淺談Ecotect軟件在園林設計中的應用

李 文 王真琦

(東北林業大學 園林學院，哈爾濱 150040)

園林設計的興起源于人們對生活環境以及生活品質的更高追求。在傳統的園林設計中，設計師在滿足園林功能的基礎上不斷追求景觀使用性與觀賞性的統一。伴隨“以人為本、生態型、低碳生活”的提出，設計師逐漸將目光從傳統設計上轉移到以傳統設計為基礎的“生態園林”、“節能園林”上來，即注重景觀表達的同時開始關注景觀生態性和舒適度的創建。但是由于設計師收集的項目資料通常只能表現表象，因此在做場地現狀分析時，只能大致判斷由場地位置、建筑物分布、建筑朝向等帶來的限制條件，并且根據這些條件做進一步的規劃分區以及區域內場地設計，由此可見，這種判斷缺乏科學的數據支持，是不夠準確的。

本文以Ecotect在園林方案設計中的應用為主題，利用生態模擬軟件，試圖通過建立模型模擬的方式將有限的地理位置信息轉化為相應的圖像或數據，令模糊的判斷轉變為精準的科學圖像數據，為園林設計提供數據支持，達到場地信息量化的效果，使方案更準確更有據可依，將園林“生態性、舒適性”發揮得更合理。

1 Ecotect軟件概述

Autodesk Ecotect Analysis綠色建筑軟件(簡稱“Ecotect軟件”)是由英國Square One公司開發的輔助生態設計軟件。2008年6月，AutoDesk公司收購了Ecotect和綠色建筑工作室，并于2009年3月，將軟件合二為一，推出了Ecotect Analysis 2010。該軟件是一個全面的技術性能分析輔助設計軟件，適用于從概念設計到詳細設計環節的可持續設計及分析[1]。

Ecotect軟件用戶在使用過程中，通過對場地或建筑等進行實形模擬，并賦予模型地理位置信息(包括經度、緯度、時區等)，Ecotect就能夠根據這些技術參數完成太陽輻射、熱能、聲學等的模擬，并得出圖像或數據，從而提供更準確的場地氣候條件。

2 Ecotect軟件在園林設計中應用的優勢

2.1 圖像數據表達場地氣候條件，更準確更直觀

Ecotect軟件的分析結果是對場地狀況進行圖像化、數字化的描述，方便設計師對場地有直觀的認識。

Ecotect軟件可以加載大量的地理位置信息，省去資料搜集的麻煩，同時也保證了數據的科學性。軟件采用權威的核心算法，和RADIANCE 、POV Ray 、VRML、EnergyPlus 、HTB2熱分析軟件均有導入導出接口[2]，計算、分析結果直觀、準確。能夠表達場地的日照、熱工等情況，直接指導場地的采光、遮陽、植物種植設計。

2.2 以模型為基礎，簡單便捷

Ecotect軟件是一個以模型為基礎的軟件，因此創建模型是該軟件功能的一部分。軟件采用一種交互式的分析方式，用戶可以在創建模型過程中隨時對整體模型或者部分模型進行分析并保存結果，保證每個環節都能滿足最優的生態效果和方便模型修改后分析結果的對比。換句話說，軟件中創建任何模型后都可以對其分析，當模型數量大于2時，軟件就會對場景內所有物體進行綜合運算，充分考慮物體間的相互影響，例如建筑物對地面熱量輻射的影響等。

當然Ecotect軟件在建模功能上沒有某些專業建模軟件操作方便，因此該軟件與Sketchup或者AutoDesk等建模軟件都有導入接口，以方便不同人群的使用。

2.3 確保設計合理，避免設計缺陷

軟件用戶可以從方案設計初期即對方案進行分析，隨著設計的深入，分析也越來越詳細。即實現從整體規劃布局到每一個分項的實時分析監控，充分滿足人們對生態節能的要求，減少光、熱污染等對使用人群的影響，從各個環節避免造成設計失誤和缺陷，真正實現“綠色設計”。

2.4 反映成本，利于降低能耗、節約資金

Ecotect軟件不但可以實現場景造型，還可以對場景內物體定義材質。給定的材質不但能夠闡述更準確的各項分析數據，還可以進行場景造價計算和幫助描述其資源消耗情況，利于從根本上實現降低能耗、節約資金。

3 Ecotect在園林中的應用

Ecotect軟件包括“熱量分析”、“日照分析”、“造價分析”、“聲學分析”、“照明設計”等分析。該軟件中對于聲學的分析主要是從聲音的反射和混響時間方面描述的，但是由于園林場景環境的開放性，聲音的反射和混響幾乎可以忽略不計，因此“聲學分析”不適用于園林設計；而其他分析可以根據項目的實際狀況選用。

