如果你和我一样在设计行业工作了很长时间，你就会知道设计更高效的建筑并不是一个新概念。我开始于1980年代初，当时太阳能和地下住宅正在风靡一时，利用热质量墙，太阳能热水器和被动冷却策略。但是当时的设计技术并没有为这些策略的研究做太多支持，除非你投资高端建模硬件，装满拖车，让一家小银行融资。 随着BIM在市场上变得越来越普遍，利用这些设计模型进行协调和更好的文档记录的愿望也在增加。美国政府出台了《节能与生产法案》（ECPA），规定了联邦建筑的最低效率要求。如果您正在设计新的商业和住宅联邦建筑，它们必须达到或超过这些效率标准，这些标准基于模型能源规范，如 ASHRAE 标准 90。 那么，我们如何满足这些要求，同时最大限度地减少对标准设计实践的财务影响呢？通过利用 BIM 模型，您可以获得更准确的结果，研究不同的设计备选方案，并在设计过程的早期做出更有效的决策。但这都是基于您正在尽可能有效地创建模型的理论。
让我们首先看一下如何使用导出的数据和功能设置 Revit 模型以获得更好的结果。 获得最佳分析结果的项目设置和建模技巧在启动模型之前，您需要了解项目的要求，然后确定将用于分析的源模型。它分为两个选项——建筑模型，由质量或边界元素（包括墙壁、门窗、屋顶、楼板等）驱动;以及 MEP 模型，该模型通常包含链接的 MEP 模型，并更详细地添加了空间和区域。 项目设置之前从能量模型要求开始。对于每个项目，您需要建立一个基线，包括以下项： 1. 什么类型的能源建模，需要哪些细节？ 虽然有些项目需要检查整个项目范围检查能源使用情况，但您可能只需要检查负载要求的特定部分，例如 HVAC 加热和冷却负载。在项目开始时设置这些要求，以提供一组清晰的所需任务。 2. 设计必须满足哪些联邦/州/地方管理机构要求？ 这些可能会因项目的位置而有很大差异。理事机构确定的基线应确定项目的目标。例如，美国联邦政府对商业建筑有自己的要求，新建筑项目必须遵守这些要求才能获得批准。 3. 预期的能源使用强度 （EUI） 指标是什么？ 能源使用强度定义为建筑物一年内消耗的总能源量（以kBtu或GJ为单位）除以建筑物的总建筑面积。每个度量的值，包括照明、功率、HVAC 和其他负载，可以用 BEM 应用程序定义的图表形式表示：
4. 对于热/冷负荷要求，您能否比较系统以确定年度能源成本？ 在过去的几十年里，随着更高效技术的开发和生产，建筑服务系统的类型已经扩大。使用这些技术的基线必须与投资回报或合理的回报与初始实施成本相平衡。 5. 您能否根据结构设计/调节系统/被动设备来研究潜在的节能效果？ 除了传统的供暖和制冷负荷外，审查可再生资源（如太阳能、地热和风能系统）的能力也应包括在项目的整体能源使用中。与较新的系统一样，应明确定义可持续的投资回报率。 6. 是否有水/可持续材料再利用的机会？ 可以在 BIM 项目（如 Revit）中解决的其他领域包括检查其他效率领域的能力。例如，屋顶和场地设计是否支持收集灰水或雨水以供场地再利用？如果使用可持续材料，与新材料相比，它们是否具有足够的热性能？在项目中使用回收材料是否有成本效益？关键是要确保项目文件能够提供正确的数据来衡量对设计的影响。 设置项目定义项目时，应考虑查看几个项目。某些项可以在模板中预定义，而其他项将特定于项目。有一些体系结构和 MEP 设置可以对分析结果产生影响，因此让我们从几个关键项目开始。 模板设置和项目文件建筑模板可以包含多个设置，这些设置可在设置项目时节省用户时间。这些设置设置为默认值，但可以根据特定项目需求进行调整。 面积和体积计算 - 此设置控制 Revit 测量房间信息的方式。如果要将空间与房间结合使用，或将房间用作导出的体积，则必须设置体积计算以同时计算面积和体积：
