基于三维模型的建筑群朝向模拟方法、系统和存储介质与流程

本发明涉及建筑设计，尤其涉及一种基于三维模型的建筑群朝向模拟方法、系统和存储介质。

背景技术：

1、建筑设计是指建筑物在建造之前，设计者按照建设任务，把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先作好通盘的设想，拟定好解决这些问题的办法、方案，用图纸和文件表达出来。

2、建筑设计作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。便于整个工程得以在预定的投资限额范围内，按照周密考虑的预定方案，统一步调，顺利进行，并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。简单的说，建筑物要的是最后的使用功能，它有一定的要求，而建筑设计就是针对这些要求而创造出来的解决办法。解决的办法千变万化，而能够超乎原先设定的要求者，就是好的建筑设计。

3、目前现有技术中，在进行大型建筑的施工开始前，需要将设计要求进行三维建模之后，形成一个建筑设计模型。由于建筑群实际落地是需要考虑各种因素，例如辐照通透性、排布走向是否合理等等。但建筑设计模型只能够表现出模型结构形状构造，无法让设计出来的建筑模型满足朝向要求。即现有技术中存在建筑设计模型无法根据实际情况进行满足建筑物布局的实际施工要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在无法根据实际情况进行满足建筑布局设计要求的缺点，而提出的一种基于三维模型的建筑群朝向模拟方法、系统和存储介质。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种基于三维模型的建筑群朝向模拟方法，包括：

4、获取建筑物基础构建信息，并根据建筑物基础构建信息进行建立建筑物基础模型；

5、其中，所述建筑物基础构建信息包括：多个建筑物单体、预建区域地形和预建区域环境；

6、获取预建区域的气象参数信息，对获取到气象参数信息进行数据化处理并分析，得到预建区域的太阳能辐射情况，并生成气象参数数据信息；

7、将气象参数数据信息写入至构建的建筑物基础模型中，利用气象参数数据信息模拟预建区域的可视化太阳能辐射情况，获得建筑物多个朝向的太阳能辐射量数据信息；

8、利用获取到的建筑物多个朝向的太阳能辐射量数据信息，并结合预建区域地形和预建区域环境阴影遮挡计算和分析出建筑物朝向或建筑群的布局。

9、在一些可行的优选实施例中，对气象参数信息进行数据化处理并分析的方法包括：

10、对获取到预建区域的气象参数信息进行时序类别划分，得到多个不同时序段预建区域的太阳能辐射情况信息；

11、其中，所述太阳能辐射情况信息包括：该时序段内太阳的高度照射角和云层遮蔽天空的视野成数。

12、在一些可行的优选实施例中，利用气象参数数据信息模拟预建区域的可视化太阳能辐射情况包括如下步骤：

13、s1:获取多个不同时序段预建区域的太阳能辐射情况信息；

14、s2:选择建筑物单体或建筑群单面被测试朝向面，利用所述太阳能辐射情况信息对建筑物单体或建筑群单面被测试朝向的太阳能辐射情况进行实际模拟，获得建筑物单体或建筑群被测试朝向面的太阳能辐射量；

15、s3:多次重复s2,对建筑物单体或建筑群的多个方位朝向进行多次模拟，获得建筑物单体或建筑群的多个方位朝向面的太阳能辐射量数据信息；

16、s4:利用建筑物单体或建筑群的多个方位朝向面的太阳能辐射量数据信息进行统计分析，获得对建筑物单体或建筑群的最佳朝向。

17、在一些可行的优选实施例中，在s2和s3中包括：

18、将建筑物倾斜表面上的太阳能辐射量定义为hθ(kwh/m2)，则:

19、

20、iθ＝id·θ+id·θ+ir·θ  (式2)

21、id·θ＝incosθ  (式3)

22、cosθ＝sinδsinφcoss-sinδcosφsinscosγf+cosδcosφcosscosω+cosδsinφsinscosγfcosω+cosδsinssinγfsinω

23、(式4)

24、δ＝23.45sin[360×(284+n)/365]  (式5)

25、id·θ＝idh(1+coss)/2  (式6)

26、ir·θ＝pg(idh+idh)(1-coss)/2  (式7)

27、idh＝insinαs  (式8)

28、sinαs＝sinφsinδ+cosφcosδcosω  (式9)

29、

30、式1-10中：iθ——倾斜表面上的太阳总辐照度(w/m2)；

31、id·θ——倾斜表面上的直射太阳辐照度(w/m2)；

32、id·θ——倾斜表面上的散射太阳辐照度(w/m2)；

33、ir·θ——地面反射的太阳辐照度(w/m2)；

34、in——垂直于太阳光线表面上的太阳直射辐照度(w/m2)；

35、θ——太阳直射辐射的入射角，太阳入射光线与接收表面法线之间的夹角(°)；

36、δ——赤纬角(°)；

37、φ——当地地理纬度(°)；

38、s——表面倾角，指表面与水平面之间的夹角(°)；

39、γf——表面方位角(°)，对于朝向正南的倾斜表面，γf＝0；

40、ω——时角(°)，每小时对应的时角为15°，从正午算起，上午为负，下午为正，数值等于离正午的时间(h)乘以15；日出、日落时的时角最大，正午时为0；

41、n——年中的日期序号(无量纲)；

42、idh——水平面上的散射辐照度(w/m2)；

43、pg——地面反射率，工程计算中取平均值0.2,有雪覆盖地面时取0.7:

44、idh——水平面上的直射辐照度(w/m2),

45、αs——太阳高度角(°)，太阳光在某一高度上入射方向和地平面之间的夹角；

46、rb——倾斜表面上的直射太阳辐照度与水平面上的直射太阳辐照度的比值。

47、在一些可行的优选实施例中，所述时序类别划分包括：

48、以年数或月数或天数为一个时序段单位进行类别划分。

49、在一些可行的优选实施例中，

50、建筑物单体或建筑群朝向面垂直壁面在以天为时序段单位时，某一天的太阳总辐射量强度为：

51、式中，hθt指每天6点到18点中某一个时刻的太阳辐射强度；

52、建筑物单体或建筑群朝向面垂直壁面在以年为时序段单位时，某一年的太阳总辐射量强度为：

53、式中，hθt指一年中每天6点到18点的太阳辐射强度。

54、本发明第二方面提供了一种基于三维模型的建筑群朝向模拟系统，实现了第一方面中任一项所述的一种基于三维模型的建筑群朝向模拟方法，所述模拟系统包括：

55、信息采集模块，所述信息采集模块用于采集获取建筑物基础构建信息；

56、三维建模模块，所述三维建模模块用于构建建筑物基础模型；

57、气象调取模块，所述气象调取模块用于获取气象参数信息。

58、本发明第三方面提供了一种计算机可读介质，

59、其上存储有计算机程序，

60、其中，所述程序被处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的一种基于三维模型的建筑群朝向模拟方法。

61、本发明的有益效果为：

62、本发明在实施例中通过构建建筑物的三维模型，根据气象环境参数实际模拟建筑物的太阳光辐射情况，获得建筑物每个朝向面壁的太阳能辐射量，而后判断出建筑物的最佳布局。有效的解决了现有技术中存在无法根据实际情况进行满足建筑布局设计要求的缺点。