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環(huán)境建筑空調(diào)設(shè)計研究論文范文
1前言
世界性的能源危機給建筑業(yè)的發(fā)展帶來了很大的影響。針對建筑能耗占能源總消耗量比例相當(dāng)大這個現(xiàn)實，世界各國投入大量人力、財力來研究節(jié)能建筑，對建筑的節(jié)能設(shè)計、性能評價、節(jié)能運行提出了更高的要求�；谶@種情況，各種模擬評價軟件應(yīng)運而生。
但是近年來對世界各國的設(shè)計、研究單位的調(diào)查表明，在實際工程設(shè)計中已開發(fā)出的模擬軟件并未被充分利用。其原因主要有以下幾個：
�、佻F(xiàn)有的分析模擬軟件都是"面向程序"的軟件，用戶為了使用模擬程序來評價一個具體的建筑或空調(diào)設(shè)計，需要按照程序的要求準(zhǔn)備相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)文件。這個過程既耗時又費精力，而且一量幾個數(shù)據(jù)的輸入錯誤可能導(dǎo)致完全錯誤的結(jié)果，并且錯誤很難查找。
�、谝粋�實際的設(shè)計過程由幾個不同階段構(gòu)成，由于模擬程序是針對解決某一方面的問題而設(shè)計的，它僅支持一個或某向個階段的設(shè)計，所以當(dāng)用戶需要跨越幾個階段來評價設(shè)計時，就需要使用幾個模擬程序，這意味著對同一個建筑的空調(diào)設(shè)計，要為這幾個不同的模擬程序準(zhǔn)備不同的輸入文件。顯然這大大限制了這些模擬程序的使用范圍。
�、郛�(dāng)使用模擬程序評價具體設(shè)計時，程序需要有對所分析對象的全面細(xì)致的描繪。但設(shè)計初期很難得到所有的詳細(xì)數(shù)據(jù)，即使在施工圖階段有的詳細(xì)數(shù)據(jù)可以得到，但一些經(jīng)濟數(shù)據(jù)的取值會在很大程度上影響模擬程序得出的結(jié)果。因而對一般工程設(shè)計人員來講，使用模擬程序正確分析評價設(shè)計并不是件容易的事。
�、苡捎谀M程序只對簡化的模型進行模擬，而不同的簡化模型會導(dǎo)致不同的結(jié)果。因此，如何正確選取簡化模型以及由簡化模型選擇合適的模擬程序又是一大困難。
綜上所述，繁雜的數(shù)據(jù)輸入工人、不確定性的數(shù)據(jù)取值和模型簡化而導(dǎo)致的結(jié)果的不確定性是導(dǎo)致模擬分析技術(shù)未能廣泛地在實際設(shè)計中使用的主要原因。
但是，正確地使用模擬分析技術(shù)是保證實際設(shè)計質(zhì)量的唯一途徑。顯然，上面的問題并不在于模擬程序本身的計算性能不夠好，而是外部界面的問題。圍繞著如何解決這些問題，80年代后期，國際上開始出現(xiàn)集成化的建筑空調(diào)設(shè)計支持環(huán)境的概念，繼而許多因家陸續(xù)投入大量經(jīng)費與全國各地開發(fā)此類系統(tǒng)。
這類集成化系統(tǒng)的共同特點是將各種有關(guān)的分析模擬軟件集成于一個環(huán)境下，建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，各個軟件通過與統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫傳輸數(shù)據(jù)，從而達到互相交換數(shù)據(jù)的目的，這樣可以解決各個模擬軟件之間通訊問題。
用戶在儲存系統(tǒng)中模擬建筑，只需將建筑向系統(tǒng)描繪一次（如用CAD系統(tǒng)），然后集成系統(tǒng)可以將描繪數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬程序所需的輸入文件格式。而且如果集成系統(tǒng)進一步具有智能功能，系統(tǒng)可以對不同的實際應(yīng)用提供默認(rèn)值，及時指導(dǎo)建筑模型的簡化過程，從而不但大減輕輸入文件的準(zhǔn)備工作對用戶的負(fù)擔(dān)，并且增強了數(shù)據(jù)的可靠性及結(jié)果的正確性。
