基于多源物理环境数据分析的生态城市 设计探索

在高强度的城市建设和公共活动影响下,城市公共空间的环境品质问题日趋严重,创建高品质的城市空间环境也随之成为城市发展的重要主题。对风环境、热环境和声环境的数据综合分析以及城市物理环境与空间形态的耦合优化研究成为城市品质提升的关键之一。以物理环境的单一维度转向以多元要素综合研究为基础,并与城市设计实践相结合,阐述了多源物理环境数据的综合分析方法。通过对古荥大运河的实证探索,研究城市物理环境数据分析方法在城市设计中的深度介入,据此可建立基于城市物理环境优化的城市空间形态布局,通过物理环境优化对城市空间环境品质问题进行具有针对性的实践提升与设计引导。     

基于物理环境数字地图的城市设计逐级优化——过程性探索

在高强度的人工建设和城市活动影响下,城市空间环境品质问题日趋严重,创建宜居的城市空间物理环境也随之成为了当今城市、建筑和景观设计的重要主题,因此城市物理环境研究成为当下城市空间品质提升的关键着力点。但从目前城市规划设计的实践情况来看,物理环境研究缺乏综合集成研究,缺乏和规划设计的交互反馈优化。在物理环境与城市空间形态耦合研究的基础上,阐述了城市物理环境数字地图的建构理论和方法,通过scSTREAM,Cadna/A和ENVI-met等城市物理环境模拟和分析软件,构建起城市物理环境评估模型,从风、声、热3个维度对城市设计方案进行多轮物理环境模拟及交互反馈,实现从地段、街区到建筑组团的逐级优化过程。文章通过常州火车站地区的实证探索,研究城市物理环境数字地图在城市设计中的应用,验证物理环境评估模型可以在一定程度上提高城市设计的空间舒适度,促进城市设计空间布局的人本性、科学性、合理性。据此建立基于物理环境优化的城市空间布局理想图式,形成对于城市空间物理环境问题的具有针对性的实践路径。     

后智慧城市转型背景下高密度城区建成环境的品质提升研究

城市的高密度城区通常是城市公共设施与公共活动最为集中的区域,但在高密度建设中也出现了通风不畅、热岛效应增加、污染加剧、步行空间破碎等问题,影响正常的人群活动,甚至危及人体健康。在后智慧城市转型的发展背景下,数字化、信息化与人工智能技术逐渐深度嵌入城市各系统之中,形成以城市智能和自治系统为支撑的新技术体系,以解决高密度城区复杂多样的发展问题,实现人与城市的可持续发展。基于此,本文在对高密度城区建成环境特征和人群活动特征进行深入理论剖析的基础上,揭示了高密度城区超高空间建设强度和建筑高度的特征以及小尺度、多簇群的空间肌理,发现了高密度城区人群高频动态交互、簇群集散、潮汐涌动等活动特征。笔者认为,不同的人群活动对环境品质有着不同的需求,同时,即使是在高密度的建成环境中,通过空间形态的优化,也能起到良好的促进通风、减少污染、提升物理环境舒适度的效果。由此,本文建立了"街道景观—物理环境—人群活动"等要素一体化的环境品质提升框架,进而通过多源异构大数据的耦合分析,探索步行环境品质、物理环境品质、街道景观品质等各要素关联互馈的耦合机制,并根据不同的行为活动需求,提出相应的建成环境品质优化提升的途径与方法。在此基础上,结合人工智能技术的介入,提出可行的智能化规划和自动化响应策略,为高密度城区建成环境的品质提升提供有益的借鉴与指导。     

基于建筑性能分析的寒冷地区医院门诊部庭院空间形式研究

基于环境健康理念,以寒冷地区医院门诊部庭院空间为研究对象,通过软件模拟对庭院空间的围合形式、尺度、朝向与门诊部能耗、光环境及风环境的影响进行研究,揭示庭院空间形式与能耗、物理环境间的影响机理,为医院门诊部设计提供优化建议,以达到建设健康医疗环境及生态环境的设计目标。     

