建筑设计优化方法、优化系统、建筑设计优化终端、介质

摘要

本发明属于建筑设计领域，公开了一种建筑设计优化方法、优化系统、建筑设计优化终端、介质，对所要优化的方案进行检查；判断现有方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之进入进行优化；对缺陷进行合理优化；判断优化后的方案是否符合国家标准，若符合则直接计分，反之则不记分；合计总分。本发明对于住宅不仅仅要考虑它的实用性更要考虑生活环境的宜居性，同时随着环保意识的逐渐增强，对于建筑的节能减排也提出的新的要求，为此提出一种能适用于新时代的建筑设计优化方法的方法，本适用方法涉及方面更多、更合理，从建筑结构要求到居民生活环境的舒适度都有覆盖。同时，本判断方法引用了打分机制，能更加直观和清晰的展示评价结果。

说明书

技术领域

本发明属于建筑设计领域，公开了一种建筑设计优化方法、优化系统、建筑设计优化终端、介质。

背景技术

在建筑进行建造之前，建筑设计者按照甲方布置建设任务、以及国家标准将施工建设过程和建筑物使用过程中可能发生的问题，预先作好估计，并制定相应的预案，并把预案通过使用图纸和文本表达出来。依次为依据，将设计者提交的方案的作为施工过程中的依据。在施工过程中、使用过程中以及后期维修中将此方案当做指南，对建筑物进行合理规范的使用。并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求及用途。

在设计院对建筑设计方案正式敲定之前，最重要的一个步骤就是要对建筑设计方案的优化程度进行判断，为了确定最终的建筑设计方案，通常设计院要进行多次的内审、外审，由多方专业人员对方案进行审核、批改并出具优化意见，设计院会对这些意见再次进行研究分析，采纳其中合理的意见并对建筑方案进行优化，从而的科学合理、符合业主要求和符合国家标准的设计方案。目前业内已经提出很多用于来对建筑设计优化方法的方法，但是其具备一定的局限性，其只是从建筑区域的面积是否超出临界面积、房间是否接近电梯和扶梯、住宅楼是否接近地铁口等。然而上述方案判断的方法，没有充分考虑我国城市化发展的进度和速度对建筑设计的要求，也没有充分考虑到人民由于经济水平的提高对于生活环境的舒适性有了更多的要求，对于住宅不仅仅要考虑它的实用性更要考虑生活环境的宜居性，同时随着环保意识的逐渐增强，对于建筑的节能减排也提出的新的要求，为此提出一种能适用于新时代的建筑设计优化方法的方法，本适用方法涉及方面更多、更合理，从建筑结构要求到居民生活环境的舒适度都有覆盖。同时，本判断方法引用了打分机制，能更加直观和清晰的展示评价结果。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

原有建筑设计优化方法的方法，评判的标准较少，并且逐渐落后，并不能适用于新时达居民对于居住环境的要求。

原有建筑设计优化方法的方法评判结果不够清晰，不能直观的显示出评价结果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种建筑设计优化方法、优化系统、建筑设计优化终端、介质。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种建筑设计优化方法，所述建筑设计优化方法通过评分模式来判断建筑优化的优劣程度，并对评分结果赋予相对应的评分水平；具体包括：

步骤一：对所要优化的方案进行检查；

步骤二：判断现有方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之进入步骤三进行优化；

步骤三：对步骤二中的缺陷进行合理优化；

步骤四：判断优化后的方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之则不记分；所述判断方法包括：

以优化后的方案是否符合评分标准的评分为决策变量，采用基于R支配的改进飞蛾扑火多目标优化算法对建立的优化后方案评分模型进行求解：初始化飞蛾种群的决策变量，为是否符合评分标准的评分值；第t代飞蛾种群为M

根据建立梯级建筑物群优化调度模型计算当前飞蛾种群和火焰种群的目标函数值和约束值；

如果t≤maxGen，重复上述步骤；否则输出当前飞蛾种群为求解解集；

通过改进飞蛾扑火优化算法利用当前飞蛾种群M

将飞蛾种群M

所述R支配排序方法包括：

I)R支配排序方法的目的是从具有2N个个体的R

II)通过非支配排序方法为R

III)从P

R(p)＝order(p)+dp

其中dp是个体p到其关联的参考点与原点构成的参考线的垂直距离，order(p)是个体p在其关联的参考点所关联的所有个体中按照dp大小升序排列的序号，R(p)是个体p的R值，R值越小表明个体越优；将P

