一种日照时长模拟方法、装置及电子设备与流程

[0001]
本发明涉及计算机辅助设计领域，具体涉及一种日照时长模拟方法、装置及电子设备。


背景技术：

[0002]
《民用建筑设计通则》中规定建筑日照时长应该符合一定标准，比如受遮挡居住建筑的居室在大寒日的有效日照不能低于二小时。bim轻量化引擎结合revit与rhino能够实现基于web端的日照时长模拟与渲染。现有bim仿真技术有revit结合ecotect进行日照分析，将设计好的bim模型转换成gbxml格式导入到ecotect中，设置好日照相关参数，进行日照分析。revit结合ecotect在使用中，可以满足基础的仿真需求，但是仍存在以下几个问题：仿真依赖本地客户端程序，在目标建筑内用户必须安装相应的客户端软件，且需要较高的硬件支持，才能进行仿真作业；仿真操作以及仿真结果均为客户端操作，无法通过轻量化的bim引擎进行结果渲染，不利于仿真结果共享和实现设计协同。
[0003]
因此，现有技术需要改进。


技术实现要素：

[0004]
本发明实施例提供一种日照时长模拟方法、装置及电子设备，可以满足web端基于建筑信息模型的日照时长模拟及渲染的需求。
[0005]
本发明实施例提供的一种日照时长模拟方法，包括：获取目标建筑模型的日照区域；设置仿真周期；获取气象数据，根据所述气象数据计算所述日照区域在所述仿真周期内单位时间的日照信息；获取所述目标建筑模型的遮挡区域，输出所述日照区域在所述单位时间的遮挡信息；根据所述遮挡信息与所述日照信息计算所述目标建筑模型在所述仿真周期内的日照时长。
[0006]
可选的，在本发明的一些实施例中，所述获取气象数据，根据所述气象数据计算所述日照区域在所述仿真周期内单位时间的日照信息，包括：
[0007]
所述日照信息包括太阳高度角；
[0008]
根据所述太阳高度角计算日照路径。
[0009]
可选的，在本发明的一些实施例中，所述根据所述遮挡信息与所述日照信息计算所述目标建筑模型在所述仿真周期内的日照时长，包括：
[0010]
所述目标建筑模型表面包括多个日照区域；
[0011]
根据日照路径判断所述日照区域的遮挡信息；
[0012]
所述日照信息包括日照时长，根据所述日照时长与所述日照区域的遮挡信息计算所述日照区域的日照时长。
[0013]
可选的，在本发明的一些实施例中，所述根据所述遮挡信息与所述日照信息计算所述目标建筑模型在所述仿真周期内的日照时长，包括：
[0014]
输出日照时长结果，所述日照时长结果为所述目标建筑模型表面的日照区域的日
照时长；
[0015]
载入所述日照时长结果与所述目标建筑模型至渲染引擎；
[0016]
所述日照时长结果与所述日照区域建立映射关系。
[0017]
可选的，在本发明的一些实施例中，所述获取所述目标建筑模型的遮挡区域，输出所述日照区域在所述单位时间的遮挡信息，包括：
[0018]
所述遮挡区域为所述目标建筑模型的表面区域，判断所述日照区域与所述表面区域的遮挡信息。
[0019]
可选的，在本发明的一些实施例中，所述获取所述目标建筑模型的遮挡区域，输出所述日照区域在所述单位时间的遮挡信息，包括：
[0020]
所述遮挡区域为外部建筑区域，判断所述日照区域与所述外部建筑区域的遮挡信息。
[0021]
可选的，在本发明的一些实施例中，所述获取气象数据，根据所述气象数据计算所述日照区域在所述仿真周期内单位时间的日照信息，包括：
[0022]
设置所述目标建筑模型的经纬度信息，获取所述经纬度信息对应的气象数据。
[0023]
可选的，在本发明的一些实施例中，所述获取目标建筑模型的日照区域，包括：
[0024]
设计所述目标建筑的建筑信息模型，转化所述建筑信息模型为fbx格式。
[0025]
相应的，本发明实施例还提供了一种日照时长模拟装置，包括：
[0026]
模型获取单元，用于获取目标建筑模型的日照区域；
[0027]
设置单元，用于设置仿真周期；
[0028]
日照信息计算单元，用于获取气象数据，根据所述气象数据计算所述日照区域在所述仿真周期内单位时间的日照信息；
[0029]
输出单元，用于获取所述目标建筑模型的遮挡区域，输出所述日照区域在所述单位时间的遮挡信息；
[0030]
日照时长计算单元，用于根据所述遮挡信息与所述日照信息计算所述目标建筑模型在所述仿真周期内的日照时长。
[0031]
相应的，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有多条指令，所述处理器加载所述指令以执行如上所述的日照时长模拟方法的步骤。
[0032]
此外，本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的任一项所述的日照时长模拟方法中的步骤。