與單純的模擬軟件相比，集成系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：
·允許用戶進行不同設(shè)計階段的分析計算。
·用統(tǒng)一的系統(tǒng)數(shù)據(jù)描述方法得到數(shù)據(jù)之后可轉(zhuǎn)換為適合不同程序的輸入文件，可作不同的分析計算工作，從而大減輕了人工準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)。
·將一些基本知識，諸如標(biāo)準(zhǔn)部件知識、基本規(guī)則等裝入系統(tǒng)，便于查找，以利于系統(tǒng)作出正確決定。
·人機關(guān)系與以往的不同。以往的模擬程序是以機為主，機器要求什么，人就要做什么。機時集成設(shè)計系統(tǒng)的人機充分地配合，按人的意志，借助機器來計算、推理，并可作判斷和決定。
·結(jié)合CAD繪圖，使設(shè)計、計算合為一體。在一個系統(tǒng)中完成。
·系統(tǒng)針對具體情況為用戶提供默認(rèn)值及選取簡化模型，這可在很大程度上幫助用戶模擬分析建筑，同時增強數(shù)據(jù)的可靠性。
描繪了所設(shè)想的這種集成化設(shè)計系統(tǒng)中的各功能塊及其相互關(guān)系。用戶利用CAD輔助設(shè)計，同時檢索各種設(shè)計資料和產(chǎn)品信息，然后設(shè)計結(jié)果傳輸?shù)街行南到y(tǒng)描述數(shù)據(jù)庫中，由知識庫指導(dǎo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、再處理模擬程序的選擇。各階段模擬分析均可這同一環(huán)境下進行，它們各自的分析結(jié)果均可進入數(shù)據(jù)庫為設(shè)計的一部分，最后可以得出設(shè)計的總評價結(jié)果。
為了發(fā)展這種集成化的設(shè)計環(huán)境，必須解決下面3個問題：①統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換機制，②知識庫結(jié)構(gòu)，③系統(tǒng)平臺設(shè)計。
本文先介紹國外在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方面的發(fā)展以及知識庫的開發(fā)研究情況，然后介紹歐美國家目前已開發(fā)或正在開發(fā)的一些集成化設(shè)計支持系統(tǒng)，最后對我國開展這方面研究提出幾點建議。
2集成系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸問題
各種集成化的建筑空調(diào)設(shè)計支持環(huán)境各有不同的結(jié)構(gòu)、不同的側(cè)重點，但卻共有一個基本的特征，那就是將一些擔(dān)任不同任務(wù)的模塊通過一個中央處理環(huán)節(jié)來完成信息傳輸和信息處理。
要實現(xiàn)這一點，信息傳輸顯得非常重要。比如用戶在CAD系統(tǒng)下設(shè)計建筑圖形，數(shù)據(jù)以CAD系統(tǒng)內(nèi)表達格式存貯，而為了用模擬程序來評價其性能質(zhì)量，集成環(huán)境必須將其轉(zhuǎn)換為模擬程序所要求的輸入文件，這不僅是數(shù)據(jù)存儲方式的轉(zhuǎn)化，而且包括對數(shù)據(jù)的理解和一些再處理過程。
為適應(yīng)CAD圖形系統(tǒng)的需要，1979年出現(xiàn)最早作為標(biāo)準(zhǔn)的圖形數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)（IGES），起初僅為交換圖形和幾何數(shù)據(jù)。但隨著CAD系統(tǒng)應(yīng)用于越來越多的工業(yè)生產(chǎn)部門，已構(gòu)成強大的計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS），工業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和數(shù)據(jù)的頻繁傳遞，使得IGES已不滿足要求了。怎樣準(zhǔn)確完滿地傳遞和交換數(shù)據(jù)成為當(dāng)今計算機與信息領(lǐng)域中亟待解決問題[1]。
