專利名稱：分析計(jì)算建筑體量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析計(jì)算建筑體量的方法，用于確保建筑的能耗降到最低，并通過(guò)布置合理的建筑材料和生態(tài)節(jié)能技術(shù)達(dá)到最合理的布局計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑能耗成為很大的負(fù)擔(dān)，為了減輕負(fù)擔(dān)，各種建筑流體和日照軟件運(yùn)營(yíng)而生，然而這些軟件只是科學(xué)的計(jì)算出環(huán)境對(duì)建筑的影響，無(wú)法精確的預(yù)測(cè)各種節(jié)能措施后建筑的有效節(jié)能效率。本專利則是同時(shí)考慮環(huán)境、電器和節(jié)能設(shè)備三個(gè)方面，并以此確立出最合理的建筑體量。建筑體量關(guān)系到環(huán)境，能源，材料以及相關(guān)一系列的成本，減輕建筑體量帶來(lái)的無(wú)功能浪費(fèi)是本專利的首要檢測(cè)以及兼容點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種分析計(jì)算建筑體量的方法。一種分析計(jì)算建筑體量的方法，該方法包括以下步驟:
1)、將整個(gè)建筑物視為一個(gè)大的空間網(wǎng)格，所述大的空間網(wǎng)格的內(nèi)部由無(wú)數(shù)個(gè)相同的小空間網(wǎng)格組成，小空間網(wǎng)格的大小根據(jù)計(jì)算精度來(lái)確定，每個(gè)小空間網(wǎng)格對(duì)應(yīng)一個(gè)房間，且還可進(jìn)行另外的空間重組；
2)、確立分析計(jì)算時(shí)所需要的一切建筑信息和環(huán)境信息，將這些信息輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行風(fēng)環(huán)境及濕度環(huán)境的模擬，得出整 個(gè)建筑物的熱量流失數(shù)據(jù)；
3)、在采光模擬軟件平臺(tái)上，利用插件導(dǎo)入風(fēng)環(huán)境以及濕度環(huán)境模擬所得出的溫度流失數(shù)據(jù)進(jìn)行二層模擬；
4)、再根據(jù)已獲知的數(shù)據(jù)信息對(duì)每一個(gè)建筑空間網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算，所求得的數(shù)據(jù)就作為將來(lái)房間布局的參考；
5)、在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行房間數(shù)量和屬性的設(shè)置，那么空間布局中則根據(jù)能量流失的多少來(lái)布置相應(yīng)的房間在對(duì)應(yīng)的部位上；
6)、最后根據(jù)要求，對(duì)建筑進(jìn)行功能布置的分析，在分析中將屬性相同的功能區(qū)盡可能的集中于一體。所述的建筑信息包括建筑材料和結(jié)構(gòu)；所述的環(huán)境信息包括太陽(yáng)福射對(duì)建筑表面形成的太陽(yáng)輻射程度、周邊的風(fēng)壓和周邊的風(fēng)向。房間的屬性為臥室、客廳、洗手間和餐廳，臥室所對(duì)應(yīng)的要求是必須采光且溫差變化不大；客廳所對(duì)應(yīng)的要求是應(yīng)當(dāng)采光且應(yīng)當(dāng)溫差變化不大；洗手間所對(duì)應(yīng)的要求是可以采光且溫差變化可以稍大；餐廳所對(duì)應(yīng)的要求是可以采光且溫差變化可以稍大。具體地說(shuō)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:可以輕松快捷的計(jì)算出建筑所需的能耗。建筑房間功能的布局實(shí)現(xiàn)了智能化操作。將建筑體量的需求達(dá)到最科學(xué)合理的分析，每個(gè)體量?jī)?nèi)部的功能空間都被合理的利用，通過(guò)降低能耗空間表面積來(lái)減少能耗流失。


圖1為根據(jù)計(jì)算出來(lái)的小網(wǎng)格空間溫度信息進(jìn)行重組的示意圖。圖2為溫度環(huán)境分布的側(cè)視 圖3為溫度環(huán)境分布的俯視 圖4為溫度環(huán)境分布的網(wǎng)格示意 圖5為對(duì)房間行進(jìn)模數(shù)尺寸和功能屬性編輯的示意 圖中標(biāo)號(hào):1為建筑，2為聚能源恒溫區(qū)，3為散能源可變溫區(qū)，4為臥室，5為客廳，6為洗手間，7為餐廳。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1:
