王爱英，陈 鹏，吴雨婷，王立雄，于 娟

(天津大学 天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室，天津 300072)

引言

照明设计优化涉及光源和灯具优化[1]、节能优化[2]、视觉舒适度要求的照明质量优化[3]、以及健康照明与智能照明大趋势下的光谱与控制优化[4, 5]等多个范畴，各优化之间关联，需要统筹优化。传统的照明设计优化是在DIALux等模拟平台上反复比选模拟方案，缺点是费时费力。研究者已经提出了用层次分析法[6]实现综合评估、用最优化方法[7]提高比选速度等方法，致力于扩展优化范围、提高优化效率。

Costa等[8]提出，建筑光环境优化属于难以确定函数表达式的“黑盒”问题。传统的梯度优化方法不适合解决“黑盒”优化，启发式算法则较易解决。启发式算法模拟自然界和社会中发生的各种优化现象，自20世纪70年代以来已经在许多工程领域得到成功应用[9]。建筑领域中，启发式算法在钢结构优化[10]、建筑性能优化[11]、建筑布局优化[12]等方面表现出很好的潜力。将启发式算法引入照明设计优化，对实现智能优化，提高照明设计的效率和质量，改善建筑光环境有重要意义。

1 应用于设计优化的启发式算法

启发式算法将优化问题中无限的解决方案抽象成巨大的有限可行解空间，利用问题拥有的启发信息来引导最优解的搜索过程，使得结果在迭代中逐步导向更符合预设目标的方向，达到减少搜索范围、降低问题复杂度的目的，常见的启发式算法见表1。这些方法适用于解决非凸的函数优化问题，能应对设计实践中的复杂情况，为设计优化的智能化、自动化提供了基础。……