华通设计顾问工程有限公

华通设计顾问工程有限公 司在绿色建筑设计中全面 应用BIM
华通是一个强调集成化 理念的设计公司，其优势 在于 各 个 专业在一 个 统 一的平台上相互合作，避 免了许多设计公司所出现 的小团队技术力量薄弱的 问题。而BIM和绿色设计 理念的引入，更是改变了 传统的流水线式的设计 流程，从设计伊始就调动 起各个专业设计师的积极 性，围绕BIM平台，将绿色 理念真正落实到设计上。
— 刘吉臣 副总裁 华通设计顾问工程有限公司
面进行了分析和优化，以达到中国绿色建筑三星 标准，保证绿色设计目标的实现。
经过分析，冬季的冷风渗透是热损失的一个重要 途径，考虑到建筑冬季迎风面上的冷风渗透情 况，建筑师将BIM模型导入到ST建筑表面的高风压区，并根据计算结果有针对 性地使用密封性能优良的门窗，这些措施既大大 降低了冬季的采暖负荷，又保证了室内舒适的自 然采光。
项目概况 中•日唐山曹妃甸生态工业园综合服务大楼位于河 北唐山的曹妃甸工业园区，是为满足园区内中日商
务人士的住宿、餐饮、娱乐等功能而设计的地标性 建筑。中•日唐山曹妃甸生态工业园由中日两国合作 开发建设，立足环渤海，面向东北亚乃至全世界， 吸引日本企业和各国先进企业入园，以聚集节能环 保、绿色、低碳、循环经济、减灾防灾等领域的技 术、产品、装备、服务、应用示范为主要产业特色， 积极发展低碳的高新技术产业。
华通国际一直致力于为客户提供项目全程专业技 术咨询、项目策划及工程项目管理等服务，严 格执行环保经济，为客户实现投资安全性和经 济性的统一。直砥城市核心价值，实现多赢城市 利益，以专业服务社会是华通国际的目标。公司 始终关注中国城市化过程中建筑领域发展的新趋 势，追求实现“低碳城市，绿色建筑”的目标， 并以自身的专业素质, 在地区投资建设中发挥专业 指导作用。自成立以来，公司完成了大量的设计 工作，使设计团队积累了从工程设计到施工配合 设计再到现场监理设计的丰富专业一体化经验。
图6 IES<VE>建筑模
图7自然通风分析
未来展望 绿色建筑系统和体系是非常复杂和非线性的，仅 仅依靠建筑师的经验和直观判断难以完成。BIM 技术可将建筑设计无缝拓展到建筑性能模拟分析 中，从而帮助建筑师在设计阶段就能够了解建筑 建成后的实际效果，这对建筑师改进设计大有裨 益。同时，通过BIM对建筑性能模拟分析，从一 开始就打破了传统的以建筑师为核心的流水线式 设计流程，增加了各个专业之间的沟通和交流， 而这正是保证绿色建筑实现的关键。
— 武海滨 绿色城市研究事业部总经理、 技术总监东京大学博士、博士后 华通设计顾问工程有限公司
图5建筑微环境热岛效应分析
除了上述被动式节能和生态技术，该项目还积极 引入主动式节能系统来进一步降低对能源的利 用，减少二氧化碳排放量。在主动式系统的选
择中，建筑师对地源热泵进行了认真的研究，包 括地源热泵系统的初投资、运行费、系统性能、 环境影响、土壤特性等，通过这些研究发现，在
— 魏闵红 总裁 华通设计顾问工程有限公司
图1中•日唐山曹妃甸生态工业园综合服务大楼效果图
华通设计顾问工程有限公司（简称“华通国际” 或“WDCE”）成立于1995年，是一家国际化综合 建筑工程设计公司，具有国家住房城乡建设部颁 发的甲级工程设计资质，甲级城市规划资质。业 务涉及城市规划与城市设计、建筑工程设计、室 内设计及景观设计等专业技术领域。2004年通过 《ISO9001:2000》质量认证体系，现已形成具有 国际水准的综合性工程顾问集团。
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解决方案 本项目在设计过程中全程采用了基于BIM的三 维设计软件，包括Autodesk Revit、Autodesk Navisworks、Autodesk Ecotect等，并以BIM为核 心，针对建筑的采光、能耗、交通和舒适性等方
BIM和绿色设计是华通集 成化设计理念的两个重要 技术支撑点，BIM改变了 传统的二维设计手段，将 设计师的创意带入到三维 自由空间中。绿色设计代 表了未来可持续设计的发 展方向，二者的结合不仅 从工具和理念上提升了建 筑设计的科技含量，更为 我们展示了未来建筑设计 的一副美妙图画。
图2 运用BIM对建筑的采光、能耗、交通和舒适性等方面进 行分析和优化
