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建筑模型分区

发布于:2021-01-06 09:25:06 来自:建筑设计/其他建筑软件 [复制转发]

文章来源:David Pierce (IES高级技术顾问)

建筑负荷、大空间分区、内得热、导热、建筑内区空气流动、设备规格、控制策略、计算条件等,这些都是在任何动态模拟模型中进行考虑得因素,但是如何对我们的模型进行分区呢?

建筑设计

在任何模型中,建筑设计分区都是至关重要的。不能仅仅复制建筑结构框体,并期望对能耗或规范进行完美的性能分析。建筑分区将由您自己来细分建筑框架设计。有一个微妙的界限,区域太多,模型就会变得过于复杂;区域太少,就会失去结果得准确性。

没有固定得标准来创建建筑几何模型,有相关性得指导说明,但是不同得指导下有不同的计算方法。每种计算方法对于模型几何图形的数据使用方式略有不同。无论是在完成能源效率、采光、建筑规范、气流、热舒适还是HVAC设计计算,所有的模型都需要进行有效的细分。

也许大家并没有足够的认识到这一问题,以下是我针对与这一领域的看法,希望能够帮助在以后的的工作中以一种稍微不同的方式来思考我们的模型。

建筑分区

建筑模拟本质上是一组基于输入变量的方程的解。如何将规范输入到模型中,完全取决于您对模型几何的分区,因此方程式如何考虑这些输入的的变量则受到分区的显著影响。

我们都知道应该考虑不同的规范来细分我们的建筑。让我们以核心建筑区域为例,我们将对这个区域进行细分,已考虑WC,电梯区域等之间在规范上的差异。但不能把所有的厕所都进行细分,这些可以作为一个单独的区域,但只有在规范规定的情况下才可以。相同区域的热损失或得热是可以忽略不记得,因此对于一个能耗模型,可以将这些区域建模为一个单一的区域。但是这样可能会在设计上有所改变。可能是结构上的变换,比如增加一个窗户,或者可能是M&E策略中的差异,风系统的差异,不同的风机盘管大小或者照明控制策略。这些变化将反过来改变我们的结果,然后我们需要用不同比重合理分配模拟信息的差异。

将分区与控件或传感器位置对应需要相同的过程,提高设计精度将意味着更有代表性的输出。

还需注意,每个体积只有一个计算点,这意味着我们只有一个虚拟传感器来精确的考虑所有的这些细节。

单个计算节点

这是人们容易忘记的重点。一旦将模型及其每个区域都考虑为具有单个计算点,即一个温度计位于区域的中西记录温度,它就会真正的使您考虑模拟工具的详细信息,因此方程式将在单个实例中进行计算。

CIBSE Guide B建议,在考虑大型开放式办公室时,应对建筑面积进行分区,以便可以识别并适应HVAC系统设计者的区域冷热负荷密度(建筑面积 w/m2),并在设计师的暖通空调系统布局中考虑这一点。我们知道外围区域明显会经历热量损失和太阳得热,而内部区域只会受到内部热量增加的影响,所以我们为什么要在整个开放式空间中使用一个区域呢?我们需要考虑这会对我们的结果产生什么样的后果。这会改变我们的照明控制策略吗?会影响相邻房间内的设备负荷和容量会不会改变?这可能像一个L形的房间一样简单。我们知道房间的朝向会对负荷产生很大的影响,我们我们在一个点同事考虑多个朝向是正确的吗?

并不是说所有大的区域都细分为更小的空间,总是要考虑分区都模拟结果的影响。

大型模型空间

最好的一个例子是中庭,很多的几何模型,人们都将中庭建模为一个区域。如果对整个空间只有一个结果,那么一个虚拟传感器怎么能显示结果准确性呢?模型可能在一层有通风装置,二层有照明得热,在屋顶有开口,烟囱效应和不同的内部传热从相邻的空间,单个计算结果或单个区域结果如何显示所有的细节?

CIBSE AM11 为中庭内的建模和数据分配细节提供了一些指导。

预测细节

离开软件并且不进行任何模拟时,应该期待通过中庭的情况和结果有很大的不同。我曾听人说:“好吧,我们没有考虑房东地带”,或者“这个区域不属于我们的管辖范围”。这可能是真的,但是这个中庭将会影响邻近空间的条件。对于整个体量来说,无论是通过阳台到相邻的办公室,还是通过内墙到相邻的公寓,都有一个类似的热传导损失。使用单一区域可能没有考虑到中庭顶部热空气的积聚,从而给周围相邻房间带来较大的热传导,或者低层的通风对所有的区域都有好处。

因此我得建议是,考虑一下正在运营的建筑,想象自己在设计的每个区域,会感觉不一样吗?什么因素会导致这种差异呢?所有这些差异都需要包含在您的模型中。

这个主题源于“我何时建模空房间?“这一问题。何时建模一个单独的体积或在所占据的体积中包含空?什么时候将细节建模到屋顶上?同样,这完全取决于使用模型的目的。想要计算什么?我回顾了一些模型,这些模型在被占用的房间中包含了1米的空区域。这导致建筑的占用体积差异约为30%,导致在供给策略中需要满足30%的负荷。我还回顾了模型,这些模型在分区,楼板和天花板空洞以及详细的屋顶区域和分区中包含了大量的细节,花了三个小时才能完成一次模拟,预计将花费不到半个小时完成设备大小和能源消耗的实际差异。

模型分区指南

关于模型分区的指南:

  • ASHRAE 90.1 Appendix G 分区要求;
  • Part L  EPC NCM 建模规则;
  • NECB 分区说明;
  • 日光分析,例如BRE日光在外围区域和所占区域的指导;
  • CIBSE AM11分区和数据分配指南。

VE工具

VE软件包含有助于分区过程的工具,ModelIT外围分区工具将实现一些快速的自动分区,空区域分离器和层创建器将使空区域的快速输入和相似几何形状的复制成为可能。分区工具对于分割现有几何图形至关重要。ModelIT中的分组工具是定义模型,分配区域和分配区域差异的重要组成部分。我希望我对分区的想法有助于大家在以后或多或少的考虑模型,对计算结果的影响。

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

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