[发明专利]面向绿色住区设计方案初期的参数化生成优化设计方法

说明书

本发明公开了面向绿色住区设计方案初期的参数化生成优化设计方法，步骤如下：S1：以参数化软件Rhino&Grasshopper为平台，在平台内输入规划条件参数和建筑信息参数，确定参数属性和可取范围；S2：根据参数及相关住区设计规则，进行参数化建模自动生成住区方案，并以三维形式展出；S3：确定要评价的性能指标及其计算方法，根据方案进行计算评价，获得性能指标参数；S4：以Octopus运算器为寻优计算子模块的核心运算器，采用HpyE寻优算法与SPEA2进化算法进行多目标寻优计算，最终获得最优化方案集合和优化性能效果评价结果。本发明方法对不同设计条件和规则的定量感知更全面、可靠和准确，能在规定的、较短的设计周期内，自动生成绿色住区设计方案并对方案的性能进行优化。

技术领域

本发明涉及建筑设计技术领域，具体为面向绿色住区设计方案初期的参数化生成优化设计方法。

背景技术

随着人口持续增长和城市的不断扩张，城市对能源资源的消耗日益加增，导致了全球气候变化、城市环境恶化等一系列问题。绿色住区作为生态城市与绿色建筑发展建设的重要内容，它的研究与发展体现了可持续发展的理念，将成为未来的主导趋势，在降低居住建筑能耗，改善社区居住环境，促进城市绿色发展等方面具有举足轻重的意义。

日前，绿色国内住区生成设计还局限于“经验与手工计算”的传统设计模式，建筑师基于自身经验、知识与灵感，采用人工方法，来综合解决设计中的各种矛盾和需求，方案生成过程“牵一发而动全身”，往往以单一状态的设计形式表达最后的设计结果。因而，区别于传统设计模式，利用参数化设计模式，在设计师主导的基础上，根据各地住区规划与设计规范的差异与不同的需求调整参数可取范围，快速生成预定义、阶段性的设计方案，在较短时间内自动生成若干个经过优化的绿色住区方案，是本领域需要解决的核心问题。

现有的绿色住区性能优化设计还局限于单目标，往往得到某一目标的最优解，难以兼顾其余目标的优化，从而难以寻求一个折中的优化目标解集。且优化设计发力于设计后期，侧重于方案评价，总体停留在初级阶段，相关的性能算法和软件平台十分缺乏，无法满足绿色住区快速发展建设的需求。

发明内容

针对现有住区设计方法存在的不足，本发明提供了一种面向绿色住区设计方案初期的参数化生成优化设计方法，对不同设计条件和规则的定量感知更全面、可靠和准确，能在规定的、较短的设计周期内，自动生成绿色住区设计方案并对方案的性能进行优化。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

面向绿色住区设计方案初期的参数化生成优化设计方法，包括以下步骤：

S1:以参数化软件Rhino&Grasshopper为平台，分别将规划条件参数和建筑信息参数输入平台，并分别确定参数属性，分别限定参数可取范围；

S2:根据步骤S1输入的参数及住区设计规则，在参数化建模模块进行逻辑运算，自动生成住区方案，以三维形式展出，并将所述方案输出到以下步骤S3；

S3：确定要评价的性能指标及其计算方法，根据步骤S2所述住区方案输出的参数进行计算评价，获得性能指标参数；

S4:多目标寻优：以Octopus运算器为寻优计算子模块的核心运算器，多目标寻优采用HpyE寻优算法与SPEA2进化算法进行寻优迭代计算，得到方案优化结果集和优化性能评价结果。

S5：最后输出最优化方案集合以及优化性能评价结果。

所述步骤S1中所述的规划条件参数，包括场地轮廓信息、容积率、建筑密度、日照条件、防火间距和红线退距；所述规划条件参数的可取范围，基于国家标准及各地规划管理部门制定的有关技术规定，并根据平台开发的精度目标而确定。

所述步骤S1中所述的建筑信息参数，包括建筑单体轮廓线、建筑朝向、建筑层高、建筑层数和建筑栋数。