BIM在城市CBD商業地產建筑空間布局規劃中的應用

○ 謝 宜

（本文作者系廣州優比建筑咨詢公司技術總監，華中科技大學BIM工程中心研究員）

城市規劃是城市發展的藍圖,是搞好城市建設和管理的“龍頭”和關鍵,也是政府實現社會、經濟和城市發展目標,合理引導和控制城市發展和管理城市的最為基礎的方法和手段。因此,樹立和落實科學發展觀,緊緊圍繞以人為本這一核心,突出城市規劃的指導性、科學性、長遠性和綜合協調性,對于提高城市競爭力,實現城市的可持續發展具有非常重要的意義。

進入21世紀以來中國經濟發展非常迅速，伴隨而來的是高速城市化發展帶來的負面問題，其中,“病態城市”的不斷增多是最突出的問題，所謂“病態城市”,是指現代城市面臨的土地資源日漸枯竭、人口過度膨脹、建設投資入不敷出、交通擁堵、人居環境日趨惡化等諸多病態。目前，世界范圍的大城市都面臨著同樣的問題。

如何在城市規劃中實現城鄉統籌并能協調城鄉空間布局，改善人居環境，促進城鄉經濟社會全面協調可持續發展，這是《城鄉規劃法》出臺后，規劃管理部門和編織部門所面臨的問題。特別是在城市規劃新的CBD中央商務區時，往往伴隨超高、超限、高密度的大量商業地產出現，我們通常稱之為高緊湊型地塊，如何在這些高度緊湊，高度人群集中建筑中通過規劃來提高人居生活環境和土地生態保護，我們現有的城市規劃在信息化技術上已經落后，所以量化高緊湊性城市設計方案的人居環境指數和評估規劃編制方案所帶來的生態影響已經成為城市可持續性發展及城市規劃堅持以人為本所急需解決的問題。

BIM應用于高緊湊型城市規劃的宜居

1.現階段緊湊型城市與城市宜居的關系

經多方研究表明，城市作為一種極具效益同時又具有發散效應的人類生存空間，并不是占地越多越好,恰恰相反,城市越松散,管理的難度越大、死角越多、治安越差,對汽車交通越加依賴、城市交通總量越大、交通擁堵越重、交通占用時間越長,汽車燃油消耗越多、尾氣污染越重、城市噪音越強,人居環境越差、城市效率越低。

造成城市松散的原因主要是城市土地粗放利用, 表面看起來是多占用了土地,從深層次上看,它是城市全面不可持續發展的總禍根。只有通過土地利用集約化,實現城市高度緊湊,才能消除城市松散的諸多弊端,實現城市的可持續發展。因此,城市可持續發展問題的核心是土地利用集約化。

實際上城市的緊湊條件和城市宜居并不矛盾，城市宜居有宏觀、中觀、微觀三個層面的含義。從宏觀層面來看，城市宜居應該具備良好的城市大環境，包括自然生態環境、社會人文環境、人工建筑設施環境在內，是一個復雜的巨系統；從中觀層面來看，城市宜居應該具備規劃設計合理、生活設施齊備、環境優美、和諧親切的社區環境；從微觀層面來看，宜居城市應該具備單體建筑內部良好的居室環境，包括居住面積適宜、房屋結構合理、衛生設施先進，以及良好的通風、采光、隔音等功效。

從城市規劃專業角度看，城市宜居的宏觀、中觀和微觀與規劃專業的城市總體規劃、控制性詳細規劃和修建性詳細規劃在層次上比較契合，城市規劃管理比較注重城市整體定位和發展方向、城市功能分區和用地性質把握、城市建筑空間的合理性。在城市宜居方面與城市規劃方面結合來看，總體上應該從城市定位入手，開發與生態保護并重，并注重城市各區定位，交通空間舒暢，城市人口層次分布合理等；在用地方面注重用地功能分布合理，各基礎設施完善，城市居民生活便捷，綠地空間分布合理等；在建筑空間方面注重建筑的合理布局，城市建筑天際線合理，建筑空間的布局為城市小氣候創造更有利生活舒適的條件。

2. BIM在城市規劃宜居中應用的技術方法

目前城市規劃信息化工作已經開展很多年，從最初的電子報批到現在的GIS統一信息平臺和三維仿真系統，無論是從城市管理角度還是從城市規劃技術手段都有了很大的提高。規劃信息化工作是為整個城市規劃設計、規劃研究和規劃決策提供輔助的技術工作，其技術層次和成果多樣性可以直接影響規劃者在設計、研究和決策的綜合信息量，也直接影響規劃者得最后成果和決策。

