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2022-12-20
报刊:东南大学报

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  • 开拓绿色创新之路助力建筑低碳发展

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    摘要:中心成员照片2022计算性设计学术论坛暨中国建筑学会计算性设计学术委员会年会Java编程到农房规划设计(宿豫区大兴卢集新

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科研新生数字赋能

——数字建筑研究中心发展感想

   期次:第1493期   作者:唐 芃  张佳石


中心成员照片


2022 计算性设计学术论坛暨中国建筑学会计算性设计学术委员会年会

Java 编程到农房规划设计(宿豫区大兴卢集新型农村社区低密度农房)

建筑学是一门致力创造美好人居环境的创意工科。 建筑业的高质量发展需求为建筑学学科发展提出新的探索方向, 并具有鲜明的实践指向性。 2020 年住建部、国家发改委等 13 部门联合下发 《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,提出“大力发展建筑工业化为载体,以数字化、智能化升级为动力,创新突破相关核心技术, 加大智能建造在工程建设各环节应用,形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、 运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系,提升工程质量安全、效益和品质,有效拉动内需,培育国民经济新的增长点”,为建筑学的研究与建筑设计企业的发展指出了方向。 面向智能设计与先进建造的系统优化技术正是在当代助力建筑学科和行业发展尽快适应信息时代新需求的新引擎, 并有望在建筑领域实现以智能化为关键特征的“设计-建造”一体化系统突破。广义上讲,建筑学又是一门涵盖了从城市环境到室内环境设计的综合性创意工科,其涉及的方向涵盖了从大尺度城市设计,景观设计, 建筑设计甚至日常用品设计的每一个方面。在这个意义上,智慧城市,智慧建筑,智慧运维等技术的探索都在建筑学的学科研究范围之内。

 

抓住以上社会与行业发展需求, 适应信息社会发展需求和建筑行业技术进步的发展趋势,适应东南大学一流学科发展进程,东南大学建筑设计研究院有限公司(以下简称“东大设计院”) 与建筑学院于 2020 年 7 月共同成立了“建筑数字研究中心”(以下简称 “数字中心”)。数字中心是一个回应学科与行业的需求, 建立学科与行业、研究与实践并重的有机整体。以智能化信息技术为引导, 探索智能设计在建筑设计方法与设计实践中的系统化革新, 并逐步建立起以建筑设计企业引领的 “智能设计-先进建造”的数字化产业链为工作目标,几年来在不断的制度建设和实践探索中取得了一定的成效。

 

制度建设

 

“数字建筑研究中心” 是东大设计院建立的专门的研发机构,其建设目的是应对住房和城乡建设部等部门关于加快新型建筑工业化发展的行业变革与需求,抓住设计生产过程中的难点痛点,切实解决实际项目中的问题,提高生产效率,提升多专业协同工作能力。“数字建筑研究中心”的人员组成由数字中心专职员工,建筑学院建筑运算与应用研究所专任教师、外籍专家、硕博学生等兼职人员共同组成。 目前数字中心专职人员总计 5 人,中心主任由建筑学院唐芃教授兼任。

 

数字中心的成立在东大设计院的历史上是一个新鲜事物,数字中心不属于生产部门,在初创阶段并没有直接经济产出,主要以科学研究支撑生产部门的工作来获得价值,因此在创始之初需要设计院给予大量的资金投入,和强有力的制度保障。 数字中心的培育符合一所高校设计企业和高新科技企业的定位,属于具有前瞻性和科学性的举措。 在数字中心自创建以来的两年中,东大设计院在针对企业中的研发机构的建设上做了很多探索,包含对科研任务完成的奖励机制, 灵活多样的人员配置,以及对科研部门人员的薪酬和绩效考核办法的制定等。在制度上保证了这部分年轻的科研骨干能够没有后顾之忧,集中精力做好科研工作,并激励他们主动去生产一线寻找问题、 钻研问题和解决问题,形成了良好的科研生态。

 

科研工作

 

