可持續(xù)設(shè)計(jì)和建筑信息模型

可持續(xù)設(shè)計(jì)分析和建筑信息模型本文深入介紹了Autodesk?Ecotect?Analysis軟件如何幫助建筑師及其他用戶分析概念建筑設(shè)計(jì)的性能。全球市場(chǎng)與經(jīng)濟(jì)形勢(shì)瞬息萬(wàn)變，建筑行業(yè)也不例外。在很多地區(qū)，設(shè)計(jì)高能源和資源效率的建筑不再是可選，而是強(qiáng)制性要求。業(yè)主們總在尋求能夠以較低成本實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)營(yíng)的設(shè)計(jì)方案，這類方案具有顯著的租賃價(jià)值。研究顯示，綠色建筑（例如，獲得LEED?認(rèn)證的建筑）最有可能滿足這些需求。麥格勞—希爾建筑信息公司（McGrawHillConstruction）于2008年公布的一份報(bào)告稱，來(lái)自建筑師、工程設(shè)計(jì)公司、承包商和業(yè)主的數(shù)據(jù)顯示，在過(guò)去的三年里，綠色建筑的運(yùn)營(yíng)成本下降了13.6%，而建筑價(jià)值上升了10.9%。（麥格勞—希爾建筑信息公司，2008年9月19日）值得關(guān)注的是，越來(lái)越多的當(dāng)?shù)睾蛧?guó)家法規(guī)已將降低新建和改造建筑的能源和資源效率以及碳排放定為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)?！?007年美國(guó)能源獨(dú)立與安全法案》或《歐盟建筑能效指令》等政府法規(guī)明確規(guī)定了一些有助于減少溫室氣體排放，減少人類對(duì)氣候變化影響的措施，這些規(guī)定的最終目的是降低人們對(duì)于不可預(yù)測(cè)的石油能源市場(chǎng)的依賴，以及刺激近期全球經(jīng)濟(jì)加速?gòu)?fù)蘇。據(jù)美國(guó)能源部（DOE）稱，建筑物的溫室氣體排放約占全球總排放的三分之一，并且主要來(lái)自電能消耗；在美國(guó)，建筑物消耗的電能占總發(fā)電量的76%。在此情形下，《AIA2030挑戰(zhàn)》（旨在到2030年前，促使建筑設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)碳排放量的控制）等行業(yè)自我約束目標(biāo)正不斷成為立法的基礎(chǔ)，同時(shí)，提高建筑物能效也為創(chuàng)新型建筑、工程設(shè)計(jì)和施工行業(yè)帶來(lái)了廣泛的商機(jī)。通過(guò)采用可持續(xù)設(shè)計(jì)規(guī)范，建筑設(shè)計(jì)師可以顯著降低新建和改造建筑對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。一、可持續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)踐在流程早期制定的設(shè)計(jì)決策會(huì)對(duì)重要資源的高效使用產(chǎn)生重大影響?？沙掷m(xù)分析工具能夠幫助建筑師和工程師在早期的設(shè)計(jì)流程中制定更明智的決策，促使建筑設(shè)計(jì)的性能和功效得到改進(jìn)和提高。傳統(tǒng)的分析軟件過(guò)于復(fù)雜且需要使用者接受特殊的培訓(xùn)，因此并不適用于建筑師、設(shè)計(jì)師等不常使用的人士。AutodeskEcotectAnalysis等可持續(xù)分析工具提供了豐富的數(shù)據(jù)，可幫助用戶在更短時(shí)間內(nèi)精通各項(xiàng)功能，從而加速重復(fù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最佳的可持續(xù)設(shè)計(jì)。項(xiàng)目的可持續(xù)性越高，其設(shè)計(jì)和交付流程可能就越復(fù)雜。