基于边界条件不确定性的建筑形体优化可靠性研究

来源 :深圳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zgm_19780916
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随着我国绿色建筑技术的快速发展以及计算机辅助设计研究的不断深化,性能导向的建筑设计优化作为一个新兴的建筑创作方法而受到建筑师的广泛关注。在目前的建筑节能设计中,建筑性能优化的运用逐渐增多,尤其针对建筑形体的优化做了大量的研究。然而,建筑设计初期阶段建筑的边界条件尚未确定,例如建筑材料和人员作息,这一情况使建筑形体优化结果的可靠性存疑。为了适应我国绿色建筑快速发展的需求和能耗模拟的准确性,必须对建筑形体优化时边界条件的不确定性对模拟能耗的影响性进行说明和建议,防止因为形体优化结果的不可靠性而影响了绿色建筑的设计。本文针对边界条件的不确定性对建筑形体优化的影响研究开展如下。首先从边界条件的不确定性对办公建筑形体优化结果影响的既往研究出发,通过文献阅读和整理,从不同的边界条件的设定和办公建筑形体优化的可靠性两个方面,阐述相关理论基础,研究方向和研究方法。调研了现有的所需要设置的边界条件,比较了各个边界条件的特点与应用情况。重点研究了透射系数、U值、作息和人员密度对建筑形体优化结果的影响。第二,具体结合rhino、diva和galapagos遗传优化算法,针对办公建筑进行形体优化模拟实验,模拟实验选择DOE基准模型,对哈尔滨、北京、上海、深圳四个不同气候区的城市进行了建筑形体优化,尝试在边界条件不确定的情况下优化了建筑的形体,具体选择了建筑的长度,窗高和朝向作为优化变量、针对透射透射系数、U值、作息和人员密度四个具有不确定的边界条件,探讨了边界条件不确定性对形体优化结果的可靠性分析。最后,提出了一种随机优化方法,在存在不确定性的情况下进行全局优化设计,降低出现性能极差的极端情况的风险、及各种情况下的性能离散度。论文成果为边界条件的选择对办公建筑的形体优化的可靠性提供了有益的参考,能够帮助建筑师在设计实践中合理选择参数、理解性能优化结果,并对其发展进行了展望。
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