美國空軍部開發(fā)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義界面，首次提出產(chǎn)品建模的概念，從而使數(shù)據(jù)交換技術(shù)進入了一個新的階段。正是為了從根本上解決CIMS中各種產(chǎn)品的復(fù)雜性、多樣性，各個子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的表達、理解、傳遞等問題，80年代中期，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織著手開發(fā)產(chǎn)品數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISOSTEP，它將發(fā)展成國際上唯一通行的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著不久的將來，世界各國各種計算機應(yīng)用系統(tǒng)都應(yīng)與該標(biāo)準(zhǔn)兼容。為了實現(xiàn)這上目標(biāo)，需要許多國家不同行業(yè)的專家共同合作，使STEP具有表達所有數(shù)據(jù)模型的能力。目前參與開發(fā)STEP的國家有美國、澳大利亞、比利時、加拿大、丹麥、法國、芬蘭、德國、匈牙利、英國、瑞士、瑞典、挪威、荷蘭、日本、俄羅斯。
為了避免語言不通造成的困難，以及為了集成各地開發(fā)的模型，需要一種建模工具，以使表達標(biāo)準(zhǔn)EXPRESS。NIAM和IDEFIX是圖形工具，易用、易讀，尤其于建模初期。NIAM是一個二元數(shù)據(jù)模型，采用類似于自然語言的方式描述真實世界[1]，[2]。舉一簡單的例子："table"和"height"是兩個概念，它們之間的關(guān)系稱為"role"，這里，"has-height"和"is-height-of"是兩個role，它們互為一對反關(guān)系，"?"是在role的限制（constraints），比如一個"table"有唯一確定的一個"height"，"唯一"就是限制。
IDEFIX也是圖形建模工具，其數(shù)據(jù)模型是實體關(guān)系模型，基本元素是物體與物體之間的關(guān)系以及物體的屬性。它與NIAM是兩個平行的建模工具，如何選擇很大程度上取決于不同的工業(yè)需要和專家手中的知識。在建筑方面，目前廣泛采用的是NIAM。
EXPRESS是一種數(shù)據(jù)定義語言，圖形建立模型最終都要轉(zhuǎn)換為EXPRESS相應(yīng)的實體結(jié)構(gòu)。因而從某種方面可以說，NIAM和IDEFIX是圖形工具，使概念化的模型為人所能理解，而EXPRESS是為計算機所能理解的數(shù)據(jù)定義語言。實際上EXPRESS中的實體結(jié)構(gòu)（以及各種關(guān)系）是一種概念型結(jié)構(gòu)。它的核心是實體（entity），實體既可以看作抽象的，也可以定義為具有清晰屬性的實在的物體，每一個屬性有特定的名稱，以表示該屬性表達的含義，屬性也是實體，這個實體的數(shù)據(jù)類型表示屬性的數(shù)據(jù)是什么樣的類型[2][3]。
EXPRESS還允許以函數(shù)和過程的形式定義屬性的操作，并且提供多種規(guī)則。比如關(guān)于屬性取值的規(guī)則，關(guān)于幾個屬性關(guān)系的規(guī)則等等。值得一提的是實體和屬性可在數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)，而規(guī)則和操作則是由作為集成的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理軟件部分來實現(xiàn)。
