胡兴华｜一座数字化标杆建筑生成记

作为一家立足建筑行业的软件企业，广联达提出了“绿色建筑、共创美好生活”的理念，并于2014年发布中国数字建筑白皮书，希望能立足建筑行业为客户提供数字化解决方案及相关服务,以实现企业的数字化转型战略。基于这样的背景，2018年广联达集团筹建西安广联达数字建筑研发大厦，旨在打造数字化集成管理示范项目。大厦将容纳广联达智慧建筑软件研发和测试中心、大数据平台、物联网系统集成中心和区域总部及建筑产业链上下游合作企业。广联达集团希望项目致力于打造面向未来的办公建筑。如何解读广联达集团的期许，可以用三个关键词来定义：绿色低碳、智慧健康和数字建筑，而项目的设计也是围绕这三个方面展开的。

01

建筑方案的形成

项目基地位于西安市经开区，东临明光路，北临北三环高架，西侧为高架匝道，南侧接西安交大机器人研究中心，地形东西向长190米，西侧宽60米，东侧宽90米。基地存在三方面的不利因素：

1）场地南侧被高层建筑遮挡，西面和北面被城市高架遮挡，东侧明光路展示面也不大；

2)场地周边高架巨大的交通流量给场地带来严重的噪音、灯光及空气污染；

3)场地位于西安城北侧临工业区，城市环境与空气质量均不乐观。显然，场地环境与广联达 “绿色建筑、共创美好生活” 的定位存在巨大的落差。

建筑设计始于对项目所在城市地域气候特征、场地环境和建筑需求的分析。

1）如何才能有效减少场地环境对建筑的不利影响；

2）如何才能响应广联达集团对项目的期许，让建筑从局促的城市环境中凸显成地标；

3）如何才能切合绿色建筑、数字建筑理念，提升建筑环境的品质，创造美好生活。方案策略逐渐成形于对场地的条件和设计目标的思辨中。

1.1 建筑形态的思考

建筑形态除了要满足功能的需求，并有美学方面的思考，还需要解决两方面的问题：弱化环境的不利影响，凸显建筑的识别性。

设计对场地内可能的建筑形态、朝向进行了列举，通过对不同建筑体态受环境因素干扰情况的模拟分析、比对和筛选，摒弃了常规思路80M高塔楼 +裙房的造型模式，而是选择无裙房单栋50M高的建筑造型，这样集约化设计使得建筑具有更低的体型系数和外表面积，有利于建筑保温隔热，降低建筑高度的同时有效降低了建筑受外部噪音干扰的高度角，以达到节能降噪的目的。

功能布局也体现了被动设计的原则，西安属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷少雨雪，春秋有阴雨天气出现，全年盛行风向为东北风。设计把办公区域布置在场地南侧，将会议室、交通核等辅助功能用房布置在东西两翼，并在北侧围合成采光中庭，即保证了办公区和各功能空间的采光通风需求，又能达到冬季防风的效果，而两翼的功能用房与中庭空间共同形成声屏障，有效解决城市交通对办公区所带来的噪音干扰。   

1.2 建筑可识别性

可识别性对期许成为公众示范的项目显得尤为重要。项目规划限高80米，东面住宅高度为100米，南侧办公楼也高100米，北面的城市高架也有10米多高，要让建筑在都市丛林中找到自己的位置，并从城市空间中脱颖而出并不是容易的事。设计借鉴了中国古典园林小中见大和借景的手法，建筑外表集约朴素但内涵丰富，面向北三环的建筑立面上设计了一个巨大的橱窗，建筑师希望城市能够透过橱窗看见建筑中庭内丰富的空间与多层次的垂直绿化，也希望员工也能从室内眺望城市空间，节假日橱窗又变换成广告墙，把北三环巨大的车流量转换成品牌宣传的流量。

建筑色彩也是凸显建筑的有效策略，虽然建筑高度集约，但其体量在城市中还是显得略小，我们想借助建筑色彩的张力彰显建筑，同时又希望色彩有城市的属性，为此调研了两公里范围内所有建筑的立面颜色，通过多色系的颜色对比，选择了广联达的传统的棕红色，颜色饱满富有张力；又能体现长安不夜城的红色印象，配合企业色渐变成建筑的主色调。在周边灰白的建筑中显得气质不同。建筑外墙的垂直和竖向板是建筑遮阳和建筑声反射系统的功能需求，设计对竖向板结合色彩进行了数字化编排以体现广联达互联网企业的特质。