通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬來(lái)確認(rèn)最合理的建筑體量，建筑布局的合理性可以大大降低建筑的能耗。此外也可以根據(jù)需要確定建筑功能的布置，將建筑所需要的功能空間進(jìn)行合理利用。此發(fā)明技術(shù)的實(shí)現(xiàn)先要融合三種技術(shù)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，第一是建筑受光分析系統(tǒng)，這是一種能夠通過(guò)太陽(yáng)輻射對(duì)建筑表面形成的太陽(yáng)輻射程度(這些程度受到建筑材料和結(jié)構(gòu)的影響)來(lái)判斷建筑受光情況；第二種是周邊風(fēng)壓和風(fēng)向?qū)ㄖ纳崆闆r，如冬季的北方會(huì)加速建筑溫度的流失；第三種是計(jì)算機(jī)的智能化分析，就是根據(jù)前面兩步得到的溫度流逝的數(shù)據(jù)，來(lái)妥善將同一屬性的功能空間進(jìn)行集中，這個(gè)屬性的設(shè)置可以以采光為重點(diǎn)考慮，也可以由溫度流逝情況來(lái)重點(diǎn)考慮。有了這三種技術(shù)，通過(guò)一個(gè)軟件平臺(tái)進(jìn)行融合，就可以計(jì)算出所需要的建筑體量關(guān)系。借此在這個(gè)體量關(guān)系上做到進(jìn)一步的節(jié)能設(shè)計(jì)，本專利致力于發(fā)展可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)入建筑領(lǐng)域的必要技術(shù)。作為體量計(jì)算必不可少的環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)的運(yùn)用是通過(guò)精確的公式換算，編入本發(fā)明需要的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。然而這個(gè)關(guān)系的劃分過(guò)程是從模糊到詳細(xì)的，所謂模糊是先假設(shè)建筑就是一個(gè)大型的BOX (空間網(wǎng)格)，內(nèi)部由無(wú)數(shù)長(zhǎng)寬高單位相等的小BOX組成，單位的大小可以根據(jù)計(jì)算精細(xì)度來(lái)確定，有了這些等分單位的分析數(shù)據(jù)后還要另外進(jìn)行符合房間模數(shù)的空間重組，即根據(jù)現(xiàn)實(shí)中的房間大小進(jìn)行空間重組，其數(shù)據(jù)來(lái)源則是前者無(wú)數(shù)小型規(guī)則的單元BOX的疊加是否達(dá)到了一個(gè)功能條件的下限，這個(gè)下限由空間屬性需要來(lái)決定，它是由軟件內(nèi)部根據(jù)人體舒適值或各種規(guī)范的需要進(jìn)行默認(rèn)設(shè)立的，也可以手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終重組成合理的建筑空間布局方案并加以正確利用輸出成為發(fā)明使用者需要的精確資料。本發(fā)明提出的方法，具體步驟如下:
將整個(gè)建筑物視為一個(gè)大的空間網(wǎng)格，所述大的空間網(wǎng)格的內(nèi)部由無(wú)數(shù)個(gè)相同的小空間網(wǎng)格組成，小空間網(wǎng)格的大小根據(jù)計(jì)算精度來(lái)確定，每個(gè)小空間網(wǎng)格對(duì)應(yīng)一個(gè)房間，且還可進(jìn)行另外的空間重組；確立分析計(jì)算時(shí)所需要的一切建筑信息和環(huán)境信息，將這些信息輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行風(fēng)環(huán)境及濕度環(huán)境的模擬，得出整個(gè)建筑物的熱量流失數(shù)據(jù)；在采光模擬軟件平臺(tái)上，利用插件導(dǎo)入風(fēng)環(huán)境以及濕度環(huán)境模擬所得出的溫度流失數(shù)據(jù)進(jìn)行二層模擬；再根據(jù)已獲知的數(shù)據(jù)信息對(duì)每一個(gè)建筑空間網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算，所求得的數(shù)據(jù)就作為將來(lái)房間布局的參考；在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行房間數(shù)量和屬性的設(shè)置，那么空間布局中則根據(jù)能量流失的多少來(lái)布置相應(yīng)的房間在對(duì)應(yīng)的部位上；最后根據(jù)要求，對(duì)建筑進(jìn)行功能布置的分析，在分析中將屬性相同的功能區(qū)盡可能的集中于一體。所述的建筑信息包括建筑材料和結(jié)構(gòu)；所述的環(huán)境信息包括太陽(yáng)輻射對(duì)建筑表面形成的太陽(yáng)輻射程度、周邊的風(fēng)壓和周邊的風(fēng)向。房間的屬性為臥室、客廳、洗手間和餐廳，臥室所對(duì)應(yīng)的要求是必須采光且溫差變化不大；客廳所對(duì)應(yīng)的要求是應(yīng)當(dāng)采光且應(yīng)當(dāng)溫差變化不大；洗手間所對(duì)應(yīng)的要求是可以采光且溫差變化可以稍大；餐廳所對(duì)應(yīng)的要求是可以采光且溫差變化可以稍大。這種分析方法從幾個(gè)方面來(lái)考慮:首先是建筑空間屬性，比如臥室和客廳都布置于南側(cè)，并存有一定的模數(shù)，則建筑會(huì)優(yōu)先把此類功能的空間向南布置。