一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法及系统，涉及未来社区技术领域，通过设置：算法搭建模块、搭建区域建筑群光伏优化算法框架，构建区域建筑群模型生成算法；模型构建模块、求解最佳栋数设计方案，建立区域建筑群中每栋建筑的模型；数据处理模块、计算建筑群模型对应的容积率指标和屋顶总面积指标；排序模块、以容积率和屋顶总面积进行双目标降序排序，取最优者作为本地块建筑群全局最优解。较原实际方案对光伏资源利用潜能有一定提升，尤其是屋顶部分年发电总量，表明未来社区建筑群优化设计算法具备工程推广意义。区建筑群优化设计算法具备工程推广意义。区建筑群优化设计算法具备工程推广意义。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法及系统


[0001]本专利技术涉及未来社区
，具体为一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法及系统。

技术介绍

[0002]未来社区中多以公共建筑、商业建筑和住宅建筑为主，其中公共建筑以功能性建筑为多，且多为单体建筑，住宅建筑群多以容积率为第一控制性指标，普遍以容积率上限作为设计目标，首先将以甲方提供的户型为基础，进行每栋建筑的设计；其次需按照强制性消防、城市技术管理规定等规定条例来确定建筑间距，最后所有建筑群还需满足最低日照时数要求。
[0003]住宅建筑和商业建筑多以容积率、建筑密度等指标作为强制约束，在满足强制性指标约束下，对单栋建筑的平面投影面积、层数和建筑群之间的布局方式具有一定的优化潜力，但是现有的未来社区，在外形和布局上，不便于以光伏能源利用量作为首要目标，光伏资源利用潜能有限。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法及系统，
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法及系统。
[0008]为了解决
技术介绍
中的问题：在本方案中，以住宅建筑群为重点，研究在固定地块及相应约束性指标下的区域建筑群光伏优化算法。
[0009]基于现有住宅方案设计流程和框架进行区域建筑群光伏优化设计可从两个方面出发：
[0010]屋顶作为光伏资源利用的重要建筑围护结构，其面积大小直接决定了区域建筑群对光伏资源利用的潜力，因此，区域建筑群光伏优化算法需在住宅栋数设计时，在满足容积率不变的情况下增加区域屋顶总面积。
[0011]基于本研究对未来社区建筑群表面辐照度影响因素的研究，可在满足城市技术管理规定和日照规范的基础上，以建筑群表面辐照度关键影响因子为优化目标，进行区域建筑群布局方案优化。
[0012]基于以上两个目标，首先确定区域建筑群模型生成算法，用于在给定地块信息条件下，以容积率、屋顶面积作为多目标求解最佳栋数设计方案，进而形成区域建筑群中每栋建筑的模型；其次，确定区域建筑群布局方案算法，以现行设计规范为约束条件，基于未来社区建筑群表面辐照度关键影响因子进行区域建筑群最优化布局方案求解。
[0013]一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法，包括如下步骤：通过搭建区域建筑群光伏优化算法框架，构建区域建筑群模型生成算法；以容积率、屋顶面积作为多目标，求解地块面积内最佳栋数，输出区域建筑群中每栋建筑的模型；计算建筑群模型对应的容积率指标和屋顶总面积指标；以容积率和屋顶总面积进行双目标降序排序，取最优者作为本地块建筑群全局最优解。
[0014]进一步的，依据地块面积，通过第一评分方法确定总建筑面积
[0015]进一步的，第一评价方法符合如下公式：地块总建筑面积S为：
[0016]S＝R*S
plot
[0017]式中：R给定地块的容积率，地块面积为S
plot
。
[0018]进一步的，在确定户型数量及相应栋数时，应满足以下公式：
[0019][0020]式中：N为该地块建筑总栋数。
[0021]进一步的，S
i
为第i栋建筑的建筑面积，其计算公式如下：
[0022][0023]式中：M为该栋建筑中的户数；S
j
为第j户的建筑面积。
[0024]进一步的，在固定总建筑面积条件下，将户型进行堆叠，使得累计建筑面积趋向于总建筑面积，生成区域建筑群模型；采用逐步穷举法对地块建筑群栋数和户型分布进行求解。
[0025]进一步的，求解算法流程具体包括如下步骤：确定最大容纳栋数值，确定方法符合如下公式：
[0026]N
max
＝S
plot
·
D/S
min
[0027]式中：D为地块建筑密度，做无量纲处理；S
min
为所有栋楼建筑总面积中的最小值；
