PDF《中国建筑学会标准》

图表中绘制,观察解的收敛情况.

5 2.0.9 建筑与环境信息集成 基于建筑、 环境数据潜在互动作用规律, 应用参数化建模方法将离散分布的建筑信息和环境 数据有序组织为具有参数约束关系的系统模型的过程. 2.0.9 建筑植根于自然环境,建筑性能受环境因素影响而变化;

同时,建筑几何、材料、构 造和运行性能表现差异也影响着其所在室外环境性能. 因此, 建筑与环境之间存在互动作用. 建筑环境信息集成过程并非仅是对上述信息进行收集整理, 而是在对建筑、 环境信息收集的 基础上, 应用参数化编程和建筑信息建模技术建立建筑信息、 环境信息和建筑与环境交互信 息的参数约束关系;

应用建筑性能模拟技术,基于环境信息计算相应的建筑性能数据;

建立 建筑信息、 环境信息和性能数据的参数约束关系, 使建筑环境信息由无约束的离散分布状态 转变为基于建筑环境互动作用规律的相互关联、相互影响的系统模型. 2.0.10 建筑性能映射 包含名词和动词两方面含义. 名词含义为建筑设计参量与建筑性能目标之间的对应关系;

动 词含义为建构建筑设计参量与建筑性能目标之间的对应关系. 2.0.10 映射 的名词含义为两项元素集合之间的元素对应关系,动词含义为建构两项元 素集合之间的元素对应关系.本标准所讨论的建筑设计参量与性能映射关系建构是指建构 建筑设计参量与建筑性能目标之间对应关系的过程. 2.0.11 边界参量 在多性能目标优化设计过程中非优化设计参量的其他设计参量或模拟设定参量. 2.0.11 本标准中的边界参量主要包括性能模拟边界条件参量、 遗传优化边界条件等, 其表现 形式多为常量. 2.0.12 约束条件 符合设计任务、客观规律要求的优化设计参量数值以及相互关系的限制条件. 2.0.12 建筑多性能目标优化设计不仅要使选择方案的目标性能逼近最优,还必须满足在实 际设计任务中的设计条件和客观规律限制要求, 这样所得到的解才是可行的. 一个可行设计 必须满足相关设计限制条件,这些设计限制条件称为约束条件. 根据建筑多目标优化约束的性质不同可分为边界类约束和固有约束,边界类约束又称 实际约束,是按实际要求限定设计变量的取值范围;

固有约束是依据客观规律、设计标准所 导出的, 必须满足的约束条件, 如建筑结构性能目标优化设计时构件需满足的强度和刚度条 件.

6 3 优化设计流程3.1 一般规定 3.1.1 寒地建筑多性能目标优化设计宜包含以下三组子流程,各子流程逐层递进.具体实施 时,可根据实际情况对以下内容进行微调,但应做出说明. 1) 子流程一:建筑信息与环境信息集成;

2) 子流程二:优化设计参量与性能目标映射;

3) 子流程三:多性能目标导向优化搜索. 3.1.1 建筑信息与环境信息集成是建筑多性能目标优化设计的第一项子流程,宜在建筑方案 设计阶段展开.建筑设计者通过建筑信息与环境信息集成,构建包含建筑、环境和性能信息 的多学科数据的系统模型. 若该子流程在应用中存在建筑信息不完善的问题,宜基于相关标准限值或参考同类型 工程案例在合理范围内预设相关参数,待其确定后,通过参数调整来更新建筑、环境与性能 信息,无需重新进行建筑信息与环境信息集成. 优化设计参量与性能目标映射是建筑多性能目标优化设计的第二项子流程,可在建筑 设计的方案阶段、 扩初阶段和施工图设计阶段展开. 映射的输入与输出参量应具有较高的相 关性,可通过敏感性分析、相关性实验来确定映射输入与输出参量类型,选取 n 个设计参量 和m个建筑性能目标,建立起从 n 维建筑设计向量空间到 m 维建筑性能目标函数空间的映 射模型.该子流程构建的映射模型是进行多性能目标导向优化搜索的必要条件. 多性能目标导向优化搜索是建筑多性能目标优化设计的第三项子流程,可在建筑设计 的方案阶段、 扩初阶段和施工图设计阶段展开. 多性能目标导向优化搜索以子流程二中构建 的设计参量与性能映射模型计算适应度函数,基于子流程一构建的建筑环境信息模型展开 优化设计参量数值寻优. 该子流程在设定的迭代次数内以建筑性能目标为导向, 得到的设计 参量解集逐代向性能目标更优的范围收敛. 3.1.2 优化设计工具应采用可靠且得到广泛验证的软件工具. 3.1.2 优化设计工具应保证可靠性,因此应尽量采用可靠软件开发企业或专门科研机构开发 的多目标优化设计软件,以保证多目标优化设计的科学性. 3.1.3 优化算法应具备多性能目标寻优能力. 3.1.3 Zitzler 和Thiele 在20 世纪末相继提出了 SPEA(Strength Pareto Evolutionary Algorithm)