基于参数化技术的建筑方案阶段节能设计研究 ——以德国北部地区能源学校项目为例

以德国北部地区能源学校项目为例,依托Grasshopper+Python编程与数据可视化平台,探究适用于国内现状的参数化建筑节能设计方法.从策略制定、方案寻优、数据分析三个方面展开研究,依据建筑方案阶段设计流程,遵循德国可持续建筑设计标准,将建筑的主动式与被动式节能设计语言进行参数转化与整合,编辑应用于各环节的设计算法...     

基于Ladybug+Honeybee参数化的寒冷地区幼儿园节能模拟分析

随着国家对生态可持续发展的关注度不断增加,节能设计成为寒冷地区幼儿园建筑研究中的核心问题。为提升寒冷地区幼儿园环境的安全与健康水平,本文选取该区域幼儿园建筑为研究对象,运用建筑类型学原理,遵循国内建筑节能设计规范,在此基础上借助Ladybug+Honeybee工具,从幼儿园的“场地布局”“单体形态”和“细部设计”等三个层面进行数值模拟与评价,实现以节能为目标的幼儿园建筑形态自动寻优与创新,提出L+H的参数化节能设计策略,揭示寒冷地区幼儿园建筑节能设计思路和方法。     

凯嘉能源集团公司综合办公楼方案设计

以凯嘉能源集团公司综合办公楼方案设计为例,从分析现状条件入手,结合"下虚上实""下实上虚"的指导思想,从环境分析、建筑的整体性、功能性、空间布局、建筑形象等多方面进行了详细分析,提出了一些方案设计具体的设计原则和手法。     

基于风环境的参数化建筑表皮设计方法——以哈尔滨E-14地块项目概念设计方案为例

"绿色建筑"与"参数化设计"是当今建筑领域的两个研究热点。参数化设计在创造各种新奇造型的同时,也可以结合气候、环境等条件,对提升建筑舒适度以及节约资源做出贡献。以哈尔滨E-14地块项目概念方案设计为例,提出了一种基于风环境的可行的参数化表皮设计方法,倡导一种新型的基于气候适应策略的建筑设计方法,以更好地满足可持续发展的绿色建筑要求、     

面向建筑方案的节能设计研究——设计流程和工具

建筑方案设计是建筑设计的决策阶段,应用模拟计算工具参与方案设计阶段的节能设计可实现在"源头"降低建筑能耗.本文详细分析了方案设计过程、建筑师需求和可获得的建筑信息,并总结了方案设计的特点.在此基础上,建立了模拟辅助方案节能设计的框架和工作流程,讨论了面向方案节能设计的模拟计算工具应满足的功能要求,为研究方案阶段节能计算方法奠定了基础.     

基于参数化动态可视技术的可持续设计——以南京某城市综合体设计竞赛为例

该文从被动节能设计流程以及绿色建筑评价体系中存在的若干不足为切入点,借助以Grasshopper为平台的LadybugHoneybee设计软件,以一个商业综合体的前期节能设计策划为案例。在遵循国内既有相关节能设计标准的前提下,制定一套包括"总图布局"、"单体设计"和"细部优化"的建筑可持续设计策略。从而使设计的各个环节都能真正做到"有据可循",实现以降低能耗为目标导向的建筑形体控制和优化设计方法。     

基于近零能耗目标的寒冷地区办公建筑设计参数综合寻优和实证

目前近零能耗建筑在我国成规模化推广的趋势，从国家到地方的设计与评价标准在逐步完善，且多数标准以限定节能设计参数值来实现近零能耗目标。然而，办公建筑用能需求多样、能耗构成复杂，须通过节能设计参数的综合寻优才能实现能耗最小化的设计目标。基于此，首先通过调研确立了寒冷地区办公建筑的能耗构成和建筑信息基准模型，并通过Grasshopper建立了集模型构建、能耗模拟与自动寻优的参数化一体平台；其次，借助该平台对不同围护结构热工设计参数的办公建筑进行对比研究，确定了照明能耗的重要性及总能耗受多参数交互作用的影响规律；在此基础上，借助遗传算法进行以能耗为导向的设计参数寻优，得到最优结果；进而，以山东建筑大学综合实验楼为实例，通过实测数据与仿真数据对比验证了研究结果的可靠性与准确性；最后，通过数据统计软件对设计参数与能耗结果进行了相关性分析，在MATLAB中凭借数据集训练得到机器学习模型，验证了模型的准确性。     

