l工程建设与设计 I Constmctlon&Des l 咖c1
分 析 多 学 科 设 计 优 化 在 建 筑 工 程 设 计 中 的 应 用
The Application of M ultidisciplinary Design Optimization
in Architectural Engineering Design
吕超 ，董 岩 岩
(山东绿景生态工程设计有限公司，济南 250000)
LV Chao，DONG Yah-yan
(ShandongLvjingEcologicalEngineeringDesignCo．Ltd．，Ji’nail 250000，China)
【摘 要】以多学科设计优化在建筑工程设计中的应用为研究对象，通过对其优化的概述与重要性的阐述提出具体的应用。旨在为
多学科设计优化的应用提供参考性建议，为建筑工程的设计发展提供促进作用，并为建筑事业的繁荣发展做出贡献。
【Abstract]~_this paper，the application ofmultidisciplinary design optimization in architectural engineering design is used as the research
object，and the specific application aspects are put forward through the review ofthe optimization and the elaboration ofits importance．The
purpose ofthis paper is to provide reference suggestions for the application ofmulti—disciplinary design optimization，to provide the promotion
function for the design and development of construction projects，and to make a contribution to the prosperity and development of the
construction indus自ry．
【关键词】多学科设计；建筑；工程设计
【Keywords]multidisciplinarydesign；building；engineeringdesign
【中图分类号1"173201 【文献标志码la 【文章编号】1007．9467(2018)07．0016．02
[DOll10．13616~．cnki．gcjsysj．2018．07．208
1 多 学 科 设 计 优 化 概 述
多学科设计优化，又名 MDO，由多个子系统构成 ，是一种
充分探索子系统相互作用的复杂系统设计方法论【 1。在多学科
设计优化应用中涉及多个学科，且分为层次系统与非层次系
统 ，其中非层次系统又称为耦合系统 ，耦合系统可以充分体现
对多学科设计优化系统分析的复杂性，这种非层次的系统需
要将复杂的多学科设计优化问题分解为若干个简单学科或子
学科 ，对子学科的各个模型进行多次迭代才能完成整体的系
统分析，使拆分后进行迭代试验得出的优化结果更加科学、准
确，有利于多学科设计的整体优化 ，增加多学科设计优化的应
【作者简介】吕超(1985 )，男，山东济南人，工程师，从事建筑工程
水利专业咨询设计研究。
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用性与实施陛。
2 建 筑 工 程 设 计 中 应 用 多 学 科 设 计 优 化 的 重
要 性
在建筑工程设计领域中，需要应用建筑学、经济学、结构力
学 、施工暖通等方面的专业知识 ，而在应用这些专业知识的过
程中，对知识的专业性与建筑工程设计的整体优化方面有严
格的要求，而各个学科之间的知识交流有一定的障碍 ，导致建
筑设计的时间增长、各学科的专业性无法整合等问题l2J。而利
用多学科设计优化的设计 ，可以对工程系统中各个相互作用
的协同机制进行探索与检测 ，在检测过程中，可以充分了解 、
利用各个学科之间的相互作用 ，将整个工程系统协调至最好
的结果 ，在优化建筑工程设计的同时，还会优化方案设计效
果，极大地解决了工程设计耗时长、整合效果不好等问题。
3 多 学 科 设 计 优 化 在 建 筑 工 程 设 计 中 的 具 体
应 用
3．1构 建设 计模 型
在建筑工程设计中，可利用多学科设计优化构建建筑信
息模型，通过对各个学科的对象化数字物体描述与实际建筑
构件的表现展示建筑设计的数字化参数模型。在利用多学科
设计优化进行数字化建筑模型的构建过程中，保证初始设计
意图与建筑设计的智能性，由此确保建筑模型的科学性与真
实性以及后续修改过程中的灵活性。例如 ，在房屋建筑中，构
建的数字化建筑模型中应包含参数集合、约束集合 、目标集
合、方法集合 4种数据集合的要求。参数集合是指房屋的长、
宽、高、横梁间距、纵梁间距、窗户与门在墙中的位置参数等基
本的房屋建筑参数信息 ，这些信息的输入可以使房屋建筑模
型更形象化，更精确。约束集合则是指对房屋的力学结构、施
工暖通 、采光效果等方面的专业信息进行填充，这些信息的输
入旨在保障房屋的结构安全 、钢筋结构部件的规范化、房屋力
学要求的科学化、采光效果要求最佳化等房屋使用性能。目标
集合则是对房屋建筑中的钢结构成本等各方面的建筑运营成
本进行控制，以满足建筑施工企业的成本要求与利益要求。方
法合集是针对不同的几何设计要求以及不同的结构要求建立
不同的智能优化方法，以实现建筑商与业主对房屋建筑的具
体要求。
3．2 多学科 耦合
在建筑工程设计中，多学科耦合是必不可少的，系统的整
体目标并不能成为各个学科目标的增函数。在此状态下，需要
应用多学科设
分析多学科设计优化在建筑工程设计中的应用（论文）.pdf
