世博建筑背后的可持續設計

采用可持續設計的理念，可降低工程建筑業的能耗，并且在設計的同時，預見能耗情況。

根據最新的數據統計，上海世博會每天接待的人數在40萬左右。這些游客為了一覽心中的國家館，不惜花費數小時排隊。原因在于，本屆世博會的場館建設采用了不少新科技手段，讓建筑物更“環保、綠色、節能”。

其實，本屆世博會建筑群展現了建筑行業未來的風向標，這就是“節地、節水、節能、節材和保護環境”的可持續設計理念。那么，建筑師如何實現這一理念?

設計理念的突破

除了觀眾可體驗到的世博會場館之外，正在建設的上海建筑科學研究院綠色建筑工程研究中心辦公樓也將成為一個標志性的建筑物，可實現建筑節能率高于65%，可再生能源利用占總采暖空調耗能量的64.5%，可再循環材料利用率10.4%。它的亮點在于，設計師開始嘗試采用可持續設計的方法，通過建筑一體化匹配設計和應用，形成了自然通風、超低能耗、天然采光、健康空調、再生能源、綠色建材、智能控制、資源回用、生態綠化、舒適環境等十大技術特點。

“從工程建筑業的角度說，可持續設計不僅僅是指設計環節的可持續，還覆蓋了從設計到施工、運維甚至到最后拆除的建筑全生命周期過程。”東南大學建筑學院副教授石邢解釋說，可持續設計是未來的一個走向，在低碳時代到來之時，有著極為重要的推廣意義。

目前，中國每年新增的建筑面積大概是3000億平方米，這一增速將保持至少10年，而這個數據基本上是美國的4倍。在眾多的能耗測算數據中，工程建筑業以近50%的能耗數據“位居前茅”，而可持續設計對于全生命周期過程的覆蓋，使得它可以成為工程建筑行業節能降耗的重要利器。

此外，可持續設計的出現正改變著工程建筑業的設計業態—傳統的建筑設計僅僅只是從空間的組織或者平面、功能等角度來考慮，而日照分析、室內通風分析、能耗分析、人流模擬等方面只是在后期以分析報告的形式出現，而可持續設計可以將這些環境因素“前移”到設計環節，從而實現宜居建筑設計的新突破。

在工程師看來，可持續設計不僅僅在工程建筑行業大有前景，它還可以推動制造業的設計變革，在綠色材料分析、制造等方面，可持續設計均有著見漲的“行市”。

在中國，首座申請世界綠色建筑的最高認證——美國LEED鉑金證的可持續設計應用典范當屬深圳萬科總部。這座建筑物由美國當代建筑師設計，我國著名的結構設計大師負責結構設計。通過精心、超前的建筑設計，整棟建筑像一只生物，里面表皮是“會呼吸”的半透明強化輕質纖維，每個方向的墻面都經過年度太陽能采集量計算，控制百葉的開關和角度，保證采光和溫度，相對同類型建筑節能75%。

可見，中國的建筑將越來越多地應用可持續概念，使其變為現實。

讓建筑師自己動手

可持續設計的理念雖好，但是現在面臨的挑戰是如何讓建筑師自己做。

“建筑師把一個方案做出來以后，往往需要有專門的建筑技術人員給他們做可持續設計各項指標的評估。而我們希望將來建筑師本身就可以完成可持續設計，而不是只能通過第三方建筑技術人員幫他們做后期的分析評估報告。”歐特克工程師吳瓊說。

目前，可持續設計已經得到了越來越多人的認可，但卻無法得到良好的貫徹和實現。這有兩個方面的原因，而且多少都跟實現可持續設計的工具有關。吳瓊介紹說，這兩個原因一是可持續設計必須要在BIM(建筑信息模型)的基礎上才能發揮它最大的效用，在傳統的二維設計環境里面，很多可持續設計的分析和模擬是無法完成的，目前BIM在國內正處于推廣應用階段，盡管已有不少領軍設計單位率先實現BIM試點，但全行業的BIM變革依然還需要時間。二是可持續設計的工具需要進行本土化的定制開發。比如像歐特克中國研究院這樣的研究單位，需要將更多的可持續設計軟件推薦到國內，并結合國內設計界的特殊需求，做出一定的修改。

“中國與國外不同的地方在于，我們首先需要解決可持續設計普及的問題，也就是說我們要有一個意識——建筑師本身是可以做可持續設計的，而不是需要后期由其他人遞交分析報告。我們現在所需要解決的問題就是提供給建筑師這樣的工具。”吳瓊補充說。

所以，從2009年初起，歐特克中國研究院就開始與東南大學進行基于BIM的可持續設計方面的合作研究，并完成了第一期的合作計劃。這包括了確定中國目前的可持續設計的現狀以及在國內可持續設計軟件的情況，主要是計算機軟件的現狀分析以及智能化輔助設計軟件開發的可行性研究。

據歐特克介紹，目前雙方的合作已經進入第二期，“這是一個比較實質化的階段，我們要做出一系列適合中國本地的可持續設計的軟件”。而這個軟件必須要能夠解決兩大問題: 一個是能夠符合中國的可持續設計的標準和要求; 二是把可持續設計做到建筑師的方案設計過程中，在設計的早期就可以把可持續設計體現在方案里。

鏈接

前不久，“歐特克技術峰會2010”首次在中國召開。在此次大會中，歐特克高層和全球研發團隊攜手東南大學、同濟大學等高校資源，以及眾多合作伙伴，展現了“可持續設計”、“點云”、“數字電影”等熱點數字技術的發展現狀。此次峰會所展示的數字設計、工程和娛樂軟件的最亮點研發成果和趨勢，涵蓋了工程建設行業、制造業和傳媒娛樂等諸多行業和領域。