再次是以體量模塊的方式確保整個(gè)建筑最需要控制溫度的區(qū)域(即與外部環(huán)境溫差最大的區(qū)域)，將這些區(qū)域集中起來(lái)，確保減少能量流失的表面積。此種分析方法可以在先確定建筑輪廓的情況下進(jìn)行分析，也可以直接根據(jù)分析來(lái)得出最適合的建筑節(jié)能體量。接下來(lái)是網(wǎng)格分析，對(duì)建筑空間的每一個(gè)單位網(wǎng)格進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的模擬分析，再對(duì)其單位具象化為房間的模數(shù)，形成完整的建筑空間布局方案。本發(fā)明所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是如何同時(shí)引用采光數(shù)據(jù)和受氣壓影響的溫度數(shù)據(jù)。就當(dāng)前的分析軟件，模擬采光和模擬流體環(huán)境的軟件是分離的，然而在本專利的分析中，采光軟件所要分析的主要是建筑受采光以及陽(yáng)光熱輻射對(duì)建筑溫度的影響，而流體力學(xué)軟件所要模擬的是周邊風(fēng)環(huán)境或濕度環(huán)境對(duì)建筑造成的能耗流失情況，而這個(gè)能耗流失主要是以溫度的流失為主要數(shù)據(jù)的，從這里可以得出，其實(shí)我們所共同需要運(yùn)用到的是溫度流失的數(shù)據(jù)。這樣就可以以采光軟件為基礎(chǔ)平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上布設(shè)插件，它可以自動(dòng)將風(fēng)環(huán)境模擬過(guò)的溫度流失數(shù)據(jù)放進(jìn)來(lái)進(jìn)行第二層模擬，就找到了兩者的兼容方法。此外，智能化分析方式也是本專利需要解決的問(wèn)題，這里所需要解決的數(shù)據(jù)問(wèn)題其實(shí)是建立在已經(jīng)得出的完整溫度流失數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，即“小型BOX”所表達(dá)出的溫度信息。有了這個(gè)立體信息數(shù)據(jù)，再根據(jù)房間功能的大小比例模數(shù)信息和設(shè)計(jì)師輸入的功能房間數(shù)量信息，將其重組為符合房間功能需要的方案設(shè)計(jì)，此外就是將具備向陽(yáng)屬性的房間自動(dòng)南至(建筑處于北半球情況下)，抓住了這兩點(diǎn)就可以輕易快速的實(shí)現(xiàn)智能分析，把方案展現(xiàn)在設(shè)計(jì)師的面前。

本發(fā)明的優(yōu)勢(shì):
1.可以輕松快捷的計(jì)算出建筑所需的能耗。2.建筑房間功能的布局實(shí)現(xiàn)了智能化操作。3.將建筑體量的需求達(dá)到最科學(xué)合理的分析，每個(gè)體量?jī)?nèi)部的功能空間都被合理的利用，通過(guò)降低能耗空間表面積來(lái)減少能耗流失。具體實(shí)施步驟:確立所需要的一切建筑信息和環(huán)境信息，將這些信息輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行風(fēng)環(huán)境及濕度環(huán)境的模擬，得出熱量流失信息。在采光模擬軟件平臺(tái)上，利用插件導(dǎo)入風(fēng)環(huán)境模擬的溫度流失數(shù)據(jù)進(jìn)行二層模擬。根據(jù)已獲知的數(shù)據(jù)信息對(duì)每一個(gè)建筑空間網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算，這些數(shù)據(jù)就作為將來(lái)房間布局的參考。在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行房間數(shù)量和屬性的設(shè)置，比如居住建筑中臥室的屬性為受光，恒溫，那么空間布局中會(huì)自動(dòng)將臥室布置在受光且能量流失少的部位。根據(jù)要求對(duì)建筑進(jìn)行功能布置的分析，在智能分析中會(huì)屬性相同的的功能區(qū)盡可能的集中于一體。得出合理的房間功能安排數(shù)據(jù)和建筑體量數(shù)據(jù)，為建筑師確立方案提供依據(jù)。本技術(shù)要解決的問(wèn)題是對(duì)于各種功能房間的數(shù)據(jù)參數(shù)和屬性要求的優(yōu)先選取，在真實(shí)布局時(shí)，可能會(huì)存在兩種環(huán)境的矛盾，一面要求用于足夠的采光，一面要求熱損耗小，通風(fēng)舒暢，當(dāng)兩種要求不能同事具備時(shí)，就要選取一個(gè)優(yōu)先條件。這個(gè)條件可以先以默認(rèn)的方式布置在計(jì)算器內(nèi)，但是可以當(dāng)進(jìn)行顯示的時(shí)候，建筑房間邊框會(huì)以不同的顏色進(jìn)行顯示，以提醒用戶房間滿足條件的完整程度。然后根據(jù)喜好可以編輯優(yōu)先選擇順序，重新進(jìn)行運(yùn)算選取。