1.3 生态中庭的创新设计

生态中庭的设计首先是能给办公场所与外部环境间形成物理隔离，同时能实现建筑环境的多样性。设计希望把零散的景观空间纳入到建筑中，整合成一个由建筑包裹的城市绿肺，为员工创造一片自然生长的绿意，阳光、空气和水是其主题，改善了建筑的微气候条件，宛如城市中的森林。以体现广联达所倡导的美好生活。

中庭面积近1800㎡，高度50M，拥有完善的生态系统，庭院中树木繁茂、流水淙淙，可以近距离体验阳光、树林和瀑布给人带来的震撼，给人以身处自然之感。中庭的视觉焦点是高达36米的线性瀑布和穿行在树梢的林中步道，瀑布、雾喷和溪流构成的水系统，即可以湿润干燥的空气，为中庭的植物营造适宜的生长环境，又增加中庭空间的灵动性。为了提高中庭空间的视觉感受,景观工程师和植物学家深入探讨后,采用乔灌草结合的复层绿化和垂直绿化方案，选择当地的物种为主以提高存活率，搭配不同种类、高度、颜色和季相变化的植物，多样的植物营造出自然氛围，让植物之间相互依存并自然更替；同时采取智能控制系统实现室内温湿度调节，比如夏季通过顶部天窗和遮阳帘的开闭来实现对室温的调节,人员活动区域则通过空调系统局部调温等。

生态中庭及其中的咖啡吧、阅读吧、企业展厅、生活便利店都是向城市公众开放的，林中步道将几个楼层联系在一起，为员工们营造出自由交流的空间，走在其中能感受扑面而来自然气息，可以细听轻巧欢愉流水之声。空中环形跑道连接室内健身区、图书室等，旨在鼓励员工积极参与以调整其身心健康；每层设置的办公休憩区，让员工可以独立思考，也可以聚在一起发散思维。而暖色调木质箱型空间X-box是 “协作”概念的体现，嵌入巨大的中庭空间，呈现出空间的现代性，既满足正式会议的需求，又可实现即时交流、头脑风暴，给员工带来真实的社区体验，为团队合作带来极大的灵活性。这些都让生态中庭成为激发员工与环境互动，探索适合工作模式的绝佳空间。

建筑需要融入城市，给城市提供交流的空间，生态中庭的设置使得建筑不再是城市孤岛，而与城市的关系变得更加紧密。

02

绿色低碳助力双碳目标

建筑行业是我国现代化产业的重要组成部分，在绿色经济、双碳目标等浪潮之下，在国家绿色转型等严峻问题的倒逼下，建筑业转型已经提升为国家发展战略。绿色低碳建筑符合国家和社会的发展要求。广联达集团早在2011年建设北京中关村二期总部大楼就确定了绿色建筑的目标,西安项目更是提出了绿色建筑共创美好生活的示范要求，为此设计确立了绿色低碳的主要技术路线：以高性能围护结构和建筑整体气密性提升建筑性能，以因地制宜的形态设计、遮阳、自然通风、自然采光等被动式技术手段降低建筑冷热负荷；同时通过合理优化建筑用能系统，提升建筑整体能效，实现绿色低碳建筑目标。

2.1 因地制宜的设计策略

方案初期通过不同建筑形体组合并比对分析，以获得体型系数较低且节能、对环境友好的建筑造型。造型设计和功能布置契合被动设计原则，建筑沿南向布置办公空间实现自然采光和通风，最终达到建筑夏季自然通风、冬季防风的效果。公共空间则围绕中庭设计，中庭采用电动排烟天窗以保证中庭的采光通风需求，并选用紫外线透过性能好的天窗超白玻璃,为植物的生长提供更接近自然的光环境。

充足的阳光倾泄下来，郁郁葱葱的室内绿植能带来自然气息，高低搭配的绿植让中庭空间变成一个天然氧吧，设置在树间的步道鼓励员工在工作间隙去触摸自然。地下员工餐厅及厨房结合景观下沉庭院，开设自然采光天窗及光导管，将阳光引入到地下空间，尽量减少地下室的人工照明。

