Good Housing Multi-Modal Regulation
"好室多模"是依托2025年中国"好房子"国家战略部署,由浙江省一支长期从事建筑科研的青年团队自主发起的一项融合多模态人工智能技术与建筑调控科学的创新性科研范式。
"好室多模"是依托2025年中国"好房子"国家战略部署,由浙江省一支长期从事建筑科研的青年团队自主发起的一项融合多模态人工智能技术与建筑调控科学的创新性科研范式。
该范式以"安全、舒适、绿色、智慧"的好房子建设要求为政策基准,通过构建"多模态多模型协同调控+物理验证"的双层架构,对住宅建筑进行多类型模型联合优化与系统验证,并建立多维度的"好房子"检验标准体系。
多模态多模型协同调控,驱动住房品质科学提升
构建多类型模型矩阵协同工作的调控体系:生成模型(建筑外观设计、室内布局方案自动生成)、评估模型(结构安全、能耗指标、合规性自动评估)、模拟模型(光照、通风、声环境、热舒适等物理性能模拟)、感知模型(人体-环境交互的舒适度与主观体验预测)、决策模型(多目标权衡下的最优调控方案输出)。
基于计算流体动力学(CFD)、采光模拟、能耗分析等技术,对住宅的光照环境、自然通风、空气质量、温湿度分布、声环境品质及室内污染物扩散等关键物理要素进行高精度数值模拟,预演不同调控方案下的居住性能表现。
联动多模型调控系统与环境模拟数据,自动生成建筑室外效果图与室内空间场景渲染图,支持材质、光影、家具陈设的实时调整,为设计决策与公众沟通提供直观可视化依据。
建立涵盖四大维度的量化检验标准:安全(结构耐久、防火防灾、抗震性能)、舒适(层高、隔声、采光、无障碍、适老化)、绿色(节能降碳、可再生能源、建材环保)、智慧(智能家居、数字运维、数据互联),作为多模型协同调控效果的评价基准与行业对标工具。
支撑好房子调控实验的AI技术底座
GAN、Diffusion Model等生成式模型用于建筑方案自动生成与优化
查看算法细节# 建筑方案生成 - Stable Diffusion + ControlNet
from diffusers import StableDiffusionControlNetPipeline
# 核心采样公式
q(x_t|x_{t-1}) = N(x_t; √(1-β_t)x_{t-1}, β_t·I)
p_θ(x_{t-1}|x_t) = N(x_{t-1}; μ_θ(x_t,t), Σ_θ(x_t,t))
# 建筑布局控制
pipe = StableDiffusionControlNetPipeline.from_pretrained(
"stabilityai/stable-diffusion-2-1",
controlnet=ControlNetModel.from_pretrained(
"lllyasviel/sd-controlnet-scribble"
)
)多目标参数化设计决策,实现空间布局最优解搜索
查看算法细节# 空间布局优化 - PPO算法
from ray.rllib.algorithms import PPO
# 策略梯度更新
∇_θ J(π_θ) = E_{s~d_π, a~π_θ}[∇_θ log π_θ(a|s) · A^π(s,a)]
# 价值函数贝尔曼方程
V^π(s) = E_{a~π(s)}[r(s,a) + γ·E_{s'~P(s')}[V^π(s')]]
# 多目标奖励设计
def reward_function(layout):
return (luminosity * 0.3
+ ventilation * 0.3
+ energy_eff * 0.2
+ cost_efficiency * 0.2)计算流体动力学神经网络代理模型,快速预测室内气流分布
查看算法细节# CFD代理模型 - PINO (Physics-Informed Neural Operator)
import neuralop.models as nop
# Navier-Stokes方程约束
∂u/∂t + (u·∇)u = -∇p/ρ + ν∇²u + f
∇·u = 0
# UNet骨干网络
model = nop.UNet3d(
input_channels=6, # [vx, vy, vz, T, geometry]
output_channels=4, # [vx, vy, vz, p]
hidden_channels=64
)
model.load_state_dict(torch.load("cfd_proxy_v1.pt"))PINN技术融合物理规律,实现热舒适度精确预测
查看算法细节# 热舒适预测 - DeepXDE + FNO
import deepxde as dde
# PMV热舒适指标
PMV = (0.303·e^(-0.036M) + 0.028)·[(M-W) - 3.05·10⁻³
·(5733 - 6.99(M-W) - Pa) - L·(t_cl - 35.7)]
# Fourier神经算子
model = nop.FNO(
n_modes=[16, 16],
hidden_channels=32
)
# 物理损失权重
def pinn_loss(x, y):
return dde.soft_plus(res_thermal(x))室内温湿度、空气质量等环境指标的长期预测分析
查看算法细节# 时空预测 - Transformer + informer
from models import Informer
# 时间序列编码
X_enc = PositionalEncoding(Queries, d_model)
X_dec = PositionalEncoding(Keys, d_model)
# Informer编码器
model = Informer(
enc_in=7, # 7个环境特征
dec_in=7,
c_out=4, # 预测4步
seq_len=168, # 一周历史数据
label_len=48,
pred_len=24 # 预测24小时
)视觉-语言融合模型,实现设计意图理解与智能问答
查看算法细节# 多模态理解 - GPT-4V + LLaVA
from llava.model import LLaVA
# 跨模态注意力机制
Attention(Q,K,V) = softmax(QK^T/√d_k)·V
Q = X_v · W_q, K = X_l · W_k, V = X_l · W_v
# 视觉编码器
vision_tower = CLIPVisionModel.from_pretrained(
"openai/clip-vit-large-patch14"
)
# 语言解码器
llm = Vicuna.from_pretrained(
"lmsys/vicuna-7b-v1.5"
)规范标准智能问答,政策文件精准解读与检索
查看算法细节# 规范问答 - LangChain + Milvus
from langchain import RetrievalQA
# 向量数据库
vectorstore = Milvus.from_documents(
