人工智能建筑设计方案(建筑方案生成分析)

skywoolf
本文阐述了“一键式”建筑方案的智能算法架构。关键词：智能设计，蚱蜢全员参与，ESTK工作流。
记录，2018年底，C Z Studio建筑设计投标工作流程全员参与测试：
1.想法：你还记得C#上线时的那场雨吗？其实也是我们方案的设计思路。
因为这次遇到的设计任务：场地大，单体建筑数量多，功能要求复杂，项目时间短已经不是人类可以实现的了.但是仍然是人类的建筑师必须找到一种方法来完成它.我该怎么办？不想抄袭，不想调库，我们花了一整天的时间想办法，最后做了一个大胆的决定：把图都拍下来！还要做一系列大大小小的“环”。
在项目时间根本无法完成的情况下，为什么要选择更难表达的环形建筑形式？请注意。接下来，我们来说说干货：
1.1.环形建筑的空间布局只有一个主要维度，更容易实现智能化的平面设计。
圆平面在传统的设计思维体系中并不陌生，但由于其曲线绘制比较麻烦，在日常工程中很少使用。但在计算机逻辑的思维中，其实环形空间有一个很大的优势，那就是无论多么复杂的功能布局，都可以通过变量自由地组织成环形序列。用Grasshopper的话说，我们只需要控制一条曲线上T值序列的变化，就可以得到完全不同的平面函数。这里我们做一个大胆的假设：能否为这几十个建筑的所有功能平面总结出一套循环逻辑，只用一个参数化模型描述所有建筑？
1.2.母线是封闭的圆曲线，可以有效减少开发过程中遇到的bug。用GH比较多的老兵应该知道这个。模型主体结构中的母线越少，间隔功能越完善，越容易实现整体控制，尤其是可以闭合无缝连接的时候。圆具备以上所有条件，是最理想的公交车。
1.3.环形体只有内外两层皮肤，可以轻松嫁接所有纹理算法。NCFZ积累了这么多记录逻辑，很多都可以用在本地项目上，包括皮肤。柱面是平面算法和高程算法之间的理想桥梁。在时间紧、任务重的前提下，自然是首选。综上所述，在本次开发中，我们选择了圆形布局，但除了圆形布局之外，线形和折叠的单廊或双廊建筑在逻辑上非常相似。如果你理解了其中一个，你应该能够理解其他的生成过程.
插曲：环形空间2的布局框架。实践篇：接下来继续今天的主题：环形建筑智能化平面布局的发展思路。
2.1.外环的布局思路：类似大房间的模块化测量。既然要做平面设计，前提必须满足功能需求。面积和分区是最基本的前提。先说外环(即中央走廊外的建筑空间)。与大多数方形平面一样，建筑中的许多房间都是由标准柱跨度和上下对齐的逻辑约束形成的标准单元。因此，我们选择等分算法批量求解较大的模空间。
这部分工作甚至可以在任务书确定后快速自动计算。其GH工作流程为：
Excel数据拾取-标准层平面面积判断-绘制外圆和内圆边缘-相似大房间面积和数量判断-确定外环房间数量-计算外环房间宽度、等分形式-得到外环布局。
有了这个算法，我们至少可以得到一个面积没有问题，主要房间数量满足要求的外环布局方案。
2.2.垂直交通思路：根据环形通道的消防疏散规范，由于只有一个主走廊，我们可以根据规范要求简单计算出需要多少个疏散楼梯，这种思路更符合国情需要，只需要根据长度计算出需要的楼梯数量即可。这些竖向交通布置在内环内，可以将内环空间分成几个功能群。不要小看这些群体，接下来的设计重点就在他们身上。
2.3.内环布局思路：灵活自由的分割小空间。在满足各种功能需求之前，大家都会觉得智能飞机是个不可思议的东西。主要原因是我们没有把平面设计的标准逻辑和个体逻辑分开。其实我们日常设计有相当一部分是流程设计，和刚才说的前两步差不多。现在，第三步是如何解决建筑功能的个性化差异。
楼梯切割的小空间可通过角度变量自由切割，其切割角度可根据外圈房间的对分角进行优化，既能满足小空间面积的要求，又能保证柱网的理想模数。因此，理想的GH工作流程是：
