绿色建筑参数化生成理论及整体设计方法研究

Traditional design methods restrict our ideas in designing green architecture as well as control of the scientific accuracy of the design outcomes.The complexity and contradictions of the green building requires a complete new approach for the relevant new demands, which concludes the expand of the rang of the design ,the integration of the design contents,the specification of the design factors and the systematization of the design processes.Contemporary nonlinear thought and ecological design intergrate with each other quite well.Through the research on green architecture conception and nonlinear thought,the integration design theory on the parameterization of green architecture is promoted.By means of modern mathmatic technology as well as integration of pratical operation,relevant standards and technology, this research explores an integral design method which is based on the theoy of parameterization of green architecture. Through the research on the influence factors of green architecture,the parameterization generative standard system will be structured.Based on such nonlinear generative standard system and guaranteed by digital simulation and valuable feedback,the structure of the parameterization consists of generative platform,cooperative design and policy decision platform.This research explors an efficient and scientific integral design method according to the principles of how green architecture 'grow', in order to build a simple and efficient design progress,which could provide basic theory for the design of green architecture and construction.

传统的设计思维与方法制约了绿色建筑创作以及设计成果科学性的有效把控，绿色建筑设计需要一种全新的方法以适应新的要求，即设计范围的扩展化、设计内容的整体化、设计因素的定量化以及设计程序的系统化。当代非线性思维与生态化设计构成了一种内在默契，本研究力图通过对绿色建筑思想内涵以及非线性思维的研究，提出绿色建筑参数化生成的整体设计理论；借助现代数字技术手段，整合事实学、规范学及技术学设计方法，探索一种基于参数化生成理论的绿色建筑整体设计方法。通过研究绿色建筑性能的影响要素，建构多种因子的参数化生成指标体系，以参数化非线性建筑生成技术为依托，以数字模拟及评价反馈手段为保障，由参数化生成平台、交互协同设计及决策平台为构架，建立绿色建筑参数化生成的整体设计操作模式。研究旨在探索符合绿色建筑生成规律、高效科学的整体设计方法，构建一种简洁有效的设计过程，为绿色建筑设计创作及工程设计提供应用提供基础理论。

在应用参数化理论进行绿色建筑设计时，非线性是一种重要的方法和思维逻辑，在绿色建筑整体设计领域发挥关键的优势作用。课题首先对非线性的概念、方法和在参数化设计中的应用进行度量，通过对非线性思维理论的混沌、分形、孤立子、迭代函数分析，论证了绿色建筑形式与非线性思维之间所关联的属性、实体、目的、创作方法四个层面的“内在随机性”关系特征，并据此提出全新绿色建筑FAID生成方法。并通过绿色建筑设计实例对其反映的内在固有自然规律和设计效果进行了可靠性检验。课题依据非线性哲学和参数化生成方法，形成“使用者—绿色建筑本体—自然环境”三者有机结合的建筑设计方法论、以及与BIM交互协同平台相结合的绿色建筑整体设计模式研究。基于整体系统论和信息技术的“单元（Cell）配置（Configure）”方法，提出非线性思维下“单元配置”（BIM+CC）的绿色建筑整体设计方法新模式，并从思维和方法创新的层面提出了参数化生成交互设计的BIM协作导则，为绿色建筑参数化生成设计提供完整高效的设计方法指导。在互联网+和数字化技术的背景下，课题将为丰富绿色建筑参数化整体设计理论，将绿色建筑设计与信息工业化深度结合，部品信息模型数据库研发及应用平台运行模式、BIM+VR协同可视化等设计方法应用进行了拓展研究。课题的应用成果在于，(1)通过通用部品模型入库和信息数据库应用实验，实现了基于BIM的绿色建筑参数化模型数据信息高效传递与共享，形成了门户网站和客户端的全国数据共享应用平台；(2)通过对2017国际太阳能十项全能竞赛项目“i-Yard2.0”的设计、施工全过程进行了BIM+VR的实践应用。课题以上研究成果均可为解决基于信息交互协同的绿色建筑参数化生成设计诸多复杂问题提供方法论层级的参考，也可为今后各类绿色建筑创作和研究提供新的思路和方向。