“2018性能导向建筑设计方法学术研讨会”于2018年10月26日~27日在深圳大学成功举办。本次研讨会的探讨内容包括但不限于:1)基于性能的建筑形体优化设计;2)形体对建筑性能的影响规律分析或统计模型构建;3)整合方案建模、模拟计算、结果可视化等环节、面向建筑师的设计工具开发等。研讨会由中国绿色建筑与节能委员会青年委员会、深圳大学建筑与城市规划学院、深圳市建成环境优化设计研究重点实验室、深圳市注册建筑师协会联合主办,来自各地政府、地产、设计院、高校和科研院所的80多位代表参加了会议。
一、开幕式
论坛开幕式由深圳大学教务部主任、深圳大学建筑与城市规划学院教授博导、深圳市建筑环境优化设计研究重点实验室主任袁磊主持。深圳大学建筑与城市规划学院前副院长、深圳市注册建筑师协会会长艾志刚教授,深圳大学建筑与城市规划学院钟波涛书记,中国绿建委青年委员会主任、国家杰出青年基金获得者、清华大学林波荣教授分别进行了致辞。
一同出席开幕式的演讲嘉宾还有东南大学建筑学院副院长石邢教授、天津大学刘刚教授、同济大学袁烽教授、香港理工大学麦卓明教授、香港大学高岩副教授、苏州大学田真副教授、哈尔滨工业大学韩昀松副教授、广西大学吴杰博士、北京林业大学刘利刚博士、北京工业大学李紫微博士、深圳大学吕帅博士。出席开幕式的业界同仁及兄弟高校专家还有武汉大学黄凌江教授、同济大学叶海副教授、杨峰副教授、哈尔滨工业大学(深圳)卢添添博士、北建院建筑设计深圳有限公司陈晓唐博士、广东省建筑设计研究院深圳分院吴彦斌总建筑师等。
二、论坛现场
▲ 论坛现场
▲ 上午论坛报告嘉宾
上午论坛报告的第一版块主题为“设计方法与工具”,由东南大学石邢教授主持。
清华大学林波荣教授的演讲题目是《性能为导向的绿色建筑设计方法研究及工具开发》,他提出以性能为目标的反向设计优化新方法,基于构建的建筑形体参数化函数寻找最优解,实现建筑空间和性能参数的优化组合,并通过算法优化、云计算等方法提高计算效率;随后他展示了与中国建科院PKPM联合开发的建筑性能辅助设计软件MOOSAS,并对其应用前景进行了展望。
天津大学刘刚教授的演讲题目是《基于贡献率的低能耗建筑设计方法》,他针对绿色建筑策略在不同设计条件下应用所产生的性能提升效果不同的事实,提出了基于贡献率的设计方法,并将其应用于高铁站这一重要的建筑类型中,开发工具指导建筑师完成设计。
香港大学高岩副教授的演讲题目是《设计建筑性能导向的设计智慧问题》,他从建筑性能的定义入手,针对设计智慧展开讨论,探索了建筑产业生产方式的未来转变方向,即从建筑作品到建筑产品的转变;进而分享了他工作室的作品作为建筑产品化的诠释与例证。
上午论坛报告的第二版块主题为“性能导向优化I”,由清华大学林波荣教授主持。
东南大学石邢教授的演讲题目是《建筑性能优化设计中算法的效能研究》,他首先介绍了优化算法的六个评价指标,进而对单目标及多目标寻优算法的效能指标进行了比较。随后他介绍了算法失效及其机理,并对如何在建筑性能优化中选择适宜的算法给出了建议。
同济大学袁烽教授的演讲题目是《环境性能化建构》,他首先基于建筑的历史发展进程指出将性能思维融入早期设计生成的重要性,而后提出了物理风洞和数字模拟交互生形的方法,并对这一方法的基本原理、研究过程、优势与不足、实践案例等进行了详细介绍。
随后与会嘉宾结合上午论坛的内容进行了研讨,由同济大学袁烽教授主持。
几位专家围绕话题展开了多方位的探讨,包括:通过城市风环境推导出来的建筑形式给建筑师作为设计依据是否具有实用性;性能优化的算法如何在参数化设计中运用;是否需要开展在建筑语境下对算法性能的研究等。
▲ 下午论坛报告嘉宾
下午论坛报告的第一版块主题为“性能导向优化II”,由天津大学刘刚教授主持。
哈尔滨工业大学韩昀松副教授的演讲题目是《绿色性能导向下的建筑多目标优化设计》,演讲涵盖了多目标优化设计理论基础和技术运用两方面,详细介绍了GANN-BIM工具、三维重建、信息自适应协同等技术策略在多目标优化中的应用。
北京工业大学李紫微博士的演讲题目是《方案初期办公建筑性能优化方法研究》,介绍了建筑能耗、负荷、天然采光等性能的计算算法优化与工具研发,探索了复杂形体分解识别的算法,进而从计算速度和精度两方面对算法的优势进行了介绍。
