一种既有民居建筑适应性再利用评估方法、系统和装置

1.本发明涉及建筑设计领域，具体涉及一种既有民居建筑适应性再利用评估方法、系统和装置。


背景技术：

2.存量更新改造是城市建设的中一种方式，适应性是存量更新的一个重要指标，适应性(adaptability)是建筑适应变化的能力，可以最少的资源消耗与垃圾排放满足使用者不断发展的需求，从而延长建筑的使用寿命。
3.西方现有的既有建筑的适应性评价的指标体系过于复杂，再利用的决策类型划分不清晰，无法适用于我国既有民居建筑的适应性再利用评估；因此，基于再利用价值高低与现状改变难易的科学权衡，提出一种既有民居建筑适应性再利用评估方法。本发明针对的既有民居建筑指现存的、具有中国传统特征的、区别于西方现代主义的人民居住的房屋建筑。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提出了一种既有民居适应性再利用评估方法，能够通过权衡代价与价值评价民居建筑的适应性，并且能够将适应性评价结果与再利用模式决策关联在一起，得出最理想的再利用模式。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种既有民居建筑适应性再利用评估方法，包括：
7.将待评估民居的调研数据代入适应性评价体系获取评价结果，根据评价结果在再利用模式决策矩阵的区域位置确定待评估民居建筑的再利用模式；
8.待评估民居建筑的调研数据包括现状品质数据和再利用价值数据；
9.适应性评价体系为：x
p
＝s
p1
s
p2
，y
p
＝s
p3
s
p4
；
[0010][0011]
式中，x
p
为样本p的现状品质数据；y
p
为样本p的再利用价值数据；s
p1
为样本p的维护现状数据；s
p2
为样本p的结构现状数据；s
p3
为样本p的历史与地域价值数据；s
p4
为样本p的活化利用价值数据；s
p1i
为序号为i的维护现状评价因子的绝对值，w
p1i
为序号为i的维护现状评价因子的权重值；s
p2i
为序号为i的结构现状评价因子的绝对值，w
p2i
为序号为i的结构现状评价因子的权重值；s
p3i
为序号为i的历史与地域价值评价因子的绝对值，w
p3i
为序号为i的历史与地域价值评价因子的权重值；s
p4i
为序号为i的活化利用价值评价因子的绝对值，w
p1i
为序号为i的活化利用价值评价因子的权重值；
[0012]
再利用模式决策矩阵的各个区域对应一种既有民居的再利用模式；再利用模式至少包括结构保留模式、结构变形模式、构件重组模式、材料再生模式和拆毁模式。
[0013]
进一步地，现状品质数据包括结构品质数据和维护品质数据；再利用价值数据包
括历史与地域价值数据和活化利用价值数据。
[0014]
进一步地，再利用模式决策矩阵的构建包括以下步骤：
[0015]
以现状品质数据为x轴，以再利用价值数据为y轴；x轴和y轴包含低、中、高三个段落；每个段落区域对应的再利用模式为：
[0016]
x轴对应低段落且y轴对应低段落，再利用模式为拆毁；
[0017]
x轴对应低段落且y轴对应中段落，再利用模式为材料再生；
[0018]
x轴对应中段落且y轴对应低段落，再利用模式为构件重组；
[0019]
x轴对应中段落且y轴对应中段落、x轴对应高段落且y轴对应低段落、x轴对应高段落且y轴对应中段落、x轴对应低段落且y轴对应高段落、x轴对应中段落且y轴对应高段落，再利用模式为结构变形；
[0020]
x轴对应高段落且y轴对应高段落，再利用模式为结构保留。
[0021]
本发明还提供一种既有民居建筑适应性再利用评估系统，包括以下模块：
[0022]
适应性评价模块：基于层次分析法建立以现状品质数据和再利用价值数据为指征的适应性评价体系，输出待评估民居建筑的评价结果；
[0023]
再利用模式决策矩阵模块：由再利用价值数据与现状品质数据相交构成再利用模式决策矩阵，再利用模式决策矩阵的各个区域对应一种既有民居建筑的再利用模式；
[0024]
决策模块：判断评价结果在再利用模式决策矩阵的区域并确定待评估民居建筑的再利用模式。
[0025]
进一步地，现状品质数据包括结构品质数据和维护品质数据；再利用价值数据包括历史与地域价值数据和活化利用价值数据。
[0026]
进一步地，既有民居建筑的再利用模式包括结构保留、结构变形、构件重组、材料再生和拆毁。
[0027]
进一步地，再利用模式决策矩阵的构建包括以下步骤：
[0028]
以现状品质为x轴，以再利用价值为y轴；x轴和y轴包含低、中、高三个段落；每个段落区域对应的再利用模式为：
[0029]
x轴对应低段落且y轴对应低段落，再利用模式为拆毁；
