18、建筑立面采光与热性能优化及工业建筑算法优化设计探索

建筑立面采光与热性能优化及工业建筑算法优化设计探索

在建筑设计领域，建筑立面的设计目标往往是多方面的，涵盖采光、太阳辐射、建筑能耗和视野等多个方面。同时，工业建筑设计也面临着诸多挑战，如空间短缺、可持续性和资源节约等问题。本文将介绍建筑立面采光与热性能优化的相关研究，以及算法优化在工业建筑设计过程中的应用案例。

建筑立面采光与热性能优化

在建筑设计中，采光和热性能是非常重要的考量因素。为了综合评估建筑室内不同时间的采光条件，研究中引入了一些关键指标和方法。

指标定义

• hUDI（有用日光照度比例） ：有用日光照度（UDI）旨在辅助基于全年每小时气象数据的日光照度水平的气候分析。为了全面评估一年中不同时间的室内照明条件，选取了四个时间点进行建筑立面模拟，分别是3月、6月、9月和12月的21日中午12点，对应的一年中的小时数（HOY）分别为1908、4116、6324和8508。hUDI是指在特定时刻，参考平面上照度在300lx - 2000lx范围内的面积比例，其优化目标是使hUDI达到最大值。
• RAD（太阳辐射差值） ：对于冬冷夏热地区，夏季太阳辐射通常对室内热舒适性有害，而冬季太阳辐射则有益。研究计算了建筑物南立面在6月（夏季）和12月（冬季）的太阳辐射，并计算了它们之间的差值。优化目标是使RAD达到最小值，计算公式为：RAD = 夏季太阳辐射 - 冬季太阳辐射。

数据处理与分析

• 随机抽样 ：建筑立面的变量通过组合会形成一个巨大的样本集