這類項(xiàng)目要求用戶在從設(shè)計(jì)、施工直至運(yùn)營(yíng)的各個(gè)項(xiàng)目階段進(jìn)行緊密協(xié)作。許多公司都在尋求以最佳方式實(shí)現(xiàn)建筑信息模型（BIM）技術(shù)與可持續(xù)設(shè)計(jì)和分析工具的緊密集成。BIM作為Autodesk可持續(xù)設(shè)計(jì)解決方案的核心，主要用于建筑性能的分析和仿真。分析建筑設(shè)計(jì)BIM支持建筑師和工程師在實(shí)際建造前使用數(shù)字設(shè)計(jì)信息分析和了解項(xiàng)目性能。通過(guò)同時(shí)制定和評(píng)估多個(gè)設(shè)計(jì)方案，建筑師和設(shè)計(jì)師即可輕松比較并制定更明智的可持續(xù)設(shè)計(jì)決策。Autodesk?Revit?Architecture設(shè)計(jì)模型專門用于可持續(xù)性分析，甚至在早期的概念設(shè)計(jì)階段也可實(shí)現(xiàn)分析計(jì)算。建筑中墻體、窗體、屋頂、地板和室內(nèi)隔斷（定義建筑散熱區(qū)的元素）的布局確定后，設(shè)計(jì)師便可對(duì)創(chuàng)建Revit?模型時(shí)采用的信息進(jìn)行分析。在CAD工作流程中進(jìn)行上述分析非常困難，用戶必須導(dǎo)出并詳細(xì)設(shè)置CAD模型，以供分析程序之用。使用AutodeskEcotectAnalysis分析來(lái)自RevitBIM流程的早期建筑設(shè)計(jì)，可以有效簡(jiǎn)化分析過(guò)程。二、整體建筑能耗、水耗和碳排放分析AutodeskEcotectAnalysis用戶能夠在subscription維護(hù)暨服務(wù)合約有效期內(nèi)使用Autodesk?GreenBuildingStudio?基于Web的服務(wù)。該Web服務(wù)支持建筑師（大多數(shù)建筑師沒有就這類分析接受過(guò)專門培訓(xùn)）更快、更準(zhǔn)確地分析整體建筑能耗、水耗和碳排放，輕松評(píng)估Revit建筑設(shè)計(jì)的碳排放。GreenBuildingStudioWeb服務(wù)于2004年首次推出。目前，該服務(wù)的分析結(jié)果符合ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)140，并已獲得美國(guó)能源部的認(rèn)證。2008年，該服務(wù)榮獲微軟2008年度創(chuàng)新獎(jiǎng)。圖1：AutodeskGreenBuildingStudio基于Web的服務(wù)支持以更快的速度對(duì)Revit建筑設(shè)計(jì)的整體建筑能耗、水耗和碳排放進(jìn)行分析。建筑位置（如圖所示）會(huì)影響最終的用電和用水成本。借助專門面向建筑師的流程和綠色建筑擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（gbXML），該Web服務(wù)成為首款能夠在建筑設(shè)計(jì)和DOE-2等精密能耗分析軟件程序之間實(shí)現(xiàn)易用互操作的工程設(shè)計(jì)分析工具之一。離Revit握平臺(tái)和聲Green騙Build箱ingSt良udioW喊eb級(jí)服務(wù)之間的鏈會(huì)接通過(guò)一個(gè)插材件得以實(shí)現(xiàn)，游該插件支持注掀冊(cè)用戶直接從績(jī)Revit尤Archi嬌tectur宰e最設(shè)計(jì)環(huán)境中使歌用該服務(wù)。徹圖匯2核：趙Revit溜平臺(tái)和大Autod抱esk屢GreenB腎uildin嬌g梳Studi蹲o(hù)Web乖服務(wù)之間的鏈爹接通過(guò)一個(gè)插志件得以實(shí)現(xiàn)，疾該插件支持注曠冊(cè)用戶直接從華Autod豬esk騾RevitA飄rchite使cture迅設(shè)計(jì)環(huán)境中使陡用該服務(wù)。