2.2 围护结构

项目非透光围护结构采用的墙体保温材料为75厚岩棉，屋顶的保温材料为125厚聚氨酯复合板。屋面传热系数控制在0.25W/(㎡·k)以下，外墙传热系数控制在0.35W/(㎡·K)以下；项目外窗传热系数控制在1.8W/(㎡·k)，较现行节能标准均有较大提升。节能保温：建筑体量非常简约，气密性均能良好，拥有南向大窗户和中庭天窗冬季可以最大化吸收阳光，夏季窗户外遮阳减少得热。

2.3 被动式建筑设计

除采用高性能外窗和墙体外，自然通风、外遮阳和自然采光是减少空调负荷和照明能耗的有效途径，同时，被动式手段的应用可以大幅提升室内环境的舒适度。强化了自然采光设计、利用自然通风降低冷热负荷、采用建筑外遮阳、通过采用大面积生态绿植等方式调节室内温湿度、营造舒适的室内声场环境、地下室局部采用了光导技术。

2.4 主动式技术

主要集中于提升用能系统整体能效。高效照明和节能电器是降低建筑整体能耗的有效途径，机械通风系统须配有热回收装置，热回收的全热回收效率可以达到75%。建筑采用了电动遮阳系统，减少夏季的阳光直射进入中庭。

2.5 可再生能源利用

主要集中于太阳能光伏利用、光热利用和空气源热泵系统。大楼采用太阳能光热技术和太阳能光电技术，光伏设备布置在屋顶。项目采暖空调系统冷源采用离心式冷水机组，热源采用市政供热，地下一层设换热站，末端采用风机盘管+新风系统，均可独立控制。

2.6 绿色交通

鼓励使用共享出行方式和公共交通。沿明光路人行出入口210米处设有经开区政务服务中心公交站；301米处设有地铁四号线凤城十二路地铁站。项目设置机动车停车位415个，全部位于地下，其中充电桩车位65个，占总车位数10%以上，无障碍停车位5个；设置非机动车位820个，位于3地下一层，同时设有非机动车道；设置视频监控系统和地下车库管理系统用于地下车库管理等。

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智慧健康服务未来

西安广联达数字建筑研发大厦从外观设计到使用功能以及能源供应方式等都在积极迎合未来发展需求，实现了建筑绿色的共享化、建筑健康的服务化，以及建筑智能的感知化，通过数字化建造理念和手段，努力成为集绿色、节能、健康、智能于一身的能够面向未来的数字建筑，

3.1 人性化关怀与健康工作方式

设计以满足员工需要、提高员工社交意愿为导向，创造现代和舒适的工作环境，一层中庭设有生态公园，使得员工更加亲近自然；二层以上分别设置有室外露台和活动场地；三层共享平台设置路演区和攀岩墙；六层设置空中环形跑道和健身，孕期休息室和哺乳室、托儿所、四点半课堂和阅览室；屋顶设置有机农场；配置无障碍入口、无障碍电梯、无障碍卫生间等设施。办公区采用装配式灵活隔断，以适应未来不同的功能需求；工作位采用可调节高度的座椅和工作面；员工也不再被限定在固定工作位，在不断进化的办公空间中担当多种角色，除了私密讨论所需的空间，工作环境在视觉上开放、更友好，方便员工以更适合的工作方式来完成工作。

3.2 健康环境的实现

建筑体型系数良好为0.12。再通过中庭及垂直绿化、外墙外保温系统、综合遮阳措施、高效节能的设备系统，动态能耗经计算得出项目系统能耗降低幅度为16.8%；新风机组及地下室风机的单位风量耗功率满足规范要求；项目设置CO₂、PM2.5、PM10多合一探测器，实时接收浓度信号，并自动控制新风机设备；在新风系统中安装中效过滤段，有效过滤空气中的杂质，中庭中设有36米高的线性瀑布用以调节中庭空间的湿度；中庭内的植物也将改善室内的含氧量减少CO₂浓度；为员工提供健康的工作环境，使员工拥有舒适的室内热环境和风环境；设置检测仪，动态收集分析并严格控制室内温湿度、噪声、空气中的氨、甲醛、苯、总挥发性有机物、氡等污染物浓度。新风系统在过度季节可调节新风量，实现全新风运行，新风系统根据室内CO₂浓度启停，在满足室内舒适度的前提下最大限度的节省能源。

