CN116738803B - 一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及房屋性能评估领域，提供一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法和系统，所述房屋性能分析包括结构安全分析、能源效率分析以及生命周期分析，方法如下：建立房屋三维结构模型，并进行网格划分；采用有限元软件进行模拟计算，得到结构应力、应变和变形结果，实现安全结构分析；获取建筑设计参数；采用能耗模拟软件，根据建筑的设计参数通过图像界面建立房屋模型；运行房屋模型，得出能量消耗、某时间段的过热量、二氧化碳排放量，实现能源效率分析；获取建筑材料和构件的数据；本发明方法，在对房屋的集成设计阶段，对房屋性能进行分析，并根据分析结果进行房屋设计指导或建筑材料用料指导，提高集成设计房屋的各方面性能。
Description
技术领域
本发明涉及房屋性能评估领域，特别是指一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法和系统。
背景技术
现在越来越多的开放商和户主意识到房屋各方面性能的重要性，如果房屋建造完毕才对房屋性能进行分析，能够更改和补救的空间不大，因此，如果能够在房屋集成设计阶段，就能够对房屋性能进行分析，并根据分析结果及时进行设计更改，就更有意义。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法，在对房屋的集成设计阶段，对房屋的结构安全、能源效率以及生命周期等方面进行分析，并根据分析结果进行房屋设计指导或建筑材料用料指导，提高集成设计房屋的各方面性能。
本发明采用的技术方案，
一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法，所述房屋性能分析包括结构安全分析、能源效率分析以及生命周期分析，具体方法如下：
建立房屋三维结构模型，并进行网格划分；
定义材料属性和加载条件，包括重力和风荷载；
采用有限元软件进行模拟计算，得到结构的应力、应变和变形结果，实现安全结构分析；
获取建筑的设计参数，包括但不限于建筑面积、墙体材料、窗户类型；
采用能耗模拟软件，根据建筑的设计参数通过图像界面建立房屋模型，并根据建立的房屋三维结构模型导入房屋三维结构，并导入房屋中的能耗输入输出系统；
运行房屋模型，得出能量消耗、某时间段的过热量、二氧化碳排放量，实现能源效率分析；
获取建筑材料和构件的数据，包括生产过程、运输、使用和废弃阶段的数据；
采用生命周期评估软件，输入获取建筑材料和构件的数据生成网络，点击计算得到不同阶段的环境负荷和生命周期分析，实现生命周期分析。
具体地，所述有限元软件包括ANSYS、ABAQUS或Fluent，所述能耗模拟软件包括EnergyPlus或DesignBuilder，所述生命周期评估软件包括Simapro或GaBi。
具体地，能耗输入输出系统包括但不限于窗户系统或遮阳系统；
所述窗户系统通过窗架、窗框、露台、变色及透明玻璃设置；
所述遮阳系统通过百叶窗、悬挂遮阳板、侧边遮阳板及窗帘设置。
具体地，还包括：
根据安全结构分析，能源效率分析以及生命周期分析，根据设定的加权系数，进行房屋性能综合分析。
本发明另一方面提供了一种用于集成房屋设计的房屋性能分析系统，所述房屋性能分析包括结构安全分析、能源效率分析以及生命周期分析，具体方法如下：
三维结构建立单元：建立房屋三维结构模型，并进行网格划分；
条件加载单元：定义材料属性和加载条件，包括重力和风荷载；
有限元分析单元：采用有限元软件进行模拟计算，得到结构的应力、应变和变形结果，实现结构安全分析；
建筑参数获取单元：获取建筑的设计参数，包括但不限于建筑面积、墙体材料、窗户类型；
房屋模型建立单元：采用能耗模拟软件，根据建筑的设计参数通过图像界面建立房屋模型，并根据建立的房屋三维结构模型导入房屋三维结构，并导入房屋中的能耗输入输出系统；
能源效率分析单元：运行房屋模型，得出能量消耗、某时间段的过热量、二氧化碳排放量，实现能源效率分析；
材料构件数据获取单元：获取建筑材料和构件的数据，包括生产过程、运输、使用和废弃阶段的数据；
生命周期分析单元：采用生命周期评估软件，输入获取建筑材料和构件的数据生成网络，点击计算得到不同阶段的环境负荷和生命周期分析，实现生命周期分析。
具体地，所述有限元软件包括ANSYS、ABAQUS或Fluent，所述能耗模拟软件包括EnergyPlus或DesignBuilder，所述生命周期评估软件包括Simapro或GaBi。
具体地，能耗输入输出系统包括但不限于窗户系统或遮阳系统；
所述窗户系统通过窗架、窗框、露台、变色及透明玻璃设置；
