一种超高层建筑表皮的绿色数字化设计方法与流程

1.本发明涉及计算机辅助建筑设计技术领域，特别涉及一种超高层建筑表皮的绿色数字化设计方法。


背景技术：

2.目前多数对于建筑的绿色设计都是基于设备的效能提升达到节能目的，对于建筑围护结构的提升也多数从材料和性能考量，容易造成较大的初期成本投入，也与方案设计环节有所脱离，而真正的绿色应从设计出发，通过利用数字化方法分析建筑周边环境因素，形成一套表皮的绿色化融合性设计，以期达到无成本或低成本的投入，并且达形成最优化的绿色节能效果。
3.为此，我们提出一种超高层建筑表皮的绿色数字化设计方法。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种超高层建筑表皮的绿色数字化设计方法，可以有效解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种超高层建筑表皮的绿色数字化设计方法，具体生成方法步骤如下：步骤s101：超高层建筑方案设计人员根据规划用地批复文件和相关建筑设计规范确定方案高度及空间规模；步骤s102：基于ecotect analysis建构项目用地周边建筑环境模型及项目基础方案形体模型；步骤s103：导入项目所在地气候资料，运行计算时均太阳辐射和日照分析工具，分析建筑不同高度、不同朝向建筑表皮入射太阳辐射总量；步骤s104：依据入射太阳辐射总量的分布情况及立面方案要求，设计不同窗墙比及遮阳要求的立面单元模块；步骤s105：将单元模块结合入射太阳辐射总量分布情况置入到建筑立面，根据造型需要调整单元模块的分布。最终形成一套被动式的绿色表皮方案。
6.进一步地，所述步骤s101中的确定方案高度及空间规模，设计人员需根据项目用地规划批复文件中的规划要求、项目所在地的城市规划标准与准则、城市建筑设计规则及相关建筑设计规范确定项目方案的建筑高度、建筑间距、建筑平面轮廓、建筑规模体量和项目用地总平面布置。
7.进一步地，所述步骤s102中的项目用地周边建筑环境模型包括与项目用地相毗邻的所有建筑物及大型构筑物，基于ecotect analysis建构的模型包括相对准确的建筑高度、建筑间距、建筑轮廓、场地高差、建筑外墙材料五个信息。
8.进一步地，所述步骤s102中基于ecotect analysis建构的项目基础方案形体模型同样包括建筑高度、建筑间距、建筑轮廓、场地高差、建筑外墙材料五个信息。
9.进一步地，所述步骤s103中的建筑表皮入射太阳辐射总量包括直射太阳辐射量和漫反射太阳辐射量。
10.进一步地，所述步骤s104中的立面单元模块包括不同窗墙比及遮阳率两个影响因子，分别生成高通透、中通透、低通透三种单元模块形式。
11.进一步地，所述步骤s105中入射太阳辐射总量分布情况包括建筑各个立面的分析结果。
12.进一步地，其中不同输出结果对应颜色不同，输出结果分为三类，高通透、中通透、低通透三种单元模块形式相对应。
13.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：（1）该一种超高层建筑表皮的绿色数字化设计方法真正从绿色设计出发，突破建筑绿色设计仅能通过设备的能效提升这一技术手段的惯性思维，从建筑方案设计阶段通过利用数字化方法分析建筑周边环境因素，结合数字化被动式节能设计达到能效优化的效果，从而减少前期设备成本投入。
14.（2）基于计算机分析软件，以ecotect analysis节能分析平台为基础，通过计算时均太阳辐射和日照分析工具实现数字化绿色分析引导建筑立面模块设计，再将模块反置于建筑外表皮节能分析结果当中，形成被动式绿色节能的立面方案。对建筑立面方案决策有着重要的引导意义，对今后的高层建筑表皮的绿色设计，具有较大的推广价值。
附图说明
15.图1是本发明基于超高层建筑表皮的绿色数字化设计方法的流程示意图。
16.图2是本发明基于ecotect analysis节能分析软件平台构建项目用地周边建筑环境模型及项目基础方案形体模型的成果图。
