探討計算機模擬技術在綠色建筑設計中的運用★

趙智超 吳鐵峰*

(佳木斯大學信息電子技術學院，黑龍江 佳木斯 154007)

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·計算機技術及應用·

探討計算機模擬技術在綠色建筑設計中的運用★

趙智超 吳鐵峰*

(佳木斯大學信息電子技術學院，黑龍江 佳木斯 154007)

介紹了計算機綠色建筑設計的模擬方法，結合我國綠色建筑設計的發展現狀，闡述了計算機模擬技術在綠色建筑設計領域的應用與發展前景，對資源節約型與環境友好型社會的建設有積極的作用。

計算機模擬技術，綠色建筑，發展前景，氣候環境

環境問題是我國現階段經濟發展過程中所面對的一個重要問題。在社會對能源和環境的重視程度不斷提升的情況下，綠色建筑設計理念的應用，對我國建筑行業的可持續發展起到了積極的促進作用。隨著計算機技術的不斷發展，計算機模擬技術的應用，可以讓綠色建筑設計工作的工作效率得到有效的提升。從我國綠色建筑設計領域的發展現狀來看，這一技術的應用是對我國的綠色建筑技術水平進行提升的一種措施。

1 計算機綠色建筑設計模擬方法

風環境法、光環境法和聲環境法的產生，是計算機模擬技術在綠色建筑設計領域的主要應用表現[1]。在風環境法的應用過程中，氣象參數扮演的是關鍵信息的角色，它對解析結果的精確度有著至關重要的影響。室內風環境的分析主要是對建筑物的自然通風情況進行模擬分析的模擬設計方式。室外風環境分析是從建筑物所在區域的地形環境入手進行模擬分析的過程。光環境法涉及到了室內環境和室外光環境兩大因素。它可以對建筑物所在區域的日照情況，光輻射情況和室內光環境所涉及到的照度問題和采光度系數問題進行分析。聲環境法則是與建筑工程施工區域的噪聲問題進行分析的一種設計模擬方式。從計算機綠色建筑設計模擬方法在實際應用過程中所發揮出來的作用看，設計階段和評價階段已成綠色建筑工程效率問題的一大發展難點。

2 我國綠色建筑設計的發展現狀

1)綠色建筑設計的出現。綠色建筑設計是在可持續發展戰略目標的影響下所產生的新型設計理念[2]。這一設計理念的出現，可以讓建筑與能源環境之間的聯系性得到有效強化。為了對能源資源節約在社會發展過程中的作用進行充分發揮，有關單位需要對綠色建筑設計理念的宣傳工作進行強化，以便讓綠色建筑的功能和作用得到充分的發揮。2)我國綠色建筑設計的現狀。我國的綠色建筑設計工作存在著發展起步較晚的問題。同其他國家的相關技術相比，我國的綠色建筑設計技術還存在著落后性的問題。這一問題的出現，可能會對綠色建筑的落實帶來一些較為不利的影響。從我國綠色建筑設計方面的法律法規的建設情況來看，綠色建筑的審核監督機制還沒有得到有效構建。計算技術的落后性，也給我國綠色建筑的發展問題帶來了一些不利的影響。3)我國綠色建筑設計的深遠意義。綠色建筑設計理念的應用，是促進經濟社會可持續發展的一大重要措施。這一建筑理念的出現，是對能源環境對社會的影響進行重視的一種表現。它也可以為社會帶來巨大的經濟效益，因而，我們在現階段需要對綠色建筑設計在未來社會的發展問題進行關注。

3 計算機模擬技術在綠色建筑設計領域的應用

3.1 計算機模擬技術在綠色建筑設計中的具體應用

模型構建是計算機技術在綠色建筑設計過程中所不可缺少的一項重要內容[3]。在這一過程中，工作人員需要將建筑模型導入到計算機模擬技術軟件之中。在這一階段，工作人員可以將建筑圖形簡化為只有墻和門窗等重要部位的模擬圖形。在完成建筑模型導入后，設計人員需要在對建筑設計中涉及到的一些參數進行導入的基礎上，對建筑物的區域設置進行確定。為了對畫圖工作進行簡化，設計人員需要對平面設計模式進行應用，進而利用平面圖對立體圖形進行構建。計算機模擬技術中的Ecotect軟件就在綠色建筑設計領域發揮出自身的輔助設計作用。在對該軟件進行應用后，系統可以從某一地區的具體氣候情況進行分析的基礎上，通過模擬計算的方式來生成符合建筑師設計要求的建筑構件。

