在系统梳理我国绿色建筑、节能减排的研究和实践成果的基础上，针对存在的问题，提出“基于模拟技术的系统化低碳建筑设计方法”这一课题。课题研究内容包括以下方面：1）基于模拟技术的被动式低碳建筑设计方法：以贵州、西北、闽粤、江浙民居为研究对象，运用数字模拟技术量化分析传统民居的被动式生态策略，并将研究所得用于当代地域性低碳建筑实践；对国内外优秀低碳建筑案例进行数字模拟研究，总结归纳针对建筑单体的系统化的低碳建筑设计方法。2）整合主动技术的低碳建筑设计方法及其模拟预测：对典型低碳建筑中的主动技术进行分析，总结主动技术的类型和应用方法，归纳主动技术与形式创新的内在逻辑；提出整合参数化设计与绿色建筑思想的融合设计方法，提出融合设计的流程和三种设计模式，基于量化分析平衡主被动技术。3）规划层面的节能减碳设计方法和系统化的数字模拟技术研究：将Google SketchUp与能耗模拟软件HTB2链接，建立规划尺度的整体能耗和碳排放模型，为低碳规划设计提供有效的方法；课题研究了低碳校园规划和设计策略。4）性能导向的绿色建筑评价标准和碳排放计量方法：针对我国现行《绿色建筑评价标准》中存在的问题，提出基于性能表现的绿色建筑评价标准框架；对LEED标准的基准和权重体系进行深入研究，为我国相关基准和权重的设置提供借鉴；提出基于建筑全生命周期理论的低碳建筑评价标准，开发了建筑LCA碳排放核算模型和评价软件，弥补了我国现行绿色建筑评价标准中没有碳排放评价的缺陷。5）案例研究与示范工程：将研究成果用于低碳建筑设计研究与示范工程，选取城市规划、城市设计、建筑单体、既有建筑改造等案例，详细阐述基于模拟技术的低碳设计方法，在不同尺度的方案设计与优化中诠释这一创新性的设计方法。本项目共发表文章18篇、正在编辑书稿1部，已签订出版合同；获得软件注册权1项；示范工程获得绿色建筑二星级评价、教育部2015优秀勘察设计二等奖、天津市2015优秀勘察设计节能专项奖、国家行业奖提名奖；指导研究生在该领域的竞赛中多次获奖；毕业博士生8名、硕士生12名。研究成果将为设计师提供系统化、可靠性强、易于操作的低碳建筑设计方法和辅助工具；提供设计创新动力并带动模拟软件、实验设备、低碳技术等产业的发展；促使低碳建筑评价以性能为导向，建立在量化分析的基础上。 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

前言

第1章　绪论

第2章　基于频率分析的工程结构设计方法研究

第3章　基于振型分析的工程结构设计方法研究

第4章　特征参量在结构设计中的综合应用

第5章　工程结构动力计算参数和性态目标的确定

第6章　基于特征参量的工程结构性态设计

第7章　结论与展望

参考文献

课题以创建集约型风景园林量化设计方法为目标，依托数字化叠图技术、GIS技术的最新进展，结合全程可控、动态反馈的信息量化分析方法，探讨集约型风景园林设计的实施路径、适宜策略及其技术手段，进而开创可量化、可比较、可操作的集约型风景园林数字化设计途径，推动其实现思想观念、关键技术、设计方法的整合创新，并向完全“数字化”的风景园林设计体系迈出重要的一步。 首先，课题研究针对特定的时代背景、学科探索和技术发展，形成了合理的研究路线和科学的研究体系。建构了集约型风景园林量化设计理论平台、技术平台与操作平台“三位一体”的集约型风景园林量化设计研究平台。 其次，课题充分利用数据分析技术，筛选中外优秀的集约型风景园林设计案例，为比较研究和类型学研究打下基础，详细分析其设计流程的运作手段和运用方式，寻找应对措施和有效方法；课题运用GIS、数字化叠图方法等量化分析技术，在典型数据提取、特征比较等技术分析的基础上，研究典型的创新手段和类型特征，分析其关键技术在集约型风景园林设计中转化与应用的可能性，探索整合与优化机制，为科学化的风景园林设计提供技术支撑。 最后，课题初步建立动态反馈的研究路线，将量化技术应用于设计全程，创建集约型风景园林可量化的“分析—设计—评价”方法体系，形成各个阶段、各个环节、设计手段与方法的动态回馈机制，实现信息采集与加工整理、数据分析与动态反馈的全程量化处理，科学地指导风景园林集约化设计。课题依托有关工程实践进行验证并优化研究成果。 课题密切跟踪国内外最新研究进展，就本身的研究重点、难点判断准确，研究思路清晰，重点突出，技术路线得当，按计划取得了预期的研究成果，包括已出版著作1本，发表论文14篇，成果已推广运用6项。 2100433B

本课题围绕基于过程的城市建筑三维建模技术开展理论方法和关键技术研究工作，重点开展了基于单张图像的建筑物组件重复性检测与几何过程建模技术，基于图像集的建筑建模、组件几何和反射属性建模技术，基于GIS数据的城市虚拟场景快速建模技术与工具等研究工作。 在基于单张图像的建筑物过程建模技术方面，研究了针对单张图像建筑物重复性组件的检测算法、建筑规则和组件生成算法。从分割的单张图像中自动生成三维建筑组件、建筑规则及三维建筑模型。通过简单的人工交互可以生成风格相同、形状可变的三维建筑模型。在基于图像集的建筑建模技术方面，以未标定数码相机拍摄的建筑物多幅照片为输入，提出了一系列算法，研究了建筑物三维点云数据的恢复与分割、建筑物组件重复性检测、建筑物前后层结构自动提取等技术，能够全自动的重构出逼真度较高的建筑物三维模型。在基于图像集的建筑物组件几何和反射属性建模技术方面，研究了基于本征图像分解的建筑物组件材质反射属性建模技术、基于径向基函数的逐像素组件深度插值算法，从而构建出可重光照的建筑物组件模型。在基于GIS数据和过程建模技术的城市场景快速建模方面，通过解析地理信息数据，提取地图数据中的建筑位置和朝向信息，结合本课题已研究的单个建筑建模方法生成的建筑模型, 快速生成城市局部区域的三维场景，研制了场景建模工具原型系统。 在本项目资助下，发表论文10篇（SCI检索2篇、EI检索4篇）、专利申请2项、专利授权2项，其中8篇文章发表在《Computers & Graphics》、《The Visual Computer》、《Computer Graphics Forum》、Graphics Interface (GI2013)、Pacific Graphics (PG2013)、Eurographics Symposium on Geometry Processing (SGP2014)，Asian Conference on Computer Vision (ACCV2014)， IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2015)等CCF推荐国际B类、C类期刊与会议上。项目负责人获2013年教育部技术发明一等奖1项，排名第7（总发明人数为9），并晋升副教授。3名硕士在本项目资助下完成毕业论文，2名博士基本完成论文。 2100433B