[0030]
x轴对应低段落且y轴对应中段落，再利用模式为材料再生；
[0031]
x轴对应中段落且y轴对应低段落，再利用模式为构件重组；
[0032]
x轴对应中段落且y轴对应中段落、x轴对应高段落且y轴对应低段落、x轴对应高段落且y轴对应中段落、x轴对应低段落且y轴对应高段落、x轴对应中段落且y轴对应高段落，再利用模式为结构变形；
[0033]
x轴对应高段落且y轴对应高段落，再利用模式为结构保留。
[0034]
本发明还提供一种存储介质，其中存储有计算机可执行的程序，所述计算机可执行的程序被处理器执行时用于实现如上述任一项所述的既有民居建筑适应性再利用评估方法。
[0035]
本发明还提供一种既有民居适应再利用性评估装置,包括：
[0036]
至少一个存储器，用于存储程序；
[0037]
至少一个处理器，用于加载所述程序以执行如上述任一项所述的既有民居适应性再利用评估方法。
[0038]
本发明的有益效果：
[0039]
本发明通过矩阵模型为既有民居建筑的适应性评价与再利用决策提供一个具有普适性的量化工具，既有民居建筑可以通过样本分析提取其适应性指标数据，从而取得适应性的评价值，再由该评价值在矩阵中的位置推导出其最适合的再利用模式；同时本发明为既有民居建筑的适应性评价与再利用模式决策两个环节建立了关联机制，为既有民居建筑的改造设计提供明确的指引，有助于准确地选取再利用策略使设计结果到达理想状态。
附图说明
[0040]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0041]
图1是既有民居建筑适应性再利用评估方法的结构图
[0042]
图2是适应性评价的指标体系图；
[0043]
图3是再利用模式决策矩阵图；
[0044]
图4是实施例街区48个样本的适应性评价结果。
[0045]
图5是实施例街区48个样本的适应性评价结果在再利用模式决策矩阵中的落位图；
[0046]
图6是实施例街区48个样本的再利用模式决策结论图。
具体实施方式
[0047]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0049]
建筑的适应性，即建筑适应变化的能力，由建筑的现状品质与再利用价值共同决定。建筑适应性的好坏直接决定了其再利用的方式的科学选择。本发明提出一种针对既有民居建筑的适应性再利用评估方法，该评估方法包括如图1所示以下步骤：
[0050]
建立适应性评价体系，实现建筑适应性的量化评价。如图2所示，依据层次分析法将影响建筑适应性的评价体系分为目标层、指标层和评价因子层。
[0051]
目标层包括现状品质数据x和再利用价值数据y；
[0052]
指标层中，现状品质数据x包括围护现状数据s1与结构现状数据s2，再利用价值数据y包括历史与地域价值数据s3与活化利用价值数据s4；
[0053]
在评价因子层，围护现状数据s1包括热工性能s
11
(指征既有建筑的热舒适性好坏)、通风性能s
12
(指征既有建筑自然通风效果的好坏)、采光效果s
13
(指征既有建筑的自然采光效果好坏)、维护构件完整度s
14
(指征围合建筑的墙体、门窗、屋面等气候边界是否完整)；饰面完整度s
15
(指征既有建筑墙面、屋面的面层及装饰构件是否完整)；结构现状数据
s2包括结构体系的安全度s
21
(指征既有建筑整体结构选型体系的安全程度，如框架结构比砖混结构的安全性能更好)、结构构件的劣化程度s
22
(指征既有建筑结构构件的性能降低程度)、结构体系的完整度s
23
(指征既有建筑结构体系是否遭受过因改造或加建带来局部破坏)、结构体系的变化能力s
24
(指征既有建筑结构体系是否容易改造，如框架结构比砌体结构更易改造)、结构与围护的构件分离度s
25
(指征建筑的结构构件与维护构件是否为互不干扰的两套独立体系，如砖混结构的结构与维护构件合一，框架结构的结构与维护构件分离)、相邻建筑结构的干扰度s
26
(指征既有建筑基础等结构构件是否与相邻建筑距离过近从而增加再利用工程施工难度)，历史与地域价值数据s3包括历史年代价值s
31
(指征既有建筑的建造年代的久远程度)、营造技艺的地域独特性s
32
(指征既有建筑的建造技艺是否具有典型的地域特征)、建筑风貌的地域独特性s
33
(指征既有建筑的建筑风貌是否具有典型的地域特征)，城市公共价值数据s4包括建筑是否参与城市公共界面营造s
41
(指征既有建筑的一个或多个立面是否作为街道、广场等城市公共界面的一部分)、建筑功能是否面向公共活化利用s
42
(指征既有建筑的使用功能是否可以改变为展示、商业等具有公共活力的功能)、建筑是否具有地标价值s