注： 仅当您不使用 Revit 几何图形进行能量建模时，才将此设置保留为区域，因为这会影响整体项目性能。 材质热属性 - Revit 自动识别与房间相邻的墙壁、楼板、天花板和屋顶类型及开口。在过去的几个版本中，新材料的添加和指定的热属性提高了模型属性的质量。将它们包含在模板和标准墙类型中可以节省事后添加它们的时间。 例如，您可以包括分配给标准墙类型的砖材料，并且这些属性已经包括在内：
建筑/空间类型设置如果使用 MEP 空间和区域进行计算，则模板将包含应用于能量设置的建筑和空间类型的列表。虽然您还无法编辑默认类型列表，但您可以更改默认值，并为其他房间类型重复使用现有类型。建筑空间类型位于 MEP 设置下的设置面板的管理选项卡上：
- “建筑物/空间类型设置”对话框列出了基于 ASHRAE 标准的默认建筑类型和空间类型。每个项目都包含有助于确定能量负荷的参数，而这些参数又用于帮助定义 HVAC 负荷。选择类型将公开参数，用户可以针对特定条件编辑这些参数：
建筑物类型将全局应用，但您可以编辑空间类型的特定空间设置以优化结果。
通过在 MEP 模板中编辑这些值，您可以获得更好的 EUI 值结果。 与分析关联的外部文件Revit 包含一个“构造.XML”文件，该文件列出了可以从能量设置的概念构造部分选择的材料，并定义了材质的名称、描述和 U 值： 可以使用文本编辑器编辑该文件，方法是将部分从</图层>复制并粘贴到 </图层>。 注： 程序文件夹中包含多种语言的示例，例如，对于英语 — 美国标准，程序文件夹位于 C：\Program Files\Autodesk\Revit 2017\en-US 下。 项目设置工作流和功能为模板和程序设置项目后，当您进入项目时，您需要执行一些项目。遵循这些步骤将有助于改进分析结果并减少在Revit之外所需的步骤数。 以现场为导向的项目当一个项目与一个站点一起定位，并放置在它在世界上的实际位置时，几个项目会立即得到解决。这包括建筑物的北向等项目。由于这是特定于项目的，因此应在项目设置期间定义这些设置。位置、坐标和位置工具有助于为项目提供准确的设置：
使用面向站点的项目时，您可以从链接的 Civil 3D CAD 文件中获取坐标，并旋转视图以创建正交布局。但是，使建筑物相对于场地的正确方向可确保正确计算墙壁，窗户，门，屋顶和遮阳荷载的计算。 并非所有应用程序都可以利用此信息，包括通过 gbXML 导出的元素，但内部建模工具可以考虑此信息。 概念与建筑元素分析准备项目的第一步是确定将使用哪些 Revit 对象来执行分析。有两种方法 - 使用概念形状和体量，以及使用实际边界元素，如墙壁，开口，地板和屋顶。做出这个决定的时间是在项目开始时——而不是中途！每个项目都需要不同的工作流，但使用可移植到设计模型中的概念模型是 Revit 中的功能工作流。 概念质量如果您决定在 BEM 流程中使用概念质量和元素，则需要了解基本元素以及使用这些组件的最佳时间。 
概念体量通常由核心挤压、扫描/混合和网格组成。这些物品可以帮助建筑物和结构的初始放置，并可用于早期的太阳研究和阴影影响。模型通常形成为低级别的细节/开发，通常为 LOD 100。 - 场地定位是这些早期研究的关键，这对新的工作项目也有帮助。如果项目是城市环境，体量研究将提供急需的好处。通过使用体量模拟现有结构，可以将对新建筑物的影响转换为能量分析模型。在这种情况下，您希望在预设计过程的早期使用体量，并使用概念构造来设置最常见的内部和外部条件。
- 还可以根据标高在模型中添加体量楼层和实体几何体，从而提供一些几何体的基础层，即使建筑物不是盒子。 那么为什么要使用概念质量呢？它产生最快的早期结果，并且具有最简单的转换为其他分析工具的形式。
建筑图元建模当您需要执行更详细的分析时，您需要确保包括以下项目： - 建筑模型，包括墙壁/门/窗 - 以及地板，天花板和屋顶 边界元素通常是大多数设计开始的地方，但一个常见的错误是过度建模。除非您确切知道构造类型是什么，否则可以从通用组件开始：
