面向节能的计算机辅助建筑设计研究

面向节能的计算机辅助建筑设计研究

廉(龙天)[1]2005年在《面向节能方向的计算机辅助建筑设计》文中指出本文始终以一种观点为理论基础:要用整体的、系统的思想去看待建筑物的能耗水平。建筑物是一个复杂的系统,影响其能耗水平的因素有很多,而且是相互作用的,要将各种条件综合起来考虑,才能得到最佳的节能手段。 本文针对针对中南大学丁力行老师提出的极限体形系数概念,利用五个热工分区下建立的模型进行了验证,得出结论:同样一个建筑物在不同的热工分区下,随着层数的增加,各个节能指标的变化规律基本与体形系数的变化规律一致;在对五个热工分区下的80个建筑模型分别改变不同的节能措施后,观察其能耗水平变化规律,得到结论:建筑物的总体能耗水平与气候条件,地理因素密切相关。在研究时要按照地域特点区别对待。 利用eQUEST对大连地区的叁个节能示范工程作为研究对象,重点从采暖方式、外窗热工性能、外墙保温形式、窗墙比以及体形系数等几个方面进行了模拟,并将结果进行了对比分析,得出结论:设计大连地区的节能住宅,侧重点是要综合考虑并合理搭配各个朝向外围护结构的热工性能与窗墙比,突破规范中的限值是完全可能的。 在设计过程中,分别从户型方面、外围护结构设计方面及窗墙比方面进行了各种方案的排列组合,最后根据模拟结果综合了价格因素进行分析优选,确定了该节能住宅的外围护结构,从而完成了整个的节能优化设计。 论文最后,结合国外流行的建筑整合设计思想,提出一种适合国内的节能设计思路:通过计算机模拟技术将建筑设计阶段与节能设计阶段相整合。将整个设计过程分为两部分:设计前期和设计中后期。根据设计阶段的特点选用不同的能耗分析软件。

胡玉梅[2]2007年在《面向节能建筑设计的计算机能耗模拟》文中研究指明建筑节能是我国可持续发展战略的重要组成部分,设计节能的建筑方案是每个建筑设计师应尽的责任和义务。但是由于缺乏结合建筑设计过程的计算机能耗模拟与评估工具,建筑师难以在设计阶段对建筑能耗状况进行定性与定量的分析,使建筑师的节能设计工作无法有效的进行,其结果势必影响我国建筑节能工作的推广。本文首先分析了当前国内建筑节能工作遇到的问题,并在此基础上,通过对建筑设计过程的分析,明确了能耗模拟与设计过程之间的关系,找寻两者的结合点,提出了面向节能建筑设计的计算机能耗模拟分析。为了实现计算机能耗模拟与建筑设计相结合,充分考虑设计的阶段性和整体性,并指出结合节能建筑设计的计算机能耗模拟应是分阶段、反馈式的循环模拟评价过程。结合两种具体的软件DTs和DSPs,本文提出一种适合国内的节能设计思路,将整个分析过程分为两部分:针对建筑方案设计阶段的能耗模拟分析和针对建筑施工图设计阶段的能耗模拟分析。根据设计阶段的特点选用不同的能耗模拟软件。实例部分主要以公共建筑和住宅建筑为例,从实践角度分析和探讨计算机能耗模拟结合节能建筑设计的方法及途径。本文通过对节能建筑设计的研究及探索,使建筑师在设计阶段能够进行真正而有效的节能设计。