17.图3是本发明基于ecotect analysis节能分析软件平台导入项目所在地气象数据后的日照信息图。
18.图4是本发明运行计算时均太阳辐射和日照分析工具后所输出的建筑外表皮入射太阳辐射量三维分析图。
19.图5是本发明运行计算时均太阳辐射和日照分析工具后所输出的建筑外表皮直射太阳辐射量图。
20.图6是本发明运行计算时均太阳辐射和日照分析工具后所输出的建筑外表皮漫反射太阳辐射量图。
21.图7是本发明根据项目入射太阳辐射总量的分布情况及立面方案要求，设计的三种不同窗墙比，自遮阳系数的立面单元模块图。
22.图8是本发明根据项目入射太阳辐射总量的分布情况及立面方案要求，优化的立面单元模块分布图。
23.图9是本发明将“图7中立面单元模块”置入到“图8中立面单元模块分布图”后，所形成一套被动式的绿色表皮方案效果图。
具体实施方式
24.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
25.如图1-9所示，图1是本发明基于超高层建筑表皮的绿色数字化设计方法的流程示意图。一种超高层建筑表皮的绿色数字化设计方法，具体生成方法步骤如下：步骤s101：超高层建筑方案设计人员根据规划用地批复文件和相关建筑设计规范确定方案高度及空间规模；其中，在步骤s101中的确定方案高度及空间规模，设计人员需根据项目用地规划批复文件中的规划要求、项目所在地的城市规划标准与准则、城市建筑设计规则及相关建筑设计规范确定项目方案的建筑高度、建筑间距、建筑平面轮廓、建筑规模体量和项目用地总平面布置，以供步骤s102使用；步骤s102：基于ecotect analysis建构项目用地周边建筑环境模型及项目基础方案形体模型；其中，在步骤s102中的项目用地周边建筑环境模型包括与项目用地相毗邻的所有建筑物及大型构筑物，基于ecotect analysis建构的模型包括相对准确的建筑高度、建筑间距、建筑轮廓、场地高差、建筑外墙材料五个信息，如图2所示；其中，在步骤s102中基于ecotect analysis建构的项目基础方案形体模型同样包括建筑高度、建筑间距、建筑轮廓、场地高差、建筑外墙材料五个信息；步骤s103：导入项目所在地气候资料，运行计算时均太阳辐射和日照分析工具，分析建筑不同高度、不同朝向建筑表皮入射太阳辐射总量；其中，导入项目所在地气象数据精确到项目所在城市，载入数据如图3所示；运行计算分析工具后，全选项目建筑需分析的所有外立面，运行“计算”工具中“时均太阳辐射和日照分析”，计算物体表面的总入射、直射和散射太阳辐射累计值，输出建筑外表皮的入射太阳辐射量三维分析图；在步骤s103中，建筑表皮入射太阳辐射总量（图4）包括直射太阳辐射量（图5）和漫反射太阳辐射量（图6）；步骤s104：依据入射太阳辐射总量的分布情况及立面方案要求，设计不同窗墙比及遮阳要求的立面单元模块；其中，在步骤s104中的立面单元模块包括不同窗墙比及遮阳率两个影响因子，分别生成高通透、中通透、低通透三种单元模块形式，如图7所示；相应的，也可根据建筑立面方案需要，细分出更多种不同窗墙比及自遮阳率的单元模块形式，以适应建筑立面造型变化；步骤s105：将单元模块结合入射太阳辐射总量分布情况置入到建筑立面，根据造型需要调整单元模块的分布；最终形成一套被动式的绿色表皮方案；其中，在步骤s105中，入射太阳辐射总量分布情况包括建筑各个立面的分析结果，根据项目入射太阳辐射总量的分布情况及立面方案要求，优化的立面单元模块分布图，如图8所示；其中不同输出结果对应颜色不同，输出结果分为三类，高通透、中通透、低通透三种单元模块形式相对应，并与之相对应地将三种单元模块置入到图8立面单元模块分布图中，最终形成一套被动式的绿色表皮方案，如图9所示。
26.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定 。