【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种建筑设计领域，更具体地说，它涉及一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法及系统。
技术介绍
1、传统的建筑节能设计计算的基础是认为所有外围护结构均为增加建筑耗冷/热的不利表面，但是对于太阳能富集地区，南向透明围护结构白天可以获得大量的太阳辐射得热，补偿建筑的热损失，有利于降低建筑耗热量，因此此类严寒、寒冷地区南向采用大面积透明围护结构的长条式建筑，虽然建筑单位体积包裹的外表面积相比点式建筑更大，但建筑能耗却大幅下降。传统形体设计认为建筑所有的外表面积都是不利表面，冬季失热、夏季得热，且建筑耗能和外表面积线性相关，忽视了太阳辐射产生的有益影响。同时现有技术在分析时，是将单位面积透明围护结构耗热或耗冷量与单位面积非透明围护结构耗热或耗冷量等同的，这使得现有建筑形体设计指标对建筑耗能量的预估存在误差，进而无法最大限度地实现建筑在冬季时对供热设备或夏季对供冷设备的负荷降低，导致建筑内的能耗设备的能耗增加。
2、故此有必要对建筑设计方法进行优化以使建筑的形体设计更加合理，以使安装于建筑内能耗设备的负荷潜力尽可能地达到最大限度。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有建筑形体设计计算方法忽略了建筑与气候能量交互的作用，进而无法最大限度地实现建筑在冬季时对供热设备或夏季对供冷设备的负荷降低，导致供冷设备的能耗增加或供热设备的能耗增加的问题，本专利技术提供了一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法及系统，本专利技术结合了建筑的非透明围护结构的外表面积、透明围
2、本申请的第一方面，提供了一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，方法包括：
3、获取建筑的非透明围护结构的第一外表面积和第一耗能量，以及建筑的透明围护结构在多个朝向的外表子面积和第二耗能量；
4、根据外表子面积和第二耗能量确定透明围护结构朝向的第三耗能量；
5、根据第一外表面积和第一耗能量确定非透明围护结构的第四耗能量；
6、根据第三耗能量与第四耗能量确定透明围护结构朝向所对应的等效系数；
7、根据等效系数和外表子面积确定透明围护结构与室外大气接触的等效外表面积；
8、根据第一外表面积、等效外表面积以及建筑所包围的体积计算出建筑形体节能系数；
9、根据建筑形体节能系数对安装于建筑内的能耗设备的负荷进行分析，得到建筑的能耗分析结果。
10、在一种实现方式中，在获取建筑的非透明围护结构的第一外表面积和第一耗能量，以及建筑的透明围护结构在多个朝向的外表子面积和第二耗能量步骤之前，方法还包括：
11、加载建筑的三维几何模型，根据三维几何模型确定建筑的透明围护结构在多个朝向的外表子面积和非透明围护结构的第一外表面积；
12、对建筑的三维几何模型进行全年动态传热分析，得到动态传热计算结果，根据动态传热计算结果计算出非透明围护结构的全年累计第一耗能量和在多个朝向的透明围护结构的全年累计第二耗能量。
13、在一种实现方式中，根据外表子面积和第二耗能量确定透明围护结构朝向的第三耗能量，具体为：
14、将在每个朝向的透明围护结构的第二耗能量相加求和，确定各朝向透明围护结构的第二耗能量总和；
15、将每个朝向的透明围护结构的外表子面积相加求和，确定各朝向透明围护结构与室外大气接触的第二外表面积；
16、将每个朝向的第二耗能量总和与第二外表面积的比值，作为透明围护结构在各个朝向下的单位面积的第三耗能量；
17、其中，第三耗能量的计算式为：；其中， qc ,i，夏为朝向为 i时透明围护结构全年累计的耗冷量， qc ,i，冬为朝向为 i时透明围护结构全年累计的耗热量， fc ,i为朝向为 i时透明围护结构的面积，cop表示制热性能系数，eer表示制冷性能系数， c表示透明围护结构。
18、在一种实现方式中，根据第一外表面积和第一耗能量确定非透明围护结构的第四耗能量，具体为：将非透明围护结构的第一耗能量与非透明围护结构的第一外表面积的比值，作为非透明围护结构单位面积的第四耗能量；
19、其中，第四耗能量的的计算式为，式中， q n,i，夏为朝向为 i时单位面积非透明围护结构的全年累计耗冷量， q n,i，冬为朝向为 i时单位面积非透明围护结构的全年累计耗热量，即第一耗能量；表示所有朝向为 i下非透明围护结构的第一外表面积，cop表示制热性能系数，eer表示制冷性能系数， n表示非透明围护结构。
20、在一种实现方案中，根据第三耗能量与第四耗能量确定透明围护结构朝向所对应的等效系数，具体为：将透明围护结构在每个朝向下的单位面积的第三耗能量与非透明围护结构单位面积的第四耗能量的比值，作为透明围护结构各个朝向的等效系数；
21、其中，等效系数的计算式为：，式中，为朝向为 i时单位面积透明围护结构的全年累计耗电量，即第三耗能量，为非透明围护结构的基准耗电量，即第四耗能量。