钟琴[3]2004年在《面向节能的计算机辅助建筑设计研究》文中进行了进一步梳理新时代的建筑已不仅仅是单纯的建筑,随着可持续发展口号的提出,如何节约能源成为建筑师工作的核心内容。DOE-2是目前应用最广的能耗分析软件。DOE-2可帮助建筑师迅速而准确的确定节能建筑体的最优性参数。虽然DOE-2是一个高效的能耗模拟计算软件,但是并未将其与建筑师所使用的建筑设计软集成起来,这样给建筑师带来了极大的不方便性,建筑设计与能耗模拟计算是两个独立的过程。如果能将这两个子综合为一个统一的过程,建筑设计过程辅助以能耗模拟分析,这样,这将非常有助于节能事业的发展,给建筑师带来极大的方便性。论文的研究方向是面向节能的计算机辅助设计,其中心思想是将DOE-2能耗模拟软件与AutoCAD设计软件智能的集成起来,首先是采用数据库技术对非建模数据进行管理,将非建模数据由文件管理模式转化为数据库管理模式;然后是用ObjectARX开发工具从AuotCAD图形数据库中提取出建模数据,将AutoCAD工程图形模式转化为DOE-2可识别的图形模式,主要是进行坐标系的转化,生成DOE-2系统中的叁层坐标系。建模数据提取的过程引进图论、支撑树的概念,将AutoCAD图形数据库中的工程平面图转变为平面连通图,根据连通图的基本概念,将连通图生成支撑树,利用广度优先搜索、深度优先搜索技术完成支撑树的搜索,进而得到独立空间体的各种建模数据;最后将建模数据和非建模数据以字符串形式写入到流式文本文件中,文件遵循DOE-2输入文件的文件格式,采用批处理技术,调用DOE-2自身的几个批处理模块,将文本文件输入到DOE-2模拟模块中去进行能耗模拟计算分析。

赵昂[4]2006年在《BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探》文中指出当前,随着信息技术的飞速发展与互联网的全球化,人类处理信息和交换各类信息的能力与速度都有了很大的提高,并在飞速地向前发展。数字化技术作为信息时代的重要工具也得到了长足的进步。在计算机辅助建筑设计(Computer Aided Architectural Design ,简称CAAD)领域,目前占据主导地位的2D CAAD技术及其应用系统已经无法满足信息化社会的需要。中国建筑业面临着双重挑战,不仅有世界建筑业普遍存在的产业效率危机,而且还有要向节能型绿色建筑生命周期模式迅速转变的紧迫而巨大的压力。日新月异的计算机技术和信息技术不仅给设计的精度和深度带来了更高的要求,也提供了更加先进的工具和方法。如何充分利用发达的软硬件技术,顺应CAAD领域的发展趋势,采用国际上最先进的技术手段和软件工具,提升我国的建筑设计水平,推动整个建筑业生产力的提高,从而提高社会经济效益,已成为一个亟待解决的问题。在建筑设计中,基于“建筑信息模型”(Building Information Model,简称BIM)技术的应用系统可以创建出包含大量真实建筑信息的虚拟建筑模型。该模型包含了大量建筑材料和建筑构造、工艺等信息,包含了建造一个建筑所需要的所有组成部分。它是一个包含了建筑所有信息的综合数据库,这个数据库不仅可以用于建筑设计,还可以用于结构设计、设备管理、工程量统计、成本计算、物业管理等,可以在整个建筑业中发挥作用,管理建筑生命周期的全部信息。本文以“BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用”作为探讨和研究的方向,从建筑技术的角度出发,对当前CAAD应用中的最新技术BIM进行理论上的研究和实践中的探索。同时,本文着重以计算机辅助建筑节能设计为例,为BIM技术在建筑节能设计中的具体应用提供行之有效的理论、过程、方法及技术手段,为实际应用提供参考。

