建筑性能模拟软件在绿色建筑设计不同阶段的应用效果比较

谢晓欢

贾倍思

一、引言

绿色建筑评估体系提出了一系列与定量相关的建筑性能指标。这些指标强制要求将建筑物的环境和能耗性能与基准建筑进行模拟和比较，这些指标要求需要将建筑设计与模拟分析同步化，以及通过复杂计算来量化设计。在美国绿色建筑评估体系LEED（Leadership in Energy & Environmental Design）中，提出了一系列的性能指标。这些指标与传统的描述性指标不同，建筑师不能根据自己的经验和简单的计算来估计能否实现这些指标要求，这些性能指标不仅包括关于气候，建筑系统和建筑外表皮的复杂计算，还包括建筑物的运行情况、使用率、用户的使用习惯等因素。这些性能指标包括照明、能耗、室内热舒适等方面的内容只有通过模拟手段才能获得定量结果[1]。绿色建筑评估体系中的量化性能指标要求将模拟软件与设计过程有机地结合起来，在整个设计过程中，这些模拟软件使建筑团队始终关注建筑的性能表现，从而影响设计团队选择适宜的建筑设计策略。在不同的建筑设计阶段，量化的模拟结果需要及时反馈给设计团队，设计团队可以通过这些结果认识到设计策略的有效性和需要在哪些方面进行调整优化设计方案[2]。一些文章也提出了通过性能模拟方法来实现多目标优化方法指导设计，就是运用不同的优化算法和多目标权衡的方式来优化建筑设计和建筑设计策略的选择[3]。

目前已有相关的研究对建筑模拟软件进行总结和对比[4]，同时也有专门针对某一项建筑性能（包括日照、热舒适性和建筑表皮）的研究[5]，这些研究提供了针对不同的项目如何选择合适的模拟软件的途径和看法。目前这些模拟软件涵盖了室内外的采光模拟，室外太阳阴影分析，室内外风环境分析，室内噪声分析，室内热舒适分析和整体建筑能耗分析等方面。许多绿色建筑评估体系的分值也涉及能耗指标、室内照度指标、室内外风速指标等量化要求，这些要求决定了获得绿色建筑认证需要整个建筑团队在设计过程中运用这些模拟软件同时得到适宜的数值来提交报告[6]。

这种以建筑性能为基础的设计流程需要模拟分析师的全程参与和协作，提供有效的模拟结果来帮助设计团队修改和优化方案[7]。因此绿色建筑项目除了传统的设计人员的参与外，还需要模拟分析师（声光电热），绿色建筑咨询师的加入[8].也就是说一个成功的绿色建筑项目不仅仅需要一个具备完整技能的设计团队同时也要求他们按照一个合适的工作流程进行工作[9]。根据美国绿色建筑评估体系LEED中所提到的14个不同的专业人士，包括建筑师、客户、土木工程师、结构工程师、设备管道工程师、室内设计师、物业管理人员、承包商、绿色顾问、模拟分析师、照明顾问、成本估算师、景观设计师和调试人员。在绿色建筑的项目中，这些工种都需要不同程度的参与到设计团队中来，以使项目顺利地获得绿色建筑认证。在LEED的能耗表现，室内空气质量和通风等分值中，至少需要10个以上专家的参与才能获得相应的分数[6]。这些专家需要在一起协同工作，为一系列的模拟提供参考数据来验证建筑设计方案的各种性能状况。特别是模拟分析师，他们的工作是在整个设计流程中提供有效的关于模拟软件的验证结果来协助建筑师选择适宜的设计策略并保证建筑设计能达到量化的性能指标[10]。

本研究试图通过两个绿色建筑案例的详细设计过程分析去探索建筑模拟软件在建筑设计中的使用情况和各专家协同工作对建筑方案设计的影响情况；同时也探讨建筑师对模拟软件的效用评价及他们对新的工作方式的满意程度。

