(2)功能布局:
现代超高层建筑多为综合功能,其内多含有办公、酒店、公寓、商业等,建筑平面的合理布置可以获得较好的节能效果,如将电梯、楼梯、管道井、机房等布置在建筑物的南侧或西侧,可以有效阻挡日射。空中庭园起到组织自然通风的作用,又克服了空调室内空气品质不良的弱点。将阳光、新鲜空气、水、植物等自然因子引入室内。
(3)表皮设计:
超高层建筑的立面面积往往要占到建筑表面积的90%以上,立面材料与曰照、遮阳等一起影响着建筑室内环境,因此立面表皮设计的围护结构表面性能起决定作用。建筑内部空间得热影响因素包括:外围护结构(屋顶传热,外墙传热,内侧钢结构传热,地板传热);玻璃幕墙表皮(热辐射得热、稳态传热,各朝向玻璃遮阳系数);采光性能(遮阳模式、季节太阳入射角变化、透明立面所得辐射量)。
(4)室内环境控制:
绿色超高层建筑需要营造高品质内部空间,包括室内照明、热工环境、气流组织、声功率级、空气品质等诸多方面因素。室内环境的各项物理、化学指标应同人类的生理和心理要求相吻合,才能使使用者保持身心健康和工作效率。自然通风与自然采光,不仅满足室内主要功能空间的通风与采光需求,也应最大限度的使交通核得到自然通风与自然采光,从而可以最大限度降低建筑能耗。
2、发展趋势
(1)城市气候环境;
随着超高层建筑规模和高度的不断提高,将会对城市环境产生更为广泛的影响。超高层建筑也越来越成为城市组成功能必不可少的一部分。如何增加超高层建筑对于城市环境贡献,并进一步降低对于周边环境的负面影响,将成为日后绿色超高层建筑发展的重要研究方向之一。
(2)基于建筑信息模型(BIM)的绿色表皮设计:
绿色超高层表皮设计将进一步依托新技术、新材料和建筑可视化技术的发展,特别是基于BIM的技术平台,运用参数化分析技术和CFD模拟技术,从以前的定性判别,逐步发展到对表皮围护系统关于建筑得热、遮阳等要素的可视化定量模拟仿真,使得建筑表皮材质与造型的选择更加合理和有效。
(3)机电技术集成;
绿色超高层建筑应进一步集成建筑设备系统,综合考虑造价投资、空间利用、生态效益等因素,最终获得最优的综合效益。
(4)注重运行阶段节能减排与用能效益的平衡,
通过能耗监控、分项计量等手段了解建筑的运行情况、能源资源的消耗和利用效率、可持续技术的实际贡献率,为优化建筑的运行提供基础。进一步强调建筑全生命周期内的环境影响(LCA)和成本计算(LCC)。
在此基础上,更加注重建筑能耗分项计量和实时监控,强调建筑用能侧需求管理;也更加注重因智慧城市大发展带来的建筑信息系统用能增加,强调不同尺度超高建筑的峰值能耗控制。
(5)绿色超高层建筑的评价标准
现阶段关于绿色建筑的评价标准有美国的LEED,英国的BREEAM,德国的DGNB,中国的绿色建筑评价标识。绿色建筑的评价标准促进了绿色建筑的发展,使绿色建筑成为一个新兴产业。绿色建筑评价标准不仅作为项目建设阶段的评价标准,还应以运行阶段的节能减排和降低全生命周期的资源能源消耗作为最终目的。绿色超高层建筑设计应该从前期策划开始,贯穿整个建筑生命周期全过程。
二、基于全生命周期BIM参数化平台的建筑工业化发展导向
2011年5月10日住房和城乡建设部颁布了《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》,纲要中明确指出,“十二五”建筑业信息化建设的总体目标就是“基本实现建筑企业信息系统的普及应用,加快建筑信息模型(BIM)、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用,推动信息化标准建设,促进具有自主知识产权软件的产业化,形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业”。
根据上述要求,中国BIM标委会归口管理的“20l3年中国BIM标准制修订计划”中列入了23项国家标准的编制计划。北京市规划委员会归口管理制定并准备实施地方标准《民用建筑信息模型(BIM)设计基础标准》。
1、发展现状
(1)建筑信息模型(BIM)的推广应用;
在设计阶段:开展各专业间的设计链全过程三维协同设计,提高工作效率和品质。在方案阶段,利用创建概念体量方法,能快速准确地表达设计创意。还可以对进行面积统计、体量系数分析、可适度分析、日照轨迹分析、风洞数字模拟等评测。在室内设计、幕墙深化设计阶段,利用BIM可视化设计技术,可直观准确表达设计意图。
在施工阶段:在IPad等移动终端平台上,利用BIM可实现施工现场的二维图纸和三维模型可视化交底。利用全站仪等三维扫描设备对施工现场进行三维重现,将得到的点云数据与BIM模型进行比对,为施工质量管控提供有利依据。利用BIM技术对复杂管线进行安装优化,节省项目施工成本。BIM模型结合施工进度计划可以进行施工四维模拟,在整合造价计算等专业软件的成果进行施工五维模拟,保障工程顺利安全完工。
在运营阶段:通过与运营维护软件的对接,能够直观显示设备运行状况,方便管理。通过查询定位可以轻易査询到商户空间,便于租户管理。通过与物联网技术的结合,能可视化地对固定资产进行管理。
(2)复杂表皮参数化找形;
在建筑找形方面:设定关键参数,用数学的方式去描述形体。通过调整关键参数或者数学条件,控制建筑形体。快速进行不同参数条件下的方案比选。同时在进行结构分析、后期实际构建时均能提供准确的几何信息,提高效率。
在建筑细部构建方面:利用参数化方法可完成幕墙等细部构件的三维设计工作。确定幕墙排布方式,可视化地展现设计成果。运用曲面分析工具,结合简明的编程程序,完成对曲面单元优化,并结合产品工业化制造和安装。
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