【摘 要】
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土地资源匮乏,城市常住人口增多,面对如此巨大的居住需求,城市内高层住宅的数量逐年上升,高层住宅逐渐成为我国目前最常见的居住建筑类型。从资本的角度来看,强排布局不仅可以最大化的利用有限的土地资源,还可以在方案初期将建筑布局的时间大大缩短,提高工作效率,因此成为居住区规划中最常见的设计方式。但传统的居住区人工强排设计流程存在一定的问题:首先,在红线范围内可排布方案较多,依靠人工进行方案穷举,不仅繁杂且
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土地资源匮乏,城市常住人口增多,面对如此巨大的居住需求,城市内高层住宅的数量逐年上升,高层住宅逐渐成为我国目前最常见的居住建筑类型。从资本的角度来看,强排布局不仅可以最大化的利用有限的土地资源,还可以在方案初期将建筑布局的时间大大缩短,提高工作效率,因此成为居住区规划中最常见的设计方式。但传统的居住区人工强排设计流程存在一定的问题:首先,在红线范围内可排布方案较多,依靠人工进行方案穷举,不仅繁杂且易造成缺漏;其次,传统对于强排方案的选择更常关注于建筑密度、容积率及绿化率等经济指标,缺乏了对于人居舒适度影响较大的物理性能的考虑;最后,传统对于物理性能的考量主要依靠计算机数值模拟为主,建模流程复杂且需要耗费大量的时间。本文提出了一套完整的设计流程,以杭州市的居住区布局特征、相关规范、气象数据为基础,以风环境和日照这两项与人们生活舒适性直接相关的物理性能作为居住区强排方案的筛选依据,能够在方案初期有效的解决上文中提出的一系列问题。首先,基于开源编程平台,利用遗传算法的迭代优化特点,在节地与满足日照以及消防间距的前提下实现不同高度的住宅单元自动优化布局;然后,旨在立足于计算机深度学习,构建基于条件生成对抗网络（CGAN）的性能预测模型。通过学习不同高度分布特征的居住区布局总图与其对应的日照模拟图像和风环境模拟图像的相互关系,训练完成的神经网络可快速预测生成任意高度住宅单元组合布局下的两类性能模拟图像;最后,以性能模拟预测图像作为方案的评价依据,筛选出在日照和风环境两种对居住区最常见和重要性能条件下的布局最优解。实验结果证明:该设计方法的提出可在有效的误差范围内减少布局方案在多个性能目标条件下的优化时间,避免了人工试错造成的缺漏。同时建筑师可根据此设计方法得到满足多个性能目标的且带有高度分布特征的原始布局方案,并以此为基础在设计初期对居住区布局方案进行调整。图[49]表[26]参[94]
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