二、研究方法

本文主要采用的研究方法是个案分析。个案分析是建筑学中常用的分析方法。基于对一系列的绿色建筑项目进行设定条件的筛选，本文选择了两个具有代表性的案例。它们分别代表了不同工作方式，其中天津文体中心的案例，是模拟与设计共同并行的工作方式，也就是模拟的早期介入；另一个是深圳蛇口希尔顿酒店的案例，它是在方案设计完成后才开始进行模拟的。这两个方案都获得了最高级的绿色建筑认证。天津文体中心的是由天津市建筑设计院设计的，而希尔顿酒店是由境外设计公司WATG承担方案设计，后期深化和施工部分是由广东省建筑设计研究院承担。不同的合作方式导致了不同的绿色建筑设计流程。本文主要针对这两个案例的设计过程进行详细的研究，包括它们使用模拟软件的情况，人员协作的情况，设计团队的满意度情况等。这些数据主要来源于该建筑设计的过程文件，申报绿色建筑评估体系的项目文件及对建筑师和绿色咨询师的两次采访。

三、两个案例

1.案例一早期模拟介入

1）项目背景

天津文体中心位于天津解放南路，它获得了LEED白金和中国绿色三星标识。它占地10,000 平方米，总建筑面积为11500平方米，建筑总高度是23.78米。这个建筑竣工于2013年3月，建筑的基本功能是为附近的居民提供阅读、运动和休闲的场所。它设有会议室、学习室、象棋室、游泳馆、乒乓球室，羽毛球馆等。根据中国对全国热工设计分区天津位于寒冷气候区，因此建筑设计的重点是建筑围护结构应抵抗低温，避免强风雪，还需要充分利用太阳辐射; 在夏季，建筑应考虑采用自然通风和保温设计。这个建筑的定位是零能耗建筑，它的目标是每年能耗为50～70 千瓦·时/平方米，比在相同地区的普通建筑节能60%以上。它的碳排放目标是每年42.7～60千克二氧化碳/平方米，比相同地区的普通建筑减少了50%左右。设计采用了很多被动式的设计策略，包括合适的窗墙比、自然通风、自然采光、中庭采光、优化建筑维护结构的保温性能、遮阳和提高建筑气密性等方面。这些技术都是经过模拟软件分析和验证过它们对降低能耗的功能和效果。设计团队优先考虑了被动式技术后，才决定采用主动技术。主要使用的主动技术包括：地源热泵、地板送风系统、高效照明系统、低温热水发电系统、建筑设备管理系统、太阳能与风能发电系统等。

2）设计流程

在本项目中，所有的关键设计决策都经过量化模拟的检验，在整个过程中建筑师与绿色咨询师，模拟分析师密切合作，共同推进反映当地气候的建筑设计。本项目的设计流程依赖BIM (Building Information Modeling) 建筑信息模型的软件对项目的各阶段进行有效地管理，这种可视化的建筑信息模型技术可以在设计阶段提供各类确切的信息,协助设计人员作出准确的判断。在这个平台上，建筑师可以在设计过程中轻易获得各种信息，包括建筑性能表现、能耗分析、建造成本估算、空间利用率、符合建筑规范与否等。同时这个平台可以促进数据库的使用率和鼓励设计团队在同一界面下讨论各种关键的设计决策提高设计团队的设计质量。这种设计方式与传统的个人为主的设计决策方式和线性的工作顺序完全不同。在概念设计阶段，设计团队分为四个组各自提出相应的设计方案，包括三角柱形、半圆形、z形和L形（图1）。

