CN114722470A - 一种绿色建筑环境模拟模型前处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绿色建筑环境模拟模型前处理方法，属于计算机建模技术领域。本发明通过建立日照分析模型、建立数学模型和施工模拟这三个步骤来实现绿色建筑环境模拟模型前处理。本发明通过建立数学模型，能够让实地技术人员在根据修改后的数学建模进行工作，再对重新进行数学建模进行重新的调整修改，直到达到设计要求，可以实现通过建立数学模型对风场模型矫正工作进行指导。本发明利用KA‑GO电磁散射模型，能够准确地建立目标电磁散射模型。本发明绿色建筑风环境模拟流程的标准化体系的建立不仅需要对模拟流程的分工负责,做到责任分工明确；还需要对模拟流程的全过程控制,实时掌握模拟的进度和正确性,减少项目不必要的工作重复。
Description
技术领域
本发明属于计算机建模技术领域，具体涉及一种绿色建筑环境模拟模型前处理方法。
背景技术
绿色建筑物，也称为绿色建筑，或可持续性建筑，通过创造性的结构和使用设计使整个建筑物在其寿命周期对环境影响最小和节省资源。其中包括建筑物的选址、设计、建造、运行、维修、更新和拆除。针对建筑风环境模拟，随着分布式能源和城市化进程的快速发展，城市建筑环境的风能利用逐步引起人们的注意。
当前，城市建筑物聚集，建筑外形各异，布局不同，所处地貌环境差异，增加了风流动时的阻力，降低了城市风速。然而，由于城市的地表面如同地形复杂的山区一般，较为粗糙，同时街道中以及两幢高楼之间，形同山区中的风口具有明显的集风效果，可以在低风速区制造出局地大风来通常以简易模型代替建筑物，并不能真实反映建筑群内风能的分布情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低风流动时的阻力，能够真实反应建筑群内风能分布情况的绿色建筑环境模拟模型前处理方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种绿色建筑环境模拟模型前处理方法,包括如下步骤：
1)建立日照分析模型：获取待分析建筑的建筑物特征参数,同时导入气象条件参数，得日照分析模型，然后对日照分析模型进行分区处理，并计算各区域的光照强度；
2)建立数学模型：建立风场数学模型，以镜面反射点为原点建立本地坐标系，建立包括KA-GO电磁散射模型，同时确定所述风场模型下的历史气象信息；
3)施工模拟：通过建模，模拟施工过程，然后通过检测设备检测施工建筑的数据，利用三维激光扫描仪测量施工现场，然后选择至少一个施工安全评价数据，从而得到绿色建筑模型的模拟施工结果。
进一步地，所述步骤1)中的特征参数为建筑高度和长度、建筑材料以及建筑空间坐标。
进一步地，所述步骤1)中日照分析模型各区域采用间隔Δt进行采样处理。
进一步地，所述步骤1)中的气象参数包括年太阳日照方位与高度角、日照时间和日照强度，所述太阳高度角的计算公式是sinH＝sinφsinδ+cosφcosδcost。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明的绿色建筑环境模拟模型，首先通过对日照建立分析模型，将其分割成不同的区域，使其进行区块化进行分析，从而得到最佳的分析模型，能够使得建筑物内照射到最佳的光照。
2)本发明通过建立数学模型，能够让实地技术人员在根据修改后的数学建模进行工作，再对重新进行数学建模进行重新的调整修改，直到达到设计要求，可以实现通过建立数学模型对风场模型矫正工作进行指导。本发明利用KA-GO电磁散射模型，能够准确地建立目标电磁散射模型。
3)本发明绿色建筑风环境模拟流程的标准化体系的建立不仅需要对模拟流程的分工负责,做到责任分工明确；还需要对模拟流程的全过程控制,实时掌握模拟的进度和正确性,减少项目不必要的工作重复。当Cu≤4％时，可选择前者作为合理的计算区域，当Cu＞4％时，可选择后者作为合理的计算区域。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的实施例。然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。本领域的技术人员可以在不偏离本发明精神和保护范围的基础上从下述描述得到替代技术方案。