STEP中這三種建模方法各有不相同，但EXPRESS能支持NIAM和IDEFIX的所有功能，后者應(yīng)能夠很簡單地轉(zhuǎn)換為EXPRESS定義。
一旦語義在要領(lǐng)型模型里定義之后，不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)就可以STEP具體數(shù)據(jù)文件來進行傳遞了。STEP轉(zhuǎn)換文件形式是順序文件，不同數(shù)據(jù)通過特征詞（或字）來區(qū)分。STEP文件并非采用最高效的方法盡可能密集地收入信息，而是重點保證信息表達轉(zhuǎn)換的普遍性、通用性[2]。信息傳輸?shù)那疤釛l件是接收系統(tǒng)和發(fā)送系統(tǒng)都必須能夠查閱概念模型，因為概念模型容納著實體的定義，如果沒有這個字典的定義、說明，傳輸?shù)膶嶓w只不過是一堆毫無意義的字符或數(shù)字。因此概念模型與具體數(shù)據(jù)文件必須結(jié)合起來才能真正表達信息，傳輸信息。
因此，STEP與其他數(shù)據(jù)交換方法不同之點在于別的方法僅考慮有限的一類數(shù)據(jù)表達，僅在具有類似功能的系統(tǒng)（如在相似的CAD系統(tǒng)）之間交換數(shù)據(jù)，而STEP則允許不同功能系統(tǒng)（如在圖形系統(tǒng)與計算程序系統(tǒng)）之間能夠暢通無阻地進行信息傳遞。顯然它們的數(shù)據(jù)形式迥然不同，但STEP在產(chǎn)品概念模型定義的支持下，使得兩類系統(tǒng)能夠充分"理解"所傳遞的數(shù)據(jù)。其實STEP是一種中間數(shù)據(jù)形式，各個系統(tǒng)需要有接口與STEP相連，并能夠?qū)⒆约旱臄?shù)據(jù)形式與STEP相互轉(zhuǎn)化，從而與其它系統(tǒng)建立通訊聯(lián)系。目前，STEP版本1.0已問世，對EXPRESS、通用產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型、形狀表達等幾部分內(nèi)容作了定義，試圖以提供等價的功能來代替IGES，DXF，SET，VDA等數(shù)據(jù)形式[2]。
在集成化環(huán)境中，中央統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫象一個大容器，接收來自不同系統(tǒng)信息，它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以是固定的，開發(fā)者提供如詞典一樣定義的數(shù)據(jù)的語言模型，也可以是靈活的，提供語言由用戶定義所研究對象有數(shù)據(jù)模型。而這些數(shù)據(jù)模型都應(yīng)支持STEP文件，并以STEP文件形式與下屬的各子系統(tǒng)互相傳輸信息。
盡管STEP將是唯一的標(biāo)準(zhǔn)，但在短期內(nèi)不可能在的有的應(yīng)用中使用，不過它最終會成為國際標(biāo)準(zhǔn)。為了與國際上這種發(fā)展動向保持一致，我國的計算機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)者們應(yīng)該考慮到與國際標(biāo)準(zhǔn)兼容問題，我們才能使開發(fā)的系統(tǒng)便于在世界上交流參建筑行業(yè)，集成化的建筑空調(diào)設(shè)計支持環(huán)境是將CAD與模擬環(huán)境集成一體，使CAD繪圖系統(tǒng)與模擬程序的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型及模擬程序之間的數(shù)據(jù)模型均能以STEP文件交流信息。
3知識庫的研究
在集成化設(shè)計支持系統(tǒng)中，為了指導(dǎo)數(shù)據(jù)的取值、再處理、數(shù)據(jù)的流向、數(shù)據(jù)結(jié)果的解釋、分析以及指導(dǎo)用戶開展模型分析，知識庫的建立是很重要的，隨著知識庫的功能日益完善，也就使集成系統(tǒng)更具智能化。
