一種面向用戶定制的住區模型生成設計方法技術

本發明專利技術涉及建筑設計技術領域，特別涉及一種面向用戶定制的住區模型生成設計方法。面向用戶定制的住區模型生成設計方法，S1將真實的基地條件與設計任務轉化為可用于模擬的虛擬條件，包括基地的基本模數、規劃空間、定制空間、坐標體系；S2確定規劃空間與定制空間之間的具有可行性的形態組合關系；S3將定義初始條件與組合規則通過電腦邏輯運算得到對規劃空間與定制空間的時空演化規律的模擬，并以二維形式進行展示；S4以建筑密度作為定制空間拓展的約束條件，通過可視化的輸出軟件導出不同密度狀態下的空間生成結果。本發明專利技術模擬設計出一組或者多組能夠可持續生長的、建筑單體具有統一與多樣特征的建筑組群。

A user oriented design method for residential area model generation

The invention relates to the technical field of architectural design, in particular to a method for generating and designing a resident oriented residential area model. Residential model for user customization generation design method, S1 transformation of real base conditions and design tasks can be used in virtual simulation conditions, including the basic module, base planning space, custom space, coordinate system; S2 to determine the feasible form combination relationship between space and space planning customization; S3 will define the initial the conditions and simulated evolutions of combination rules of planning space and customized space through the computer logic operation, and using a two-dimensional display; S4 in building density as constraint conditions of customization of space expansion and output is obtained through the visualization software of different density under the state space generation results. The present invention designs a group of architectural groups capable of sustainable growth and architectural monomers with uniform and diverse characteristics.

