本课题针对全球气候变暖与生态环境恶化、中国建筑系统内设计过程与建造过程相脱离、建造流程整体低效的现实问题，重新审视建筑系统内设计、建造的生成机制与操作方式，运用模块化理论与方法，协同设计、并行工程、集成制造方法，结合低碳技术、新材料技术与数控制造技术展开三个层面研究：设计方法与建造模式及其关联性研究、模块化组织与模块设计研究、设计-建造模块系统模型建立方法研究。基于设计与建造的依赖和制约关系，深入分析该系统内各层级因素的影响，建立相应的模块数据库，以保障信息传递完整与流畅，完成设计-建造过程一体化。课题提出基于模块化理论的建筑设计优化方法与建造流程高效运行途径，建立建筑设计-建造模块系统模型，结合低碳目标，解决现实问题，促进建筑系统向更高层级递进，并拓展与深化学科内涵。

项目基于建筑系统内设计过程与建造过程相脱离，整体系统运行流程低效及能耗较高的现实问题，重新审视该系统内设计、建造的生成机制与操作方式，主要研究内容如下： ① 设计方法与建造模式关联性研究。解析建筑系统中“设计-建造”体系的问题与根源，梳理不同时期建筑“设计-建造”体系的特征与内在逻辑，归纳其演化规律，阐述推动建筑进步的内在机制；② 基于模块化体系的建筑“设计-建造”一体化研究。引入模块化理论，应用制造领域设计结构矩阵、统计分析等技术方法，提出体系内模块分解与重组的科学方法，构建“设计-建造”模块化系统模型；③ 基于并行工程、协同设计与集成制造的“设计-建造”流程研究。运用过程建模技术、数据管理系统技术，整合并行化建筑运行模式，总结建筑“设计-建造”协同设计演化历程，提升建筑“设计-建造”系统内部的运行流程；④ 基于低碳目标的设计方法与相关技术研究。将低碳技术模块嵌入设计与建造过程，构建模块化系统模型。以气候适应性为切入点研究低碳设计策略与建造逻辑，优化设计体系与操作流程；⑤ 理论应用和案例实践。对模块化整合的“设计-建造”体系进行建模实验，完善模块化理论与低碳建筑信息模型；运用模型进行案例解析与应用实践，验证其可行性。项目提出基于模块化理论的建筑设计优化方法与建造流程，建立基于低碳目标的建筑“设计-建造”模块化系统模型，促进建筑系统向更高层级递进。 2100433B

本课题基于寒地自然、经济、技术等现实条件，紧密结合我国当前节能减排、发展绿色经济的重大社会需求，以构筑寒地建筑低碳发展模式、优化寒地建筑节能技术、提高寒地建筑运行效能为目标；建立基于全寿命周期的寒地低碳建筑节能评估体系与节能技术标准; 通过多学科交叉的寒地低碳建筑围护体系节能技术集成、优化，在低碳建造目标下研究安全可靠、资源和能源消耗量更少、舒适度指数更高的寒地低碳建筑围护体系节能技术策略与节能构造形式。本课题的研究可以促进寒地节能建筑技术的跨越式升级与节能建筑材料的创新与发展；为我国建筑业实现减耗节能、集约高效的生态目标提供理论支撑与现实可行的技术措施；为我国实现2020年全面节能65%做出实质性的推进工作。

项目基于现阶段模块化设计中模块形式单一、模块设计如何与建造对接的问题，课题重新审视模块化建筑系统内设计、建造的生成机制与操作方式，主要研究内容如下：①构建建筑模块化认知图景。厘清学科内部模块化定制设计的内涵与特征，将模块与模数、原型、分形相关理论进行关联性研究，对模块化设计运行特征、存在优势、局限性进行总结归纳；②基本建筑原型模块研究。以合院、L型等基本建筑形式和空间组织为基础模块参照，求解生成元与生成路径，还原形式生成踪迹；③基于数字信息技术的模块单元设计优化研究。基于基本建筑原型模块变形规则、空间拓补关系，结合图形语法设定，从“尺度”、“可变性”“轻质性”更改模块的可变参量，生成“逻辑相同”而“形态相似”的模块单元，拓展模块形式生成的可能性与适应性；④基于数字信息技术的模块群体组合优化研究。基于参数化编程的“生成”式组合设计，结合图示转化、组合模拟和算法运算进行模块组合空间设计，求解定制参数与设定方法，归纳基于参数化编程的“生成”式组合设计方法；运用空间句法、性能模拟解析了基于品质、环境和结构性能的模块组合优化方法，完成单体模块与模块组合的空间设计方法及其参数化定制设计方法，优化需求与设计的对接方式，建立以数字信息技术影响下的模块化定制设计方法；⑤模块化优化设计操作下的建造可行性研究。利用参数化平台内的插件及相关分析软件对其进行物理性能验证，获得初步验证结果；将模型赋予材料属性，导入结构分析软件，生成更加精确的计算分析模型；基于 Revit 信息平台，整合相关专业人员的设计数据，完善模块的层级系统，验证模块单元及其组合的建造可行性，对设计形成反馈；⑥理论应用和案例实践。对研究成果进行应用实践，验证其可行性。研究提出模块化建筑设计优化方法，并使其与建造形成有效对接，促进建筑系统向更高层级递进。 2100433B

研究目标是提出基于模拟技术的系统化低碳建筑设计方法，基本思想是把节能减排作为建筑方案设计的理念，本着被动优先、主动辅助的原则，综合运用物理模拟、数字模拟、数理分析等方法，控制设计对象的布局与形体生成，调整优化方案，使低碳策略落实在设计过程的开端。研究内容包括：基于模拟技术的被动式低碳建筑设计方法；整合主动技术的低碳建筑设计方法及其模拟预测；以模拟技术为依托的低碳建筑量化评价标准；通过案例分析诠释并修正研究成果。项目特色在于系统化地整合低碳设计策略、低碳技术，通过模拟保证建成结果的科学性。研究意义在于变革建筑师的固有设计理念，以环境友好、节能减排为出发点，提供设计创新的动力；为建筑师提供卓有成效的低碳建筑设计策略，提供系统化、可靠性强、易于操作的低碳建筑设计方法和辅助工具；带动模拟软件、实验设备、低碳材料、低碳技术等产业的发展；促使低碳建筑评价标准建立在量化基础上，具有科学性和灵活性