浅析性能化建筑的方案优化设计

2015-08-15聂云峰武汉市民用建筑设计研究院湖北武汉430014

江西建材 2015年21期

■聂云峰 ■武汉市民用建筑设计研究院，湖北武汉 430014

目前，全球环境陷入了一个生态危机当中，为了能积极的进行应对，提出了可持续发展的策略。所以，我国大部分行业都积极的响应号召，尤其是建筑行业，近年来，有效的将计算机运用到建筑性能数值的分析技术当中。与此同时，我国推行了绿色建筑标准，建筑性能受到极大的重视。

1 性能化建筑优化设计的内容

建筑的性能种类非常的多，其中包括了经济、光质量、噪声等级、私密性、空气质量等。下面将其性能分成几类，我们来一一进行了解与分析。

1.1 经济性能

在建筑中，经济的性能作为每一个建筑工程项目都要重点考虑的性能之一，投资方对其也是非常关注。而设计团队与投资方产生矛盾也是因为经济效益。因为在建筑经济性能中，最大的一个特点就是从表面上看它与其它性能有冲突的地方。也就是说如果在建筑中提升某一个物理性能，那就会直接导致总投资相应增多。所以，有很多专家会将建筑中的经济性能当做是优化重点。其实建筑经济性能是一项能够进行量化的性能。

1.2 物理性能

物理性能化在建筑中非常的多样以及复杂，尤其是在热、光、声等方面有极大的表现。而建筑物理性能中结构以及力学在很大程度上能够使建筑安全性得到保障，因此有了一整套的结构标准对其进行约束。而其中的热、光以及声则是“生态、可持续、绿色”等建筑在进行设计时非常重要的一个部分。目前大部分绿色建筑的评估标准对建筑中的热、光、声都有了很多规定。

1.3 文化、美学的性能

在建筑中，除了经济、物理以及空间等可以进行量化的性能之外，在建筑中还是存在不能进行量化的文化以及美学等性能。尤其是建筑学科悠长的发展历史，使人们以往的审美观都被科学或社会发展等影响，产生了极大的变化。在设计中，建筑中的文化以及美学等性能会对其决策造成影响。但是因为不能进行量化，所以这一类的性能，在进行评估时多数都是以主观的角度来进行判断，所以也因此有很多争议产生。对于这一性能必须要用科学合理的方法来进行处理，只有这样，才能发挥其性能最大的作用。

1.4 空间使用性能

在进行建造建筑以及设计的时候，主要目的是想建立多个空间组合能满足人们娱乐、工作以及生活等。所以，在建筑当中，最基础的性能就是空间使用的性能，因为其基本性，所以在进行方案设计的时候，对这一性能的考虑最详细。而且空间使用性能与造型和形体有很密切的联系，所以大部分建筑在进行方案设计的时候会先行对空间使用性能进行详细分析。

2 性能化建筑优化设计的影响

绿色建筑不断在推广，所以建筑性能设计也对以往传统的建筑设计产生了极大的影响，其问题主要在两个方面有体现。下面我们来具体了解一下。

2.1 创新设计工具

专业的不同在很大程度上也造成了使用软件工具的差异化，而即使是相同的模型软件，专业不同其模型建立的格式以及方法也会有很大的区别。因为介入了模拟的分析工具，所有常见的数据运输问题也因此出现，例如将模型直接的导入进去会使几何信息出现缺失等问题。就算是重新进行建模，其功能也完全比不上其设计软件，设计软件可以在很大程度上减少几何问题的出现，但是建模会使很多几何的问题简单的被处理，导致建筑的方案缺少真实。

2.2 延长设计周期

在建筑中需要利用各种科学模拟的分析工具来进行方案性能的预测与设计，其设计过程当中会有时间的要求，因为必须要划分一段时间来进行设计。不过，在建立模拟模型与分析软件中，整个计算时间都会造成设计过程周期的延长。而在现阶段，绿色建筑的项目一般都是等方案设计完后再将其绿色技术利用进来。在其中添加绿色的材料以及设备，再将模拟分析的结果进行补充，最后进行审核，这在很大程度上会使性能化建筑方案的设计成被动的状态。而其方案设计以及模拟工作的合理性与衔接的时间中也有很多地方的不足，所以使绿色建筑设计的效率低下。

3 方案设计的重要性

在指导建设活动中，其性能原则已经成为了一项设计的基本原则。从建筑性能被专业所影响的方面来看，因为其建筑方案的设计阶段会使建筑的性能产生很大的影响，所以，其设计方案的建筑师就会认真考虑建筑设计中其性能的原则，这时候就需要到很多种类的模拟分析工具，其建筑师必须要准备的了解每一个工具的具体使用原理以及防范，在对其初始的方案反复的进行预测。以工作效率的方面来看，以往传统的建筑设计的软件以及模拟分析的软件在进行设置参数以及建立模型当中其传输数据的方式还有很多地方有缺陷，而模拟分析的工作一般是在设计方案完成后才进行的，在很大程度上是并非是成为了一个指导工具的设计而是一种结果的验证工具，所以导致了性能化建筑设计的工作出现了逐渐试错以及其性能的目标模糊等问题，所以降低了性能分析工具使用的效率。所以引用了高效率的优化方法，使设计工程有一个良好的发展流程。

4 方案性能化优化设计具体方法

以一个技术层面来分析，其性能化建筑方案优化设计其方法的本质是，有效的将一套有模拟分析以及方案设计的流程来进行性能的模拟分析结构获取到，再向其设计的方法进行自动的反馈，以此来依照过程与目标的参数间对比的结果，使方案源的参数设计能进行自动的调整，最后能达到其目标参数中所提出的要求，而一种或者是多种的建筑性能的优化也就完美实现了。所以在进行流程设计的时候一定要具体以及精确的制作一整套的参数传递的系统，将其设计优化的过程控制住，而一般构成的步骤可分为5 步。

第一步，设定源参数，首先，要在方案的建模端处生成一个或者是多个有要求的最初方案，而且还要先将其方案参数化。第二步，在模拟的分析软件当中合理的将设计的信息转入，认真参考步骤一的设计方案，再从中来选择好所需要的环境参数、几何信息以及物性参数等等，再将它们很好的往性能模拟的分析程序端中进行传送。第三步，获取过程中的参数，在性能的模拟分析程序当中，要依照已被接受的数据再将其制定的性能进行有效的计算。第四步，对比目标参数以及过程参数。当性能的结果出来之后，再将与其早已设定好的目标来进行对比，如果与目标的参数相符合，那就可以将设计的流程结束，如果不能相符，那就必须要进入性能的优化了。第五步，性能优化，如果在步骤4中没有其结果数据没有与目标的参数相吻合，那么就必须启动自动或者人工的方法将设计的方案进行调整，再重新回到步骤2 中，再进行流程的重复设计。

在这个设计的流程当中，是作为一个会进行多次循环的寻优方式，而至于其循环的次数那就要根据很多的因数来决定,其中包括了原有的方案当中的科学性与合理性，还有其设计时在进行性能目标的预设时的严格程度，以及自动或者人工对设计方案进行有效调整所运用的模式等。