建筑节能并行设计研究摘要模板.doc
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1、建筑节能并行设计研究摘要:设计方法优劣将影响设计效率,建筑节能并行设计可提升建筑节能设计效率。本文在分析建筑节能设计信息模型基础上,提出建筑节能并行设计微循环模型,分析其设计过程分解和修正,并提出适适用于建筑节能并行设计回溯搜索策略。 关键词:建筑节能并行设计 搜索策略 Abstract For the design, the method affects the efficiency. The concurrent design will enhance the efficiency of designing energy-efficiency buildings. On the basis
2、 of analyzing the information model of the energy-efficiency building, this paper puts forward the Micro-Design-Cycle of the energy-efficiency building, analyses its decomposition process and correction process, and establishes the recursive searching strategy for the concurrent design of the energy
3、-efficiency building.Key words energy-efficiency building, concurrent design, searching strategy相关研究表明:全球能源消耗中,45%用于满足建筑物取暖、制冷和采光等要求,5%用于建筑物建造过程。建筑设计方案是否满足节能设计要求在很大程度上决定了其整个寿命周期内是否达成建筑节能目标,经过设计降低建筑能耗,可降低全球能耗,有利于保持整个生态系统稳定。节能建筑设计和评价密不可分,节能评价是实现建筑节能设计必需手段,节能建筑设计要求建筑设计人员在设计阶段对所设计建筑进行建筑能耗分析,以评价建筑方案是否节能。
4、1 建筑节能设计方法现实状况现在常见建筑节能设计方法有两种:按要求性指标设计和按性能性指标设计。按要求性指标设计是指建筑物体形特征和围护结构热工性能等均按相关建筑节能标准进行设计。性能性指标由建筑热环境质量指标和能耗指标两部分组成,按性能性指标设计是指在同时满足建筑热环境质量指标和能耗指标前提下,设计人员可自行确定建筑物体形特征和围护结构热工性能等具体技术参数。按要求性指标设计使设计人员摆脱了复杂计算分析,在确保工程设计合理性和成功方面有重大作用,但因为确定要求性指标关键考虑普遍情况,而每一个工程全部有其不一样于普遍情况特殊性,所以要求性指标对适用范围内一个具体工程往往不是最好,即按要求性指标
5、极难进行优化设计,同时按要求性指标设计轻易阻碍新技术应用和压抑设计人员发明性。按性能性指标设计使建筑节能设计标准含有充足灵活性,为新技术采取和具体工程项目标最优化发明了条件。其信息流图1所表示,图中各个设计信息对应于建筑物体形特征设计、围护结构热工性能等设计内容。按性能性指标设计需要对所设计建筑进行能耗分析,进而评价所设计建筑是否节能,建筑能耗计算方法和节能评价方法选择成为这种设计方法关键内容。中国对建筑节能评价研究相对缺乏,现在建筑节能评价通常采取比较建筑能耗计算值和相关节能标准指标值方法,建筑能耗计算值则经过对应能耗分析软件取得,若评价结果表明所设计建筑并不节能,则需要设计人员凭借个人设计
6、经验对设计方案进行反复修改。国外已基础处理建筑节能设计标准灵活性和建筑节能评价方法问题,初步实现了建筑围护结构节能平衡分析,但设计信息和评价信息之间缺乏沟通,还未实现建筑设计过程动态评价和建筑设计全局优化。可见,按性能性指标进行建筑节能设计存在以下缺点:(1)过于依靠能耗分析软件。(2)过于依靠设计人员设计经验。实际上,现在得到权威结构确定能耗分析软件数量不多且推广程度不大,就能耗分析软件本身而言,仍存在提升运行速度、改善人机界面等问题;而设计人员经验需要长久积累。鉴于现有建筑节能设计方法不足,探索新设计方法成为肯定,本文拟采取并行设计思想,提出建筑节能并行设计方法,实现设计过程和评价过程交叉
7、、并行及协调,其信息流图2所表示。2 建筑节能并行设计理论基础2.1 建筑节能设计信息模型信息科学是以信息为研究对象、信息运动规律为研究内容,把扩展人信息功效作为研究目标科学1,2。依据性质来分类,信息可分为语法信息、语义信息和语用信息。语法信息指事物运动状态和方法;语义信息指事物运动状态及状态改变方法含义;语用信息指事物状态及状态改变方法效用。设计是为实现一定目标而寻求和选择满意备选方案活动,它反应出设计对象状态,所以建筑节能设计可看成一个语法信息,节能设计过程就是信息运动过程,信息运动规律可应用于设计过程中。信息科学研究信息运动规律包含信息产生、信息提取、信息再生、信息施效等四类,其通常模
8、型图3所表示。在建筑节能并行设计中,设计对象是指节能设计对象,即建筑平台;设计主体为设计人员和计算机软、硬件系统;设计对象本身所包含设计信息即为产生信息;信息提取过程是指设计主体从设计对象提取试探性设计所需信息过程;信息处理过程是设计主体依据试探性设计信息进行节能评价过程;设计主体依据设计目标和信息处理结果产生决议信息,这一过程即为信息再生过程;设计主体依据决议信息进行确定性设计过程就是信息施用过程;作用于设计对象确实定性设计信息即为受用信息。信息提取、信息处理、信息再生、信息施用由设计主体完成。2.2 并行设计理论并行设计属于设计理论和方法学范围3,4,5,其本身也是设计理论和方法学研究对象
9、。并行设计强调产品开发各步骤之间实现最大程度交叉、并行及协调,其实质就是把传统“设计评价再设计”大循环转变为数次“设计评价再设计”小循环,方便尽可能早地发觉设计中存在问题。工程设计本质上是次序性、交互性,所谓“并行”并不是指同时进行,而是指逐步、交替地实现设计、工艺、管理等活动,在设计阶段每一步骤全部最大可能地考虑到相关后续步骤约束,由此,并行设计所说“并行化”应该了解为经过对产品设计对象和设计进程精心分解,达成有效协同实施开发周期中很多子活动、子任务目标。从信息科学角度看,设计过程可分成份析、综合、评价三个过程组成,其通用模型图4所表示。分析作用是依据事物功效需求,把客观世界简化为模型,把问
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