专业简介

Team Introduction

智能建筑是未来建筑发展的大趋势，它综合利用计算机、物联网、自动化等技术，使建筑更加安全、健康、高效、绿色。我国的城市建设量和存量位均居世界首位，天津大学针对我国建筑行业的重大战略需求——绿色建筑，通过整合建筑学、暖通空调、建筑与土木工程、计算机、自动化等强势学科，同时引进世界上最先进的工程师教育体系——法国工程师培养体系，建立我国首个具有法国工程师职衔委员会（CTI）认证的绿色智能建筑专业。该专业面向行业未来重大需求重点研究三大问题：

绿色建筑设计智能化
绿色建筑运维智能化
绿色建筑建造智能化

该研究需要建筑设计、结构设计、暖通空调、结构健康监测、计算机算法、数学建模、自动控制核心专业进行深度交叉。团队充分发挥天津大学综合性大学相关学科群优势以及建筑学院一流教学科研平台的优势，师资队伍由建筑学院、环境学院、建筑工程学院、数学学院、智能与计算学部、电气自动化与信息工程学院等多个学院的优秀教师共同组成，共同进行交叉学科科研攻关和人才培养。

研究方向Research Directions

绿色建筑设计过程智能化,绿色建筑运行过程智能化研究,智能建造与结构健康度监测

2. 机电结构优化与控制研究内容：在对机电结构进行分析和优化的基础上，运用控制理论进行结构参数的调整，使结构性能满足设计要求。1. 仿生结构材料拓扑优化设计, 仿生机械设计研究内容：以仿生结构为研究对象，运用连续体结构拓扑优化设计理论和方法，对多相仿生结构(机构)材料进行2. 机电结构优化与控制研究内容：在对机电结构进行分析和优化的基础上，运用控制理论进行结构参数的调整，使结构性能满足设计要求。1. 仿生结构材料拓扑优化设计, 仿生机械设计研究内容：以仿生结构为研究对象，运用连续体结构拓扑优化设计理论和方法，对多相仿生结构(机构)材料进行整体布局设计。整体布局设计。

研究方向

1、绿色建筑设计过程智能化

建筑设计是一个高强度、多维度、多目标的复杂创新过程，需要对各种复杂问题进行综合寻优。传统的建筑设计过程大部分是在单专业计算基础上，建筑设计师按照个人经验综合判断来完成该过程。所以设计效果和设计目标容易产生较大偏离甚至背离。针对绿色建筑，本团队拟利用建筑参数化设计平台将绿色建筑设计问题数学化，并利用各种多目标优化算法来代替传统以设计师经验进行多目标问题寻优，最后形成一套可以进行绿色建筑设计的智能化设计方法及配套软硬件平台。

1）绿色建筑参数化设计工具

基于Rhino & Grasshopper的仿真优化平台搭建

基于Rhino&Grasshopper的仿真优化插件开发
Dynamo下智能优化算法插件的开发与封装
- 智能优化算法研究
- 2）绿色建筑参数化设计方法
- 低能耗建筑智能化设计方法

智能生态照明设计方法
智能文物遗产照明设计方法

智能健康照明设计方法

2、绿色建筑运行过程智能化研究

本团队主要研究建筑的暖通空调和照明系统节能。它的节能运行是一种典型的非线性、多因素、多关联、强耦合、大时滞的动态时变过程。这涉及到瞬态变化的外部气候荷载（外扰）和内部人员及设备荷载（内扰），建筑围护结构对于热传递的大时滞性，以及系统设备千变万化的运行状态。所以本团队拟采用建筑被动系统和主动系统综合物理建模、动态实时模拟、多目标综合寻优的方法进行该交叉学科问题的解决,致力于运维专家系统的开发。

智能运维专家系统的开发

3、智能建造与结构健康度监测

本团队主要研究模块化建筑、建造智能化和健康监测智能化。在模块化建筑方面，基于超低能耗建筑理念，通过建筑构件的标准化、模块化设计，利用现代数字化设计和建造技术，实现设计、建造和绿色建筑技术的一体化集成，实现数字链驱动下的绿色建筑性能集成的模块化建筑综合解决方案。在结构建筑智能化方面，利用以“三化”（数字化、网络化和智能化）和“三算”（算据、算力、算法）为特征的新一代信息技术，通过规范化建模、网络化交互、可视化认知、高性能计算以及智能化决策支持，工程立项策划、施（加）工生产、运维服务一体化集成与高效率协同，向用户交付以人为本、绿色可持续的智能化工程产品与技术服务。在健康度监测方面，重点建筑的实时监测能够及时评估结构的安全性能，对于建筑文化遗产的预防性保护、超高层和大跨度建筑的施工成型安全、在役结构在极端灾害条件下的安全评估提供重要的判断依据。通过研究结构的应力状态、智能监测装置、实时数据处理分析方法、危险阈值和及时预警技术等，实现结构安全的智能化监测，提高建筑全寿命周期内的安全性。在文化遗产照明保护和设计方面，起源于颐和园夜景照明设计，现基于LED光谱调节技术，着重研究博物馆及古建筑的照明保护与光环境舒适度及节能，是综合建筑学，色度学，光学，材料学和心理学的前沿交叉学科。

1）模块化建筑