建筑节行设计研究
摘：设计方法优劣影响设计效率建筑节行设计提高建筑节设计效率文分析建筑节设计信息模型根底提出建筑节行设计微循环模型分析设计程分解修正提出适建筑节行设计回溯搜索策略
关键词：建筑节 行设计 搜索策略
Abstract For the design the method affects the efficiency The concurrent design will enhance the efficiency of designing energyefficiency buildings On the basis of analyzing the information model of the energyefficiency building this paper puts forward the MicroDesignCycle of the energyefficiency building analyses it’s decomposition process and correction process and establishes the recursive searching strategy for the concurrent design of the energyefficiency building
Key words energyefficiency building concurrent design searching strategy
关研究说明：全球源消耗中45满足建筑物取暖制冷采光等求5建筑物建造程建筑设计方案否满足节设计求程度决定整寿命周期否达建筑节目通设计降低建筑耗减少全球耗利保持整生态系统稳定节建筑设计评价密分节评价实现建筑节设计必手段节建筑设计求建筑设计员设计阶段设计建筑进行建筑耗分析评价建筑方案否节
1 建筑节设计方法现状
目前常建筑节设计方法两种：规定性指标设计性性指标设计规定性指标设计指建筑物体形特征围护结构热工性等均关建筑节标准进行设计性性指标建筑热环境质量指标耗指标两局部组成性性指标设计指时满足建筑热环境质量指标耗指标前提设计员行确定建筑物体形特征围护结构热工性等具体技术参数
规定性指标设计设计员摆脱复杂计算分析保证工程设计合理性成功方面重作确定规定性指标考虑普遍情况工程普遍情况特殊性规定性指标适范围具体工程正确规定性指标难进行优化设计时规定性指标设计容易阻碍新技术应压抑设计员创造性性性指标设计建筑节设计标准具充分灵活性新技术采具体工程工程优化创造条件信息流图1示图中设计信息应建筑物体形特征设计围护结构热工性等设计容
性性指标设计需设计建筑进行耗分析进评价设计建筑否节建筑耗计算方法节评价方法选择成种设计方法重容国建筑节评价研究相缺乏目前建筑节评价通常采拟建筑耗计算值相关节标准指标值方法建筑耗计算值通相应耗分析软件获假设评价结果说明设计建筑节需设计员设计验设计方案进行反复修改国外已根解决建筑节设计标准灵活性建筑节评价方法问题初步实现建筑围护结构节衡分析设计信息评价信息间缺乏沟通尚未实现建筑设计程动态评价建筑设计全局优化
见性性指标进行建筑节设计存缺点：(1)赖耗分析软件〔2〕赖设计员设计验实际目前权威结构确认耗分析软件数量推广程度耗分析软件身言存提高运行速度改良机界面等问题设计员验需长期积累鉴现建筑节设计方法局限性探索新设计方法成必然文拟采行设计思想提出建筑节行设计方法实现设计程评价程交叉行协调信息流图2示
2 建筑节行设计理根底
21 建筑节设计信息模型
信息科学信息研究象信息运动规律研究容扩展信息功作研究目标科学[12]性质分类信息分语法信息语义信息语信息语法信息指事物运动状态方式语义信息指事物运动状态状态改变方式含义语信息指事物状态状态改变方式效
设计实现定目标寻求选择满意备选方案活动反映出设计象状态建筑节设计成种语法信息节设计程信息运动程信息运动规律应设计程中信息科学研究信息运动规律包括信息产生信息提取信息生信息施效等四类般模型图3示