所述火焰种群的更新策略为：

将下一代飞蛾种群M

迭代结束后根据求解结果输出飞蛾种群制定调度方案集，获得评分数据集；

步骤五：合计总分。

进一步，所述步骤二、步骤四评分标准包括：

所评比的建筑物经优化后的结构稳定性是否达到要求；

所评比的建筑物经优化后的采光是否达到要求；

所评比的建筑物经优化后的通风是否达到要求；

所评比的建筑物经优化后的冬季采暖是否达到要求；所评比的建筑物经优化后的电梯配置是否达到要求；

所评比的建筑物经优化后的防火是否达到要求；

所评比的建筑物经优化后的排水设备是否达到要求；

所评比的建筑物经优化后的防火材料是否达到要求；

所评比的建筑物经优化后的抗震是否达到要求；

所评比的建筑物经优化后的防雷效果是否达到要求；

所评比的建筑物经优化后的节水设施是否达到要求。

进一步，评比建筑物的结构稳定性的方法包括：

在结构设计时楼面上不连续的的实际荷载采用均布荷载代替，对于建筑结构设计应按照承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合，并取最不利组合进行设计，采取下列设计表达式进行设计：γ

进一步，所评比的建筑物经优化后的采光是否达到要求包括：采光设计的评价指标为采光系数和室内天然光照度作；室内某一点的采光C按下式计算，C＝(E

进一步，所评比的建筑物经优化后的通风是否达到要求包括：当采用通风处理余热余湿满足要求时，应优先使用通风措施，房间每人所需最小新风量应为：人均居住面积F

进一步，所评比的建筑物经优化后的防火材料是否达到要求包括：设置合理的安全疏散设施与有效的灭火、报警与防排烟设施；对居民楼建筑，对防火设施进行逐一排查，若改居民楼没有的相应的防火设施，则提出优化方案，优化后的方案添加相应的防火设备，则认为优化成功，每一项记2分，若在第一进行检验时，建筑就符合要求，每一项直接记2分；其中检验标准包括：

屋面防水层是否采用不燃、难燃材料；

非承重外墙、房间隔墙和屋面板，当确需采用金属夹芯板材时，芯材是否为不燃材料；

走道的吊顶是否采用不燃材料；

钢筋混凝土构件的节点外露部位，是否采取防火保护措施；

公共区域是否布置灭火器；

室内是否布置了感应灭火器；

是否设置防火隔墙；

是否设置防火门；

社区内防火通道是否顺畅；

高层建筑是否设置防火连廊。

进一步，所评比的建筑物经优化后的节水设施是否达到要求包括：对于居民楼建筑，需要对节水设施进行逐一排查，若改居民楼没有的相应的节水设施，则提出优化方案，优化后的方案添加相应的节水设备，则认为优化成功，每一项记2分，若在第一进行检验时，建筑就符合要求，每一项直接记2分；其中检验标准包括：

景观用水水源不得采用市政自来水和地下井水，是否利用市政中水；

给水调节水池或水箱、消防水池或水箱是否设有溢流报警装置；

热水供应系统是否有保证用水点处冷、热水供水压力平衡的措施；

集中热水供应系统，是否采用机械循环；

循环冷却水的水源，是否优先使用雨水等非传统水源；

建筑空调系统的循环冷却水，合理选择处理方法及设备，是否能保证冷却水循环率不低于98％；

冷却塔补充水总管上是否设阀门及计量等装置；

当采用地下水、地表水做水源热泵热源时，是否进行建设项目水资源论证；

建筑与小区是否采取雨水入渗收集、收集回用等雨水利用措施；

常年降雨量超过800mm的城市是否采用屋面雨水收集回用方式。

进一步，所述步骤四判断优化后的方案判断结果包括：90-100分为优秀，70-90为良好，60-70分为合格，低于60分为不及格；

所述优化方案判断条款共计10条，每条为10分，总计满分为100分，优化后达到相关要求，根据权重计分；

所述判断方案将优化前后情况进行对比，完成优化任务即为达标，并且进入计分体系。

本发明另一目的在于提供一种建筑设计优化终端，所述建筑设计优化终端包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述的建筑设计优化方法，所述处理器包括：