在相關參數的設置過程中，相關設計人員需要對建筑物內各個區域的能源消耗問題進行計算。以便從相關區域的人數、空調和照明等多方面因素入手，對參數進行設定，在參數計算工作的開展過程中，工作人員可以從計算機模擬技術軟件對不同區域的設置情況入手，在對各個區域進行分析以后，來解決這一問題。對綠色建筑設計的相關參數的計算，也是對綠色建筑所需的建筑材料進行計算的過程。例如，在建筑物的天花板施工中，施工人員需要對一些優質的混凝土材料進行應用。氣象信息加載功能的運用，也可以讓綠色建筑設計的時效性得到充分提升。在將建筑工程施工區域的氣象數據導入到相關系統以后，工作人員可以從氣象信息和施工區域的地理位置兩方面入手，對工程的資源消耗情況進行計算。在上述工作完成以后，工作人員可以對工程每一月份所消耗的能源量進行統計。在計算機模擬技術的作用下，系統也可以導出一份與建筑物各個位置在每一天甚至是每一小時以內的溫度情況有關的EXCEL表格。

在對計算機模擬技術的應用問題進行分析的過程中，建筑物的朝向和建筑群的布局優化問題也是我們無法忽視的一個重要問題[4]。從建筑物的朝向問題來看，它與當地的主導風向和建筑所在區域的道路問題之間存在著一定的聯系。房間內部的使用要求與光照問題也需要在建筑朝向的確定過程中有所考慮。在對這一問題進行處理的過程中，計算機模擬分析技術可以在對上述因素進行充分考慮的基礎上，對建筑物的朝向問題進行確定。在對不同建筑布局所面對的風環境進行模擬分析以后，可以發現建筑布局對建筑的風環境特征有著較為重要的影響。對此，在不同的季風區域內，建筑人員需要從當地的氣候環境特征入手，對建筑群的布局問題進行優化。CFD建筑風環境模擬技術就是一種建立在流體力學、計算機方法和計算機圖形學基礎上的一種模擬實驗方式。它可以在對建筑物建成以后的外部風環境狀況和內部風環境狀況進行模擬的方式，在對自然通風風速、風壓等模擬圖進行建構的基礎上，對建筑的設計方案進行修訂。針對風壓的影響作用，在僅對風壓問題進行考慮的情況下，利用PHOENICS模擬的結果對不同架空空間中的最佳方案進行選擇，是第一階段的設計內容。在第二階段，工作人員需要借助fluent軟件，對設置室外通高中庭和未設置外通高中庭的兩種建筑模型室外風環境情況進行分析。

3.2 計算機模擬技術在綠色建筑設計領域的發展前景

計算機軟件模擬技術在實際應用過程中所涉及到的信息主要由各個地區的氣候信息、地理位置信息等要素組成。但是從計算機模擬技術的應用情況來看，地點選擇的有限性是計算機模擬技術軟件在實際應用過程中所表現出來的主要特點，在可選擇地點相對固定的情況下，數據信息缺乏準確性和完整性的問題可能會讓綠色建筑能源消耗的計算結果表現出缺乏準確性的問題。從我國社會的發展現狀來看，在人口數量增速相對較快的環境下，資源消耗速度的增長，已經讓綠色建筑設計成為了建筑設計領域的主要發展趨勢。在建筑環境發生變化的情況下，建筑物的能源消耗計算工作也表現出了復雜性的特點，因此，計算機模擬技術在綠色建筑設計領域中仍然存在著較為廣闊的發展前景。

4 結語

綠色建筑設計理念的產生與發展，對資源節約型社會和環境友好型社會的建設有著積極的促進作用。計算機模擬分析在綠色建筑設計過程中的應用，可以對建筑物在環保節能方面的優勢進行充分發揮。因而二者之間的融合也可以讓人們的居住舒適度得到有效的提升。

[1] 趙 鵬.計算機模擬分析在綠色建筑設計中的應用研究[D].濟南：山東建筑大學,2012.

[2] 邢 煒.計算機模擬分析在綠色建筑設計中的應用[J].自動化與儀器儀表,2014(9):99-100,103.

[3] 劉百韜.計算機模擬分析在綠色建筑設計中的應用[J].建材與裝飾,2015(48):66-67.

[4] 淮建峰.計算機模擬分析在綠色建筑設計中的應用[J].建筑知識,2016(6):227.

Exploration on the application of computer simulation techniques in green building design★

Zhao Zhichao Wu Tiefeng*

(JiamusiUniversity,SchoolofInformationandElectionicsTechnology,Jiamusi154007,China)

The paper introduces simulation methods of computer green building design, describes the application and development prospect of computer simulation technology in green building design field combining with domestic green building design development status, which has played positive role for building resource-saving and environment-friendly society.

computer simulation technique, green building, development prospect, climatic environment

1009-6825(2017)13-0257-02

2017-02-20★：佳木斯大學博士基金項目(22Zb201516)

趙智超(1979- )，女，碩士，講師

吳鐵峰(1974- )，男，博士,副教授

TU201.5

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