一种自动生成多业态建筑物组团方式的方法与流程

1.本发明涉及建筑技术领域，更具体的说，本发明涉及一种自动生成多业态建筑物组团方式的方法。


背景技术：

2.在实际建筑项目及城市规划中，建筑的形体特征、建筑与建筑之间的组团特征，都是规划设计的重要考量部分。其中组团，是指多个建筑物之间通过某种组合的布局模式而构成的建筑群落。多业态建筑物构成的组团多样、复杂，且随着项目场的特殊性而发生着较大的变化：如住宅小区规划的组团中：住宅楼栋在满足规范要求及设计要求下形成或整齐并置、或错落分布、或延景观面线性展开等组团特征，通常组团采用外环道路及中心景观的方式实现人车分流并保证住宅的舒适性；在工业园区规划的组团中：工业厂房及配套设施形成紧密布置、拼合布置的多组团特征，且通常每个组团都由环状路网保证每个建筑单体的运输通行需求；而在商业片区规划的组团中：块状或者环状的商业建筑裙楼及点状的高层商办塔楼是最为常用的组团方式，并最大程度实现了商业片区的规划指标及经济价值。
3.从上述实际的项目案例中可见，不同项目场景、不同业态需求往往会导向完全不同的建筑组团方式。而在现有的建筑设计、城市设计的模式中，组团方式的制定是通过具有大量实践经验的建筑师团队进行人工反复的推敲后予以制定的，耗时长且效率低；若能实现项目场景及业态需求的参数化、指标化，并在此基础上实现多业态建筑物组团的模板化、类别化、自动化地生成，则将大幅提高建筑设计人员的设计效率。
4.如上述所示，现与建筑物布局的生成技术多从建筑物更高维的布局特征或者建筑物自身的单体平面特征进行切入，实现难度大且应用场景复杂。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种自动生成多业态建筑物组团方式的方法，该方法实现了对建筑排布、各业态建筑布局特征的精准模拟。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动生成多业态建筑物组团方式的方法，其改进之处在于，该方法包括以下的步骤：s10、收集项目参数及规范信息数据，s20、收集建筑单体单元的信息数据；s30、选择建筑单体单元所支持的拼合方式，选择建筑物群体所支持的组团方式，并确定建筑物各种组团的建筑上限；s40、按照步骤s10中规范信息数据和步骤s20中建筑单体单元的信息数据的录入和整合，生成符合要求的可变模板，可变模板由建筑单体单元、集散硬地单元以及外环道路单元组成，所述的外环道路单元呈方形，外环道路单元的路宽为指定道路宽度值的一半；所述集散硬地单元位于外环道路单元内部，且集散硬地单元环绕在建筑单体单元外部，该建筑单体单元即为可变模板中所包含的唯一建筑物；
s50、可变模板的排序和输出，根据不同可变模板的应用场景的不同，对可变模板进行排序和输出。
7.进一步的，所述建筑单体单元的长度、宽度、高度、方向、建筑面积以及计容面积的数据由用户提供后计算得出。
8.进一步的，所述的可变模板根据建筑消防间距、建筑日照间距、建筑组团方式以及建筑布置偏好，在横轴方向和纵轴方向进行任意比例的拉伸。
9.进一步的，根据拉伸比例，可变模板对所包含的建筑单体单元的数量、方向以及组团方式进行调整。
10.进一步的，步骤s10中，所述的项目参数包括道路参数和地块参数，其中道路参数包括主要干路宽度、支路宽度以及转弯半径，地块参数包括建筑物主界面集散硬地最小宽度和建筑物次界面集散硬地最小宽度；所述的规范信息数据包括建筑消防间距、建筑日照间距、建筑横向间距以及建筑纵向间距。
11.进一步的，步骤s20中，所述的建筑单体单元的信息数据包括所有建筑单体的楼栋类型、高度类型、建筑平面数据、建筑层数以及层高数据，其中楼栋类型包括住宅类型、商办类型以及工业类型，高度类型包括高层建筑、中高层建筑以及低层建筑。
12.进一步的，步骤s30中，所述建筑单体单元所支持的拼合方式包括不拼合、双拼、三拼、四拼、l形拼接、u形拼接以及回字形拼接。
