GreenBuilding | 可持续建筑设计流程 

2017-07-26 11:17 发布

经验与技能 /[分析图制作]
761 1 2

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
感谢 三上居士 对设计e周的分享


对于想学习绿色建筑的同学来说,Autodesk的Sustainablity Workshop是一个非常好的网站,其中不仅可以找到气象数据、声光电热等基本知识,还有详尽的软件教程和实际案例。
http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/

之前在这个网站中找到过一个关于工作流程的PDF,作者是两位丹麦建筑师Asbjrn Levring和 Daniel Nielsen。我忘了原地址,所以把这份PDF的下载链接附在文末。



VJ4SFE7I4SlVxFXs.jpg



这份文件主要分4个部分:



  • STRATEGY AND CONTEXT
    • 用统筹的观念和BIM作为可持续建筑设计的策略
  • METHOD AND METHODOLOGY
    • 操作方法
  • TOOLS AND INFRASTRUCTURE
    • 各种软件和相应软件模版的介绍
  • INTERFACE AND EXEMPLIFIED
    • 示例



第一部分和第三部分在这就不详细说了,文件里讲得很详细,本文主要介绍第二和第四部分。


METHOD AND METHODOLOGY

第二部分着重介绍设计方法,包括如何使用各种工具/方法、工具/方法在设计中的应用以及工具/方法的可操作性。


nj28bIz55V0PjHZ5.jpg


作者提出的最基本的设计理念,就是将传统的BIM流程扩展到方案的前期,在前期便对方案进行一定的环境分析,以便于快速调整和优化。在第一部分STRATEGY AND CONTEXT中,作者提到面对当前的工作环境,设计者必须快速出图并得到快速反馈,BIM将是一个必然的选择。而在方案前期就进行初步环境分析,能最大限度地优化建筑的性能,并将可持续的理念忠实地作为概念的一部分。


bCu708buPaNIzr1u.jpg



在不同的设计阶段中,关注的重点不同,模型的细度不同,进行的分析也不尽相同。作者将设计过程分为4步,分析-概念-方案-成果,并将每个步骤中的关注点以图示的方式呈现。在分析过程中,重点在于场地和环境分析;设计过程中,同时关注场地、形式和文脉、功能以及立面和材料;深化过程中,以材料和立面为主;最终深化细部构造设计。


具体关注点和需要分析的方面如下:



一、分析
p6KvPP1Aa2PB26IO.jpg



相较于传统的场地分析,作者提出的分析方面更加全面和系统,主要增加了气候分析一项,并且指出场地分析的最终目的:指导设计和限制方案的可能性!


对于气候分析,所使用的软件可以是Ecotect的Weather Tool、Climatre Consultant或者是Autodesk Vasari(暂时没用过,不知道具体),当然也有很多在线网站能提供场地的气象信息,比如天气预报网站,以及http://andrewmarsh.com/这个网站中的Software下一系列有意思的小工具。如果仅仅分析气候状况的话没有模型也并没有关系,如果场地环境较为复杂的话最好还是需要简单的三维模型,能转化成DXF格式即可。关于气象数据的问题,可以参见之前的文章《Green Building I 绿色建筑之气象数据》


这里插一句Ecotect的一点知识(因为我用Ecotect比较多),Ecotect支持很多格式,其中DXF和gbXML相对重要。DXF模型包含了所有的三维信息,在进行光照、遮挡、风环境等需要比较高的模型精细度而不涉及内部热工分区的时候,DXF模型较为适用,缺点就是模型信息量比较大,计算过程很比较慢,后期希望设置热工分区(Thermal Zone)的时候也非常不方便。DXF模型可以从各种常用的建模软件中导出,包括Sketchup、Rhino、Revit等等。


gbXML格式是专门的绿色建筑模型格式,在Revit软件中的分析面板下,建立能量模型选项能够直接生成gbXML格式的模型(能量模型),也可以使用空间/房间设置导出,具体参见《Autodesk Ecotect Analysis 2011绿色建筑分析应用》。gbXML会对模型进行一系列的简化,并按照空间边界自动设置热工分区,在需要导入Ecotect中进行能耗分析的时候极为有用,但gbXML格式的缺点也在这里,细节缺失太多。在使用中文版Revit导出gbXML格式文件再导入Ecotect的时候,需要用记事本打开并更改编码为UTF-8,但即使如此,最终导入时材质的中文依然会显示乱码,导致某些部分材质不正确,需要手动调整。关于Revit和Ecotect的数据转换可以参见这篇论文《从Revit到Ecotect的数据转换研究》,作者为王群英,南京大学。


数据和分析示例:

POUb44QqBkz5Ll7j.jpg
天气预报网站http://www.worldweatheronline.com/上的温度和风速信息

(从近几年数据看,该地的气候在变暖……)从温度上来看,该地夏天不太热冬天不太冷,很适宜居住,但是冬天冷的时候正好风大,所以需要考虑方案的外部风环境在冬天不至于太恶劣。



W3fWiiRr00pILzf3.jpg

夏季和冬季的焓湿图以及被动式节能策略的效果

可以看出夏季只需要自然通风就可以使大部分时间舒适,而冬天却没有很好的办法应对,只有exposed mass能增加一些舒适度。



NKN2Dik88DXQ2zdK.jpg

场地的日照辐射分析

南向和屋顶的辐射较强,《Autodesk Ecotect Analysis 2011绿色建筑分析应用》中提到,如果辐射量在250W/㎡以下就不必遮阳,而高于600的话就需要对表皮遮阳(不仅仅是玻璃),所以在该场地条件下,需要对南立面和屋顶做遮阳处理。