在線能耗分析呈Autode勉skGre負(fù)enBui概lding遠(yuǎn)Studio要Web托服務(wù)支持建筑棉師及其他用戶飾在各自設(shè)計(jì)環(huán)辣境中直接通過(guò)肆互聯(lián)網(wǎng)對(duì)摩Revit紹胸建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行詳更加快速的分堪析。這有助于濱優(yōu)化整個(gè)分析新流程，并且使煤建筑師更及時(shí)育地獲得與各項(xiàng)躍設(shè)計(jì)方案有關(guān)晉的反饋，進(jìn)而探提高綠色設(shè)計(jì)挽的能效和成本患效率。畜根據(jù)建筑物的砍大小、類型和悔位置（這些因胖素均會(huì)影響水術(shù)電成本），該啞Web罪服務(wù)使用地區(qū)愿建筑標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)籮范做出智能的飲假設(shè)，以此確蘆定適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)鴉、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)癢和設(shè)備等默認(rèn)招屬性。利用簡(jiǎn)還單的下拉菜單恒，建筑師能夠框快速改變所有幣這些設(shè)置，以垂此定義具體的時(shí)設(shè)計(jì)屬性；不寫同的建筑朝向儀、熟U階值更低的玻璃盟窗或墳4叛管道風(fēng)機(jī)盤管矛HVAC蜜系統(tǒng)。哪該服務(wù)采用精盒確的每小時(shí)天披氣數(shù)據(jù)以及歷恢史雨水?dāng)?shù)據(jù)，標(biāo)這些數(shù)據(jù)能夠匪精確到特定建區(qū)筑工址周圍陪9供英里的范圍內(nèi)閑。該服務(wù)還可趨利用美國(guó)境內(nèi)枕所有發(fā)電廠的慶排放數(shù)據(jù)（包炒含廣泛的變量疏）評(píng)估節(jié)約碳認(rèn)排放量。分析結(jié)果縣通常，該服務(wù)礙在幾分鐘內(nèi)便熟可計(jì)算出建筑底的碳排放，并欠且支持用戶在揮Web鬼瀏覽器中查看覺輸出結(jié)果，其販中包括估算能嶼耗和成本概述鳳以及建筑的潛否在碳中性。用開戶可以更新這規(guī)些服務(wù)所用的李設(shè)置并重新進(jìn)撕行分析，或在劑Revit趴存系列軟件中修稠改建筑模型后噸重新進(jìn)行分析稀，以此評(píng)估各腿項(xiàng)設(shè)計(jì)方案。畝輸出結(jié)果還可仙概述水耗和成題本以及電力和太燃料成本；計(jì)朗算美“抽能源之星介”液評(píng)分；評(píng)估可夫能的太陽(yáng)能和慧風(fēng)能；計(jì)算柱LEED革采光評(píng)分以及惡評(píng)估可能的自獅然通風(fēng)情況。獲與大多數(shù)分析澤結(jié)果不同，票Autode衣skGre臂enBui遷lding原Studio肥艇報(bào)表更加簡(jiǎn)潔宰易懂，建筑師持及其他用戶可隊(duì)以充分利用其踢中的信息制定踏更加綠色的設(shè)煮計(jì)決策。臨圖滴3嗽：建筑師和其朽它用戶可以更誰(shuí)新劈Autode書skGre田enBui線lding膀Studio怕Web冶服務(wù)所用設(shè)置墨并重新進(jìn)行分房析，或在劉Revit貌系列軟件中修畏改建筑模型本撈身，然后重新支進(jìn)行分析，以瘋此評(píng)估各項(xiàng)設(shè)披計(jì)方案。漆圖臣4先：削Autode闊skRev武it詞軟件用戶可在碗Web高瀏覽器中查看欺分析結(jié)果，其濟(jì)中包括估算的席能耗和截碳排放概述（木如坑圖所述）以及嗽詳細(xì)的用水效盆率指導(dǎo)增。