知識庫中應(yīng)該包括的知識內(nèi)容有：
·默認(rèn)值：由于一般物理過程很復(fù)雜，實際應(yīng)用者如果對物理過程和物理概念沒有較為細(xì)致的了解，就很難為一些參數(shù)取值，因此，象大地反射率、墻表面對流系數(shù)、內(nèi)墻表面黑度、太陽吸收率等與復(fù)雜物理過程聯(lián)系緊密的參數(shù)，在知識庫內(nèi)都應(yīng)具備默認(rèn)值，如果用戶不能給出，也能使系統(tǒng)賦予參數(shù)默認(rèn)值后進行正常模擬。
·經(jīng)驗數(shù)據(jù)：對于一些需要大量經(jīng)驗判斷，一般設(shè)計者難以給出的數(shù)據(jù)，諸如換氣次數(shù)、室內(nèi)工作人員負(fù)荷、工作日程安排、設(shè)備運行規(guī)律、照明時間、房間家具的布置、房間熱容的取值等等都需有一定的經(jīng)驗才能給出合適值。知識庫可以根據(jù)建筑物的類型等等提出相應(yīng)參考值，從而保證這些數(shù)據(jù)取值正確。
·物理模型選取：在建筑模擬中，每個物理環(huán)節(jié)可以由多種不同的物理模型來描繪，不同的物理模型適宜于不同的情況。比如對某一建筑進行能耗估算，則可選取穩(wěn)態(tài)模型，而如果對某一恒溫恒濕房間模擬室內(nèi)溫度變化，則必須用動態(tài)模型。這些物理模型可包括圍護結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱模型、太陽長波輻射模型、短波輻射模型、遮陽計算模型、空氣流動模型等等。物理模型選擇的正確與否會大大影響模擬分析的結(jié)果，因此知識庫應(yīng)該對不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用背景提供選取物理模型的方案，并由所選的物理模型來選擇能夠支持該模型的模型軟件進行模擬分析。如何總結(jié)和劃分以及表述物理模型不僅需要專家的應(yīng)用經(jīng)驗，還需要理論分析，并建立模型與模擬程序之間的應(yīng)關(guān)系。知識庫中這類知識為一般實際應(yīng)用者提供了專家經(jīng)驗，可保證模擬分析的質(zhì)量。
·建筑簡化模型選取：由于實際建筑很復(fù)雜，應(yīng)用模擬軟件進行評價時，必須首先將建筑簡化為簡單的幾何模型，比如有單空間模型、多空間模型。如何進行這樣的簡化也是需要專家知識的，這種幾何形狀的轉(zhuǎn)化不僅僅是選取空間，還有再造的過程。建筑簡化模型的選取不僅與應(yīng)用目的有關(guān)，還與建筑具體應(yīng)用狀況有關(guān)系，比如房間要求的加熱點、房間內(nèi)人員安排、窗戶朝向、房間熱容、層高等等。知識庫中如果包含了這類知識，系統(tǒng)就可以自動地將建筑幾何尺寸進行適當(dāng)轉(zhuǎn)化，相當(dāng)于構(gòu)造了一個新的由單空間或多房間構(gòu)成的簡單建筑體！這無疑大大簡化了模擬原建筑的過程，同時合理地簡化也保證了模擬評價結(jié)果的正確性。
為了使知識庫包含這些內(nèi)容，并具有相應(yīng)的功能，必須一方面研究知識的內(nèi)容，另一方面研究計算機系統(tǒng)中的知識結(jié)構(gòu)。歸納起來，知識庫的研究開發(fā)要解決的問題有：
�、僦R的來源和獲取途徑：由上面的闡述可知，知識庫的知識需要大量的專家經(jīng)驗，單憑某個人的經(jīng)驗是遠遠不夠的，如何提供友好的界面接收專家所表述的知識以及采用怎樣的表述方式都是難點。對專家來說，最好的方式是采用自然語言表述，但這將給知識的可利用性和可執(zhí)行性帶來更大的困難。解決方式之一可能是系統(tǒng)為專家提供一種容易接受的語言，由專家來寫知識，這種語言不僅有足夠的單詞量，還要有豐富的語法使得可以清晰唯一地表述上面的知識。還要注意到所要求的專家不僅是某一方面的專家，因為這些知識要求有模擬分析方面的專家知識，還要有程序使用方面的專家知識。因此在設(shè)計獲取方式時要考慮到這一點。