3.1 朝向分析在園林中的應用

園林景觀不同于建筑設計可以利用主動式設計來改善室內環境，因此在設計之初就需要考慮如何通過被動式設計來提高園林景觀的舒適度并且延長園林景觀的使用時間。

圖1和圖2分別為黑龍江哈爾濱某居住區朝向為正北(0°左右)和南偏東10°～20°(～160°左右)時太陽輻射的全年總量統計。從圖中對比可以看出：正北朝向時，夏季太陽輻射高而冬季輻射低，不符合人體對舒適環境的需要；反之，南偏東10°～20°的角度更為合理，由此可以判斷該地區的最佳朝向(圖3)。

3.2 輻射分析在園林中的應用

熱量分析是對場景熱輻射狀況的直接表達。

對累計日平均輻射較大的地方應該種植常綠大喬木，這樣做四季都可以提供陰涼的場地，而在累計日平均輻射較小的地方，應該種植落葉喬木，這樣做既可以在夏季提供陰涼的場地，秋季落葉后，就能保證冬季享受陽光的照射[2]。

該區域內的景觀設置以靜態的小品和休憩的場所為主，應盡量滿足人們閑暇放松的需求，故該區域主設置圍繞停留這一主要功能。而現有的設計方案，單從功能上或者交通上考慮，場地可以設置在一定范圍內，該方案位置不存在缺陷，但結合太陽輻射分析結果看休閑場地在位置的選擇上出現偏差，用以庇蔭的休息亭僅有一半都位于全年輻射總量在800 000Wh以上的區域，在太陽輻射的利用上并沒有達到預期的效果，該場地應向西北方向適當偏移，提高休息亭的利用率。

3.3 遮擋分析在園林中的應用

例如居住區中亭和植物等景觀容易對建筑造成遮擋，為了減少這種不利影響，可以在設計初期利用軟件對遮擋情況進行模擬。冬季太陽高度角較小，地面的陰影最長。因此，只要分析太陽高度角最低日(冬至日)的陰影狀況就可以判斷遮擋情況。如圖5為居住區中亭子在冬至日(12月21日)的8：00—16:00的陰影范圍情況，從圖中可以看出，亭子的最長陰影在8:00和16:00時間段，該時間段內陰影對建筑的遮擋幾乎不存在，由此判斷亭子不會對建筑造成遮擋。

3.4 景觀可視度分析

可視度計算顯示了模型中不同位置能看到的物體的程度，通過對物體細分逐點測試的方式計算物體暴露程度。

如圖6所示為休閑亭的可視度分析。分析表明該亭的可視度相對較大，能夠透過兩建筑間空隙與相鄰的休閑游憩區形成夾景；與景觀燈柱、東入口廊架形成前、中、遠的景觀層次。

3.5 造價與環境影響分析在園林中的應用

造價與資源消耗的計算只與材料數量及單位數量材料的金額、碳排放量有關，因此該分析不受環境制約。但需要注意的是，Ecotect軟件在數據統計時傾向于

建筑方面，分類是以建筑構造為統計依據的。所以在園林設計中應用會出現統計形式過于簡單的情況。但是我們還是可以通過分析，得出主要的資金、資源消耗項目，從而方便對材料設計進行優化。

4 結語

Ecotect雖為生態建筑分析軟件，但其優越的計算方式和分析方法為其他場景分析打下良好基礎。本文將生態建筑分析的方法引入到園林方案設計領域，提供一個全新的園林方案設計角度，從這些分析中獲得更多信息，對創造生態型、節能型園林起到很好的促進作用。計算機輔助設計中效果圖的應用將方案表達得更直觀，同樣，Ecotect軟件的引入能夠為設計分析階段乃至全過程提供準確可行的數據支持，將抽象的概念細化成各項圖表，大大地提高設計實施的可信度。以科學數據說話，促進與設計委托方的溝通，提高方案科學性，并且Ecotect軟件還能應用于設計后期的檢驗工作，使設計方案更趨于合理，減少由園林設計引起的不必要的生態環境問題，保證項目的圓滿完成。

[1]生態建筑大師ECOTECT概述[Z].上海曼恒信息技術有限公司，2005.

[2]嚴鈞,梁智堯,趙能.傳統聚落人居環境研究:基于現代建筑技術方法[J].建筑技術與設計,2007，(12):118～123.

[3]梁智堯,嚴鈞.Ecotect生態建筑技術在建筑設計中的應用實例[J].建筑設計與技術, 2008，(7):36～41.

[4]籍存德,郝瑞珍,常民.夏熱冬暖地區建筑遮陽設計探討[J].工業建筑,2007，(2):44～49.

[5]楊麗.Ecotect在居住區規劃中的應用研究[J].住宅科技,2010，(11).

[6]Ecotect建筑環境設計教程[M].云鵬，譯.北京：中國建筑工業出版社，1994：102.