浅析计算机模拟技术在绿色建筑设计中的应用

发表时间:2020/12/31   来源:《建筑实践》2020年8月22期   作者:徐云鹏
[导读] 近年来,人们节能环保的意识越来越强,对建筑物也有了新的要求。在此背景下
        徐云鹏
        沈阳建筑大学  辽宁沈阳  110168
        摘要:近年来,人们节能环保的意识越来越强,对建筑物也有了新的要求。在此背景下,绿色建筑设计理念受到了广泛关注,在建筑工程项目中的应用也越来越普遍,但受限于诸多因素,绿色建筑设计的合理性不够稳定,对项目建设造成了不小的影响。而将计算机模拟技术应用于绿色建筑设计中,不但可以减少设计人员的工作量,还可以协助设计人员进行反复模拟实验,提升设计的质量,进而为绿色建筑的顺利完工奠定良好基础。鉴于此,本文就分析了计算机模拟技术在绿色建筑设计中的应用,以供相关人士借鉴。
        关键词:计算机模拟技术;绿色建筑设计;发展前景
        引言:当今社会对环境与能源的重视程度不断提高,绿色建筑设计理念顺势而生,并受到了社会公众的广泛关注,但如何确保绿色建筑设计的合理性,使其能更好地体现在工程项目中是一项值得探讨的问题。随着科技水平的不断发展,计算机模拟技术被逐渐应用到绿色建筑设计中,有效提升了绿色建筑设计的工作质量及效率,为绿色建筑设计的进一步发展做出了重要的贡献。目前,我国绿色建筑设计对计算机模拟技术的应用还处于起步阶段,很多地方有待完善,需要相关技术人员可以不断加强研究,积极探索计算机模拟技术的有效应用方法,使绿色建筑设计能够在未来发展中取得更加辉煌的成果。
        一、计算机绿色建筑设计模拟的方法
        在绿色建筑设计中,计算机模拟技术的应用主要表现在三个方面,即风环境法、声环境法与光环境法。在应用风环境法的时候,气象资料起着十分关键的作用,若是有关气象参数不完整、不准确,将会对解析结果产生不良影响,进而影响到对风环境进行地模拟与解析质量。为此,在实际应用中要尽可能收集当地的气象资料,以免影响到应用效果;在应用光环境法的时候,同样也是要有比较准确、完整的气象资料,使用模拟的软件Rayfront、Ecotect等,在具体的应用中,涉及室外光环境与室内光环境,模拟的对象包括采光、日照及辐射等;对于声环境法的应用,则是针对施工现场的噪声问题进行模拟,主要是为了可以了解施工作业对周围居民的影响情况,假如噪声问题较为严重,就要提前采取可行的措施进行处理。根据目前计算机模拟技术的使用情况来看,其发展的难点主要在于设计与评价阶段,这对绿色建筑工程效率影响比较明显。
        二、我国绿色建筑设计的发展状况
        第一,绿色建筑设计的出现。在可持续发展战略目标的驱动下,人们对建筑工程项目的建设提出了全新的要求,尤其是在节能环保方面,在此背景下绿色建筑设计理念诞生,它的出现增强了建筑与能源、环境之间的联系。为了能在资源节约型社会的建设中发挥最大作用,相关单位与机构加大了对该理念的宣传,希望可以在更多建筑设计中得到运用,进而充分发挥其应有的作用与功能。第二,我国绿色建筑设计的现状[1]。与西方发达国家相比,我国的绿色建筑设计工作起步较晚,在实际的应用效果上还有很多不足之处,极大影响了绿色建筑的落后。其中比较有代表性的问题是,计算机技术的落后性,导致绿色建筑的发展缓慢;还有从相关法律法规的建设上来看,还未形成针对绿色建筑的审核监督机制。第三,绿色建筑设计的深远意义。这一先进理念,是社会重视能源节约与保护环境的具体表现,如何可以有效实现,将会给社会的发展带来巨大的效益,是促进社会可持续发展的重要举措,所以对此的发展问题要给予高度关注。
        三、在绿色建筑设计中计算机模拟技术的应用
        1.具体应用
        计算机模拟技术的实际应用中,第一个步骤就是构建模型,这是绿色建筑设计中十分关键的一个环节。