二次計(jì)算是本專利的創(chuàng)新之處，他成功運(yùn)用了不同軟件的數(shù)據(jù)信息，模擬施加在建筑表面的風(fēng)壓和降溫參數(shù)，以這些參數(shù)為參考再對(duì)室內(nèi)進(jìn)行二次計(jì)算，最后得出一套自動(dòng)的建筑方案，大大提高了建筑設(shè)計(jì)節(jié)能的智能化程度。上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的一個(gè)可行性實(shí)施例的具體說(shuō)明，但是該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施例或變更， 例如，等變化的等效性實(shí)施例，均應(yīng)包含于本案的專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分析計(jì)算建筑體量的方法，其特征在于具體步驟如下: 1)、將整個(gè)建筑物視為一個(gè)大的空間網(wǎng)格，所述大的空間網(wǎng)格內(nèi)部由無(wú)數(shù)個(gè)相同的小空間網(wǎng)格組成，小空間網(wǎng)格的大小根據(jù)計(jì)算精度來(lái)確定，每個(gè)小空間網(wǎng)格對(duì)應(yīng)一個(gè)房間，且還可進(jìn)行空間重組； 2)、確立分析計(jì)算時(shí)所需要的建筑信息和環(huán)境信息，將建筑信息和環(huán)境信息輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行風(fēng)環(huán)境及濕度環(huán)境的模擬，得出整個(gè)建筑物的熱量流失數(shù)據(jù)； 3)、在采光模擬軟件平臺(tái)上，利用插件導(dǎo)入風(fēng)環(huán)境及濕度環(huán)境模擬所得出的熱量流失數(shù)據(jù)進(jìn)行二層模擬； 4)、再根據(jù)步驟3)獲知的數(shù)據(jù)信息對(duì)每一個(gè)小空間網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算，所求得的數(shù)據(jù)作為將來(lái)房間布局的參考； 5)、在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行房間數(shù)量和房間屬性的設(shè)置，那么在空間布局中則根據(jù)能量流失的多少來(lái)布置相應(yīng)的房間在對(duì)應(yīng)的部位上； 6)、最后，根據(jù)要求，對(duì)建筑進(jìn)行功能布置的分析，在分析中將屬性相同的功能區(qū)盡可能的集中于一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中的一種分析計(jì)算建筑體量的方法，其特征在于:在步驟2)中，所述建筑信息包括建筑材料和結(jié)構(gòu)；所述環(huán)境信息包括太陽(yáng)福射對(duì)建筑表面形成的太陽(yáng)福射程度、周邊的風(fēng)壓和周邊的風(fēng)向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中的一種分析計(jì)算建筑體量的方法，其特征在于:在步驟5)中，房間屬性為臥室、客廳、洗手間和餐廳，臥室所對(duì)應(yīng)的要求是必須采光且溫差變化不大；客廳所對(duì)應(yīng)的要求是應(yīng)當(dāng)采光且應(yīng)當(dāng)溫差變化不大；洗手間所對(duì)應(yīng)的要求是采光且溫差變化可稍大；餐廳所對(duì)應(yīng) 的要求是采光且溫差變化可稍大。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分析計(jì)算建筑體量的方法，首先確立所需要的一切建筑信息和環(huán)境信息，將這些信息輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行風(fēng)環(huán)境及濕度環(huán)境的模擬，得出熱量流失信息。在采光模擬軟件平臺(tái)上，利用插件導(dǎo)入風(fēng)環(huán)境模擬的溫度流失數(shù)據(jù)進(jìn)行二層模擬。根據(jù)已獲知的數(shù)據(jù)信息對(duì)每一個(gè)建筑空間網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算，這些數(shù)據(jù)就作為將來(lái)房間布局的參考。在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行房間數(shù)量和屬性的設(shè)置，比如居住建筑中臥室的屬性為受光，恒溫，那么空間布局中會(huì)自動(dòng)將臥室布置在受光且能量流失少的部位。根據(jù)要求對(duì)建筑進(jìn)行功能布置的分析，在智能分析中會(huì)屬性相同的功能區(qū)盡可能的集中于一體。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103235858SQ20131015641
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者楊麗 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)