基于鑲嵌幾何的建筑表皮光熱性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-20 05:02
建筑表皮作為建筑室內(nèi)與自然環(huán)境的交互界面,不僅承擔(dān)著外立面形式塑造的作用,其光學(xué)、熱學(xué)性能還對(duì)于建筑室內(nèi)的光熱舒適環(huán)境以及能耗水平有著重要的影響。表皮光熱性能優(yōu)化是對(duì)表皮雛形進(jìn)行多目標(biāo)耦合分析,并對(duì)表皮形態(tài)變量進(jìn)行定量?jī)?yōu)化以提高室內(nèi)光熱舒適度的過程。既有的表皮光熱性能優(yōu)化設(shè)計(jì)在表皮雛形生成、建模方面困難,在優(yōu)化方法以及優(yōu)化決策方面均有不足。研究以建筑表皮為對(duì)象,旨在探索高性能表皮雛形生成策略,構(gòu)建表皮光熱性能分析及形態(tài)優(yōu)化流程,完善設(shè)計(jì)決策方法。為高性能且美觀的建筑表皮設(shè)計(jì)提供新思路。研究通過大量案例的梳理,對(duì)于鑲嵌幾何在建筑表皮設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行類型上的研究,歸納出“鑲嵌為圖形,單元響應(yīng)光熱”的表皮生成策略;利用鑲嵌幾何的可計(jì)算性,基于參數(shù)化建模的思維構(gòu)建了鑲嵌幾何參數(shù)化建模邏輯,和鑲嵌單元變化邏輯;通過對(duì)于現(xiàn)有性能優(yōu)化理論的優(yōu)化邏輯與方法的總結(jié)和關(guān)鍵技術(shù)特征的研究,運(yùn)用數(shù)據(jù)采樣技術(shù),性能仿真模擬技術(shù)、數(shù)據(jù)映射技術(shù)和多維數(shù)據(jù)分析技術(shù)搭建了軟件平臺(tái)。構(gòu)建了采樣與模擬、光熱性能分析和多目標(biāo)優(yōu)化與決策三層遞進(jìn)的建筑表皮性能優(yōu)化設(shè)計(jì)流程;基于性能優(yōu)化設(shè)計(jì)流程,對(duì)鑲嵌幾何生成的表皮雛形進(jìn)行光熱性...
【文章來源】:西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:144 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
正多邊形周期性鑲嵌-規(guī)則鑲嵌
西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13(34,6)(3,6,3,6)(33,42)(3,122)(32,4,3,4)(4,6,12)(3,4,6,4,)(4,8,8)圖2.2正多邊形周期性鑲嵌-半規(guī)則鑲嵌圖片來源:自繪現(xiàn)有的幾何學(xué)理論中已經(jīng)證明正多邊形周期性鑲嵌僅有3種規(guī)則鑲嵌和8種半規(guī)則鑲嵌共11種,F(xiàn)有的建筑表皮設(shè)計(jì)實(shí)踐幾乎絕大多數(shù)圖形都是來自于這11種鑲嵌模式。其原因是這11種鑲嵌模式擁有最簡(jiǎn)單的生成邏輯,符合標(biāo)準(zhǔn)化和邏輯化的建造方式。并且以這些嵌模式為原型進(jìn)行變化又可得到更加豐富的表皮鑲嵌圖形,F(xiàn)有的表皮設(shè)計(jì)已經(jīng)有非常多的正多邊形鑲嵌案例,值得注意的是正多邊形鑲嵌的表皮設(shè)計(jì)有直接使用鑲嵌圖形尋求更加簡(jiǎn)潔的立面形態(tài),也有在鑲嵌圖形的基礎(chǔ)上進(jìn)行單元層級(jí)的變化而尋求更加豐富的變化效果。以正六邊形周期性鑲嵌為例,在山東東阿阿膠產(chǎn)業(yè)園區(qū)的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者使用六邊形網(wǎng)格創(chuàng)造出簡(jiǎn)潔而又統(tǒng)一的建筑立面效果,并通過鑲嵌單元中格柵的方向改變創(chuàng)造出整體立面細(xì)微的變化效果。(a)夜景(b)遠(yuǎn)景
