基于AutoCAD圖形界面的綠色建筑節(jié)能軟件的設(shè)計(jì)分析

馬琳

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院陜西咸陽712100）

在建筑工程施工中，節(jié)能和安全問題已經(jīng)成為當(dāng)前的關(guān)注熱點(diǎn)，在建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，建筑節(jié)能則是工作中的重要組成部分。綠色建筑節(jié)能在設(shè)計(jì)過程中不但要和建筑行業(yè)密切相關(guān)，同時(shí)也必須要考慮到建筑本身的成本以及消防問題。因此在建筑工程設(shè)計(jì)中，如何節(jié)能規(guī)范、有效掌握及應(yīng)用及節(jié)能軟件成為建筑設(shè)計(jì)人員的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。綠色建筑節(jié)能主要目的是降低建筑物室內(nèi)環(huán)境能源消耗，加大可再生可利用能源利用。文中則對AutoCAD圖形界面下的綠色建筑節(jié)能軟件設(shè)計(jì)探討。

1 綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用及發(fā)展

建筑設(shè)計(jì)是建筑物建造之前的主要工作項(xiàng)目之一，不但要確認(rèn)建筑功能，同時(shí)還必須要確定建筑用途及材料組成，那么在建筑材料選擇中的和建筑節(jié)能密切相關(guān)。在這種情況下建筑設(shè)計(jì)階段，首先會確定建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)充墻體材料。其中在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)及成本控制過程中，必須要找到兩者之間的平衡點(diǎn)，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)建筑成本及節(jié)能良好協(xié)調(diào)。針對這一問題在設(shè)計(jì)階段就需要做好相關(guān)工作，一方面需要確保建筑物能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，另一方面則需要有效控制建筑成本。在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)中，通常企業(yè)均會依照節(jié)能要求詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計(jì)，基于節(jié)能設(shè)計(jì)需求為客戶提供設(shè)計(jì)方案。但是同樣也存在一些魚龍混雜的設(shè)計(jì)單位，對于建筑節(jié)能要求不管不問，一味節(jié)約成本，導(dǎo)致在工程審查中出現(xiàn)嚴(yán)重問題，因此針對這一問題對于建筑設(shè)計(jì)企業(yè)來講則需要強(qiáng)化行業(yè)管理，真正將綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)落到實(shí)處。綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用也成為必然發(fā)展趨勢。

2 綠色建筑節(jié)能軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)例分析

2.1 接口設(shè)計(jì)

文中以EnergPlus為例，屬于全新軟件，不但具有建筑能耗分析軟件DOE-2及BLAST的應(yīng)用有點(diǎn)，并且還具有一系列新功能，因此成為是DOE-2的新一代建筑能耗分析軟件。這一軟件在應(yīng)用過程中程度對IDF格式輸入文件按具有規(guī)定，必須要完整的命名書寫規(guī)則，IDF格式屬于是文本格式，在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的時(shí)候則需要將其進(jìn)行手工編寫。想要完成IDF格式文本計(jì)算工作則需要制定數(shù)據(jù)文件名稱，在這種情況下也就需要開發(fā)EnergPlus接口，以能夠?qū)浖那疤幚砑昂筇幚砟K完成，不但能夠?qū)崿F(xiàn)軟件應(yīng)用的連續(xù)性，并且在程序完成之后還能夠開發(fā)調(diào)用功能，自動進(jìn)行IDF格式文本計(jì)算。基于以上需求，EnergPlus接口的設(shè)計(jì)流程圖見圖1.基于AutoCAD圖形界面的開發(fā)，則是在IDF文件上生成，采用AutoCAD的建模功能，從而實(shí)現(xiàn)墻體及窗戶的繪制功能開發(fā)，實(shí)現(xiàn)圖形建模。

