计算机模拟技术在绿色建筑设计中的运用

计算机模拟技术在绿色建筑设计中的运用

摘要:

介绍了计算机绿色建筑设计的模拟方法,结合我国绿色建筑设计的发展现状,阐述了计算机模拟技术在绿色建筑设计领域的应用与发展前景,对资源节约型与环境友好型社会的建设有积极的作用。

关键词:

计算机模拟技术,绿色建筑,发展前景,气候环境

环境问题是我国现阶段经济发展过程中所面对的一个重要问题。在社会对能源和环境的重视程度不断提升的情况下,绿色建筑设计理念的应用,对我国建筑行业的可持续发展起到了积极的促进作用。随着计算机技术的不断发展,计算机模拟技术的应用,可以让绿色建筑设计工作的工作效率得到有效的提升。从我国绿色建筑设计领域的发展现状来看,这一技术的应用是对我国的绿色建筑技术水平进行提升的一种措施。

1计算机绿色建筑设计模拟方法

风环境法、光环境法和声环境法的产生,是计算机模拟技术在绿色建筑设计领域的主要应用表现[1]。在风环境法的应用过程中,气象参数扮演的是关键信息的角色,它对解析结果的精确度有着至关重要的影响。室内风环境的分析主要是对建筑物的自然通风情况进行模拟分析的模拟设计方式。室外风环境分析是从建筑物所在区域的地形环境入手进行模拟分析的过程。光环境法涉及到了室内环境和室外光环境两大因素。它可以对建筑物所在区域的日照情况,光辐射情况和室内光环境所涉及到的照度问题和采光度系数问题进行分析。声环境法则是与建筑工程施工区域的噪声问题进行分析的一种设计模拟方式。从计算机绿色建筑设计模拟方法在实际应用过程中所发挥出来的作用看,设计阶段和评价阶段已成绿色建筑工程效率问题的一大发展难点。

2我国绿色建筑设计的发展现状

1)绿色建筑设计的出现。绿色建筑设计是在可持续发展战略目标的影响下所产生的新型设计理念[2]。这一设计理念的出现,可以让建筑与能源环境之间的联系性得到有效强化。为了对能源资源节约在社会发展过程中的作用进行充分发挥,有关单位需要对绿色建筑设计理念的宣传工作进行强化,以便让绿色建筑的功能和作用得到充分的发挥。2)我国绿色建筑设计的现状。我国的绿色建筑设计工作存在着发展起步较晚的问题。同其他国家的相关技术相比,我国的绿色建筑设计技术还存在着落后性的问题。这一问题的出现,可能会对绿色建筑的落实带来一些较为不利的影响。从我国绿色建筑设计方面的法律法规的建设情况来看,绿色建筑的审核监督机制还没有得到有效构建。计算技术的落后性,也给我国绿色建筑的发展问题带来了一些不利的影响。3)我国绿色建筑设计的深远意义。绿色建筑设计理念的应用,是促进经济社会可持续发展的一大重要措施。这一建筑理念的出现,是对能源环境对社会的影响进行重视的一种表现。它也可以为社会带来巨大的经济效益,因而,我们在现阶段需要对绿色建筑设计在未来社会的发展问题进行关注。

