【摘 要】
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近年来,绿色建筑性能模拟技术与参数化设计方法及工具的发展日趋广泛。随着经济急速腾飞与城市高速发展,办公建筑的建设量持续增长,其节能的研究不容忽视。本研究以自然采光
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近年来,绿色建筑性能模拟技术与参数化设计方法及工具的发展日趋广泛。随着经济急速腾飞与城市高速发展,办公建筑的建设量持续增长,其节能的研究不容忽视。本研究以自然采光性能为切入点,进行了多目标寒地多层办公建筑空间优化实验,提升了建筑优化设计的效率,组建了建模、模拟与优化的系统。研究阐述了寒地多层办公建筑空间自然采光性能多目标优化的理论基础,包括寒地多层办公建筑空间自然采光解析与三个自然采光性能优化目标的概念,介绍了自然采光性能模拟的技术平台,并剖析了多目标优化算法理论。以此为基础构建了性能影响的参数化建筑空间多目标优化设计流程框架,分为建筑信息参数网络构建与空间生成、建筑性能指标模拟、多目标建筑空间优化三个部分。研究首先阐述了建筑信息参数网络建立过程,以及完成建筑性能指标模拟的流程,并解析了多目标建筑空间优化的步骤。然后实际测量并模拟了研究实例的室内自然采光照度,验证了自然采光性能模拟的技术平台的模拟精度。最后立足自然采光性能,应用该流程框架对寒地多层办公建筑空间进行多目标优化实验。以Grasshopper为平台,结合Ladybug与Honeybee自然采光模拟技术以及Octopus多目标遗传算法优化技术,研究通过制定设计参量、确定优化目标,在保证室内有效利用自然光的同时减少眩光现象产生的概率。得出了空间呈抛物面分布的帕累托前沿解集,并对实验优化结果进行对比与可视化分析,验证了三个优化目标之间存在互相约束关系的结论,总结出基于自然采光性能的寒地多层办公建筑空间设计策略,弥补了性能模拟与建筑优化数据传导存在时滞性的不足,从而为寒地建筑性能模拟优化研究与寒地建筑设计实践工作提供了借鉴与参考。
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