“ 建筑大师贝律铭曾经说过：““建筑，是用结构来表达思想的科学性的艺术。”而在当下，随着对可持续设计和生态影响的日益重视，建筑合规的标准也发生了重大变化：低能耗环保标准已经逐渐从可选项变为强制选项，而除此之外，建筑对气候变化的适应性也越来越受重视。

在这其中，仿真技术的发展和运用则大大方便了建筑师从理念到现实的进程，那么在2021年，建筑仿真有什么大方向的调整和变化呢？“

今天我们来谈谈2021年建筑仿真的几大趋势，为了谈清楚这个问题，首先要了解两个问题：即什么是建筑仿真，现在建筑仿真的模拟工具有哪些。

1、什么是建筑仿真

建筑仿真模拟是一种测试建筑设计元素在实际条件下的性能的方式，而这些都是通过使用数学模型完成的，这种基于计算机的仿真使建筑师和工程师能够评估其设计的性能。

当然这种仿真是需要基础的，而这个基础就是用户提供的一系列信息，通常包括：气候数据，照明要求和占用情况。基于这个基础，仿真结果可以确定内部温度，新鲜空气速率，CO2水平和能耗。

有人认为建筑仿真意义不大，果真如此吗？

这种观点显然是错误的，建筑物模拟首先能够简化现代建筑物的复杂性，还可以帮助建筑环境中的专业人员迭代设计，选择材料和设备，在美观的同时确保建筑物的安全可靠以及减少设计中的成本浪费。

可以说，计算机仿真技术正以更高的规律性用于建筑项目工作流中，并且呈指数级增长。

2、建筑物仿真模拟的工具有哪些

既然建筑仿真如此重要，那么工程技术人员是通过哪些工具来进行建筑仿真呢？

目前市面上，用于构建仿真的工具有数百种，并且会根据行业应用而有所不同。建模和仿真已应用于建筑环境中的各个学科，从确定HVAC设备的尺寸到计算绿色建筑认证的性能等级。

模拟工作流程始于CAD模型，该模型生成建筑物的数字表示形式，设计人员完全可以根据预期目的或所需结果选择软件工具。例如，希望评估通风系统或温度控制的工程师可以利用使用计算流体动力学（CFD）来模拟气流的软件。

3、建筑仿真三大趋势

随着仿真技术的发展，复杂和准确的建模使设计师能够扩展自己的创造力，并与不断变化的气候要求保持同步。随着建筑环境的适应和发展，建筑模拟软件也不断发展。基于此，我们判断建筑仿真将会有以下三个主要趋势：

（1）使用多种工具进行联合仿真

目前市面上的仿真软件通常都有自己的侧重点，有些建筑物模拟软件可能用于评估能量或热舒适度，但不一定可以进行详细的气流模拟模拟。但通常建筑物内外部的气流对建筑物的整体能源性能和舒适性都有重要影响，因此，通过在CFD中应用物理原理来补充热建模工具，可以最好地实现可靠的设计验证。

目前解决这个问题可以通过基于云仿真工具来实现，比如SimScale，它可以将CFD与第三方软件进行无缝的集成，因此结果可以轻松导入到支持的工具中进行处理。例如，CFD工具可用于在建筑设计上生成风压系数。这对设计人员而言是至关重要的，因为仅靠热建模工具无法计算风压系数值。因此，使用多种工具进行协同仿真可产生最完整的图像，并应成为行业标准。

（2）捕捉更多物理参数

谈到建筑物仿真的时候，就不能不考虑室外环境变化对室内环境的影响，尤其是当建筑物采用自然通风或混合通风时。

过去，设计人员不得不分别对外部和室内环境进行建模。但是，通过CFD捕获更多物理参数以用于建筑仿真的能力在技术上正变得可行，例如，无论是通过通风还是渗透，大气变化都会显着影响供热或制冷负荷。

如今，建筑仿真软件可以更有效地耦合这些变量，并提供外部环境对复杂的供热和制冷系统设计的全面影响，通过基于云平台的CFD运算，设计师可以摆脱有限的计算能力，从而获得前所未有的高保真工程仿真访问权限。并行运行多个模拟所需的计算能力已转移到云中，现在可以在简单的Web浏览器中使用。

（3）协作与整合

随着AEC行业（建筑、工程和施工）技术的进步，建筑仿真将最大程度地提高生产力，准确性和成本节省。

传统AEC行业工作流程中，需要在不同工作部门间交换信息。SIMscale的仿真平台通过仪表盘和API的解决方案将不同的设计工具连接起来，可以轻松实现各部门各流程的自动化共享，释放了整个建筑生命周期各个阶段的全部仿真能力。

这意味着设计人员几乎可以在设计过程的任何步骤中（无论是模型建模，施工计划，建筑性能观察还是更多），都可以轻松共享项目并确定同事，所有者和承包商等的可访问性级别。

API集成在建筑仿真软件中是足以改变游戏规则的进步：

“不需要再为每位用户创建自定义工具，以使他们能够接管文件的编辑权限，并根据每个项目或几何问题的需要对其进行修改。共享项目和结果使得这一过程变得非常便捷。”

4、建立在未来的模拟

从目前来看，对日益复杂的建筑系统实际性能的仿真需求非常迫切，而在如今的仿真中，影响建筑性能的因素逐渐增加也日趋严格，在这种情况下，计算能力的标准就非常高。

因此，仿真工具的集成和共享协作就非常必要，而这也是未来建筑仿真的趋势，其中云计算是完全实现这些进步的重要选择。

通过各种云原生仿真平台允许用户测试，验证和优化设计，最终使架构师和工程师能够做出最佳决策，以最大程度地提高建筑的舒适度，同时努力实现净零能耗。

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