【技術實現步驟摘要】
一種面向用戶定制的住區模型生成設計方法（一）
本專利技術涉及建筑設計
，特別涉及一種面向用戶定制的住區模型生成設計方法。（二）
技術介紹
目前，傳統的建筑設計方法是：先通過設計師根據實際情況所產生的想法，設計師初步設計草圖，最后設計師編程實現設計結果；然而在通過傳統的設計流程“想法—設計草圖—編程實現”的住區設計過程中，往往以單一狀態的設計形式表達最后的設計結果，難以快速產生預定義、分階段性的設計成果。（三）
技術實現思路
本專利技術為了彌補現有技術的不足，提供了一種面向用戶定制的住區模型生成設計方法。本專利技術是通過如下技術方案實現的：一種面向用戶定制的住區模型生成設計方法，其特征在于：S1定義初始條件：將真實的基地條件與設計任務轉化為可用于模擬的虛擬條件，包括基地的基本模數、規劃空間、定制空間、坐標體系；S2組合規則：確定規劃空間與定制空間之間的具有可行性的形態組合關系；S3演化模擬：將定義初始條件與組合規則通過電腦邏輯運算，模擬耦合規劃空間與定制空間的時空演化規律的模擬，并以二維形式進行展示；S4結果輸出：以建筑密度作為定制空間拓展的約束條件，通過可視化的輸出軟件導出不同密度狀態下的空間生成結果。其中，S1中的規劃空間是指宅基地之間的的組合關系以及與核心住宅的相對位置關系，包括宅基地的面積與核心住宅的面積，以及宅基地的平面比例與核心住宅的平面比例；宅基地與核心住宅的面積與平面比例關系以坐標的形式反映在坐標體系內。其中，S1中定制空間是指基于用戶的4種潛在功能定義的拓展類型；定制空間的所有動作均要以核心住宅的位置為基點，每一個階段的定制空間要保證：高效性——充分合理利用自己的宅基地空間，約束性——利用建筑密度等進行監控，公平性——利用日照標準等避免對相鄰用戶的影響；所述用戶的4種潛在功能包括居住、生產、租住和商業。其中，所述坐標體系是為便于在程序輸入過程中計量核心住宅及其定制空間在各自宅基地中的相對位置與定制空間的空間拓展變化。所述組合規則包括宅基地與宅基地的組合關系，宅基地與核心住宅的相對位置組合關系，核心住宅與定制空間的相對位置組合關系。進一步，所述宅基地與宅基地的組合為在坐標體系中建立宅基地模塊，定義宅基地模塊擴展的組合規則，該宅基地模塊擴展的組合規則是宅基地模塊沿某一參照點向坐標體系X軸和Y軸移動，移動坐標為X=n1，Y=m1；定義若干個宅基地模塊組成一個組團，組團之間通過道路連接；將宅基地模塊坐標以及宅基地模塊擴展的組合規則通過電腦邏輯運算得到N種符合條件的解。進一步，所述宅基地與核心住宅的相對位置組合為在坐標體系中建立宅基地模塊和核心住宅模塊，定義宅基地模塊和核心住宅模塊相對位置規則，宅基地模塊和核心住宅模塊相對位置規則是核心住宅模塊相對于宅基地模塊某一參照點沿坐標體系X軸和Y軸移動，移動坐標為X=n2，Y=m2；將宅基地模塊和核心住宅模塊的坐標以及宅基地模塊和核心住宅模塊相對位置規則通過電腦邏輯運算得到M種符合條件的解。進一步，所述核心住宅與定制空間的相對位置組合在坐標體系中建立核心住宅模塊和定制空間模塊，定義核心住宅模塊和定制空間模塊相對位置規則，核心住宅模塊和定制空間模塊相對位置規則是定制空間模塊相對于核心住宅模塊某一參照點沿坐標體系X軸和Y軸移動，移動坐標為X=n3，Y=m3；將核心住宅模塊和定制空間模塊的坐標以及核心住宅模塊和定制空間模塊相對位置規則通過電腦邏輯運算得到P種符合條件的解。根據權利要求8所述的面向用戶定制的住區模型生成設計方法，其特征在于：所述定制空間模塊可以以分離體形式拓展，分離體是指與核心住宅不共享邊界且相互之間的距離大于等于1個坐標單位的定制空間。進一步，所述日照標準的約束為核心住宅定位時，南向核心住宅不能遮擋北向核心住宅的南向房間，南、北向核心住宅之間的距離為大于等于當地日照系數乘以南向核心住宅的高度；在定制空間拓展初期，南向宅基地的定制空間不能遮擋北向的核心住宅。這里有個特殊情況，如果同一個宅基地內的定制空間遮擋了自己的核心住宅，那么其南向宅基地內的定制空間可以忽略對北向宅基地內核心住宅的影響本專利技術的有益效果是：在規定的、有限設計周期內，利用面向用戶定制的住區模型及其生成設計方法，模擬設計出一組或者多組面向用戶定制的、可持續生長的、具有統一與多樣特征的住區建筑組群。通過研究住區模型中規劃空間與規劃空間、規劃空間與定制空間之間的共生關系，建立一個基于特定規則的、具有用戶自主性、建造自發性、可循序漸進并能自動生成的演化模型，以及建立一種由“規則定義—程序輸入—結果輸出”等多步驟組成的住區設計生成方法。這種方法利用“定義形式發生的內在規則”取代“定義全局控制的設計藍圖”，著重使用系統的、基于規則的生成設計方法。首先，能有效解決困擾設計師的經典難題，即如何以自上而下的整體設計方式，有效“復制”傳統住區經長期自然演化而成的自組織空間形態。其次，能夠為用戶提供一個可容納生活、生產需求的適應性開放體系——就單一住區而言，在利用核心住宅解決用戶的基本居住需求之外，還能為用戶提供可以依據各自需求、分階段參與定制的彈性拓展空間；對具有相近空間屬性的多個住區而言，可以在設計階段賦予他們統一的設計邏輯，使其具有統一性之外，還能表現出相似卻不同的風貌特征，為低層、高密度住區的“統一與多樣”性設計提供科學的技術依據。其三，當住區模型在具體設計應用時，從模擬結果中任意抽取的某個空間組織關系，均具有可實施性。最后，由于不同建筑密度約束下的生成階段均能被清晰地呈現，因此也能為設計者、用戶和住區管理者的角色分配提供可能性。（四）附圖說明下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明。圖1為本專利技術的坐標體系示意圖；圖2為本專利技術的宅基地與核心住宅相對位置關系示意圖；圖3為本專利技術的定制空間向核心住宅東西方向拓展示意圖；圖4為本專利技術的定制空間向核心住宅南方向拓展示意圖；圖5為本專利技術的定制空間向核心住宅北方向拓展示意圖；圖6為本專利技術的定制空間以分離體形式拓展示意圖；圖7為本專利技術的日照標準對規劃空間與定制空間約束的示意圖；圖8為本專利技術的定制空間向核心住宅南方向拓展的代碼示意圖；圖9為本專利技術的設計演化可視化（平面）示意圖；圖10為本專利技術的圖9對應的立體效果示意圖；圖11為本專利技術的設計演化效果示意圖；（五）具體實施方式附圖為本專利技術的一種具體實施例。具體包括以下步驟：具體包括以下步驟：S1定義初始條件：將真實的基地條件與設計任務要求轉化為可用于模擬的虛擬條件，包括基地的基本模數、規劃空間、定制空間、坐標體系；其中，S1中的規劃空間是指宅基地之間的的組合關系以及與核心住宅的相對位置關系，包括宅基地的面積與核心住宅的面積，以及宅基地的平面比例與核心住宅的平面比例。其中，S1中的定制空間是指基于用戶的4種潛在需求定義的功能拓展類型；所述用戶的4種潛在功能需求包括居住、生產、租住和商業。其中，所述坐標體系是為便于在程序輸入過程中計量核心住宅及其定制空間在各自宅基地中的相對位置與定制空間的空間拓展變化。具體為：1、制定基地的基本模數，如根據住宅建筑設計的基本原理確定基本模數。居住功能房間較為經濟的面寬尺寸分別為，臥室3.0米、廚房1.5米、衛生間1.5米、起居室4.0米、室內樓梯2.0米等。因而，選擇1.5米作為構成核心住本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種面向用戶定制的住區模型生成設計方法，其特征在于：S1定義初始條件：將真實的基地條件與設計任務轉化為可用于模擬的虛擬條件，包括基地的基本模數、規劃空間、定制空間、坐標體系；S2組合規則：確定規劃空間與定制空間之間的具有可行性的形態組合關系；S3演化模擬：將定義初始條件與組合規則通過電腦邏輯運算，模擬耦合規劃空間與定制空間的時空演化規律的模擬，并以二維形式進行展示；S4結果輸出：以建筑密度作為定制空間拓展的約束條件，通過可視化的輸出軟件導出不同密度狀態下的空間生成結果。

