整栋建筑设计

由唐·Prowler, FAIA -唐纳德·Prowler & Associates
修订和更新Stephanie Vierra, Assoc。AIA, LEED AP BD+C - Vierra设计与教育服务有限责任公司

建筑的作用与整体建筑设计案例

建筑看似复杂。在最好的情况下，它们将我们与过去联系起来，为未来留下了最伟大的遗产。它们提供住所，鼓励生产力，体现我们的文化，当然在地球上的生命中扮演着重要的角色。事实上，建筑的作用是不断变化的。今天的建筑是生命维持系统、通信和数据终端、教育中心、司法中心和社区等等。它们的构建和维护非常昂贵，必须在其生命周期中不断进行调整，以有效地发挥作用。建筑的经济学已经变得和它的设计一样复杂。

美国能源情报署的数据显示，建筑物每年排放的温室气体占所有温室气体排放量的近一半(48%)。美国发电厂发电量的76%用于建筑行业¹由于室内环境质量差，建筑往往会导致哮喘和过敏等健康问题。在建筑中，安全也是最重要的，与安全相关的支出是增长最快的支出之一。

为了应对这些挑战，联邦政府采取了一系列措施行政命令而且授权．

联邦政府通过实施行政命令和命令来应对这些挑战。2005年《能源政策法案》(公法109-058)将高性能建筑定义为:“整合并优化所有主要高性能建筑属性的建筑，包括能源效率、耐久性、生命周期性能和居住者生产力”。

2007年的《能源独立与安全法案》(EISA)进一步制定了一项新的积极的计划，以在2030年之前实现我国建筑的能源独立。该法案要求联邦建筑(新建和翻新)在2010年实现化石燃料能源消耗减少55%，到2030年达到100%。该法案还要求可持续设计原则适用于选址、设计和施工。值得注意的是，该法案将高性能建筑定义为在生命周期基础上对所有主要高性能属性的集成和优化，包括节能、环境、安全、安全、耐久性、可达性、成本效益、生产力、可持续性、功能和运营考虑。这些问题是整个建筑设计的同义词。

其他私营部门的项目，比如USGBC LEED®评价系统，定义可持续建筑的标准和措施。此外,建筑物安全委员会(BSC)的建筑物评级系统此外，还设立了专业人员认证，以帮助衡量和基准建筑物的安全性。私营部门和工业部门也通过创造更多具有多重效益的产品和系统作出了回应。现有的知识、材料和系统可以随时获得，对环境和建筑居住者的生活质量产生积极的影响。

整体建筑设计包含所有这些问题和程序，是接近建筑项目的基本方法。理解整体建筑设计概念将使您能够以综合的方式思考和实践，以满足今天和明天高性能建筑项目的需求。

整体建筑设计的理念与构成

“整体”的概念并不新鲜。1926年，南非总理兼哲学家Jan Christian Smuts创造了“整体主义”一词。他认为自然界没有单独的部分，只有对整体做出贡献的模式和安排。巴克敏斯特·富勒(Buckminster Fuller)在1969年从事太空计划时也说过:“协同是我们语言中唯一一个表示整个系统的行为的词，该行为是由系统各部分或系统各部分的任何子组件单独观察到的行为所无法预测的。”

整体建筑设计借鉴了这些协同和相互联系的概念，包括两个部分综合设计方法和一个整合的团队流程．“综合”设计方法要求建筑利益相关者社区的所有成员，以及技术规划、设计和施工团队从许多不同的角度看待项目目标、建筑材料、系统和组件。这种方法偏离了典型的规划和设计过程，即依赖于在各自的专业领域工作的专家的专门知识，这些专家彼此之间有些孤立。

整个建筑的设计在实践中也需要一个完整的团队过程，在整个项目阶段，设计团队和所有相关利益相关者一起工作，评估设计的成本，生活质量，未来的灵活性，效率;整体环境影响;生产力、创造力;以及居住者将如何被激活。“整栋建筑”过程从项目生命周期中所有利益相关者的知识池中汲取，从确定建筑的需求，到规划、设计、施工、建筑占用和运营。

综合设计方法

每个设计目标在任何项目中都非常重要，但真正成功的项目目标是在早期确定项目目标，并在设计过程中保持适当的平衡;在规划和规划阶段，它们与所有建筑系统的相互关系和相互依赖得到理解、评估、适当应用和协调。只有采用一体化的设计方法，才能实现高性能的建筑。

