一种基于建成空间人因数据的图解设计方法技术

本发明专利技术涉及一种基于建成空间人因数据的图解设计方法。所述方法包括以下步骤：对建成空间进行领域分割；归纳建成空间拓扑关系；赋予各部分空间基础时长；绘制人因量谱图

【技术实现步骤摘要】
一种基于建成空间人因数据的图解设计方法


[0001]本专利技术属于建筑设计领域，尤其涉及一种基于建成空间人因数据的图解设计方法。

技术介绍

[0002]在以人为核心的城镇化背景下，城市发展需求从“有没有”转向以人为核心的“好不好”，技术的快速发展使得以定性为主的城市及建筑传统设计方法精准度欠缺和实证依据不足的问题日益凸显，难以满足使用者日益增长的高品质生活需求。
[0003]长时间以来，在城市
‑
建筑传统设计方法中，设计决策以定性判断为主，多依赖观察、访谈、问卷等带有很强主观性的过程。自20世纪中期以来，在场调查被认为是了解人的生活方式的主要工具，扬
·
盖尔(Jan Gehl)在《如何研究公共生活》中系统总结了这一工具：以计数、地图定位、拍摄、日记、漫步)等对现场状况进行主观选择性记录，从中归纳总结人与空间的互动规律，进而结合设计实践经验，形成设计导则。长期以来，这一方法在城市与建筑设计中占据主导地位，被广泛使用。但进入21世纪后，城市品质问题在世界主要城市仍然未得到根本解决。
[0004]客观数据与空间形态设计的有效衔接是突破传统城市
‑
建筑设计方法局限的难点所在。近年，随着技术、特别是大数据技术的发展，一些尝试嫁接数据
‑
几何形态的桥梁性设计工具开始出现。它们或难以应用于城市
‑
建筑空间设计的主要尺度，或以数据的可视化异化空间形态设计。例如，空间句法(Space Syntax)运用图论建立城市形态模型，结合拓扑计算方法对空间构形进行量化解析，其量化指标侧重空间数据，非人体数据。建筑学借用人机工程学(Ergonomics)研究，通过工作流程图、运动轨迹图、肌肉激活程度图等，指导家具及室内界面设计。参数化设计直接通过数据的可视化算法生成空间形态，并不强调数据变量与人的实际生活需求之间的关系。