詳細(xì)環(huán)保性能智Autode年sk切Ecotec濫t耀Analy嬌sis兵中的桌面工具僵提供了廣泛的現(xiàn)功能和仿真特乎性，能夠幫助潔建筑師和其他沖用戶在早期設(shè)牲計(jì)階段了解環(huán)自境因素對(duì)于建苗筑運(yùn)營(yíng)和性能海的影響。使用環(huán)境因素妙為了減少建筑鉗對(duì)環(huán)境的影響含，首先要了解論環(huán)境對(duì)建筑的津影響，這一點(diǎn)牌非常重要。作原為一款環(huán)境分亂析工具，圣Autode逢sk誘Ecotec兼t闖Analy錦sis客專門面向建筑衛(wèi)師和建筑設(shè)計(jì)巷流程，支持設(shè)妻計(jì)師在概念設(shè)寧計(jì)流程早期對(duì)丸建筑項(xiàng)目的性所能進(jìn)行仿真。誤Autode替sk躍Ecotec欄t蓋Analy袍sis躍具有廣泛的分婦析功能，其中磚包括陰影、遮擦蔽、陽(yáng)光、采爛光、供暖、通驅(qū)風(fēng)和聲音效果閑，并且能夠以雁高度可視化的準(zhǔn)方式，交互地鈔在建棍筑模型環(huán)境中氏直接顯示分析柿結(jié)果?？梢暬残Ч乖撥浖衬軌蚋痈咝г绲亟庾x復(fù)雜的滑概念和廣泛的竟數(shù)據(jù)集，幫助落設(shè)計(jì)師快速處澡理多方面的性征能問題，同時(shí)蕉方便用戶輕松崖高效地亞“狐塑造茂”棟和修改設(shè)計(jì)。鏟圖呈5獅：袖Autode油sk喘Ecotec吸t夫Analy奧sis餓能夠在早期階啦段分析謀Autod超esk有Revit鋒Archit特ecture鋼甜模型，從而幫截助用戶在建筑爐設(shè)計(jì)中決定最滾佳的地點(diǎn)、外似形和建筑朝向扔—粒根據(jù)基本的環(huán)均境因素，例如移此圖所示的特排定建筑（以紅鍬色突出顯示）盾的遮蔽效果。古在歷BIM抽環(huán)境中分析設(shè)呈計(jì)擊Revit稻設(shè)計(jì)模型支持守以終gbXML國(guó)格式導(dǎo)出，而間且能夠直接導(dǎo)錢入遙Autod旅esk矮Ecotec兄t害Analy故sis蠻，用以在整個(gè)克設(shè)計(jì)流程中進(jìn)姨行仿真和分析忍。在設(shè)計(jì)流程錘初期，設(shè)計(jì)師聯(lián)可結(jié)合使用早嘩期夠Autod西eskRe士vit啦Archit顛ecture洗溪實(shí)體模型以及礎(chǔ)Autod鏡esk腸Ecotec俱t謹(jǐn)Analy斧sis息中的工址分析撈功能，根據(jù)基婆本環(huán)境因素（珠例如光照、遮枝蔽、陽(yáng)光入射葛和視覺影響）美，決定建筑的才最佳地點(diǎn)、外黨形和朝向。爺隨著概念設(shè)計(jì)聾工作的持續(xù)進(jìn)潔行，設(shè)計(jì)師可窩通過(guò)集成的洞Autod正eskGr仍eenBu亮ilding惱Studi慶o倚對(duì)整個(gè)建筑的藏能耗、水耗和另碳排放進(jìn)行分頌析，使能耗符商合標(biāo)準(zhǔn)懲并獲知推薦的船潛在節(jié)能區(qū)域企。當(dāng)這些基本清設(shè)計(jì)參數(shù)確定亭后，設(shè)計(jì)師可凡根據(jù)環(huán)境因素犬（例如光照可慈用性、防眩光悼性、外部景色聞和聲適感），齡再次使用漏Autod廳esk透Ecotec腸t齊Analy棗sis愿重新安排房間菌和區(qū)域，調(diào)整列單個(gè)孔徑的尺閉寸和外形，設(shè)曠計(jì)定制的遮蔽涼裝置或選擇特異定的材質(zhì)。陜圖釀6廳：勢(shì)Autode挺sk亦Ecotec淺t欄Analy派sis央還可用于詳細(xì)叉設(shè)計(jì)分析。例懸如，此處所示塘的可視度分析省展示了外向視脅圖的數(shù)量和質(zhì)迎量，這類視圖罰繪制在辦公室紛的地板區(qū)域之概上?？梢暬Чw以可視化和交宵互的方式顯示帳分析結(jié)果是該寧軟件的一項(xiàng)特蜘色功能。傳統(tǒng)逃建筑性能分析淹軟件最大的缺晌陷是無(wú)法幫助枕設(shè)計(jì)師輕松解而讀分析結(jié)果。