CN117235854A - 高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法 - Google Patents
高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117235854A CN117235854A CN202311191285.7A CN202311191285A CN117235854A CN 117235854 A CN117235854 A CN 117235854A CN 202311191285 A CN202311191285 A CN 202311191285A CN 117235854 A CN117235854 A CN 117235854A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- land
- partition
- layout
- requirements
- design
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000013461 design Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 158
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims description 33
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 9
- 238000012827 research and development Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 5
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 description 1
- 238000009435 building construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/60—Planning or developing urban green infrastructure
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明属于城市设计领域，具体涉及在城市设计或高校校园规划设计中，利用数字化技术生成量‑性‑形统筹互动的高等学校校园三维布局方案,包括如下步骤：步骤1，导入基础数据,包括可建设范围的三维盒子Vb、各类建筑的建设量FX、各类用地分区的面积ZX；步骤2，根据所述上位规划设计管控要求布局高校内部用地分区的位置；步骤3，根据城市要素干预影响范围布局高校内部用地分区的位置；步骤4，根据高校自身布局设计要求布局高校内部用地分区的位置；步骤5，生成用地分区布局，输出用地分区布局图形,步骤6，优化的用地布局图形；步骤7，选取所述优化的用地布局图形中的一种或几种，在各类用地分区中生成三维建筑体量模型。
Description
技术领域
本发明属于城市设计领域，具体涉及在城市设计或高校校园规划设计中，利用数字化技术生成量-性-形统筹互动的高等学校校园三维布局方案,其中,量指校园建设量，性指用地分区属性与建筑使用功能，形指用地分区与建筑体量的布局形态。
背景技术
目前国内的高校校园规划设计主要依靠人工完成，即采用方案试错的方式，由设计师试排可能的布局形态。一方面，当需要多方案比较时，往往需要耗费多名设计师较大量时间与精力；另一方面能否试排成功依托的是设计师的个人能力，既有可能出错，也难免受到一定思维限制。因此，利用数字化技术进行辅助规划设计成为越来越多研究者探索的方向。而高校由于其混合性与复杂性，相较于其他类型用地，则量-性-形统筹设计一直是难点。
姚敏峰等（2019）利用Circle Packing算法等图案规则算法技术，生成校园空间与傍校村空间组织的共性网络，并应用在校园新增空间的布局设计上，引导校园空间与村落空间有机融合。该方法可生成具有一定算法逻辑的空间组织图形，但与校园规划布局的量-性-形关系较弱，不涉及三维空间的数字生成，对独立占地的一般高校不具有借鉴意义。