所述遮阳系统通过百叶窗、悬挂遮阳板、侧边遮阳板及窗帘设置。
具体地，还包括：
根据安全结构分析，能源效率分析以及生命周期分析，根据设定的加权系数，进行房屋性能综合分析。
本发明再一方面提供一种电子设备，包括：存储器，处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法步骤。
本发明又一方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法步骤。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法，所述房屋性能分析包括结构安全分析、能源效率分析以及生命周期分析，具体方法如下：建立房屋三维结构模型，并进行网格划分；定义材料属性和加载条件，包括重力和风荷载；采用有限元软件进行模拟计算，得到结构的应力、应变和变形结果，实现安全结构分析；获取建筑的设计参数，包括但不限于建筑面积、墙体材料、窗户类型；采用能耗模拟软件，根据建筑的设计参数通过图像界面建立房屋模型，并根据建立的房屋三维结构模型导入房屋三维结构，并导入房屋中的能耗输入输出系统；运行房屋模型，得出能量消耗、某时间段的过热量、二氧化碳排放量，实现能源效率分析；获取建筑材料和构件的数据，包括生产过程、运输、使用和废弃阶段的数据；采用生命周期评估软件，输入获取建筑材料和构件的数据生成网络，点击计算得到不同阶段的环境负荷和生命周期分析，实现生命周期分析；本发明提出一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法，在对房屋的集成设计阶段，对房屋的结构安全、能源效率以及生命周期等方面进行分析，并根据分析结果进行房屋设计指导或建筑材料用料指导，提高集成设计房屋的各方面性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法流程图；
图2本发明实施例提供的一种用于集成房屋设计的房屋性能分析系统的框架图；
图3为本发明实施例提供的一种电子设备示意图；
图4为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。
具体实施方式
本发明提出一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法，在对房屋的集成设计阶段，对房屋的结构安全、能源效率以及生命周期等方面进行分析，并根据分析结果进行房屋设计指导或建筑材料用料指导，提高集成设计房屋的各方面性能。
如图1，为本发明提出一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法流程图，房屋性能分析包括结构安全分析、能源效率分析以及生命周期分析，具体方法如下：
S101：建立房屋三维结构模型，并进行网格划分；
根据集成房屋设计的结果建立房屋三维结构模型，如果软件兼容，也可以直接把房屋设计的三维结构结果直接导入；并对三维结构模型进行网格划分。
S102：定义材料属性和加载条件，包括重力和风荷载；
定义房屋三维结构模型各个部件的材料属性数据，以及各类边界条件，包括重力和风荷载。
S103：采用有限元软件进行模拟计算，得到结构的应力、应变和变形结果，实现安全结构分析；
所述有限元软件包括ANSYS、ABAQUS或Fluent。
S104：获取建筑的设计参数，包括但不限于建筑面积、墙体材料、窗户类型；
根据集成设计的房屋结果获取建筑设计参数，包括建筑面积、墙体材料、窗户类型，窗架、窗框、露台、变色及透明玻璃，百叶窗、悬挂遮阳板、侧边遮阳板及窗帘等；
S105：采用能耗模拟软件，根据建筑的设计参数通过图像界面建立房屋模型，并根据建立的房屋三维结构模型导入房屋三维结构，并导入房屋中的能耗输入输出系统；
所述能耗模拟软件包括EnergyPlus或DesignBuilder，具体地，能耗输入输出系统包括但不限于窗户系统或遮阳系统；
所述窗户系统通过窗架、窗框、露台、变色及透明玻璃设置；
所述遮阳系统通过百叶窗、悬挂遮阳板、侧边遮阳板及窗帘设置。
S106：运行房屋模型，得出能量消耗、某时间段的过热量、二氧化碳排放量，实现能源效率分析；
S107：获取建筑材料和构件的数据，包括生产过程、运输、使用和废弃阶段的数据；
根据集成设计的房屋中设定的建筑材料和构件的数据，同时获取这些建筑材料和构件在生产过程、运输、使用和废弃阶段的历史数据作为参考。
S108：采用生命周期评估软件，输入获取建筑材料和构件的数据生成网络，点击计算得到不同阶段的环境负荷和生命周期分析，实现生命周期分析。
所述生命周期评估软件包括Simapro或GaBi。
具体地，还包括：