图1：四个概念建筑设计方案

根据周围的自然环境和各方案的基础数据，设计团队对四个方案分别进行四组量化模拟分析，分析内容包括：围护结构得热量分析、室内外自然通风利用率分析、室内自然采光分析、室外太阳阴影分析等（图2）。根据围护结构得热量分析，设计团队利用STARCCM+软件分析冬季和夏季的各个建筑立面的得热,分析得出三角柱形和半圆形的设计在冬季的建筑墙体得热多，而在夏季建筑墙体得热少；Z形和L形的设计方案，围护结构的表现相对较差。设计团队利用CFD软件进行模拟分析，计算各方案的立面风压差，评估各方案自然通风利用的效果。分析得到Z形和L形的设计在过渡季时受风面积大，自然通风表现较好。同时CFD软件还用于分析建筑周围的风环境状况，对建筑室外的使用场地进行模拟分析，得到较合理的室外场地布置。通过软件的定量化分析，三角柱形和半圆形的方案室外空间的通风效果较好，建筑周围无明显涡流，利于室内污染物扩散。针对自然采光分析，设计团队使用了STARCCM+软件，计算外窗表面辐射量换算为亮度，对室内亮度进行估算，得到各方案的采光情况。另外，设计团队希望尽量少的房间不朝北向，可以获得更多的日照时间数，三角柱形与半圆形可以使尽量少的房间不朝北面。设计团队利用Ecotect软件对建筑产生的太阳阴影进行分析，分析结果可以看出建筑对周围环境所产生的遮挡，根据分析结果进行室外活动空间规划设计。

图2：四组量化模拟分析

图3：一层到四层增加天窗前后的自然采光表现

针对四个方案的量化评分方式 表1

在这个项目中，设计团队建立了一套评估方式对四个方案进行优选。评分的内容包括：自然通风、自然采光、围护结构得热情况、体形系数、窗墙比、对周围的光环境和风环境的影响、平面布局的合理性、与地形的适合度、与被动设施的整合度，综合以上10项进行评分，综合评选出最优的方案。在上述10项指标中，除了被动设施的整合度这个选项是主观评分外，其余9项都是根据量化数据分析得出的评分。被动设施整合度这项评分是根据建筑设计美学和建筑设计的功能布局进行主观打分的，引入这个评分项也是出于对过分量化结果的一种平衡。1,2,3,4的分值分别代表各方案在各个评分内容表现情况的排序，1代表差，2代表一般，3代表良，4代表优。最后经过各项评分和权衡，初步评选出半圆形的方案具有综合的优势。

在设计团队选取了半圆形方案之后，需要对设计方案进行优化。出于对建筑使用功能的考虑，建筑师将半圆形的方案优化为折线形。对方案进行修改后，建筑师需要和模拟分析师合作对优化的方案重新进行评估。设计团队对建筑各立面的围护结构得热和建筑设备的采暖和供冷进行综合评估，分析经过调整后的设计是否能与调整前的围护结构表现和能耗表现类似。另一个重要部分是对自然采光进行模拟。在本项目中，设计团队需要确认的是建筑需满足采光系数2.2%的功能区域占全楼面积的75%以上，方能满足绿色建筑评估体系的基本要求。为了获取更好的自然采光表现，建筑需要满足90%的楼面采光。因此设计团队在原本的设计上增加了建筑中庭，并沿中庭的各层走廊布置功能性房间，使更多的空间能获得自然光。修改方案后进行了采光模拟计算，模拟分析图（图3）反映了增加天窗后的室内采光的情况，并证实了修改后的建筑方案能满足绿色建筑评估体系的优选分值的要求。针对建筑室内通风的方面，室内热量可以集中到中庭的附近并由天窗拔风排出室外，同时通过模拟分析也被证实了增加天窗可以获得更好的通风效果（图4）。

在设计深化阶段，模拟分析师、绿色咨询师和建筑师一起协同工作，继续改进方案设计并进行精确的能耗模拟来确定项目能达到预定的量化目标。另外模拟分析不仅仅用以指导建筑设计，同时也用于指导景观设计和建筑美学设计。例如项目的植物配置设计是根据四季的风环境数据分析得出的。由于场地需要阻挡冬季的寒风，设计团队选择在西北及北向种植常绿密实绿化或绿篱，减少冬季供热能耗。由于场地需要促进夏季的通风，设计团队选择南向种植落叶高大乔木，鼓励场地通风，同时减少夏季太阳辐射得热并削弱公路噪声。由于场地需要促进过渡季的通风，设计团队选择在西南向种植低矮绿植，确保过渡季的自然通风效果。项目外墙的色彩选择也是根据建筑围护结构得热量模拟的指引下选择的。总之，在这个项目中，模拟软件的使用在指引方案设计方面起到了至关重要的作用。在整个设计过程中，建筑师需要根据模拟分析师的建议、模拟软件的反馈和绿色建筑评估体系的量化要求进行决策，许多重大的设计决策都是在综合权衡了各方面的要素和信息之后才确定的。