Liu Y等（2020）在《ploration of Campus Layout Based on GenerativeAdversarial Network》中使用Pix2pix生成对抗网络模型对85个中心型大学校园平面图样本进行分级分析，实现了给定校园边界和周围道路条件下的校园平面布局图生成。刘宇波等的发明专利《一种大学校园的规划布局分级生成方法》（申请号CN202210181789）中涉及同样的分级生成方法，在给定用地条件基础上使用Pix2pix或Pix2pixHD模型自动生成中心型大学校园平面布局图。陈梦凡等（2022）在Pix2pixHD模型基础上增加学习步骤和手动优化，对95个职业技术院校案例样本的进行学习和模拟，实现了职校平面的区域划分。该类方法通过计算机深度学习，参考现有案例，生成近似真实校园的平面布局图，但成果一方面仅为图片形式，无法进行量的计算与调整；另一方面由计算机黑箱操作完成，无法与设计师的设计意图有效互动。由于该类方法未涉及高校校园规划布局的内在测算与设计原理，在真实规划设计流程中的应用性较弱。
Hao Hua等（2019）将整数规则应用在城市设计领域，提出拼贴生成平面布局的方法，将城市空间的三维问题转化为二维问题，在考虑日照设计的住区规划中实现最大限度地提高总建筑面积。此方法具有解决规划设计中量形关系的部分考虑，但目前尚未在高校校园规划设计领域开展探索。
发明内容
本发明要解决的技术问题是利用数字化技术，对高校校园规划设计的流程与方法进行优化，实现人机互动设计，提升高校校园量性形布局方案的合理性，同时大幅提升设计效率。
本发明提供了一种高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，包括如下步骤：
步骤1，导入基础数据；所述基础数据包括可建设范围的三维盒子Vb、各类建筑的建设量FX、各类用地分区的面积 ZX；其中，x表示对校舍建筑分类后的建筑类别，所述各类用地分区的面积 ZX是指各类建筑的建设量 FX对应的用地分区的面积；
步骤2，设置上位规划设计管控要求，根据所述上位规划设计管控要求布局高校内部用地分区的位置；
步骤3，设置城市要素干预影响范围，根据所城市要素干预影响范围布局高校内部用地分区的位置；
步骤4，根据高校自身布局设计要求布局高校内部用地分区的位置；
步骤5，生成用地分区布局，输出用地分区布局图形。
步骤6，选取所述用地分区布局图形中的一种或几种，导入附加形态要求Ⅳ，输出优化的用地布局图形；
步骤7，选取所述优化的用地布局图形中的一种或几种，在各类用地分区中生成三维建筑体量模型。
进一步的，步骤1中所述各类建筑的建设量FX包括校舍建筑必配量及其分项、校舍建筑选配量及其分项、其他建设量及其分项；
所述用地分区包括跑道与足球场、其他室外球场、室内体育用地、公共教学用地、专业教学用地、生活用地、公共设施用地、办公管理用地、研发办公用地、交流中心用地，及水体与绿地。
进一步的，步骤2中所述上位规划设计管控要求包括城市界面要求、出入口设置要求、及建设退让要求；
所述城市界面要求包括将用地分区中的生活用地紧邻生活性街道，将用地分区中的研发办公用地、交流中心用地紧邻交通性干道，将用地分区中的跑道与足球场紧邻临城市开敞空间的道路，而用地分区中的公共教学用地远离交通性干道；
所述出入口设置要求包括将用地分区中的交流中心用地临近形象主入口布局，将用地分区中的跑道与足球场临近车行入口布局，将用地分区中的生活用地分区临近人行入口布局；
所述建设退让要求包括除用地分区中的跑道与足球场、以及其他室外球场外，其他用地分区均不可布置在轨道线路安全保护线范围内。
进一步的，步骤3中所述城市要素干预影响范围包括自然要素保护要求，及气候适应优选要求；
所述自然要素保护要求具体为：自然要素保护区范围内，仅可布局用地分区中的水体与绿地；
所述气候适应优选要求具体为：在周边高层建筑阴影区范围内不布局用地分区中的跑道与足球场，以及其他室外球场；在临近城市夏季风廊的位置优先布局用地分区中的跑道与足球场。
进一步的，步骤4中所述高校自身布局设计要求是指用地分区组织关系、布局形式要求、以及形状与尺寸限制。
进一步的，所述用地分区组织关系包括子分区划分要求、子用地分区组织模式、相邻布局要求；当某类用地分区面积大于一定数值时，则考虑是否进行子分区划分；当进行子分区划分时，则进行子用地分区组织模式、以及相邻布局要求的选择；所述子用地分区组织模式包括子用地分区组织模式一和子用地分区组织模式二；所述子用地分区组织模式一是指整体组织模式，运动、教学与生活类子用地分区在三维盒子Vb内自由布局，同类子用地分区相对靠近；子用地分区组织模式二为组团组织模式，基于高校校园布局中的学科组模式，将子用地分区打包成组团布局；所述相邻布局要求是指生活用地分区宜与其他室外球场相邻，跑道与足球场宜与室内体育用房用地分区相邻，公共教学用地分区宜与专业教学用地分区相邻布局。
进一步的，所述布局形式要求包括自由式和轴线式；所述自由式是指用地分区或子用地分区布局时相互错动，不要求边界整齐；所述轴线式是指根据设置的轴线位置与长度，一个或多个用地分区布局以轴线为对称轴排列。
进一步的，所述形状与尺寸限制包括固定尺寸要求、长宽比要求、以及尺寸模数要求。
进一步的，步骤6中所述附加形态要求是指附加主要道路模式，所述主要道路模式包括格网式、环式、树状、复合型；各分区用地边界应退让主要道路边线，输优化的用地布局图形。
