可持續建筑設計:不是推翻,而是改善

全世界都在猜測詹姆斯·卡梅隆在8月27日上映的加長版《阿凡達》中究竟賣的什么關子?參與該電影制作的光風暴公司數字特效總監Nolan Murtha在“歐特克2010電影之旅”活動上介紹了他們如何利用歐特克的設計工具把視頻游戲技術、拍電影制作和特效后期制作的不同元素結合在一起。

除《阿凡達》外，蘋果和三星的電子酷產品、奔馳和大眾的最新概念車、紐約世貿大廈原址上興建的自由大廈以及正在平地而起的中國第一高樓上海中心背后，均有歐特克的身影。工欲善其事必先利其器，在新的設計時代，信息化工具為大師們插上了飛得更高、更遠、更快的自由翅膀。歐特克中國研究院核心工程師團隊產品設計經理吳瓊為《商務周刊》解析了建筑設計師如何利用歐特克集成建筑信息模型(BIM)進行“可持續的建筑設計”。

《商務周刊》:你是怎么理解可持續建筑設計或者叫綠色建筑設計的，歐特克在其中發揮著什么樣的作用?目前，國內對綠色建筑有什么要求或者標準?

吳瓊:所謂可持續建筑設計，即是在不影響未來生活條件的前提下，如何滿足并改善人們當下生活的需要。我們歐特克主要是給全球的建筑師和工程師提供更好的設計類工具，幫助他們更好的完成工作，做出非常棒的可持續設計。

目前，國內的建筑規范和標準分為兩個層次，一是強制性的指標，國家的規范標準里有許多關于可持續相關的規定，比如對采光和通風之類的明確要求。第二個則是非強制性的綠色建筑評價標準，比如我國2006年推出的覆蓋住宅和公共建筑的中國綠色標準標識。除了風環境和自然采光外，該標準對建筑的節水、節地、節能、節材以及結構安全性等都有很明確的標準。

雖然是非強制性的規定，但從目前國內建筑行業很多業主和設計師做項目設計和規劃時，都已經有了很強烈的可持續意識。他們會以國家的評價標準或國外的綠色評價標準來評估自己的項目。比如我們的上海中心大廈項目，從一開始，設計方和施工方就通過我們歐特克的設計平臺千方百計的考慮節水、節電問題。目前，這個項目已經獲得了國際上最為成熟的LEED綠色建筑認證。

我看過很多不同的建筑，需要強調的是，可持續、節能、環保不等于高科技。中國很多傳統建筑形式是非?？沙掷m的，比如福建的土樓，陜北的窯洞。很多科研人員對陜北窯洞進行了發展，讓它更適合居住。所以可持續概念不需要看得過于高深，在日常生活中，傳統建筑中都有很多精華值得我們汲取。我們并不是要推翻原來的方法，因為原來的方法已經形成了習慣和傳統，而且被實踐證明了其存在的合理性。我們更多做的是將可持續設計融入到現有方法和流程中，我們不是推翻，而是在改善。

我們關注環保的可持續設計，我們也希望給本土設計師提供更好的工具。因此我們跟東南大學合作，我們從數據角度切入，東南大學從建筑技術和建筑設計角度切入，雙方合作可以碰撞出火花，可以為中國未來可持續設計開發出更具有效果和更符合中國國情的下一代產品。

《商務周刊》:能否舉個例子說明你剛剛所說的“不是推翻，而是改善”?

吳瓊:汶川大地震后，我們在四川阿壩藏族羌族自治州進行了一個可持續的“馬爾康項目”。當時重建的楊柳村坐落于阿壩藏族羌族自治州茂縣太平鄉，是為數不多的至今依然使用羌語的村莊。因其所處位置面臨山體滑坡、泥石流等安全隱患，當地縣、鄉兩級政府決定將楊柳村整村遷址重建。

汶川大地震受災地區的重建工作不僅要克服時間緊、資源缺、地域廣和數量大等實際困難，還要在文化層面考慮當地少數民族多樣的民居習慣，同時要保持當地生態環境的可持續發展。為此，我們專門組織了歐特克的“馬爾康行動”團隊，團隊多次赴災區進行實地考察和試驗，于2008年11月開發出一套能有效應對上述挑戰的智能化和標準化建筑設計及施工指導方案。利用“馬爾康方案”，建筑師能夠建立一個帶有全部設計數據的三維建筑信息模型(BIM)，并通過“真實”的模擬與嚴密的數據分析，測算出房屋的抗震性能。