3）建筑师的反馈

建筑师的访谈结果可以总结为以下几点：一、模拟软件为被动式设计策略提供了强大的量化数据支持，由于有了模拟数据的支持许多被动式设计策略被采用，并在实际的运用中也验证了这些策略的有效性。二、模拟软件不仅没有限制了设计的创造性，还帮助建筑师实现了预期的设计策略。三、模拟软件结果指导设计的修改和深化：该项目的出发点是基于建筑性能的设计方针，性能要求在概念设计时已经结合到建筑方案设计中，所以在实施模拟软件的过程中也没有遇到什么障碍，在整个设计阶段都可以运用模拟软件对这些设计策略进行验证和改进。四、通过定量标砖打分方式来挑选方案是有效并值得推广的，在打分系统中可以兼顾到建筑性能要求及建筑设计美学，利用科学性的权重指标可以反映每个项目的特点。五、对建筑师话语权并没有显著影响：项目过程中多了模拟软件和模拟分析师的参与，这些工具和人员的参与补充和完善了建筑师的知识，使设计作品更完善、更科学。六、模拟软件辅助建筑设计和多专家研讨会参与设计决策是未来发展的必然趋势，建筑师要积极面对这种变化和发展。七、项目的缺陷：虽然模拟软件能为设计决策提供很多的帮助，但是也无法掩盖它消耗了过量的时间和人力成本的弊端。

2.案例2后期模拟验证

1）项目背景

本案例研究的项目是位于深圳蛇口太子路的希尔顿酒店。酒店目前获得了GBL三星认证和LEED白金认证。它包含了一个23,654平方米的区域，总建筑面积达到50920平方米，总建筑高度为60.8米，一共有14层。它建于2013年5月，可以为客人提供320间客房、会议室、宴会厅、几家餐厅和游泳池、水疗中心等休闲场所。深圳位于亚热带气候区，这个区域的气候冬暖夏热。因为高温和轻微的季节性变化，这一区域的建筑物对建筑性能的要求一年四季都差不多。在这个气候区中，建筑物的重要被动设计策略是持续并且有效的自然通风和减湿。同时合适的遮阳系统是保持室内舒适必要的策略。此外，适当的建筑形体系数和高效的墙体隔热系统对于减少夏季空调的使用非常有必要。这个项目在方案设计阶段并没有考虑对被动式设计策略的使用，建筑的形态和空间布局等主要考虑如何最大化的体现海景。同时在这个建筑的方案设计中，设计理念，建筑造型和立面效果是首要的关注重点。节能设计仅仅是为了满足绿色建筑评估标准的星级要求进行考虑的，主要体现在建筑部品和建筑设备的优选上，对建筑方案的影响较小。

2）设计流程

希尔顿酒店所采用的是目前中国最普遍的设计流程，同时由于该项目需要获得GBL 三星和LEED 白金，因此在传统的设计流程中增加了绿色建筑咨询单位的参与。绿色建筑咨询单位的主要工作内容是在建筑方案完成之后，这也是普遍的绿色咨询公司开始参与的设计阶段。

图4：增加天窗后对室内通风和热消散的影响

图5：三个概念建筑设计方案

在概念设计过程中，三个拥有极具表现力和吸引力的建筑外观和风格的建筑设计方案被提出（图5），包括双L形，Y形和弧形。在三个方案的筛选过程中，主要考虑的因素是设计理念和建筑造型方面的因素，最终选定了双L形的方案进行深化。这个方案的寓意为在海边嬉戏跳跃的双鱼，两个双L形的面向大海的塔楼是根据鱼的形象进行设计的，立面采用阳台错位和飘板构架的组合，展现如鱼鳞般的线条。下面的不规则的裙房设计是体现海边错落的岩石的效果。这个设计理念和设计造型最终获得了发展商的认可，并选择了双L形的方案进行深化。

