山东中健和华建筑设计有限公司;青岛鼎晟和创建筑技术有限公司杨宝金获国家专利权
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龙图腾网获悉山东中健和华建筑设计有限公司;青岛鼎晟和创建筑技术有限公司申请的专利一种BIM建筑外立面动态光热平衡设计方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121615514B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202610121108.9,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种BIM建筑外立面动态光热平衡设计方法及系统是由杨宝金;李文宪;王力寰;李春虹设计研发完成,并于2026-01-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种BIM建筑外立面动态光热平衡设计方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种BIM建筑外立面动态光热平衡设计方法及系统,属于建筑节能设计技术领域。从BIM模型中解析外立面构件信息,根据方位角和楼层高度计算方位权重因子和楼层高度衰减因子,构建时空分解向量形成外立面设计参数集。采用拉丁超立方采样生成训练样本,构建包含能耗预测通道和光环境预测通道的双通道时序卷积神经网络代理模型。接着以最小化建筑全年能耗和最大化采光有效时间比为优化目标,进行多目标优化求解,生成Pareto最优解集。基于光热耦合指数计算各时刻的动态遮阳板角度,生成全年逐时遮阳控制策略。本发明实现了建筑外立面采光需求与隔热需求的动态平衡,提高了优化效率和设计质量。
本发明授权一种BIM建筑外立面动态光热平衡设计方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种BIM建筑外立面动态光热平衡设计方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、从BIM模型中解析外立面构件信息,根据各外立面单元的朝向和空间位置构建时空分解向量,并计算各外立面单元的方位权重因子和楼层高度衰减因子,得到加权后的外立面设计参数集; S2、采用拉丁超立方采样方法在设计参数空间内生成训练样本,调用建筑能耗仿真软件和光环境仿真软件获取样本标注数据,构建并训练包含能耗预测通道和光环境预测通道的双通道时序卷积神经网络代理模型; S3、以最小化建筑全年能耗和最大化采光有效时间比为优化目标,采用自适应拥挤度与动态变异概率改进的NSGA-II算法进行多目标优化求解,生成Pareto最优解集; S4、根据Pareto最优解集中选取的外立面设计参数,基于光热耦合指数计算各外立面单元在全年各时刻的动态遮阳板角度,生成全年逐时遮阳控制策略; 所述步骤S1包括: S11、解析IFC格式的BIM模型文件,提取每个外立面单元的外墙面积、窗户面积、遮阳板初始角度和玻璃可见光透过率,并根据构件空间坐标计算每个外立面单元的方位角和所在楼层相对高度; S12、根据方位角将所有外立面单元划分为八个方位区,每个方位区覆盖45度范围; S13、获取各方位区的年累计太阳辐射量,按以下公式计算各外立面单元的方位权重因子: ; 其中,为当前外立面单元的方位权重因子,无量纲;为当前外立面单元所在方位区的年累计太阳辐射量kWhm2;为所有方位区中年累计太阳辐射量的最大值kWhm2; S14、按以下公式计算各外立面单元的楼层高度衰减因子: ; 其中,为当前外立面单元的楼层高度衰减因子,无量纲;为经验系数,取值范围为0.05至0.15;为自然对数运算符;为当前外立面单元所在楼层的相对高度m;为参考高度,取值为10m; S15、将各外立面单元的几何参数与对应的方位权重因子和楼层高度衰减因子组合,构建时空分解向量,形成外立面设计参数集。
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