冬夏一体化外挂式节能辅助幕墙设计研究

为响应可持续发展战略和实现"十四五"规划中"碳达峰""碳中和"的发展目标,建筑设计必须以节能为前提。强化建筑外墙的冬季保温与夏季散热效果,减小建筑空调与供热负荷,是完成建筑节能设计的重要途径之一。为了减少建筑能耗,降低建筑碳排放量,针对建筑外围护结构进行了建筑节能性能研究,通过对冬夏季建筑外围护结构非封闭与封闭辅助幕墙的理论计算和参数试验采样,进行建筑外围护辅助幕墙的节能设计,即冬夏一体化外挂式节能辅助幕墙的设计,以期为国内外建筑节能设计提供参考。     

办公建筑方案阶段的能耗影响因素研究

本文针对办公建筑方案设计阶段的特点,研究节能设计因子如体形系数、朝向、窗墙比、围护结构等参数对建筑能耗的影响。采用单一因子敏感性分析的方法研究不同设计因子对建筑能耗的影响,采用正交试验的方法分析得到不同设计因子的影响水平,并采用遗传算法结合能耗模拟软件的方式来进行多因子组合寻优分析。     

铁路客运站站房建筑节能设计

本文以铁路客站站房建筑为例,提出了将被动式节能技术与主动式节能技术相结合运用到铁路客站建筑节能设计中的设计方法。从被动式节能的角度阐述了如何进行站房建筑规划节能设计与建筑前期方案设计,从主动式节能的角度分析了如何进行建筑节能技术及构造设计。     

以节能为导向的住区形态布局及自动寻优方法研究

在环境与能源面临严峻挑战的当下,住区节能备受关注,优化住区形态布局从而提升城市微气候环境是降低住宅能耗的有效手段。基于Grasshopper参数化平台,结合日照、微气候与能耗模拟插件Ladybug Tools,运用单目标遗传算法运算器Galapagos,提出以节能为导向的住区形态布局自动寻优方法。进而以南京市某高层住区规划为例,选取建筑位置、建筑朝向与建筑层高作为形态变量,住区建筑年均冷热负荷总能耗强度作为优化目标展开形态布局及其自动寻优,详细阐释其使用步骤和应用效果。结果表明:在早期方案阶段应用该方法优化住区布局形态能够取得较好的节能效果,可为设计师进行宏观层面的节能设计提供技术参考。     

参数化设计与算法生形

本文在阐述了参数化设计概念的基础上,着重论述参数化建筑方案设计过程的6个重要环节;并以设计实例阐述了通过设计参数关系建立及软件参数模型构筑,实现建筑方案设计的算法找形。     

某大型装配式住宅小区的建筑设计与探讨

以一大型装配式住宅小区实际项目为例,介绍了装配式住宅的设计流程,主要包括装配式建筑方案设计、装配式结构设计、预制构件拆分方案设计和预制构件深化设计等阶段。通过与传统现浇住宅建筑设计相比,装配式建筑前期方案设计阶段就需要考虑装配式建筑模数化、标准化的特点,同时建筑外墙布置方案需要考虑预制构件拆分和运输吊装的可行性和便利性,装配式结构设计的相关参数取值也有所不同,增加了拆分方案设计和预制构件深化设计两阶段内容。     

