BIM助推綠色建筑，帶給用戶舒適體驗(yàn)

眾所周知，環(huán)渤海和環(huán)京津經(jīng)濟(jì)圈是中國(guó)經(jīng)濟(jì)繼珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲之后的第三增長(zhǎng)極，而曹妃甸正處在第三極的地理中心。

中?日唐山曹妃甸生態(tài)工業(yè)園選址于曹妃甸工業(yè)園區(qū)西北部，規(guī)劃占地面積40平方公里，處于曹妃甸工業(yè)區(qū)核心地帶，東臨城市區(qū)，西接大海，南面是一公里寬的納潮河，毗鄰曹妃甸港，北靠數(shù)萬(wàn)公頃的濕地公園。

位于唐山曹妃甸生態(tài)工業(yè)園內(nèi)的配套綜合服務(wù)大樓，總建筑面積為21287.01平方米, 其中地上建筑面積17047.16平方米，主樓共14層，裙房4層，地下1層，總高度為57.12米。距唐山市約80公里。項(xiàng)目建成后，將為園區(qū)內(nèi)中日商務(wù)人士提供接待、休閑、住宿的空間，滿足園區(qū)生活圈的商業(yè)、居住及娛樂(lè)基本需求。

圖1 中?日唐山曹妃甸生態(tài)工業(yè)園綜合服務(wù)大樓效果圖

運(yùn)用BIM 追尋綠色

綜合服務(wù)大樓單從外形和功能角度看難度并不大。但是從設(shè)計(jì)之初，華通國(guó)際就瞄準(zhǔn)了一個(gè)更高的目標(biāo)——國(guó)家綠色三星標(biāo)準(zhǔn)。因此，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)采用了綜合建筑性能分析。建筑性能分析是綠色建筑信息模型操作的最常見(jiàn)形式，而綠色建筑信息模型則是可持續(xù)設(shè)計(jì)和建筑信息模型的融合。建筑性能分析指的是在更廣泛的活動(dòng)范圍中，衡量對(duì)業(yè)績(jī)?yōu)榛A(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施的設(shè)計(jì)。典型的性能分析包括熱負(fù)荷建模，能源消耗，進(jìn)行照明分析，陰影和眩光研究，聲學(xué)分析，優(yōu)化空調(diào)設(shè)計(jì)和模擬計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)。

本項(xiàng)目為綜合服務(wù)大樓的每一位使用者提供最舒適健康的體驗(yàn)成為了整個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不懈的追求。為了達(dá)到國(guó)家綠色三星標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，綠色成為設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。

為此，團(tuán)隊(duì)通過(guò)建立于 Revit平臺(tái)上的應(yīng)用程式，為后續(xù)的綠色設(shè)計(jì)提供完整的模型塑造和詳細(xì)說(shuō)明，銜接多項(xiàng)綠色分析內(nèi)容的融合，包括舒適度分析、風(fēng)分析、日照分析、可視化分析、采光分析等方面的分析。其中，通過(guò)對(duì)項(xiàng)目外形的精細(xì)模擬，結(jié)合項(xiàng)目所處區(qū)域周邊的風(fēng)速數(shù)據(jù)，分析得出了：圍合式的規(guī)劃布局，有效阻擋了冬天主導(dǎo)的西北寒風(fēng)，使得規(guī)劃區(qū)域內(nèi)主干道風(fēng)速在3.5米/秒一下，建筑群內(nèi)部風(fēng)速基本在2米/秒以下，約50%左右的區(qū)域風(fēng)速低于1米/秒。

圖2 通過(guò)Revit平臺(tái)上的應(yīng)用程式進(jìn)行冬季風(fēng)環(huán)境模擬分析風(fēng)速分布

如此雄辯的結(jié)論，使得項(xiàng)目滿足綠色建筑三星標(biāo)準(zhǔn)中的：地面附近人行區(qū)1.5m高度的風(fēng)速小于5米/秒這一指標(biāo)比空洞的口號(hào)更有說(shuō)服力。