根据安全结构分析，能源效率分析以及生命周期分析，根据设定的加权系数，进行房屋性能综合分析，并根据分析结果调整设计中参数设置或材料选择，实现设计房屋性能的最优化。
如图2，本发明另一方面提供了一种用于集成房屋设计的房屋性能分析系统框架图，所述房屋性能分析包括结构安全分析、能源效率分析以及生命周期分析，具体方法如下：
三维结构建立单元201：建立房屋三维结构模型，并进行网格划分；
根据集成房屋设计的结果建立房屋三维结构模型，如果软件兼容，也可以直接把房屋设计的三维结构结果直接导入；并对三维结构模型进行网格划分。
条件加载单元202：定义材料属性和加载条件，包括重力和风荷载；
定义房屋三维结构模型各个部件的材料属性数据，以及各类边界条件，包括重力和风荷载。
有限元分析单元203：采用有限元软件进行模拟计算，得到结构的应力、应变和变形结果，实现结构安全分析；
所述有限元软件包括ANSYS、ABAQUS或Fluent。
建筑参数获取单元204：获取建筑的设计参数，包括但不限于建筑面积、墙体材料、窗户类型；
根据集成房屋设计的结果获取建筑设计参数，包括建筑面积、墙体材料、窗户类型，窗架、窗框、露台、变色及透明玻璃，百叶窗、悬挂遮阳板、侧边遮阳板及窗帘等；
房屋模型建立单元205：采用能耗模拟软件，根据建筑的设计参数通过图像界面建立房屋模型，并根据建立的房屋三维结构模型导入房屋三维结构，并导入房屋中的能耗输入输出系统；
所述能耗模拟软件包括EnergyPlus或DesignBuilder，具体地，能耗输入输出系统包括但不限于窗户系统或遮阳系统；
所述窗户系统通过窗架、窗框、露台、变色及透明玻璃设置；
所述遮阳系统通过百叶窗、悬挂遮阳板、侧边遮阳板及窗帘设置。
能源效率分析单元206：运行房屋模型，得出能量消耗、某时间段的过热量、二氧化碳排放量，实现能源效率分析；
材料构件数据获取单元207：获取建筑材料和构件的数据，包括生产过程、运输、使用和废弃阶段的数据；
根据集成设计的房屋中设定的建筑材料和构件的数据，同时获取这些建筑材料和构件在生产过程、运输、使用和废弃阶段的历史数据作为参考。
生命周期分析单元208：采用生命周期评估软件，输入获取建筑材料和构件的数据生成网络，点击计算得到不同阶段的环境负荷和生命周期分析，实现生命周期分析。
所述生命周期评估软件包括Simapro或GaBi。
具体地，还包括：
根据安全结构分析，能源效率分析以及生命周期分析，根据设定的加权系数，进行房屋性能综合分析，并根据分析结果调整设计中参数设置或材料选择，实现设计房屋性能的最优化。
图3所示，本发明实施例提供了一种电子设备300，包括存储器310、处理器320及存储在存储器310上并可在处理器320上运行的计算机程序311，处理器320执行计算机程序311时实现本发明实施例提供的一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法。
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本发明实施例中所采用的设备，故而基于本发明实施例中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本发明实施例中的方法不再详细介绍，只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中的方法所采用的设备，都属于本发明所欲保护的范围。
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。
如图4所示，本实施例提供了一种计算机可读存储介质400，其上存储有计算机程序411，该计算机程序411被处理器执行时实现本发明实施例提供的一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法；
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明提供了本发明提供了种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法，所述房屋性能分析包括结构安全分析、能源效率分析以及生命周期分析，具体方法如下：建立房屋三维结构模型，并进行网格划分；定义材料属性和加载条件，包括重力和风荷载；采用有限元软件进行模拟计算，得到结构的应力、应变和变形结果，实现安全结构分析；获取建筑的设计参数，包括但不限于建筑面积、墙体材料、窗户类型；采用能耗模拟软件，根据建筑的设计参数通过图像界面建立房屋模型，并根据建立的房屋三维结构模型导入房屋三维结构，并导入房屋中的能耗输入输出系统；运行房屋模型，得出能量消耗、某时间段的过热量、二氧化碳排放量，实现能源效率分析；获取建筑材料和构件的数据，包括生产过程、运输、使用和废弃阶段的数据；采用生命周期评估软件，输入获取建筑材料和构件的数据生成网络，点击计算得到不同阶段的环境负荷和生命周期分析，实现生命周期分析；本发明提出一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法，在对房屋的集成设计阶段，对房屋的结构安全、能源效率以及生命周期等方面进行分析，并根据分析结果进行房屋设计指导或建筑材料用料指导，提高集成设计房屋的各方面性能。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (8)
