建筑性能优化设计中优化算法的最佳参数设置研究  

Research on Optimal Parameter Settings of Optimization Algorithms in Building Performance Optimization

作　　者：司秉卉 张林瀛 李艳霞[2] 石邢 SI Binghui;ZHANG Linying;LI Yanxia;SHI Xing(College of Architecture,Nanjing Tech University,Nanjing 211816,China;School of Architecture,Southeast University,Nanjing 210096,China;College of Architecture and Urban Planning,Key Laboratory of Ecology and Energy-saving Study of Dense Habitat,Tongji University,Shanghai 200092,China)

机构地区：[1]南京工业大学建筑学院,南京211816 [2]东南大学建筑学院,南京210096 [3]同济大学建筑与城市规划学院、高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室,上海200092

出　　处：《建筑科学》2023年第6期226-237,共12页Building Science

基　　金：江苏省自然科学基金青年基金项目“基于算法优化与数据挖掘的街区尺度城市形态与建筑能耗关联效应解析”(BK20220358);教育部人文社会科学研究一般项目“基于算法优化与数据挖掘的低能耗街区形态解析与设计策略研究”(22YJCZH149);江苏省高等学校自然科学研究面上项目“基于建筑节能优化设计问题属性的算法参数设置研究”(20KJB560027)。

摘　　要：建筑性能优化设计BPO通过性能模拟、算法寻优、新设计方案自动生成等一系列技术环节,可以实现设计方案智能调整与寻优。其中,算法自身的参数设置决定了优化运行的时间成本和最终获得的优化设计方案的质量,是BPO技术成败的关键。然而由于专业知识的壁垒,建筑学领域目前仍不加区别地使用算法参数的常见一般性设置,对于如何针对不同BPO问题准确设置算法参数知之甚少,更无法避免由于算法参数设置不当造成的优化失败。本研究从优化设计问题属性出发,突破以往人工试错方法的局限性,提出智能化确定算法参数最佳值的方法,以充分发挥算法寻优能力从而高效求解特定属性的优化设计问题。针对多维属性,本研究构造了3个不同维数的标准优化问题,并使用提出的方法为3种常用算法确定了最佳参数值并获得了更好的优化设计结果。Building performance optimization(BPO)involves a series of techniques such as performance simulation,algorithm optimization,and automatic generation of new designs to intelligently adjust and optimize designs.The success of this technique depends on the algorithm's parameter settings,which determine the computation time cost and the quality of the final optimum.However,due to the lack of professional knowledge,current BPO research indiscriminately uses general algorithm parameter settings,resulting in optimization failures due to improper parameter settings.By breaking through the limitations of previous manual trial and error methods,this paper proposed an intelligent method to determine the optimal algorithm parameter values so as to give full play to the optimization ability of algorithms and efficiently solve the BPO problem with specific attributes.For the multidimensional attribute of BPO problems,three standard optimization problems with different dimensions were constructed,and the optimal parameter values of three commonly used algorithms were identified using the proposed method,which achieved better optimization design results.

关 键 词：建筑性能 建筑性能优化设计 优化算法 算法参数 算法效能 

分 类 号：TU111.19[建筑科学—建筑理论]