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节能设计与日照分析工程实例高级教程主办单位中国建设教育协会承办单位深圳市斯维尔科技有限公司第一部分节能设计BECS实例工程概况建筑建模规定指标检查性能指标计算节能改进分析结果第二部分日照分析Sun软件概述软件特点软件流程日照设置日照建模日照窗建模屋顶阳台建模编组命令编组、命名查询日照分析辅助分析高级分析日照仿真输出报告第一部分节能设计BECS实例工程概况本教学实例为寒冷地区——北京市某中小学综合办公楼工程，如下图所示。该楼共计4层，其中地下一层地上3层，屋面为坡屋顶形式，屋顶有老虎窗，层高为4.2m（m均小写）和3.3m，建筑高度15m，建筑面积1193㎡。该实例的目标是利用BECS为该综合办公楼进行围护结构建模，进行节能计算，最后用BECS输出节能设计的送审材料。建筑建模围护结构建模1．直接打开：对于利用斯维尔建筑设计Th-Arch或者天正建筑TArch5.0以上版本绘制的建筑图纸，如果建筑师设计时就已经正确设置好了三维信息，那么直接打开就可以使用。2．图纸识别：对于利用天正建筑TArch3或理正建筑以及部分用纯AutoCAD绘制的图纸，利用软件的“条件图”处理模块对图纸进行识别转换，来快速形成建筑模型。3．描图：如果图纸不是以上两种类型，或者图纸不规范导致转换后的效果不理想，后期修改工作量很大，也可以将已有的电子图档作为底图，采用描图的方式来快速地形成建筑模型。4．新建：利用BECH的建模模块来形成建筑模型，快速形成一个用于暖通负荷计算的建筑模型。描图建模描图和识别转换是今后实际节能设计中最常用的两种方式，我们对首层进行描图建模，其他部分则用识别转换的方法。首先打开用于节能设计的建筑平面图。打开建筑平面图后拖拽视口右边缘至视口中间，软件自动在右边新增一个视口，在新增的视口中点击右键，在弹出的右键菜单中选择【视图设置】→【西南轴侧】，右边的视口就切换为三维视图。从三维视图中可以看到，目前的建筑图是二维的平面图纸，节能设计首先要做的就是利用这些二维平面图纸快速建立用于节能计算的三维模型。我们首先对首层进行描图，形成用于节能计算的建筑模型。描图之前最好关闭一些不需要的图层，以便更方便地描图。由于规定性指标检查只需要外围护结构，可以只保留轴网、墙体、门窗及必要的标注图层。点取菜单命令【图面显示】→【关闭图层】（GBTC）（大写），点取欲关闭的图层中的对象。为了使描绘的新对象与底图明显的区分开来，可以执行屏幕菜单命令【2D条件图】→【背景褪色】（BJTS）（大写）。接下来就可以进行外墙的描图操作，点取菜单命令【墙柱】→【创建墙体】（CJQT）（大写）。在对话框中设置墙体总宽度、左右宽、高度、材料、墙体类型可以接受默认的“内墙”，建模完成后由软件自动区分内外墙。描墙的定位方式是一个关键问题，决定了描图的效率高低。首推用“边线定位”，这样就可以沿墙边线描墙了，因为有些图也许缺少轴线或者轴线在墙线之外，导致无法利用轴线。按“基线定位”描图是另一种方式，需要有轴线做定位参考，如果墙段内没有轴线，可以点取菜单命令【2D条件图】→【辅助轴线】（FZZX）（大写），在两条墙线内居中生成辅助轴线，然后再沿着辅助轴线进行墙体的描图工作。完成墙体的描图后就可以进行门窗的建模，对于天正3和理正等建筑软件绘制的门窗块，可以通过门窗转换快速生成门窗，点取菜单命令【2D条件图】→【门窗转换】（MCZH）（大写）。点取对话框左侧的“门”和“窗”图标，分别设置好门窗的竖向参数，包括“窗高/门高”、“窗台高/门槛高”，右侧内容为转换选项，被勾选项目的数据取自对话框中的设置，未勾选项目的数据取自图形中，一般门窗的“编号”、“二维样式”可以不勾选，直接从二维底图中得到。设置好后就可以选择欲转换的门窗块了，对于参数一致的门窗可以批量选择，批量替换。替换后平面的门窗块就变成了可以用于节能计算的三维门窗对象。