documents=splits,
embedding=OpenAIEmbeddings(
"text-embedding-3-large"
)
)
# 检索增强生成
qa_chain = RetrievalQA.from_chain_type(
llm=ChatGPT("gpt-4-turbo"),
retriever=vectorstore.as_retriever(),
chain_type="stuff"
)实景三维重建,快速还原真实建筑空间结构
查看算法细节# 三维重建 - PointNet++ + NeRF
import pointnet_ops as pnp
# 点云特征提取
model = PointNetSetAbstraction(
npoint=512,
radius=0.2,
nsample=32,
in_channel=6,
mlp=[64,64,128,256]
)
# NeRF渲染
F_θ(r) = Σ_i T_i · (1-exp(-σ_i·δ_i)) · c_i
T_i = exp(-Σ_{j住房品质评价专用模型微调与优化
查看算法细节# 领域微调 - LoRA + QLoRA
from peft import LoraConfig, get_peft_model
# LoRA配置
lora_config = LoraConfig(
r=16,
lora_alpha=32,
target_modules=["q_proj", "v_proj"],
lora_dropout=0.05,
bias="none",
task_type=TaskType.CAUSAL_LM
)
# 基座模型
base_model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
"Qwen/Qwen2-7B-Instruct",
quantization_config=BitsAndBytesConfig(load_in_4bit=True)
)多任务协同设计智能体,自动完成复杂设计流程
查看算法细节# 多智能体协作 - LangChain Agents
from langchain.agents import AgentExecutor
# 工具定义
tools = [DesignGenerator(),
CFDSimulator(),
EnergyAnalyzer(),
NormChecker()]
# ReAct推理框架
Thought: 思考当前状态
Action: 选择工具
Observation: 观察结果
→ 循环迭代直到完成
# 智能体执行
agent = create_react_agent(llm, tools)
executor = AgentExecutor(agent=agent, tools=tools)多维指标量化评估,领域智能体跑分标准
查看算法细节# 评估框架 - lm-evaluation-harness
import lm_eval
# 评估任务定义
task_dict = {
"housing_safety": {...},
"energy_efficiency": {...},
"design_quality": {...},
"code_compliance": {...}
}
# 评分公式
Score = w₁·S_safety + w₂·S_energy + w₃·S_design + w₄·S_comply
w = softmax(importance_scores)
# 执行评估
results = lm_eval.evaluate(
model=HousingAgent(),
tasks=task_dict.values()
)建筑能量流模拟,复杂系统关联分析
查看算法细节# 图神经网络 - PyTorch Geometric
import torch_geometric as pyg
# 消息传递机制
h_v^{(l+1)} = UPDATE(h_v^{(l)}, AGG({h_u^{(l)}, ∀u∈N(v)}))
AGG = Σ_{u∈N(v)} Message(h_u^{(l)}, h_v^{(l)})
# 图注意力网络
model = pyg.GATv2Conv(
in_channels=64,
out_channels=32,
heads=4,
dropout=0.1
)
# 能量流预测
graph = Data(x=node_features, edge_index=connections)
output = model(graph.x, graph.edge_index)多模态虚拟调控层与物理验证层深度融合,构建"数字虚拟调控+物理验证"的完整闭环
以多模型矩阵+BIM模型+计算性设计为核心,构建住宅全要素的数字化调控平台。该层承担方案生成、性能模拟、效果渲染与数据预处理的职能,各模型之间通过统一调度引擎实现跨模态协同,形成大规模多模态虚拟实验数据集。
规划建设真实验证环境,内部搭建1:1实体住宅空间模块。配备可控人工光源系统、气候模拟系统(温湿度、风速、降雨)、噪声模拟装置及可变隔断/家具系统,能够精确复现不同地域、不同季节的居住环境条件,用于对多模型输出方案进行物理层面的验证与校准。
实验人员可携带多模态感应设备(环境传感器、眼动仪、生理监测手环、热舒适传感衣等)进入1:1物理空间,在模拟环境中开展真实居住行为实验,采集人体-环境交互的客观生理数据与主观感知数据,为感知模型的训练与校准提供真实世界数据支撑。
整合虚拟调控的多模型模拟数据与物理验证的真实感知数据,训练面向"好房子"的多模态住房大模型(Multi-Modal Housing Large Model)。该模型融合生成、评估、模拟、感知等多类型子模型的能力,可持续迭代优化,最终服务于设计辅助、标准制定与政策评估。
从工具链建设到大模型构建的三阶段演进
建立完整的多模态模型协同调控工具链与环境模拟评价体系,形成可推广的好房子多模型调控范式与标准库。
建成实体验证环境,打通"多模型虚拟调控-物理验证-数据反馈"闭环,建立覆盖多气候区、多人群类型的浙江省人居环境多模态数据库。
构建基于真实物理世界数据的多模态住房大模型,为国家住房品质提升政策、行业标准修订与房地产企业转型提供核心科学依据,推动中国住房建设从规模扩张向品质竞争深度转型。
理解GHREF的核心术语与理论基础
2025年政府工作报告提出的住房发展目标,核心特质为安全、舒适、绿色、智慧。
融合文本、图像、传感器数据等多类型信息的人工智能大模型,具备跨模态理解与生成能力。
通过数字化手段对物理建筑进行全生命周期映射的技术体系。
多类型AI模型联合工作、跨模态信息融合的建筑调控新范式。
政策文件与相关报道
住房和城乡建设部《"好房子"建设经验做法(第一批)》(2025年7月)
https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202507/content_7032635.htm