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摘要：本文通过对数字化软件间的信息交换，利用参数化技术建构合乎逻辑的建筑，并且以生态低能耗为目标，取得良好的生态效益、社会效益和美学效果。
关键词：信息交换 生态建筑 数字化设计
数字化协同设计：一种全新的设计模式
数字化设计工具的快速兴起已经为当代的设计师提供了全新而惊人的能力，然而，任何工具，无论是铅笔还是软件，都会有局限性，所以，软件的兼容性是评价协同能力的重要标准之一，软件可能确实在某一方面有特定的局限性，因此，利用“最佳”工具对项目进行评估，就会涉及到各个“最佳”软件之间的数据交换[1] ，数字化协同设计是一种可控的、从图解变为现实的表达方式，建筑的数字化建构，其呈现的形态与图解特征不仅仅反映出了自身的逻辑，而且其逻辑的目的不可避免的面向了生态与可持续。当代建筑学已不再是自制的学科，而是多学科的交叉，而参数化就是建筑设计和计算机技术结合应运而生的，这些交叉学科试图将复杂的科学与建筑学科进行协同，使得其有严谨的逻辑性和可控的关联性，这使得数据之间的交换变得尤为重要。
众所周知，在建筑设计中，采光、通风、日照、遮阳等等很多因素都属于非线性的范畴内，因此，利用两种数字化软件的协同，把算法技术作为描述建筑物理环境的手段，把参数化软件作为构建生态建筑的表达方法，以准确的数据和图形反映出可持续设计策略下的效果。
二、 绿色建筑所面临的的困境：
对绿色建筑的评价不属于强制性规范标准约束的范畴，因此，对绿色建筑从设计到建造到全寿命周期内的资源消耗的评估，俨然成为了定义是否为绿色建筑的重要指标，[7]相比于发达国家，比如美国的LEED、英国的BREEAM等评价体系的诞生和绿色建筑理念在国内的普及，我国住建部在2006年主编了中国第一部《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2006），然而，这份纲领性的标准提供了具体的评价，但如何在设计之初就進行科学的数据分析？被动式的设计是否存在不合理的情况？如何真正依靠科学的分析和精确的计量，来建构有有数据支持的绿色建筑呢？我们认为以数据为中心进行的信息交换成为了设计与建造的过程中的重要媒介，并通过图解和数据反映出真实的情况。
三、数字化协同的方法：以若干环境分析软件与数字化软件协同为例
1、参数化软件revit与算法软件grasshopper的协同设计
数字化软件和数字化软件的协同使得设计和生成的结果更理性，我们认为，参数化设计在一开始的概念，到最后的结果的把握，须由设计者本人控制，过程则是由计算机进行计算图解，计算生成的图解可能性是多样的，其结果不局限于设计者本人的知识或者经验，而产生的结果却又合乎理性，既在意料之外又在理性之中。BIM是在社会化大生产与社会分工细化的环境下产生的一种数据交换文件，它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点，而如今针对BIM，越来越多的软件将BIM作为标准信息交换文件，目前北美大部分的工程主要以BIM的方式进行全周期的运作，而越来越多的软件也增加了BIM的导出功能，在rhino平台下，增设了IFC export插件的导出功能，手动赋予导出形体的材质等具体的数据，此时的模型具有了BIM的属性，并可和revit文件进行互通。
2、算法软件grasshopper与ecotect的协同设计
比如说针对rhino的geco，rhino针对grasshopper插件提供了开源的拓展平台，其中引人注目的多为模拟插件和协同插件，比如Geco，Geco是一款与ecotect协同的插件（利用了ecotect的内核）通过设计程序顺序，可以将grasshopper中的生成形式拷贝到rhino中，在利用geco启动ecotect进行分析，分析后的结果反馈到rhino中，通过grasshopper对模型的调整，不断的优化形式，达到理性的功能与形式的统一，而Geco本身也可以通过程序的编写让ecotect输出excel报表，让分析结果数据化。返回值又以图解的形式呈现在界面中，可以让决策人员也能清晰看出结果。
常见的比如Revit与Ecotect的协同设计，Revit目前是比较常用的、由Autodesk推出的BIM软件，完成后的以 .rvt为扩展名的文件可以在revit打开后，导出gbXML文件，Bently Systems于2000年制定了Green Building XML（gbXML）标准，这一标准存储在CAD建筑模型的信息转换成建筑信息，提供了一个充分又非私有、持久并能识别网络外的文本和数据存储于传输的文件格式，到目前为止，Autodesk、Bently等主要商业建筑信息模型软件公司已经采用了这个标准，同时诸如Ecotect Analysis、doe-2、EnergyPlus、IES等建筑物理环境性能分析模拟软件也加入了这个标准。[8]另外，Microstation Generative Compoennts 是Bently公司开发的参数化设计软件，现在GC也可以与ECOTECT进行直接关联控制，极为方便。[9]