有益效果：本发明提出的方法，可通过人机互动的工作流程实现量-性-形统筹互动的高校校园规划设计，帮助设计师快速表达设计意图，展现三维空间设计效果，提升城市设计与校园规划设计阶段的工作效率及方案的可靠性。目前已经根据本发明内容进行了计算机程序编写，并在实际规划设计项目中进行了实践应用，取得了良好的量性形统筹的规划设计效果。具体技术效果如下：
1）快速生成，显著提升工作效率。本发明提出的方法建立了空间形态与开发量的实时关联，可实现空间布局形态的快速展现。与完全依靠人工设计的传统工作方式相比，显著提升工作效率，帮助设计师进行快速判断决策。此外，若对计算机生成结果不满意，也通过修改相关形态要求的方式，方便快速地生成新一轮形体方案。
2）多方案比较，突破个体经验的局限。针对背景中提到的人工设计试做只能验证一种或有限的几种可能形态方案，无法全面展示所有解决方案的问题，数字化生成技术可以全面反馈可供选择的解决方案，有助于突破以往基于个体经验的局限，拓展设计师的思路。规划设计阶段即可进行特色方案识别，帮助建立更加科学合理的空间形态框架。
3）实用性强，高效衔接行业相关设计环节与方法。本发明提出的方法综合考虑了当代高校校园规划设计工作所涉及的主要影响因素，包含上位规划设计要求、城市要素干预影响范围、高校自身布局设计要求等，可与行业相关设计环节无缝衔接。程序内置常用设计参数，以及常用形态模式，设计师通过选择即可快速完成高校校园形态的生成。此外，关键环节的参数均可进行人工干预与调节，与设计师的想法意图有效互动，在规划设计工作中的实用性强。
附图说明
图1是本发明步骤流程图；
图2是城市界面要求影响下的用地分区布局示意图；
图3是出入口设置要求影响下的用地分区布局示意图；
图4是建设退让要求影响下的用地分区布局示意图；
图5是自然要素保护要求影响下的用地分区不可布局范围；
图6是气候适应优选要求影响下的用地分区布局示意图；
图7是高校校园子用地分区组织模式示意图；
图8是用地分区互临关系示意图；
图9是高校校园布局形式模式示意图；
图10是某高校校园规划设计项目中用地分区布局的若干种解决方案图；
图11是主要道路模式示意图；
图12是根据道路形态优化的用地分区布局模型图；
图13是建筑体量布局模型示意图；
图14是各类建筑与用地分区适配图。
具体实施方法
本发明的高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，包括如下步骤：
步骤1，导入基础数据
导入基础条件，具体包含可建设范围的三维盒子Vb、各类建筑的建设量 FX、各类用地分区的面积 ZX；其中，如图14所示，各类建筑的建设量 FX包括校舍建筑必配量及其分项、校舍建筑选配量及其分项、其他建设量及其分项等， x表示对校舍建筑分类后的建筑类别。
所述基础数据获取方法在发明专利《高校校园规划设计中面积分配与分区测算的数字化方法》（申请号202310878488.7）中已公开，具体如下：
步骤1.1，生成高校用地的可建设范围，同步生成建筑可建设范围三维盒子Vb；
步骤1.2，计算高校用地中各类建筑的建设总量；所述各类建筑的建设总量包括校舍建筑必配量、校舍建筑选配量、以及其他建设量；
步骤1.3，对校舍建筑必配量、校舍建筑选配量、以及其他建设量进行拆解进一步分类，计算各类建筑的建设量Fx，其中x表示对校舍建筑进一步分类后的建筑类别；
步骤1.4，对所述进一步分类后的各建筑类别进行分区，根据各类建筑的建设量Fx计算其对应的用地分区面积Zx；
步骤1.5，将各类建筑的用地分区面积Zx置入步骤1中生成的建筑可建设范围三维盒子Vb中，生成实际规划设计场地中的各类用地分区试排模型。
以下步骤中所有用地分区均应布局在可建设范围的三维盒子Vb内。如图14所示，定义了11类用地分区，所述用地分区具体包含跑道与足球场、其他室外球场、室内体育用地、公共教学用地、专业教学用地、生活用地、公共设施用地、办公管理用地、研发办公用地、交流中心用地，及水体与绿地。
步骤2，设置上位规划设计管控要求
导入形态要求Ⅰ，即上位规划设计管控要求，具体包含城市界面要求、出入口设置要求、及建设退让要求等。
2.1城市界面要求
根据上位规划设计对高校外部城市道路属性的定义，布局高校内部用地分区的位置。如图2所示，一般来说，将“生活用地” 分区紧邻属性A（生活性街道）的道路布局，且位于可建设范围Vb内。将“研发办公用地”分区、“交流中心用地”分区等有对外交流功能要求的用地分区紧邻属性B（交通性干道）的道路布局，且位于可建设范围Vb内。将“跑道与足球场”紧邻属性C（临城市开敞空间）的道路布局，且位于可建设范围Vb内。“公共教学用地” 分区不可紧邻属性B（交通性干道）的道路布局。以上布局要求在计算机程序中内置一般设计经验，设计师也可根据具体项目情况增补或删除城市界面要求与用地分区布局之间的关联设定。