【技術特征摘要】
1.一種面向用戶定制的住區模型生成設計方法，其特征在于：S1定義初始條件：將真實的基地條件與設計任務轉化為可用于模擬的虛擬條件，包括基地的基本模數、規劃空間、定制空間、坐標體系；S2組合規則：確定規劃空間與定制空間之間的具有可行性的形態組合關系；S3演化模擬：將定義初始條件與組合規則通過電腦邏輯運算，模擬耦合規劃空間與定制空間的時空演化規律的模擬，并以二維形式進行展示；S4結果輸出：以建筑密度作為定制空間拓展的約束條件，通過可視化的輸出軟件導出不同密度狀態下的空間生成結果。2.根據權利要求1所述的面向用戶定制的住區模型生成設計方法，其特征在于：S1中的規劃空間是指宅基地之間的的組合關系以及與核心住宅的相對位置關系，包括宅基地的面積與核心住宅的面積，以及宅基地的平面比例與核心住宅的平面比例；宅基地與核心住宅的面積與平面比例關系以坐標的形式反映在坐標體系內。3.根據權利要求1所述的面向用戶定制的住區模型生成設計方法，其特征在于：S1中定制空間是指基于用戶的4種潛在功能定義的拓展類型；所述用戶的4種潛在功能包括居住、生產、租住和商業。4.根據權利要求1所述的面向用戶定制的住區模型生成設計方法，其特征在于：所述坐標體系是為便于在程序輸入過程中計量核心住宅及其定制空間在各自宅基地中的相對位置與定制空間的空間拓展變化。5.根據權利要求1所述的面向用戶定制的住區模型生成設計方法，其特征在于：所述組合規則包括宅基地與宅基地的組合關系，宅基地與核心住宅的相對位置組合關系，核心住宅與定制空間的相對位置組合關系。6.根據權利要求5所述的面向用戶定制的住區模型生成設計方法，其特征在于：所述宅...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王江，趙繼龍，
申請(專利權)人：山東建筑大學，
類型：發明
國別省市：山東,37