22、在一种实现方式中，根据等效系数和外表子面积确定透明围护结构与室外大气接触的等效外表面积，具体为：
23、对透明围护结构在各个朝向下的等效系数与对应朝向外表子面积的乘积进行求和，确定透明围护结构与室外大气接触的等效外表面积。
24、在一种实现方式中，根据第一外表面积、等效外表面积以及体积计算出建筑形体节能系数，具体为：将第一外表面积与等效外表面积相加，将相加结果与建筑所包围的体积的比值作为建筑形体节能系数。
25、在一种实现方式中，建筑形体节能系数的计算式为：，其中， e表示建筑形体节能系数，表示朝向为 i时透明围护结构的外表子面积； v表示建筑外围护结构所包围的体积；表示透明围护结构朝向 i的等效系数，表示建筑所有朝向下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，在获取建筑的非透明围护结构的第一外表面积和第一耗能量，以及建筑的透明围护结构在多个朝向的外表子面积和第二耗能量步骤之前，方法还包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，根据外表子面积和第二耗能量确定透明围护结构朝向的第三耗能量，具体为：
4.根据权利要求1所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，根据第一外表面积和第一耗能量确定非透明围护结构的第四耗能量，具体为：将非透明围护结构的第一耗能量与非透明围护结构的第一外表面积的比值，作为非透明围护结构单位面积的第四耗能量；
5.根据权利要求1所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，根据第三耗能量与第四耗能量确定透明围护结构朝向所对应的等效系数，具体为：将透明围护结构在每个朝向下的单位面积的第三耗能量与非透明围护结构单位面积的第四耗能量的比值，
6.根据权利要求5所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，根据等效系数和外表子面积确定透明围护结构与室外大气接触的等效外表面积，具体为：
7.根据权利要求1所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，根据第一外表面积、等效外表面积以及建筑所包围的体积计算出建筑形体节能系数，具体为：将第一外表面积与等效外表面积相加，将相加结果与建筑所包围的体积的比值作为建筑形体节能系数。
8.根据权利要求7所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，建筑形体节能系数的计算式为：，其中，E表示建筑形体节能系数，表示朝向为i时透明围护结构的外表子面积；V表示建筑外围护结构所包围的体积；表示透明围护结构朝向i的等效系数，表示建筑所有朝向下非透明围护结构的第一外表面积，m表示所有朝向，n表示非透明围护结构，c表示透明围护结构。
9.一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计系统，其特征在于，系统包括：
10.根据权利要求9所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计系统，其特征在于，所述系统还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，在获取建筑的非透明围护结构的第一外表面积和第一耗能量，以及建筑的透明围护结构在多个朝向的外表子面积和第二耗能量步骤之前，方法还包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，根据外表子面积和第二耗能量确定透明围护结构朝向的第三耗能量，具体为：
4.根据权利要求1所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，根据第一外表面积和第一耗能量确定非透明围护结构的第四耗能量，具体为：将非透明围护结构的第一耗能量与非透明围护结构的第一外表面积的比值，作为非透明围护结构单位面积的第四耗能量；
5.根据权利要求1所述的一种基于建筑与气候能量交互作用的建筑设计方法，其特征在于，根据第三耗能量与第四耗能量确定透明围护结构朝向所对应的等效系数，具体为：将透明围护结构在每个朝向下的单位面积的第三耗能量与非透明围护结构单位面积的第四耗能量的比值，作为透明围护结构各个朝向的等...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱方，戎向阳，司鹏飞，黄怀海，贾纪康，石利军，周雪峰，张嘉琦，雷冰宇，孙剑松，蒲丽，
申请(专利权)人：中国建筑西南设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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