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人工智能和机器学习如何影响绿色建筑设计?

友绿智库 149

前言:

当前兄弟们对“finch算法”大约比较关注,各位老铁们都想要剖析一些“finch算法”的相关内容。那么小编在网络上网罗了一些有关“finch算法””的相关资讯,希望你们能喜欢,各位老铁们一起来了解一下吧!

人工智能、机器学习和生成设计正日益改变着传统的建筑规划和设计流程。据《经济学人》杂志报道,到2037年,人类所做的47%的工作将被机器人所取代,甚至那些传统上需要本科教育的专业。世界经济数据显示,2015年至2020年期间,全球将减少710万个工作岗位,因为“人工智能,机器人技术,纳米技术和其他社会经济因素可以取代人工。”

目前人工智能已经渗透到建筑设计和性能分析领域,比如采用Finch算法的自适应性设计和人工智能利用机器学习来创造生成式风格。

当空间的总面积变化时,Finch算法根据预定参数生成不同的空间配置。这有助于在项目的初始阶段规划区域,然后根据任务的具体要求对这些区域进行深化。目前,该算法已经由BOX Bygg和Wallgren Arkitekter开发并在Grasshopper平台上发布。

设计师同时也是富布赖特学者的Stanislas Chaillou在哈佛创建了一个项目,利用机器学习探索未来的生成设计以及由其产生的偏见和建筑风格。在研究人工智能及其在建筑实践中的应用潜力时,Chaillou使用生成对抗网络(GANs)构建了一个完整生成方法。Chaillou的项目通过建筑风格的学习来探索人工智能的未来,他的工作证明了风格对建筑平面构成的深刻影响。

此外,处于起步阶段的创业公司Higharc已经开始重新考虑如何在不雇佣建筑师的情况下设计和建造新住宅。该公司旨在为数字时代打造新的住宅设计模式,通过自动化住宅设计和在线定制,让任何人都能够拥有定制的家。以给定的基地条件为基础,该团队希望让设计回归到与居住本身有关的因素,并能够使定制过程更加容易。正如Higharc所说,该公司可以“不需要雇佣建筑师就给你想要的房子”。目前该公司已经为日常用户和购房者开发了一个基于网络的住宅设计应用程序,试图将建筑智能直接嵌入到软件中。

在国内,AI建筑设计公司「小库科技」近期升级了其AI设计引擎,并面向设计师群体发布智能装备等新品。其产品理念从完全依赖AI生成方案,变成让人可参与到设计的任意阶段,从而让设计过程更“可控”。

「小库科技」基于对数十万户型的深度学习,推出了针对建筑单体的新品,也即通过小库的AI设计引擎按需生成楼户型方案。基于该新品,用户在上传外轮廓后能秒速生产多种户型方案,并支持各类参数调整。用户在设计中,只要选择户型、核心筒,即可自动生成楼道,实现楼型智能拼合,并能实时计算反馈标准层面积、实用率等指标。该新品还提供海量的楼户型方案,用户可通过参数输入精准检索目标素材。

在由中国房地产业协会发起的中国绿色建筑市场发展调研中,针对绿色建筑设计和咨询的智能化软件工具的使用也开展了问卷调研。调研结果显示,在绿色建筑设计咨询和审查领域,传统的沟通方式和工作方式仍然占据着主流,软件等智能化设计和评估工具还未被普遍接受和使用。

绿色建筑设计咨询行业数字化水平较低

42%的受访者表示所在公司只通过各种会议来管理和实施绿色建筑咨询项目。

问题:贵司通过什么途径管理和实施绿色建筑咨询项目?

有43%的受访者使用过绿色建筑评价软件。

问题:贵司是否使用过绿色建筑评价软件(指的是以绿色建筑评价标准为依托的打分软件)?

上述两个问题显示出绿色建筑设计和评价软件依然有较大的市场空间,绿色建筑设计咨询行业的智能化程度还有待提高。

在绿色建筑软件使用方面,国产绿色建筑设计软件的市场份额超过70%。其中,PKPM绿色建筑系列软件最具竞争力,最能代表智能化和数字化的发展方向。

在刚刚闭幕的第十六届绿建大会上,PKPM发布了基于BIM建筑全生命期数据管理与应用生态的绿色建筑全专业的性能设计工具v3.2。该最新版本可用于绿色建筑方案设计、初步设计、施工图设计过程中的性能分析、星级评价、辅助设计、结果验证等工作。软件极大的减少了设计师在建模、设置参数、结果分析等方面消耗的时间,提高了工作效率和成果的准确性,优化建筑设计方案;并可基于计算分析成果,自动生成可溯源的、符合全国各地绿色建筑设计审查要求的报告书。

PKPM的绿色建筑系列软件并没有止步于设计阶段的方案优化、合规审查等功能,而是紧密结合新国标的要求,将绿色理念延伸到建筑运维阶段。同样基于BIM建筑全生命期数据管理的理念,PKPM推出了绿色建筑动态评价系统和健康空间管理系统。绿色建筑动态评价系统可根据相关标准要求,结合BIM技术实现绿色建筑技术展示,通过百姓监督、物业执行、政府监管的方式,让绿色建筑的运行真正可感知、可落地、可监管。健康空间管理系统在保证室内健康、舒适的前提下,能够快速集成常见传感器、采集器、摄像头等弱电设备,帮助业主快速打造智能化的展示和体验空间。

目前在国内激烈的绿色建筑软件市场中,PKPM基于BIM建筑大数据理念的绿色建筑系列软件及其生态无疑是最智能化和专业性最强的辅助工具,代表了行业发展的方向。

房地产企业的数字化水平较高

在仅面向房地产企业的问题中,有近70%的房企代表表示所在公司采用绿色建筑管理系统(从标识申报到运行管理全链条)管理绿色建筑的实施。另有30%房企使用了建筑能耗监测系统。采用人工管理绿色建筑实施的,仅占15%。该比例远低于绿色建筑设计咨询企业。可见房企在绿色建筑实施方面的数字化水平相对较高。