13.进一步的，步骤s30中，当可变模板在拉伸过程中，若超出上限值，则自动划分组团，并为其构件支路。
14.进一步的，步骤s40中，对所有输入数据进行整合，对每一种楼栋数据对应的拼合方式，构建由建筑单体单元、集散硬地单元以及外环道路单元组成初始的可变模板。
15.进一步的，步骤s40中，所述可变模板的拉伸规则如下：s401、可变模板在横向/纵向的拉伸倍数的表达式为：α = k * n i，其中n为整数，k为正整数，i为整数，且i《 k，α≥1，α用于表示可变模板在某个方向上的拉伸倍数；k表述建筑单体单元排布每k行时，该方向地块建筑达到上限，需要布置一条支路才能继续排布建筑，以保证建筑的交通可达性；n表示达到上限k值地块的数量；i表示未达到上限k值地块建筑的排布行数；s402、在将可变模板沿横向/纵向拉伸倍数α拉伸后，可变模板该方向的实际长度l= lc n * ln i * li，其中lc、ln、li由初始模板、建筑组团方式以及规范参数进行计算而来，通过该表达式，任意的拉伸倍数下不同的地块数量、支路数量、建筑数量构成的模板最终都能使用同一种表达式进行表征。
16.进一步的，步骤s50中，不同可变模板的应用场景包括：紧密型组团排布的可变模板适用于工业园区的建筑物布局；错落松散组团排布的可变模板适用于住宅区的建筑物布局；围合型组团适合办公园区的建筑物布局。
17.本发明的有益效果是：将道路信息、地块信息、建筑单体信息融入至一个可以自由拉伸并以此自适应调整的模板，并通过详细而全面的参数输入，以实现其对各类型建筑排布、各业态建筑布局特征的精准模拟。
附图说明
18.图1为本发明的一种自动生成多业态建筑物组团方式的方法的流程示意图。
19.图2为本发明中可变模板的结构示意图。
20.图3为本发明中两个可变模板拼合时的结构示意图。
21.图4为本发明中可变模板沿横向拉伸3倍以后的结构示意图。
22.图5为本发明中可变模板沿纵向拉伸3倍以后的结构示意图。
23.图6为本发明中可变模板沿纵向拉伸4倍，同时沿横向拉伸4.5倍以后的结构示意图。
24.图7为本发明中建筑单体单元的多种拼合方式的示意图。
25.图8为本发明中可变模板的生成过程示意图。
26.图9为本发明中可变模板的拉伸规则的具体实施例图。
27.图10为本发明中可变模板中建筑单体单元的围合方式的结构示意图。
28.图11至图15为本发明的一种自动生成多业态建筑物组团方式的方法的具体实施例图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
30.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组团。
31.参照图1所示，本发明揭示了一种自动生成多业态建筑物组团方式的方法，该方法通过模拟建筑师在实际项目种的建筑排布经验及设计习惯，以此转译为建筑物排布的算法规则，最终形成了能适用于多业态建筑场景的一种新型且具备通用性的技术方案。
32.首先，对于本说明书中所要提及可变模板，结合图2所示，可变模板由建筑单体单元101、集散硬地单元102以及外环道路单元103组成，所述的外环道路单元103呈方形，外环道路单元103的路宽为指定道路宽度值的一半，结合图3所示，以保证两个可变模板拼合时，自动生成完整的道路界面；所述集散硬地单元102位于外环道路单元103内部，且集散硬地单元102环绕在建筑单体单元101外部，该建筑单体单元101即为可变模板中所包含的唯一建筑物。所述的可变模板根据建筑消防间距、建筑日照间距、建筑组团方式以及建筑布置偏好，在横轴方向和纵轴方向进行任意比例的拉伸；根据拉伸比例，可变模板对所包含的建筑单体单元101的数量、方向以及组团方式进行调整。结合图4所示，即为可变模板沿横向拉伸3倍以后的结构示意图。结合图5所示，即为可变模板沿纵向拉伸3倍以后的结构示意图，此时会生成道路支路。结合图6所示，即为可变模板沿纵向拉伸4倍，同时沿横向拉伸4.5倍以后的结构示意图，此时会自动调整建筑类型、数量、方向以及组团方式，并生成道路支路。
