[發明專利]一種整合空間信息的建筑室內光環境設計評價方法及裝置

在審

• 申請號: 202010072355.7
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111259481A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 孫澄;韓昀松;沈林海;王加彪;齊軒寧
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/10
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 周嬌嬌

1.一種整合空間信息的建筑室內光環境設計評價方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、構建具備多項設計參量的建筑空間參數化幾何原型，將所述參數化幾何原型導入光環境模擬軟件，建立參數化光環境模擬分析模型；

S2、實測局地光氣候數據，作為邊界條件導入所述參數化光環境模擬分析模型；

S3、采用拉丁超立方采樣法，對所述參數化光環境模擬分析模型對應的模型參數空間進行采樣，獲得設計參量數據組，并將其導入所述參數化光環境模擬分析模型執行光環境模擬計算，獲得相應的室內光環境性能數據；

S4、對設計參量數據進行歸一化，并應用特征工程提取空間信息，將每個采樣點的空間坐標與相對應的設計參量整合作為輸入參量；

S5、以輸入參量作為輸入，相應室內光環境性能數據作為輸出，訓練多元線性回歸模型、梯度提升決策樹模型和多層感知器神經網絡模型，并以集成學習模式進行整合，得到建筑室內光環境預測模型；

S6、獲取待評價的建筑空間設計模型，根據所述參數化幾何原型，對所述設計模型進行分類和/或分割，解析提取所述設計模型中的各項設計參量；對所述設計模型空間平面進行網格劃分，生成光感位置點，采樣對應的設計參量數據，并整合光感位置點坐標，得到符合所述預測模型輸入要求的輸入參量，輸入相應的所述預測模型，得到光環境預測結果；

S7、將所述設計模型對應的預測結果輸出，并與預定的光環境指標進行比較，得到所述設計模型的評價結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

所述參數化幾何原型包括三類原型模塊房間，分別對應在長方體結構的建筑空間的外墻上開一、二、三扇窗。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：

每類所述原型模塊房間具備的設計參量包括進深長度、開間長度、凈高、窗寬、窗高、窗臺高、窗戶朝向。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：

所述步驟S4中，將每個采樣點的空間坐標與相對應的設計參量整合作為輸入參量時，對于每一類原型模塊房間，將每個采樣點的空間坐標X、Y值與相對應的設計參量整合作為輸入參量，并使用基于房間方向的坐標系將點坐標映射至0～1區間內。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步驟S5包括如下步驟：

S5-1、以各組輸入參量作為輸入，相應室內光環境性能數據作為輸出，分別訓練多元線性回歸模型、梯度提升決策樹模型和多層感知器神經網絡模型；

S5-2、采用貝葉斯優化法，分別對訓練后的梯度提升決策樹模型和多層感知器神經網絡模型的超參數進行優化，并根據均方誤差分別篩選出每類模型中的最佳模型；

S5-3、應用集成學習Stacking方法，集成得到的兩類模型中的最佳模型及多元線性回歸模型，計算三者的加權結果，得到最終的預測模型。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步驟S2中，實測局地光氣候數據時，采用全天空掃描儀、全天空成像儀，測量待評價的建筑所處地區的局地光氣候數據。