在實(shí)際工程應(yīng)用中，工程師在AutoCAD軟件通常情況下應(yīng)用的是DWG圖紙，但是如果一個(gè)工程中出現(xiàn)兩種存儲文件格式，其中分別是DWG及XML格式，那么進(jìn)行打開及保存其中一個(gè)的時(shí)候則需要保存兩種文件格式，自然給實(shí)際使用帶來較大不變，在這種況下，則可以應(yīng)用AutoCAD數(shù)據(jù)庫文件進(jìn)行擴(kuò)展詞典的方式，進(jìn)行XML格式文件進(jìn)行儲存。其中在AcDbDatabase數(shù)據(jù)庫的塊表Model_Space中把XML格式文件記錄成為“BUILD”分支數(shù)據(jù)。在應(yīng)用中只需要對DWG文件進(jìn)行處理即可。

圖1 接口流程設(shè)計(jì)

2.2 模型構(gòu)建

打開EnergPlus軟件，在CAD界面中將圖形導(dǎo)入，效果則見圖2.本次所選取的圖形過于復(fù)雜，因此對其進(jìn)行簡化處理，只選擇建筑的墻體門窗。將所有搜集到的建筑參數(shù)，均輸入到EnergPlus軟件中，進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入，具體流程則為“選項(xiàng)”＞“導(dǎo)入”＞“三維CAD幾何體”.之后在軟件中會彈出對話框，能夠看出軟件中支持導(dǎo)入的CAD格式文件。在實(shí)際應(yīng)用中，模型構(gòu)建完畢，并且已經(jīng)其對各參數(shù)信息成功定義，在調(diào)用Energyplus計(jì)算之前，為確保應(yīng)用安全，則需要調(diào)用模型檢查模塊檢查現(xiàn)模塊中是否出現(xiàn)錯誤，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)錯誤，則必須要對中斷計(jì)算，并將具體的錯誤信息顯示出來，其中檢查過程中，主要從以下一方面著手：1）房間各圍護(hù)組成的完整性；2）房間及圍護(hù)的命名的正確性；3）圍護(hù)對象的圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型參數(shù)信息正確性等等。如果檢查沒有出現(xiàn)錯誤，則可以繼續(xù)建立建筑模型。

圖2 建筑某個(gè)房間的CAD平面圖

在軟件左側(cè)的工具條中選擇“建立區(qū)域”選項(xiàng)，則可以在地平面上采用鼠標(biāo)進(jìn)行墻體平面圖繪制，拐點(diǎn)處則可以定點(diǎn)，這也就是軟件中的區(qū)域劃分空間，這樣更有助于在建模完成之后進(jìn)行計(jì)算，并且便于進(jìn)行層高設(shè)置。在軟件中所顯示出來的視圖模式中，轉(zhuǎn)化為平面模式，以此為畫圖提供便利。在畫圖工作完成之后，即要完成立體圖設(shè)計(jì)。依照已經(jīng)繪制的房間立體圖形，將其整合成為整體區(qū)域，在樓層空間中，不同的區(qū)域功能劃分則需要實(shí)施不同設(shè)置，采用鼠標(biāo)對設(shè)計(jì)模型進(jìn)行3600轉(zhuǎn)換，確保每個(gè)房間細(xì)節(jié)無誤之后，也就可以實(shí)現(xiàn)這一樓層的模型立體圖設(shè)計(jì)。在將一層模型立體圖設(shè)計(jì)完成之后，則可以采用復(fù)制工具借助于變換-移動操作將其他樓層立體圖繪制出來。

2.3 功能實(shí)現(xiàn)

