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建筑自适应表皮形态计算性设计研究与实践

建筑学报 2022年第2期 1-8页

作者：孙澄韩昀松王加彪哈尔滨工业大学建筑学院哈尔滨150006 寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室哈尔滨150006

基于计算性思维,提出建筑自适应表皮计算性设计方法,并展开实践应用。实践结果表明:该方法可有效改善建筑自适应表皮形态设计精度与效率,加强建筑自适应表皮对建筑日照辐射得热、眩光风险的调控能力,提高了建筑自适应表皮运行能效。

关键词：自适应表皮形态设计多目标优化决策支持计算性设计

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非线性结构表皮的计算性设计研究及建造实践

建筑学报 2023年第2期 69-73页

作者：贾永恒孙澄董琪哈尔滨工业大学建筑学院哈尔滨150006 寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室哈尔滨150006

立足计算性设计视角,进行建筑结构和表皮两者关系的演进溯源,提出结构性表皮的计算性设计及建造流程,并基于结构性表皮的两种呈现原型进行计算性转译建造实践,挖掘了非线性建筑在空间营造中的潜力,为优化计算性设计研究提供借鉴。

关键词：计算性设计非线性建筑结构性表皮机器人建造

簇群式建筑单体的三维形态解析与计算性设计方法研究

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簇群式建筑单体的三维形态解析与计算性设计方法研究

作者：刘晓俐浙江大学

学位级别：硕士

簇群式建筑(Cluster Form Architecture)一般由多个形态相似的单元组合而成,是一种兼具单元化和多样化特征的建筑类型。由于单元类型相对有限,簇群式建筑的设计重点解决单元组合关系问题,比较适合采用计算性设计的方式进行形态生成。建... 详细信息

簇群式建筑(Cluster Form Architecture)一般由多个形态相似的单元组合而成,是一种兼具单元化和多样化特征的建筑类型。由于单元类型相对有限,簇群式建筑的设计重点解决单元组合关系问题,比较适合采用计算性设计的方式进行形态生成。建筑的群体布局(总图布局)问题在计算性设计领域已有一定探索,本文针对簇群式建筑单体,即由多个单元相互连接构成的一幢整体建筑进行研究,以簇群式建筑的单元组合布局形态为主要研究对象,基于形态解析和算法工具,探索形态的计算性生成设计方法。在形态构成系统解析的基础上,本文首先对簇群式建筑形态特征进行了定性分类和定量解析,提出了基于形态变化维度、单元组织秩序以及形态结构特征的形态特征分类方法,以及基于整体形状、疏密度、复杂度的形态特征量化指标,并就功能、空间组织等要素建立了形态关联影响机制。在此基础上,提出由“网-轴”和单元变换的形态操作体系,从计算性设计的角度建立了簇群式建筑形态的基本生成逻辑。进一步基于计算性设计工具,建立基于多智能体系统的形态生成模型和基于遗传算法的形态优化模型,初步构建了“生成-评价-优化”的计算性生成设计方法框架。通过网轴的约束以及智能体运行规则的设定,多智能体模型能够通过群体自组织生成符合要求的布局形态。形态优化部分,以形态、功能、结构三个维度的评价指标为目标对形态生成结果进行优化,通过单目标和多目标优化实验,探索了不同目标函数对簇群形态的影响。最后通过具体的簇群式树屋酒店建筑设计项目,本文验证了该生成设计方法在实践应用中的可行性。本文探索了不同单体体量对项目整体形态的影响,接着通过程序生成了一系列布局合理的簇群式建筑形态,并以此为基础进行形态深化设计。相关探索表明,本文所提出的计算性生成设计方法能够有效提升簇群式建筑形态设计的效率,可在概念方案设计阶段提供辅助作用。本研究通过形态的深入解析,提炼了簇群式建筑形态特征量化方法、形态关联要素和形态操作体系,并在此基础上建立多智能体生成模型以及形态量化评价体系和优化方法,初步实现了限定条件下的簇群式建筑形态生成。论文成果对于提升簇群式建筑设计效率、推动形态创新具有一定价值,也拓展了计算性建筑设计方法在三维空间布局问题中的应用。

关键词：簇群式建筑计算性设计多智能体系统遗传算法形态生成

从“赋形”到“造像”——何塞·平托·杜阿尔特的研究成果回顾和设计哲学凝练

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同方学位论文库

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建筑师 2024年第2期 62-70页

作者：王江田芸张胜赵伯伦山东建筑大学建筑城规学院哈尔滨工业大学建筑与设计学院

计算性设计思维、方法和技术作为当下解决复杂工程设计问题的密钥,对建筑学学科的发展产生着深层影响,其中,最为直接的表现是该领域研究者的不断涌现以及他们在教育、科研到实践过程中累积而成的大量成果。葡萄牙籍学者何塞·平托·杜... 详细信息

计算性设计思维、方法和技术作为当下解决复杂工程设计问题的密钥,对建筑学学科的发展产生着深层影响,其中,最为直接的表现是该领域研究者的不断涌现以及他们在教育、科研到实践过程中累积而成的大量成果。葡萄牙籍学者何塞·平托·杜阿尔特作为该领域的杰出代表,以形状语法作为主要工具,构建了面向大规模定制的建筑计算生成方法论,结合以形状规则为支撑的生成平台研发、算法思维主导的教育理念凝练以及数字技术驱动的多元化探索,凝练出系统性、自新性、开放性兼备的计算性设计哲学。本文对杜阿尔特的学术历程、理论探索和教学实践进行深入剖析,旨在为我国建筑学学科的发展和改革提供启发。