2.2出入口设置要求
根据上位规划设计对高校出入口类型与位置的要求，布局高校内部用地分区的位置。如图3所示，如将“交流中心用地” 分区临近入口类型A（形象主入口）布局，以利于交流中心的对外开放；将“跑道与足球场” 临近入口类型B（车行入口）布局，以利于跑道与足球场与城市共享；将“生活用地” 分区临近入口类型C（人行入口）布局。以上布局要求在计算机程序中内置一般设计经验，设计师也可根据具体项目情况增补或删除校园出入口与用地分区布局之间的关联设定。
2.3建设退让要求
根据上位规划限定的建设退让要求，布局高校内部用地分区的位置。以地铁建设退让要求为例，如图4所示，除“跑道与足球场”与“其他室外球场”外，其他用地分区均不可布置在轨道线路安全保护线范围内。相关退让要求由设计师给定，在计算机程序中内置用地分区布局要求的一般经验，设计师也可根据具体项目情况增补或删除建设退让要求与用地分区布局之间的关联设定。
步骤3，设置城市要素干预影响范围
导入形态要求Ⅱ，即城市要素干预影响范围，具体包含自然要素保护要求，及气候适应优选要求。
3.1自然要素保护要求
根据规划场地的适建性条件，在山体、植被、水体等自然资源密集的“自然要素保护区”范围内，不进行其他用地分区布局，仅可布局“水体与绿地”用地分区，如图5所示。
3.2气候适应优选要求
根据城市气候条件，综合考虑风、光、热等因素，布局高校内部用地分区的位置。例如在周边高层建筑阴影区范围内不布局“跑道与足球场”与“其他室外球场”用地分区，以避免室外活动场地常年位于高层建筑的阴影中。在临近城市夏季风廊的位置优先布局“跑道与足球场”用地分区，以利于夏季自然风引入校园，如图6所示。
步骤4，设置高校自身布局设计要求
导入形态要求Ⅲ，即高校自身布局设计要求，具体包含用地分区组织关系、布局形式要求、以及形状与尺寸限制。
4.1 用地分区组织关系
设置用地分区间的组织关系要求，具体包含A.子分区划分；B.子用地分区组织模式；C.相邻布局要求。
A. 子分区划分
当某类用地分区面积大于一定数值时，程序询问是否进行子分区划分，若需要进行子分区划分，则根据人工设定的子分区数量要求，将该用地分区进一步划分为若干子用地分区。以“生活用地分区”为例，当计算出的该类用地分区面积大于5公顷时，则程序进行询问。在计算机程序中内置需要进行子分区划分的一般用地分区面积经验，设计师也可根据具体项目设计需求进行分区数量的人工设定。
B. 子用地分区组织模式
若存在子用地分区划分，则选择子分区的组织模式，如图7所示。模式一为“整体组织模式”，运动、教学与生活类子用地分区可在Vb内自由布局，同类子用地分区相对靠近。模式二为“组团组织模式”，基于高校校园布局中的学科组模式，将子用地分区打包成组团布局。一般一个组团包含与该组团学生数量相对应的“教学类子用地分区”，“生活类子用地分区”，及“运动类子用地分区”。 “运动类子用地分区”是指由“跑道与足球场”、“其他室外球场”、“室内体育馆用地”三类用地分区划分后的子分区；“生活类子用地分区”是指由“生活用地”分区划分后的子分区；“教学类子用地分区”是指由“公共教学用地”、“专业教学用地”两类用地分区划分后的子分区。
C. 相邻布局要求。部分用地分区（或子用地分区）之间存在相邻布局要求。 一般来说“生活用地分区”宜与“其他室外球场”相邻， “跑道与足球场”宜与“室内体育用房用地分区” 相邻， “公共教学用地分区”宜与“专业教学用地分区” 相邻布局。以上为在程序中内置的一般设计经验，设计师可根据具体项目设计需求增补或删除此类用地分区间的关联限定，如图8所示。
4.2布局形式要求：根据设计意图进行用地分区（或子用地分区）的布局排列，选择布局形式模式，如图9所述。当选择“自由式”时，用地分区（或子用地分区）布局时应尽可能相互错动，不要求边界整齐。当选择“轴线式”时，根据设计师设置的轴线位置与长度，某个或多个用地分区布局（及后续建筑体量布局）应以轴线为对称轴排列。
4.3 形状与尺寸限制：主要用于为各类用地分区（或子用地分区）进行形状或尺寸限定，包含以下几类限定方式。A）固定尺寸要求，如400m环形跑道场地的长和宽可从相关设计规范或设计资料集中查询、预先置入。此外，运动场地长轴的允许偏角也根据相关图集有具体设置要求。B)长宽比要求，指约束用地分区的面宽与进深的比值，例如要求公共教学用地分区的长宽比不超过3:1，面宽及进深尺寸均不小于100米，以50米为模数递增，最大不超过250米。又如按学生规模拆分生活用地分区（含学生宿舍和食堂），每个分区控制在5000至10000生，生活用地分区长宽比不超过3:1，面宽及进深尺寸均不小于80米，以50米为模数递增，最大不超过250米。C）尺寸模数要求，指约束建议用地分区的面宽及进深，并要求尺寸以某一模数增减。以上限制要求在程序中内置的一般设计经验，设计师可根据具体项目设计需求调整限定数值。
