Page 224 - 建筑结构设计理论及实践研究

Theoretical and Practical Research on Architectural Structural Design
建筑结构设计理论及实践研究

计也可以由生成式 AI 来完成。而在细节上该项技术也可以实现房间内家具自动
布局。在技术支持方面，Gu 等提出了一种便于进行生成式设计的计算框架，同
样 Ji、Oh 和 Okhoya 等还为生成式建筑设计的核心算法提供了必要的快速访问接
口和拓展插件。在 Mostafavi 等的最新研究中，pix2pixGAN 被用于预测既有建筑

布局的采光和通风性能，同时张竞予等开发了节能导向下的生成式设计工具。以
上研究为生成式 AI 解决建筑布局设计问题提供了能量视角下的全新思路。
2. 建筑形体设计
建筑物的造型和尺寸是建筑最直观的外在形象，也是建筑设计中体现设计

师创造力和经验的重要一环。生成式 AI 与其他人工智能算法最显著的不同就在
于它拥有着一定的创造能力，可以为设计师的创造工作提供一定的灵感。建筑
的形体设计，既可以从平面图的视角出发，也可以把握宏观特征，直接进行三
维设计。从平面图角度来看，生成式 AI 主要关注的应该是建筑的外立面。建筑

外观设计是通过建筑物在主视图、侧视图以及俯视图三个方向上的投影来表述
的。这一思路也延续到生成式 AI 的设计过程中。就建筑外形的平面投影而言，
Danchenko 开发出了一种在设计早期借助 StyleGAN 生成不同初步方案的建筑设
计 AI，Huang 等则借助生成式 AI 为设计师提供可能成立的前后左右四个建筑立

面的形状，设计师从对四个立面不同组合的尝试中可以获得设计灵感。随着计算
机辅助手段在行业内的开发应用，直接进行建筑的三维形体设计已经成为可能。
三维模型已日渐成为描述建筑物，特别是描述建筑外观形体的必要手段。生成式
AI 目前在三维模型形状的生成任务上发展时间较短，虽然存在尝试直接在三维

空间内实现 AI 建筑形体设计的尝试，但目前相关算法只能实现对单独构件单元
的三维体量生成，比如生成倾斜的屋顶，带窗户的体量块，或者较为简单的家居
装饰等。若想借助生成式 AI 实现建筑整体形状在三维层面的生成，还需要相关
3D 模型生成算法的进一步研究开发。

3. 建筑风格设计
建筑风格的设计一般考虑到图案、填充、纹理、色彩、装饰等方面问题。在
相关工作中工程师需要手动修改渲染场景中每个对象的纹理，以尝试预览不同设
计风格产生的效果。目前生成式 AI 在建筑风格生成方面的研究既包括室内花纹

和装饰的生成，也包括建筑整体立面的生成。Zhang 等借助 GAN 开发了一种可
以自动化生成多种不同风格设计方案的算法。Wang 等的研究则以整个街区内的

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