Tarek Hassan：整合社区建筑 改善能源利用

英国拉夫堡大学土木与建筑学院欧盟项目研究组负责人  Tarek Hassan

在未来城市建设中，我们要考虑的不再是单个建筑，而是整个社区，因此我们要考虑如何“整合社区建筑，改善能源利用”。我是拉夫堡大学教授，拉夫堡大学位于伦敦北部，距离伦敦一个半小时车程，距离伯明翰一个小时车程，面积438英亩，是全英国面积最大的大学，综合排名第七。

我参与了很多欧盟项目，每年的项目总值约为5000万欧元。这些项目都是从社区层面出发，把如何发展和提高能效在社区中的利用作为研究对象，结合能源利用效率和社区规模，从而制定出社区能源效率的路线图。人们对社区非常关注，不仅包括社区建筑，也包括社区生活本身。随着经济的发展，人们对低碳经济越来越关注，我将谈谈如何更好地利用BIM对建筑的全生命周期中进行能效模拟。

能源设计（Design For Energy）是一个500万欧元的项目，建设周期为48个月，有17个合作伙伴，这个项目以建筑能效为研究对象，提升了我们在这一领域的重要性和地位。

我们希望在设计早期就考虑能效问题，同时也考虑社区层面的问题，但在设计建筑时常常没有足够的软件工具，信息也不充足。我们的关键词是“社区”，在不同的社区建造不同的建筑，需要考虑的人口、当地人文、气候和地理位置等因素均不相同，建筑外形也取决于当地社区和我们所采用的采暖、制冷系统，设计效果自然完全不同。因此，我们希望通过搭建一个信息平台，把电网配置和能源匹配考虑在内，研究社区内每一个建筑的能效情况，使建筑自身既能生成能源，提供能源，同时也能够使社区的能源保持中性。

在社区能源研究中，我们结合3D空间表达，用谷歌地图查看该地区的实际图像，同时结合可再生能源如太阳能和风能的历史数据，以及社区中最重要的人口和环境数据，在BIM 系统里建模。研究建筑能效的传统做法是用多标准设计探索轨迹，新的手段则包括社区可视化、社区信息交流、能源使用情况模拟，并即时更新能源市场行情，最终整合成一个社区模型。我们将建筑物的模型扩大到整个社区，从而得到一些最佳的实践案例信息，通过系统化的方式对社区进行规划和整合。

为一个新建或已建成社区做整体规划，能源效率是核心，此外，还有些其他的因素不容忽视，包括政治因素、利益相关方信息、城市规划指南、当地人口以及能源公司等。要想在短期内开放式地获取信息，可以使用ITC平台，先设计一系列路线图，以实现一个高效的社区。此其一。

第二，如何将建筑、公共空间和基础设施整合到一起？设计师首先要明确政策和规章制度，了解实施的障碍，设置智能化建筑的激励措施，可操作性非常重要，有些想法可能会缺少可操作性，这些都是实实在在存在的问题。

我们还需要了解当前最先进的技术理论，并且从短期、中期、长期三个角度加以分析，对建筑、基础设施和公共空间进行整合。这其中需要人的参与。我们讨论的是社区，人们对“社区”有一种期待，希望能够过上更加舒适和可持续的生活，但对能效的了解非常少，缺乏相应的意识和动力。

当前，一些政府、城市和管理机构会在网上公布某些设计方案，并邀请人们提供建议，还利用社交媒体邀请人们对社区能效进行评价。我们会根据短期、中期、长期的步骤，为社区居民提供最高的能效方案，对人们的行为进行优化，从而达到优化社区能效的目的。我们还有一些列的ICC路线图，旨在建立高能效社区。

BIM 模型在建筑的全生命周期内发挥着极大的作用，我们现在面临的一个重大挑战是如何让人们通过BIM获得信息，并且把它和能效模拟结合起来。要达到这个目的，首先得组建一个数据库，通过revit导出到gbXML编辑工具上，有新的组件可以随时添加到这个工具上，从而得到一个gbXML格式的文档。将gbXML格式的文档转换成idf格式，从而用于 BIM软件上。再把idf格式的文件用于“能量+（energy plus）”模拟系统中，从而得到一个模拟的csb格式的模拟成果。做这样的模拟，是为了了解建筑将来的能效性能，并且确定建筑是否需要进行翻新或者能效方面的改进工作。最终将把这个成果输入一个决策支持工具，以确保决策的准确性。

在neighborhood这个社区中，我们对gbXML格式信息加以分析，其中包括社区内是否有区域性的供热、制冷设施，结合社区内的其他因素。通过模拟，得出了建筑在未来的能效数值，从而选出最合适的设计方案。

——整理自“未来城市：建造智能低碳社区”国际研讨会