基于BIM系统的绿色体育建筑设计策略研究

The proposed study is the first one of its kind to introduce Building Information Modeling (BIM) system to the green sports building design research. It provides a green design platform and a basket of available technologies for sports building, a type of pubilic builidng demanding highly-integrated technical and functinal design process. It has the potential to change the present situation where most sports building design focuses on one single measure or index. The proposed study thus has great theoretical and practical significance for the green design study of sports building. The study will establish a green indicator system of the sports building corresponding to each phase of the design cycle, and an integrated parametric design process based on the evaluation-feedback mechanism. The environmental performance of various combinations of design strategies can be quantitatively evaluated at each design phase, in order to supplement the subjective judgment by architects who used to rely solely on one's personal experience. With the help of BIM platform, a design can be analyzed by a selection of eco-software in a synthtic way at each design phase, especially the conceptual/schematic design phase, to strengthen the environmental performance and optimize the designed form and fabric, in order to rationalize the design effort/effect curve. The resultant BIM-integrated design strategy system of the green sports building will feature a set of design guidelines, a dynamic calculation software package and a life cycle environmental asessment system. The study will provide a solid foundation for the quantification of the ecology & energy efficiency performance and emission reduction of sports building.

本研究首次在体育建筑的绿色设计研究中系统引入建筑信息模型（BIM），为体育建筑这一技术协同性强、流程复杂的公建提供绿色设计平台和可选项成套技术，改变当前体育建筑设计中仅关注各单项节能指标的现状，对我国体育建筑的绿色设计理论和实践具有重要意义。 本研究通过建立对应于设计周期各阶段的体育建筑绿色指标体系和基于评价-反馈的体育建筑参数化整合设计流程，对所形成的绿色体育建筑设计策略在设计周期各阶段均引入相对应的量化评价，以弥补建筑师单纯依赖经验判断的缺陷；对设计周期各阶段，尤其是前期方案阶段全面整合BIM平台各类绿色效能分析软件，以加强设计的分析和优化，利用BIM的优势强化系统整合性，使设计投入/成效曲线回归合理；最终建立基于BIM系统的绿色体育建筑设计策略体系。研究成果最终以设计导则，动态计算软件包和全生命周期能耗评估系统的方式完成，力争为体育建筑的生态节能减排量化和系统研究奠定坚实的基础。

体育建筑一方面是城市的重要公共建筑，是城市综合实力的象征，具有很强的社会影响力；另一方面，体育建筑结构跨度大、建筑体量大、设计综合性强而且难度大，本课题以体育建筑这类技术复杂度高、设计、施工和运行流程复杂的公共建筑为研究对象。 . 主要研究内容围绕形成基于BIM系统的绿色体育建筑设计策略展开，涉及体育建筑设计研究，绿色建筑设计理论与全生命周期理论、以及BIM系统的应用与操作。目前已完成的研究主要包括：从体育建筑设计层面展开的项目选址、座席规模、功能复合化、观众厅形态、场地尺寸、外部环境设计、结构材料等设计指标的分类研究与评价分析；从绿色建筑全生命周期层面展开建筑性能优化与评价，对自然采光、围护材料、室内外热舒适、自然通风、围护结构热工等设计指标分类研究与评价分析；从BIM系统展开的应用于建筑设计各阶段的参数模拟输入、数据输出反馈、设计评价分析与平台整合研究。在体育建筑设计中，推进建筑性能化设计方法，将科学理性的设计分析方法带入到体育建筑设计当中，促使体育建筑向高性能、可持续的建筑方向发展。. 通过研究，建立对应于设计周期各阶段的体育建筑绿色指标体系和基于评价-反馈的体育建筑参数化整合设计流程，对所形成的绿色体育建筑设计策略在设计周期各阶段进行相应评价与反馈，弥补建筑师依赖经验判断形成的设计缺陷；对设计周期各阶段，尤其是前期方案阶段利用BIM平台对建筑进行绿色效能分析，加强设计的分析、优化与反馈评价；研究在BIM平台支持下，形成基于BIM系统的绿色体育建筑设计策略体系，和全生命周期层面的体育建筑性能优化与评价方法。. 课题研究，填补了体育建筑研究领域的部分空白，系统梳理了绿色体育建筑的设计评价指标，建立绿色体育建筑设计指标集，对BIM平台在绿色体育建筑中的协同优化作用及其对体育建筑全生命周期节能应用的关键技术进行探索，对体育建筑的生态节能减排和系统研究具有重要的意义。