高校校园规划设计中面积分配与分区测算的数字化方法

本技术属城市设计领域，具体涉及在大学城城市设计或高校校园规划设计中，针对高校用地，利用数字化技术进行各类校舍建设量测算与各类用地分区面积分配的方法。

背景技术：

1、高校用地因其内部建筑功能高度混合、建筑肌理类型复杂等特点，一直是城市设计中空间形态设计的难点。

2、发明专利“城市设计中基于形态类型的建筑体量数字化生成方法”，专利号zl202210969295.8，针对七类常见地块肌理形态类型，公开了一种用于城市设计阶段的建筑体量数字化生成方法，将二维用地性质及其相关指标转化为三维建筑体量。但该方法面对高校用地时则面临很大困难，因为高校通常采用单位大院模式，内部包含多种用地功能分区及多种建筑体量肌理类型，无法进行简单的归类与生成。当前国内相关技术仍缺乏有效的数字化解读或转化的方法。

3、发明专利“一种大学校园的规划布局分级生成方法”，申请号cn202210181789涉及一种大学校园规划布局的分级生成方法，是基于大数据搜集与案例筛选，并依靠人工智能算法的黑箱训练完成，并未对高校用地内部的功能分区方法、建设量测算方法等的工作原理有任何涉及。大数据案例学习的方法取决于所选取案例的合理性，但事实上受到形成时代差异、建设时序等多因素综合影响，城市中的已建高校案例与当代规划设计中的理想形态存在差异。例如在当代高等学校建筑面积指标要求、建筑设计规范等的约束下，一个形成于八十年代以前的高校校园对于当代的校园规划设计是不具备学习价值的。而现实城市中的案例多是不同年代逐渐积累的结果，大数据的方法很难剔除不具备学习价值的案例，从而高效为当代高校校园的规划设计服务。

4、目前国内的相关设计流程中，大学城城市设计阶段多采用较为粗犷的管理方法，即赋予高校地块一个弹性很大的指标。而具体建设量计算往往要到大学校园建筑设计阶段，依靠人工查询相关规范指标，再进行建筑体量试做，不仅需花费较大量时间与精力，指标是否合理也需要等到建筑设计阶段才能进行有效反馈。而事实上在规划设计阶段，因为不同高校的具体需求而导致的功能体量差异基本可以忽略，仅需根据一般高校建设标准进行建设量估算，从而为合理的地块指标赋值提供依据。

技术实现思路

1、发明目的：提供一种高校校园规划设计中面积分配与分区测算的数字化方法，打通从测算规则解析到数字化运算，再反馈规划设计的过程，从而为规划设计的合理性与有效性提供支持。

2、
技术实现要素：
本发明提供的高校校园规划设计中面积分配与分区测算的数字化方法，包括如下步骤：

3、步骤1，生成高校用地的可建设范围，同步生成建筑可建设范围三维盒子vb；

4、步骤2，计算高校用地中各类建筑的建设总量；所述各类建筑的建设总量包括校舍建筑必配量、校舍建筑选配量、以及其他建设量；

5、步骤3，对校舍建筑必配量、校舍建筑选配量、以及其他建设量进行拆解进一步分类，计算各类建筑的建设量fx，其中x表示对校舍建筑进一步分类后的建筑类别；

6、步骤4，对所述进一步分类后的各建筑类别进行分区，根据各类建筑的建设量fx计算其对应的用地分区面积zx；

7、步骤5，将各类建筑的用地分区面积zx置入步骤1中生成的建筑可建设范围三维盒子vb中，生成实际规划设计场地中的各类用地分区试排模型。

8、优选的，步骤1中还包括计算总建筑面积：

9、

10、其中，n表示共有n个地块；j表示高校用地中的第j个地块，aj表示第j个地块的面积，rj表示第j个地块的容积率上限。

11、优选的，步骤1中所述生成建筑可建设范围三维盒子vb的生成方法为：将各地块建筑退让用地红线距离控制线框沿z轴拉升至建筑高度上限h，所述z轴是指与水平坐标垂直的方向。

12、优选的，步骤2中，计算所述校舍建筑必配量f必，方法如下：

13、f必＝n本*p总，

14、n本表示本科生规模，p总表示生均建筑总指标；

15、计算所述校舍建筑选配量f选，方法如下：

16、

17、其中ni指各类专业人群规模，pi各类专业人群人均建筑指标；专业人群包括研究生、留学生、外籍教师、专职科研人员、继续教育工作人员；

18、计算所述其他建设量f其他，方法如下：

19、f其他＝f总-f必-f选。

20、优选的，步骤3中所述对校舍建筑必配量、校舍建筑选配量、以及其他建设量进行拆解进一步分类是指：

21、校舍建筑必配量包括教室、实验实习用房、院系及教师办公用房、图书馆、室内体育用房、师生活动用房、学生宿舍，单身教师宿舍、食堂、校行政办公用房、后勤及附属用房的建设配量；