�、谥R在計算機系統(tǒng)中的表達方式：適當(dāng)?shù)闹R表達方式不僅保證可表達知識的范圍，而且對知識的推理、擴充及更新都有很重要的影響。知識庫與以往的模擬軟件中的知識不同之處在于后者的知識已附在程序編碼之中，知識與計算結(jié)成一體，知識的修改、更新需要改變整個模擬程序，而知識庫的優(yōu)點在球需要修改程序，知識抽取出來以一種特殊的方式集成到系統(tǒng)中，并能按這些知識指導(dǎo)模擬過程。知識庫的結(jié)構(gòu)與所表述的知識內(nèi)容有關(guān)，就以上的建筑模擬知識的特點，知識的表述可以采用面向目標(biāo)的概念，將知識分"類"表達，保證知識的統(tǒng)一和知識之間的聯(lián)系。這方面的研究是知識庫開發(fā)的難點和關(guān)鍵。
�、壑R的可執(zhí)行性：所研究的知識表達方式應(yīng)能夠充分保證它的可執(zhí)行性，也主是說由表達的知識可以執(zhí)行相應(yīng)的動作，否則知識為起不到應(yīng)有的作用。比如根據(jù)相應(yīng)的知識得知采用單容積模型，并決定選取哪一個房間，知識庫執(zhí)行相應(yīng)的動作，找到該房間，經(jīng)過必要的簡化后組成一個單空間模型，又根據(jù)所選擇程序的需要建立程序輸入文件。這一系列動作是需要嚴(yán)密的知識表述并經(jīng)過推理得出再執(zhí)行的。在知識庫研究開發(fā)中，知識表達與可執(zhí)行性是一起考慮的，既要保證知識表達的準(zhǔn)確唯一，又要考慮知識為計算機所能理解并進行推理。
在已開發(fā)研究的集成化設(shè)計支持系統(tǒng)中，知識庫還遠未達到預(yù)期的功能。但是知識庫對于開發(fā)高水平的集成環(huán)境是必不可少的。強大的知識庫的建立是邁向智能化的標(biāo)志。
4歐美建筑空調(diào)設(shè)計支持環(huán)境的發(fā)展
COMBINE（ComputerModelsfortheBuildingIndustryinEurope）是由歐共體提供資金、8個國家15個研究組織加、于1990年開始的一個比較大的項目，它的最終目標(biāo)是建立智能化的建筑空調(diào)設(shè)計集成環(huán)境。COMBINE的第一階段于1992年9月結(jié)束，之后進入第二階段的研究。其基本思想就是充分利用已有的建筑模擬軟件（DTs），建立一個中心數(shù)據(jù)庫（IDM），各個軟件通過與中心數(shù)據(jù)庫通訊來相互傳遞信息，另附有一個部件數(shù)據(jù)庫（CDB）[3]。
第一階段的工作集中在IDM中概念模型的建立。IDM是一個非常大的數(shù)據(jù)模型，包含了建筑行業(yè)幾乎所有重要的信息，相當(dāng)于一部大字典。CAD與DTs之間并沒有直接的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)過程，它們都是通過與IDM通訊來達到相互交流的目的。IDM是用NIAM建模，進而轉(zhuǎn)化為EXPRESS的概念型模型，其中包括了圖形尺寸、材料、空調(diào)參數(shù)、圍護結(jié)構(gòu)的參數(shù)、空氣流動參數(shù)等等，盡可能地包攬了建筑中常用信息。具體數(shù)據(jù)文件是由STEP文件傳遞，與EXPRESS結(jié)合表述所傳遞的信息。COMBINE中DTs有六組，分別完成建筑設(shè)計與模擬的幾個方面，如有完成初步設(shè)計階段的評價的軟件，有完成詳細(xì)設(shè)計階段的評價軟件，有設(shè)計散熱器布置的軟件等等[4]。部件數(shù)據(jù)庫CDB貯存標(biāo)準(zhǔn)的部件數(shù)據(jù)，比如標(biāo)準(zhǔn)窗的數(shù)據(jù)、墻的數(shù)據(jù)及空調(diào)、供熱系統(tǒng)一些典型部件的數(shù)據(jù)。這項工作剛剛開始。
COMBINE第二階段的工作是完善IDM及進一步在計算機里實現(xiàn)IDM，即選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫管理軟件；在IDM外圍開發(fā)DES（DateExchangeSystem）與AutoCAD接口；每一組DT的開發(fā)及建立與IDM的接口。此外另有一項目是開發(fā)一個知識庫系統(tǒng)集成于COMBINE中用來指導(dǎo)選擇程序、使用程序、簡化向計算機輸入建筑信息的過程。