步骤5，生成用地分区布局
根据步骤1中导入的基础数据“各类用地分区面积 ZX”，以及已设置的形态要求Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，计算机运算生成符合要求的解决方案，输出内容Ⅰ“用地分区布局图形”。符合要求的解决方案可能为一种，也可能为若干种。若无法生成符合要求的解决方案，或对生成结果不满意，可返回修改相关形态要求的限定条件，并重新生成解决方案。图10展示了某高校校园规划设计项目中，计算机生成的符合形态要求的若干种用地分区布局解决方案。
步骤6，互动优化调整：选取输出内容Ⅰ“用地分区布局图形”中的一种或几种，导入形态要求Ⅳ，即附加主要道路模式。由设计师添加主要道路，计算机根据导入的道路位置进行用地分区布局调整，生成与主要道路相匹配的用地分区布局图形。主要道路模式包含格网式、环式、树状、复合型等，如图11所示。各分区用地边界应退让主要道路边线5米以上。输出内容Ⅱ根据道路形态“优化的用地布局图形”，如图12所示。
步骤7，生成建筑体量：选取输出内容Ⅱ“优化的用地布局图形”中的一种或几种，在各类用地分区中生成三维建筑体量模型；如图13所示。各类建筑面积来源于步骤1导入基础数据中的“各类建筑量FX”。 各类建设量与用地分区的适配关系如图14所示。建筑体量肌理的基本类型及其生成方法来源于发明专利《城市设计中基于形态类型的建筑体量数字化生成方法》（ZL 2022109692958）；若在步骤4.2 布局形式要求中选择了“轴线式”时，则受到轴线影响的用地分区中的建筑应位于轴线上，并且以轴线为对称轴放置。
本发明的高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法促进了校城融合以及通过人机互动实现量性形统筹。
（1）校城融合。
探索“校城融合”的当代高校校园规划设计方法，除了考虑高校自身布局要求外，还将上位规划设计管控要求、城市要素干预影响等纳入考虑，符合当代高校规划设计的新理念与方向。采用本发明提出的步骤与方法可实现规划设计中高校校园内部布局形态对外部城市设计意图的响应。
（2）通过人机互动实现量性形统筹。
在城市设计或高校校园规划设计中，量-性-形的统筹是核心工作内容之一。“量”，即校园建设量，一方面以其计划容纳的“学生数”为核心，需符合相关高校建设标准要求（如生均建筑面积等），另一方面需符合上位规划设计赋予该高校用地的用地指标要求（如容积率、建筑高度、建筑密度等）。“性”，在这里指校园中的各类用地分区的属性（如公共教学用地分区、生活用地分区、研发办公用地分区等）与建筑使用功能（如教室、宿舍、食堂、图书馆等）。用地分区的属性与其中可容纳的建筑体量肌理类型有一定对应关系，各类用地分区的面积分配也受到相关高校建设标准的约束。“形”，即用地分区与建筑体量的三维空间布局形态，其中各类建筑的三维体量应与其建设量要求相对应，并满足相关建筑设计规范要求。在高校校园规划设计中需综合考虑以上要求，实现量性形的统筹互动。
韩冬青等的发明专利《高校校园规划设计中面积分配与分区测算的数字化方法》（申请号202310878488.7）主要解决了各类校舍建设量的测算与各类用地分区的面积分配问题。本发明的目的是在其基础上，主要解决三维空间形态问题，即从“预估量”与“定性”转向“形的生成”。在技术方法层面，本发明利用数字化技术，实现 “用地分区布局”与“建筑体量布局”对多种“形态要求”的实时响应。
在城市设计或高校校园规划设计阶段，主要工作内容并非确定具体的三维建筑空间形式，而是判断合理的校园整体布局模式，为下一阶段的详细设计制定基本规则。通过人机互动来实现量性形统筹设计将对该阶段的工作方法形成高效助力。本发明提出的方法将规则较为明确的计算性工作与需要判断或创意的工作相区分：一方面将需要大量计算且规则明确可自动执行的工作交给计算机，可快速生成形态要求下的空间形态效果，同时避免人工思维的限制，展现多种可供选择的解决方案。另一方面对于需要判断或适当设计创意的工作环节，则留有人工干预的路径，可进行参数调整与人工修改，从而实现人机有效互动设计，大幅提升规划设计的效率，并为后续阶段的详细设计提供更加科学合理的框架。
Claims (10)
1. 高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，导入基础数据
所述基础数据包括可建设范围的三维盒子Vb、各类建筑的建设量 FX、各类用地分区的面积 ZX；其中，x表示对校舍建筑分类后的建筑类别，所述各类用地分区的面积 ZX是指各类建筑的建设量 FX对应的用地分区的面积；
步骤2，设置上位规划设计管控要求，根据所述上位规划设计管控要求布局高校内部用地分区的位置；