优化方案检查模块，用于对所要优化的方案进行检查；

现有方案判断模块，用于判断现有方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之进入进行优化；

优化模块，用于对缺陷进行合理优化；

优化后的方案判断模块，用于判断优化后的方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之则不记分；

合计模块，用于合计总分。

本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述的建筑设计优化方法。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明涉及了一种评分模式来判断建筑优化方案的优劣程度，并对评分结果设计了与之相对应的评分水平。优化过程为：对所要优化的方案进行检查；判断现有方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之进入步骤三进行优化缺陷进行合理优化；判断优化后的方案是否符合国家标准，若符合则直接计分，反之则不记分；合计总分。所述评分标准包括：(1)所评比的建筑物经优化后的结构稳定性是否达到要求；(2)所评比的建筑物经优化后的采光是否达到要求；(3)所评比的建筑物经优化后的通风是否达到要求；(4)所评比的建筑物经优化后的防火是否达到要求；(5)所评比的建筑物经优化后的节水设施是否达到要求。目前业内已经提出很多用于来对建筑设计优化方法的方法，但是其具备一定的局限性，其只是从建筑区域的面积是否超出临界面积、房间是否接近电梯和扶梯、住宅楼是否接近地铁口等。然而上述方案判断的方法，没有充分考虑我国城市化发展的进度和速度对建筑设计的要求，也没有充分考虑到人民由于经济水平的提高对于生活环境的舒适性有了更多的要求，对于住宅不仅仅要考虑它的实用性更要考虑生活环境的宜居性，同时随着环保意识的逐渐增强，对于建筑的节能减排也提出的新的要求，为此提出一种能适用于新时代的建筑设计优化方法的方法。本发明判断优化后的方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之则不记分；所述判断方法包括：

以优化后的方案是否符合评分标准的评分为决策变量，采用基于R支配的改进飞蛾扑火多目标优化算法对建立的优化后方案评分模型进行求解：初始化飞蛾种群的决策变量，为是否符合评分标准的评分值；第t代飞蛾种群为M

根据建立梯级建筑物群优化调度模型计算当前飞蛾种群和火焰种群的目标函数值和约束值；

如果t≤maxGen，重复上述步骤；否则输出当前飞蛾种群为求解解集；

通过改进飞蛾扑火优化算法利用当前飞蛾种群M

将飞蛾种群M

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的建筑设计优化方法流程图。

图2是本发明实施例提供的建筑设计优化方法原理图。

图3是本发明实施例提供的建筑设计优化方案评分条款图。

图4是本发明实施例提供的建筑设计优化方案评分结果图。

图5是本发明实施例提供的建筑设计优化终端示意图。

图中：1、优化方案检查模块；2、现有方案判断模块；3、优化模块；4、优化后的方案判断模块；5、合计模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于建筑设计优化方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种建筑设计优化方法，设计了一种评分模式来判断建筑优化方案的优劣程度，并对评分结果设计了与之相对应的评分水平。

具体包括：

S101：对所要优化的方案进行检查；

S102：判断现有方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之进入步骤S103进行优化；

S103：对步骤S1012中的缺陷进行合理优化；

S104：判断优化后的方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之则不记分；

S105：合计总分。

步骤S102所述评分标准包括：

(1)所评比的建筑物经优化后的建筑结构荷载是否达到要求；

根据《建筑结构荷载规范》中，荷载分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。在结构设计时楼面上不连续的的实际荷载采用均布荷载代替，对于建筑结构设计应按照承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合，并取最不利组合进行设计，采取下列设计表达式进行设计：γ

(2)所评比的建筑物经优化后的采光是否达到要求；根据《建筑采光设计标准》。在建筑采光设计中，依据国家的法律法规和技术经济政策，需要充分利用天然光，用天然光创造良好光环境、节约能源、保护环境和构建绿色建筑。本标准采光设计的评价指标为采光系数和室内天然光照度作。室内某一点的采光C按下式计算，C＝(E

(3)所评比的建筑物经优化后的通风是否达到要求；根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》规定，为了防止大量热、蒸汽或有害物质向人员活动区散发，建筑物必须保证通风。通风可以防止大量余热余湿及有害物质的控制，应以预防为主，需要各专业协调配合综合治理才能实现。当采用通风处理余热余湿可以满足要求时，应优先使用通风措施，可以极大降低空气处理的能耗。对于本方案针对的居民楼建筑，主要房间每人所需最小新风量应为：人均居住面积F

(4)所评比的建筑物经优化后的防火材料是否达到要求；根据《建筑设计防火规范》规定，在建筑设计中，必须采取技术措施和方法来预防建筑火灾，建筑设计的基本消防安全目标是减少建筑火灾危害、保护人身和财产安全。在设计中，设计师需要通过合理的平面布局、耐火等级和构件的耐火极限，进行必要的防火分隔，设置合理的安全疏散设施与有效的灭火、报警与防排烟等设施。贯彻“预防为主，防消结合”的消防工作方针，在设计中，不仅要积极采用先进、成熟的防火技术和措施，更要正确处理好生产或建筑功能要求与消防安全的关系。对于本方案针对的居民楼建筑，需要对防火设施进行逐一排查，发现其中的疏漏，若改居民楼没有的相应的防火设施，则提出优化方案，优化后的方案添加了相应的防火设备，则认为优化成功，每一项记2分，若在第一进行检验时，建筑就符合要求，每一项直接记2分。其中检验标准包括，1.屋面防水层是否采用不燃、难燃材料；2.非承重外墙、房间隔墙和屋面板，当确需采用金属夹芯板材时，其芯材是否为不燃材料；3.走道的吊顶是否采用不燃材料；4.钢筋混凝土构件的节点外露部位，是否采取防火保护措施；5.公共区域是否布置灭火器；6.室内是否布置了感应灭火器；7.是否设置防火隔墙；8.是否设置防火门；9.社区内防火通道是否顺畅；10.高层建筑是否设置防火连廊。