黄亚鹏[5]2014年在《基于BIM技术的建筑方案阶段被动式节能设计研究》文中提出在当今倡导绿色建筑的背景下,建筑的节能设计越来越被社会认知与重视[1]。据统计,人类从自然界所获得的50%以上的物质原料用来建造各类建筑及其附属设施,这些建筑在建造与使用过程中消耗了全球能源的50%左右[2];我国经济正处在高速发展中,对资源与能源的需求和消耗都是巨大的,因此更要重视能源与资源的节约与环境的保护,坚持走可持续发展道路,追求生态绿色的建筑设计。合理的节能建筑设计,应要对各种气候因素(风、光、热等)及地理环境(地形、地貌等)具有良好的应对与利用。但是由于气候因素的多变性及当下建筑的复杂性,建筑师很难依靠传统的设计方法与手段把控它们之间的关系。然而基于BIM技术下的节能设计则可以解决这些问题,整合了大量建筑信息的BIM技术很好的实现了这一点,给设计师提供了一个良好的辅助设计工具。BIM技术在建筑设计阶段介入辅助建筑师进行被动式建筑节能设计可以使建筑师对跨专业知识有直观的认识、可以避免同一方案在模拟分析时的重复建模、也可以增加各相关专业的交流,从而把更多精力放在设计合理的建筑方案上,实现绿色的节能设计。“BIM软件平台一一数据格式一一专业分析软件”形成了BIM技术辅助建筑设计的基本流程。通过BIM核心建模软件创建建筑信息模型,建筑师随时随地对设计方案进行相关性能模拟分析,得到直观精确的分析结果辅助建筑师对方案性能的了解及进一步优化调整[3]。本文正基于上述角度的设计思维、设计过程展开对被动式建筑节能设计的研究。本文主要于以BIM技术理论为支撑,探讨了BIM技术辅助下的建筑规划布局及建筑单体的被动式节能设计方法。首先阐述了基于BIM技术的辅助被动式节能的设计原则、策略方法以及研究思路;首先对方案的规划布局的设计即朝向间距的确定,在朝向间距的确定的基础上开始对建筑形体的被动式节能设计,体量组合的推敲,其次就是对建筑开口的辅助设计,其包括自然通风采光的模拟分析优化,进而可以辅助建筑功能平面和剖面等的布置优化,再者就是对建筑开口设置的建筑遮阳被动式节能设计的辅助设计及维护结构材料的优化选择。在论文各个小节中,对BIM技术辅助的各种环境中结合了具体案例进行深入的探讨,证实该方法的可行性。最后,以重庆第二中级人民法院审判法庭用房扩建项目为例,研究了基于BIM技术在建筑方案阶段辅助被动式建筑节能设计的具体应用实践。对BIM技术辅助的建筑设计过程中需解决的关键问题与目标进行了梳理,明确在该项目的设计中特别需要注意的问题。基于BIM技术辅助的被动式节能设计在设计过程中遵循多阶段多方案的设计原则。在规划布局阶段,综合分析了当地不同气候因素的综合最佳朝向,然后通过多方案的对比,选择综合考虑后的朝向布局,同时也明确了被选择方案存在的不足,在后续设计环境可以有侧重的解决;同样方式对建筑形体、自然通风采光、被动式遮阳及维护结构材料的性能选择进行了辅助设计。通过BIM技术结合实际案例的实践,说明了基于BIM技术辅助被动式建筑节能的设计方法具有可行性,的确为建筑师在被动式建筑节能设计中提供了很大的帮助。

钟琴, 余庄[6]2003年在《面向节能分析的计算机辅助建筑设计研究》文中认为利用计算机辅助建筑设计进行建筑节能的分析,介绍了计算机辅助设计研究的内容和研究思想。将DOE-2系统和AutoCAD进行智能化的集成,在集成环境下对DOE-2系统的数据输入和输出进行管理和操作,从AutoCAD图形数据库中提取出建模数据、利用辅助数据库对非建模数据进行管理和存储,将数据自动送入DOE-2进行数据处理,采用计算机模拟绘制技术再处理DOE-2数据输出报告。

李玉娟[7]2008年在《BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究》文中研究指明住宅建筑是建筑业的主要组成部分,不断发展先进的住宅建筑设计技术是建筑业中一项意义重大而又十分迫切的现实任务,先进的住宅建筑设计技术将成为解决能源危机、环境恶化等问题的重要措施。在此背景下,研究新的住宅建筑设计技术就具有很强的理论和现实意义。信息对于人类的影响是深刻的,建筑的发展趋势必将受到信息化社会的影响,信息手段的应用将成为未来建筑形式演进的动力之一。BIM(建筑信息模型)技术,是信息技术应用于建筑业的必然产物。多年来国际学术界一直在对计算机辅助建筑设计中的信息建模进行积极的探索并获得了共识。在建筑设计中,基于BIM技术的应用系统所创建的虚拟建筑模型,包含了大量建筑材料和建筑构造、工艺等信息,包含了建造一个建筑所需要的所有组成部分。从古代到现代,建筑设计方法随着时间不断更新交替,各种设计方法都促进了建筑的进一步发展,其中住宅作为人们使用最多的建筑形式,研究出更先进的技术和方法来设计住宅,管理住宅,让人们的居住环境得到进一步的改善,成为本篇论文的主要分析和研究的内容。各种理论及设计方法的涌现,理论呈现的复杂面貌也正如同时代的建筑一般形式多样。新的设计方法是都是前理论的发展和拓展。从另一方面,对现实状况的分析和研究以及对现有技术的应用正是这篇论文要面对和解决的问题。在BIM技术的具体应用上,本文着重探讨了如何在住宅建筑设计过程中,将BIM技术与和各种技术结合起来,将BIM技术真正的应用到建筑设计过程中,帮助建筑师进行便捷、准确、有效的进行住宅建筑空间分析,构件制作,建筑能耗分析等,从而更好的实现建筑设计阶段尤其是方案阶段的住宅建筑设计,更好对住宅建筑进行全生命周期管理。