步骤3，设置城市要素干预影响范围，根据城市要素干预影响范围布局高校内部用地分区的位置；
步骤4，根据高校自身布局设计要求布局高校内部用地分区的位置；
步骤5，生成用地分区布局，输出用地分区布局图形。
2.根据权利要求1所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，还包括：
步骤6，选取所述用地分区布局图形中的一种或几种，导入附加形态要求，输出优化的用地布局图形；
步骤7，选取所述优化的用地布局图形中的一种或几种，在各类用地分区中生成三维建筑体量模型。
3. 根据权利要求1所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，步骤1中所述各类建筑的建设量 FX包括校舍建筑必配量及其分项、校舍建筑选配量及其分项、其他建设量及其分项；
所述用地分区包括跑道与足球场、其他室外球场、室内体育用地、公共教学用地、专业教学用地、生活用地、公共设施用地、办公管理用地、研发办公用地、交流中心用地，及水体与绿地。
4.根据权利要求3所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，步骤2中所述上位规划设计管控要求包括城市界面要求、出入口设置要求、及建设退让要求；
所述城市界面要求包括将用地分区中的生活用地紧邻生活性街道，将用地分区中的研发办公用地、交流中心用地紧邻交通性干道，将用地分区中的跑道与足球场紧邻临城市开敞空间的道路，而用地分区中的公共教学用地远离交通性干道；
所述出入口设置要求包括将用地分区中的交流中心用地临近形象主入口布局，将用地分区中的跑道与足球场临近车行入口布局，将用地分区中的生活用地分区临近人行入口布局；
所述建设退让要求包括除用地分区中的跑道与足球场、以及其他室外球场外，其他用地分区均不可布置在轨道线路安全保护线范围内。
5.根据权利要求3所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，步骤3中所述城市要素干预影响范围包括自然要素保护要求，及气候适应优选要求；
所述自然要素保护要求具体为：自然要素保护区范围内，仅可布局用地分区中的水体与绿地；
所述气候适应优选要求具体为：在周边高层建筑阴影区范围内不布局用地分区中的跑道与足球场，以及其他室外球场；在临近城市夏季风廊的位置优先布局用地分区中的跑道与足球场。
6.根据权利要求1或3所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，步骤4中所述高校自身布局设计要求是指用地分区组织关系、布局形式要求、以及形状与尺寸限制。
7.根据权利要求6所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，所述用地分区组织关系包括子分区划分要求、子用地分区组织模式、相邻布局要求；
当某类用地分区面积大于一定数值时，则考虑是否进行子分区划分；
当进行子分区划分时，则进行子用地分区组织模式、以及相邻布局要求的选择；
所述子用地分区组织模式包括子用地分区组织模式一和子用地分区组织模式二；
所述子用地分区组织模式一是指整体组织模式，运动、教学与生活类子用地分区在三维盒子Vb内自由布局，同类子用地分区相对靠近；
子用地分区组织模式二为组团组织模式，基于高校校园布局中的学科组模式，将子用地分区打包成组团布局；
所述相邻布局要求是指生活用地分区宜与其他室外球场相邻，跑道与足球场宜与室内体育用房用地分区相邻，公共教学用地分区宜与专业教学用地分区相邻布局。
8.根据权利要求6所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，所述布局形式要求包括自由式和轴线式；
所述自由式是指用地分区或子用地分区布局时相互错动，不要求边界整齐；
所述轴线式是指根据设置的轴线位置与长度，一个或多个用地分区布局以轴线为对称轴排列。
9.根据权利要求6所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，所述形状与尺寸限制包括固定尺寸要求、长宽比要求、以及尺寸模数要求。
10.根据权利要求2所述高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法，其特征在于，步骤6中所述附加形态要求是指附加主要道路模式，所述主要道路模式包括格网式、环式、树状、复合型；各分区用地边界应退让主要道路边线，输优化的用地布局图形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311191285.7A CN117235854A (zh) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | 高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311191285.7A CN117235854A (zh) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | 高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117235854A true CN117235854A (zh) | 2023-12-15 |
