科技研究报告 | 建成环境中科技的多种(交互)作用 科技研究报告 | 建成环境中科技的多种(交互)作用

科技研究报告 | 建成环境中科技的多种(交互)作用

科技,以其多种表现形式,已经长时间渗透于我们的日常生活中,并改变了我们的工作、居家和休闲方式。对于设计师来说,21世纪初新型数字软件程序的出现意味着建筑师们终于可以放下手中的铅笔,从绘图桌移步至电脑屏幕,在这里会有各种新的、参数化的乐趣迸发。

然而,在这期间,设计工作室和外部环境都发生了巨变。紧迫的气候变化问题,城市化、人口老龄化和社会经济不平等等社会挑战也在很大程度上影响了行业焦点的转移。如今,建筑师和城市设计师研究更健康、更具适应性和影响力的建成环境解决方案显得极其重要。随着生活成本的上升和持续出现的能源危机,我们在建成环境中采用的设计、建造技术需要更加智能和高效。虽然科技已有诸多创新,但关键问题是我们如何应用并适应科技,为所有人创建福祉?

作为设计师,我们正处于独特的位置,与相关专业的伙伴合作,共同缩减建筑、技术、施工和终端用户之间的差距。在UNStudio,专门的设计科技团队负责为我们的全球团队和客户开发技术解决方案。这些解决方案的目标是使我们的设计更加智能,促进高效施工,使我们生活的建成环境更加健康。此外,我们的体验设计专家UNSxUNSFutures团队,应用最新的科技和基于数据的系统,为在城市发展中工作和生活的人们服务。

设计过程中应用的科技

实现一体化工作流程,以确保质量并降低风险

关于BIM
建筑信息模型(BIM)是目前在设计过程中应用最全面的科技。虽然BIM已经应用了很长一段时间,但近年来,它逐渐演变成为顾问在项目中采用的最综合、最全面的工具。

正如René Toet(UNStudio高级建筑师/协理)在为本报告进行的深入访谈 中所述,应用三级BIM 将使所有受益者都可以在应用实时、云导向型、全面整合的3D模型工作。这个模型形成了从方案设计到施工,再到施政管理全过程的基础。

三级BIM确保了一体化的工作策略,所有参与方都可以即时看到设计的所有更改,并在发生任何冲突时标记出来。现在BIM可以兼容施工文件,它在降低施工现场风险的同时保持了设计质量,因此有利于承包商和业主的成本控制。

由于BIM模型中每个单独的模块或产品也可以拥有循环及其生态足迹相关的信息,因此在进行循环和可持续设计时,BIM也变得必不可少。在设计早期阶段融合这些信息可以实现快速和自动碳排放评估,并且可以在选择特定建筑技术或材料时起到推动作用。在UNStudio,我们目前正在研究于设计早期阶段—甚至在概念设计阶段引入BIM设计以便研究这些因素如何推动我们的设计。

UNStudio从20世纪90年代末BIM最早版本首次发行时就开始应用。随着早期应用后,我们开始编写自己的设计工具,使我们能够评估设计在可持续性、能源性能、采光、经济参数等方面的表现。

如今,在我们内部的创新平台和设计科技团队的协助下,我们正在编写自己的工具集。这样我们不再需要外部顾问对我们的设计进行评估,反而可以自己提供这些服务。

此外,通过建筑师、承包商、工程师等共同研究一个BIM模型,使之可以成为一个生命周期的数字孪生,以供施政管理团队在未来建筑维护中使用。

利用数据进行设计
然而,这种数字孪生的益处并不局限于建筑维护。这样的模型也可以用于未来空间调整。例如,推出一个数字孪生并结合能够分析不同参数的传感器,可以让业主或租户了解如何更有效地使用空间,提高用户舒适度,或调整装置以更好地应对气候变化。设计师还可以从通过建筑中的主动使用获取信息,并将相关发现应用于新的设计中。

从主动使用现有空间中收集信息也是我们未来团队在最近对机场设计研究中所采取的方法。通过一项旅客在机场的生理读数调查研究,团队能够从心理和认知角度发现痛点。这项研究包括眼球追踪和情绪反应监测,调查了用户体验的各个方面-其可以受不同阶段旅行体验的主动影响。通过改变其中一个认知标准,就有可能主动影响情绪曲线和乘客旅程体验。进行调查的目的是为设计决策提供信息,从而有助于直接改善旅客体验。数据调查结果可以用来重新审视现状,并开发创新概念以创造理想的机场体验。