“馬爾康方案”還能夠依據選定的建筑材料，自動模擬生成相應的物料清單、施工管理流程和成本核算單，從而保證方案的建筑設計環節與施工環節的貫通。這種方案大大方便了村民對房型的選擇，并可以縮短施工工期、保證房屋建設的質量。

同時，我們的“馬爾康行動”團隊創新地借鑒了“輕鋼龍骨”、“就地取材”、“協力建房”等理念。采用輕質鋼材作為房屋骨架，房屋的抗震性優于傳統的磚混結構，村民只需根據說明圖示就能完成房屋框架的裝配。村民可采用當地常見的竹、草、泥等“綠色建材”作為輔助材料，讓建材成本大大降低，并最大限度實現環保。此外，“馬爾康方案”還能生成定制化的施工“傻瓜手冊”，方便當地居民按圖索驥參與實際施工，從而大大簡化了施工難度。

楊柳村重建竣工后，當地56戶羌族家庭遷入新居，村“綜合服務中心”等相關配套設施亦投入使用。目前，我們將“馬爾康方案”以在線形式向全社會無償公布，供各地參與災后重建及新農村建設的人士免費下載使用。

《商務周刊》:這次世博會，歐特克也協助了許多館的建設工作，比如上海世博文化中心、上海-通用企業館、奧地利館、國家電網館、滬上生態家和德國館。能否以某個場館為例具體說明歐特克的貢獻和作用?

吳瓊:我們以德國館舉例吧。德國館占地約6000平方米，是德國設計師原創設計，現代集團作為當地合作設計單位負責施工圖深化。整體建筑由12米標高的Z字形展廳、內設三層回廊的圓形劇場、緊貼地塊南側呈倒T形的四層輔助用房(包括機房、辦公、VIP區、廚房及餐廳區等)組成。展廳部分是空間桁架，由29根圓形鋼柱支撐，多功能演示廳是單獨的建筑體量，由24根鋼斜柱及若干環梁組成受力體系，并在第三層回廊的高度與展廳相連。整體空間關系比較復雜，但流線設計合理。

現代集團從2008年7月開始接手德國館項目，到2009年7月主體鋼結構竣工。期間由于原創方案的空間三維關系復雜，工期又比較緊張，現代設計項目組既要保持設計風格，又要使之符合中國本土規范。項目存在多重難點，比如展廳與劇場兩個大體量的仰合，在技術上如何實現?建筑如何與結構配合?結構又如何與設備配合?還有第三部分輔助用房的設計，等等。這就需要借助三維軟件介入。而既然用到三維軟件，那就不是建筑一個工種的事情了，而是整個工程都要用到三維軟件。

現代設計組基于我們歐特克的BIM方法和Revit軟件，采取了這樣的設計流程:在德國設計師提供的犀牛模型基礎上，先為建筑定出外表面和若干控制尺寸、體表結構，然后建模。模型務必準確，內板、鋼結構和外板三層方能緊密貼合。同時進行空調設備的規劃，空調對建筑和結構都提出了很高要求，因為通常重量和體積比較大。德國館展廳下面布滿風管和設備，大柱上下貫穿，柱間建有一些斜撐，封管要從斜撐內通過，相應空間非常狹窄，很難布設。現代設計組借助Revit軟件對風管精心安排，形象地稱為“就像熬面條一樣熬，甚至有時熬出過拋物線”。這項工作費時頗久，是普通二維平面設計所無能為力的，現代設計組也從中收獲很多。

現代集團現有的一體化CAD協同設計平臺，主要是二維。國內產業環境與海外有所不同，海外有更多專業設計公司，而國內各種工種更綜合，作為一個團隊開展工作。在面對德國館這樣空間、結構各方面比較特殊的項目時，如果沿用傳統二維手段，只能事倍功半。所以現代設計組尋求采用Revit這樣的高端軟件，基于建筑信息模型，實現三維協同。由于集團正在開發三維協同設計平臺，德國館項目時間緊迫，現代設計組就采取了一種簡約的協同方式，集中在一位設計師的電腦上建模，通過面對面協商的方式跟進調整。這樣就加快了整個流程的節奏。