在此期间,工作人员需要简化建筑图形,在计算机模拟技术软件中完成建筑模型的构建,随后要将建筑设计中的有关参数导入模型,同时确定好建筑物的区域设置。为了能简化画图工作,设计人员可以在这一环节中运用平面设计模式,以此完成立体图形的建立。Ecotect软件就是计算机模拟技术中一种重要的辅助设计工具,可以在分析施工现场具体情况的前提下,生成相应的建筑构建[2]。
        进行有关参数的设置时,工作人员要先计算建筑物内各区域能源消耗问题,这样就能结合不同区域的照明需求、人数等因素完成参数的合理设定。进行参数计算的过程中,通常计算机模拟技术软件已经对不同区域的进行了设置,工作人员可以根据对此的分析,有效完成参数计算工作。其实,计算相关的参数,本质上就是计算绿色建筑施工中各个环节所需的材料。例如,天花板的施工中,需要使用到混凝土材料,这时设计人员可以借助计算机模拟技术软件的气象信息加载功能,更加准确地计算出资源消耗的情况。其他部位的资源消耗情况计算类似,经过最终的统计后,就可以得出工程建设中大致的能源消耗量。此外,可以将建筑物各个位置的温度变化情况,通过计算机模拟技术形成相关的表格,为实际工作提供可靠依据。
        建筑群的布局与建筑物的朝向如何进行优化,是分析计算机模拟技术应用问题中需要关注的一项内容。以建筑物的朝向来说,如何保证建筑物朝向的正确性,主要与其所在区域的风向、道路等问题有关。此外,在确定建筑物朝向的时候,还要考虑到房屋内部的光照问题与使用要求。在处理建筑物朝向这一问题时,就可以合理运用计算机模拟技术,对以上所说的几个因素进行考虑,以此合理确定建筑物的朝向。而在建筑群的布局中,同样可以使用这样的方法,通过模拟分析建筑布局所面对的风环境,可以发现建筑的风环境会受到建筑群布局的影响,所以在设计的时候,要从当地的实际气候情况着手,优化建筑群的布局。为了实现这一目标,工作人员可以运营CFD建筑风环境模拟技术,模拟建筑物建成之后的内外部风环境状况,并在建构相应的模拟图后,进一步修订建筑设计方案。另外,在考虑风压问题的过程中,可以借助PHOENICS模拟,然后选择合适的方案,随后在第二阶段的工作中,利用fluent软件,分析建筑模型室外的风环境情况[3]。
        2.发展前景
        在绿色建筑设计的具体应用过程中,计算机软件模拟技术主要是通过对地理位置信息、气候信息等进行应用,以此来优化设计方案,确保绿色建筑的功能与作用得到最大化发挥。然而,以目前这一技术的应用状况可知,其实际应用中表现的主要特点是有限性的地点选择,在这种情况下就很难确保数据信息的完整性和准确性,使得在计算绿色建筑能源消耗量时,结果存在偏差。现如今,随着我国人口的不断增加,绿色建筑设计已成为重要的发展趋势,但如何将其更好地应用于建筑工程项目的建设中,需要相关人员可以重视计算机模拟技术的应用,优化绿色建筑设计的工作模拟,提升工作效率,以此保证设计方案的可行性、经济性与合理性,为社会带来更大的效益。
        结束语:综上,绿色建筑设计对社会的可持续发展意义具有重要的促进作用,将计算机模拟技术应用到绿色建筑设计中,可以进一步提升绿色建筑设计的合理性与可行性,充分发挥绿色建筑设计在节能环保方面的积极作用,以此促进我国建筑事业的健康发展。因而,在今后的绿色建筑设计工作中,相关人员要重视计算机模拟技术的应用,并要不断积累与总结经验,确保其应用的有效性,以此为社会带来更大的效益。
        参考文献:
        [1]刘爽. 绿色建筑模拟软件在建筑设计中的应用研究——以心语花园项目为例[J]. 智能城市, 2019, 005(013):P.7-10.
        [2]宋立. 计算机模拟分析在绿色建筑设计中的应用[J]. 住宅与房地产, 2018, No.492(07):191.
        [3]李娜. 计算机模拟技术在绿色建筑设计中的应用探析[J]. 电子技术与软件工程, 2015, 000(021):168-168.
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