在这个项目中，建筑模拟软件的使用和绿色咨询师的介入并没有影响建筑方案设计造成影响，也没有对建筑方案设计提供指导和概念方案优选中提供意见。它们的主要作用是为建筑物是否符合绿色建筑评估标准提供定量支持。该项目的建筑环境模拟包括室内外通风评估，室内外日照模拟和噪声模拟。

绿色建筑评估标准中对自然通风的要求包括如下：包括（1）对项目周围的风环境进行模拟、评估和分析，确认项目的形体，轴向和布置方式是否有利于自然通风，项目是否有影响周围环境的自然通风情况；（2）评估项目区域内近地面1.5米处风速分布是否合理，主要人员活动区域风速有无超出5米/秒；（3）评估建筑单体的前后风压差情况，较大的风压差有利于单体建筑内部的自然通风。如图7所示，在夏季东南风盛行的情况下，酒店区域整体通风状况良好，无5米/秒以上风速区域；酒店区域面向主导风向形成2个流畅的通风通道，使得区域内整体通风状况较好。建筑前后表面可形成5帕风压，有利于室内形成自然通风。在冬季东北风主导的情况下，即使室外风速达到5米/秒，由于酒店位于较多高层建筑的下风侧，经模拟分析，其周边呼吸区区域(即距地面1.5米高) 人员活动区域风速基本在2.5米/秒以内，风速放大系数约为1。模拟结果满足绿色建筑评估体系的要求（图6）。

图6：在地面1.5米处通风情况

室内采光模拟达到了绿色建筑评估体系中的要求，即宾馆类建筑75%以上的主要功能空间室内采光系数2%的限值要求。采光模拟分析对建筑设计起了一定的影响，如对地下一层的光导管的位置的选取有一定的指导作用。在图7中可以分析得到，地下一层的车库采用了14套光导管照明，整体区域内可以达到80%的区域满足室内天然光临界照度不低于25勒克斯的要求。针对酒店各层的公共使用空间的采光也进行了模拟，主要的功能区域都能满足采光系数的要求。客房采用外单边外走廊设计方式，标准客房进深为11.5米，单侧采光效果良好。在客房采光模拟图中可以分析出，自然采光的主要功能区域可以达到94.8%的区域满足采光系数不低于1%的要求。

图7：各层室内采光模拟图

图8：建筑方案优化

在建筑方案确定为双L形后，设计团队及发展商开始对建筑形体的耗能和实际效用方面进行了考虑。发展商的设计团队依靠多年的设计经验，认为两个L形的设计使建筑使用空间过度暴露于太阳辐射中而造成夏季供冷负担重的问题，而且两个建筑塔楼中间依赖中庭进行连接，这种平面布局不利于空间利用；同时单边走廊的设计虽然令客房享有更好的景观资源，但是不利于提高空调效率，也不利于整个建筑的空间利用率。因此在后续的优化方案中，设计团队将两个分开的形体在前部整合在一起，也就是说在塔楼的东南部是双边走廊，即相当于有一段走廊是有两边客房，尾端的走廊依然保留单边走廊的形式，在保证建筑的双鱼的形态满足建筑师的设计理念的同时也稍微考虑到了建筑节能的因素（图8）。这个调整是在方案设计阶段，根据建筑师的经验对方案作出的节能修改。

随后，绿色咨询师对标准客房层进行了室外走廊的热舒适度分析和对客房层逐月的太阳辐射的热量进行了分析。在模拟中发现由于建筑方案中较大的窗墙比使得走廊的太阳辐射量很高，因此绿色咨询师建议安装外遮阳设施。模拟结果还表明，设置外遮阳可以降低太阳辐射得热量53.8%（图9）。这个结果表明遮阳设备可以显著减少太阳热辐射，并大幅降低空调系统的能量消耗。绿色咨询师认为在建筑的西北立面做可调节式的外遮阳板可以起到明显的节能效果，但是建筑师认为外遮阳板会严重的影响立面美观。经过了多次讨论后，建筑师最终仍保留了他们的观点。作为让步，建筑师同意在不太影响建筑外观的情况下使用少量的固定遮阳板。这些遮阳板的长宽都并未符合最佳遮阳的效果和要求，它们仅仅是为了获得绿色建筑认证而设置的。