22、校舍建筑选配量包括专业人群实验研究用房、专业人群图书馆、专业人群学生宿舍、留学生生用房、外籍教师其他生活用房；

23、其他建设量包含专职科研机构用房、继续教育用房、重点实验室、教学陈列、创业基地、学术交流中心的建设量。

24、优选的，当建筑类别x的量属于校舍建筑必配量时：

25、fx＝n本*px

26、n本表示本科生规模，px表示类别x的生均建筑指标；

27、当建筑类别x的量属于校舍建筑必配量时校舍建筑选配量时：

28、fx＝n专*p专

29、n专表示研究生、留学生、外籍教师、专职科研人员或继续教育工作人员，p专表示与n专对应的研究生、留学生、外籍教师、专职科研人员或继续教育工作人员的生均指标。

30、优选的，步骤4中对所述进一步分类后的各建筑类别进行分区，同一类建筑属于同一个区；同一个区可以包括不同的建筑类别；

31、将用地分为校舍建设用地、体育建设场地、专用绿地三大区；

32、其中，校舍建设用地包含公共教学用地、专业教学用地、生活用地、公共设施用地、办公管理后勤用地、研发办公用地、交流中心用地；

33、体育建设场地包含跑道与足球场、其他室外球场、室内体育用地；

34、其中，室内体育用房属于校舍建设用地中的室内体育用地；

35、教室和继续教育用房属于校舍建设用地中的公共教学用地；

36、实验实习用房、院系及教师办公用房、专业人群实验研究用房属于校舍建设用地中的专业教学用地；

37、学生宿舍、单身教师宿舍、食堂、专业人群学生宿舍、留学生生活用房、外籍教师其他生活用房属于校舍建设用地中的生活用地；

38、图书馆、师生生活用房、专业人群图书馆属于校舍建设用地中的公共设施用地；

39、校行政办公用房、后勤及附属用房属于校舍建设用地中的办公管理后勤用地；

40、专职科研机构用房、重点实验室、教学陈列、创业基地属于校舍建设用地中的研发办公用地；

41、学术交流中心属于校舍建设用地中的交流中心用地。

42、优选的，根据各类建筑的建设量fx计算其对应的用地分区面积zx，表示如下：

43、zx＝fx/lx/dx

44、zx表示x类别建筑的用地分区面积；

45、lx表示x类别建筑的层数；

46、dx表示x类别用地分区中的建筑密度。

47、优选的，专用绿地面积z专用绿地，计算方式如下；

48、z专用绿地＝a–z体育总–z校舍总

49、其中，z校舍总＝∑xzx，z体育总表示体育建设场地总面积，a表示该高校用地地块的面积。

50、优选的，步骤1中基于基础设计条件生成高校用地的可建设范围；

51、所述基础设计条件包括各地块范围线、建筑退让用地红线距离控制线、各地块面积a、容积率上限r和建筑高度上限h。

52、有益效果：

53、1)与当代中国高校规划设计的逻辑方法有效衔接。

54、本发明与中国当代高校规划设计的逻辑方法有效衔接，综合考虑了相关技术规范及管理规定的要求，并进行有效转化，使得计算机可以依据本发明提出的步骤与方法进行指标解析与建设量估算，可操作性强。操作过程中的各步骤可进行数据读取与统计，发现不合理的部分可适时进行人工参数调节，从而高效服务于当代规划设计实践。

55、2)规划设计阶段即可提前发现不合理指标，进行及时优化调整。

56、相较于规划设计阶段采用较为粗犷的管理方式，校园建筑设计阶段人工建筑体量设计与建设量计算同步开展的工作流程，本发明提出的方法可以对规划设计阶段高校用地指标的合理性进行提前反馈，帮助规划设计方案阶段用地划分及指标赋予的推敲与优化，而不是到了设计流程后端发现不合理再进行反复，因此可以大幅提升规划设计阶段方案的科学性与合理性，优化了工作流程。

57、3)提升工作效率。

58、相较于传统方法，本发明提出的方法可以大幅提升工作效率，即将程序性的估算工作交给计算机，而将需要选择与判断的部分交给人，并可以实现数字化辅助工作与人工设计的有效互动，各类用地分区在实际场地中的排布模型可以与下一阶段的形态设计高效对接，帮助设计师进行直观判断。