技术实现思路

[0005]针对以定性为主的城市及建筑传统设计方法精准度欠缺和实证依据不足的问题，本专利技术提供了一种基于建成空间人因数据的图解设计方法及其应用。
[0006]人因量谱法是一种以人在空间中游历的空间
‑
时间关系为基础描述空间基本人因属性的图解方法。它认为人在空间中所获取信息量和在该空间游历的时间正相关，因而在空间中游历的时间，成为人与空间界面交互强度的衡量基础。这一方法剥离了主观审美形态因素，能将城市空间形态审美体验中的主观因素剥离开，以及由于附加“信息”而带来的驻留感受。
[0007]本专利技术提供了一种基于建成空间人因数据的图解设计方法，其特征在于，包括下述步骤：
[0008]1)对建成空间进行领域分割；
[0009]2)归纳建成空间拓扑关系；
[0010]3)赋予各部分空间基础时长；
[0011]4)绘制人因量谱图
[线框]；
[0012]5)将实测收集的人因数据填充进人因量谱图
[线框]，形成人因量谱图
[填充.X]；
[0013]6)使用人因量谱图进行设计方案比选、优化。
[0014]根据一种实施方式，本专利技术所述图解设计方法包括：
[0015]1)对建成空间进行领域分割，包括依据基本的建筑空间关系，将建筑平面划分为多个连续的领域；
[0016]2)归纳建成空间拓扑关系，包括依据平面各部分空间的关系，将领域分割后各空间的基础时长所对应的矩形以线段和/或倒角折线相连；
[0017]3)赋予各部分空间基础时长，包括依据领域形式，分别对线状空间和面状空间赋予基础时长；
[0018]4)绘制人因量谱图
[线框]，包括对应步骤2的拓扑空间关系，以矩形线框表达每一空间领域的基础时长；
[0019]5)将实测收集的人因数据X填充进人因量谱图
[线框]，形成人因量谱图
[填充.X]，包括填充人因问题的量化指标，将实测收集的人因数据X表示在人因量谱图
[线框]中，其中人因数据X包括心率、皮电、脑电、肌电、眼动、肢体姿态、停留时长、注视时长；
[0020]6)使用人因量谱图进行设计方案比选、优化，包括对建成空间或建筑设计方案绘制人因量谱图，可直观反映不同空间形态设计所具备的不同人因属性，协助针对客观可测的空间品质所开展的精准评估，指导设计者与决策者对具体空间设计进行精准优化。
[0021]根据本专利技术的一种实时方式,人因量谱法通常分为6个步骤：
[0022]第一步：领域分割。依据基本的建筑空间关系，将建筑平面划分为多个连续的领域。领域主要存在两种形式：线状空间和面状空间，分别对应以通行为主的空间，和以休闲活动为主的空间。当面状空间M中包含面状空间N时，则对空间M基于空间N进行分解，将分解后的以通行为主的空间视为线状空间，将能够休闲活动的空间仍视为面状空间。
[0023]第二步：空间拓扑关系归纳。依据平面各部分空间的关系，将领域分割后各空间的基础时长所对应的矩形以线段/倒角折线相连。以实线表示慢行可达，以虚线表示仅车行可达。线段仅代表连接关系，无距离信息。
[0024]第三步：基础时长赋值。依据领域形式，分别对线状空间和面状空间赋予基础时长。其中，线状空间的基础时长t
l
为移动距离d
l
和速度v的比值；面状空间的基础时长t
p
则按照人在该空间的休闲活动类型，选择相应的参考时长；不同物理环境条件所对应的参考速度v与不同休闲活动对应的参考时长t，可参照表1和表2。
[0025]第四步：人因量谱图
[线框]绘制。对应第二步的拓扑空间关系，以矩形线框表达每一空间领域的基础时长。根据领域形式，线状空间的基础时长t
l
与面状空间的基础时长t
p
以矩形面积S
l
和S
p
表示。
[0026](1)对一线状空间：
[0027]S
l
＝k
·
t
l
＝k
·
([D/d0+1/2]·
d0)
·
1/v
[0028]式中，S
l
——线状空间对应的矩形面积
[0029]D——实际距离
[0030]d0——单位距离
[0031]v——该空间对应的参考步速
[0032]k——比例系数。
[0033]其中，单位距离d0、比例系数k可根据具体案例确定。
[0034]由于在同一条路线上人的行进方向有前后之别，因而制图将遵循左手原则，使得基础时长t
l
与前进方向路线左侧的面积S
l
始终对应。
[0035](2)对一面状空间，通过极坐标计算将其基础时长转化为一矩形的面积S
p
，有：
[0036]S
p
＝k
·
t
p
＝L
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于建成空间人因数据的图解设计方法，其特征在于，包括下述步骤：1)对建成空间进行领域分割；2)归纳建成空间拓扑关系；3)赋予各部分空间基础时长；4)绘制人因量谱图
[线框]
；5)将实测收集的人因数据填充进人因量谱图
[线框]
，形成人因量谱图
[填充.X]
；6)使用人因量谱图进行设计方案比选、优化。2.根据权利要求1所述的图解设计方法，其中包括：1)对建成空间进行领域分割，包括依据基本的建筑空间关系，将建筑平面划分为多个连续的领域；2)归纳建成空间拓扑关系，包括依据平面各部分空间的关系，将领域分割后各空间的基础时长所对应的矩形以线段和/或倒角折线相连；3)赋予各部分空间基础时长，包括依据领域形式，分别对线状空间和面状空间赋予基础时长；4)绘制人因量谱图
[线框]
，包括对应步骤2的拓扑空间关系，以矩形线框表达每一空间领域的基础时长；5)将实测收集的人因数据X填充进人因量谱图
[线框]
，形成人因量谱图
[填充.X]
，包括填充人因问题的量化指标，将实测收集的人因数据X表示在人因量谱图
[线框]
中，其中人因数据X包括心率、皮电、脑电、肌电、眼动、肢体姿态、停留时长、注视时长；6)使用人因量谱图进行设计方案比选、优化，包括对建成空间或建筑设计方案绘制人因量谱图，可直观反映不同空间形态设计所具备的不同人因属性，协助针对客观可测的空间品质所开展的精准评估，指导设计者与决策者对具体空间设计进行精准优化。3.根据权利要求1或2所述的图解设计方法，其中在所述步骤1中：所述领域存在两种形式：线状空间和面状空间，分别对应以通行为主的空间，和以休闲活动为主的空间；当面状空间M中包含面状空间N时，则对面状空间M基于面状空间N进行分解，将分解后的以通行为主的空间视为线状空间，将能够休闲活动的空间仍视为面状空间。4.根据权利要求1或2所述的图解设计方法，其中在所述步骤2中：以实线表示慢行可达，以虚线表示仅车行可达；所述线段将仅代表连接关系，无距离信息。5.根据权利要求1或2所述的图解设计方法，其中在所述步骤3中：线状空间的基础时长t
l
为移动距离d
l
和速度v的比值；面状空间的基础时长t
p
则按照人在该空间的休闲活动类型，选择相应的参考时长。6.根据权利要求1或2所述的图解设计方法，其中在所述步骤4中：根据领域形式，线状空间的基础时长t
l
与面状空间的基础时长t
p
以矩形面积S
l
和S
p
表示；其中：(a)对一线状空间：S
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利，邓慧姝，谢祺旭，梅笑寒，庞凌波，叶扬，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：