大数据、新技术助力BIM节能建筑

       设计师只需用鼠标移动滑块，就能调节数万块制件中任何一块的大小、长短、粗细，甚至拿走几根支柱。而与NBBJ共同设计杭州奥体中心的中建国际工程师们，则在自己的系统上测试经过调整、缩减的结构，以确认其安全性和牢固程度。数据模型通过网络在双方之间来回往复。“整个夏天，几乎每天都在往复修改。我们和工程师们分别测试模型的可视化部分和结构稳定性，最终达到平衡。”沃德回忆。

        5个月后，体育场的设计方案终于确定。听来很漫长？但如果不依靠计算机辅助设计，这样频繁的修改要花上几年时间。这些修改将体育场的钢材使用量压低到极致—与鸟巢相比，减少65%的钢材使用量。“这符合可持续发展的理念，节约下来的钢材可以做很多事，还节约了大量用于炼钢、运输、吊装的人力。”沃德表示。

        通过这套系统，设计师们获得的神力还包括“先知先觉”。中建国际BIM主管张学斌介绍，利用体育场的电脑模型，他们在体育场建成之前，就完成了观众席声压级差分布、温度环境、风环境等测试。

        虽然已经拥有66年的历史，但NBBJ对高科技的喜好却始终走在尖端。利用BIM系统可以为业主有效节省建材、资金与工期。2008年完工的美国圣约翰普罗维登斯公园医院就是一个例子。工程设计、建设期间正逢“卡特里娜”飓风肆虐美国，亦令包括钢、玻璃在内的建材紧缺。通过BIM系统，NBBJ在设计医院外墙时，与外墙建筑承包商CGI从设计早期就共同描绘出外墙结构的设计图纸，以便预制。由于BIM系统的存在，所有外墙所需使用的玻璃窗、铝窗框、隔音绵、幕墙都可以在车间中精确预制，这使建筑在成本与工期上都大大缩短—整个外墙的花费减少了20%，工期亦提前了8个星期。

        另一门建筑业的大生意，也在全球崛起。对正在蓬勃发展的企业而言，一座新总部无疑是最能彰显形象的图腾。NBBJ在中国的客户中包括了腾讯、支付宝、苏宁等正在崛起的互联网巨头，他们都将自己的新总部交给NBBJ设计。

        最大挑战

        NBBJ对技术的运用很容易抓住这些大企业的心，其中一大因素即是NBBJ通过先进的设计技术，使建筑更加节能、环保，节省运营开支。在西雅图北侧，NBBJ为比尔及梅琳达•盖茨基金会设计的总部形如两只相对的回旋镖。

        通过对新技术的运用，这一园区仅可饮用水消耗量一项就能节约79%之多。NBBJ管理合伙人史蒂夫•麦康奈尔(Steve Mc Connel)介绍，“建筑占据全球33%的能源消耗。如果算上建筑内的设施、系统消耗的能源，这个数字则是67%。”而通过计算机辅助设计，建筑师们能够设计出“一次投入，终身受益”的被动式环保设施。

        腾讯新总部大楼坐落在深圳，这座年平均气温23摄氏度的低纬度城市，建筑面积27万多平方米大楼所需的空调及照明费用不菲。NBBJ计划使腾讯新总部能耗比中国绿色建筑最高标准三星级，再提升30%的节能效率，整座大楼设计耗电量总计节省约12%。

        这一数字十分具有吸引力。以建筑面积29万平方米的上海金茂大厦为例，年均电费超过4000万元，节约12%意味一年省下480万元人民币。

        为此，NBBJ设计团队研究了深圳的气候、日照方向及日照时间，并将这些参数与建筑区位、朝向结合。“在深圳，建筑的南侧是夏天阳光照射最久的方位，我们就设计‘自我遮罩’外墙结构。”“自我遮罩”听起来十分简单：大楼玻璃幕墙以两层楼为单位向外倾斜，与顶端的不透明挡板构成一个角度。当夏天正午太阳最毒辣时，日光被不透明挡板挡在建筑之外，减少透入楼内的热量，从而降低空调费用；而清晨、黄昏时，阳光则可以自由透入建筑，节约照明费用。

        但每天的日照时间、方向都有微妙不同，1度倾斜差异便带来不同的遮罩效果。决定自遮罩系统倾斜程度亦变得十分困难。此时，便轮到计算机登场。通过BIM系统，沃德只需滑动滑块调整遮罩的斜率，系统就能自动显示大楼的耗电量。同样的技术还应用于NBBJ对位于南京苏宁睿城设计中，在建筑动工前，风向、温度、日照等数据就输入模型，对建筑热量的预估可精确到每处立面。