东南大学建筑学院2025秋季本科四年级建筑设计课成果介绍｜城市街区形态编码与数字生成

课程名称：城市街区形态编码与数字生成

参与学生：本科四年级建筑学

牛昫雯，黄梓睿，王若璇，孙桥镒，岳洋，高东雨

黄培轩，付翔，祝毓营，朱东生，刘思达，李邦宇

指导：李飚

助教：王崇鉴

___课题背景___

城市数据的量级和种类呈爆炸式增长。这些数据包括城市空间布局、建筑几何信息、交通流量、环境数据等。借助数字技术，建筑师能够更全面地了解城市与建筑的动态特征，从而在设计过程中做出更加科学和高效的决策。

随着技术的进步，越来越多的智能化和自动化设计工具被开发出来，这些工具包括各种建筑设计软件、数据分析平台、可视化工具等。建筑师可以据此精准地进行数据分析、参数化设计和模型生成，从而在更短的时间内完成高质量的设计工作。

本课程旨在让学生掌握上述数字技术在建筑设计中的应用，学习如何利用城市数据建立与建筑形态的关联。掌握如何从数据中提取并构建街区、地块、建筑形体的特征指标，探索这些指标对建筑设计的影响。深入研究建筑空间组合与功能的关联性，特别是复合功能建筑的设计方法，提升学生对复杂建筑设计的理解和掌控能力。学习参数化设计的基本原理与技术，掌握利用程序生成建筑空间和造型的方法，提高学生在现代建筑设计中的创新能力和技术水平。

___课程目标___

1. 根据公开的城市街区数据（如：OSM 等）和形态学的建模方法，构建以街区为基本单元的城市形态动态数据编码，进而建立建筑基本空间与功能的数字映射方法。

2. 掌握基本程序方法，包括：Python编程（PyCharm），计算几何（Computational Geometry），以及相关数学知识。针对不同城市街区空间布局和建筑空间类型，确定相应的算法对策，理解建筑与城市的关联性、地块构成、建筑内部交通构型和建筑布局等形态要素之间的复杂性，建立建筑空间形态及其环境构成的内在数理逻辑思维架构。

___课题内容与要点___

数据爬取与可视化处理

城市数据主要包括城市空间布局、建筑几何信息、交通流量、环境数据等。通过爬取和分析这些数据，建筑师能够更全面地了解城市和建筑的动态特征，从而在设计过程中做出更加科学和高效的决策。

关联特征指标的建立

建立关联特征指标是实现数据驱动设计的关键步骤。这些特征指标不仅能帮助理解城市和建筑的复杂特性，还能为进一步运用深度学习原理处理数据奠定基础。

确立探索目标与主题

结合街区空间形态的特征分析，根据所学的参数化设计与数字生成方法，自主确定一个具体的研究方向进行进一步探索。通过构建参数化生成规则，探索不同街区尺度条件下建筑形态的适应性设计逻辑。选择特定的街区空间特征（如道路网络结构、可达性指标、可视性分析结果），将其转化为建筑设计生成的控制参数，探索多参数耦合下的建筑形态生成模式。

课程成果展示

高层高密度城市立体防火系统：常态—灾时一体化设计

朱东生，高东雨

该方案聚焦香港高层高密度城市火灾救援“最短板”，以九龙为重点区域，通过城市数据分析与火区分级识别高风险片区，构建“水平+垂直”复合消防网络。

水平层面以消防设备站等“改造式节点”实现快速响应并兼顾疏散，叠加可日常服务、灾时避难与支援的“装配式节点”，并以遗传算法优化布点以平衡成本、可达性与覆盖。

垂直层面在组团与单体尺度生成消防登高面与应急车道，按高度分级改造外挂楼梯、复合窗体与避难层，提升超高层可达性与跨楼转移能力，形成可推广的更新策略。

基于延烧网络的城市高密度木造区防火与疏散系统性协同设计

祝毓营，黄梓睿

该方案以云南丽江古城为例 ，针对城市高密度木造区“易燃且难疏散”的极端风险，探索数字化减灾的路径。

首先，基于滨田公式与介数中心性等内容构建动态延烧网络模型 ，精准锁定延烧网络中的“超级传播节点”等。

其次，利用遗传算法对防灾口袋公园，易拥堵道路，微型消防站，消防设备进行选址布局优化 ，通过对少数节点的精准干预实现了低成本、高效率的风险阻断。

最后设计响应层面，提出三级协同体系：疏散层级通过“底层架空”策略在保护历史风貌的同时有效拓宽街道；应急层级设计了平时使用+灾时应急隐式设施；救援层级引入高耐火集成木技术 ，将关键节点改造为社区茶馆兼小型消防站。

基于老年群体机能差异的城市空间多尺度适老化更新策略研究

孙桥镒，黄培轩

该方案聚焦老年群体因生理与认知机能差异产生的多样化需求，针对城市空间适老化不足问题，构建“宏观-中观-微观”多尺度更新策略。

宏观层面通过Pymoo算法优化绿地网络，增设休憩节点，提升健康老人绿地可达性。

中观层面聚焦机能衰退者，优化街道可识别度与路径可达性，规划适老化微循环公交。

微观层面针对机能全面衰退者，精细化改造300米核心生活圈，降低走失风险。同时设计模块化老年之家，打造融合老龄化与日常生活的友好环境，全方位响应不同老年群体的出行与生活需求。

天空物流：从城市中枢到社区终端的无人机站点设计

岳洋，王若璇

该方案构建了从城市枢纽到社区终端的三级无人机配送体系。首先，通过城市形态分析计算需求强度（DI值），结合遗传算法在南京核心区实现96.9%的枢纽覆盖。

其次，对无人机枢纽展开设计，选取新街口、小西湖街区及河西新城三种典型城市区域，量身打造适配不同环境的算法支撑与终端设计。

最后，配合开发的交互仿真网页，实现了算法选址、多肌理设计与全流程模拟，为低空经济下的物流枢纽空间提供系统化方案。

基于街道行走可视性的南京多类型

城市资源分析、路径生成与节点设计研究

付翔，李邦宇

该方案以街道行走视角为切入点，围绕文保建筑、城市绿地与水体三类核心资源，构建基于视点—视线—遮挡关系的可视性分析方法，量化人在行走过程中对城市历史与自然要素的即时感知水平。

通过将可视性结果映射至城市步行路网，建立从城市尺度到街区尺度的可视性网络，并以此为依据生成兼顾长度与观赏性的 Citywalk 路线。

在设计层面，则进一步识别街道中的关键可视性节点与潜力节点，通过街角打开、视线廊道强化、口袋空间营造等微更新策略，提升历史与自然资源的可见性与可达性。

基于杭州市拱墅区路网分析及断头路优化设计

刘思达，牛昫雯

该方案以城市道路网络为对象，基于空间网络分析方法，对路网的可达性、效率与结构绩效进行综合评估，识别低效与断裂节点，并以此作为设计介入的依据。

针对不同类型的断头路节点提出分级更新策略：对具备条件的断点进行道路打通与网络重连，以提升整体通行效率；对受条件限制无法打通的节点，通过引入公共活动与停留功能，将其转化为休息与缓冲节点，使断点由交通缺陷转变为可感知的空间资源，从而实现路网优化与城市空间品质提升的协同推进。