广州地区街道微气候模拟及改善策略研究

城市街道是使用频率较高的公共户外空间,良好的物理环境是提高室外行人舒适度的前提条件.以广州4条不同等级和朝向的街道作为模拟对象,利用微气候软件ENVI-met对街道微气候进行模拟计算,发现街谷易形成局部高温区域,优化建筑界面形态可提高街谷风环境.通过提高街谷高宽比、优化建筑界面、增加通风廊道、加强路面透水性、提高绿化遮阳效率等多项城市设计策略协同作用,可以全面地提升街谷及附近街区的环境品质,改善街区整体微气候.     

建筑设计多目标优化的研究热点与趋势分析北大核心

以中国知网(CNKI)和Web of Science(WOS)数据库中建筑多目标优化的相关文献为基础,运用CiteSpaces总结其研究历程与研究热点,讨论不同工况性能优化设计与工作流的研究进展。结果表明:①建筑光热环境、能耗效率等单一物理场是研究热点,建筑全生命周期成本、建筑风环境、能耗模拟仿真有望成为今后研究的重点方向;②多物理场耦合仍存在局限性,仿真引擎与设计软件结合、优化算法迭代是深化研究的主要挑战;③设计优化与工程项目对接有待提升,这需要更准确规范的数据集、BIM框架以及能够支持各种建筑方案、尺寸、配置的系统;④目前研究多集中于单体建筑性能提升,对城市设计中多尺度指标,如碳排放、生活体验、经济效益等要素,需要统筹考虑。     

基于多变量分析的滨海城市空间形态与中尺度风环境的耦合机制研究初探之研究意义、内容、目标和创新点

针对滨海城市风环境变量的矛盾性、复杂性以及城市空间形态难以量化研究的问题,灵活运用多变量分析技术探索滨海城市空间形态与中尺度风环境系统相互融合的可行技术途径及耦合机制。梳理滨海城市空间形态的变化对风环境的影响机制,研究基于中尺度风环境模式嵌套城市边界层并结合城市下垫面能量平衡模式,以构建城市空间形态对城市风环境的响应策略,模拟分析不同情景下城市热岛、局地风和污染扩散的响应特征,并结合社会经济的发展需求,确定可行的城市空间形态方案。利用卫星遥感与地面监测相结合收集相关参量,由CFD模拟核算,经多变量分析得出结论后,通过大型风洞实验室模型验证。进一步研发可优化滨海城市风环境的空间形态引导系统软件。此研究将有助于通过空间引导对城市风环境的主动调节,为当前我国滨海城市高速发展引发的大气污染防治、台风防灾减灾、城市节能减排等热点研究问题提供参考,并响应政府建设新型智慧城市的号召。     

城市三维空间形态及其热环境效应研究进展

快速城市化进程在导致城市水平扩张的同时,城市建筑的高层化和立体化趋势使得城市空间形态呈现出显著的三维特征,城市人居环境的影响机制亦变得更为复杂,其中热岛效应便是城市健康恶化的主要体现。文章综述了城市空间形态研究在三维空间上的进展和热环境效应,同时还梳理了国内外气候适应性城市规划设计实践应用及未来发展方向。指出建立融合城市三维空间形态动力机制和城市微气候相关环境因子于一体的多尺度模型优化设计等发展构想。     

基于精明营建理念的城市绿地协同塑造探究——以广州南沙明珠湾起步区C2单元为例

针对我国城市建设面临的复杂挑战，为城市绿地这一重要城市公共空间的塑造提供跨尺度、跨专业、多主体的综合解决策略。梳理国内外相关文献研究及实践案例，引入“精明营建”理念,并以广州南沙明珠湾起步区C2单元的营建实例为说明对象：通过精明营建理念的介入，引导绿地系统的多方协商共建，促成了跨尺度绿地系统的合理布局、城市绿地面积的增加、公共空间格局的优化。城市绿地的塑造需关注尺度、专业、主体协同，并结合系统性设计与管控、多专业工程叠加与耦合、非“单箭头”模式的多方协作商讨，推动城市绿地综合效益的提升。     