Family
ID=89085572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311191285.7A Pending CN117235854A (zh) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | 高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117235854A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103279978A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-09-04 | 山东建筑大学 | 基于虚拟现实技术的数字校园建立方法 |
| CN114443793A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-06 | 陈进雄 | 一种时空数据可视化的国土空间详细规划三维场景设计的方法 |
| CN114626294A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-06-14 | 华南理工大学 | 一种大学校园的规划布局分级生成方法 |
| CN115292789A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-04 | 东南大学建筑设计研究院有限公司 | 城市设计中基于形态类型的建筑体量数字化生成方法 |
| CN116579114A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-08-11 | 华南农业大学 | 一种基于多智能体的规划模拟设计方法 |
-
2023
- 2023-09-15 CN CN202311191285.7A patent/CN117235854A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103279978A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-09-04 | 山东建筑大学 | 基于虚拟现实技术的数字校园建立方法 |
| CN114443793A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-06 | 陈进雄 | 一种时空数据可视化的国土空间详细规划三维场景设计的方法 |
| CN114626294A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-06-14 | 华南理工大学 | 一种大学校园的规划布局分级生成方法 |
| CN115292789A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-04 | 东南大学建筑设计研究院有限公司 | 城市设计中基于形态类型的建筑体量数字化生成方法 |
| CN116579114A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-08-11 | 华南农业大学 | 一种基于多智能体的规划模拟设计方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 韩冬青 等: "关于城市地块格局的机理认知与设计实践", 《时代建筑》, 18 July 2022 (2022-07-18) * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP4044060A1 (en) | Artificial intelligence-based method for generating multiple urban design solutions for regulatory plan plot | |
