TWM510503U - 建築效能模擬設備 - Google Patents

Description

建築效能模擬設備

本創作係屬於模擬設備應用領域，尤指一種包含處理器和建築資料庫的計算模擬設備，可輔助建築效能分析與設計，有助於改善建築作業流程。

建築模擬之目的在於對所提供的建築設計或資訊進行分析，並藉由建築模擬結果再進一步修改設計或計畫，因此建築前置作業流程將在經過資訊收集、模擬和分析三者不斷地循環後，得到合議結果才能夠進行後續相關作業。

而資訊收集、模擬和分析三者通常分屬三個不同的處理系統，而導致產生大量的重覆建立模型和設定參數的作業時間，缺乏效率。如何將資訊收集、模擬和分析三階段進一步整合，提升作業和決策效率，為本創作主要欲解決的問題之一。

以現有技術來說，在資訊收集的部分將依據計畫或設計目的不同而選擇上有所差異；建築模擬的部分則以建築資訊模型(Building information modeling,BIM)為主；分析部分則以建築效能分析(Building performance analysis,BPA)為主。

據統計，市面上約有350種以上的BPA分析系統，因此使得BIM和各種BPA之間的溝通和訊息傳遞困難，也是主要降低作業效率的因 素。

本創作係關於一種建築效能模擬設備，包含一主機，主機設置有一處理器；一輸入裝置，與主機相連接；一資料庫，與處理器相連接；一建模系統，與處理器相連接；一效能分析系統，與處理器相連接；以及一輸出裝置，與主機相連接。

本建築效能模擬設備提供一站式服務系統，將資料庫、建模系統和效能分析系統以一處理器連結起來，使資訊收集、文本和數據建模、參數設定、資訊傳輸、建築效能分析等，均一站處理完成，節省大量重複作業的時間。

其中，建模系統以建築資訊模型(Building Information Modeling,BIM)為基礎，主要包含幾何、物理和拓撲資訊的接收、模擬和輸出。

而效能分析系統以建築效能分析(Building Performance Analysis,BPA)為基礎，主要包含建築日照、遮陽優化、熱輻射、空調耗能、音效設計、通風環境、視覺影響和生命週期的能耗與碳排放等，提供分析數據資訊。

並透過已建置在建築效能模擬設備內的標準傳輸模組，作為BIM和BPA間的傳遞平台，統一傳輸關於建築外殼、分區、機械設備模擬的能源分析資訊。如此，將可以使作業標準化，達到節省重複循環作業時間的效果。

關於本創作之具體內容，敬請一併參考實施方式的段落和圖 式，以便清楚瞭解本創作之意涵。

10‧‧‧主機

11‧‧‧輸入裝置

20‧‧‧處理器

30‧‧‧資料庫

40‧‧‧建模系統

50‧‧‧效能分析系統

60‧‧‧輸出裝置

第1圖為本創作之設備示意圖；第2圖為本創作之實施態樣一示意圖；以及第3圖為本創作之實施態樣二示意圖。

本創作為一種建築效能模擬設備，首先請參考第1圖，其為本創作之設備示意圖，建築效能模擬設備的主體包含：一主機10、一輸入裝置11和一輸出裝置60。當中，輸入裝置11和輸出裝置60，均與主機10相連接。

又，主機10，可以是桌上型電腦或筆記型電腦；輸入裝置11包含鍵盤、滑鼠和觸控螢幕；輸出裝置60則可以是印表機或螢幕。

在本實施例中主機10係以筆記型電腦為代表，例如是搭載windows 8.1作業系統、雙核心、動態隨機存取記憶體、硬碟容量1TB以上和獨立顯示卡等，(含)以上規格之筆記型電腦，例如記憶體為8G DDR3L SDRAM(Double-Data-Rate Three Synchronous Dynamic Random Access Memory)，獨立顯示卡為Nvidia GeForce gtx860m；而輸入裝置11為鍵盤；輸出裝置60為液晶螢幕，例如是薄膜電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,TFT LCD)。凡以本創作之概念進行之相等功效物件的置換，皆應包含於本創作之申請專利範圍之內。

續請參考第2圖，其為本創作之實施態樣一示意圖，係進一 步表示主機10的內部元件組成，然而作為一台筆記型電腦或桌上型電腦應有之主要運作單元或元件，將不在此贅述，僅在此敘明本創作的主要技術特徵。

主機10設置有一處理器20，例如是型號為Intel i5 4210H之雙核心處理器，主機10並包含有一資料庫30、一建模系統40和一效能分析系統50，且資料庫30與處理器20電性相連接，建模系統40和效能分析系統50亦均與處理器20相連接。