寒地商业建筑入口空间形态设计研究

随着当代城市发展的延异,公共建筑的创造性介入使得城市空间环境愈发充满活力.商业建筑作为彰显城市性格的重要建筑类型,其入口空间除了衔接了建筑内外,也是不应忽视的设计要素.然而,现阶段我国寒地商业建筑入口空间形态设计因地域、经济等因素受限,其设计未能完全体现一定的系统性.文章以寒地商业建筑入口空间为研究对象,着眼于空间形态设计,从空间形体、空间尺度、空间界面三个层面提出寒地商业建筑入口空间形态的设计方法.     

基于微气候性能化的村落空间形态模拟优化方法研究

当前村落规划远离自然生态,空间形态呆板,存在诸多困境与问题,本文以陕西关中村落为研究对象,运用微气候与性能化研究方法,通过参数化设计平台(RhinocerosGrasshopper)构建参数建模、性能模拟、自动生成与遗传优化等步骤,从前期设计阶段提高村落空间的环境效益,探索村落空间形态模拟优化的方法与数字化设计流程。通过量化模拟、生成、优化等系列运算,以形体参数为自变量,选择通用热气候评价指标(UTCI)作为微气候舒适度的评价指标,以冬季热舒适度、冬季日照时数、夏季热不舒适百分比为优化目标,探讨建筑与气候环境的耦合关系,开展多目标遗传优化,提升村落的空间形态设计方法,为绿色村落规划设计实践提供参考。     

新加坡城市公共开放空间亲生物设计策略研究

研究新加坡城市公共开放空间的亲生物设计实践案例,分析其高品质健康人居环境的思路与方法。在宏观、中观和微观尺度,分别选取具有代表性的设计案例,基于亲生物设计理论框架,应用案例分析和实地调研的方法,对新加坡城市公共开放空间系统中的亲生物设计进行解读。设计策略总结为“直接利用自然”“技术整合自然”“仿生模拟自然”“乡土智慧应用”和“社区共创营造”。新加坡的亲生物设计实践经验,能够为我国华南地区城市生态修复、公共空间更新和健康景观设计等实践提供借鉴。     

跨尺度图析蓝绿基础设施——以粤港澳大湾区为例

随着对人类-环境耦合系统的深入认识,空间发展和治理进入了强调多时空尺度、跨组织分层的新阶段;在领土开发和治理的过程中,对蓝绿基础设施（blue-green infrastructure, BGI）的概念认知和构建方法提出新要求。为了理解和识别多尺度蓝绿系统耦合关系的发展与变化,提出复杂适应性系统视角下国土空间规划设计的跨尺度图析方法,结合多尺度空间数据与形态类型学,剖析和比较景观基底、基础网络、聚落发展3个层面之间的空间关系。以粤港澳大湾区为例,采用跨尺度图析方法识别并呈现BGI发展过程,揭示各个时期BGI在组成、格局和尺度上的发展规律,提出在国土空间发展、治理尺度和格局发生剧变的当下,BGI是延续和完善国土空间稳态的支撑,可以将上述规律应用于国土空间规划,尤其是对BGI历史格局和尺度的重现和延续,尝试构建内涵更丰富、更有韧性的BGI。     

城市设计与城市水文管理的整合——澳大利亚水敏性城市设计

城市设计可以通过物质形态设计优化城市空间环境,减少城市开发对自然水循环的影响,促进城市水生态系统的可持续发展。澳大利亚水敏性城市设计将城市设计与城市水文管理相整合,在设计对策、规划实施、项目实践等方面取得显著成果,为城市设计相关研究提供了富有价值的思路和方法。     

舒适与健康的居住环境是住宅设计的宗旨

住宅设计的宗旨是遵循“以人为本”，创造舒适与健康的居住环境。从物理与心理环境、空间的尺度可变性、功能的适用性及生活配套设施完善诸方面着手，全面地运用现代科学技术成果，优化集成，合理设计。     