建筑节行设计中设计象指节设计象建筑台设计体设计员计算机软硬件系统设计象身包含设计信息产生信息信息提取程指设计体设计象提取试探性设计需信息程信息处理程设计体根试探性设计信息进行节评价程设计体根设计目标信息处理结果产生决策信息程信息生程设计体根决策信息进行确定性设计程信息施程作设计象确实定性设计信息受信息信息提取信息处理信息生信息施设计体完成
22 行设计理
行设计属设计理方法学范畴[345]身设计理方法学研究象行设计强调产品开发环节间实现程度交叉行协调实质传统设计——评价——设计〞循环转变屡次设计——评价——设计〞循环便早发现设计中存问题工程设计质序性交互性谓行〞指时进行指逐步交实现设计工艺理等活动设计阶段步骤考虑关续环节约束行设计说行化〞应理解通产品设计象设计进程精心分解达效协实施开发周期中诸子活动子务目
信息科学角度设计程分成分析综合评价三程组成通模型图4示分析作根事物功需求客观世界简化模型问题分解解决程度综合作元素组合成工作整体提供备选方案评价作检验设计方案否实现定目标分析评价需接受评价产生反应信息设计者反复回设计程起点完善改良设计方案直满足设计需求
设计程总体说序性设计程分成阶段阶段包括假设干子务子务分工作设计象方面设计程中定等子务完成开始续设计活动果相适应描述设计象方式提前进行游环节子务然需完整信息完全子务处理象重新组成彼相独立工作循环工作循环定程度行进行
文献[3]开发微循环模型实现述设计行求根思想工程设计程分解成系列设计微循环程图5示微循环中根信息容时进行概念设计详细设计中全部活动环节微循环模型种宏观行微观序机制设计象分解成子象宏观行机制设计员时工作设计象方面缩短整设计周期微观序机制概念设计详细设计具体活动环节然完整信息继续进行
3 建筑节行设计程
31 建筑节行设计程分解
建筑节行设计设计分解应根建筑节设计般规律进行综合考虑建筑节评价17分项指标[6]建筑节行设计程分解成四步骤：
① 建筑选择采暖度日数空调度日数采暖期太阳总辐射量空调期太阳总辐射量等4室外气象特征固化建筑建筑节行设计中建筑确定4参数常量需进行节评价
② 体型特征设计体型特征设计容包括：极限体型系数设计体型完善系数设计建筑设计等方便户输入建筑节行设计软件实现时3体型特征输入转换输入建筑长度宽度层高层数
③ 窗墙设计窗墙设计指建筑前左右窗墙设计建筑节行设计软件实现时前左右窗墙输入分转化窗户宽度高度窗户数量输入
④ 构件类型设计构件类型设计容包括：屋面传热系数热惰性设计外墙传热系数热惰性设计窗户传热系数吸收系数设计
设计分解根底建立行设计微循环模型图6示
32 建筑节行设计程修正
建筑节行设计中设计——评价——设计〞循环分解成设计——评价——设计〞循环循环设计通常次性完成需根节评价结果修正设计建筑节行设计程试探性循环程
循环中窗墙设计修正构件类型设计修正相复杂提高建筑节行设计效率窗墙设计修正应解决东南西北窗墙设计修正次序问题构件类型设计修正应解决外窗外墙屋面设计修正次序问题文根建筑节综合指标窗墙构件类型变化率分窗墙设计构件类型设计修正序进行排序分析变化率采建筑模型参数：建筑面积10×10m2层高28m外墙传热系数154W( m2．K)屋面传热系数093 W( m2．K)窗户传热系数31 W( m2．K)窗墙035通风次数1次h耗分析工具采DeST软件
建筑节综合指标耗电量窗墙变化图7～9示建筑全年耗电量窗墙变化率次西东北南耗热量窗墙变化南明显耗冷量窗墙变化南北相差住宅建筑东西山墙通常开窗者开窗属厨房等控温房间窗墙设计修正优先修改南窗墙然北窗墙接着西东窗墙
建筑节综合指标外墙屋面传热系数变化图10～12示耗热量指标外墙传热系数变化率较全年耗电量耗冷量指标外墙传热系数屋面传热系数变化率根致考虑窗户建筑围护结构中热工性薄弱环节传热系数通常远外墙屋面传热系数构件类型设计修正时应优先修改窗户类型次修改外墙类型修改屋面类型
4 建筑节行设计程搜索策略[yjy1]微循环微循环