[0033]
本发明实施例公开了一种日照时长模拟方法、装置及电子设备，该方法通过获取目标建筑模型的日照区域；设置仿真周期；获取气象数据，根据所述气象数据计算所述日照区域在所述仿真周期内单位时间的日照信息；获取所述目标建筑模型的遮挡区域，输出所述日照区域在所述单位时间的遮挡信息；根据所述遮挡信息与所述日照信息计算所述目标建筑模型在所述仿真周期内的日照时长。本方案针对日照时长的仿真做了优化，使建筑信息模型可以及时进行日照时长分析，为建筑设计的合理性提供技术支持；程序运行在服务器上，可以使用云端算力，客户端无需安装专业软件即可实现建筑信息模型的日照时长模拟及渲染，用户只需提供原始的建筑信息模型，就可以实现建筑信息模型的日照时长模拟，日照时长模拟结果保存在云端，有利于结果共享和设计协同。
附图说明
[0034]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]
图1是本发明实施例提供的一种日照时长模拟方法的应用环境图；
[0036]
图2是本发明实施例提供的一种日照时长模拟方法的流程示意图；
[0037]
图3是本发明实施例提供的一种web端展示流程示意图；
[0038]
图4是本发明实施例提供的一种日照时长模拟装置的结构示意图；
[0039]
图5是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0040]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]
基于上述问题，本发明实施例提供一种日照时长模拟方法、装置及电子设备，可以使建筑信息模型可以及时进行日照时长分析，为建筑设计的合理性提供技术支持。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
[0042]
本发明实施例提供一种日照时长模拟方法，主要应用于建筑信息模型(building information modeling，bim)模型在web端的能量分析，实现日照下不同结构的bim模型的日照时长模拟，采用建筑设计软件进行。通常可以采用revit软件，revit软件是为bim构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。具体的，显示屏可以显示建筑设计软件的设计界面，用户可以通过设计界面输入信息，进行建筑设计。本发明实施例通过终端来执行日照时长模拟方法，或者通过终端上运行的日照时长模拟装置来执行日照时长模拟方法。终端可以是平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、服务器计算机等，但并不局限于此。
[0043]
该日照时长模拟方法的应用环境图可以参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种日照时长模拟方法的应用环境图。图中的终端100包括存储器、处理器以及显示屏，处理器可以运行建筑设计软件，该建筑设计软件可以以计算机程序的形式存储于存储器中，该存储器还为建筑设计软件提供运行环境，且该存储器可以存储建筑设计软件的运行信息。
[0044]
下面通过具体实施例对本发明中日照时长模拟方法进行介绍，请参考图2，图2为本发明实施例提供的一种日照时长模拟方法的流程示意图，以该方法应用于图1为例进行说明。该日照时长模拟方法的具体流程可以如下：
[0045]
101、获取目标建筑模型的日照区域。
[0046]
例如，将需要计算日照时长的建筑作为目标建筑，首先需要获取目标建筑模型，目标建筑模型表面包括多个日照区域。
[0047]
其中，在revit或其他设计软件中设计目标建筑的bim模型，将设计的bim模型通过程序转换为fbx模型，再导入到rhino中。rhino是一款基于曲面网格的高级建模软件。
[0048]
其中，在几何图形中，一个建筑由多个三角形组成，一个建筑三维模型表面可以拆分成多个三角形。在本发明实施例中的日照区域可以是三角形。
[0049]
102、设置仿真周期。
[0050]
例如，将目标建筑模型的fbx模型导入到rhino后，运行grasshopper，使用grasshopper(简称gh)中的ladybug组件进行日照时长蓝图设计。其中grasshopper是一款基于rhino平台的可视化编程语言。设置仿真周期，即设置目标建筑的日照时长模拟的时间区间，可以是一天、一周、一个月、一年或更久。
[0051]
其中，设置仿真周期即设置了目标建筑模型的日照时长模拟的开始时间和结束时间，根据用户需要选择仿真周期所在的时间，比如设置仿真周期在某一月份或某一季节。