深圳大学袁磊教授的演讲题目是《基于性能的多目标自动优化生成》,他将模拟预测和多目标优化利用统一的平台连接形成数据链,进而结合项目实践对城市设计尺度及建筑构件尺度(垂直绿化设计)的性能优化方法进行了详细探讨,最后对多目标优化的实质、优势、及其与传统设计方法的关联进行了分析。
下午论坛报告的第二版块主题为“新技术与设计”,由同济大学袁烽教授主持。
香港理工大学麦卓明教授的演讲题目是《Design methodologies for improvement ofwind comfort in the urbanenvironment》,他首先介绍了自己研究团队的主要研究方向及研究成果,而后探讨了在建筑高密度引起城市通风不畅的背景下,底层架空等设计手段对城市通风效果的提升作用,并借助CFD模拟和实测进行了定量分析。
苏州大学田真副教授的演讲题目是《复合开窗系统天然采光与性能模拟》,他借助性能模拟与实测方法,对玻璃与百叶系统、外遮阳立面系统等多种复合开窗系统的采光性能进行了介绍,并对微结构定向导光系统的采光性能进行了详细探讨。
深圳大学林迪博士的演讲题目是《高质量场景识别与精细化语义信息理解》,他从大数据标注驱动的复杂场景语义分割、语义辅助的三维物体重建、基于对抗生成网络的三维物体生成等三个方面介绍了建筑环境场景识别的算法原理及识别效果。
下午论坛报告的第三版块主题为“设计与性能关联”,由香港理工大学麦卓明教授主持。
广西大学吴杰博士的演讲题目是《基于参数化设计的住区热环境性能优化方法研究》,他介绍了停车场库自动布置、壮族地区干栏民居优化生成、城市住区热环境优化三方面研究内容,进而对集成海绵城市、气候区拓展等未来研究方向进行了分析。
北京林业大学刘利刚博士的演讲题目是《中国高层办公建筑平面与能耗关系模拟研究》,他基于归纳总结于实际工程的6类11种平面布置、分析了我国不同气候区办公建筑能耗与其平面形式的关联。
深圳大学吕帅博士的演讲题目是《性能导向的建筑形体设计方法》,他针对建筑师追求新颖形体而不熟悉材料构造等内容的现状,结合厅堂形体设计、曲面立面优化、不规则形体能耗模型构建等内容,阐释了丰富形体、简化非形体的辅助思路。
随后与会嘉宾结合全天的论坛内容进行了研讨,由清华大学林波荣教授主持。
几位专家围绕话题展开了多方位的探讨,包括:性能导向建筑设计方法与建筑师的习惯和需求尚存在哪些不足、如何解决;为了让建筑师真正更加重视性能、喜欢上基于性能做创作,我们还应该做一些什么工作;性能导向的建筑设计如何与人的需求和舒适相结合等。
三、实验室及绿色建筑参观
27日,主办方组织参会代表参观了深圳市建筑环境优化设计研究重点实验室及腾讯新总部大楼。深圳大学建筑与城市规划学院崔冬瑾博士与吕帅博士组织并讲解了实验室的研究课题、参观了实验室的仪器设备,并带领嘉宾们参观了腾讯新总部大楼。
▲ 实验室讲解现场
▲ 项目参观现场
四、研讨会总结
此次研讨会是国内为数不多的专注于性能导向设计方法的学术会议,总结了本领域的既有研究成果、并对共同关注的内容和未来发展方向进行了探讨。
性能导向建筑设计方法以节能环保等绿色建筑性能为核心关注,主要考量能耗、舒适度、生态等方面的性能要求,并将性能考量范围覆盖到行为性能等具有人本主义特征的方面。绿色建筑高质量发展、精细化设计、建筑品质提升的内在要求,促成了性能导向建筑设计的自发出现。
一方面:性能导向建筑设计方法的当前热点包括但不限于:
1.多目标算法、深度学习、人工智能以及云计算等成为目前的主要热点技术;
2.在所依据的数据来源方面,拓展至风洞、遥感、数据挖掘等信息源;
3.在运算核心技术方面探讨算法或人工智能等计算机技术在不同性能问题上的适用性;
4.在人机交互的参数化设计中人的介入方式,如理念转译等;
5.重视早期设计生成,通过绿色性能优化目标在设计流程中前置为建筑植入先天的绿色基因;
6.在造型参数化编译、模型捕捉等方面转向复杂的自由形体技术和形体自适应技术;
7.包括设计生成软件开发、场景自动识别与重建等在内的优化技术软件化备受重视。
另一方面:性能导向建筑设计方法面对的挑战与未来发展机遇包括但不限于:
1.面对业界实践的阻力,需要各方打破身份界线与桎梏,完成协作优化;
2.与人文主义的结合,为社会需求及形式创新提供发挥的空间;
3.进一步结合建造过程和运营实践等提出动态的性能评价指标体系;
4.将性能评价和性能优化从单体尺度扩展到城市尺度。