西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13(34,6)(3,6,3,6)(33,42)(3,122)(32,4,3,4)(4,6,12)(3,4,6,4,)(4,8,8)圖2.2正多邊形周期性鑲嵌-半規(guī)則鑲嵌圖片來源:自繪現(xiàn)有的幾何學(xué)理論中已經(jīng)證明正多邊形周期性鑲嵌僅有3種規(guī)則鑲嵌和8種半規(guī)則鑲嵌共11種。現(xiàn)有的建筑表皮設(shè)計(jì)實(shí)踐幾乎絕大多數(shù)圖形都是來自于這11種鑲嵌模式。其原因是這11種鑲嵌模式擁有最簡(jiǎn)單的生成邏輯,符合標(biāo)準(zhǔn)化和邏輯化的建造方式。并且以這些嵌模式為原型進(jìn)行變化又可得到更加豐富的表皮鑲嵌圖形,F(xiàn)有的表皮設(shè)計(jì)已經(jīng)有非常多的正多邊形鑲嵌案例,值得注意的是正多邊形鑲嵌的表皮設(shè)計(jì)有直接使用鑲嵌圖形尋求更加簡(jiǎn)潔的立面形態(tài),也有在鑲嵌圖形的基礎(chǔ)上進(jìn)行單元層級(jí)的變化而尋求更加豐富的變化效果。以正六邊形周期性鑲嵌為例,在山東東阿阿膠產(chǎn)業(yè)園區(qū)的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者使用六邊形網(wǎng)格創(chuàng)造出簡(jiǎn)潔而又統(tǒng)一的建筑立面效果,并通過鑲嵌單元中格柵的方向改變創(chuàng)造出整體立面細(xì)微的變化效果。(a)夜景(b)遠(yuǎn)景
本文編號(hào):3352868
【文章來源】:西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:144 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
正多邊形周期性鑲嵌-規(guī)則鑲嵌
西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13(34,6)(3,6,3,6)(33,42)(3,122)(32,4,3,4)(4,6,12)(3,4,6,4,)(4,8,8)圖2.2正多邊形周期性鑲嵌-半規(guī)則鑲嵌圖片來源:自繪現(xiàn)有的幾何學(xué)理論中已經(jīng)證明正多邊形周期性鑲嵌僅有3種規(guī)則鑲嵌和8種半規(guī)則鑲嵌共11種,F(xiàn)有的建筑表皮設(shè)計(jì)實(shí)踐幾乎絕大多數(shù)圖形都是來自于這11種鑲嵌模式。其原因是這11種鑲嵌模式擁有最簡(jiǎn)單的生成邏輯,符合標(biāo)準(zhǔn)化和邏輯化的建造方式。并且以這些嵌模式為原型進(jìn)行變化又可得到更加豐富的表皮鑲嵌圖形,F(xiàn)有的表皮設(shè)計(jì)已經(jīng)有非常多的正多邊形鑲嵌案例,值得注意的是正多邊形鑲嵌的表皮設(shè)計(jì)有直接使用鑲嵌圖形尋求更加簡(jiǎn)潔的立面形態(tài),也有在鑲嵌圖形的基礎(chǔ)上進(jìn)行單元層級(jí)的變化而尋求更加豐富的變化效果。以正六邊形周期性鑲嵌為例,在山東東阿阿膠產(chǎn)業(yè)園區(qū)的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者使用六邊形網(wǎng)格創(chuàng)造出簡(jiǎn)潔而又統(tǒng)一的建筑立面效果,并通過鑲嵌單元中格柵的方向改變創(chuàng)造出整體立面細(xì)微的變化效果。(a)夜景(b)遠(yuǎn)景
西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13(34,6)(3,6,3,6)(33,42)(3,122)(32,4,3,4)(4,6,12)(3,4,6,4,)(4,8,8)圖2.2正多邊形周期性鑲嵌-半規(guī)則鑲嵌圖片來源:自繪現(xiàn)有的幾何學(xué)理論中已經(jīng)證明正多邊形周期性鑲嵌僅有3種規(guī)則鑲嵌和8種半規(guī)則鑲嵌共11種。現(xiàn)有的建筑表皮設(shè)計(jì)實(shí)踐幾乎絕大多數(shù)圖形都是來自于這11種鑲嵌模式。其原因是這11種鑲嵌模式擁有最簡(jiǎn)單的生成邏輯,符合標(biāo)準(zhǔn)化和邏輯化的建造方式。并且以這些嵌模式為原型進(jìn)行變化又可得到更加豐富的表皮鑲嵌圖形,F(xiàn)有的表皮設(shè)計(jì)已經(jīng)有非常多的正多邊形鑲嵌案例,值得注意的是正多邊形鑲嵌的表皮設(shè)計(jì)有直接使用鑲嵌圖形尋求更加簡(jiǎn)潔的立面形態(tài),也有在鑲嵌圖形的基礎(chǔ)上進(jìn)行單元層級(jí)的變化而尋求更加豐富的變化效果。以正六邊形周期性鑲嵌為例,在山東東阿阿膠產(chǎn)業(yè)園區(qū)的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者使用六邊形網(wǎng)格創(chuàng)造出簡(jiǎn)潔而又統(tǒng)一的建筑立面效果,并通過鑲嵌單元中格柵的方向改變創(chuàng)造出整體立面細(xì)微的變化效果。(a)夜景(b)遠(yuǎn)景
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