比利時也在開發(fā)建筑設(shè)計集成軟件，其結(jié)構(gòu)與COMBINE類似，有一中心數(shù)據(jù)交換區(qū)，各個設(shè)計工具與中心區(qū)之間由驅(qū)動器（driver）來轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)可以對五個方面作設(shè)計評價[5]；
熱分析：設(shè)計軟件有MBDSA，Suncode，BLAST，DOE2.1C，TRNSYS，HVACSIMt，ESP。
結(jié)構(gòu)分析：設(shè)計軟件有Systus,Acord。
噪聲分析：Sysnoise.
采光分析：Surperlite，Daylite，DOE2.1C。
費用成本分析：Multi·Devis。
由于設(shè)計方面不一樣，存在著多種法規(guī)，如果針對某一個問題從不同方面得到不同的答案，那么系統(tǒng)應(yīng)有解決沖突的功能，便于用戶對比、評價并作選擇，該系統(tǒng)集成了CAD圖形工具及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS），用來處理材料屬性、地理坐標(biāo)等等常用信息。到目前為止，該系統(tǒng)只能處理一個空間的建筑，未來計劃是擴展到復(fù)雜建筑，實現(xiàn)多空間劃分與選取算法；完成知識庫，集成到系統(tǒng)中去，作為設(shè)計的助手，以解決沖突的問題；將中心數(shù)據(jù)交換結(jié)構(gòu)連接到面向目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫中。此系統(tǒng)是以Turbo-Pascal寫成。
瑞士的ClickInformatic公司和PaulScherrerInstitute聯(lián)合開發(fā)集成的HVAC工程系統(tǒng)[6]考慮了整個建筑和設(shè)施，并作為一個集成的模型，在完成了大量的樣品應(yīng)用試驗之后，將基本程序與一些典型化的應(yīng)用組合起來形成一個"功能模型"，能夠?qū)τ邢薜牡湫虷VAC工程中的一些例程進行處理。它的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)包括以下幾個軟件工具：用戶界面語言，參數(shù)繪圖語言，層次定義語言，數(shù)據(jù)定義語言。建立在此結(jié)構(gòu)上的功能模型充分體現(xiàn)了開發(fā)該系統(tǒng)的意圖：支持工程師的日常設(shè)計工作，比如繪圖、預(yù)測、計算、評價等。功能模型包括：
方案處理工具（建筑師用CAD繪圖，傳送給系統(tǒng)）
方案編輯（使方案在坐標(biāo)系統(tǒng)中正確定位，并使建筑具有三維視覺印象）
建筑模型編輯（建筑模型定義和編輯）
建筑元件目錄（定義建筑元件）
目前，集成的HVAC工程系統(tǒng)還未發(fā)展成熟，這些思想還遠未完全體現(xiàn)出來，以后第二階段將向更廣的應(yīng)用發(fā)展，比如能量計算方面。
德國開發(fā)的RETEX系統(tǒng)也是計算機支持的集成環(huán)境，其目的是為建筑師、工程師、能量分析專家提供一個工作臺[7]。它建立了完整的建筑的計算機模型，包括設(shè)計的每個階段的每個方面（設(shè)計、構(gòu)造、運行、再設(shè)計）。由于不同階段遵循不同的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，而系統(tǒng)提供的工作臺能夠支持建筑師、工程師等用不同法規(guī)對建筑各個方面進行評價。工作臺為用戶提供了共用的界面，這個共同的界面包含著不同問題所對應(yīng)的不同的模塊。另外，系統(tǒng)能分別支持散布在不同地點的用戶，通過網(wǎng)絡(luò)連接。