所有新生事物的起步都是艰难的,数字中心在成立之初结合自身的摸索和各个生产部门的访谈开始寻找科研方向。 2021 年,数字中心的成员首先对设计院近十年的项目进行了数据整理和可视化工作,为未来东大设计院搭建完整项目数据库做准备。 同时逐一拜访设计院的各个部门,与部门领导和技术骨干们洽谈并介绍数字中心既有科研成果和技术储备, 了解各部门科研需求,有针对性地准备 2021-2022 年度科研课题。2021 年起,数字中心积极参与设计院主持的省级科研项目,联合建筑学院,获批江苏省建设厅科技支撑项目:基于智能设计与先进建造的绿色公共建筑设计方法与示范,并在院内主办了该项目的启动会。

 

经过一年的努力,数字中心根据各部门调研结果并结合自身技术储备,开展了部分预研究工作。 主要包括:宋营造法式甩网椽的参数化建模方法研究、历史街区消防系统生成方法研究、新型租赁房交互式设计开发等科研项目。 在设计院的年中和年终汇报会上,研究成果引起各个部门的关注。 2020 年起,东大设计院要求各生产部门要结合生产实践进行一定的科学研究,相关部门根据自己日常所遇到的问题,不断加强与数字中心的联系,产生了众多与实际设计实践工作相结合的科研课题,逐渐形成群组效应。

 

随着院内科研制度的逐步完善,以及各部门与数字中心的科研交流碰撞结果,数字中心所承担的课题越来越多,但其中不乏琐碎和重复的工作。 数字中心逐步整理思路,将这些科研课题群归属为:1)面向建筑师的建筑生成设计与优化工具,2)基于 revit 平台的建筑设计-施工图-建造一体化工具,3)低碳绿色的正向生成设计工具和设计指南三个大类。 以东大院优势项目类型为研究对象,以提升一线设计中的设计效率与设计质量为目标,遵循建筑师的一般工作流程与工作习惯,有针对性地对学校,医院,体育场馆, 历史地段保护规划等院内应用较多,且有较强规则/规范导向的项目, 定制研发建筑正向生成设计和优化工具。 在此基础上,协同其他科研项目完成数字化工具构建,逐步实现网络端工具应用,协助设计院完成基于 Revit 平台的项目设计和管理系统。 2022年度,数字中心在这三个大类的研究中关注4 个重点课题,包括:体育场馆观众席形态优化及快速建模工具;以节地节能为目标的新型农村社区规划设计工具;高密度街区消防系统生成与优化工具; 基于 Revit 的传统建筑参数化建模及设计工具等,并向设计院提交了具体的研究计划。

 

除此之外,作为科研部门的数字中心还积极参与了各类学术活动, 2021 年参加了中国建筑学会计算性设计学术论坛等会议;2022 年, 设计院与建筑学院共同举办了2022 计算性设计学术论坛暨中国建筑学会计算性设计学术委员会年会,数字中心工作人员提交论文两篇, 作分论坛发言 2 次,并带动东大设计院相关部门人员参与会议,并在会议上发表主旨演讲 1 场,分会场 3 场汇报中发表了研究成果。 这些成果的发表很好地宣传了东大设计院的新思路新技术,也引起同行企业对东大设计院成立数字中心这一科研机构的特殊机制的关注。

 

在科研工作之外,数字中心成员积极参与实际工程的数字化协作研发,为实际工程项目项目数字赋能, 先后参与多个实际项目,包括 2021 年麒麟科创软件园、深圳湾区大学 (松山湖校区)、 湖南长沙中南基地项目、常州新龙湖国际金融广场、郑州国际文化交流中心、南部新城文化城、江北智慧城市;2022 年芜湖数字经济产业园、 南京儿童医院河西院区二期概念方案、河西大街构筑物设计深化、扬子江智慧中心、安徽文化馆等,从数字的角度进行建筑设计,提高设计质量,增加设计效率。

 

展望

 

建筑设计行业已经到了数字赋能,快速转型的关键阶段。东大设计院数字中心的成立,体现了东大设计院对行业需求的敏感认知和对先进技术的高度关注。数字中心创立以来的两年多虽然一直是摸着石头过河的状态,但是作为改革的先行者,无一不是认准方向在困难中不断探索才能获得成功的。数字中心在 2022年年底扩展成为一个拥有 5 名年轻专职人员的活力有机体,相信在未来的积极探索中能够迸发出更多的光和热,为东大设计院的发展赋予能量,也为高校设计院所应该有的技术前瞻性和学科引领性贡献力量。

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