近些年,在建筑设计领域,BIM、参数化设计、绿色建筑已然成为最潮流的关键词。这些技术被用来解决项目设计中协同设计、异形体设计、建筑分析、可视化、精细化等二维设计中面临的困难,并通过BIM体系将参数化设计、绿色建筑分析融为一体。
BIM带来的高度协同化
太仓规划馆位于江苏省苏州市南郊新城的核心区,建筑外观采用了可调节的空间菱形铝板幕墙系统。远观为致密的金属鳞片,近视为凹凸效果明显的空间三角形铝板幕墙,并结合了“双鱼”的建筑造型。
淮安生态新城低碳体验馆位于江苏省淮安市生态新城山阳湖景区。项目建设将满足低碳技术展示、淮安文化风俗展示、山阳湖景区接待管理等需求。 项目基地位于山阳湖北岸,围绕“地形建筑”的原规划概念展开,建筑造型长而低,与周边自然环境紧密结合,达到设计和运营三星级绿建标准。
太仓规划馆为合作项目,淮安生态新城低碳体验馆为原创项目,两个项目从方案阶段开始即进行建筑信息模型的搭建,并按绿色建筑分析的需求导出不同模型格式,在多种分析软件里进行项目的分析。这样实现在BIM体系下对参数化设计、绿色分析在设计阶段的整合运用。
在BIM的体系下,参与项目的建筑、结构、水、暖、电、绿建、景观、幕墙、内装等专业都在同一个模型下进行工作。
这样的系统下,每件事情只需做一遍。比如:CAD设计出图时,建筑的图纸需要绘制结构的梁、柱、板等结构信息,而在BIM的协助体系下,建 筑直接引用结构专业的模型信息即可,无需重复绘制。同样,在原二维设计体系下,进行绿色分析的模型需要绿建工程师独立搭建,而在BIM体系下,绿建工程师 可直接引用多专业的整合模型进行分析应用。这样高度协同化的工作将带来两个巨大的好处:一是避免重复劳动,从而提高工作效率,缩短整体项目时间;二是每件 事情都有专人负责,而且只做一次可以避免专业间交接出现的错误,从而极大地提高设计质量。
参数化设计
参数化设计是目前新兴的设计方法的抽象描述,它包括生成设计、算法几何、关联性模型等核心概念。很多当代的建筑都面临对建筑几何进行理性表 述的难题。和大部分的“方盒子”形建筑相比,这些充满创新的设计其形体往往非常复杂,涉及很多自由曲面的变化,仅仅借助于传统的工作流程,很难高效准确地 完成设计图纸。现在,借助新的数字设计平台,可以对这些复杂的几何变化进行理性的分析和设定,包括从几何学的角度对建筑的平面及三维空间生成进行准确的定 义和呈现。
在太仓规划馆、淮安生态新城低碳体验馆项目中,参数化设计方法应用在方案设计的各个阶段,从定义建筑基本形体到建立高度关联的复杂建筑表皮,借助参数化软件建立逻辑模型,设计师可以定义项目的复杂几何关系,这些都为后面延续的施工图设计提供基础模型及数据。
太仓规划馆项目双鱼形外表皮设计中,因为概念方案设计师仅提供了一个3DMAX的3D模型及一、二层楼层平面图,没有相应的二维定位图纸及 外壳定位坐标,采用普通的二维设计软件无法实现外壳的空间定位及搭建,唯有运用BIM技术才有可能完成方案深化及施工图设计工作,并以此指导施工放样与定 位。
绿色设计分析
绿色建筑分析是绿色建筑设计中的重要一环,而当前的建筑模拟软件主要分为风环境、光环境、能耗和声环境等。如此多的软件,其建模方式不一 样,工程师对于同一个项目要建立多个模型,浪费了大量宝贵的时间。随着软件技术的不断发展,现在多种绿色分析软件提供了多种兼容其它格式的接口。而BIM 技术的出现,为只建立一个模型同时提供给多种软件进行分析成为可能,从而大大减少工程师的工作量。
淮安生态新城低碳体验馆作为低碳技术的展示建筑,本身就需要达到国内绿建最高要求的设计三星及运营三星。方案设计引入主动及被动的绿色建筑 设计手法,考虑朝向、采光、通风、景观等重要因素,将公共空间配于南面,非日照方向功能房间藏于景观地形下,减少了冷风渗透,消弭冬天不利的西北寒风。同 时,设置了多个采光井,尽可能地增加室内的自然采光。
规划要求的建筑长约250多米,通过初步模拟计算,条形建筑容易导致建筑周边风速的突变和局部死区,不利于形成良好的室外风环境。如结合地形,对建筑形体进行优化,采用曲面形式,能改善室外行人区的空气流场,提高了人员室外活动的舒适度。
由太仓规划馆、淮安生态新城低碳体验馆的规划设计及方案设计可以看出,通过BIM技术整合参数化及绿色分析应用,可使建筑方案的创作获得更 大的发挥空间。参数化设计让建筑师对各类项目都能找到理性化的表达,通过可视化的三维模型进行全方位的研究。同时,在绿色分析应用的基础上,项目的节能、 采光、通风等功能性方面将获得数据支撑及优化方案,最终实现美学与功能的完美统一。
来源:苏州设计研究院股份有限公司