[發明專利]單元式建筑外遮陽設計參數計算方法、存儲介質及設備

在審

• 申請號: 202011243304.2
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112364419A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 王欣博;張仲華;楊冰杰;羅嘉文;馬翔;江振輝
• 申請（專利權）人: 中建科技集團有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/27;G06N3/12
• 代理公司: 深圳尚業知識產權代理事務所(普通合伙) 44503
• 代理人: 王利彬

本發明涉及一種單元式建筑外遮陽設計參數計算方法、存儲介質及設備，解決傳統建筑遮陽設計方法工作量大，效率低下，無法得到最優解的問題。本發明基于單元式建筑外遮陽的設計方案基礎，利用參數化設計手段對單元式建筑外遮陽進行設計，從設計初始階段就開始考慮設計結果，通過控制單元式建筑外遮陽的形制與尺寸，不斷迭代得到滿意的設計結果。本發明不同于使用傳統規范限值復核的傳統設計理念，而是采用多物理場耦合參數化計算，根據滿意解得到最優設計方案，能夠得到單元式建筑外遮陽的最優形制及尺寸，能夠在降低建筑能耗的同時保證室內最佳采光環境，達到節約建設成本和運營成本的可持續發展的綠色建筑設計目的，符合綠色建筑設計體系的要求。

技術領域

本發明涉及建筑節能設計領域，尤其涉及一種單元式建筑外遮陽設計參數計算方法、存儲介質及設備。

背景技術

建筑遮陽設計的作用是通過減少直接進入室內的太陽輻射，減少建筑圍護結構的傳熱，降低夏季空調冷負荷。特別是在夏熱冬暖地區，太陽輻射強度大且持續時間長，優秀的遮陽設計能夠有效改善室內熱環境，提高建筑內部的熱舒適度。同時建筑的遮陽設計也與室內的自然采光環境息息相關。遮陽形式與出挑深度影響著室內的照度值。合理的遮陽設計能夠在降低太陽輻射對室內熱環境影響的同時，最大化建筑的自然采光效果。

目前的建筑遮陽設計方法通常是由設計師根據造型需求先確定好建筑的遮陽形式，然后按照所要滿足的綠色建筑標準條文去反向復核外窗的遮陽系數或是室內的采光系數是否達到條文要求，從而確定遮陽的尺寸。此類方法的最終成果雖然可以達到規范或標準要求，但是工作量大，需要大量的重復性工作或設計經驗，缺乏工作效率。同時，此類傳統設計方法無法得到遮陽設計的最優解，不利于建筑的最優節能設計，不利于當今社會所倡導的資源節約型綠色建筑體系的構建。

此外，傳統的遮陽形式與建筑的外表皮是分開的，一般是水平向遮陽板或是垂直向遮陽百葉，缺乏將遮陽與建筑外表皮整體設計的整合設計思路，不符綠色建筑設計領域的可持續發展設計理念。

發明內容

本發明主要目的在于，提供一種單元式建筑外遮陽設計參數計算方法、存儲介質及設備，以解決傳統的建筑遮陽設計方法工作量大，工作效率低下，無法得到最優解的問題。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種單元式建筑外遮陽設計參數計算方法，包括：

步驟1，根據單元式建筑外遮陽的設計方案構建參數化建筑模型，所述參數化建筑模型以根據設計要求選定的單元式建筑外遮陽的形制及尺寸參數為控制參數，然后跳轉至步驟2；

步驟2，在所述參數化建筑模型基礎上，利用建筑太陽輻射模擬計算模塊及室內采光模擬計算模塊，以所述參數化建筑模型中的建筑透光立面外表面的太陽熱輻射值和建筑室內主要功能房間的平均采光系數為計算結果，構建計算模型，然后跳轉至步驟3；

步驟3，在所述計算模型基礎上，利用多目標遺傳算法求解器模塊，將所述控制參數作為所述計算模型的輸入，以所述建筑透光立面外表面的太陽熱輻射值和建筑室內主要功能房間的平均采光系數為優化目標，進行遺傳算法求解，得到一組相對最優解，然后跳轉至步驟4；

步驟4，根據設計要求，判斷各相對最優解中是否有滿足設計要求的解，如有，則將滿足設計要求的解對應的形制及尺寸參數作為所述單元式建筑外遮陽的最優形制及尺寸參數，如沒有，則返回步驟1，并對所述單元式建筑外遮陽的形制及尺寸參數進行迭代更新，直至得到滿足設計要求的相對最優解。

進一步地，所述步驟1中，使用grasshopper參數化設計平臺構建所述參數化建筑模型。

進一步地，所述建筑太陽輻射模擬計算模塊及室內采光模擬計算模塊包括基于grasshopper參數化設計平臺的ladybug和honeybee計算模塊。