[0028]通过逐步穷举法，在建筑栋数为N
max
，记录所有栋数下的最优方案共计N
max
种建筑群模型。
[0029]进一步的，计算所有N
max
种建筑群模型对应的容积率指标和屋顶总面积指标，计算方法如以上方法；以容积率和屋顶总面积进行双目标降序排序，取最优者作为本地块建筑群全局最优解。
[0030]一种光伏住宅区域建筑群模型生成系统，包括：算法搭建模块、搭建区域建筑群光伏优化算法框架，构建区域建筑群模型生成算法；模型构建模块、求解最佳栋数设计方案，建立区域建筑群中每栋建筑的模型；数据处理模块、计算建筑群模型对应的容积率指标和屋顶总面积指标；排序模块、以容积率和屋顶总面积进行双目标降序排序，取最优者作为本地块建筑群全局最优解。
[0031](三)有益效果
[0032]本专利技术提供了一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法及系统。具备以下有益效果：
[0033]用本研究区域建筑群优化设计算法对地块社区建筑群进行重新优化设计计算，并
将优化方案和原设计方案进行对比有较大提升，设计算法具备一定工程推广价值。
[0034]以某未来社区实际案例为原方案，采用未来社区建筑群优化设计算法对实际案例进行重新优化计算，结果表明优化方案较原实际方案对光伏资源利用潜能有一定提升，尤其是屋顶部分年发电总量(较原方案提升21.94％)，表明未来社区建筑群优化设计算法具备工程推广意义。
附图说明
[0035]图1为本专利技术基于逐步穷举法的区域建筑群模型生成流程示意图；
[0036]图2为本专利技术区域建筑群模型生成算法最优解计算结果示意图；
[0037]图3为本专利技术光伏住宅区域建筑群模型生成系统结构示意图；
[0038]图中：
[0039]10、算法搭建模块；20、模型构建模块；30、数据处理模块；40、排序模块。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]实施例1
[0042]请参阅图1
‑
2，本专利技术提供一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法，包括如下步骤：
[0043]通过搭建区域建筑群光伏优化算法框架，构建区域建筑群模型生成算法；
[0044]以容积率、屋顶面积作为多目标求解最佳栋数设计方案，输出区域建筑群中每栋建筑的模型；
[0045]计算建筑群模型对应的容积率指标和屋顶总面积指标；
[0046]以容积率和屋顶总面积进行双目标降序排序，取最优者作为本地块建筑群全局最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法，其特征在于：包括如下步骤：通过搭建区域建筑群光伏优化算法框架，构建区域建筑群模型生成算法；以容积率、屋顶面积作为多目标，求解地块面积内最佳栋数，输出区域建筑群中每栋建筑的模型；计算建筑群模型对应的容积率指标和屋顶总面积指标；以容积率和屋顶总面积进行双目标降序排序，取最优者作为本地块建筑群全局最优解。2.根据权利要求1所述的一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法，其特征在于：依据地块面积，通过第一评分方法确定总建筑面积。3.根据权利要求2所述的一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法，其特征在于：第一评价方法符合如下公式：地块总建筑面积S为：S＝R*S
plot
式中：R给定地块的容积率，地块面积为S
plot
。4.根据权利要求3所述的一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法，其特征在于：在确定户型数量及相应栋数时，应满足以下公式：式中：N为该地块建筑总栋数。5.根据权利要求4所述的一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法，其特征在于：S
i
为第i栋建筑的建筑面积，其计算公式如下：式中：M为该栋建筑中的户数；S
j
为第j户的建筑面积。6.根据权利要求1所述的一种光伏住宅区域建筑群模型生成方法，其特征在于：在固定总建筑面积条件下，将户型进行堆叠，使得累计建筑面积趋向于总建筑面积，生成区域建筑群模型；采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢浩威，张钧涵，杨毅，
申请(专利权)人：浙江大学建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：