3、数字化软件SketchUp与光照分析软件radiance协同设计
目前，在光照分析领域中，radiance是国际公认的最权威的光照模拟软件，Radiance是美国能源部下属的劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）于上世纪90年代初开发的一款优秀的建筑采光和照明模拟软件包，它采用了蒙特卡洛算法优化的反向光线追踪引擎，所以它可以模拟出真实的物理光环境，这在设计师在最初方案设计阶段对光线与空间关系的把握提供了依据，但由于Radiance已经于针对windows操作系统已经停止开发，所以在只能应用于早期的CAD中，比如CAD R14或者CAD2000，而desktop radiance则可以继续应用在ecotect导出的接口中，另外，随着SketchUp的普及，SketchUp也增加了导出到radiance的插件，使得设计结果得以结合理性的参数分析。
4、 室外风环境模拟软件fluent与算法软件grasshopper的协同设计
室外风环境主要采用CFD（computational fluid dynamic）模拟技术，CFD模拟技术是利用物质、能量和动量守恒定律，将计算区域划分为小的控制体，把控制空气气流的连续的微分方程组通过有限差分或有限方法离散为非连续的代数方程组，并结合实际的边界条件在计算机上求解。在CFD软件中，Fluent软件是目前国内外使用最多、最流行的商业软件之一。Fluent的软件设计基于"CFD计算机软件群的概念"，针对每一种流动的物理问题的特点，采用适合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度等各方面达到最佳。由于囊括了Fluent Dynamical International比利时PolyFlow和Fluent Dynamical International（FDI）的全部技术力量（前者是公认的在黏弹性和聚合物流动模拟方面占领先地位的公司，后者是基于有限元方法CFD软件方面领先的公司 ），因此Fluent具有以上软件的许优点。[10]
结束语：先进设计工具的显著进步使得人们意识到人类可以达到的高度和预期也是不断变化的，更为重要的是，工具本身并不能推动创新，而是将工具应用在设计构及设计过程中才具有意义，因此，我们必须沿用现有的设计及施工技术进行设计，同时确保不超过一定极限，这两个分水岭之间的外层为研究的思想、设计的方法提供了方向。[12]
关键词：信息交换 生态建筑 数字化设计
数字化协同设计：一种全新的设计模式
数字化设计工具的快速兴起已经为当代的设计师提供了全新而惊人的能力，然而，任何工具，无论是铅笔还是软件，都会有局限性，所以，软件的兼容性是评价协同能力的重要标准之一，软件可能确实在某一方面有特定的局限性，因此，利用“最佳”工具对项目进行评估，就会涉及到各个“最佳”软件之间的数据交换[1] ，数字化协同设计是一种可控的、从图解变为现实的表达方式，建筑的数字化建构，其呈现的形态与图解特征不仅仅反映出了自身的逻辑，而且其逻辑的目的不可避免的面向了生态与可持续。当代建筑学已不再是自制的学科，而是多学科的交叉，而参数化就是建筑设计和计算机技术结合应运而生的，这些交叉学科试图将复杂的科学与建筑学科进行协同，使得其有严谨的逻辑性和可控的关联性，这使得数据之间的交换变得尤为重要。
众所周知，在建筑设计中，采光、通风、日照、遮阳等等很多因素都属于非线性的范畴内，因此，利用两种数字化软件的协同，把算法技术作为描述建筑物理环境的手段，把参数化软件作为构建生态建筑的表达方法，以准确的数据和图形反映出可持续设计策略下的效果。
二、 绿色建筑所面临的的困境：
对绿色建筑的评价不属于强制性规范标准约束的范畴，因此，对绿色建筑从设计到建造到全寿命周期内的资源消耗的评估，俨然成为了定义是否为绿色建筑的重要指标，[7]相比于发达国家，比如美国的LEED、英国的BREEAM等评价体系的诞生和绿色建筑理念在国内的普及，我国住建部在2006年主编了中国第一部《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2006），然而，这份纲领性的标准提供了具体的评价，但如何在设计之初就進行科学的数据分析？被动式的设计是否存在不合理的情况？如何真正依靠科学的分析和精确的计量，来建构有有数据支持的绿色建筑呢？我们认为以数据为中心进行的信息交换成为了设计与建造的过程中的重要媒介，并通过图解和数据反映出真实的情况。
三、数字化协同的方法：以若干环境分析软件与数字化软件协同为例
1、参数化软件revit与算法软件grasshopper的协同设计