宋东明[8]2012年在《数字分析技术在建筑方案设计中的运用探讨》文中研究指明快速发展的经济给国人带来了丰富的物质生活,同时还有越来越难以忍受的生存环境,温室效应、热岛效应、酸雨等伴随着每一个国人的生活。造成这种状况的原因有工厂、汽车,同时还有建筑。建筑每年消耗的能源占所有能源消费的一半左右,由此可见建筑节能在节能减排工作中的地位。近年来,生态建筑、绿色建筑、节能建筑等建筑设计思潮此起彼伏。然而,无论给这种思潮套上何种外衣,其途径只有一个——尊重环境、尊重地域、尊重传统,根本上来说就是尊重气候。尊重气候的建筑节能设计,需要对气候,包括风、雨、光、地形、地貌等一切地方特质的把握,而这对建筑师来说往往存在一定的困难。即使有些建筑师对此有所了解也经常只是一些感性的认识。建筑节能设计的进一步发展需要更加理性设计方法。信息与计算机技术的发展给建筑师插上了飞翔的翅膀,数字分析技术辅助建筑设计大大提升了建筑师的工作效率。数字分析技术的发展是建立在计算机技术高度发展的基础之上,以计算机为载体,以大量的数据为支撑,以最小的人力物力消耗为目标,达到还原现实状况的目的。目前应用于建筑领域的数字分析软件主要包括,对能耗的模拟和对环境的模拟两大类。以数字分析技术为辅助手段进行建筑设计,使得建筑师容易的掌握建筑与环境气候的关系,从而使设计过程更加理性。本文从气候与建筑的关系入手,结合重庆地区夏热冬冷的气候特点,以数字分析技术为辅助,探讨了在数字分析技术辅助下如何进行更加理性的设计方法。文中先后探讨了在数字分析技术辅助下进行规划、建筑形体、自然通风采光的设计方法,最后以一个实例详细论述了在数字分析技术辅助下,贯穿整个建筑方案设计过程的设计方法。

梁波[9]2014年在《基于BIM技术的建筑能耗分析在设计初期的应用研究》文中研究指明伴随着中国经济的飞速发展和逐渐提高的生活水平,在社会总能耗中,建筑能耗所占的比例越来越高,据统计,人类从自然界所获得的50%以上的物质原料用来建造各类建筑及其附属设施,这些建筑在建造与使用过程中消耗了全球能源的50%左右;同时作为发展中国家,处于经济高速发展和现代化的进程中,必须要协调好能源利用与保护环境的关系,坚持以人为本和可持续发展观,最大化的实现资源集约利用。建筑的节能设计,需要对气候,包括风、光、雨,对地形、地貌等一切地方特质的把握,但是当今建筑的复杂程度已经大大超过了仅凭建筑师主观判断或者经验就可以把握的程度,这就需要凭借先进的计算机技术进行复杂的数据计算和实时的动态模拟,来进行建筑物初步的能耗分析,实现建筑的绿色节能设计。而整合了大量建筑信息的BIM技术很好的实现了这一点,给设计师提供了一个良好的辅助设计工具。“BIM软件平台—数据格式—专业分析软件”构成了BIM技术在建筑能耗和环境领域综合应用的基本模型。通过相应的BIM应用软件,创建简单的建筑信息模型,建筑师随时可以方便地对设计方案进行建筑物能耗性能分析,得到的分析结果可以帮助建筑师对方案作出合理的调整,更好的实现节能。而本文正是以这一不同角度的设计思维、设计过程展开对建筑的节能设计研究。本文基于BIM技术的建筑能耗分析在设计初期的应用为研究方向,从建筑的规划与设计出发,以建筑设计初期的能耗分析为研究理论基础,结合场地气候、地形特征,建筑本身的设计,探讨BIM技术在建筑节能设计中适宜、科学、合理的设计方法。首先,论文介绍了BIM技术的发展及其在建筑能耗模拟中的应用,其次分析了传统建筑能耗分析的流程和存在的问题,并结合BIM建筑能耗分析的方法,总结出BIM能耗分析技术在建筑设计早期阶段的应用研究的优势,并通过BIM技术在建筑方案初期辅助节能设计中的策略研究,提出这个阶段能耗分析的目的在于设计方案前后的比较,均以能耗分析的结果为依据,从真正意义上构建节能建筑。最后,以重庆市第二中级人民法院审判法庭用房扩建设计为实际案例进行实践应用研究,从而论证利用BIM能耗分析技术进行可持续设计的可行性。通过BIM技术辅助建筑的节能设计,旨在以BIM作为技术手段,以建筑节能设计作为目标,展现BIM技术如何在建筑设计阶段支持实现可持续设计。