需要注意的是，节能设计中“窗”的概念是指透明的围护结构，阳台门的透明部分也应作为“窗”进行计算，所以透明的阳台门替换后还需将其转化为窗，点取菜单命令【门窗】→【门转窗】（MZC）（大写），如果整个阳台门都是透明的，则选择“整个作为窗”，如果阳台门只有上部是透明的，则选择“上部转为窗”，然后设置上部透明部分的高度，本实例中选择“整个作为窗”，然后选择图形中需要转换的阳台门进行转换。【门窗转换】只转换了天正3的直型窗块，对于被炸开的天正3或理正建筑的门窗或其他软件绘制的门窗，则无法用门窗转换功能，可以通过【门窗】→【两点门窗】（LDMC）（大写）快速插入门窗来建模。凸窗则用【门窗】→【插入门窗】（CRMC）（大写）中的凸窗插入。在对话框中设置凸窗类型、编号、平面尺寸、立面尺寸以及是否有侧板等信息。设置好后，将TC1（大写）布置到图形中，相同的凸窗可以通过AutoCAD的复制、镜像等命令快速创建。至此，首层的外围护结构的建模工作就完成了。如果不做动态能耗分析，则除了采暖区的不采暖楼梯间的隔墙和户门外，其他都不需要建立其他内围护结构。识别建模一层平面我们采用另一种建模方式——识别建模。这种建模方式与描图建模相比，墙体建模省略了墙体的宽度设置及定位，门窗建模与“门窗转换”相比，增强了对非天正3或理正等建筑软件绘制的门窗的识别，但如果图纸不规范的话，识别后的墙体连接性得不到保障，后期修改工作量较大。与描图不同，识别转换是一次性整图转换。为了可靠起见，也可以在识别墙体前首先单独转换柱子（内墙及柱子的用途在后面的章节会讲到），有些不规范的图纸会有一些重复的线条，这些重复的线条可能会影响识别效果（如在同一位置识别了两个重复的柱），识别前可以先执行菜单命令【2D条件图】→【消除重线】（XCCX）（大写），消除重复的线条。点击菜单命令【2D条件图】→【转条件图】（ZTJT）（大写）软件给出了墙线、门窗、轴网和柱子的默认图层，若默认图层与实际不符，则要点击命令行的“墙线层”、“门窗层”、“轴线层”和“柱子层”按钮到图中过滤选取对应的图层。需要注意的是，门窗图层除了门窗线所在的图层外，还应包括门窗编号所在的图层。设置好图层后，在对话框中设置“墙高”、“门高”、“窗高”、“柱高”和“窗台高”等三维信息，“门标识”和“窗标识”用于通过编号判断所识别的对象是门还是窗（可有多重标识，用逗号分开，另外，标识距离门窗不能太远），“最大墙厚”、“距离误差”、“平行误差”用于提高不规范图纸的识别率，一般取默认值即可（对于有不同墙宽的建筑物，识别过程中将“最大墙厚”由小到大变换可提高识别成功率），“删除原图”的作用就是识别转换后删去原2D图形。设置好参数和选项后，可以逐段墙体进行识别，也可以批量识别，这里采用批量识别的方式，框选整层图形。识别转换后，如果有墙体的连接有问题不能正常围合房间，则需要对识别生成的模型进行检查。墙体连接性的检查有两种手段可结合应用，第一种是观察，在【图面显示】中将墙体的显示状态切换为醒目的“单双线+加粗”，查看墙角处的墙段基线是否正确地交于一点，如果不正确，可拖动墙体夹点或利用AutoCAD的延伸、剪切等命令使相邻墙段正确相交；第二种是用【闭合检查】工具，点取命令后将光标移到每个房间内，看沿墙线动态生成的闭合红线是否正确。改高度及门窗整理我们可以通过【改高度】及【门窗整理】功能将二维线图案转换过来的三维模型的墙体柱子、门窗等信息进行统一修改。在本实例中，首层层高为4200，点击菜单命令【墙体】→【改高度】（GGD）（大写），根据命令行提示的操作将首层墙体柱子的高度统一修改为4200。【门窗整理】从图中提取全部门窗类对象的信息，并列出编号和尺寸参数表格，用鼠标点取某个门窗信息，视口自动对准到该门窗并将其选中，用户可以在图中采用前面介绍的方式修改图形对象，然后按【提取】按钮将图中参数更新到表中，也可以在表中输入新参数后再按【应用】按钮将数据写入到图中。在某个编号行修改参数，该编号的全部门窗一起修改。