一种面向用户定制的住区模型生成设计方法技术

本发明专利技术涉及建筑设计技术领域，特别涉及一种面向用户定制的住区模型生成设计方法。面向用户定制的住区模型生成设计方法，S1将真实的基地条件与设计任务转化为可用于模拟的虚拟条件，包括基地的基本模数、规划空间、定制空间、坐标体系；S2确定规划空间与定制空间之间的具有可行性的形态组合关系；S3将定义初始条件与组合规则通过电脑逻辑运算得到对规划空间与定制空间的时空演化规律的模拟，并以二维形式进行展示；S4以建筑密度作为定制空间拓展的约束条件，通过可视化的输出软件导出不同密度状态下的空间生成结果。本发明专利技术模拟设计出一组或者多组能够可持续生长的、建筑单体具有统一与多样特征的建筑组群。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种面向用户定制的住区模型生成设计方法（一）
本专利技术涉及建筑设计
，特别涉及一种面向用户定制的住区模型生成设计方法。（二）
技术介绍
目前，传统的建筑设计方法是：先通过设计师根据实际情况所产生的想法，设计师初步设计草图，最后设计师编程实现设计结果；然而在通过传统的设计流程“想法—设计草图—编程实现”的住区设计过程中，往往以单一状态的设计形式表达最后的设计结果，难以快速产生预定义、分阶段性的设计成果。（三）
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种面向用户定制的住区模型生成设计方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种面向用户定制的住区模型生成设计方法，其特征在于：S1定义初始条件：将真实的基地条件与设计任务转化为可用于模拟的虚拟条件，包括基地的基本模数、规划空间、定制空间、坐标体系；S2组合规则：确定规划空间与定制空间之间的具有可行性的形态组合关系；S3演化模拟：将定义初始条件与组合规则通过电脑逻辑运算，模拟耦合规划空间与定制空间的时空演化规律的模拟，并以二维形式进行展示；S4结果输出：以建筑密度作为定制空间拓展的约束条件，通过可视化的输出软件导出不同密度状态下的空间生成结果。其中，S1中的规划空间是指宅基地之间的的组合关系以及与核心住宅的相对位置关系，包括宅基地的面积与核心住宅的面积，以及宅基地的平面比例与核心住宅的平面比例；宅基地与核心住宅的面积与平面比例关系以坐标的形式反映在坐标体系内。其中，S1中定制空间是指基于用户的4种潜在功能定义的拓展类型；定制空间的所有动作均要以核心住宅的位置为基点，每一个阶段的定制空间要保证：高效性——充分合理利用自己的宅基地空间，约束性——利用建筑密度等进行监控，公平性——利用日照标准等避免对相邻用户的影响；所述用户的4种潜在功能包括居住、生产、租住和商业。其中，所述坐标体系是为便于在程序输入过程中计量核心住宅及其定制空间在各自宅基地中的相对位置与定制空间的空间拓展变化。所述组合规则包括宅基地与宅基地的组合关系，宅基地与核心住宅的相对位置组合关系，核心住宅与定制空间的相对位置组合关系。进一步，所述宅基地与宅基地的组合为在坐标体系中建立宅基地模块，定义宅基地模块扩展的组合规则，该宅基地模块扩展的组合规则是宅基地模块沿某一参照点向坐标体系X轴和Y轴移动，移动坐标为X=n1，Y=m1；定义若干个宅基地模块组成一个组团，组团之间通过道路连接；将宅基地模块坐标以及宅基地模块扩展的组合规则通过电脑逻辑运算得到N种符合条件的解。进一步，所述宅基地与核心住宅的相对位置组合为在坐标体系中建立宅基地模块和核心住宅模块，定义宅基地模块和核心住宅模块相对位置规则，宅基地模块和核心住宅模块相对位置规则是核心住宅模块相对于宅基地模块某一参照点沿坐标体系X轴和Y轴移动，移动坐标为X=n2，Y=m2；将宅基地模块和核心住宅模块的坐标以及宅基地模块和核心住宅模块相对位置规则通过电脑逻辑运算得到M种符合条件的解。进一步，所述核心住宅与定制空间的相对位置组合在坐标体系中建立核心住宅模块和定制空间模块，定义核心住宅模块和定制空间模块相对位置规则，核心住宅模块和定制空间模块相对位置规则是定制空间模块相对于核心住宅模块某一参照点沿坐标体系X轴和Y轴移动，移动坐标为X=n3，Y=m3；将核心住宅模块和定制空间模块的坐标以及核心住宅模块和定制空间模块相对位置规则通过电脑逻辑运算得到P种符合条件的解。根据权利要求8所述的面向用户定制的住区模型生成设计方法，其特征在于：所述定制空间模块可以以分离体形式拓展，分离体是指与核心住宅不共享边界且相互之间的距离大于等于1个坐标单位的定制空间。进一步，所述日照标准的约束为核心住宅定位时，南向核心住宅不能遮挡北向核心住宅的南向房间，南、北向核心住宅之间的距离为大于等于当地日照系数乘以南向核心住宅的高度；在定制空间拓展初期，南向宅基地的定制空间不能遮挡北向的核心住宅。这里有个特殊情况，如果同一个宅基地内的定制空间遮挡了自己的核心住宅，那么其南向宅基地内的定制空间可以忽略对北向宅基地内核心住宅的影响本专利技术的有益效果是：在规定的、有限设计周期内，利用面向用户定制的住区模型及其生成设计方法，模拟设计出一组或者多组面向用户定制的、可持续生长的、具有统一与多样特征的住区建筑组群。通过研究住区模型中规划空间与规划空间、规划空间与定制空间之间的共生关系，建立一个基于特定规则的、具有用户自主性、建造自发性、可循序渐进并能自动生成的演化模型，以及建立一种由“规则定义—程序输入—结果输出”等多步骤组成的住区设计生成方法。