建筑节行设计程进行分解循环中建筑节评价存评价信息完全[7]情况文采缺省参数代完全信息设计程中试探性设计方案实际设计输入参数缺省参数组成缺省参数选取具机性假设没效搜索策略会产生试探性设计方案组合爆炸降低建筑节行设计效率
常搜索策略盲目搜索启发式搜索两类盲目搜索包括回溯搜索广度优先搜索深度优先搜索等盲目搜索预定控制策略进行搜索搜索程中获中间信息改变控制策略启发式搜索需问题身关信息盲目搜索涉语义语层次信息适合语法层次信息搜索启发式搜索适合语义语层次信息搜索回溯搜索策略种试探性搜索策略根思路：先选择规然应规果求解答离解答越越远舍弃规选规假设干次回溯终究解答
衡量搜索策略性准通常三：
① 完备性问题解搜索策略控制定找解
② 量防止搜索增强搜索目性量防止产生考察选项
③ 控制开销求搜索策略实现简单选择调度知识开销
文拟采回溯搜索策略提高回溯搜索效率分析建筑节评价特点根底提出两极端情况作回溯搜索规减少规数量图13示谓极端情况利情况利情况〔〕利情况指选取〔〕利节评价指标：选取墙体类型缺省参数时传热系数〔〕选择项〔〕利情况采极端情况作规回溯搜索策略完全符合衡量搜索策略性三准防止节评价指标组合爆炸提高建筑节行设计效率
图13建筑节行设计程描述：
① 设计员输入第i步设计设计参数
② 利情况选取缺省参数节评价程序时试探性方案进行评价
③ 假设试探性方案达户求节率续设计参数设计员行输入需进行节评价
④ 假设试探性方案节率达户求缺省参数利情况重新选取节评价程序时试探性方案重新评价
⑤ 假设时节率达求进行第i+1步设计循环直设计结束
⑥ 假设时节率达求需设计员修正第i步设计参数重复述程假设修正设计参数法达求节率必须调整节率
5 结语
〔1〕 建筑设计程进行分解提出建筑节行设计微循环模型实现节设计节评价行
〔2〕 通拟建筑节综合指标窗墙构件类型变化率指出窗墙设计建筑构件设计时修正次序
〔3〕 采极端情况规回溯搜索策略防止试探性设计程设计方案组合爆炸利提高设计效率
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建筑节行设计研究
摘：设计方法优劣影响设计效率建筑节行设计提高建筑节设计效率文分析建筑节设计信息模型根底提出建筑节行设计微循环模型分析设计程分解修正提出适建筑节行设计回溯搜索策略
关键词：建筑节 行设计 搜索策略
Abstract For the design the method affects the efficiency The concurrent design will enhance the efficiency of designing energyefficiency buildings On the basis of analyzing the information model of the energyefficiency building this paper puts forward the MicroDesignCycle of the energyefficiency building analyses it’s decomposition process and correction process and establishes the recursive searching strategy for the concurrent design of the energyefficiency building
Key words energyefficiency building concurrent design searching strategy
关研究说明：全球源消耗中45满足建筑物取暖制冷采光等求5建筑物建造程建筑设计方案否满足节设计求程度决定整寿命周期否达建筑节目通设计降低建筑耗减少全球耗利保持整生态系统稳定节建筑设计评价密分节评价实现建筑节设计必手段节建筑设计求建筑设计员设计阶段设计建筑进行建筑耗分析评价建筑方案否节
1 建筑节设计方法现状
