并获取散流器送风长度的布置比值，以根据所述矩形长度、所述矩形宽度及所述散流器送风长度的布置比值建立约束条件五，所述约束条件五的公式为：
Figure 29658DEST_PATH_IMAGE006
式中，N为散流器数量，N r 为散流器横向数量，N c 为散流器纵向数量，L1为散流器的横向送风长度，L2为散流器的纵向送风长度，D1为散流器与纵向边界的距离，D2为散流器与横向边界的距离，RL为最小外接矩形的长度，CL为最小外接矩形的宽度。
8.一种多边形房间内布置散流器系统，其特征在于，所述系统包括：
最小外接矩形建立模块，用于获取目标房间平面图，在所述目标房间平面图中确定目标房间边界线，根据所述目标房间边界线作目标房间的最小外接矩形；
第一判断模块，用于根据所述最小外接矩形判断目标房间是否为类矩形房间；
散流器布置模型建立模块，用于若目标房间为类矩形房间，确定散流器布置的约束条件，并根据所述约束条件建立散流器布置模型；
模型求解模块，用于获取散流器目标布置参数，根据所述目标布置参数及所述目标房间的最小外接矩形对所述散流器布置模型进行求解，得到散流器布置方案。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1－7任一所述的多边形房间内布置散流器方法。
10.一种数据处理设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1－7任一所述的多边形房间内布置散流器方法。
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