基于NSGA-Ⅱ算法的内蒙古沿黄地区乡村居住建筑多目标优化设计

为解决内蒙古沿黄地区乡村居住建筑形体尺度不合理导致的建筑能耗过高、室内自然采光环境及热舒适性较差的问题。从建筑形体尺度与功能空间需求方面对内蒙古沿黄地区乡村居住建筑进行调研,提取乡村居住建筑原型。利用Grasshopper参数化设计平台对建筑原型几何参数进行界定并实现动态控制,借助Ladybug Tools工具集对不同设计变量组合方案进行建筑能耗、室内自然采光环境及室内热舒适性模拟并输出各建筑性能评价指标值。将所得评价指标值作为优化数据与NSGA-Ⅱ算法耦合,建立内蒙古沿黄地区乡村居住建筑多目标优化流程,得出均优建筑设计方案。经过迭代计算,从1800组设计变量组合中选取优化方案,结果表明:相比基准建筑,优化方案的单位面积建筑能耗可降低19.9%,室内全天然采光达标面积百分比可提高16.9%,有效天然采光照度百分比可提高2.2%,室内适应性热不舒适时间百分比可降低9.4%。