[0052]
103、获取气象数据，根据所述气象数据计算所述日照区域在所述仿真周期内单位时间的日照信息。
[0053]
例如，设置目标建筑模型的经纬度信息，获取该经纬度信息在仿真周期内对应的气象数据，根据获取的气象数据计算日照区域单位时间的日照信息，其中的单位时间可以是一个小时。在本发明实施例中，以单位时间为一小时为例。
[0054]
其中，气象数据可以来自epw天气数据，epw数据是由美国能源部开放的专业气象分析软件energyplus所采用的一个数据格式，几乎涵盖了全球所有主要地区的气象资料：包括太阳辐射，太阳路径，云量图，温湿度，焓湿图等等。
[0055]
其中，将日照时长仿真脚本载入rhino中，导入获取的气象数据至日照时长仿真脚本的一个节点中，根据气象数据计算每小时的太阳高度角，根据太阳高度角计算得到日照区域在仿真周期内每小时对应的日照路径。
[0056]
104、获取所述目标建筑模型的遮挡区域，输出所述日照区域在所述单位时间的遮挡信息。
[0057]
例如，获取目标建筑模型的遮挡区域，目标建筑模型的遮挡区域可以是目标建筑模型表面的自身区域，也可以是外部建筑对目标建筑造成遮挡的区域。根据获取的遮挡区域，输出所有日照区域在每小时的遮挡信息。
[0058]
其中，如果遮挡区域为目标建筑模型的表面区域，即目标建筑模型自身的结构对日照区域的遮挡，比如目标建筑的前墙挡后墙，屋檐的遮挡，雨棚遮阳棚的遮挡等等。判断日照区域与表面区域的遮挡信息，根据每小时的日照路径判断每一个日照区域是否被表面区域遮挡，输出所有日照区域每小时的遮挡信息。比如，对于有遮阳棚的日照区域，早上太阳较低，可以直射在建筑表面，遮阳棚不会对日照路径产生影响，中午太阳较高，遮阳棚挡住了太阳射线，不能照射在遮阳棚下的日照区域，此时遮阳棚作为此日照区域的遮挡区域。
[0059]
其中，如果遮挡区域为外部建筑区域，即目标建筑模型的周边建筑对日照区域的遮挡。需要获取目标建筑的周围的建筑模型，判断日照区域与外部建筑区域的遮挡信息，根据每小时的日照路径判断每一个日照区域是否被外部建筑区域遮挡，输出所有日照区域每小时的遮挡信息。
[0060]
对于不同的日照路径，同一遮挡区域对同一日照区域的遮挡信息也不相同；同一日照区域在不同的日照路径下，也有不同的遮挡区域。因此，根据每小时的日照路径，输出日照区域每小时的遮挡情况。通过对单位时间的遮挡情况的分析，可以使在仿真周期内计算的日照区域的日照时长更准确，以得到更准确的目标建筑的日照时长，并且可以分析观
察目标建筑的每一日照区域的日照时长变化，更加有利于建筑合理化。
[0061]
105、根据所述遮挡信息与所述日照信息计算所述目标建筑模型在所述仿真周期内的日照时长。
[0062]
例如，目标建筑表面包括多个日照区域，在根据每小时的日照路径判断日照区域每小时的遮挡信息后，根据输出的遮挡信息与日照信息计算日照区域的日照时长，得到目标建筑模型在仿真周期内的日照时长。
[0063]
其中，日照信息包括日照时长，计算仿真周期内的日照时长，根据日照时长与日照区域每小时的遮挡信息计算日照区域的日照时长。例如，对于某一日照区域，计算出1小时的日照时长(比如上午10点到11点)，根据该小时的日照路径判断在该小时内，此日照区域的遮挡信息，假设没有遮挡，则该小时内此日照区域接收的有效日照时长也为1小时，计算仿真周期内的每个小时此日照区域的有效日照时长，得到此日照区域在仿真周期内总的有效日照时长。对目标建筑模型表面的所有日照区域均进行同样的计算，得到目标建筑模型表面的所有日照区域的日照时长，即得到日照时长结果。
[0064]
其中，输出日照时长结果，日照时长结果为特定的数据文件，可以通过特定软件进行读取，将日照时长结果与目标建筑模型载入到渲染引擎中进行渲染，将日照时长结果与日照区域建立映射关系。在本发明实施例中，渲染引擎为bim引擎，bim引擎是web前端用于展示轻量化结果的工具。如图3所示，图3为web端展示流程示意图，web端环境初始化，开始载入场景，将目标建筑模型的源bim模型下载并载入到场景中，将日照时长结果载入到场景中，然后进行场景渲染。
[0065]
其中，在本发明实施例中，预设颜色与日照时长的对应关系，比如红色代表日照时间在1小时以内；黄色代表日照时间在1小时至2小时之间；绿色代表日照时间在2小时至3小时之间；青色代表日照时间在3小时至4小时之间；蓝色代表日照时间在4小时至5小时之间；紫色代表日照时间在5小时至6小时之间；白色或者说黑色代表日照时间在6小时至7小时之间；灰色代表日照时间在7小时至8小时之间。也可以红色对应的日照时长最长，颜色越往后，对应的日照时长越短，本发明对颜色与日照时长的对应关系不作限定，可以根据实际需要设置。
[0066]
