绿色性能导向下的建筑设计决策信息记录与回溯工具研发(2)
来源:互联网    作者:佚名    发布时间:2020-01-17 12:00
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全天然自然采光百分比DA300模拟数据可视化图表分析:实验模拟DA300值与窗墙比呈正相关,方案1-4的北墙窗墙比逐渐减小,故图表折线下滑;方案5的南墙窗墙比为最低值,故在图表出现一个转折点;方案6- 10的南墙窗墙比逐渐增大,故图表折线上升;南北墙窗墙比的变化对DA300影响度不同, DA300对南墙窗墙比变化更为敏感。在10个实验方案中,方案1与方案10的室内平均DA300较为理想,其值分别为76.52与73.79,此时的控制变量为北向窗墙比0.25与南墙窗墙比0.3。

有效天然采光照度UDI100-2000模拟数据可视化图表分析:室内UDI100-2000值与北墙窗墙比呈负相关,与南墙窗墙比相关性不大。由前四组实验方案生成的折线图可知北向窗墙比对UDI100-2000的影响并不大,窗墙比由0.25下降至0.1,UDI100-2000值仅下降约1.0,在北向窗墙比为0.25时可获得UDI100-2000最大值80.95;由后四组实验方案生成的折线图可知UDI100-2000随南向窗墙比的增大呈现先增大后减小的规律,并在方案8南向窗墙比为0.2时获得室内最大UDI100-2000值79.73。

首先,在Grasshopper平台中进行参数化模型建构,并确定后期影响性能模拟的设计参量及相应设计值域,在参数化模型构建完成后可提取设计参量数据完成transDATA的数据生成模块的建构,并将数据生成模块中需要进行统计的数据接口接入到transDATA数据交互模块中;然后,运用Grasshopper内置的性能模拟引擎对不同设计参量生成的参数化模型进行模拟,完成所有方案组的模拟后,transDATA的数据交互模块可将模拟数据导入到数据库中;接下来,可根据建筑师的需求对不同性能优化目标进行多方案模拟数据的可视化比较,选出最优方案组;最后,依据transDATA的数据交互模块可将最优方案组相关设计参量信息从数据库中调取出来,完成最优方案的参数化建模。

[4] 刘煜. 面向建筑师建立绿色建筑设计决策支持工具的思考[J]. 南方建筑. 2010(5): 14-16.

三、 案例实践

全天然自然采光百分比DA300模拟结果分析:DA300值与开间进深比呈正相关,且随着比值的增大,室内DA300均匀度呈上升趋势,距离墙2m之外部分的DA300值逐渐趋于80%,但近窗间墙0-1m处DA300值不理想的情况不会改变,且在开间进深比为1.8-2.0的情况时,室内中间部位DA300值基本达到80%,较为理想。

室内自然采光照度模拟结果分析:室内照度均与度与开间进深比呈正相关,且随着开间进深比的增大,距墙2-4m处照度值逐渐呈现理想状态,在开间进深比为2时,室内中间位置照度值可达到600lx。

[6] Shen L, Yan H, Fan H, et al. An integrated system of text mining technique and case-based reasoning (TM-CBR) for supporting green building design[J]. Building and Environment. 2017, 124: 388-401.

一、引言:

截止到2010年,建筑耗能占全球能源消耗的32%,其中,居住建筑耗能所占比例为24%,商业建筑耗能所占比例为8%[1]。建筑能耗所占比例较大,使得建筑绿色性能研究成为建筑领域的重点。其中,绿色建筑评价与决策支持工具的研发是一项重要内容,国内外学者在此方面已有不少成果,例如国内的刘煜学者倡导建立面向不同建筑参与者的绿色建筑设计辅助工具体系[2],提出目前绿建辅助设计工具涉及面广而不专的缺点[3],并认为面向建筑师的绿色建筑设计工具所包含的操作内容应为建筑师方案设计时所涉及的内容[4];有王成国等学者开发了基于《绿色建筑评价标准》的绿色建筑评价与辅助设计软件,可提供智能知识库显示、绿色建筑指导设计、专家辅助设计与决策等高级功能[5];有重庆大学的Yan Hang学者研发了基于文字与案例推理功能的TM-CBR(Text Mining Case-Based Reasoning)体系,实现了建筑设计前期将体系中储存的绿色建筑技术案例的提取与展示,方便绿色建筑设计技术使用种类的快速决策[6];有依希克大学Senem Seyis学者研发了GB-CS tool(Green Building Credits Selection tool)绿色建筑等级评分工具,依据专家意见与设计要素分配权重自动生成绿色建筑等级,减少了后期决策的隐性成本[7];有伊斯坦布尔的大学的Bahriye Ilhan等学者研发了基于BIM技术的GBAT(Green Building Assessment Tool)绿色建筑辅助决策工具,实现从BIM模型中抽取建筑数据并进行绿色等级评估[8]。