在模型構(gòu)建完成之后，則可以實(shí)現(xiàn)軟件的相關(guān)功能。首先在進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)庫中則包括建筑材質(zhì)和構(gòu)造信息，這些數(shù)據(jù)信息則可以應(yīng)用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理及維護(hù)，在其應(yīng)用過程中可以對其建筑材質(zhì)以及構(gòu)造類型隨意添加，并且可以更改編輯庫中已經(jīng)有的參數(shù)。下圖3則為樓板的屬性編輯設(shè)置。完成建筑模型建立之后，不但能夠進(jìn)行墻體以及門窗屬性參數(shù)定義，并且還能夠?qū)o(hù)結(jié)構(gòu)庫進(jìn)行調(diào)用，只要將其所選擇的維護(hù)結(jié)構(gòu)類型名稱直接選取，那么也就能夠在建筑模型墻體或者窗戶屬性信息中將這一結(jié)構(gòu)詳細(xì)參數(shù)自動存入，便于進(jìn)行模擬計(jì)算。

圖3 樓板編輯設(shè)置

模型建立之后，相關(guān)參數(shù)信息定義完畢，則可以調(diào)用模型檢查模塊對已經(jīng)建立的模型實(shí)施錯誤檢查，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤則會立即中斷計(jì)算，并且將具體的錯誤信息呈現(xiàn)在列表中。其中模型檢查模塊的檢查內(nèi)容則主要包括有房間各圍護(hù)結(jié)構(gòu)完整性、各維護(hù)對象維護(hù)結(jié)構(gòu)類型參數(shù)信息正確性以及房間、維護(hù)命名正確性等。確定檢查沒有錯誤的時(shí)候，也就可以在CAD平臺上進(jìn)行建模模型建立，其能夠?qū)DF文件格式的輸入文件自動生成，并且還能夠進(jìn)行氣象參數(shù)文件指定，其計(jì)算過程則需要調(diào)用EnergPlus軟件的核心程序。在DOS環(huán)境下EnergPlus軟件則屬于是控制臺程序，在計(jì)算過程中所得到的提示信息并不便于保存，所以對于在計(jì)算過程中的輸出信息則可以借助于線程間通信技術(shù)將其實(shí)施在輸出窗口進(jìn)行顯示，相關(guān)數(shù)據(jù)信息計(jì)算結(jié)束后，也就可以進(jìn)行計(jì)算日志查看。EnergPlus軟件計(jì)算過程中，結(jié)果輸出文件有兩種方式，分別是ESO文本格式以及SQLite數(shù)據(jù)庫結(jié)果文本，在本次研究過程中所選用的則是后者。這屬于是一種輕型數(shù)據(jù)庫，具有較高處理速度，便于應(yīng)用。在采用SQLite數(shù)據(jù)庫結(jié)果文本輸出結(jié)果信息之后，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲.將其具體的數(shù)據(jù)信息在界面上進(jìn)行整理，一方面可以將其保存，另一方面也可以將其結(jié)果輸出在支持的Excel文件中，從而為工程師工作數(shù)據(jù)處理提供便利。

3 結(jié)束語

通過以上設(shè)計(jì)，有效實(shí)現(xiàn)了AutoCAD圖形界面上的EnergPlus圖形化軟件接口設(shè)計(jì)，并且在CAD界面上進(jìn)行建筑建模計(jì)算，不但具有維護(hù)結(jié)構(gòu)庫參數(shù)設(shè)計(jì)，還能夠?qū)崿F(xiàn)作息模式參數(shù)庫、氣象參數(shù)設(shè)計(jì)以及EnergPlus調(diào)用計(jì)算、結(jié)果輸出等功能，為當(dāng)前的綠色建筑節(jié)能軟件應(yīng)用設(shè)計(jì)提供了便利。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這一軟件建模、計(jì)算及應(yīng)用過程，和我國的建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)用習(xí)慣更為契合，因此得到廣泛應(yīng)用。綜上所述，基于AutoCAD圖形界面的綠色建筑節(jié)能軟件更符合我國建筑師操作習(xí)慣，從而更有助于顯著提高設(shè)計(jì)質(zhì)量及工作效率，在當(dāng)前建筑行業(yè)節(jié)能發(fā)展中具有重要應(yīng)用價(jià)值。

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