以下是一些重要提示：
定义能量模型时，T 确实会有所不同。缺少和未封闭的图元可能会导致模型中的错误。 - 能够存储数据的房间/空间/区域/区域对象 无论项目类型如何，Revit 都包括所有这些对象，并在建筑模型中定义了房间和区域，而 MEP 模型使用可与链接建筑模型中的房间关联的空间。 房间应放置在建筑模型中，特别是在占用区域，并且水平和垂直都完全封闭。 添加到 MEP 模型的空间，也可以放置在仍具有热特性的非占用区域中。区域用于将空间与特定的空气处理系统和负载相关联。 关键点 — 当房间放置在具有倾斜墙壁的区域时，将计算高度设置为接近最小水平区域（相对于倾斜墙壁）以获得最准确的体积计算。 关键点二 — 确保房间垂直延伸到边界元素，由对象边界完成。 定义能量模型设置和功能知道包含哪些项目后，下一步是查看您使用的设计工具，这些工具已内置于 Revit 中。请注意包含哪些包含能量建模工具和属性的功能： - 与标准兼容，如DOE2.2，ASHRAE 140等。 目前，Revit 2017 支持符合能源建模的 DOE-2.2、ASHRAE 90.1、ASHRAE 140 和 ASHRAE 62.1 标准的数据导出。 - 项目地理位置作为“管理>项目信息”工具的一部分合并到 Revit 中>“能量设置”工具 气候数据是通过根据位置确定最近的气象站来获得的。 - 基于项目的能源建模参数或属性 每个项目都包含用于确定默认能量建模设置的选项。 由于这些是特定于项目的，因此可以根据位置进行调整，或者根据建筑物类型和构造将其存储为项目模板的一部分。 - 内置/内部与分析软件直接通信 大多数BEM应用程序都包括BIM项目和分析软件之间的某种形式的转换。最常见的格式是gbXML，但Revit也可以直接与Green Building Studio和Insight通信。可从“分析”选项卡访问这些内容。 知道这些是内部建模工具后，让我们在执行分析之前更深入地了解您需要在项目中定义的内容。 项目能量设置项目能量设置是项目信息的子集，是内部和外部分析应用程序所需的能量建模特定参数。在执行内部或外部项目能源、热负荷和冷负荷计算之前，您需要查看这些设置。 为基本和能量分析模型设置定义了以下类别： - 位置 — 标识建筑物的城市、经度和纬度。还可以选择特定的气象站和站点信息。 - 模式 — 设置模型是使用建筑图元、概念体量还是同时使用两者 - 地平面 — 指定用作建筑物地面参考的标高。低于此水平的表面被视为地下。默认电平为零（注意：接地层不影响热负荷和冷负荷计算。它与 gbXML 导出一起使用）。 - 项目阶段 — 指定在将现有施工阶段或新施工阶段分配给模型中的建筑图元时，是使用现有施工阶段还是新施工阶段。 - 分析空间分辨率 - 使用基于图元的分析时，请指定分析空间不会“泄漏”的最大间隙（两个 Revit 图元之间）的大小。如果运行能量模拟，并且显示一条消息，指出模型太大，请增加此设置并重新运行能量模拟。默认值为 18 英寸。 - 分析表面分辨率 - 使用基于元素的分析时，此功能结合分析空间分辨率指定分析表面边界与理想边界匹配的精度。通常，降低分析表面分辨率会使分析表面具有更准确的边界，但这也会限制分析表面建模的精度。默认值为 1 英尺（304.8 毫米）。如果运行能量模拟，并且显示一条消息，指出模型太大，请增加此设置并重新运行能量模拟。此设置确定定义能量模型所需的时间。可以忽略的最大距离是为此参数定义的值的两倍。 - 周长区域深度 — 当使用概念体量而不是空间和区域时，它测量从建筑物外墙到建筑物的距离。它与周界区域划分一起设置，后者将模型划分为离散的热区域。区域划分利用模型中概念体量的方向，允许独立分析不同的区域。 此外，您可以选择其他选项以访问高级能量设置，并提供能量模型的更多详细信息。