王晓宇等在《Building and Environment》上发表论文

近日，工作室王晓宇等在《Building and Environment》上发表题为“A novel and efficient method for calculating beam shadows on exterior surfaces of buildings in dense urban contexts”的研究论文（DOI:  https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.109937）。《Building and Environment》是建筑工程技术领域国际著名SCI刊物，在JCR分区CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY与ENGINEERING, CIVIL中属于Q1，并为中科院一区TOP期刊，2022年影响因子为7.093。

目前城市建筑能耗模拟领域存在的一个主要问题是计算效率低，限制了其在规划设计中的实际应用。研究表明城市建筑能耗计算中辐射模块计算时间约占2/3，是城市建筑能耗模拟计算速度慢甚至导致程序崩溃的根源所在。这是因为在复杂建成环境下，需综合考虑短波辐射和长波辐射。由于建筑间相互遮挡，量化计算这些辐射关系涉及两个关键参数，即城市建筑表面阴影和城市各表面间视野因子。而目前计算这两个参数所采用的正向投影法和光线反向追踪法均需对计算域内所有建筑面进行遍历，计算时间与计算域内建筑面数量的平方成正比。因此建立一种高效的城市建筑表面辐射计算方法是城市建筑能耗模拟领域亟待解决的一个重要问题。

基于此，本论文提出一种“领域建筑面”法，以精准快速筛选出可能对目标建筑产生遮挡的面，再采用正向投影法或者光线追踪法来进行城市建筑表面阴影计算。通过实际的城市建筑案例分析，研究结果表明与不采用“领域建筑面”判定准则相比，采用本论文提出的“领域建筑面”法后，阴影计算时间减小约92%；与采用已有“领域建筑面”判定准则相比，采用本论文提出的“领域建筑面”法后，阴影计算时间减小约68%。因此，本论文提出的“领域建筑面”法可应用于实现复杂建成环境下城市建筑表面阴影高效计算。