浅析工业建筑的绿色节能设计——以深圳东部环保电厂为例

以深圳东部环保电厂的绿色建筑方案设计为例,从总体规划、建筑单体两方面阐述了该项目的绿色节能设计方案,通过外立面遮阳、屋顶绿化、雨水利用等一系列绿色节能设计措施达到绿建设计的标准,并总结了该工业建筑采用的绿色节能设计方法。     

建筑节能设计因素影响分析

随着全球能源问题日益加剧,"节能"被誉为全世界第五大能源。在建筑行业,建筑节能也早已成为必行措施。但在我国目前的建筑节能设计领域,建筑师并没有起到应有的主导作用。以住宅设计为例,实际工程中节能措施多体现在保温材料应用、采暖空调设备效率提升等方面,而在方案创作阶段,建筑平面形状、尺寸、建筑高度、窗墙比、体形系数等因素均影响到建筑的节能效果。故通过统计学方法对住宅设计参数与建筑耗热量的关系进行分析,最终得到指导建筑师在方案设计阶段可以应用的节能设计方法。     

方案设计阶段建筑性能模拟方法综述

从模拟辅助设计的过程分析、建筑群性能模拟、建筑单体性能模拟和建筑性能评价方法四个方面回顾了建筑方案设计阶段节能设计的研究成果,分析了现有研究方法的不足,指出解决现有问题应首先研究方案设计阶段的特点,其次分析模拟输入参数的可获得性,并在模拟中引入不确定性分析。     

基于快速反馈的建筑方案数字设计方法研究

结合参数化模型和建筑性能模拟等数字设计方法,提出一种基于快速反馈的建筑方案设计流程。而后以音乐厅为例探讨了实现所提出设计流程的技术方法,并开发了工具雏形(含基于组件的鞋盒形音乐厅参数化模型、连接建模软件Rhinoceros与音质模拟软件CATT的接口)。     

BIM平台下的建筑方案阶段能耗参数选取

在建筑设计中,建筑要素的选取与组合直接影响到建筑的冷热负荷及建筑设备系统的能耗。为了科学地指导建筑的节能设计,从源头上控制建筑的能源消耗,以一个典型的办公楼为例,介绍了正交试验方案,得出了不同设计参数取值范围内的建筑能耗指标范围。这些工作旨在为今后的BIM建筑设计提供一些可供参考的依据,从而充分发挥BIM平台在建筑方案设计阶段的优势,以达到高效快速地进行建筑节能优化设计的目的。     

参数化辅助设计方法用于绿色建筑设计初探

本文粗略探究了绿色建筑的含义,相关发展的背景和发展要点以及将参教化辅助设计方法在到绿色建筑设计中的应用,展望参数化设计方法对绿色建筑未来的发展的影响。同时选取了参数化设计结合绿色生态建筑设计案例进行讨论,以求总结山对当下及未来的参数化结合绿色建筑设计都具有促进意义的设计理论和技术。文章从讨论具体的参数化设计、绿色建筑概念定义入手。收集并对比总结了国内外关于参数化设计的资料,结合绿色建筑的发展现状和未来方向,整理出参数化结合绿色建筑设计的主要层次和具体方法,通过描述梳理具体工程的建筑方案设计和深化过程中的逻辑方式和设计过程,总结和工程实践中参数化结合绿色建筑实际的可行性,最后展望未来发展参数化设计的发展前繁并提出相关观点。     

基于信息物理交互的曲面形态建筑方案逆向设计方法研究

针对建筑师在面对曲面形态建筑方案设计时,陷入将数字技术作为唯一工具手段而忽视传统手工模型方法的误区,逆向设计方法研究以非线性曲面网架的设计与建造为例,通过"实体模型制作—逆向数字化—模型有理化"的流程优化,以及曲面有理化和相似度分析的算法开发,完成手工实体模型向参数化数字模型的逆向转换。从而通过两种设计工具即数字模型和实体模型的信息物理交互应用,实现方案设计阶段的概念生成向设计深化的过渡。研究成果可以为类似形态的建筑设计提供具有一定通用性的流程模式和算法工具。