南方建筑

作者：王扬,陈大鹏,黄锐聪

单位：出版日期:2025-01-31；发布日期:2025-02-21；

关键词：多目标优化,中庭天窗,高校图书馆,视觉与非视觉效应,使用行为

基金：“十三五”国家重点研发计划子课题(2020YFC1909903)：再生砂粉预拌砂浆在装配式建筑工程中应用示范研究；广东省住房和城乡建设厅科技创新计划项目(2020-K14-015281)：基于韧性城市理念的粤港澳大湾区大学校园规划与设计研究。

随着我国高等教育的不断发展，高校师生对建筑空间提出了更高的要求。中庭空间是现代图书馆的核心空间，天窗作为中庭空间的顶部围护结构，对改善建筑采光、调节物理环境有着重要作用。以中国石油大学（华东）古镇口校区西区学习中心为案例，基于高校教学周期与图书馆使用行为，采用多目标优化策略，综合考量功能性与健康性空间需求，以标准采光系数占比（sDF）、日光眩光概率（DGP）、有效采光占比（sUDI）、昼夜节律频率（CF）、天窗不利辐射（Rad）为评价指标，探究高校图书馆中庭天窗设计方法。总结了天窗形态变量，构建了一个简化的参数化空间模型。前期开展了合理的预实验，梳理了各项参数的数值特征，形成了非视觉效应性能模拟基础数据。模拟寻优阶段采用了Rhino-Grasshopper参数化平台，借助环境性能模拟插件Ladybug Tools和寻优插件Wallacei进行优化求解。运算阶段共产生1800组数据和314项帕累托最优解。基于多阶段的方案验证机制，筛选阶段提取出适宜且多样的解决方案，明确了各决策变量与优化目标的作用关系。上述方法强调形态参数、行为特点、使用需求的关联，最大程度避免了传统建筑设计方法的主观思维，可以为中庭天窗设计提供参考。

来源：2025年第1期

《南方建筑》期刊编辑部

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