仅使用“使用概念体量”选项时，当模型中包括体量楼层时，多个特征将变为可用。 - 目标玻璃百分比 — 此设置指定要作为玻璃开口（窗户）的外墙的百分比。它也被称为窗墙比（WWR）。默认值为 40%。对于幕墙，最大值为95%，这考虑到了框架面积。 - 目标门槛高度 — 指定从地板到窗口底部的距离。低于任务高度（通常为 0.75 米或 2.5 英尺）的窗户区域会导致热量增加和热量损失，而不会有助于有效的采光。“目标玻璃百分比”和“目标门槛高度”设置协同工作。如果指定较大的目标百分比玻璃，Revit 可能会使用低于指定高度的门槛高度来满足要求。 窗户的总高度直接影响保护窗户免受太阳能增益所需的阴影深度。更高的窗户需要更深的阴影。 - 玻璃是阴影的 — 如果您希望浅色搁板遮蔽窗户和其他玻璃以进行概念能量分析，请选择此设置。适当的遮阳大大减少了在大面积未受保护的玻璃空间上花费的冷却能量。在概念模型中，自动轻型货架仅是外部的，并且它们与窗口分开操作。但是，您可以使用体量曲面为概念模型手动创建浅色搁板或其他类型的阴影（如遮阳篷）。 - 阴影深度 ― 设置概念模型中着色图元的默认深度。当选择“玻璃着色”选项时，该选项将变为可用。 - 目标天窗百分比 — 指定应该是天窗的屋顶百分比。此值也称为天窗与屋顶比率 （SRR）。默认值为 0%。 - 天窗宽度和深度 — 为目标百分比天窗指定值时，使用此设置指定天窗的大小。输入定义天窗宽度和深度的平均尺寸。例如，输入 4' 以指定宽 4' 、深 4' 的天窗。 使用加热和冷却负荷工具时，将包括建筑数据。此信息提供基于 ASHRAE 标准的信息，包括： - 建筑类型 — 基于在项目的建筑/空间类型设置中定义的类型。该类型是根据 gbXML 架构 0.37（类似于 ASHRAE）定义的。 - 建筑运营时间表 — 默认使用由建筑类型定义的明细表，但您可以根据需要覆盖项目的设置。这些设置包括： o 默认值 — 由建筑物和空间类型设置下定义的建筑物类型确定的值。 - HVAC 系统 — 根据 ASHRAE 标准，此选项指定建筑物中使用的供暖、通风和空调系统类型。定义所有其他设置后选择系统。有关更多详细信息，请参阅下面的 HVAC 设置部分。 - 室外空气信息 — 根据 ASHRAE 60.1 标准，此选项允许您根据每人、每个区域和每小时换气量直接设置室外空气条件。在区域级别可以覆盖总体默认的建筑物条件。 导出类别 — 根据所使用的模型元素或用于分析模型的外部应用程序，在房间和空间之间进行选择。 注： 对于不能正确支持导出的 gbXML 的程序，请尝试导出 IFC 或 DXF 文件以帮助在分析建模程序中创建几何图形。 材料热属性 — 根据分配给组件的材料（如墙中的砖和块）导出图元的热属性。请注意，您必须使用已定义热属性的材质，因此请使用材质编辑器工具进行验证。默认 Revit 材质包括材质指定的正确热属性。 - 概念类型 — 根据概念体量和建筑图元的默认构造定义使用的材料，并且不包含特定的热属性。 - 原理图类型 - 覆盖概念设置，并根据与 Revit 语言版本关联的构造.xml文件定义要使用的材质。使用建筑图元时，可以定义除建筑默认值之外的其他类型。 - 详细图元 — 使用材料中包含的指定热属性，这些属性按建筑图元类型（如墙、门、屋顶、楼板、窗户等）分配 暖通空调系统类型以下各节详细介绍了在能量分析期间对 Revit 中包含的每种预定义系统类型使用的假设。这些选项包括： - 管道风机盘管系统，冷水机组 5.96 COP，锅炉 84.5 效率 • 水冷离心式冷水机组 （COP 5.96）
- 4管风机盘管系统，冷水机组5.96 COP，锅炉84.5 eff • 水冷离心式冷水机组（COP 5.96）
- 11 EER 成套 VAV，84.5% 锅炉供暖 • 高效 11 EER，>20 吨成套可变风量 （VAV） 装置，水再加热，带变速驱动 （VSD）