沉浸式体验
虚拟现实和人工智能也越来越多地出现在设计师的数字工具箱中。虚拟现实技术能将电脑屏幕上的3D模型设计转换为空间和实体的真实体验,人们也因此可以沉浸式地深度体验项目。

随着用于设计的人工智能软件兴起,建筑师现在也可以利用机器学习作为构思理念和方案测试的工具。在UNStudio,我们目前正在研发自己的第一个工具,希望通过机器学习协助设计构思。

施工中的科技

科技有助于解决建筑施工行业中的环境挑战

不可否认,科技已经对设计产生了深远持久的影响,但科技在建筑施工领域的应用似乎仍有些缓慢。这导致延长了施工周期,从而增加了成本,造成了不必要的浪费。目前,建筑施工行业所产生的废弃物占欧盟所产生的废弃物总量的三分之一以上。建筑施工行业迎来了的创新时代,但仍需大力鼓励新科技的应用,以便全方位地提高效率,落实生态绿色的可持续策略。

3D打印和机器人手臂的使用(类似于汽车工业中使用的机器人手臂)可以确保设计的复杂性,同时显著提高施工效率。众所周知,预制和模块化设计可以大幅降低施工成本,而材料许可促进最大限度地增加建筑组件的循环使用,进而形成大规模可持续的城市资源库。

确保建筑使用的材料完整性有助于材料在未来的循环使用。材料许可有助于追踪建筑中的各种元素,并提供拆分信息。这意味着我们现在可以将建成环境视为可以获取材料的材料库或城市资源库。这种方法的广泛应用,不仅可以降低从环境中获取新原材料的需求,同时也为新的商业模式和附加经济价值开辟了道路,从而形成了材料循环使用的完美闭环。

建筑师和设计师在推动这种变化中发挥着重要作用。设计时充分考虑预制和模块化建造,不仅鼓励了应用更机械化的建造方法,还有助于加快施工进度、降低成本和减少二氧化碳的排放。在设计过程中,如果将所有材料和产品细节信息输入BIM模型的数据集,以便未来灵活拆除,从而避免过度浪费。

请查看此处Alexander Kalachev (UNStudio高级建筑师 /协理)的主题演讲。

后期使用中的科技

运用科技打造有影响力和以人为本的空间

在建筑师和设计师的领域中,新科技的应用不再局限于设计和施工。在UNStudio,我们在设计中应用数字化服务,旨在改善我们使用和体验模拟空间的方式。

UNStudio未来团队提供的服务之一是数字和基于数据的系统的构思和集成,这些系统专门为开发的最终用户服务。正如Ren Yee(创新战略负责人)和Huey Chan(战略设计师)在本篇播客中所解释的那样,智能绿色增长和维持良好生活质量的需求对建成环境技术的发展方向起决定性作用。

从交通到城市农业,从能源消耗到废物管理,甚至到我们设计街道和公共空间的方式,科技显著地改善了我们日常体验场所的方式。

通过针对性地在新项目或现有项目中应用专项数字化服务,可以满足不同时代对健康和福祉、文化、家庭生活、工作、生产和休闲方式的需求。

可持续、社会化和健康的服务也可以应用于集成,不仅可以改善在特定场所的生活体验,还可以为建立更紧密、更强大的社区奠定基础。

UNStudio未来团队还与客户和市政部门合力改善现有空间。在这种自下而上的方法中,中介因素通常可以使当地社区 “拥有”并决定其周围环境的变化。随后,团队多角度地从城市中发掘,确定用户的关键需求,并使用数据来设计更好的用户体验。

总体而言,近年来,设计行业及时应用新科技,受益于各个利益相关者。虽然建筑业将可以更加积极地在项目中广泛应用新科技,但启用后服务目前正处于一个令人振奋的创新研发阶段。

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相关内容:

访谈>> UNStudio高级建筑师/协理René Toet阐述了科技对当今设计师的有利之处。

播客>> 我们的主持人Mira Stanic与创新战略主管Ren Yee和战略设计师Huey Chan共同探讨了针对项目启用后的科技创新。

讲座>> 高级建筑师/协理Alexander Kalachev概述了施工建设尚未适应的原因,以及推动建筑走向更可持续和节约成本未来的科技。