从节能设计IFC数据生成IDF数据的机制及关键算法.pdf

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1、第4卷第1期V01．4No．12012年3月Mar．2012从节能设计IFC数据生成IDF数据的机制及关键算法马智亮曾统华魏振华冯妍(清华大学土木工程系，北京100084)【摘要】为研制基于BIM技术的建筑节能设计软件，需要实现从IFC数据到能耗模拟软件所需数据的转换。目前国内外已经有一些相关研究，但其具体转换机制和算法并未公开，也没有实现商业化应用。本研究首先建立了建筑节能设计信息需求模型，然后通过分析IFC标准和主流能耗模拟内核EnergyPlus的IDF格式分别建立起了基于IFC标准和IDF格式的建筑

2、节能设计信息模型，之后在该模型的基础上，通过解决一些关键算法建立并实现了由节能设计IFC数据生成IDF数据的转换机制。实际X-程的应用表明所建立的机制能大大提高建模效率。本研究为开发基于BIM技术的我国建筑节能设计软件奠定了基础。【关键词】IFC；IDF；信息模型；模型转化；BIM应用【中图分类号】TU17；TP274【文献标识码】A【文章编号】1674—7461(2012)01—0001—05件多使用已有的建筑能耗模拟软件，例如主流能耗1引言模拟软件EnergyPlus和DeST等作为模拟内核。这些模拟内

3、核有自己的数据格式，例如EnergyPlus的随着可持续发展思想深入人心，建筑节能问题IDF格式，DeST的XML格式等，因此在开发基于已经受到世界性的普遍关注。目前，我国每年新增BIM技术的建筑节能设计软件时，首先需要解决节建筑面积高达l8亿～20亿ml】J，特别是近年来建能设计IFC数据向能耗模拟软件数据格式转化的问造了大量的大型公共建筑和商业建筑，节能问题尤题。目前国内外已经开展了一些相关研究。劳伦其突出。建筑节能的关键在于节能设计，然而现有斯伯克利国家实验室(LBNL)利用中间工具BSPro的建筑节

4、能设计软件往往不能直接利用建筑设计COM—Server开发的IFCtoIDF插件，实现了简单的结果，需要大量的人工进行重新建模，在实际使用IFC几何数据到IDF数据的转化；Bazjanac等人时效率低下且容易出错。开发了GST／IDFGenerator和IFCHVACinterface，BIM(BuildingInformationModeling，建筑信息模分别实现IFC几何数据和IFCHVAC数据到型)技术的出现为解决该问题提供了可能性。因为IDF数据的转化；GreenBuildingStudio和利用

5、BIM技术设计后得到的结果采取三维模型数DesignBuilder软件则将IFC文件转化为gbXML文字表示，并且包含r属性数据，这样的数据可被计件，将其设置热工属性后再转化为IDF数据；算机程序直接处理，生成建筑节能分析模型。目前YunKyuYi等人先将IFC数据转化成XML格式，再IFC标准已经成为BIM数据的主流标准，可以用来利用其开发的XMLformatfileconve~er工具将设计实现包括节能设计在内的建筑全生命期多阶段及数据转化成DeST的XML文件。然而，这些研究多专业之问的信息共享。成果

6、中的机制和算法并未公开，也未实现商业化进行大型公共建筑和商业建筑的节能设计时应用。往往需要进行能耗模拟。目前的建筑节能设计软本研究旨在研制基于BIM技术的建筑节能设【基金项目】“十一五”国家科技支撑课题“基于BIM技术的下一代建筑工程应用软件研究”(2007BAF23B02)【作者简介】马智亮(1963一)，男，教授，博士生导师。主要研究方向：施工企业信息化、BIM技术。2计软件。为此，本文首先建立了建筑节能设计信息2．2基于IFC标准的建筑节能设计信息模型需求模型，然后通过分析IFC标准和IDF格式对建筑

7、节能信息的表达，分别建立起了基于IFC标准和为了从建筑设计结果IFC数据中抽取用于建筑IDF数据格式的建筑节能设计信息模型，之后在该节能设计的信息，需要用IFC标准表达建筑节能设模型的基础上，通过解决一些关键算法建立并实现计信息，并形成基于IFC标准的建筑节能设计信息了由节能设计IFC数据生成IDF数据的转化机制。模型。经分析归纳，本研究建立了相关模型，如图2该转化机制为开发基于BIM技术的我国建筑节能所示。设计软件奠定了基础。该模型包括了建筑节能设计信息需求模型所包含的6个方面信息，其中用IFC对象实体来

8、表达2建筑节能设计信息模型信息，并用实体属性或者IFC关系实体将不同的IFC对象实体联系起来。例如，几何信息作为建筑2．1建筑节能设计信息需求模型构件的属性，直接与其相关联；建筑构件与空间之本研究通过对建筑节能设计的实际工作流程间通过表示空间边界的关系实体IfcRelspaceBound—以及现有软件进行调研，首先对建筑节能设计的信ary建立关联以表达两者之间的空间位置关系，而空息需求进行了分析，并建立了建筑节能