本发明实施例完善了一套针对web端的目标建筑的bim模型的日照时长模拟及渲染的系统，这个系统负责从模型导出端开始，到rhino端进行日照时长分析并输入结果模型，最终到到web端加载日照时长结果模型，整个流程做了针对日照时长的仿真做了优化，使目标建筑模型可以及时进行日照时长分析，为建筑设计的合理性提供技术支持。
[0067]
为了更好地实施以上方法，本发明实施例还可以提供一种日照时长模拟装置，该日照时长模拟装置具体可以集成在网络设备中，该网络设备可以是终端等设备。
[0068]
例如，如图4所示，该日照时长模拟装置可以包括模型获取单元401、设置单元402、日照信息计算单元403、输出单元404、日照时长计算单元405，如下：
[0069]
(1)模型获取单元401
[0070]
模型获取单元401，用于获取目标建筑模型的日照区域。
[0071]
例如，将需要计算日照时长的建筑作为目标建筑，模型获取单元401获取目标建筑模型，目标建筑模型表面包括多个日照区域。
[0072]
(2)设置单元402
[0073]
设置单元402，用于设置仿真周期。
[0074]
例如，设置单元402设置目标建筑的日照时长模拟的时间区间，即设置了目标建筑模型的日照时长模拟的开始时间和结束时间。
[0075]
(3)日照信息计算单元403
[0076]
日照信息计算单元403，用于获取气象数据，根据所述气象数据计算所述日照区域在所述仿真周期内单位时间的日照信息。
[0077]
例如，设置目标建筑模型的经纬度信息，获取该经纬度信息在仿真周期内对应的气象数据，根据获取的气象数据计算日照区域单位时间的日照信息。
[0078]
其中，日照信息包括日照路径、日照时长，根据气象数据计算每小时的太阳高度角，根据太阳高度角计算得到日照区域在仿真周期内每小时对应的日照路径。
[0079]
(4)输出单元404
[0080]
输出单元404，用于获取所述目标建筑模型的遮挡区域，输出所述日照区域在所述单位时间的遮挡信息。
[0081]
例如，输出单元404获取目标建筑模型的遮挡区域，目标建筑模型的遮挡区域可以是目标建筑模型表面的自身区域，也可以是外部建筑对目标建筑造成遮挡的区域。根据获取的遮挡区域，输出所有日照区域在每小时的遮挡信息。
[0082]
(5)日照时长计算单元405
[0083]
日照时长计算单元405，用于根据所述遮挡信息与所述日照信息计算所述目标建筑模型在所述仿真周期内的日照时长。
[0084]
例如，目标建筑表面包括多个日照区域，在根据每小时的日照路径判断日照区域每小时的遮挡信息后，日照时长计算单元405根据输出的遮挡信息与日照信息计算日照区域的日照时长，得到目标建筑模型在仿真周期内的日照时长。
[0085]
本发明实施例还提供一种电子设备，如图5所示，其示出了本发明实施例所涉及的电子设备的结构示意图，具体来讲：该电子设备可以包括：处理器(processor)111、通信接口(communications interface)112、存储器(memory)113和通信总线114，其中，处理器111，通信接口112，存储器113通过通信总线114完成相互间的通信。处理器111可以调用存储器113中的逻辑指令，以执行如下方法：
[0086]
获取目标建筑模型的日照区域；设置仿真周期；获取气象数据，根据所述气象数据计算所述日照区域在所述仿真周期内单位时间的日照信息；获取所述目标建筑模型的遮挡区域，输出所述日照区域在所述单位时间的遮挡信息；根据所述遮挡信息与所述日照信息计算所述目标建筑模型在所述仿真周期内的日照时长。
[0087]
此外，上述的存储器113中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0088]
另一方面，本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的日照时长模拟方法，例如包括：
[0089]
获取目标建筑模型的日照区域；设置仿真周期；获取气象数据，根据所述气象数据计算所述日照区域在所述仿真周期内单位时间的日照信息；获取所述目标建筑模型的遮挡区域，输出所述日照区域在所述单位时间的遮挡信息；根据所述遮挡信息与所述日照信息计算所述目标建筑模型在所述仿真周期内的日照时长。
[0090]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0091]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0092]
以上对本发明实施例所提供的一种日照时长模拟方法、装置及电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。