就緊湊條件下的城市宜居來說，如何利用信息化手段為城市規劃者提供第一手的信息資料，達到規劃從定性到定量的轉變，最終實現城市規劃空間精細化管理的目的，這需要有一種新的技術方法來統籌整個工作思路。要實現緊湊條件下的城市宜居，總的來說，需要從生態學角度和規劃學角度兩個方向入手，通過生態學嚴謹的評價體系對城市規劃合理性給出評價，或者從城市現狀進行規劃檢討過程中將生態學引入，從評價結果對下一步的城市規劃給出基本的方向和前提，這是從城市規劃角度實現緊湊條件下的城市宜居的基本思想。技術方面，從現有國內外的一些文獻和案例分析，除了現有的GIS系統外，還需要引入一種新的技術手段來對規劃方案和現狀進行生態方面的模擬和評估，達到規劃生態化指標量化，這種新的技術手段就是BIM。

經過二十一世紀近十年的快速發展，BIM技術已經成為城市工程建設行業的主要支撐技術和方法，通過全球范圍的研究和實際工程應用，BIM已經被證明是未來提升工程建設行業技術及管理升級的核心技術。因BIM具有參數化、信息化、可視化等特點，所以其數據可為城市管理者提供可視化的輔助決策分析。尤其在城市景觀、微環境生態分析等領域發揮出巨大優勢，讓傳統的三維可視化規劃管理提升到定量的可視化分析高度，為城市規劃管理者提供更科學的依據；

BIM是目前實現可計算信息模型的一種概念和總結，它將單純的空間模型提升到了信息模型的程度，將以往二維信息空間提升到了四維信息空間。城市規劃是一個四維信息模型，其包含了規劃學里的各種實體，包括自然三維實體，人工三維實體及這些實體在時間空間演變的一個時間維度。BIM可以說是現有規劃三維仿真輔助決策系統的拓展和延伸，但是從技術角度，它是一個全新的技術理念，其覆蓋的信息更廣，所能拓展的計算領域更加多樣化和復雜化，這為城市規劃的量化提供了廣闊的空間，能使城市規劃指標體系多樣化和精細化，這為城市規劃管理者提供更加豐富詳細的多樣化信息，是為規劃管理者在規劃設計、規劃研究和決策時提供輔助決策信息的重要技術手段。

緊湊條件下城市宜居的模擬和評價需要將現有現狀與規劃方案中的三維要素進行BIM模型建立，并且將信息附加到模型上，以GIS信息平臺作為用地和建筑數據支撐。城市空間的所有三維要素均有其物理屬性和化學屬性，物理屬性如尺寸、形狀等；化學屬性如其材質的各類化學屬性等。將這些BIM模型放入專業的計算平臺中進行其化學屬性與物理屬性的提取，就能進行專業的模擬和推演，得到整個城市空間的一些生態數據，如熱量的吸收與釋放、溫度場的分布、噪音擴散云圖、空氣污染顆粒及濃度分布等等，這些數據與城市建筑空間結構和用地布局等有著密不可分的關系，城市空間的多樣性將大大導致這些數據的多樣性。模擬生成的數據直接對城市現狀和規劃方案產生重要的研究和決策影響。

緊湊條件下的城市宜居主要目標是實現在既定規劃指標下的城市空間布局對城市生態影響最小，或者是通過城市空間布局改善城市人居的舒適度。通過BIM模型的模擬和評估，在規劃研究過程中對這些指標反復進行模擬和改善，最終達到規劃經濟指標與生態指標良好融合。

案例

南方某城市在新CBD規劃時就基于BIM的規劃微環境分析方面做了較深入的探索，目前正在建設城市規劃微環境模擬平臺，其主要功能是模擬CBD高緊湊地塊城市規劃修建性詳細規劃階段城市空間的微環境，如模擬建筑物空間結構的日照關系、風環境、熱工、空間景觀的可視度和噪音分析等，除此以外，該平臺還涵蓋了目前三維仿真平臺的基本功能，如指標查詢、用地功能與建筑索引分類等。

該規劃微環境模擬平臺是在建立城市規劃BIM模型的基礎上，通過微環境模擬，對城市規劃修建性詳細規劃進行微環境指標模擬并評估，并以此評估結果對控規的用地指標進行修正和對修建性詳細規劃的建筑空間布局進行調控，輔助城市規劃管理和城市規劃設計。

既定指標下城市規劃設計方案不同造成了城市建筑肌理不同，空間結構不同，這也對應了控規一元控制體系下的一套指標對應多套設計方案的關系。在這種情況下，我們必須有一套技術方法去判定哪種設計方案是最符合宜居的空間結構的，B IM技術對這種空間結構上的生態模擬能解決部分空間結構合理性問題。BIM技術將城市規劃二維空間提升到了可視化三維信息空間，這為城市規劃從定性分析到定量分析提供了科學化的輔助手段，提升了城市規劃信息化的整體水平。

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