FastSUN软件在日照分析领域的应用与发展

作者:小傅 , 分类:日照分析软件FastSUN , 浏览:3674 , 评论:0

       首先介绍了计算机软件在国内日照分析领域的应用与发展情况,并以国内具有代表性的杭州飞时达软件有限公司开发的日照分析软件FastSUN为例,着重阐述了目前日照分析软件的应用功能和主要特点。文中对FastSUN的已经开发成熟的功能和特点,如基于AutoCAD平台的快速三维建筑模型建造,日照标准化参数设里管理、基于DEM算法的地形三维建模、日照分析方案动态智能化辅助分析计算和自动生成输出日照分析报告等内容进行了阐述,如何解决CAD平台软件和其它软件图形数据交换和无缝集成也进行了阐述,并结合该软件目前的研发情况, 分析了日照分析软件开发所遇到的问题和难点, 介绍了软件开发中所采用的关键技术。

       一、前言

       目前,随着国内经济的飞速发展,人们对居住环境的要求不断提高,有关建筑物设计日照要求的国家规范和各个地方规范也已经出台,国内日照分析软件近年来在建筑日照分析中迅速得到了广泛的应用。这些国内开发的日照软件共同的特点是符合贴切国家规范和各个地方规范要求,有的软件通过和某些地方规划主管部门进行合作的方式开发,通过了建设部或者相关权威单位的验证,针对国内广大建筑设计人员,简单易用,提供了专业的建模工具,可实现快速的建模过程,提供了较为丰富的日照辅助分析工具,部分软件进一步提供了较为先进的智能体量容积辅助计算分析工具。

       本文以杭州飞时达软件有限公司开发的日照分析软件FastSUN为例,阐述了目前日照分析软件的应用功能和主要特点。该软件较好地解决了传统的简化日照计算方法存在的问题,对解决日益发展的城市规划与公众对于人居环境不断增长的需求之间的矛盾,对于前瞻性地对规划设计方案进行合理分析,避免设计中可能产生的日照问题都具有较大意义。

       二、基于CAD平台的三维快速建模和表现

       日照分析软件FastSUN提供的各种灵活建模工具,用户可以灵活完成各种三维几何建模,生成各种造型复杂的建筑物类型。由于日照分析软件FastSUN提供了大量专业建筑建模工具,如快速生成建筑物、多种方式生成窗户模型、参数化生成平屋顶、坡屋顶、生成老虎窗、参数化生成阳台等,建模工具简单易用、高效,用户可以快速完成日照分析建模过程。用户可以灵活的直接使用系统编辑命令复制这些专用的建筑对象,提供专业命令解决了直接复制建筑对象后建筑物、窗关联关系问题, 无须手工修改。

       用户可以从三维角度更加直观的观察日照建筑三维模型, 提供逼真的表现力丰富的日照分析显示结果(图1), 如日照分析实时渲染图和日照全天动画, 这也是自主知识产权FastSUN软件突出的优势所在。

图1 日照三维动态仿真效果图

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坡屋顶建模局部放大图

       三、完全符合规范要求可根据当地需要定制的日照计算标准

       我国国土幅员辽阔,纬度跨越数很大,除了国家日照规范,各个地方也制定了适合地方要求的日照规范。日照计算必须依照国家或者当地日照规范要求进行计算,日照分析计算会涉及许多和规范相关的日照计算参数设置和管理的问题。如何较好地管理这些和规范相关的计算参数的设置,是大多数日照分析软件着力解决的问题。FastSUN软件采用通过日照规范标准管理的方式,将相关的日照分析今数设置保存在一个日照分析标准内( 图2) , 很好的解决了该问题。

图2 日照分析标准

        用户可以灵活的选择当前分析计算所依据的计算标准,也可以方便地创建新的标准类型、编辑修改标准、删除已有标准,用户还可以保存当前标准设置到标准文件、加载已有的标准文件。

       四、基于DEM数字高程模型的三维地形建模

       DEM数字高程模型,是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达),它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。采用DEM模型,软件可对于任何复杂山地地形进行快速建模,可处理复杂地物模型,如护坡、陡坎、挡土墙等,特别适用于山地别墅群日照地形模型的模拟。

三维地形等时线计算分析图

       五、利用日照圆锥面分析方法对规划方案进行调整

       在日照分析方案设计的时候,遇到某位置点分析不过日照标准的时候,我们可以借助于日照圆锥面功能可以快速判定遮挡源,可以很方便的进行方案调整。

       首先对规划方案进行日照分析,如窗户分析、单点分析、多点沿线分析等,找出不满足日照的最不利点,然后生成该点的日照圆锥面。其中红色线区域为遮挡区域,黄色线区域为阳光通道区域,可直观的观察到日照和遮挡的时刻和时间段。

       将图形转为三维,旋转至便于观察遮挡建筑光线通道的位置,并进行渲染,效果图如下所示。直接对遮挡建筑进行位置调整或旋转,或对建筑遮挡部分进行降低高度或削角处理等。

        六、和其CAD软件图形文件数据交换

       由于FastSUN软件是基于AutoCAD平台研发的软件,文件格式就是DWG,可充分利用FastSUN软件生成的DWG文件,与其他CAD软件或者CAD二次开发软件生成的图形进行图纸交流。

       七、日照分析的发展方向

       利用先进算法提高求解速度一直是日照分析软件重点解决的问题。日照计算涉及计算精度要求较高,计算对象体量较大,参与计算面片数较多等问题,不断优化和采用更为先进的算法,是日照软件开发一直重点发展的一个方向。这样也利于开发更多的要求计算速度很快的动态实时计算功能分析功能,如采用新的光感图像分析算法提高多点分析和平面等日照时线的计算速度,采用新的面片合并算法提高全天阴影轮廓的计算速度等。

       可以预见,借助越来越快的内部计算速度,日照分析的功能会更加智能化,辅助分析计算能够更准确、更自动化地提供日照分析计算结果。日照软件会从最初只能进行单一的日照分析计算,如等时线分析、阴影轮廓分析到提供丰富的和日照计算相关的扩展功能,进而发展到提供多种灵活智能的自动分析工具, 来确定建筑物的最佳位置、最佳高度、最佳形状体量等。

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