目前常建筑节设计方法两种：规定性指标设计性性指标设计规定性指标设计指建筑物体形特征围护结构热工性等均关建筑节标准进行设计性性指标建筑热环境质量指标耗指标两局部组成性性指标设计指时满足建筑热环境质量指标耗指标前提设计员行确定建筑物体形特征围护结构热工性等具体技术参数
规定性指标设计设计员摆脱复杂计算分析保证工程设计合理性成功方面重作确定规定性指标考虑普遍情况工程普遍情况特殊性规定性指标适范围具体工程正确规定性指标难进行优化设计时规定性指标设计容易阻碍新技术应压抑设计员创造性性性指标设计建筑节设计标准具充分灵活性新技术采具体工程工程优化创造条件信息流图1示图中设计信息应建筑物体形特征设计围护结构热工性等设计容
性性指标设计需设计建筑进行耗分析进评价设计建筑否节建筑耗计算方法节评价方法选择成种设计方法重容国建筑节评价研究相缺乏目前建筑节评价通常采拟建筑耗计算值相关节标准指标值方法建筑耗计算值通相应耗分析软件获假设评价结果说明设计建筑节需设计员设计验设计方案进行反复修改国外已根解决建筑节设计标准灵活性建筑节评价方法问题初步实现建筑围护结构节衡分析设计信息评价信息间缺乏沟通尚未实现建筑设计程动态评价建筑设计全局优化
见性性指标进行建筑节设计存缺点：(1)赖耗分析软件〔2〕赖设计员设计验实际目前权威结构确认耗分析软件数量推广程度耗分析软件身言存提高运行速度改良机界面等问题设计员验需长期积累鉴现建筑节设计方法局限性探索新设计方法成必然文拟采行设计思想提出建筑节行设计方法实现设计程评价程交叉行协调信息流图2示
2 建筑节行设计理根底
21 建筑节设计信息模型
信息科学信息研究象信息运动规律研究容扩展信息功作研究目标科学[12]性质分类信息分语法信息语义信息语信息语法信息指事物运动状态方式语义信息指事物运动状态状态改变方式含义语信息指事物状态状态改变方式效
设计实现定目标寻求选择满意备选方案活动反映出设计象状态建筑节设计成种语法信息节设计程信息运动程信息运动规律应设计程中信息科学研究信息运动规律包括信息产生信息提取信息生信息施效等四类般模型图3示
建筑节行设计中设计象指节设计象建筑台设计体设计员计算机软硬件系统设计象身包含设计信息产生信息信息提取程指设计体设计象提取试探性设计需信息程信息处理程设计体根试探性设计信息进行节评价程设计体根设计目标信息处理结果产生决策信息程信息生程设计体根决策信息进行确定性设计程信息施程作设计象确实定性设计信息受信息信息提取信息处理信息生信息施设计体完成
22 行设计理
行设计属设计理方法学范畴[345]身设计理方法学研究象行设计强调产品开发环节间实现程度交叉行协调实质传统设计——评价——设计〞循环转变屡次设计——评价——设计〞循环便早发现设计中存问题工程设计质序性交互性谓行〞指时进行指逐步交实现设计工艺理等活动设计阶段步骤考虑关续环节约束行设计说行化〞应理解通产品设计象设计进程精心分解达效协实施开发周期中诸子活动子务目
信息科学角度设计程分成分析综合评价三程组成通模型图4示分析作根事物功需求客观世界简化模型问题分解解决程度综合作元素组合成工作整体提供备选方案评价作检验设计方案否实现定目标分析评价需接受评价产生反应信息设计者反复回设计程起点完善改良设计方案直满足设计需求
设计程总体说序性设计程分成阶段阶段包括假设干子务子务分工作设计象方面设计程中定等子务完成开始续设计活动果相适应描述设计象方式提前进行游环节子务然需完整信息完全子务处理象重新组成彼相独立工作循环工作循环定程度行进行
文献[3]开发微循环模型实现述设计行求根思想工程设计程分解成系列设计微循环程图5示微循环中根信息容时进行概念设计详细设计中全部活动环节微循环模型种宏观行微观序机制设计象分解成子象宏观行机制设计员时工作设计象方面缩短整设计周期微观序机制概念设计详细设计具体活动环节然完整信息继续进行
3 建筑节行设计程
31 建筑节行设计程分解
建筑节行设计设计分解应根建筑节设计般规律进行综合考虑建筑节评价17分项指标[6]建筑节行设计程分解成四步骤：