43
(指征既有建筑是否已是城市地标，或具有成为地标的潜力)。各指标权重w的值如图2所示；
[0054]
建立再利用模式决策矩阵，明确结构保留、结构变形、构件重组、材料再生、拆毁这五种再利用模式与适应性评价结果的关联性。
[0055]
结构保留指当既有结构无须发生自身形态改变就可以适应空间变化诉求时，则结构予以保留，通过非结构构件改造和装修适应新的空间诉求。
[0056]
结构变形指当既有结构的局部不能适应空间变化诉求时，则可通过局部结构体系或结构构件的形态变化实现空间与结构的互相适应，但结构的整体系统保持不变。
[0057]
构件重组指当既有结构无法通过改造而适应空间变化诉求时，则需被拆除，但被拆解的结构构件依然可以被重组，用于其他建筑的建造中，成为新建筑的构件，适应新建筑的空间诉求。
[0058]
材料再生指当拆除建筑中的既有结构的构件无法实现拆解重构时，这些结构材料可回收、回炉、重塑为其他建筑材料进行再利用，以新的材料形式用于新的建筑中。
[0059]
拆毁指当拆除建筑中的结构作为原料都无法回收再生，则将被彻底废弃变为建筑垃圾，建筑拆毁且不可再利用。
[0060]
矩阵的x轴为现状品质数据x，y轴为再利用价值数据y。各轴分为低、中、高三个段落，将该象限划为9块面域，各区域对应的再利用模式为：
[0061]
x低y低区域对应的再利用模式为拆毁；
[0062]
x低y中区域对应的再利用模式为材料再生；
[0063]
x中y低区域对应的再利用模式为构件重组；
[0064]
x中y中、x高y低、x高y中、x低y高、x中y高区域对应的再利用模式为结构变形；
[0065]
x高y高区域对应的再利用模式为结构保留。
[0066]
依据调研数据采集，将待评估的既有民居建筑样本p带入适应性评价体系进行量化评价，得到e
p
(x
p
，y
p
)二元坐标值的适应性评价结果，计算公式如下：
[0067]
x
p
＝s
p1
s
p2
，y
p
＝s
p3
s
p4
；
[0068][0069]
式中，x
p
为样本p的现状品质数据；y
p
为样本p的再利用价值数据；s
p1
为样本p的维护现状数据；s
p2
为样本p的结构现状数据；s
p3
为样本p的历史与地域价值数据；s
p4
为样本p的活化利用价值数据；s
p1i
为序号为i的维护现状评价因子的绝对值，w
p1i
为序号为i的维护现状评价因子的权重值；s
p2i
为序号为i的结构现状评价因子的绝对值，w
p2i
为序号为i的结构现状评价因子的权重值；s
p3i
为序号为i的历史与地域价值评价因子的绝对值，w
p3i
为序号为i的历史与地域价值评价因子的权重值；s
p4i
为序号为i的活化利用价值评价因子的绝对值，w
p1i
为序号为i的活化利用价值评价因子的权重值；
[0070]
将e
p
(x
p
，y
p
)落入再利用模式决策矩阵中，观察其所处面域所属的再利用模式类型，从而得到准确的再利用模式决策结果。
[0071]
实施例：选取某市街区中的48栋待更新的既有民居建筑为样本，如图4所示，依据调研资料，将样本逐一进行适应性评价，得到48个样本的适应性量化评价结果e
p
(x
p
，y
p
)，其中p为样本编号1～48。
[0072]
将样本的适应性评价结果e
p
全部带入图3所示的再利用模式决策矩阵中，得到样本在再利用模式决策矩阵中的分布情况，如图5所示。可见样本5、15、16位于矩阵中的结构保留面域，样本2、4、10、17、19、23位于矩阵中的构件重组面域，样本24、33位于矩阵中的材料再生面域，样本8、25、26、27、32、43、44、45、46、47、48位于矩阵中的拆毁面域，其余样本均位于矩阵中的结构变形面域。
[0073]
因此得出48个样本合理的再利用模式决策结论，如图6所示。
[0074]
本发明实施例还公开了一种既有民居建筑适应性再利用评估装置，该既有民居适应性再利用评估装置用于运行数据库存储过程，其中，所述运行数据库存储过程时执行如上述图1至图6公开的一种既有民居适应性再利用评估方法。
[0075]
本发明实施例还公开了一种计算机存储介质，所述存储介质包括存储数据库存储过程，其中，在所述数据库存储过程运行时控制所述存储介质所在设备执行如上述图1至图6公开的一种既有民居适应性再利用评估方法。
[0076]
在本公开的上下文中，计算机存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0077]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。