二、方法

3.1 实验小组1以窗墙比为控制变量的模拟结果数据可视化图表分析(图7):

[10] Tosi S. Matplotlib for Python Developers[M]. Birmingham, B27 6PA, UK.: Packt Publishing, 2009: 30-40.

有效天然采光照度UDI100-2000模拟结果分析:UDI100-2000值与南墙窗墙比呈正相关,且随着窗墙比的增大,室内UDI100-2000值呈上升趋势,而UDI100-2000值与北墙窗墙比关系不大;与DA300值相反,靠近窗间墙0-1m部位的UDI100-2000值较靠近窗0-1m部位的UDI100-2000值更为理想;南墙近窗0-1m部位因照度过大导致UDI100-2000值不理想;北墙近窗部位UDI100-2000值适中;当南墙窗墙比低于0.15时,室内低于80%的UDI100-2000值明显增多。

全天然自然采光百分比DA300模拟数据可视化图表分析:DA300值与开间进深比呈正相关,且随着开间进深比的增大,室内DA300值呈上升趋势,在方案10的开间进深比为2时,可获得最大DA300值77.19。

室内自然采光照度模拟数据可视化图表分析:室内照度均匀度总体上与开间进深比呈正相关,方案1-6开间进深比为1.1-1.6,室内照度均匀度呈上升趋势;但在方案8开间进深比为1.8时,室内照度均匀度骤然降低至0.068,之后随比值增大而上升;当开间进深比为2时,室内均匀度可达到最大值0.09。

[9] Withers C. Working with Excel files in Python[M]. Birmingham: Simplistix Ltd, 2009: 5-40.

室内自然采光照度模拟数据可视化图表分析:室内照度均匀度与窗台高呈正相关,方案1-3窗台高为0.4-0.6,对室内照度均匀度影响不大,照度均匀度值为0.06左右;方案9-10窗台高为1.2-1.3时,室内照度均匀度达到较大值且趋平,均匀度值为0.107左右。

(1)transDATA工具构成

[3] 刘煜. 绿色建筑工具的因素分析与成套开发[J]. 建筑学报. 2007(07): 34-38.

[2] 刘煜. 绿色建筑工具的分类及系统开发[J]. 建筑学报. 2006(07): 36-40.

全天然自然采光百分比DA300模拟数据可视化图表分析: DA300值与窗台高呈正相关,方案1-10为南北向窗台高度逐渐增大,图表折线呈上升趋势,但在方案8以后其上升趋势减缓趋平;在窗台高度为1.1-1.3时,室内DA300值较为理想。

有效天然采光照度UDI100-2000模拟结果分析:UDI值与窗台高呈正相关,且随着窗台高度的增大,室内UDI100-2000值总体呈上升趋势,北侧与南侧近窗0-1m部位的UDI100-2000值也逐渐上升,且在窗台高1.3m的情况下,室内UDI均可达到60%。

TransDATA的研发为了完成在Grasshopper平台下的绿色性能导向的建筑设计工作流,该工作流可将影响某优化性能目标的设计参量的多组数据进行记录与比较,在建筑师设计过程中即可查找性能优化模型所对应的设计参量,即方案创作与方案评价并行的设计方式,这较符合建筑师的创作思路。其主要工作流为以下几个步骤:

参考文献:

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