- 12 SEER/0.9 AFUE 分体/包装气体，5–11 吨 • 高效的 12 SEER，90% AFUE 炉分体式系统，带气体加热
- 12 SEER/7.7 HSPF 分体式成套热泵 • 高效 12 先知/7.7 HSPF（供暖季节性性能系数） < 11.25吨分体/成套热泵系统
- 12 SEER/8.3 HSPF 成套终端热泵 （PTHP） • 12 SEER/8.3 HSPF（供暖季节性性能因子）成套终端热泵 （PTHP）
- 中央变风度，电阻热，冷水机组 5.96 COP • 水冷离心式冷水机组 （COP 5.96）
- 中央VAV，硬件加热，冷却器5.96 COP，锅炉84.5 eff（默认） • 水冷离心式冷水机组（COP 5.96）
- 住宅 14 SEER/0.9 AFUE 分体/成套燃气 <5.5 吨 • 高效的 14 先知/90% AFUE 炉<5.5 吨分体/成套系统，带燃气加热
- 住宅 14 SEER/8.3 HSPF 分体式/成套热泵 • 高效 14 先知/8.3 HSPF（供暖季节性性能系数） <5.5吨分体/成套热泵系统
- 住宅 17 SEER/9.6 HSPF 分体式马力<5.5 吨 • 17.4 先知/9.6 HSPF <5.5 吨分体/包装空气源热泵，间歇风扇模式
- 底流空气分配 • 带地板下空气分配的成套可变风量 （PVAV） 系统
创建能量模型查看所有项目设置并添加几何图形后，下一步是创建能量模型。实际上，这是最简单的步骤之一 - 在 Revit 2017 中并返回到 Revit 2014，添加该功能时，通过选择“创建能量模型”工具定义能量模型。 选择工具后，由于定义模型所需的时间，您将收到一条警告消息。 能量模型是根据创建过程中使用的所有元素的体积空间以及上一节中介绍的“分析空间分辨率”设置定义的。为了尽可能快地保持这一点： - 保持包含元素的模型的整体体积尽可能小。尽量减少出现在建筑围护结构外部的项目数，例如表示坡道或人行道的楼层。如果放置了它们，请确保对对象禁用“房间边界g”选项设置。 - 不要将分析空间分辨率设置得太低。过多的未定义空间可能会导致模型出现故障。 运行该工具后，系统将提示您执行能量模拟。 如果选择“运行能量模拟”，则模型最初将导出到绿色建筑工作室，这是一个基于 Web 的能量分析应用程序，最初直接集成到 Revit 2014 中。该程序使用DOE 2.2模拟方法来执行能量分析。 如果未安装 Insight 360，程序将提示您创建一个新能源模拟作为绿色建筑工作室项目。创建模拟后，您可以选择结果和比较工具以查看模型的性能。 但是，如果安装了 Insight 360，则模拟会自动推送到 Insight 360 Web 服务。这就是乐趣的开始。在我的文章“发现用于建筑能源建模的 Insight 360”中，了解有关使用 Insight 360 和其他 Insight 工具进行照明和太阳能研究的信息。 结论无论您对气候和环境的政治倾向如何，重要的是要了解，无论情况如何，更好地管理我们的资源对每个人都有好处。简单地说执行这些分析或审查这些选项不具有成本效益已不再如此。但是，利用您的BIM模型并使用它来更好地了解能源使用和设计选项，以产生更准确和可见的结果，可以帮助您向客户陈述您的案例并实现这一目标。 David Butts是Gannett Fleming的Autodesk专家精英团队成员和建筑信息模型（BIM）专家，在建筑，工程和施工领域拥有30多年的经验。 |
|Archiver|CAD开发者社区
( 苏ICP备2022047690号-1 )
GMT+8, 2024-6-2 19:25
Powered by Discuz! X3.4
Copyright © 2001-2021, Tencent Cloud.