实施例
一种绿色建筑环境模拟模型前处理方法,包括如下步骤：
1)建立日照分析模型：获取待分析建筑的建筑物特征参数,同时导入气象条件参数，得日照分析模型，然后对日照分析模型进行分区处理，并计算各区域的光照强度；所述特征参数为建筑高度和长度、建筑材料以及建筑空间坐标。所述日照分析模型各区域采用间隔Δt进行采样处理。所述气象参数包括年太阳日照方位与高度角、日照时间和日照强度，所述太阳高度角的计算公式是sinH＝sinφsinδ+cosφcosδcost。
其中,H是太阳高度角,φ是当地的地理纬度,δ是当日的太阳赤纬,t是当时的太阳时角。太阳时角(t)计算公式:t＝15×(ST-12)，其中ST为真太阳时，真太阳时＝北京时间+时差，时差＝(当地经度-120°)/15°，sinδ＝0.39795cos[0.98563(N-173)]，N为积日，表示一年中的序号，例如“1”表示1月1日，“365”或“366”表示12月31日，正午的太阳时角为0度，二分日日出时的太阳时角为90度。
H是太阳高度角，其计算公式是
sinH＝sinφsinδ+cosφcosδcost；
日照分析模型采用分区间隔Δt进行采样处理，并检测每个检测区域的经纬度坐标。
2)建立数学模型：建立风场数学模型，以镜面反射点为原点建立本地坐标系，确定了绿色建筑的本地坐标系，就可以很好地实现模型的建立，以达到与实体相结合。建立包括KA-GO电磁散射模型，同时确定所述风场模型下的历史气象信息；将日照分析模型中的模型进行随机划分，并且进行适度的训练，从而进行预测电磁场景的目标区域的散射场。
3)施工模拟：通过建模，模拟施工过程，然后通过检测设备检测施工建筑的数据，利用三维激光扫描仪测量施工现场，然后选择至少一个施工安全评价数据，从而得到绿色建筑模型的模拟施工结果。
设定目标建筑的高度为h，设定区域顶部与目标建筑物的屋顶距离分别为4h、5h、6h和7h，来流方向的距离分别为5h、6h、7h和8h，左右两侧距离目标建筑分别为4h、5h、6h和7h，出流边界的长度分别为6h、7h、8h和9h,在此进行风速的检测，具体如下：
其中：U6h-计算区域出流边界与目标建筑距离为6h时，目标建筑周围5m处某测点的平均风速；
U7h-计算区域出流边界与目标建筑距离为7h时，目标建筑周围5m处某测点的平均风速。
当Cu≤4％时，可选择前者作为合理的计算区域，当Cu＞4％时，可选择后者作为合理的计算区域。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开实施例揭露的技术范围内或者在本公开实施例揭露的思想下，可轻易想到变化、替换或组合，都应涵盖在本公开实施例的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种绿色建筑环境模拟模型前处理方法,其特征在于包括如下步骤：
1)建立日照分析模型：获取待分析建筑的建筑物特征参数,同时导入气象条件参数，得日照分析模型，然后对日照分析模型进行分区处理，并计算各区域的光照强度；
2)建立数学模型：建立风场数学模型，以镜面反射点为原点建立本地坐标系，建立包括KA-GO电磁散射模型，同时确定所述风场模型下的历史气象信息；
3)施工模拟：通过建模，模拟施工过程，然后通过检测设备检测施工建筑的数据，利用三维激光扫描仪测量施工现场，然后选择至少一个施工安全评价数据，从而得到绿色建筑模型的模拟施工结果。
2.根据权利要求1所述的一种绿色建筑环境模拟模型前处理方法,其特征在于所述步骤1)中的特征参数为建筑高度和长度、建筑材料以及建筑空间坐标。
3.根据权利要求1所述的一种绿色建筑环境模拟模型前处理方法,其特征在于所述步骤1)中日照分析模型各区域采用间隔Δt进行采样处理。
4.根据权利要求1所述的一种绿色建筑环境模拟模型前处理方法，其特征在于所述步骤1)中的气象参数包括年太阳日照方位与高度角、日照时间和日照强度，所述太阳高度角的计算公式是sinH＝sinφsinδ+cosφcosδcost。
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