① 建筑选择采暖度日数空调度日数采暖期太阳总辐射量空调期太阳总辐射量等4室外气象特征固化建筑建筑节行设计中建筑确定4参数常量需进行节评价
② 体型特征设计体型特征设计容包括：极限体型系数设计体型完善系数设计建筑设计等方便户输入建筑节行设计软件实现时3体型特征输入转换输入建筑长度宽度层高层数
③ 窗墙设计窗墙设计指建筑前左右窗墙设计建筑节行设计软件实现时前左右窗墙输入分转化窗户宽度高度窗户数量输入
④ 构件类型设计构件类型设计容包括：屋面传热系数热惰性设计外墙传热系数热惰性设计窗户传热系数吸收系数设计
设计分解根底建立行设计微循环模型图6示
32 建筑节行设计程修正
建筑节行设计中设计——评价——设计〞循环分解成设计——评价——设计〞循环循环设计通常次性完成需根节评价结果修正设计建筑节行设计程试探性循环程
循环中窗墙设计修正构件类型设计修正相复杂提高建筑节行设计效率窗墙设计修正应解决东南西北窗墙设计修正次序问题构件类型设计修正应解决外窗外墙屋面设计修正次序问题文根建筑节综合指标窗墙构件类型变化率分窗墙设计构件类型设计修正序进行排序分析变化率采建筑模型参数：建筑面积10×10m2层高28m外墙传热系数154W( m2．K)屋面传热系数093 W( m2．K)窗户传热系数31 W( m2．K)窗墙035通风次数1次h耗分析工具采DeST软件
建筑节综合指标耗电量窗墙变化图7～9示建筑全年耗电量窗墙变化率次西东北南耗热量窗墙变化南明显耗冷量窗墙变化南北相差住宅建筑东西山墙通常开窗者开窗属厨房等控温房间窗墙设计修正优先修改南窗墙然北窗墙接着西东窗墙
建筑节综合指标外墙屋面传热系数变化图10～12示耗热量指标外墙传热系数变化率较全年耗电量耗冷量指标外墙传热系数屋面传热系数变化率根致考虑窗户建筑围护结构中热工性薄弱环节传热系数通常远外墙屋面传热系数构件类型设计修正时应优先修改窗户类型次修改外墙类型修改屋面类型
4 建筑节行设计程搜索策略[yjy1]微循环微循环
建筑节行设计程进行分解循环中建筑节评价存评价信息完全[7]情况文采缺省参数代完全信息设计程中试探性设计方案实际设计输入参数缺省参数组成缺省参数选取具机性假设没效搜索策略会产生试探性设计方案组合爆炸降低建筑节行设计效率
常搜索策略盲目搜索启发式搜索两类盲目搜索包括回溯搜索广度优先搜索深度优先搜索等盲目搜索预定控制策略进行搜索搜索程中获中间信息改变控制策略启发式搜索需问题身关信息盲目搜索涉语义语层次信息适合语法层次信息搜索启发式搜索适合语义语层次信息搜索回溯搜索策略种试探性搜索策略根思路：先选择规然应规果求解答离解答越越远舍弃规选规假设干次回溯终究解答
衡量搜索策略性准通常三：
① 完备性问题解搜索策略控制定找解
② 量防止搜索增强搜索目性量防止产生考察选项
③ 控制开销求搜索策略实现简单选择调度知识开销
文拟采回溯搜索策略提高回溯搜索效率分析建筑节评价特点根底提出两极端情况作回溯搜索规减少规数量图13示谓极端情况利情况利情况〔〕利情况指选取〔〕利节评价指标：选取墙体类型缺省参数时传热系数〔〕选择项〔〕利情况采极端情况作规回溯搜索策略完全符合衡量搜索策略性三准防止节评价指标组合爆炸提高建筑节行设计效率
图13建筑节行设计程描述：
① 设计员输入第i步设计设计参数
② 利情况选取缺省参数节评价程序时试探性方案进行评价
③ 假设试探性方案达户求节率续设计参数设计员行输入需进行节评价
④ 假设试探性方案节率达户求缺省参数利情况重新选取节评价程序时试探性方案重新评价
⑤ 假设时节率达求进行第i+1步设计循环直设计结束
⑥ 假设时节率达求需设计员修正第i步设计参数重复述程假设修正设计参数法达求节率必须调整节率
5 结语
〔1〕 建筑设计程进行分解提出建筑节行设计微循环模型实现节设计节评价行
〔2〕 通拟建筑节综合指标窗墙构件类型变化率指出窗墙设计建筑构件设计时修正次序
〔3〕 采极端情况规回溯搜索策略防止试探性设计程设计方案组合爆炸利提高设计效率
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