这种方法利用“定义形式发生的内在规则”取代“定义全局控制的设计蓝图”，着重使用系统的、基于规则的生成设计方法。首先，能有效解决困扰设计师的经典难题，即如何以自上而下的整体设计方式，有效“复制”传统住区经长期自然演化而成的自组织空间形态。其次，能够为用户提供一个可容纳生活、生产需求的适应性开放体系——就单一住区而言，在利用核心住宅解决用户的基本居住需求之外，还能为用户提供可以依据各自需求、分阶段参与定制的弹性拓展空间；对具有相近空间属性的多个住区而言，可以在设计阶段赋予他们统一的设计逻辑，使其具有统一性之外，还能表现出相似却不同的风貌特征，为低层、高密度住区的“统一与多样”性设计提供科学的技术依据。其三，当住区模型在具体设计应用时，从模拟结果中任意抽取的某个空间组织关系，均具有可实施性。最后，由于不同建筑密度约束下的生成阶段均能被清晰地呈现，因此也能为设计者、用户和住区管理者的角色分配提供可能性。（四）附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术的坐标体系示意图；图2为本专利技术的宅基地与核心住宅相对位置关系示意图；图3为本专利技术的定制空间向核心住宅东西方向拓展示意图；图4为本专利技术的定制空间向核心住宅南方向拓展示意图；图5为本专利技术的定制空间向核心住宅北方向拓展示意图；图6为本专利技术的定制空间以分离体形式拓展示意图；图7为本专利技术的日照标准对规划空间与定制空间约束的示意图；图8为本专利技术的定制空间向核心住宅南方向拓展的代码示意图；图9为本专利技术的设计演化可视化（平面）示意图；图10为本专利技术的图9对应的立体效果示意图；图11为本专利技术的设计演化效果示意图；（五）具体实施方式附图为本专利技术的一种具体实施例。具体包括以下步骤：具体包括以下步骤：S1定义初始条件：将真实的基地条件与设计任务要求转化为可用于模拟的虚拟条件，包括基地的基本模数、规划空间、定制空间、坐标体系；其中，S1中的规划空间是指宅基地之间的的组合关系以及与核心住宅的相对位置关系，包括宅基地的面积与核心住宅的面积，以及宅基地的平面比例与核心住宅的平面比例。其中，S1中的定制空间是指基于用户的4种潜在需求定义的功能拓展类型；所述用户的4种潜在功能需求包括居住、生产、租住和商业。其中，所述坐标体系是为便于在程序输入过程中计量核心住宅及其定制空间在各自宅基地中的相对位置与定制空间的空间拓展变化。具体为：1、制定基地的基本模数，如根据住宅建筑设计的基本原理确定基本模数。居住功能房间较为经济的面宽尺寸分别为，卧室3.0米、厨房1.5米、卫生间1.5米、起居室4.0米、室内楼梯2.0米等。因而，选择1.5米作为构成核心住本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向用户定制的住区模型生成设计方法，其特征在于：S1定义初始条件：将真实的基地条件与设计任务转化为可用于模拟的虚拟条件，包括基地的基本模数、规划空间、定制空间、坐标体系；S2组合规则：确定规划空间与定制空间之间的具有可行性的形态组合关系；S3演化模拟：将定义初始条件与组合规则通过电脑逻辑运算，模拟耦合规划空间与定制空间的时空演化规律的模拟，并以二维形式进行展示；S4结果输出：以建筑密度作为定制空间拓展的约束条件，通过可视化的输出软件导出不同密度状态下的空间生成结果。

【技术特征摘要】
1.一种面向用户定制的住区模型生成设计方法，其特征在于：S1定义初始条件：将真实的基地条件与设计任务转化为可用于模拟的虚拟条件，包括基地的基本模数、规划空间、定制空间、坐标体系；S2组合规则：确定规划空间与定制空间之间的具有可行性的形态组合关系；S3演化模拟：将定义初始条件与组合规则通过电脑逻辑运算，模拟耦合规划空间与定制空间的时空演化规律的模拟，并以二维形式进行展示；S4结果输出：以建筑密度作为定制空间拓展的约束条件，通过可视化的输出软件导出不同密度状态下的空间生成结果。2.根据权利要求1所述的面向用户定制的住区模型生成设计方法，其特征在于：S1中的规划空间是指宅基地之间的的组合关系以及与核心住宅的相对位置关系，包括宅基地的面积与核心住宅的面积，以及宅基地的平面比例与核心住宅的平面比例；宅基地与核心住宅的面积与平面比例关系以坐标的形式反映在坐标体系内。3.根据权利要求1所述的面向用户定制的住区模型生成设计方法，其特征在于：S1中定制空间是指基于用户的4种潜在功能定义的拓展类型；所述用户的4种潜在功能包括居住、生产、租住和商业。4.根据权利要求1所述的面向用户定制的住区模型生成设计方法，其特征在于：所述坐标体系是为便于在程序输入过程中计量核心住宅及其定制空间在各自宅基地中的相对位置与定制空间的空间拓展变化。5.根据权利要求1所述的面向用户定制的住区模型生成设计方法，其特征在于：所述组合规则包括宅基地与宅基地的组合关系，宅基地与核心住宅的相对位置组合关系，核心住宅与定制空间的相对位置组合关系。6.根据权利要求5所述的面向用户定制的住区模型生成设计方法，其特征在于：所述宅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王江，赵继龙，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37