赵能[10]2009年在《虚拟仿真技术在建筑设计中的应用研究》文中进行了进一步梳理在建筑设计中应用虚拟仿真相关技术,将使建筑师的创作过程从叁维出发,它不仅为建筑设计提供了新的手段,也带来了创作方法和概念的变革。本文试图从建筑师的视角,将研究的重点锁定在“作为设计媒体的虚拟仿真技术在建筑设计中的应用”上,从理论和实践,即思考性和操作性两个层面来进行研究。理论方面偏重于对具体应用领域的探讨;实践方面以实际范例为基础对虚拟仿真术在建筑设计中的应用展开研究,试图探索虚拟仿真技术应用于建筑设计的方法,从而使建筑师对虚拟仿真这一新的设计媒体有一个全新的、较为全面的再认识,为迎接将来的虚拟仿真设计作好准备。全文分五个部分。第一章说明了课题的背景和研究意义,以及研究的方法。第二章介绍了虚拟仿真技术概念,并对虚拟仿真技术两个主要用于建筑设计的分支虚拟现实技术和生态建筑技术进行描述。分析了用于建筑领域的优势和可行性。第叁章以北海恒生小区和北海北京路办公楼为例,详细研究了虚拟仿真技术在建筑设计中的应用,通过实例证实了虚拟仿真技术不仅为建筑师提供了直观而科学决策的依据,也帮助建筑师做出科学的决策。第四章对虚拟现实技术和生态建筑技术进行反思,分析了其实用性和局限性,并通过技术整合进行创新性探索,以长沙裕湘纱厂为例。最后进行了总结和展望,对虚拟仿真辅助建筑设计和建筑本质的再思考。我们可以相信,随着虚拟仿真技术在建筑设计中的不断应用,对整个建筑设计水平的提高和虚拟仿真技术的应用发展都会起到巨大的推动作用。

参考文献:

[1]. 面向节能方向的计算机辅助建筑设计[D]. 廉(龙天). 大连理工大学. 2005

[2]. 面向节能建筑设计的计算机能耗模拟[D]. 胡玉梅. 河北工业大学. 2007

[3]. 面向节能的计算机辅助建筑设计研究[D]. 钟琴. 华中科技大学. 2004

[4]. BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探[D]. 赵昂. 重庆大学. 2006

[5]. 基于BIM技术的建筑方案阶段被动式节能设计研究[D]. 黄亚鹏. 重庆大学. 2014

[6]. 面向节能分析的计算机辅助建筑设计研究[J]. 钟琴, 余庄. 智能建筑与城市信息. 2003

[7]. BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究[D]. 李玉娟. 重庆大学. 2008

[8]. 数字分析技术在建筑方案设计中的运用探讨[D]. 宋东明. 重庆大学. 2012

[9]. 基于BIM技术的建筑能耗分析在设计初期的应用研究[D]. 梁波. 重庆大学. 2014

[10]. 虚拟仿真技术在建筑设计中的应用研究[D]. 赵能. 长沙理工大学. 2009

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