图9：走廊有无外遮阳的太阳辐射量对比

在这个项目中，由于能耗模拟的介入是在方案已经确认后进行的，绿色咨询师并未能在建筑方案的设计上给予合适的建议，因此在后期即使发现设计方面的问题，却不能以最理想的方式进行解决。只能被动地根据问题依赖设备进行修复。例如：模拟分析师对酒店一层进行热环境模拟，模拟的结果显示（图10）：由于靠窗边全日餐厅幕墙采用高透玻璃，全日餐厅靠近幕墙的8米范围内地面温度超过50℃，该区域很热，基本无法就餐，更谈不上欣赏室外景观。即使在过渡季节的下午3点，玻璃内侧温度也达到45℃以上。这个不合理的设计问题虽然被发现，但是却无法对建筑设计进行更改，设计师只能通过增加空调风口的出风量，更改幕墙玻璃的透光系数，同时在室内增加活动卷帘遮阳措施。在这个过程中，尽管热环境模拟的结果让建筑师意识到建筑在投入使用后会遇到的问题，但是已无法通过修改设计来优化方案，仅能通过材料和设备来修正问题。

图10：一层公共区域的热环境模拟

虽然这个项目有非常多建筑性能方面的问题，包括一层及客房走廊部分夏季过热，空调负担过重，大部分区域都使用主动技术照明和制冷，但经过模拟分析师对建筑相关的性能参数进行调整后，本项目的热工性能大致符合绿色建筑标准的要求，包括建筑形体系数、窗墙比、传热系数和外窗的遮阳系数等。模拟分析师采用Energyplus软件对项目进行整体能耗的模拟和分析。结果表明，本项目的总能耗比基准建筑约少75.5%，满足了绿色建筑评估体系对能耗的要求。在这个项目依然遵循传统的设计方式，模拟软件的使用主要发生在设计深化阶段和施工图阶段，因此，这些模拟的结果只能发挥有限的作用。这些模拟结果没有为方案概念设计和优选方案提供指导，他们的作用仅仅局限于为项目选择合适的材料和设备。在这种现状下，绿色建筑设计被普遍认为是指选择节能建筑构件或高效设备系统，包括高性能玻璃、节水器具、高效照明设备、空调和太阳能发电系统等。同时，绿色咨询师和模拟分析师的作用仅仅是根据相关要求去获得绿色建筑认证，而不是协助建筑师共同设计最适宜气候的建筑。

3）建筑师的反馈

关于模拟软件在这个项目中的作用和影响，建筑师的访谈结果可以总结为以下几点：一、模拟分析师的作用主要在于验证设计方案是否达到绿色建筑评估体系的要求，并进行适当的参数调整，设计过程与常规项目之间并没有太大差异。二、建筑性能和能耗目标是在设计团队和开发商确认了方案设计之后才被提出的，它们并没有显著改变建筑物的设计性能。绿色建筑概念仅仅体现在添加一些绿色技术和选择适当参数的建材。三、模拟软件的作用仅在于为设计方案是否符合绿色建筑评估体系的要求提供定量的参考，模拟结果并没有反馈到设计修改中。四、咨询师提出的被动式设计策略严重的影响了原有的建筑设计，建筑方案确定之后，再引入被动设计策略一般都很难实现，因为它们可能会带来方案的重大修改，这是非常耗时且不经济的。五、模拟软件模拟过程不能与设计过程同步化，量化结果不能可视化且需要详细数据才能进行分析，因此不能直接用于指导建筑设计。六、建筑师不可能掌握这么多的模拟软件，因此模拟专家必须参与到方案设计阶段来，但是设计周期短和高强度的工作量决定了这种工作模式很难实现。