数字化软件和数字化软件的协同使得设计和生成的结果更理性，我们认为，参数化设计在一开始的概念，到最后的结果的把握，须由设计者本人控制，过程则是由计算机进行计算图解，计算生成的图解可能性是多样的，其结果不局限于设计者本人的知识或者经验，而产生的结果却又合乎理性，既在意料之外又在理性之中。BIM是在社会化大生产与社会分工细化的环境下产生的一种数据交换文件，它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点，而如今针对BIM，越来越多的软件将BIM作为标准信息交换文件，目前北美大部分的工程主要以BIM的方式进行全周期的运作，而越来越多的软件也增加了BIM的导出功能，在rhino平台下，增设了IFC export插件的导出功能，手动赋予导出形体的材质等具体的数据，此时的模型具有了BIM的属性，并可和revit文件进行互通。
2、算法软件grasshopper与ecotect的协同设计
比如说针对rhino的geco，rhino针对grasshopper插件提供了开源的拓展平台，其中引人注目的多为模拟插件和协同插件，比如Geco，Geco是一款与ecotect协同的插件（利用了ecotect的内核）通过设计程序顺序，可以将grasshopper中的生成形式拷贝到rhino中，在利用geco启动ecotect进行分析，分析后的结果反馈到rhino中，通过grasshopper对模型的调整，不断的优化形式，达到理性的功能与形式的统一，而Geco本身也可以通过程序的编写让ecotect输出excel报表，让分析结果数据化。返回值又以图解的形式呈现在界面中，可以让决策人员也能清晰看出结果。
常见的比如Revit与Ecotect的协同设计，Revit目前是比较常用的、由Autodesk推出的BIM软件，完成后的以 .rvt为扩展名的文件可以在revit打开后，导出gbXML文件，Bently Systems于2000年制定了Green Building XML（gbXML）标准，这一标准存储在CAD建筑模型的信息转换成建筑信息，提供了一个充分又非私有、持久并能识别网络外的文本和数据存储于传输的文件格式，到目前为止，Autodesk、Bently等主要商业建筑信息模型软件公司已经采用了这个标准，同时诸如Ecotect Analysis、doe-2、EnergyPlus、IES
3、数字化软件SketchUp与光照分析软件radiance协同设计
目前，在光照分析领域中，radiance是国际公认的最权威的光照模拟软件，Radiance是美国能源部下属的劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）于上世纪90年代初开发的一款优秀的建筑采光和照明模拟软件包，它采用了蒙特卡洛算法优化的反向光线追踪引擎，所以它可以模拟出真实的物理光环境，这在设计师在最初方案设计阶段对光线与空间关系的把握提供了依据，但由于Radiance已经于针对windows操作系统已经停止开发，所以在只能应用于早期的CAD中，比如CAD R14或者CAD2000，而desktop radiance则可以继续应用在ecotect导出的接口中，另外，随着SketchUp的普及，SketchUp也增加了导出到radiance的插件，使得设计结果得以结合理性的参数分析。
4、 室外风环境模拟软件fluent与算法软件grasshopper的协同设计
室外风环境主要采用CFD（computational fluid dynamic）模拟技术，CFD模拟技术是利用物质、能量和动量守恒定律，将计算区域划分为小的控制体，把控制空气气流的连续的微分方程组通过有限差分或有限方法离散为非连续的代数方程组，并结合实际的边界条件在计算机上求解。在CFD软件中，Fluent软件是目前国内外使用最多、最流行的商业软件之一。Fluent的软件设计基于"CFD计算机软件群的概念"，针对每一种流动的物理问题的特点，采用适合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度等各方面达到最佳。由于囊括了Fluent Dynamical International比利时PolyFlow和Fluent Dynamical International（FDI）的全部技术力量（前者是公认的在黏弹性和聚合物流动模拟方面占领先地位的公司，后者是基于有限元方法CFD软件方面领先的公司 ），因此Fluent具有以上软件的许优点。[10]
结束语：先进设计工具的显著进步使得人们意识到人类可以达到的高度和预期也是不断变化的，更为重要的是，工具本身并不能推动创新，而是将工具应用在设计构及设计过程中才具有意义，因此，我们必须沿用现有的设计及施工技术进行设计，同时确保不超过一定极限，这两个分水岭之间的外层为研究的思想、设计的方法提供了方向。[12]