在被动节能设计上，建筑师采用了日式建筑中传统 的设计手法 — — En g aw a，即在 房间的外侧设 置一 个封闭的空间，该空间与房间通过推拉门连接，形 成室内和室外的“灰空间”，有利于冬季的保温隔 热，夏季时可通过开启门扇达到自然通风的效果。 为了增加建筑的通透性，保证室内的自然采光，建 筑师使用了全玻璃幕墙的设计。但通过模拟分析建 筑师发现这样的设计不能满足国家对公共建筑节 能的要求，也达不到绿色建筑三星标准。因此，建 筑师通过将BIM模型导入到IES<VE>软件中进行定 量化计算，将建筑的窗墙比降低到60%，同时在外 层玻璃幕墙使用了双层中空Low-E玻璃，为Engawa 的推拉门增加一层保温层。
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图3利用Ecotect对采光中庭和地下车库天窗自然采光效果进行分析和优化
图4冬季建筑微环境风速流线分析
在满足使用功能的前提 下，如何让人们在使用 过程中感到舒适和健康 是建筑环境领域研究的 主要内容。其中，寻 找室内舒适性、建筑能 耗、环境保护之间的矛 盾平衡点是亟待解决的 问题。由BIM软件平台 构建的深度BIM（详细 建筑信息模型）通过软 件输出为不同的数据格 式，根据室内环境应用 方向的不同，选择合适 的数据格式，再输入到 专业的分析软件中，可 以有效解决数据一致性 问题，提高建模效率。
项目区域引入地源热泵，可以保证土壤在较长的 时间内具有良好的热稳定性，地源热泵增加的初 投资可以在5年左右的时间内通过节省运行费用 收回，这些条件保证了该项目引入地源热泵的成 功。在IES<VE>中通过对导入模型的计算和分析，
可发现本项目中主被动技术的综合利用，使得本 项目实现了节能67%，不仅远远超过了国家对公 共建筑节能的要求，而且大大超越了绿色建筑三 星标准的节能目标。
通过运用Autodesk Revit Structure在内的建立于 Revit平台上的应用程式，保证了绿色设计所需 的完整的模型塑造和详细说明。同时还衔接了多 项绿色分析内容的融合，包括舒适度分析、风分 析、日照分析、可视化分析、采光分析等方面的 分析。
为了进一步改善建筑的室外环境，通过CFD模拟 预测建筑建成后周边的风速，在风速较大的区 域，使用由高大乔木和低矮灌木组成的立体绿化 来降低吹风感，在风速较小的地方，适当增加草 地面积，避免热聚集，改善室外热环境。
本项目作为中日唐山曹妃甸生态工业园的重要服 务支持设施，承担着园区商务会展、交流和部分 休闲娱乐功能，立足于为工业园及附近的投资 者、工作人员和参观者提供舒适健康的交流和休 闲空间。本项目建设用地14983.5平方米，总建筑 面积21228.87平方米，地上部分共14层，首层为大 堂接待、游泳池及健身房、SPA；二层为中式餐 厅、日式餐厅；三层为酒吧、KTV；四层为会议 室；五层以上为酒店式公寓房间；地下一层为公 寓后勤用房、汽车库及设备用房。
为了进一步改善建筑的自然采光，建筑师还针对 建筑的特点分别对地上和地下部分的采光进行了 优化：在建筑的上半部分设计一个上下贯通的中 央采光中庭，以改善公共空间的采光效果；地下 室的自然采光一直是困扰建筑师的难题，通常采 用的解决方案是使用光导管，但光导管存在照射 面积小、管路复杂、投资大的缺点，在本项目 上，建筑师结合室外景观和绿化设计了260平方米 的采光天井，保证了18%的地下室面积可以完全依 靠自然采光来满足使用要求。
为验证采光中庭和地下车库天窗自然采光效果， 建筑师将BIM模型导入到Ecotect进行了全阴天情 况下的自然采光分析和优化。
在太阳能的利用上，该项目引入了太阳能生活热 水系统，通过对系统全年产生的热水量、初投资 以及屋顶可利用面积的模拟和计算，最终确定了 200平方米的集热管面积以及倾角35度的最佳集热 角度。
BIM为绿色设计提供了便利的技术验证平台，而绿色设计则扩展了BIM应用的范围和 深度，我们相信两者的结合必定能够为客户创造出更好的可持续发展项目。
— 魏闵红 总裁 华通设计顾问工程有限公司
图片由华通设计顾问工程有限公司提供。
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