屋顶建模平屋顶建模：如果是平屋顶且屋顶为单一构造，则屋顶无需建模，软件默认封平屋顶进行计算，如果是坡屋顶，则需要用专用工具建模；对于既有平屋顶又有坡屋顶的时候，只需要创建坡屋顶，平屋顶部分软件自动处理。多坡建模：BECS支持多坡屋顶、人字屋顶和线转屋顶构建的复杂屋顶。需要注意的是，节能标准中规定屋顶范围仅到外墙边，不包括挑檐，所以创建坡屋顶时不能以屋顶平面图上的屋顶线作为边界，需要从顶层重新搜索坡屋顶的范围。点击菜单命令【屋顶】→【搜屋顶线】（SWDX）（大写下同），命令行会提示：“请选择构成一完整建筑物的所有墙体:”此时框选顶层的所有墙体后点击右键确定，命令行提示：“偏移建筑轮廓的距离600:”，前面讲过暖通设计中的坡屋顶范围仅到墙基线，所以这里应输入“-250”，确认后软件会自动生成坡屋顶的轮廓线，BECH约定屋顶必须放置到其所覆盖房间的上层楼层框内，所以先将顶层图形拷贝一份，搜索生成屋顶线后删去其他围护结构只留屋顶轮廓线。点击菜单命令【屋顶】→【多坡屋顶】（DPWD），根据命令行提示选取闭合的屋顶轮廓线，给出屋顶每个坡面的等坡坡度，生成多坡屋顶。选中“多坡屋顶”通过右键对象编辑命令进入坡屋顶编辑对话框，进一步编辑坡屋顶的每个坡面，还可以通过屋顶的夹点修改边界。老虎窗建模：坡屋顶创建好后接着创建老虎窗，点击菜单命令【屋顶】→【加老虎窗】（JLHC），命令行会提示“选择屋顶”；编号及尺寸信息根据门窗表及老虎窗详图设置，设置好后在图形中点击插入位置，其他相同的老虎窗可以通过复制快速得到。楼层设置所有楼层的围护结构建模工作都完成后，需要告诉软件各楼层是如何组合起来的。BECS楼层处理有两种处理方式，如果全部的平面图都在一个图形文件，那么使用楼层框，即内部楼层表；如果各个平面图是独立的DWG文件，那么使用外部楼层表。实例中全部的平面图都在同一个图形文件，所以采用第一种方式来处理楼层。点取菜单命令【楼层组合】→【建楼层框】（JLCK），系统会提示您进行命令交互过程，从而完成楼层范围、层号和层高的设置等操作，这里以首层为例，首先选定楼层框的左上角点与右下角点，使楼层框的范围包括了首层的全部内容，然后选取一点作为与其他楼层上下对齐所需的对齐点，这里选择1轴与A轴的交点，输入楼层号1，输入层高4200，这样就完成了首层楼层框的设定，同理，我们给其他楼层也设定好楼层框。空间划分完成了围护结构建模工作后，我们对房间空间进行必要的划分和设置。首先对每层由围护结构围合的闭合区域执行搜索房间，目的是识别出内外墙、生成房间对象以及建筑轮廓。【房间】→【搜索房间】（SSFJ）用【局部设置】打开特性表（也可用Ctrl+1打开），选中一个或多个房间，在特性表中可以设定房间的功能，在BECS中居住建筑默认房间为起居室，公共建筑默认为普通办公室。如果系统给定的房间类型不够用，还可以用【房间类型】扩充。建筑轮廓是模型必备的对象，并且要放置到楼层框内部。模型检查图形在识别转换和描图等操作过程中，难免会发生一些问题，如墙角连接不正确、围护结构重叠、门窗忘记编号等等，这些问题可能阻碍负荷计算的正常进行。为了高效率地排除图形和模型中的错误，BECS提供了一系列检查工具。关键显示:为了简化图形的复杂度，方便处理模型。模型检查:在进行负荷计算之前，利用【模型检查】功能检查建筑模型是否符合要求。点击菜单【图形检查】→【模型检查】（MXJC），软件会将模型中出现的异常情况的检查结果以清单的形式汇总，这个清单与图形有关联关系，用鼠标点取提示行，图形视口将自动对准到错误之处，可以即时修改，修改过的提示行在清单中以淡灰色显示。模型观察:上述模型处理工作完成以后，可以通过模型观察命令查看整体模型是否正确，以及围护结构的热工参数。规定指标检查体形系数体形系数是建筑外围护结构的外表面积与其包围的体积的比值，体现的是单位体积的传热面积大小，控制建筑单位体积的传热面积是降低北方建筑采暖能耗的有效手段，所以节能标准中对采暖夏热冬冷地区的居住建筑以及采暖地区公共建筑的体形系数有明确的限值要求。而夏热