二、概念

V9VXuajIuU0v420U.jpg



在概念阶段,在草模的模型精度下,可以进行一系列外部分析和初步的能耗和采光分析。但能耗这部分我还有些疑问,首先,如果只是简单的体块模型,内部热工分区很少或者只有一个的情况下,Ecotect模拟究竟是否准确我暂时不得而知。其次,如果Energy Use Indensity(EUI,每平米每年使用的能量)只有很小的差距,那么在之后的深化中,完全可以通过其他方面的优化补足,前期模拟并没有太大的参考价值。如有大神明白还请教我。



eDx6Xddxy3x80ydy.jpg

比如这4.7%……其实差别并不是很大,后期完全可以补足,怎么说呢,这个例子里应该还是审美、功能上的考量更重一些吧


方案前期光环境分析和教程可以参考知乎问题“在建筑方案设计阶段如何对其天然光环境进行模拟研究?”Colin Chen的回答http://www.zhihu.com/question/51827582


Winair简单教程参见http://www.archcollege.com/archcollege/2017/01/30577.html


数据和分析示例:
l4w1dnW45Nf56C7W.jpg

阴影分析(Ecotect)



IiOO166MObby6jzj.jpg

风环境分析(Ecotect-Winair)



三、方案深化

izRzPL4l87Vpl697.jpg



方案深化阶段,这时讲道理应该有比较详细的模型了,那么几乎所有的分析都可以完成。


数据和分析示例:
XKKpWYwG5j58Lnvv.jpg

S92elq90IFWITiqv.jpg

日光路径和采光系数分析



rHZ0nkUSjmnUaFU0.jpg

照度和日光自治分析



ps1B86a588rF105k.jpg

Radiance和Revit的采光分析



Revit直接出照度分析图教程参见

http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/buildings/revit-illuminance-simulations



四、最终

QVf1Eqg3G58FvsGj.jpg



最终阶段,偏重各种细部、构造对建筑的影响。



数据和分析示例:
EGH777Syy4w7yY16.jpg

xCrZh8DLFX252jZU.jpg

逐月能耗和不舒适度分析



PJL9KzVgVTJzl3LG.jpg

得失热组成分析



lXV57xl54MnJXLEJ.jpg

每个阶段对应的软件和数据交互格式



比较推荐一开始就用Revit进行建模和推敲,因为Ecotect中建模相对还是比较不方便,而Sketchup或者Rhino建模并没有相应的建筑信息,导入DXF时可能需要手动调整相应的材质。而Revit模型在导入Ecotect时可以直接更改对应的材质,导入DXF几乎完美,况且能量模型只要有Revit模型的话就会很简单,不需要重新在Ecotect中重建一遍。




INTERFACE AND EXEMPLIFIED

讲完了每个部分的设计关注点和可能的分析,我们得弄明白这些分析如何影响设计,文档的第四部分向我们展示了具体的操作手法和流程。


eCB9mzxXckX1bE43.jpg

对应第二部分的4个设计阶段,作者又将每个设计阶段分成了5个具体操作流程,分别是:建模-模拟分析-整理和展示-分析-修订和决策


kJqLNfmnqj3Yyn7j.jpg

每一部分的目标如图,概括说来就是根据前期的设计目标和概念,对不同的可行方案进行评价而后选出最好的方案。对比以往自己的设计过程,文档中所述的设计过程更为严谨,并增加了绿色建筑的评价维度。
以概念和方案深化部分为例:


r8Hh2URsmZEMUUum.jpg

YiIC33Wy0g3wWy41.jpg

S8y9fOfYbbHuvU9z.jpg



方案阶段如图所示,就是提出若干个方案,然后进行分析,根据经验和分析的数据进行取舍。方案深化阶段,为模型增加多种细节,分析之后找到方案中的薄弱环节尝试着优化,最终选出最合理的优化手段。


示例:

R1l560gBBtvLWWT5.jpg



gig4K216qbz6iqgL.jpg



方案前期和后期的优化都可以通过 Revit 平台下的 Insight 360 尝试着优化,Insight 360 的界面非常傻瓜,能很明确地看到不同的选择对能耗的影响,在前期和后期都很有帮助。比如窗墙比的大小、窗户遮阳的位置等等。




S0z7JNeeP8EpPp5F.jpg





SUMMARY


Yp17MzhN87D9Rtd7.jpg



总结一下,设计过程分为4个阶段——分析-概念-深化和成果,其中每个阶段又可分为建模-模拟计算-整理和展示-分析-修订和决策5个部分。每个阶段都有其侧重点,该阶段的分析也应该和该侧重点相符,以回应设计目标(项目和功能、场地和气候、空气质量、视觉舒适、热环境舒适、声环境舒适、材料和表皮、能量系统、施工造价、使用和维护)



作者最后也强调了工作流程和各种软件下模版的重要性。从Revit模版到AI模版,从建模到表现,这个文档中展示出的专业程度让人惊叹,比知网里泛泛而谈工作流程的各种论文真是好太多了。


希望有兴趣的同学能下载PDF仔细阅读。
在设计e周网公众号 iedaycn 后台回复 可持续建筑设计流程 即可获取PDF文件 附上PDF下载链接,

B Color Smilies

全部评论1

GreenBuilding | 可持续建筑设计流程 
联系
我们
快速回复 返回顶部 返回列表