一系列分析若要順利進(jìn)行，必須依賴項(xiàng)目信息模型的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式所能掌握的信息非常有限，完全無(wú)法支撐綜合綠色分析對(duì)信息高強(qiáng)度的需求。而在以BIM為核心的集成化設(shè)計(jì)環(huán)境中，通過(guò)應(yīng)用包括Autodesk 3ds Max、Autodesk Revit、Autodesk Ecotect Analysis在內(nèi)的一系列從概念設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的可持續(xù)設(shè)計(jì)及分析工具，使得用戶可以利用強(qiáng)大的三維表現(xiàn)功能在統(tǒng)一的信息化模型上進(jìn)行交互式分析，藉由可視化及模擬真實(shí)環(huán)境中的建筑性能，提高分析的精度和效率，使得設(shè)計(jì)師可以輸出更加直觀和美觀的設(shè)計(jì)結(jié)果并將階段結(jié)果快速進(jìn)行反饋，便于設(shè)計(jì)師進(jìn)行過(guò)程的調(diào)整與優(yōu)化，從而使可持續(xù)設(shè)計(jì)師有能力訪問(wèn)完整的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合分析并做出明智的決定，達(dá)到提高所設(shè)計(jì)建筑性能的目的。

關(guān)于華通設(shè)計(jì)顧問(wèn)工程有限公司

華通設(shè)計(jì)顧問(wèn)工程有限公司（簡(jiǎn)稱“華通國(guó)際”或“WDCE”）成立于1995年，是一家國(guó)際化綜合建筑工程設(shè)計(jì)公司，具有國(guó)家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部頒發(fā)的甲級(jí)工程設(shè)計(jì)資質(zhì)，甲級(jí)城市規(guī)劃資質(zhì)。業(yè)務(wù)涉及城市規(guī)劃與城市設(shè)計(jì)、建筑工程設(shè)計(jì)、室內(nèi)設(shè)計(jì)及景觀設(shè)計(jì)等專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。2004年通過(guò)《ISO9001:2000》質(zhì)量認(rèn)證體系，現(xiàn)已形成具有國(guó)際水準(zhǔn)的綜合性工程顧問(wèn)集團(tuán)。

華通國(guó)際一直致力于為客戶提供項(xiàng)目全程專業(yè)技術(shù)咨詢、項(xiàng)目策劃及工程項(xiàng)目管理等服務(wù)，嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)保經(jīng)濟(jì)，為客戶實(shí)現(xiàn)投資安全性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。直砥城市核心價(jià)值，實(shí)現(xiàn)多贏城市利益，以專業(yè)服務(wù)社會(huì)是華通國(guó)際的目標(biāo)。公司始終關(guān)注中國(guó)城市化過(guò)程中建筑領(lǐng)域發(fā)展的新趨勢(shì)，追求實(shí)現(xiàn)“低碳城市，綠色建筑”的目標(biāo)，并以自身的專業(yè)素質(zhì), 在地區(qū)投資建設(shè)中發(fā)揮專業(yè)指導(dǎo)作用。自成立以來(lái)，公司完成了大量的設(shè)計(jì)工作，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)積累了從工程設(shè)計(jì)到施工配合設(shè)計(jì)再到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理設(shè)計(jì)的豐富專業(yè)一體化經(jīng)驗(yàn)。

圖3 憑借Autodesk Ecotect Analysis 對(duì)室內(nèi)進(jìn)行采光分析

借BIM從定性到定量 把綠色從概念落到實(shí)處

幾年前，綠色建筑在人們的印象中還是一個(gè)帶有“秀”色彩的概念。而在地產(chǎn)市場(chǎng)外部大環(huán)境趨緊，內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，綠色建筑的價(jià)值正被越來(lái)越多的個(gè)人和企業(yè)所發(fā)現(xiàn)。建筑的綠色，帶來(lái)的是更低的建筑能耗，更長(zhǎng)的生命周期與更舒適的用戶體驗(yàn)。對(duì)于業(yè)主越來(lái)越注重人性化需求的今日房地產(chǎn)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，在角逐中拔得頭籌的一柄利器。