关键词：计算性设计何塞·平托·杜阿尔特形状语法大规模定制生成设计哲学

基于微观结构仿生学的壳体建筑模块化设计研究

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中国建筑装饰装修 2024年第5期 118-120页

作者：孙新慧陈平山东建筑大学建筑城规学院山东建筑大学

模块化设计有助于高效精准地设计建造出壳体建筑。该文针对模块单元后期加工复杂、材料消耗与成本高等问题,提出以微观结构仿生学为理论基础,以网格均化为核心,以几何转译、壳体优化、网格均化、单元生成为流程的壳体建筑模块化设计方法... 详细信息

模块化设计有助于高效精准地设计建造出壳体建筑。该文针对模块单元后期加工复杂、材料消耗与成本高等问题,提出以微观结构仿生学为理论基础,以网格均化为核心,以几何转译、壳体优化、网格均化、单元生成为流程的壳体建筑模块化设计方法,并以2023年同济大学第十三届建筑数字未来暑期工作营(Architectural Digital FUTURES 2023)的壳体工作营作品进行实践。结果显示,运用该方法所获得的壳体建筑模块单元尺寸的可控度与均匀度均得到可观改善。

关键词：微观结构仿生学计算性设计网格均化模块化

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基于BIM的探索性建筑改造设计方法

城市建筑 2024年第6期21卷 170-172,187页

作者：解中赫高琛青岛理工大学建筑与城乡规划学院

我国城市发展已经从增量时代转变为存量时代,大量的老旧建筑已经不能满足现有的需求。文章将计算性设计方法集成到BIM技术应用环境,提出旧建筑改造计算性设计方法,控制关键建筑设计指标,生成一组帕累托最优前沿设计性选项,为后续的评估... 详细信息

我国城市发展已经从增量时代转变为存量时代,大量的老旧建筑已经不能满足现有的需求。文章将计算性设计方法集成到BIM技术应用环境,提出旧建筑改造计算性设计方法,控制关键建筑设计指标,生成一组帕累托最优前沿设计性选项,为后续的评估和进一步的设计开发提供基础,为建筑改造生成探索性设计选项。研究侧重于强调建筑日照指标,结构变体数量以及生命周期成本,进而探索BIM技术和计算性设计在旧建筑改造方案设计中应用的可行性。

关键词：计算性设计 BIM 模块化方法探索性设计 Dynamo

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计算性设计赋能绿色建筑自适应表皮创作

世界建筑 2022年第11期 100-101页

作者：韩昀松哈尔滨工业大学建筑学院

建筑自适应表皮作为室内外环境的交互界面,对缓冲环境不利影响、提高建筑能效、改善建成环境品质具有重要作用。计算性设计发挥了人工智能技术优势,为绿色建筑自适应表皮发展赋予了新动能。本文旨在通过剖析绿色建筑自适应表皮的使用者... 详细信息

建筑自适应表皮作为室内外环境的交互界面,对缓冲环境不利影响、提高建筑能效、改善建成环境品质具有重要作用。计算性设计发挥了人工智能技术优势,为绿色建筑自适应表皮发展赋予了新动能。本文旨在通过剖析绿色建筑自适应表皮的使用者行为感知、自适应表皮形态计算性设计和智慧控制方法与技术研究成果,阐释计算性设计科学对绿色建筑自适应表皮发展的推动作用。

关键词：自适应表皮计算性设计绿色性能使用者行为

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医疗建筑计算性设计方法前沿分析

新建筑 2023年第1期 34-39页

作者：齐奕李广屈永博深圳大学建筑与城市规划学院深圳市医养建筑重点实验室(筹建启动)广东518060

计算性设计的快速发展为医疗建筑设计效能提升、科学预测提供了多元化的方法与工具。文章从计算性设计思维、算法逻辑、设计辅助工具三个层面对医疗建筑计算性设计的前沿进行分析。首先,从概念、流程、案例角度论述计算性设计思维的转向... 详细信息

计算性设计的快速发展为医疗建筑设计效能提升、科学预测提供了多元化的方法与工具。文章从计算性设计思维、算法逻辑、设计辅助工具三个层面对医疗建筑计算性设计的前沿进行分析。首先,从概念、流程、案例角度论述计算性设计思维的转向;其次,结合大量理论研究和实际研发案例,归纳出五种空间自动化布局方法,以及四种空间分析、模拟与优化场景;最后,分析基于多学科交叉的计算性设计辅助工具研发与应用场景。研究旨在为未来医疗建筑的计算性设计和设计行业数智化转型提供理论与实践参考。

关键词：医疗建筑计算性设计空间自动化布局性能模拟优化设计决策支持

离散几何在建筑计算性设计中的应用:一个框架性描述

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建筑师 2023年第5期 12-19页

作者：王晖叶子超刘梦嫚丁一秦阗怡浙江大学建筑工程学院建筑学系浙江大学建筑设计研究院计算性设计研究中心浙江大学平衡建筑研究中心浙江大学建筑工程学院浙江国兴投资集团有限公司大象建筑设计有限公司

离散几何是研究各类几何对象,如点、直线、圆、多边形、多面体的组合性质和排布规律的几何学门类,包含镶嵌、关联、离散微分和拓扑组合等多种分支。离散几何在建筑设计尤其是计算性设计方面有重要的应用价值。本文初步梳理离散几何的相... 详细信息

离散几何是研究各类几何对象,如点、直线、圆、多边形、多面体的组合性质和排布规律的几何学门类,包含镶嵌、关联、离散微分和拓扑组合等多种分支。离散几何在建筑设计尤其是计算性设计方面有重要的应用价值。本文初步梳理离散几何的相关概念,探讨应用范畴和应用潜力,尝试构建一般性的认知和应用体系,以充实当代建筑几何学的理论内涵。

关键词：离散几何计算性设计应用体系建筑几何学