1.一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法，其特征在于，所述房屋性能分析包括结构安全分析、能源效率分析以及生命周期分析，具体方法如下：
建立房屋三维结构模型，并进行网格划分；
定义材料属性和加载条件，包括重力和风荷载；
采用有限元软件进行模拟计算，得到结构的应力、应变和变形结果，实现安全结构分析；
获取建筑的设计参数，包括但不限于建筑面积、墙体材料、窗户类型；
采用能耗模拟软件，根据建筑的设计参数通过图像界面建立房屋模型，并根据建立的房屋三维结构模型导入房屋三维结构，并导入房屋中的能耗输入输出系统；
运行房屋模型，得出能量消耗、某时间段的过热量、二氧化碳排放量，实现能源效率分析；
获取建筑材料和构件的数据，包括生产过程、运输、使用和废弃阶段的数据；
采用生命周期评估软件，输入建筑材料和构件的数据生成网络，点击计算得到不同阶段的环境负荷和生命周期分析，实现生命周期分析；
根据安全结构分析，能源效率分析以及生命周期分析，根据设定的加权系数，进行房屋性能综合分析，并根据分析结果调整设计中参数设置或材料选择，实现设计房屋性能的最优化。
2.根据权利要求1所述的一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法，其特征在于，所述有限元软件包括ANSYS、ABAQUS或Fluent，所述能耗模拟软件包括EnergyPlus或DesignBuilder，所述生命周期评估软件包括Simapro或GaBi。
3.根据权利要求1所述的一种用于集成房屋设计的房屋性能分析方法，其特征在于，能耗输入输出系统包括但不限于窗户系统或遮阳系统；
所述窗户系统通过窗架、窗框、露台、变色及透明玻璃设置；
所述遮阳系统通过百叶窗、悬挂遮阳板、侧边遮阳板及窗帘设置。
4.一种用于集成房屋设计的房屋性能分析系统，其特征在于，所述房屋性能分析包括结构安全分析、能源效率分析以及生命周期分析，具体方法如下：
三维结构建立单元：建立房屋三维结构模型，并进行网格划分；
条件加载单元：定义材料属性和加载条件，包括重力和风荷载；
有限元分析单元：采用有限元软件进行模拟计算，得到结构的应力、应变和变形结果，实现结构安全分析；
建筑参数获取单元：获取建筑的设计参数，包括但不限于建筑面积、墙体材料、窗户类型；
房屋模型建立单元：采用能耗模拟软件，根据建筑的设计参数通过图像界面建立房屋模型，并根据建立的房屋三维结构模型导入房屋三维结构，并导入房屋中的能耗输入输出系统；
能源效率分析单元：运行房屋模型，得出能量消耗、某时间段的过热量、二氧化碳排放量，实现能源效率分析；
材料构件数据获取单元：获取建筑材料和构件的数据，包括生产过程、运输、使用和废弃阶段的数据；
生命周期分析单元：采用生命周期评估软件，输入建筑材料和构件的数据生成网络，点击计算得到不同阶段的环境负荷和生命周期分析，实现生命周期分析；
根据安全结构分析，能源效率分析以及生命周期分析，根据设定的加权系数，进行房屋性能综合分析，并根据分析结果调整设计中参数设置或材料选择，实现设计房屋性能的最优化。
5.根据权利要求4所述的一种用于集成房屋设计的房屋性能分析系统，其特征在于，所述有限元软件包括ANSYS、ABAQUS或Fluent，所述能耗模拟软件包括EnergyPlus或DesignBuilder，所述生命周期评估软件包括Simapro或GaBi。
6.根据权利要求4所述的一种用于集成房屋设计的房屋性能分析系统，其特征在于，能耗输入输出系统包括但不限于窗户系统或遮阳系统；
所述窗户系统通过窗架、窗框、露台、变色及透明玻璃设置；
所述遮阳系统通过百叶窗、悬挂遮阳板、侧边遮阳板及窗帘设置。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-3之一所述的方法步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-3之一所述的方法步骤。
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