傳統(tǒng)的建筑設(shè)計過程在計算機中實現(xiàn)時是按順序進行，也是說建筑師作完了設(shè)計后，其它工程師在此基礎(chǔ)之上，完成各自的設(shè)計計算，而不得改動原設(shè)計。RETEX的構(gòu)思與此不同，它是采用集成規(guī)劃，建筑師從一開始就會得到其他工程師、專家的支持，即從設(shè)計初始階段工程師就參與了設(shè)計過程。這樣可大大提高設(shè)計質(zhì)量和效率。
美國開發(fā)的AEDOT系統(tǒng)也是努力建立一個集成設(shè)計支持系統(tǒng)，與COMBINE不同之處在于AESOT系統(tǒng)是為不同目的專門設(shè)計了一些程序（叫做設(shè)計工具designtools），使用戶可以較方便地模擬。其好處是程序簡便，數(shù)據(jù)易轉(zhuǎn)換、傳遞，不存在轉(zhuǎn)換輸入數(shù)據(jù)文件的困難，但不象COMBINE那樣能充分發(fā)揮已完成的模擬程序的優(yōu)點。因為現(xiàn)有的許多模擬程序應(yīng)用范圍廣，計算效果也較理想，能夠計算比較復(fù)雜的建筑問題。5對我國發(fā)展集成化建筑支持環(huán)境的建議
70年代初發(fā)達國家就普遍開發(fā)建筑模擬軟件，通過模擬來研究節(jié)能建筑和HVAC系統(tǒng)，而我國直到80年代初才在較大范圍內(nèi)開發(fā)和引進建筑分析模擬軟件，比國外晚了10年，這在一定程序上影響了我國建筑和HVAC的發(fā)展。
從80年代初期，發(fā)達國家開始推廣CAD輔助設(shè)計，我國也在廣泛地開發(fā)研究計算機繪圖與計算機輔助設(shè)計在建筑和HVAC設(shè)計中的應(yīng)用。這些研究為進一步開發(fā)集成化支持環(huán)境提供了基礎(chǔ)。開發(fā)建筑優(yōu)化設(shè)計支持環(huán)境能夠大大提高我國建筑和HVAC系統(tǒng)的設(shè)計水平，并能充分利用已有的模擬技術(shù)，節(jié)約人力，節(jié)約能耗。若這方面落后將會對今后我國的建筑和HVAC領(lǐng)域的發(fā)展帶來很大影響。
目前我國一些高校和設(shè)計研究部門已經(jīng)開始做這方面的工作，但都是各成一體。由于集成化設(shè)計支持環(huán)境的開發(fā)是一項巨大的工程，小打小鬧不可能搞成功。按照我國的人力、財力狀況，這樣分頭工作、獨立開發(fā)，要想搞出高水平的集成環(huán)境是比較困難的。因此由有關(guān)部門組織協(xié)調(diào)，或民間加強交流合作是將非常有益的。
由于集成化系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵是多子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的共亨和轉(zhuǎn)換，因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計是非常重要的。只有按照統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，才有可能使我們的系統(tǒng)很方便地與其他系統(tǒng)相連。按照國際標(biāo)準(zhǔn)建立我國建筑的設(shè)備、產(chǎn)品、材料數(shù)據(jù)庫，也才能使這些設(shè)備、產(chǎn)品進入國際市場，納入到國際數(shù)據(jù)庫中，被各種優(yōu)化設(shè)計環(huán)境所接收。因此目前應(yīng)盡早參照ISOSTEP標(biāo)準(zhǔn)，建立我國的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，使各種數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、CAD及模擬軟件的接口、集成環(huán)境的設(shè)計都建立在這個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)之下。
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