33.在本实施例中，揭示的一种自动生成多业态建筑物组团方式的方法，该方法包括
以下的步骤：s10、收集项目参数及规范信息数据；本实施例中，所述的项目参数包括道路参数和地块参数，其中道路参数包括主要干路宽度、支路宽度以及转弯半径，地块参数包括建筑物主界面集散硬地最小宽度和建筑物次界面集散硬地最小宽度；所述的规范信息数据包括建筑消防间距、建筑日照间距、建筑横向间距以及建筑纵向间距；所述建筑单体单元101的长度、宽度、高度、方向、建筑面积以及计容面积的数据由用户提供后计算得出；s20、收集建筑单体单元101的信息数据；步骤s20中，所述的建筑单体单元101的信息数据包括所有建筑单体的楼栋类型、高度类型、建筑平面数据、建筑层数以及层高数据，其中楼栋类型包括住宅类型、商办类型以及工业类型，高度类型包括高层建筑、中高层建筑以及低层建筑；s30、选择建筑单体单元101所支持的拼合方式，选择建筑物群体所支持的组团方式，并确定建筑物组团的横向拉伸倍数上限、纵向拉伸倍数上限以及建筑数量上限；步骤s30中，所述建筑单体单元101所支持的拼合方式包括不拼合、双拼、三拼、四拼、l形拼接、u形拼接以及回字形拼接；并且，当可变模板在拉伸过程中，若超出上限值，则自动划分组团，并为其构件支路；结合图7所示，即为建筑单体单元101的多种拼合方式，其中不拼合方式包括一种情况，双拼、三拼和四拼分别包括如图所示的三种情况；可变模板在动态拉伸的过程中，若超出上述上限，将自动划分组团，并为其构建支路，保证每组建筑组团的道路可及性；s40、按照数据的录入和整合，生成符合要求的可变模板；对所有输入数据进行整合，对每一种楼栋数据对应的拼合方式，构建由建筑单体单元101、集散硬地单元102以及外环道路单元103组成初始的可变模板，其过程如图8所示；可变模板的结构在上述内容中已经说明，此处不再赘述；可变模板具备自适应的拉伸规则，其拉伸规则根据录入的信息数据进行生成，可变模板同时有横向拉伸倍数上限、纵向拉伸倍数上限以及建筑数量上限等限定要求；通过定义可变模板中不同的拉伸规则、拉伸后模板中建筑的布局规整，并设定任意的模板横纵方向的拉伸倍数，任意业态建筑的组团都可以用其予以简化，实现了建筑组团的参数化、类别化及模块化地表征。
34.此类可变模板并不只包含某一特定的建筑，而是各类建筑的组合、拼合、围合，更逼近建筑师在实际排布时的设计倾向。而其拉伸规则、参数设定则是根据选用建筑的相关数据进行复合计算获得。
35.本实施例中，所述可变模板的拉伸规则如下：s401、可变模板在横向/纵向的拉伸倍数的表达式为：α = k * n i，其中n为整数，k为正整数，i为整数，且i《 k，α≥1，α用于表示可变模板在某个方向上的拉伸倍数；k表述建筑单体单元101排布每k行时，该方向地块建筑达到上限，需要布置一条支路才能继续排布建筑，以保证建筑的交通可达性；n表示达到上限k值地块的数量；i表示未达到上限k值地块建筑的排布行数；如图9所示，在纵向上，k=2，即每个地块纵向排布2行就需要布置一条支路，而横向
上k=3，即每个地块横向排布3列就需要布置一条支路，而模板的横向拉伸倍数为4，最终获取到k=3，n=1，i=1，即模板横向划分为2个地块，3条支路，并置放置4列建筑；而模板的纵向拉伸倍数为7，最终获取到k=2，n=3，i=1，即模板横向划分为4个地块，3条支路，并置放置7行建筑。