人因工程学导向的循证设计方法在主动健康环境营造中的整体设计路径初探

针对建筑对人体健康影响的关注的不断提升,本文首先回顾了人因工程学导向的循证设计方法的发展历程,并探讨了包含主动健康环境核心建筑要素提取、实验平台建立与定量实验研究、基于多参数空间原型的多目标耦合优化3个关键环节在内的建筑主动健康环境营造整体策略研究的基本路线与相应实验平台构建,为开展主动健康环境营造提供路线指引。     

《纽约区划决议案》中商业区公共空间设计管控解读及启示

商业区公共空间是城市公共空间的重要组成部分，其设计管控能够提升城市公共空间的活力与品质。已有研究多关注商业区公共空间的功能及其在城市更新中的作用，对其设计管控的研究相对较少。详细解读了《纽约区划决议案》中商业区公共空间的设计规定，分析了商业区公共空间的设计管控策略，并得出4点启示：搭建多尺度、全域全要素框架，加强设计管控的指导性与落地性；制定“量化为主，刚弹结合”的设计管控标准；优化容积率奖励机制，加大奖励力度；完善审查与监管制度，加强多部门协同及公众参与，以期为我国商业区公共空间的设计管控与品质提升提供借鉴。     

国土空间规划背景下城市水网空间近自然修复规划策略与实践——以江苏省太仓市为例

城市水网空间是典型的蓝绿耦合空间,大多面临蓝绿空间结构失衡、与城市腹地缺少互动、人工干预措施低效三大问题。如何构建多目标集成的蓝绿生态空间,高效修复退化受损的城市水网空间,积极回应经济、社会、环境等各方空间诉求,成为国土空间规划背景下城市水网空间生态修复亟待解决的问题。在基于自然的解决方案（Nature-based Solutions, NbS）理念的启发下,选取江苏省太仓市为研究对象,基于压力-状态-响应（pressure-state-response, PSR）模型,在河段尺度下进行近自然整体生态指标评价,从自然环境、社会发展两方面构建评价方法,构建城市水网空间的近自然修复规划框架。并在宏观尺度“蓝绿耦合”,协调构建“三横三纵多点”的整体生态格局;在中观尺度“以蓝养绿”,提出5类河段空间发展引导策略;在微观尺度“以绿愈蓝”,引导重点地块近自然修复。研究表明,城市水网空间的近自然修复是实现蓝绿要素耦合关联、多价值协同的有效技术途径,有助于提升水网空间治理理念的全局性、治理内容的统筹性、治理方式的耦合性和治理策略的实效性。     

秦岭山地古镇街谷空间与物理环境解析

随着经济建设发展,兼具生态和文化特色的秦岭山地古镇新建沿街建筑高度逐渐升高,相对日照、通风等物理环境舒适度逐渐降低,传统街谷空间格局也逐渐丧失。通过对传统街道两侧建筑空间尺度及现状风环境的实测,掌握秦岭古镇传统街谷空间尺度及风环境现状,并结合人的尺度感特征,运用计算流体动力学(CFD)软件模拟及日照软件分析的方法,研究具有舒适日照、通风物理环境的新建街谷空间具体控制指标。希望通过本研究,延续秦岭山地古镇的传统街谷空间格局,营造具有舒适物理环境的街谷空间,对新建沿街建筑空间提供设计依据。     

使用MOEA的城市设计物理环境多目标寻优方法

文章聚焦于解决城市设计中多种物理环境性能评价和形态优化设计之间普遍存在的脱节问题,提出了一种整合优化的设计方法。文章讲解了该方法的基本原理,是通过两阶段型的工作框架将环境性能优化的目标和数据在区域规划与城市设计的上下层次间实现传递。该方法的核心是基于模拟的优化引擎,使用多目标进化算法（MOEA）驱动多目标寻优过程,在过程层面实现了预测与优化的过程合一,在要素层面实现了多种性能共同优化的效果。文章通过案例展示了该方法在区域规划和城市设计两个层次的设计工作实验,验证了该方法的有效性和优化设计的效率。