正是在這樣的大背景下，華通國(guó)際設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)充分意識(shí)到了綠色設(shè)計(jì)才是設(shè)計(jì)發(fā)展的大趨勢(shì)。通過(guò)引入BIM設(shè)計(jì)方式，憑借運(yùn)用Revit系列軟件對(duì)項(xiàng)目建筑進(jìn)行建模以及一系列設(shè)計(jì)、分析，華通國(guó)際得以實(shí)現(xiàn)多專業(yè)，高協(xié)同，全方位的綠色設(shè)計(jì)，為業(yè)主提供將綠色落到實(shí)處的純正綠色建筑。

談到綠色建筑，華通設(shè)計(jì)顧問(wèn)工程有限公司綠色城市研究事業(yè)部總經(jīng)理、技術(shù)總監(jiān)東京大學(xué)博士、博士后武海濱認(rèn)為，在滿足使用功能的前提下，如何讓人們?cè)谑褂眠^(guò)程中感到舒適和健康是建筑環(huán)境領(lǐng)域研究的主要內(nèi)容。其中，尋找室內(nèi)舒適性、建筑能耗、環(huán)境保護(hù)之間的矛盾平衡點(diǎn)是亟待解決的問(wèn)題。

對(duì)華通國(guó)際而言，在每一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，整個(gè)團(tuán)隊(duì)都在不遺余力的貫徹綠色設(shè)計(jì)的理念，即：以被動(dòng)式節(jié)能為主，在努力提升項(xiàng)目的綠色品質(zhì)的同時(shí)，盡可能降低由此所帶來(lái)的額外投入；以建筑性能化分析為依據(jù)，力爭(zhēng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段使建筑環(huán)境和品質(zhì)達(dá)到最優(yōu)；以集成化設(shè)計(jì)為手段，改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的綠色創(chuàng)新；以定量化輸出為結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的精準(zhǔn)化評(píng)價(jià)。而這一切，非有強(qiáng)大的技術(shù)支持不能實(shí)現(xiàn)。綠色建筑從理念到實(shí)際的重要前提，是實(shí)現(xiàn)綠色指標(biāo)從定性到定量的轉(zhuǎn)變。而基于BIM技術(shù)的一系列設(shè)計(jì)軟件，為這一轉(zhuǎn)變提供了理想的實(shí)現(xiàn)工具。

“由BIM軟件平臺(tái)構(gòu)建的深度BIM（詳細(xì)建筑信息模型）通過(guò)軟件輸出為不同的數(shù)據(jù)格式，根據(jù)室內(nèi)環(huán)境應(yīng)用方向的不同，選擇合適的數(shù)據(jù)格式，再輸入到專業(yè)的分析軟件中，可以有效解決數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題，提高建模效率?！蔽浜I說(shuō)。

圖4 冬季建筑微環(huán)境風(fēng)速流線分析

當(dāng)今形勢(shì)下，隨著人們?cè)谏罴肮ぷ鞣绞缴先找孚呄颉叭诵曰?、“生態(tài)化”的回歸，任何專項(xiàng)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域都不應(yīng)只是追求單一的功能性和形式化的建筑完美，成功的規(guī)劃和設(shè)計(jì)還應(yīng)運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)，注重以人為本，滿足人們?cè)诰幼　⒐ぷ?、教育、休閑娛樂(lè)等各個(gè)方面的綜合需求，創(chuàng)造人性化適于交往的綠色環(huán)境，充滿活力的生態(tài)場(chǎng)所。華通國(guó)際設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)努力通過(guò)使用BIM技術(shù)，探索在各個(gè)專項(xiàng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的復(fù)合開發(fā)，并進(jìn)行將其與中國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念相融合的嘗試，形成了獨(dú)特的復(fù)合規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，特別是在城市綜合體、公共建筑（含交通軌道）、高科技園區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域已形成設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。

