[发明专利]一种基于局地光气候的严寒地区建筑自然采光性能仿真方法

权利要求书

1.一种基于局地光气候的严寒地区建筑自然采光性能仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、建立严寒地区局地天空亮度分布数据库；

步骤2、构建天空元亮度数据与人工天穹灯具组映射关系；

步骤3、拟仿真建筑物理模型数控建造；

步骤4、进行局地光气候的建筑自然采光性能仿真；

所述步骤1具体为：根据自然采光性能仿真目的、地理信息和环境信息确定天空亮度分布数据采集时间域和采集时间步长；将局地天空网格化，划分为145个天空元，利用全天空亮度扫描仪对严寒地区局地天空亮度分布数据进行采集，每4.5分钟完成一次对全天空的扫描；利用参数化建模工具，基于全天空亮度扫描仪实测数据，建立严寒地区局地天空亮度分布数据库。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2具体为：基于严寒地区局地天空亮度分布数据库，利用参数化编程技术对人工天穹灯具组控制软件进行二次开发，建立人工天穹灯具组控制软件与天空亮度分布数据库之间的数据交互接口程序，实现人工天穹灯具组控制软件与天空亮度分布数据库的协同，从而建立各天空元亮度数据与其相应的人工天穹灯具组映射关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3具体为：采用建筑信息建模工具建立拟仿真建筑物理模型，利用激光测距仪和照度计对拟仿真建筑形态空间与材料光学属性参数进行实测或根据设计图纸将所述拟仿真建筑形态空间与材料光学属性参数输入拟仿真建筑物理模型；拟仿真建筑物理模型应根据人工天穹实验区尺度进行等比例缩放，按一定比例将拟仿真建筑物理模型输出为数控建造文件，应用光敏树脂三维打印设备对拟仿真建筑物理模型进行数控建造，准确还原拟仿真建筑形态空间与材料光学属性信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4具体为：根据自然采光仿真目的与精度要求，设定数控建造后的拟仿真建筑物理模型分析面高度与网格密度，于各网格中心点布置照度传感器，并将传感器组与Arduino开发板关联；根据仿真模拟时间要求，应用人工天穹灯具组控制软件读取严寒地区局地天空亮度分布数据库在相应时间点的天空亮度数据，调整人工天穹灯具亮度，展开光气候仿真，照度传感器记录数控建造后的拟仿真建筑物理模型分析网格照度数据，完成基于局地光气候的严寒地区建筑自然采光性能仿真。