3.3 智能管理系统

项目采用EBI楼宇智能管理系统，对楼宇的全年用能进行全面的分析并自动优化，对楼内冷热源、空调系统的最佳控制，室内外温、湿度的自动调节，新风量的控制，空气质量PM2.5、CO₂、噪声、风速、风压差等监测，可以让建筑更新其健康状态，自我管理、自愈和保护自身的安全，自我创造低能耗环境，社交距离监控，节能减排以及空间布局优化，从而使设施管理者可以通过链接的解决方案来降低成本。

除了常规的智慧系统，项目中采用了人脸识别安全系统、室内精准定位系统、智能寻车导航、手机智能召唤电梯等智能化服务为员工高效办公与生活提供多种智慧解决方案，只需要通过手机APP员工就可以进入云空间，方便的预约使用大楼内的公共空间，如社群空间、咖啡厅、睡眠舱、健康小屋、培训室、多功能团队会议室、僻静的工作位等区域，满足员工办公、生活和社交需求。

04

数字建筑的新路径

建筑行业面临生产方式粗放、建设成本高、信息化水平低等问题日益突出，要想用科技创新驱动建筑业生产力，首先要从理念上进行转变。2014年，广联达在建筑行业内首次提出“数字建筑”理念，引发全行业关注，历经几年探索与实践，数字建筑的内涵已被进一步深化。从设计、建造、运维的全生命周期，数字化的手段日趋贯穿建筑，随着BIM、云计算、大数据、人工智能、物联网等数字技术的发展与应用，一场深刻的变革正在建筑行业内快速展开。

数字建筑不仅仅局限于设计阶段，而是要设计、建造和运维三方面整合成一个团队、搭建一个模型并共享一个管理平台。一个数字建筑从设计到交付运营需要多方共同参与协作，因此对于项目组织和管理模式的创新也是数字建筑落地实践的关键。数字化集成交付（IPD）实现了项目组织流程和商业模式的集成变革，能够有效解决建筑业生产和组织割裂、效率低下的问题，是解决项目参与方争端和博弈的根本途径，代表建筑行业整体向精益化转型发展的方向，从而实现数字化转型驱动建筑行业高质量发展。

4.1 一个团队

基于以数字建筑理念为引领，广联达项目团队联合广晟精益管理团队、华汇集团伍维设计、瑞森新建筑形成项目IPD团队开展数字化解决方案的研究，加强参与方的沟通与协作，将“一个共同团队，一个项目计划，一套业务流程，一套作业标准，一套唯一数据，一套赋能平台”的目标贯彻在西安项目全过程，指导项目数字化集成交付新实践。

建筑项目从设计、施工到管理运维需要多方共同参与,西安项目在组织管理模式有创新, IPD团队模式弱化了传统甲乙方的工作机制。项目虽然远在西安，广联达并没有要求设计驻场，而是在签订协议后第一时间向华汇集团派了网络工程师安装思科视频系统，要求设计团队每周五线上参加工作例会和参加不定期进行工作坊会议，工作坊会议则是邀请斯坦福大学教授线上或线下培训精益建造理论和应用。协调工作机制的建立本身就体现了数字化的特点，项目建设期正好是新冠疫情持续的三年，团队间的协调可以说不仅完全没有受到疫情的影响，而且体现了线上交流的优势，团队间也没有相互推诿。历时三年，作为数字建筑高完成度示范标杆也印证了组织管理模式的高效。

4.2 一个模型

在数字建筑中，智能化技术的多场景应用已成为显著标志，尤其是BIM等关键技术的应用，通过建筑的可视化、数字化，帮助实现全过程、全要素、全参与方的数字化解构的过程。因此西安项目被要求竣工时交付物理实体建筑+数字虚体建筑两个建筑。而这两个建筑的实现都是基于BIM和数字孪生等技术为支撑的，BIM该如何支持设计、施工、运维决策和实施，BIM既是模型，也是过程，BIM的价值归根结底在于其数据，如何运用这些数据进行分析和管理才是最重要的，通过数据分析智能决策，进而实现全部项目的精细化管理，提高公司的效益，所以BIM不能仅仅停留在模型上，还要和现场应用相结合。

不同阶段的BIM模型要求也会有不同的侧重，设计阶段关注的是建筑系统的设计、能耗分析、设备及末端的选择、管线综合布线、管材和管件的使用，工程造价算量、图面清晰表达；施工阶段关注的是：确认设计模型的可传递性、设备及末端的几何尺寸与定位、管线综合的深化设计、安装工序、支架的安装、设备的运输安装便利性、能清晰的指导施工和工厂预制；运维阶段BIM模型关注的是：模型的准确性和参数化、管线综合的可实施性和真实性、运维参数的可传递性以及提高项目全生命周期的效率与收益。

