基于镶嵌几何的建筑表皮光热性能优化设计研究
发布时间：2021-08-20 05:02
建筑表皮作为建筑室内与自然环境的交互界面,不仅承担着外立面形式塑造的作用,其光学、热学性能还对于建筑室内的光热舒适环境以及能耗水平有着重要的影响。表皮光热性能优化是对表皮雏形进行多目标耦合分析,并对表皮形态变量进行定量优化以提高室内光热舒适度的过程。既有的表皮光热性能优化设计在表皮雏形生成、建模方面困难,在优化方法以及优化决策方面均有不足。研究以建筑表皮为对象,旨在探索高性能表皮雏形生成策略,构建表皮光热性能分析及形态优化流程,完善设计决策方法。为高性能且美观的建筑表皮设计提供新思路。研究通过大量案例的梳理,对于镶嵌几何在建筑表皮设计中的应用进行类型上的研究,归纳出“镶嵌为图形,单元响应光热”的表皮生成策略;利用镶嵌几何的可计算性,基于参数化建模的思维构建了镶嵌几何参数化建模逻辑,和镶嵌单元变化逻辑;通过对于现有性能优化理论的优化逻辑与方法的总结和关键技术特征的研究,运用数据采样技术,性能仿真模拟技术、数据映射技术和多维数据分析技术搭建了软件平台。构建了采样与模拟、光热性能分析和多目标优化与决策三层递进的建筑表皮性能优化设计流程;基于性能优化设计流程,对镶嵌几何生成的表皮雏形进行光热性...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：144 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正多边形周期性镶嵌-规则镶嵌
西安建筑科技大学硕士学位论文13(34,6)(3,6,3,6)(33,42)(3,122)(32,4,3,4)(4,6,12)(3,4,6,4,)(4,8,8)图2.2正多边形周期性镶嵌-半规则镶嵌图片来源：自绘现有的几何学理论中已经证明正多边形周期性镶嵌仅有3种规则镶嵌和8种半规则镶嵌共11种。现有的建筑表皮设计实践几乎绝大多数图形都是来自于这11种镶嵌模式。其原因是这11种镶嵌模式拥有最简单的生成逻辑，符合标准化和逻辑化的建造方式。并且以这些嵌模式为原型进行变化又可得到更加丰富的表皮镶嵌图形。现有的表皮设计已经有非常多的正多边形镶嵌案例，值得注意的是正多边形镶嵌的表皮设计有直接使用镶嵌图形寻求更加简洁的立面形态，也有在镶嵌图形的基础上进行单元层级的变化而寻求更加丰富的变化效果。以正六边形周期性镶嵌为例，在山东东阿阿胶产业园区的设计中，设计者使用六边形网格创造出简洁而又统一的建筑立面效果，并通过镶嵌单元中格栅的方向改变创造出整体立面细微的变化效果。(a)夜景（b）远景
西安建筑科技大学硕士学位论文13(34,6)(3,6,3,6)(33,42)(3,122)(32,4,3,4)(4,6,12)(3,4,6,4,)(4,8,8)图2.2正多边形周期性镶嵌-半规则镶嵌图片来源：自绘现有的几何学理论中已经证明正多边形周期性镶嵌仅有3种规则镶嵌和8种半规则镶嵌共11种。现有的建筑表皮设计实践几乎绝大多数图形都是来自于这11种镶嵌模式。其原因是这11种镶嵌模式拥有最简单的生成逻辑，符合标准化和逻辑化的建造方式。并且以这些嵌模式为原型进行变化又可得到更加丰富的表皮镶嵌图形。现有的表皮设计已经有非常多的正多边形镶嵌案例，值得注意的是正多边形镶嵌的表皮设计有直接使用镶嵌图形寻求更加简洁的立面形态，也有在镶嵌图形的基础上进行单元层级的变化而寻求更加丰富的变化效果。以正六边形周期性镶嵌为例，在山东东阿阿胶产业园区的设计中，设计者使用六边形网格创造出简洁而又统一的建筑立面效果，并通过镶嵌单元中格栅的方向改变创造出整体立面细微的变化效果。(a)夜景（b）远景
本文编号：3352868
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：144 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正多边形周期性镶嵌-规则镶嵌
西安建筑科技大学硕士学位论文13(34,6)(3,6,3,6)(33,42)(3,122)(32,4,3,4)(4,6,12)(3,4,6,4,)(4,8,8)图2.2正多边形周期性镶嵌-半规则镶嵌图片来源：自绘现有的几何学理论中已经证明正多边形周期性镶嵌仅有3种规则镶嵌和8种半规则镶嵌共11种。现有的建筑表皮设计实践几乎绝大多数图形都是来自于这11种镶嵌模式。其原因是这11种镶嵌模式拥有最简单的生成逻辑，符合标准化和逻辑化的建造方式。并且以这些嵌模式为原型进行变化又可得到更加丰富的表皮镶嵌图形。现有的表皮设计已经有非常多的正多边形镶嵌案例，值得注意的是正多边形镶嵌的表皮设计有直接使用镶嵌图形寻求更加简洁的立面形态，也有在镶嵌图形的基础上进行单元层级的变化而寻求更加丰富的变化效果。以正六边形周期性镶嵌为例，在山东东阿阿胶产业园区的设计中，设计者使用六边形网格创造出简洁而又统一的建筑立面效果，并通过镶嵌单元中格栅的方向改变创造出整体立面细微的变化效果。(a)夜景（b）远景
西安建筑科技大学硕士学位论文13(34,6)(3,6,3,6)(33,42)(3,122)(32,4,3,4)(4,6,12)(3,4,6,4,)(4,8,8)图2.2正多边形周期性镶嵌-半规则镶嵌图片来源：自绘现有的几何学理论中已经证明正多边形周期性镶嵌仅有3种规则镶嵌和8种半规则镶嵌共11种。现有的建筑表皮设计实践几乎绝大多数图形都是来自于这11种镶嵌模式。其原因是这11种镶嵌模式拥有最简单的生成逻辑，符合标准化和逻辑化的建造方式。并且以这些嵌模式为原型进行变化又可得到更加丰富的表皮镶嵌图形。现有的表皮设计已经有非常多的正多边形镶嵌案例，值得注意的是正多边形镶嵌的表皮设计有直接使用镶嵌图形寻求更加简洁的立面形态，也有在镶嵌图形的基础上进行单元层级的变化而寻求更加丰富的变化效果。以正六边形周期性镶嵌为例，在山东东阿阿胶产业园区的设计中，设计者使用六边形网格创造出简洁而又统一的建筑立面效果，并通过镶嵌单元中格栅的方向改变创造出整体立面细微的变化效果。(a)夜景（b）远景
本文编号：3352868
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