(5)所评比的建筑物经优化后的节水设施是否达到要求。根据《民用建筑节水设计标准》规定，为提高水资源的利用率，在满足用户对水质、水量、水压和水温的要求下，将节水设备做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、管理方便。本标准适用于新建、改建和扩建的居住小区、公共建筑区等民用建筑节水设计，亦适用于工业建筑生活给水的节水设计。对于本方案针对的居民楼建筑，需要对节水设施进行逐一排查，发现其中的疏漏，若改居民楼没有的相应的节水设施，则提出优化方案，优化后的方案添加了相应的节水设备，则认为优化成功，每一项记2分，若在第一进行检验时，建筑就符合要求，每一项直接记2分。其中检验标准包括：1.景观用水水源不得采用市政自来水和地下井水，是否利用市政中水；2.给水调节水池或水箱、消防水池或水箱是否设有溢流报警装置；3.热水供应系统是否有保证用水点处冷、热水供水压力平衡的措施；4.集中热水供应系统，是否采用机械循环；5.循环冷却水的水源，是否优先使用雨水等非传统水源；6.建筑空调系统的循环冷却水，合理选择处理方法及设备，是否能保证冷却水循环率不低于98％；7.冷却塔补充水总管上是否设阀门及计量等装置；8.当采用地下水、地表水做水源热泵热源时，是否进行建设项目水资源论证；9.建筑与小区是否采取雨水入渗收集、收集回用等雨水利用措施；10.常年降雨量超过800mm的城市是否采用屋面雨水收集回用方式。

在本发明一实施例中，所述优化方案判断针对与民用建筑，尤其是高层居民楼。本方案所设计的评分标准为了更好的服务居民生活，所以针对社会中居民使用量最多的高层居民楼进行设计，充分体现了以人为本的主旨。

在本发明一实施例中，所述优化方案判断结果分为四个档次：90-100分为优秀，70-90为良好，60-70分为合格，低于60分为不及格。对于本方案设置了四个评分，能够将复杂的优化方案通过数字清晰的展现在人民面前，将复杂的评价过程简单化、数字化。可以使人民清晰的看到优化结果。

在本发明一实施例中，所述优化方案判断条款共计2条，每条为20分，总计满分为100分，优化后达到相关要求，根据权重计分。采取人民最熟悉的百分制的计分标准，更加贴近人们生活，符合人们的理念。

在本发明一实施例中，所述判断方案将优化前后情况进行对比，完成优化任务即为达标，并且进入计分体系。为了方便计分，使最终得出的分数公平合理，采取达标条款直接记分的方式，对于经过优化的方案，经优化后仍然计分，这种计分方式不但能够体现出方案经过了合理的优化，同时还能最大限度的肯定设计者的初期工作。

在本发明中，图2是提供的建筑设计优化方法原理图。图3是提供的建筑设计优化方案评分条款图。图4是提供的建筑设计优化方案评分结果图。

在本发明一实施例中，判断优化后的方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之则不记分；所述判断方法包括：

以优化后的方案是否符合评分标准的评分为决策变量，采用基于R支配的改进飞蛾扑火多目标优化算法对建立的优化后方案评分模型进行求解：初始化飞蛾种群的决策变量，为是否符合评分标准的评分值；第t代飞蛾种群为M

根据建立梯级建筑物群优化调度模型计算当前飞蛾种群和火焰种群的目标函数值和约束值；

如果t≤maxGen，重复上述步骤；否则输出当前飞蛾种群为求解解集；

通过改进飞蛾扑火优化算法利用当前飞蛾种群M

将飞蛾种群M

所述R支配排序方法包括：

I)R支配排序方法的目的是从具有2N个个体的R

II)通过非支配排序方法为R

III)从P

R(p)＝order(p)+dp

其中dp是个体p到其关联的参考点与原点构成的参考线的垂直距离，order(p)是个体p在其关联的参考点所关联的所有个体中按照dp大小升序排列的序号，R(p)是个体p的R值，R值越小表明个体越优；将P

所述火焰种群的更新策略为：

将下一代飞蛾种群M

迭代结束后根据求解结果输出飞蛾种群制定调度方案集，获得评分数据集。

如图5所示，本发明提供一种建筑设计优化终端，所述建筑设计优化终端包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述的建筑设计优化方法，所述处理器包括：

优化方案检查模块1，用于对所要优化的方案进行检查；

现有方案判断模块2，用于判断现有方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之进入进行优化；

优化模块3，用于对缺陷进行合理优化；

优化后的方案判断模块4，用于判断优化后的方案是否符合评分标准，若符合则直接计分，反之则不记分；

合计模块5，用于合计总分。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。