面向建筑节能新规范的AutoCAD二次开发研究

2012-10-27杨逊，赵静

四川建筑 2012年1期

杨逊，赵静

(信息产业电子第十一设计研究院有限公司，四川成都610021)

目前已有若干建筑节能设计软件面世［3］，［4］，但由于各地执行标准不统一，且多采用近似数学模拟模型，导致最终计算结果存在较大的差异。因此，根据我省实际执行标准，开发适合我省应用的建筑节能设计软件是当前我省建筑节能设计的迫切需求。

本文探讨了面向四川省执行建筑节能新规范服务的AutoCAD二次开发技术，基于VBA平台开发了一个建筑节能设计系统，实现了包括建筑热工节能设计的自动运算等功能。实践表明，该设计切实可行，系统实时性强、可重用、易扩展，为当前建筑节能设计自动化探索了有益的新途径。

1 建筑节能新规范与AutoCAD二次开发技术

1.1 四川地区建筑节能新规范

建筑节能设计是建筑节能的基础。它涉及夏季隔热、冬季保温以及过渡季节的除湿和自然通风等因素。在夏热冬冷地区建筑总平面布置时，要争取良好朝向，应主要采取南北朝向布局，这有利于夏季减少太阳辐射的热，冬季增加太阳辐射的热，从而减少采暖及空调负荷，达到节能效果。总体而言，建筑围护结构热工物理控制指标要符合《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 134－2001)中的各项指标要求［5］。

四川夏热冬冷地区年日照率一般在50%以下［6］，冬季最低，仅为15% ～20%，普遍低于北方地区的城市(冬季日照率大多超过60%)。盆地气候还有冬季多雾的特点，阴雨绵绵，空气相对湿度高达80%以上，使得冬季阴冷潮湿。虽然春季气温回暖早，但不稳定，常出现倒春寒天气，秋季低温来得早。特殊的阴冷气候特征为四川地区的建筑节能设计提出了更高的要求。为此，四川省颁布了《四川省夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(J 10147－2002)以适应四川地区的建筑节能设计需求。从当前我国各区域的发展水平来看，四川省的城市基础设施尚有很大发展空间，不像北京、上海、广州、深圳等城市较发达地区的城市基本已经定型，因此可在早中期阶段就规划建设绿色的城市。而且，四川能源资源禀赋决定了是以水电为主的能源结构，向低碳和绿色转型也具有一定的潜在优势。

1.2 AutoCAD二次开发技术

作为建筑行业通用的主流绘图设计软件，AutoCAD是一个通用的计算机辅助设计和绘图软件包。由于建筑行业有自己的专业标准，不同的设计单位也有自己的技术规格和企业标准，每个工程师和绘图员更有个性化的工作方式。因此AutoCAD无法满足所有用户的具体要求。但是通过其系统提供的开放式体系结构、多种编程工具和接口，设计者可以对其进行扩充和修改，使之成为一个为不同行业、不同标准使用者量身定做的专业软件。

VBA是 Visua1BasieforApplieation的缩写，是基于ActiveX Automation(过去称为OLE Automation)技术的Auto-CAD二次开发工具，它与AutoCAD主程序的通信简单而高效，由于共享内存空间，使它具有更快的执行速度，且其语法结构简洁，便于用户快速有效的开发出实用的应用软件，在业界获得了广泛的应用［7］。AutoCAD VBA开发主要提供以下功能。

(1)强大的窗体创建能力，为应用程序建立对话框及其他屏幕界面。

(2)自定义菜单和工具条。

(3)功能强大的模块级宏指令。

(4)提供建立类模块的功能，这对于大型软件工程的开发非常有利，因为类模块可提供重用组件。

(5)具备完善的数据访问和管理能力，通过DA0(数据访问对象)可以对Access数据库和其它数据库实现访问和管理。

(6)使用SQL语句检索数据，与RDO(远程数据对象)结合起来，能够建立客户机/服务器级的通讯。

(7)能够使用Win32API提供的系统函数，建立应用程序和操作系统之间的通讯。

2 系统设计

2.1 设计原则

建筑节能设计标准主要控制以下几个方面的内容:①室内热环境和建筑节能设计指标;②建筑和建筑热工节能设计指标;③建筑物的节能综合指标;④采暖、空调和通风节能设计等。

目前的建筑节能设计标准在保证实现建筑节能目标的前提下，具有一定的灵活性，主要提供了使用规定性指标和性能性指标两条节能设计达标的途径。规定性指标使设计人员摆脱了复杂高深的计算分析，节省了大量的时间，在保证工程设计的合理性和成功方面有重大作用。因此，本次系统设计主要遵循规定性指标的设计原则，以建筑热工节能设计屋面构造实体层传热阻指标为例，它主要的标准为:

成都地区公共建筑，要求屋面传热系数K＜0.7，实际工程屋面传热系数可由各材料导热系数及材料厚度，通过(材料层热阻R=材料厚度/导热系数)这一简单公式的最终加权值予以求出，再将求出值与要求值相对比即可知工程屋面节能设计是否符合要求。

2.2 数据流程设计

数据流程设计是CAD二次开发的基础，以建筑热工节能设计数据流程为例，本系统的数据流程如图1所示。

图1 建筑热工节能设计数据流程

2.3 系统功能设计

根据建筑节能设计的要求，系统功能的开发包括:依据不同节能设计指标开发出规范的数据库(包括计算公式库、指标参数库等)、计算模块、输入输出模块、质量检查模块等。填充系统功能结构如图2所示。

图2 系统功能模块

3 系统开发实现

笔者在对仁寿县职业教育中心建设项目的研究中，运用VBA平台开发了一个“建筑节能设计智能计算”系统，取得了较好的效果。由于该项目为仁寿县职业教育中心建设项目，属“行政管理中心(电化电教实训办公综合楼)”子项，本建筑主要服务对象为参与电化电教的师生群体，如何在保证建筑使用功能的情况下，加强节能设计，同时为参与教学活动的师生们提供优良的教学环境。

3.1 输入输出模块开发

数据的输入输出是系统的基础环节，它包括菜单和工具条的定制，以及最终计算结果的制表输出。该模块开发的关键代码如下:

'创建新的菜单项

Dim SingleMenu As Object

Set SingleMenu=

newMenu.AddSubMenu(newMenu.Count+1，"建筑热工节能计算")'添加到新菜单

……

Dim SubMenuItem As Object

Dim SubMacro As String

SubMacro=Chr(3)＆ Chr(3)＆ "(vl－vbarun" ＆ Chr(34)＆"Start HdmBz"＆Chr(34)＆")"＆Chr(13)

Set SubMenuItem=

SingleMenu.AddMenuItem(SingleMenu.Count+1，"梁、柱热工节能计算"，SubMacro)'创建新的子菜单

……

新菜单定制如图3所示。

图3 系统菜单定制

3.2 系统计算模块开发

计算模块是本系统开发的关键，以建筑热工节能的计算为例，按图1所示的数据流程，重点在于各项节能指标的运算。如地面保温隔热设计技术措施及设计地面总传热阻的计算，成都地区公共建筑，要求地面总传热阻＞1.2，实际工程中地面总传热阻，同样可由各材料导热系数及材料厚度，通过(材料层热阻R=材料厚度/导热系数)这一简单公式的最终加权值予以求出，再将求出值与要求值相对比即可知工程地面节能设计是否符合要求。

该功能开发的关键代码如下:

Dim p(0 To 49)As Double'定义相关数组;

……

Dim myl As Object'定义引用对象变量;

Set P(1)=PS－FL5+9A+FL6

'根据公式运算