四、结论与讨论

通过对这两个案例设计过程详细的研读及对项目参与者的访谈，虽然从结果看它们都获得了最高水平的绿色建筑认证，但是它们的设计过程及所采取的设计策略都有巨大的区别，同时参与设计的建筑师的态度和评价也完全不同。在案例1中，性能模拟对建筑方案的影响在这个项目中明显地反映了出来。建筑性能模拟在建筑概念设计阶段就被插入到整个设计过程中，它影响了项目设计方案几个重要的方面，包括：建筑形体设计、建筑设计策略优化和建筑系统的选择等。这个项目清楚地反映了各种环境和能源模拟软件是如何影响和改变了由建筑师的经验和开发商的偏好为主导的传统设计过程。在整个设计过程中定量模拟分析最突出的表现在于对建筑方案的选择。在这个项目中，设计团队采用了一个综合指标评分方法，它通过对几个模拟分析结果和建筑主观评价一起设定为评分指标并根据十项指标的打分结果来选择合适的设计方案。在案例2中，建筑性能模拟和相关咨询没有显著影响建筑的设计方案，如建筑形体、朝向、立面和布局等。设计团队将绿色建筑设计视为一项附加技术环节，他们只需要增加几种“绿色”策略来满足认证要求。在建筑师看来，绿色咨询师和模拟分析师的作用仅仅被雇佣来进行设备和技术的选择，而不是参与指导设计方案。咨询的有效性只在技术设计阶段，在这一阶段，专家们只能通过应用复杂的技术和优化建筑材料的参数来实现绿色建筑评估体系对建筑性能的要求。

虽然这两个项目都获得了顶级的绿色建筑认证，仅仅基于建筑物的后期验证结果很难区分出模拟软件在这两个项目中多发挥的作用和影响；但是在经过深入调查后，明显地揭示了两种不同的工作方式导致了完全不同的设计策略的选择。模拟软件在早期介入的方案可以考虑更多与当地气候相适应的被动式的设计策略，而模拟软件在晚期介入的方案更多地考虑用主动技术的方式来实现建筑性能的指标。而后者在传统建筑设计流程的背景下更为普遍。目前，许多咨询机构和设计团队仅仅为了项目能够获得绿色建筑认证，而建筑的设计策略选择和解决方案仅仅基于易操作性和经济可行性。案例2就是这样一种情况，性能目标和能效概念不影响建筑方案设计，这些目标只是被视为获得绿色建筑认证的附加部分。模拟软件不同的介入时间也显著地影响着建筑师对建筑性能模拟的看法。案例1很好地展示了建筑性能模拟在建筑设计过程中的积极影响，建筑师对在早期设计阶段采用建筑性能模拟有非常积极的反馈。而在案例2中，建筑师对模拟软件能否指导设计方案有较为负面的看法，他们普遍认为选择适当的设备和材料参数就能解决建筑性能的问题。

本研究也探讨了早期模拟软件的介入对于选择设计策略的重要作用。实际上最新版的美国绿色建筑评估体系LEED V4已经开始着手解决这个问题。集成化设计评分要求设计团队在早期设计阶段就对从能源与水等方面进行设计策略的分析。重点在于关注利用建筑性能模拟的方法来探讨整体建筑系统的协同性和有效性，而不同于原来的仅仅关注量化目标的其他LEED的分值。为了获得这个分值，设计团队不仅需要提供定量结果，还必须提供至少有两种设计策略和反映设计策略比较过程的设计文件来进行确认。这也证明了绿色建筑评估体系的主要焦点正在从简单地获得准确的定量目标转变到获得适当的设计决策过程。目前评估体系的重点也渐渐转移到鼓励多个设计方案的选择和优化设计解决方案。此外，着重建筑设计过程被认为是避免“分值追逐”现象的最有效手段。

图片来源

图1～图4：天津天津市建筑设计院提供设计过程文件

图5：WATG提供设计过程文件

图6～图7：华南理工大学提供绿色建筑咨询过程文件

图8：WATG提供设计过程文件

图9～图10 ：华南理工大学提供绿色建筑咨询过程文件