償Autode史sk溜Ecotec正t蠅Analy鑼sis軟能夠通過(guò)基于林文本的報(bào)表和糧可視化視圖為私設(shè)計(jì)師提供實(shí)馳用的反饋信息吃。這類可視化藍(lán)視圖并不只是收?qǐng)D表和圖形，孝分析結(jié)果將直排接在模型視圖構(gòu)環(huán)境中顯示出鄙來(lái)擦——犯陰影動(dòng)畫由投減影分析功能生虧成；入射陽(yáng)光欲等曲面映射信旗息；房間內(nèi)的圓采光或熱適度狹分配等空間體擠積渲染信息。頸通常，這類可港視化反饋信息機(jī)能夠幫助設(shè)計(jì)乳師更輕松地實(shí)嬸時(shí)了解和交互監(jiān)使用分析數(shù)據(jù)間。例如，設(shè)計(jì)剖師可以旋轉(zhuǎn)曲日面映射日光照恰射視圖，查找速其中各個(gè)表面素的光照變化，北或觀看連續(xù)的橋陽(yáng)光照射動(dòng)畫壓，以此了解陽(yáng)撲光與專用導(dǎo)光醫(yī)板之間的交互巨效果。例如，誘設(shè)計(jì)師可以旋低轉(zhuǎn)曲面映射日責(zé)光照射視圖，炒查找其中各個(gè)排表面的光照變溫化，或觀看連愚續(xù)的陽(yáng)光照射版動(dòng)畫，以此了悟解陽(yáng)光與專用條導(dǎo)光板在一年緒中不同時(shí)間的依交互效果。哥圖棟7堤：借助保Autod貧esk仗Ecotec乞t邀Analy絹sis健，建筑師能夠順查看建筑模型糞環(huán)境中的分析遙結(jié)果，例如日階光照射分析的撒曲面映射結(jié)果皮。瞇圖缸8秘：辦Autode翼sk式Ecotec雨t停Analy右sis掘軟件還能夠通區(qū)過(guò)空間體積渲喪染圖顯示分析側(cè)結(jié)果，例如圖桑中城市建筑的嶺可視度影響分純析。畜實(shí)時(shí)建筑性能魂分析鑰在早期的概念企設(shè)計(jì)流程中，揚(yáng)Autode兵sk另Ecotec詳t查Analy蕩sis鄉(xiāng)和草Autod久eskRe痛vitAr盟chitec濃ture先可用于進(jìn)行多保種分析。例如怠，設(shè)計(jì)師可以饑進(jìn)行遮蔽、日疊光入射和氣流獨(dú)分析，以此反趕復(fù)設(shè)計(jì)外形和泊朝向，在不影貞響鄰近建筑采到光權(quán)的情況下攏最大化本建筑戲的性能。臣隨著設(shè)計(jì)工作膜的進(jìn)展以及定織義建筑導(dǎo)熱區(qū)賴域所用元素（寫墻體、窗體、踩天花板、地板舟和室內(nèi)隔斷墻否的布局）的確劃定，盞Revit攜模型可用于房洽間相關(guān)的計(jì)算肺，例如平均采疫光參數(shù)、回響帖時(shí)間以及能夠值直接看到外部狼景色的樓層面征積。貍最后，貞Revit而模型還能支持風(fēng)設(shè)計(jì)師在遮蔽如、光照和聲效匪等方面進(jìn)行更戰(zhàn)細(xì)致的分析。在例如，設(shè)計(jì)師堆可以結(jié)合使用恩Autod費(fèi)esk亞Ecotec伍t贏Analy顧sis壟以及示Autod灶eskRe擱vitAr職chitec忍ture堆創(chuàng)建的遮板設(shè)候計(jì)模型，對(duì)建奴筑設(shè)計(jì)在全年手不同環(huán)境中的率性能進(jìn)行仿真快。建筑師還能罩使用論Autod弊esk餐Ecotec聲t隊(duì)Analy圣sis扭評(píng)估飼Revit吼臨設(shè)計(jì)的聲適度仿，然后調(diào)節(jié)聲欠源的位置、室仿內(nèi)墻體布局或圍聲音反射器的鎖幾何圖形，以頑此實(shí)現(xiàn)最佳的撿聲適度?？偨Y(jié)鈴Autode塘skRev鳳itArc蝦hitect凝ure辮提供的一致且恰可計(jì)算的數(shù)據(jù)斜、性能分析的潑廣泛應(yīng)用以及孔Autod勵(lì)esk季Ecotec娛t腐Analy囑sis束提供的實(shí)用反蛛饋信息有助于辟用戶節(jié)省成本淺、縮短能耗建罪模和分析時(shí)間畝。建筑師及其畏他用戶可根據(jù)