本研究着眼于基于生态性能的计算机辅助建筑设计方法,旨在对相应的生成-分析-优化系统(生成优化系统)进行搭建、应用和开发进行研究。课题组通过对生成优化系统的主要部分,即参数化模型生成、生态性能模拟及评价、智能寻优,以及相关技术方法,包括软件间接口、优化设计策略等进行系统研究,最终搭建一系列针对单项及综合生态性能的优化系统。作为一项集计算机技术、建筑物理与建筑设计与一体的交叉学科研究,本课题的研究内容涵盖建筑生成设计、建筑性能模拟与分析、计算机优化、计算机程序开发等多个方面。 在研究期间,课题组在生成优化系统的各个方面获得了显著的进展。首先,课题组根据各种生态设计策略,建构相应的参数化模型,同时也探讨了模型的建构逻辑,以及控制结构的应用策略,并提出基于“性能-形态”的参数化模型建构方法、参数化模型控制结构对寻优过程“效率-效用”分析方法。其次,课题组研究软件间接口的传输机制,并对所缺的数据接口在参数化设计平台上进行二次开发,完成“Grasshopper-Fluent”接口插件开发。第三,课题组在参数化模型和接口研究的基础上,对各种单项和综合的生态性能生成设计系统进行搭建,并对不同优化算法的运算机制和应用策略进行深入的研究,对比分析和改进适用于不同生态性能的系统搭建和性能评价方法。最后,针对建筑生态优化生成设计涉及的模拟时间长、输入变量多等特点,课题组针对“小样本量优化”和多目标优化的应用策略进行研究,并提出利用“多岛遗传算法”、“分步式”等生成优化设计系统应用策略,使优化生成设计系统能更好地满足建筑设计行业的实际需求。 课题组成员在国内核心期刊发表13篇研究文章,完成硕士学位论文16篇,申请1项软件著作权,6次参加国内外相关会议并做会议报告,培养硕士毕业生24人,在读博士3人。此外,课题组也进行多项国际交流和举办一次国际学术会议,进一步推动建筑性能优化生成设计的发展与普及。 2100433B