性能导向的建筑形体数字设计方法研究

      随着人们对舒适健康生活品质的深入关注以及能源与环境形势的日益严峻，追求良好的技术性能已成为建筑设计的重要目标。研究表明，作为建筑设计起点的形体设计不仅对建筑的美学效果起决定性作用，对能耗、采光、通风等技术性能也具有重要影响。因此，建筑师在早期设计阶段进行建筑形体创作时必须将技术性能纳入考虑，不能仅依赖后期深化设计或设备系统。  

然而，建筑的形体设计过程具有设计信息不完整（仅确定形体信息而缺乏材料、构造、设备等信息）、变动频繁（设计需要反复修改推敲）、多目标性（需兼顾功能、性能、美学等多重设计目标）等特点，使建筑师在形体创作时考虑技术性能具有较大难度、急需有效的形体技术性能评价与设计辅助方法。

针对这一问题，本研究结合机器学习、蒙特卡洛模拟、最优化等数字技术，提出了一套性能导向的建筑形体设计辅助方法。该方法能够为建筑形体设计提供实时且独立于材料布置的技术性能评价与修改建议，解决了设计信息不完整、变动频繁等建筑形体设计的难点，从而有效辅助建筑师在建筑形体设计的过程中追求更好的技术性能。

在设计方法的基础上，本研究以音乐厅为例、开发了音质性能导向的形体设计辅助工具雏形，具体实现了技术性能评价、修改提示建议、可行范围分析、影响因子提取等功能，从而证明了所提出设计方法的有效性和可行性。