广联达要求将BIM技术有机融合应用到建筑工程规划设计、生产采购、建造、运维等项目全生命周期过程中。在设计阶段中，建筑、结构和机电专业设计工程师在同一平台上建模，模型随时在云端调取，通过更新模型实时检查设计冲突，不必在设计结尾时再协调解决存在的问题，最终整合成一个工程模型，有利于各专业之间互相协调，不仅能及时有效地解决设计过程中遇到的问题和冲突，而且准确清晰的设计模型又为施工阶段奠定了基础。拆分到工作面的设计图和工作模型，清晰明了工人的作业内容和管理团队的验收标准，为实现数字化施工提供了技术支撑。据悉，在建设过程中，利用数字化技术将模型细化到构件、排程分解到末位、工序工法标准化、现场信息化，将工程施工提升到工业制造的精细化水平，在建设中实现项目排程交付工序21000个，建立了680个工序标准，最终提高项目的整体运营效率、管理效率和生产效率。

4.3 一个平台

传统建造模式下，建设工程各环节之间的标准不统一、数据不互通、业务体系不联动，造成生产效率低、资源浪费严重。在此背景下，广联达以BIM为数据底座搭建数字新建造管理平台，通过这一贯穿工程建造全生命的一体化平台来管理工程，有助于实现项目中设计、采购、制造、施工、运维等各环节之间的业务交叉与数据融合，有助于实现工程建造整体的优化以及项目投资收益的最大化。

广联达为平台用户提供了各环节的工作软件以及最新的施工现场物联感知工具；实践了智慧工地的智能化设施设备应用；同时将自动采集的现场项目数据实时汇总，通过三端一云形成对项目质量、进度和成本的协同管理；并将项目的工程信息和经营管理数据及时、准确、完整地呈现给项目管理团队，方便进行目标设定、过程管理、费用支付、资源支持和风险监控。在后期运维中，通过数字虚体建筑则可随时追溯建造过程中的各类信息和数据，为后期运维提供信息模型和数据支撑，保障建筑建成后健康、高效运行。比如设备设施故障排除时，通过数字虚体建筑对设计、施工等因素进行追溯分析，高效定位问题。借助数字虚体建筑实现建筑全生命周期信息的完整性和连续性，提高运维服务能力。

设计依托协同平台开展数字化集成设计，了解并深度参与数字化精益建造和智能化现场管理，以实现高品质绿色建筑目标。数字化集成管理本身就是建筑行业的创新，西安广联达项目数字化技术的实践不仅践行了广联达数字建筑的理念，也将为客户提供数字化解决方案及相关服务示范。

05

结 语

广联达（西安）数字建筑研发大厦作为数字建筑的落地实践项目，充分展示了新型数字建筑特点，项目将数字建筑理念、IPD模式、精益建造方法相结合，探索并引领数字建筑的发展方向。

设计中我们更多的是从在地性的角度去思考建筑以及场地需要解决的问题。北三环巨大的车流给项目带来的交通噪音是设计必须解决的问题，生态中庭作为办公空间和城市间的过渡空间有效改善了办公空间的物理环境，同时面向城市界面的生态中庭犹如一个巨大的展示橱窗，向城市展示了广联达“绿色建筑、共创美好生活”实践案例。生态中庭无疑也是建筑核心的公共空间，所有的交通空间、办公空间围绕它布置，每一个功能空间都有非常好的视觉效果，中庭和其中的架空步道则是工作之余休憩和交流的场所，空中健身跑道、攀岩墙、篮球场、托儿所、哺乳室、阅览室等共享公共空间的营造无疑是对美好生活的诠释。

戴利(Herman daly）在1857年指出建筑与生物体在应对外部环境的机制上存在关联性。“建筑并非一堆毫无生机的砖、石、钢铁，它是拥有自身循环系统的生命体。通过这个系统，冬季可以输入热量，夏季可以引进新鲜空气，风、光和热通过此系统循环和转化。”西安广联达数字建筑研发大厦正是承载着“绿色建筑，共创美好生活”希冀的实践，作为建筑师我们希望这会是一颗绿色、健康、数字建筑的种子，让更多的人了解。

文/胡兴华 华汇工程设计集团股份有限公司

编辑/中设协建筑设计行业网

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