沿著應(yīng)用BIM綠色設(shè)計(jì)的路，繼續(xù)走下去

對(duì)于BIM的應(yīng)用，華通國(guó)際團(tuán)隊(duì)有獨(dú)到的理解，尤以綠色設(shè)計(jì)為例。華通國(guó)際認(rèn)為，BIM的設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合自然，將應(yīng)用Revit進(jìn)行綠色分析劃分為三個(gè)階段。即：從方案配合到初步設(shè)計(jì)再到綠色分析。將風(fēng)向、風(fēng)速、光線、溫度、濕度等自然要素作為輸入條件，同時(shí)還要考到慮影響建筑布局與朝向的合理性、建筑形態(tài)的適應(yīng)性、建筑材料的優(yōu)化、建筑系統(tǒng)的選擇等關(guān)鍵點(diǎn)。

展望未來(lái)，華通國(guó)際將繼續(xù)通過(guò)應(yīng)用BIM，修正優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，對(duì)建筑功能舒適性、建筑表現(xiàn)藝術(shù)性、建筑經(jīng)濟(jì)型進(jìn)行非線性校驗(yàn)。而這一系列環(huán)節(jié)都是構(gòu)建在BIM技術(shù)之上，形成了一個(gè)設(shè)計(jì)的閉合回路，包括了建筑全生命周期的整個(gè)過(guò)程，同時(shí)還掌控了各個(gè)關(guān)鍵步驟與因素，確保建筑達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果。

圖5 中?日唐山曹妃甸生態(tài)工業(yè)園綜合服務(wù)大樓效果圖

感言：

“華通是一個(gè)強(qiáng)調(diào)集成化理念的設(shè)計(jì)公司，其優(yōu)勢(shì)在于各個(gè)專業(yè)在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上相互合作，避免了許多設(shè)計(jì)公司所出現(xiàn)的小團(tuán)隊(duì)技術(shù)力量薄弱的問(wèn)題。而BIM和綠色設(shè)計(jì)理念的引入，更是改變了傳統(tǒng)的流水線式的設(shè)計(jì)流程，從設(shè)計(jì)伊始就調(diào)動(dòng)起各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)師的積極性，圍繞BIM平臺(tái)，將綠色理念真正落實(shí)到設(shè)計(jì)上。BIM為綠色設(shè)計(jì)提供了便利的技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)，而綠色設(shè)計(jì)則擴(kuò)展了BIM應(yīng)用的范圍和深度，我們相信兩者的結(jié)合必定能夠?yàn)榭蛻魟?chuàng)造出更好的可持續(xù)發(fā)展項(xiàng)目。”

——華通設(shè)計(jì)顧問(wèn)工程有限公司總裁 魏閔紅

“BIM和綠色設(shè)計(jì)是華通集成化設(shè)計(jì)理念的兩個(gè)重要技術(shù)支撐點(diǎn)，BIM改變了傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)手段，將設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意帶入到三維自由空間中。綠色設(shè)計(jì)代表了未來(lái)可持續(xù)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，二者的結(jié)合不僅從工具和理念上提升了建筑設(shè)計(jì)的科技含量，更為我們展示了未來(lái)建筑設(shè)計(jì)的一副美妙圖畫?！?/p>

——華通設(shè)計(jì)顧問(wèn)工程有限公司副總裁 劉吉臣

“在滿足使用功能的前提下，如何讓人們?cè)谑褂眠^(guò)程中感到舒適和健康是建筑環(huán)境領(lǐng)域研究的主要內(nèi)容。其中，尋找室內(nèi)舒適性、建筑能耗、環(huán)境保護(hù)之間的矛盾平衡點(diǎn)是亟待解決的問(wèn)題。由BIM軟件平臺(tái)構(gòu)建的深度BIM（詳細(xì)建筑信息模型）通過(guò)軟件輸出為不同的數(shù)據(jù)格式，根據(jù)室內(nèi)環(huán)境應(yīng)用方向的不同，選擇合適的數(shù)據(jù)格式，再輸入到專業(yè)的分析軟件中，可以有效解決數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題，提高建模效率?！?/p>

——華通設(shè)計(jì)顧問(wèn)工程有限公司綠色城市研究事業(yè)部總經(jīng)理、技術(shù)總監(jiān)東京大學(xué)博士、博士后 武海濱