3计算机模拟技术在绿色建筑设计领域的应用

3.1计算机模拟技术在绿色建筑设计中的具体应用

模型构建是计算机技术在绿色建筑设计过程中所不可缺少的一项重要内容[3]。在这一过程中,工作人员需要将建筑模型导入到计算机模拟技术软件之中。在这一阶段,工作人员可以将建筑图形简化为只有墙和门窗等重要部位的模拟图形。在完成建筑模型导入后,设计人员需要在对建筑设计中涉及到的一些参数进行导入的基础上,对建筑物的区域设置进行确定。为了对画图工作进行简化,设计人员需要对平面设计模式进行应用,进而利用平面图对立体图形进行构建。计算机模拟技术中的Ecotect软件就在绿色建筑设计领域发挥出自身的辅助设计作用。在对该软件进行应用后,系统可以从某一地区的具体气候情况进行分析的基础上,通过模拟计算的方式来生成符合建筑师设计要求的建筑构件。在相关参数的设置过程中,相关设计人员需要对建筑物内各个区域的能源消耗问题进行计算。以便从相关区域的人数、空调和照明等多方面因素入手,对参数进行设定,在参数计算工作的开展过程中,工作人员可以从计算机模拟技术软件对不同区域的设置情况入手,在对各个区域进行分析以后,来解决这一问题。对绿色建筑设计的相关参数的计算,也是对绿色建筑所需的建筑材料进行计算的过程。例如,在建筑物的天花板施工中,施工人员需要对一些优质的混凝土材料进行应用。气象信息加载功能的运用,也可以让绿色建筑设计的时效性得到充分提升。在将建筑工程施工区域的气象数据导入到相关系统以后,工作人员可以从气象信息和施工区域的地理位置两方面入手,对工程的资源消耗情况进行计算。在上述工作完成以后,工作人员可以对工程每一月份所消耗的能源量进行统计。在计算机模拟技术的作用下,系统也可以导出一份与建筑物各个位置在每一天甚至是每一小时以内的温度情况有关的EXCEL表格。在对计算机模拟技术的应用问题进行分析的过程中,建筑物的朝向和建筑群的布局优化问题也是我们无法忽视的一个重要问题[4]。从建筑物的朝向问题来看,它与当地的主导风向和建筑所在区域的道路问题之间存在着一定的联系。房间内部的使用要求与光照问题也需要在建筑朝向的确定过程中有所考虑。在对这一问题进行处理的过程中,计算机模拟分析技术可以在对上述因素进行充分考虑的基础上,对建筑物的朝向问题进行确定。在对不同建筑布局所面对的风环境进行模拟分析以后,可以发现建筑布局对建筑的风环境特征有着较为重要的影响。对此,在不同的季风区域内,建筑人员需要从当地的气候环境特征入手,对建筑群的布局问题进行优化。CFD建筑风环境模拟技术就是一种建立在流体力学、计算机方法和计算机图形学基础上的一种模拟实验方式。它可以在对建筑物建成以后的外部风环境状况和内部风环境状况进行模拟的方式,在对自然通风风速、风压等模拟图进行建构的基础上,对建筑的设计方案进行修订。针对风压的影响作用,在仅对风压问题进行考虑的情况下,利用PHOENICS模拟的结果对不同架空空间中的最佳方案进行选择,是第一阶段的设计内容。在第二阶段,工作人员需要借助fluent软件,对设置室外通高中庭和未设置外通高中庭的两种建筑模型室外风环境情况进行分析。

3.2计算机模拟技术在绿色建筑设计领域的发展前景

计算机软件模拟技术在实际应用过程中所涉及到的信息主要由各个地区的气候信息、地理位置信息等要素组成。但是从计算机模拟技术的应用情况来看,地点选择的有限性是计算机模拟技术软件在实际应用过程中所表现出来的主要特点,在可选择地点相对固定的情况下,数据信息缺乏准确性和完整性的问题可能会让绿色建筑能源消耗的计算结果表现出缺乏准确性的问题。从我国社会的发展现状来看,在人口数量增速相对较快的环境下,资源消耗速度的增长,已经让绿色建筑设计成为了建筑设计领域的主要发展趋势。在建筑环境发生变化的情况下,建筑物的能源消耗计算工作也表现出了复杂性的特点,因此,计算机模拟技术在绿色建筑设计领域中仍然存在着较为广阔的发展前景。

4结语

绿色建筑设计理念的产生与发展,对资源节约型社会和环境友好型社会的建设有着积极的促进作用。计算机模拟分析在绿色建筑设计过程中的应用,可以对建筑物在环保节能方面的优势进行充分发挥。因而二者之间的融合也可以让人们的居住舒适度得到有效的提升。

参考文献:

[1]赵鹏.计算机模拟分析在绿色建筑设计中的应用研究[D].济南:山东建筑大学,2012.

[2]邢炜.计算机模拟分析在绿色建筑设计中的应用[J].自动化与仪器仪表,2014(9):99-100,103.

[3]刘百韬.计算机模拟分析在绿色建筑设计中的应用[J].建材与装饰,2015(48):66-67.

[4]淮建峰.计算机模拟分析在绿色建筑设计中的应用[J].建筑知识,2016(6):227.

作者:赵智超 吴铁峰 单位:佳木斯大学信息电子技术学院