| Reinhart et al. | UMI–an urban simulation environment for building energy use, daylighting and walkability | |
| WO2022047958A1 (zh) | 一种基于人工智能的城市道路网络自动生成方法 | |
| Vanegas et al. | Interactive design of urban spaces using geometrical and behavioral modeling | |
| Suyoto et al. | Parametric approach as a tool for decision-making in planning and design process. Case study: Office tower in Kebayoran Lama | |
| Capeluto et al. | Climatic aspects in urban design—a case study | |
| CN106599332A (zh) | 一种三维数字方案辅助设计与展现方法 | |
| CN109388902A (zh) | 一种应用bim技术的场地布置施工方法 | |
| CN115292789B (zh) | 城市设计中基于形态类型的建筑体量数字化生成方法 | |
| Luo et al. | A rule-based city modeling method for supporting district protective planning | |
| Lin et al. | MOOSAS–A systematic solution for multiple objective building performance optimization in the early design stage | |
| Luo et al. | Analysis of urban ventilation potential using rule-based modeling | |
| CN107016221A (zh) | 一种基于城市智能模型的辅助设计方法 | |
| CN103823931A (zh) | 一种运用简化模型和非结构化网格进行建筑设计的方法 | |
| Cao | Application research and case analysis of landscape design in artificial intelligence platform | |
| Lu et al. | Conceptual Design of the Pedestrian Bridge | |
| Liu et al. | Ecological technology of green building in the initial stage of design based on BIM technology | |
| CN104933237A (zh) | 一种面向土地利用与交通多尺度模拟方法 | |
| CN103778286A (zh) | 一种风压图可视化的建筑设计方法 | |
| CN117235854A (zh) | 高校校园规划设计中量性形统筹的数字化生成方法 | |
| Xu et al. | Integrating BIM and VR for highway construction site layout planning | |
| Wei et al. | The Application of BIM in the “China Beautiful Rural” Design Project–Yangyou Village River Ecological Landscape Reconstruction Design Project | |
| Tsou et al. | Performance-based simulation for the planning and design of hyper-dense urban habitation | |
| Ou et al. | Low-carbon architectural design and data analysis based on BIM | |
| Wang et al. | An integrated and interactive 3D space planning framework considering collective multi-criteria optimization based on multi-agent constraints solving |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |