(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210661862.3 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 中国建筑设计研究院有限公司 地址 100044 北京市西城区车公庄大街19 号 (72)发明人 杜甜甜　张蔚　胡英娜　杨思宇　 宋子琪　焦燕　贾子玉　 (74)专利代理 机构 北京和信华成知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11390 专利代理师 侯茜茜 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 一种基于能耗优化的办公楼建筑平面的自 动化生成方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于能耗优化的办公楼建 筑平面的自动化生成方法， 包括获取各个房间的 位置、 面积和功能信息以及用户绘制的房间之间 连接线； 根据获取的信息生成凸图形； 基于凸图 形中顶点信息和房间连接信息获得每个凸图形 划分三角形方案， 基于三角形划分方案生成对偶 图； 根据对偶图得到每个房间与其他房间连接关 系的树形数据， 根据树形数据和顶点信息， 以及 相邻房间的吸引力和排斥力值生 成泡泡图； 获取 建筑平面边界线， 将泡泡图生成建筑平面图， 进 一步生成建筑物模型， 并计算建筑物的能耗； 基 于多目标优化算法， 以采暖、 制冷和采光能耗最 低为目标函数， 优化划分方案、 吸引力和排斥力； 该发明能够在较短时间内设计出建筑平面方案 且具有较低能耗。 权利要求书1页 说明书6页 附图7页 CN 115098910 A 2022.09.23 CN 115098910 A 1.一种基于能耗优化的办公楼建筑平面的自动化 生成方法， 其特 征在于， 包括： 设计信息获取步骤， 获取用户输入的各个房间的位置、 面积和功能信息， 以及用户在 Rhino中绘制由直线构成的连接线， 其中所述Rhino连接线表征各个房间的连接 关系和方位 偏好； 凸图形生成步骤， 将 设计信息基于Tutte  Embedding原理生成凸图形， 所述凸图形包括 组成凸图形的顶点信息、 边线、 房间连接和朝向信息； 对偶图生成步骤， 利用Triangulate  Mesh In All Ways电池， 基于所述凸图形中顶点 信息、 边线、 房间连接和朝向信息， 获得每个凸图形划分三角形方案， 其中， 所有凸图形三角 形划分方案组合数为p1 ……pn， 基于所选的划分方案， 将凸图形转化为三角形网格图； 利用 Dual Graph原理， 根据所述三角形网格图形成对偶图， 所述对偶图中不同空间的连接关系 代表了房间之间的相邻关系， 将其 转化为代表连接关系的树形 数据； 泡泡图生成步骤， 输入所述树形数据和所述顶点信息至Force  Directed  Graph  Drawing算法， 基于相邻房间的吸引力和排斥力值 生成泡泡图； 平面图生成步骤， 获取建筑平面边界线， 并根据Voronoi  Diagram原理将所述泡泡图转 化为平面图； 能耗分析步骤， 根据平面图生成建筑物模型， 基于建筑物模型计算所述建筑物的采暖、 制冷和采光能耗； 优化步骤， 基于多目标优化算法， 以建筑模型的采暖、 制冷和采光能耗最低为目标函 数， 优化划分方案、 吸引力和排斥力； 其中， 在每次优化时， 根据算法结果， 在p1 ……pn中选 择一种方案、 改变 吸引力和 排斥力的值使生成的平面图发生变化， 然后改变建筑模型 的能 耗。 2.根据权利要求1所述的一种基于能耗优化的办公楼建筑平面的自动化生成方法， 其 特征在于， 根据Voro noi Diagram原理将所述 泡泡图转化为平面图包括： 首先， 将所述泡泡图中相邻圆的中心点连接， 以连接线的中垂线作为房间边界， 并将属 于同一圆的房间边界相连， 形成多边形， 所述多边形表示 为一个完整的房间； 然后， 对超出平面边界线的区域进行切割， 并以平面边界线作为该房间的外边界； 如果 还存在圆弧区域， 将圆弧区域进行三等分， 并用多边线将三等分点相连， 去掉多余部分， 使 其多边线作为该房间的外边界。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115098910 A 2一种基于能耗优化的办公楼建筑平面的 自动化生成方 法 技术领域 [0001]本发明涉及建筑设计技术领域。 具体而言， 涉及一种基于能耗优化的办公楼建筑 平面的自动化 生成方法。 背景技术 [0002]传统的办公建筑的平面设计以人工设计为主， 如果需要对其能耗性能进行评估的 话， 都是在建筑师设计完成后， 工程师在 模拟软件 里对其能耗性能进 行模拟计算。 这样的工 作流程造成了在设计阶段缺 乏可参考的定量化的建筑能耗数据， 如果要进行节 能设计， 只 能凭借设计者的主观经验来对建筑的能耗性能进 行粗略的控制。 如果发现设计完成后的建 筑能耗性能不符合要求， 则需要建筑师修改初始方案， 然后工程师再次对修改后的建筑方 案进行能耗性能模拟。 以此往复， 直到最 终的建筑能耗满足了节能需求。 该过程浪费了大量 的时间和人工成本， 且不利于设计初期阶段对快速产出设计方案的需求。 并且， 在建筑的全 生命周期范围内， 设计的初期阶段相对于其他 阶段具有最高的建筑节 能潜力。 只有对建筑 设计初期阶段进行有力地控制， 才能够实现建筑的节能低效。 故而， 本发明提出利用计算机 编程的手段和优化算法， 解决设计初期阶段中需要提升 建筑能耗性能、 大量设计方案、 和降 低设计时间等问题。 发明内容 [0003]本发明正是基于现有技术的上述需求而提出的， 本发明要解决的技术问题是提供 一种基于能耗优化的办公楼建筑平面的自动化 生成方法。 [0004]为了解决上述问题， 本发明是采用如下技 术方案实现的： [0005]一种基于能耗优化的办公楼建筑平面的自动化 生成方法， 包括： [0006]设计信息获取步骤， 获取用户输入的各个房间的位置、 面积和功能信息， 以及用户 在Rhino中绘制由直线构成的连接线， 其中所述Rhino连接线表征各个房间的连接关系和方 位偏好； [0007]凸图形生成步骤， 将设计信息基于Tutte  Embedding原理生成凸图形， 所述凸图形 包括组成凸图形的顶点信息、 边线、 房间连接和朝向信息； [0008]对偶图生成步骤， 利用Triangulate  Mesh In All Ways电池， 基于所述凸图形中 顶点信息、 边线、 房间连接和朝向信息， 获得每个凸图形划分三角形方案， 其中， 所有凸图形 三角形划分方案组合数为p1 ……pn， 基于所选的划分方案， 将凸图形转化为三角形网格图； 利用Dual  Graph原理， 根据所述三角形网格图形成对偶图， 所述对偶图中不同空间的连接 关系代表了房间之间的相邻关系， 将其 转化为代表连接关系的树形 数据。 [0009]泡泡图生成步骤， 输入所述树形数据和所述顶点信息至Force  Directed  Graph  Drawing算法， 基于相邻房间的吸引力和排斥力值 生成泡泡图； [0010]平面图生成步骤， 获取建筑平面边界线， 并根据Voronoi  Diagram原理将所述泡泡 图转化为平面图；说　明　书 1/6 页 3 CN 115098910 A 3