整体建筑设计目标

在建筑物中，要想取得一个真正成功的整体工程，这些设计目标必须相互协调和平衡:

可访问的:涉及为满足残疾人士的特殊需要而实施的建筑元素、高度和净空。
美学:涉及建筑元素和空间的物理外观和形象，以及整体设计过程。
具有成本效益的:涉及到根据生命周期成本(在概念、设计开发和价值工程期间权衡选择)以及基本成本估算和预算控制来选择建筑元素。
功能/操作:涉及功能规划-空间需求和要求、系统性能、建筑物部件的耐久性和有效维修。
保护历史古迹:指在历史街区内或影响历史建筑的具体行动，其建筑元素和策略可分为四种方法之一:保存、修复、恢复或重建。
富有成效的:与居住者的福祉有关——身体和心理上的舒适——包括建筑元素，如空气分配、照明、工作空间、系统和技术。
安全/安全:涉及对居住者和资产的人身保护，使其免受人为和自然危害。
可持续发展的:有关建筑要素和策略的环保表现。

整体建筑设计提供了实现真正高性能建筑的策略:一个在其整个生命周期内具有成本效益、安全、可靠、可访问、灵活、美观、高效和可持续的建筑。

通过对这些相互依赖性的系统分析，并利用整个建筑设计策略来实现多重利益，可以产生一个更高效和成本效益高得多的建筑。例如，机械系统的选择可能会影响建筑中的空气质量、维护的容易程度、全球气候变化、运营成本、燃料选择，以及建筑的窗户是否可操作。反过来，机械系统的大小将取决于各种因素，如使用的照明和控制类型、引入多少自然光、空间如何组织、设施的运行时间和当地的小气候。同时，这些相同的材料和系统的选择可能会对项目的美学、可访问性和安全性产生影响。一个成功的整体建筑设计是一个解决方案，大于其各部分的总和。

整合的团队流程

为了创造一个成功的高性能建筑，设计过程也需要一个互动的方法。它意味着所有的利益相关者——参与设施的规划、设计、使用、建设、运营和维护的每个人——必须充分了解所有其他各方的问题和关注，并在项目的所有阶段密切互动。

谁需要在项目开始时参与进来，以确保团队过程的整合?每个项目都是独特的，需要团队和专业知识与项目的目标相匹配。团队可能包括但不限于架构师，景观设计师业主、客户、租户、工程师、程序员，室内设计师承包商、专家(安全、电信、声学、LEED AP)、社区成员或其他利益相关方、运营和维护人员，以及房地产买家等其他人。(见参与集成设计过程．)

设计会议——在项目开始时举行的集中和协作的头脑风暴会议——鼓励思想和信息的交流，并允许真正集成的设计解决方案形成。团队成员——所有的涉众——都被鼓励在他们的专业领域之外进行交流和解决问题。在许多人代表客户的利益和相互冲突的需求和支持者的复杂情况下，charrette尤其有用。参与者被教育关于问题和解决方案使他们能够“购买”概念性的解决方案。最终的解决方案不一定会产生，但重要的、往往相互依存的问题会被探索出来。(见规划和实施综合设计Charrettes．)

仅仅以整体的方式设计项目是不够的。在定义的生命周期内确定和度量集成设计解决方案的有效性和结果也很重要。考虑进行设施性能评估确保高性能目标已经实现，并将在未来继续实现生命周期项目的。考虑重新调试，以确保通过不断的调整，建筑将继续保持最佳性能。(见2022世界杯赛程安排而且调试文档符合和验收．)

新出现的问题

随着建筑世界的不断变化和复杂性的增长，附加的程序和信息将对整个设计、规划和施工社区产生影响。其中包括建筑信息模型(BIM)软件是计算机辅助设计的持续趋势。许多建筑物都是直接根据BIM创建的电子模型建造的，一些建筑师不再绘制图纸，而是“在他们的计算机中建造建筑物”。BIM有可能改变施工过程中图纸的作用，提高建筑生产力，并使考虑和评估设计方案更容易。BIM还有助于整合各个设计团队的工作，进一步鼓励和要求一个集成的团队过程。

高性能建筑物具有能源效率，对环境的影响有限，并以尽可能低的生命周期成本运行。还有许多其他的方法和工具来实现高性能建筑，如使用全寿命周期成本分析，集成设计流程的综合能源解决方案建筑信封,2022世界杯赛程安排．