问题:贵司如何管理绿色建筑的实施(包括设计和运行标识申报,后评估,能耗和环境品质监测等,最多选2项)?(该问题仅面向房地产企业)

不赞成软件公司开展咨询业务

由于直接接触到设计院设计师群体,绿色建筑软件公司的销售人员能够第一时间获得各类绿色建筑评估咨询项目信息。由此,不少软件公司将业务直接延伸到绿色建筑的评估咨询市场,与自己的软件客户争夺咨询客户。从本次调研的结论看,有40%受访者(全产业链)并不赞成绿色建筑软件公司开展咨询业务。

不少受访者在后台留言表示,谁能放心软件公司不会通过后门程序将自己正在操作的项目信息发给软件公司的销售人员,进而泄露项目信息,给自己公司造成不必要的额外的竞争局面。即便不存在后门程序,软件公司的销售人员往往会以所谓的软件优势以更低的价格参与市场竞争,让购买软件的设计院和咨询公司失去竞争优势,结果绿色建筑软件非但没有增加他们的竞争力,反而削弱了他们的竞争力。

问题:您对绿建软件公司做咨询业务的看法是

专业的团队做专业的事情。市场经济的规则就是不断细化的分工,各司其职各尽其责,才能创建良好的行业生态,维持健康稳定的市场秩序。在本次苏州绿建大会上,有不少专家反映部分咨询公司无底线低价竞争,扰乱市场秩序,降低咨询品质,有违于国家倡导绿色建筑高质量发展的政策初衷。该现象固然有软件提高了工作效率、降低了咨询业务时间成本的原因,也有部分软件公司的推波助澜。

算法改善建筑环境

从根本上讲,算法是建筑物的设计,建造和使用提供详尽信息的强大工具。建筑信息建模使用全面的软件来标准化和共享过去分别保存的跨建筑,工程和施工的数据。这意味着参与建筑起源的每个人,从客户到承包商,都可以无缝地在同一个3-D模型上协同工作。

最近,新工具已经开始将这种信息与算法结合起来,以自动化和优化构建过程的各个方面。从解释法规,提供结构评估计算到使采购更加精确,范围广泛。

但是算法还可以帮助设计阶段,通过揭示现有和拟议建筑中的隐藏图案,帮助建筑师了解如何使用建筑。这些可以是空间和几何特征,例如公共区域与私人区域的比率或建筑物的自然气流。它们可以是使用模式,显示最常使用和最不经常使用的房间。

或者,它们可以是视觉和物理的连接,显示人们从建筑物的每个点可以看到和看不到的东西,并使我们能够预测周围的人流。这在设计公共建筑的入口时尤其重要,因此我们可以将服务和逃生路线放置在最佳位置。

算法还可以用于扩展设计人员思考和生成可能无法实现的形状和排列的能力。建筑师无需根据自己的直觉和品味亲自绘制平面图,而是使用算法设计输入规则和参数,并允许计算机生成建筑物的形状。这些算法通常受自然界的思想启发,例如进化或分形(以较小的比例重复出现的形状)。

结合这三种用途(管理复杂的信息,显示图案并生成新的空间布置)代表了下一代算法设计,它将真正改变我们改善建筑环境的能力。例如,以非同寻常的弯曲结构而闻名的Zaha Hadid Architects使用算法自动测试数千种内部布局选项,或者找到外墙面板的排列方式,以防止形状不规则的建筑变得过高。

Zaha Hadid Architects因使用算法设计而闻名。图片来源:Zaha Hadid Architects

算法对于新颖的建筑也很重要,例如V&A博物馆的Filament Pavilion,并且会随着时间的流逝而适应结构,环境和访客使用情况的数据。如今,算法甚至可以为新冠肺炎大流行制定办公安排,使最多数量的员工可以在建筑物中工作,同时又能安全地与社会隔离。

目前,自动化和人工智能不会取代建筑师和绿色建筑咨询工程师,但这并不意味着人工智能在绿色建筑的实践中不会发生深刻的变革:计算机和软件消除了繁琐的重复活动,优化了技术材料的生产,为建筑声、光、热环境的改善提供了更多可能的解决方案和更加直观的可视化结论。我们有理由相信,既然算法已经改变了建筑的外观和空间设计流程,也必将改变建筑的物理性能,以及建立在物理性能基础上的绿色环保性能和健康性能的设计优化流程。

关于中国绿色建筑市场发展调研2020

中国绿色建筑市场发展调研由中国房地产业协会发起,旨在全面梳理我国绿色建筑市场发展所取得的成就和存在的问题,从全产业链的视角,就绿色建筑相关的行业政策、房地产企业绿色发展战略、绿色建筑评价标识市场格局等业内较为关注的话题进行研究和评价,为后续即将开展的《房地产企业绿色发展评价指标体系》的研究奠定基础。

受中国房地产业协会的委托,友绿网发起的“中国绿色建筑市场发展报告”的预调研受到了从政府主管部门、行业协会、房地产企业到设计院、咨询公司、厂商、科研机构和学生群体的广泛关注。截止8月10日,该线上调研已经收到1750份有效问卷回复。调研报告最终完整版将在第十二届房地产科学发展论坛上发布。

为更加全面、客观的反映我国绿色建筑市场的发展状况,为从业者和政策制定者提供更加有意义的决策参考,友绿网将在随后两周内逐步将预调研的部分成果结合友绿网的分析与大家分享。同时,本调研还将继续,欢迎还没有填写问卷的同仁填写问卷,并将问卷分享给更多同行。

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