Excel数据拾取-调整内环跨度和微调建筑面积-统计未装修房间数量和面积-初步划分内环房间-优化柱跨角度得到最终内环房间。
2.4.门窗创作思路：统一创作，优化筛选。当大家都有了一定的GH基础后，就会发现统一为一个房间打造门窗并不复杂。麻烦的其实是优化和筛选工作。需要根据房间的面积大小和功能特殊性来确定单开、双开、单开、双开。虽然这些判断逻辑说起来很简单，但是如果要在一栋楼里通过数据流分类提取这些房间，判断开墙和分墙，就需要一定的树形数据操作能力。如果只了解一点点Grasshopper的基本系统，是很难完成的。
2.5.家具布置思路：家具布置分仓，常规的方室根据面积判断自行布置。家具布局很自由，二维有很多旋转和镜像的可能，但扇形的房间其实在这方面表现出了明显的向心性质。因此，我们可以更简单地确定家具操作的方向。接下来，我们只需要根据房间的属性和大小，从家具布局库中为房间匹配合适的家具组合即可。
综上所述，我们利用该算法获得了具有相当深度的平面设计图纸，并通过调整参数变量直接计算了近百幅建筑平面图.当然，真正的设计工作并没有到此结束。
插曲：从平面到全员参与模型3的时刻。完美：为什么要尝试智能平面设计？我给出原因是因为“快”。不要说“这种技术会取代人类设计师”。技术是一种力量，它没有初衷。其实是我们决定了它的应用方向。而我想说，设计师人肉绘图的时代很快就要过去了，接下来我们将迎来一个设计师比拼大脑的时代。创作过程和方法都会升级。“快”的算法也将是未来设计竞争市场的必要条件。设计事务所的主要成长线将从最初的工程经验积累，逐步转化为工作流程和封装技术块的积累。
当计算机完成一套初步的平面图时，主要的工艺制图工作已经准确地完成了。我们不想把方案的决策权直接交给计算机逻辑算法，真正的设计优化工作才能开始。算法映射节省了大量时间，留给我们去做更有价值的思考。当然，算法本身的发展其实也是一个总结设计思维经验的过程。我们可以把一些好的想法包装在GH电池里，以备将来使用：)
插曲：全程犀牛，对CAD说BYE4，绘图：GH飞机有了，全参数模型还会远吗？如前所述，NCFZ的大部分记录算法都可以直接应用于圆柱面，做出平面参考意图。这次只选择最简单的立面风格作为例子。GH全员参与，烘焙到Rhino一键输出图纸，其完整的工作流程是：
在Rhino – Rhino中烘焙一键导出Ai – Ai自动根据图层修改线型- Ai联动导入ID – ID自动排版
Adobe ExtendScript ToolKit，强大的命令编辑器，可以把所有图元的制作过程写成脚本，一键运行。当我们在Rhino中绘图时，文本是自动生成的。其实自动排版并不是什么新鲜事。我们最常见的一些照片拼贴算法，Office也很早就引入了自动排版的功能，但是当我们了解到Adobe ESTK之后，才意识到我们可以通过指令代码自由地写出新艺的理想版面。一旦工作方法和思路不一样了，一些基础但有价值的工作就可以一劳永逸了。
插曲：犀牛到PDF的作品在波浪中。如果有些工作一年要做100次，我愿意付出10倍的努力去做一个算法，然后让它被执行。就这样，剩下的90次重复工作，没有加班，没有愤怒，没有对生活的遗憾，没有对命运的抱怨。你可以静下心来想一想，你想要什么，无论是在技术领域，还是在设计的世界。
这篇技术文章是剧透，是预告，因为我们不能光看，还要把这项技术分享给大家。所以，NCFZ即将推出《Grasshopper智能化设计课程》。文中提到的工作流程会一一演示给大家使用。
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