其中，資料庫30包含一地理環境資料庫和一標準氣候資料庫。並請參考第3圖，其為本創作之實施態樣二示意圖，主要表示資料庫30與處理器20可以無線傳輸方式相連接。

接著，描述本創作之建築模擬設備運作概念，請一併參考第2圖和第3圖。所謂地理環境資料庫係包含地形、道路和建築空間的數據化及圖像化資訊，例如是預先自台北市網際網路執造存根影像查詢系統、中華電信Show Taiwan訂位服務平台或台北市都市計劃整合查詢系統，載入欲進行分析之應用數值地形圖資，以研判環境週遭量體輪廓和計算量體。或是自資料庫30以及輸入裝置11(如第1圖所示)直接載入建築設計圖資和數據。

所謂標準氣候資料庫係包含一平均氣象年之逐時氣象資料，例如是中央氣象局標準氣象年資料，其內容包括溫度、相對濕度、露點溫度、全天日射量、法線直達日射量、水平擴散日射量、降雨量、雲量、雲幕高度、風向、風速、氣壓、大氣圈外日射量、氣候狀況、地中溫度、能見度、降雪等氣象資料之8760小時逐時氣象資料。

而建模系統40包含一第一輸出模組和一第二輸出模組，並定義第一輸出模組係輸出一量體模型；第二輸出模組係輸出一房間模型。

建模系統40首先自資料庫30載入選定之圖形資料和數據資料，再匯入底圖以第一輸出模組或第二輸出模組進行建模，當中，第一輸出模組和第二輸出模組皆可以是一種建築設計應用軟體，例如是Revit，藉此獲得gbXML(Green Building XML)與dxf(Drawing Exchange Format)的建築模擬格式。

亦即由第一輸出模組產生dxf的量體模型，由第二輸出模組產生gbXML的房間模型。輸出之模型將提供給效能分析系統50進行後續相關分析。

而效能分析系統50將自標準氣候資料庫載入標準氣象年資料，並建構一陰影資料、一反射資料、一日照資料和一照度資料，以進行建築模型的效能分析，例如是以生態建築分析系統(Ecotect)進行冬至日照時數分析、室內作業面照度分析和人工照明分析等。

最後將分析結果例如是3D模型結構圖、日照分析圖表、照度分析圖表、鄰棟界線、日照陰影範圍等，將以輸出裝置60(如第1圖所示)呈現。

本創作之建築效能模擬設備，利用一站式系統，統一圖資和數據，使建築相關工作者可以標準化其作業程序，建構建築物模型與進行建築效能分析，提供決策方日照和能源配置等相關資訊，提升資訊傳遞和轉換的效率，並避免個別重複作業，節省時間。

以上所述僅為本創作之較佳實施態樣，影響建築物體之熱、 生、光、電等周遭環境因素，皆可建構於資料庫中，因此分析結果的選擇並非用來限定本創作之實施範圍，舉凡依本創作申請專利範圍所述之構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

10‧‧‧主機

20‧‧‧處理器

30‧‧‧資料庫

40‧‧‧建模系統

50‧‧‧效能分析系統

Claims (10)

1. 一種建築效能模擬設備，包含：一主機，該主機設置有一處理器；一輸入裝置，與該主機相連接；一資料庫，與該處理器電性相連接；一建模系統，與該處理器相連接；一效能分析系統，與該處理器相連接；以及一輸出裝置，與該主機相連接。
2. 如請求項1所述之建築效能模擬設備，其中該資料庫包含一地理環境資料庫和一標準氣候資料庫。
3. 如請求項2所述之建築效能模擬設備，其中該地理環境資料庫係包含地形、道路和建築空間的數據化及圖像化資訊。
4. 如請求項2所述之建築效能模擬設備，其中該標準氣候資料庫係包含一平均氣象年之逐時氣象資料。
5. 如請求項4所述之建築效能模擬設備，其中該平均氣象年之逐時氣象資料，係指中央氣象局標準氣象年資料。
6. 如請求項1所述之建築效能模擬設備，其中該建模系統包含一第一輸出模組和一第二輸出模組。
7. 如請求項6所述之建築效能模擬設備，其中該第一輸出模組係輸出一量體模型。
8. 如請求項6所述之建築效能模擬設備，其中該第二輸出模組係輸出一房間模型。
9. 如請求項1所述之建築效能模擬設備，其中該效能分析系統包含一陰影資料、一反射資料、一日照資料和一照度資料。
10. 一種建築效能模擬設備，包含：一主機，該主機設置有一處理器；一輸入裝置，與該主機相連接；一資料庫，與該處理器以無線傳輸方式相連接；一建模系統，與該處理器相連接；一效能分析系統，與該處理器相連接；以及一輸出裝置，與該主機相連接。