36.s402、在将可变模板沿横向/纵向拉伸倍数α拉伸后，可变模板该方向的实际长度l= lc n * ln i * li，其中lc、ln、li由初始模板、建筑组团方式以及规范参数进行计算而来，通过该表达式，任意的拉伸倍数下不同的地块数量、支路数量、建筑数量构成的模板最终都能使用同一种表达式进行表征。由于k表示该方向子地块建筑上限（需要额外补充一条支路进行子地块划分），n表示该方向上布置满建筑的子地块数量，i表示剩余一个未被满布置的子地块中的建筑数量；因此ln表示该方向上布置满建筑的子地块长度，li表示子地块中i个建筑对应的子地块长度，lc表示对应的计算常数项；通过步骤s402，每一种初始模板会根据输入的组团以适应不同输入信息下可变模板的拉伸规则的通用表达形式；步骤s402是根据输入的围合方式、规范参数进行计算，将第一步种的初始模板，根据不同围合方式，生成一系列具有不同{lc, ln, li}参数值的可变模板集合。其中每一个可变模板对应了一种排布建筑及其排布规则，通过上述方法表征建筑师在实际项目种对建筑的排布与推敲。
37.s50、可变模板的排序和输出，根据不同可变模板的应用场景的不同，对可变模板进行排序和输出。
38.步骤s50中，不同可变模板的应用场景包括：紧密型组团排布的可变模板适用于工业园区的建筑物布局；错落松散组团排布的可变模板适用于住宅区的建筑物布局；围合型组团适合办公园区的建筑物布局。
39.可变模板中建筑单体单元101的围合方式如图10所示，包括紧密型组团、错落型组团以及围合型组团，其中围合型组团总共包括四种形式。
40.通过以上步骤，最终可变模板生成器将输出符合用户要求且最为常用的若干可变模板集，用于后续模板的排布与求解。
41.本发明提供了一种自动生成多业态建筑物组团方式的方法，针对多业态建筑布局的特征，提出“可变模板”这一全新的概念思路，通过模仿建筑师在实际设计中的构思方式及设计经验，将道路信息、地块信息、建筑单体信息融入至一个可以自由拉伸并以此自适应调整的模板，并通过详细而全面的参数输入，以实现其对各类型建筑排布、各业态建筑布局特征的精准模拟。根据可变模板的思路，在较大程度上降低了建筑布局求解的复杂度，因此实现了将多业态建筑布局问题转化为一个可以用计算机自动在有限时间内进行优化求解的数学模型。
42.在传统设计行业，多业态建筑物布局往往需要具备不同大量专业知识及实践经验的建筑师团队进行较长时间的人工强排与推敲。而通过本发明方法，使用者不再强制为具备专业知识或实践经验的专业人员，任何使用者都可以在简单的操作步骤：如上传地块模型，输入项目信息及参数后，在短时间内即可自动地获取本装置所生成的布局方案。
43.另外，本发明针对自动生成多业态建筑物组团方式的方法，提供了一具体实施例，该实施例中，在某实际的工业园区项目设计中，项目需求为：园区普通道路宽度为7m，转弯
半径9m，建筑消防间距为6m，卸货硬地宽度为3m；需使用两种轻钢厂房单体进行拼合（轻钢厂房单体1的建筑数据为33.8*27.8m，层高9m；轻钢厂房单体2的建筑数据为39.8m*27.8m，层高9m；两种厂房的周边道路宽度需为9m、对应转弯半径为12m），使用类独栋厂房单体进行任意拼合（类独栋厂房单体的建筑数据为23.5m*16.9m，层高12.3m，周边道路7m，可以双拼、三拼、l形拼接、u型拼接）；使用独栋的招商中心（建筑数据为41.2m*25m，层高12.6m，周边硬地宽度为5m）。
44.按照上述的方法，执行后输出的结果如图11至图14所示，输出四个用于排布的可变模板，其中图11中的可变模板1表示仅用仅用轻钢厂房进行排布的组团，随着模板的拉伸与调整，组团的路网，轻钢厂房的排布方式会自适应地变换；图12的可变模板2表示仅用类独栋厂房进行排布的组团，类独栋厂房会随着模板调整自动变更其拼合类型，如双拼/l型三拼等；图13的可变模板3表示招商中心，其不可拉伸调整；图14的可变模板4则是上述步骤s40中生成多业态复合模板：其包含轻钢厂房、类独栋厂房、招商中心等建筑，并由其建筑数据、相关参数进行综合计算，随着模板拉伸动态调整内部的建筑拼合、组合方式，使其内的地块达到最大的建筑密度。通过上述四种模板便可非常便捷地进行交互操作，使设计的过程简单化、操作即使化、结果多样化，如图15所示。
45.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。