BIM在城市CBD商業(yè)地產(chǎn)建筑空間布局規(guī)劃中的應(yīng)用

○ 謝 宜

（本文作者系廣州優(yōu)比建筑咨詢公司技術(shù)總監(jiān)，華中科技大學(xué)BIM工程中心研究員）

城市規(guī)劃是城市發(fā)展的藍(lán)圖,是搞好城市建設(shè)和管理的“龍頭”和關(guān)鍵,也是政府實現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)和城市發(fā)展目標(biāo),合理引導(dǎo)和控制城市發(fā)展和管理城市的最為基礎(chǔ)的方法和手段。因此,樹立和落實科學(xué)發(fā)展觀,緊緊圍繞以人為本這一核心,突出城市規(guī)劃的指導(dǎo)性、科學(xué)性、長遠(yuǎn)性和綜合協(xié)調(diào)性,對于提高城市競爭力,實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。

進(jìn)入21世紀(jì)以來中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常迅速，伴隨而來的是高速城市化發(fā)展帶來的負(fù)面問題，其中,“病態(tài)城市”的不斷增多是最突出的問題，所謂“病態(tài)城市”,是指現(xiàn)代城市面臨的土地資源日漸枯竭、人口過度膨脹、建設(shè)投資入不敷出、交通擁堵、人居環(huán)境日趨惡化等諸多病態(tài)。目前，世界范圍的大城市都面臨著同樣的問題。

如何在城市規(guī)劃中實現(xiàn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌并能協(xié)調(diào)城鄉(xiāng)空間布局，改善人居環(huán)境，促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，這是《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》出臺后，規(guī)劃管理部門和編織部門所面臨的問題。特別是在城市規(guī)劃新的CBD中央商務(wù)區(qū)時，往往伴隨超高、超限、高密度的大量商業(yè)地產(chǎn)出現(xiàn)，我們通常稱之為高緊湊型地塊，如何在這些高度緊湊，高度人群集中建筑中通過規(guī)劃來提高人居生活環(huán)境和土地生態(tài)保護(hù)，我們現(xiàn)有的城市規(guī)劃在信息化技術(shù)上已經(jīng)落后，所以量化高緊湊性城市設(shè)計方案的人居環(huán)境指數(shù)和評估規(guī)劃編制方案所帶來的生態(tài)影響已經(jīng)成為城市可持續(xù)性發(fā)展及城市規(guī)劃堅持以人為本所急需解決的問題。

BIM應(yīng)用于高緊湊型城市規(guī)劃的宜居

1.現(xiàn)階段緊湊型城市與城市宜居的關(guān)系

經(jīng)多方研究表明，城市作為一種極具效益同時又具有發(fā)散效應(yīng)的人類生存空間，并不是占地越多越好,恰恰相反,城市越松散,管理的難度越大、死角越多、治安越差,對汽車交通越加依賴、城市交通總量越大、交通擁堵越重、交通占用時間越長,汽車燃油消耗越多、尾氣污染越重、城市噪音越強,人居環(huán)境越差、城市效率越低。

造成城市松散的原因主要是城市土地粗放利用, 表面看起來是多占用了土地,從深層次上看,它是城市全面不可持續(xù)發(fā)展的總禍根。只有通過土地利用集約化,實現(xiàn)城市高度緊湊,才能消除城市松散的諸多弊端,實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。因此,城市可持續(xù)發(fā)展問題的核心是土地利用集約化。

實際上城市的緊湊條件和城市宜居并不矛盾，城市宜居有宏觀、中觀、微觀三個層面的含義。從宏觀層面來看，城市宜居應(yīng)該具備良好的城市大環(huán)境，包括自然生態(tài)環(huán)境、社會人文環(huán)境、人工建筑設(shè)施環(huán)境在內(nèi)，是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)；從中觀層面來看，城市宜居應(yīng)該具備規(guī)劃設(shè)計合理、生活設(shè)施齊備、環(huán)境優(yōu)美、和諧親切的社區(qū)環(huán)境；從微觀層面來看，宜居城市應(yīng)該具備單體建筑內(nèi)部良好的居室環(huán)境，包括居住面積適宜、房屋結(jié)構(gòu)合理、衛(wèi)生設(shè)施先進(jìn)，以及良好的通風(fēng)、采光、隔音等功效。

從城市規(guī)劃專業(yè)角度看，城市宜居的宏觀、中觀和微觀與規(guī)劃專業(yè)的城市總體規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃和修建性詳細(xì)規(guī)劃在層次上比較契合，城市規(guī)劃管理比較注重城市整體定位和發(fā)展方向、城市功能分區(qū)和用地性質(zhì)把握、城市建筑空間的合理性。在城市宜居方面與城市規(guī)劃方面結(jié)合來看，總體上應(yīng)該從城市定位入手，開發(fā)與生態(tài)保護(hù)并重，并注重城市各區(qū)定位，交通空間舒暢，城市人口層次分布合理等；在用地方面注重用地功能分布合理，各基礎(chǔ)設(shè)施完善，城市居民生活便捷，綠地空間分布合理等；在建筑空間方面注重建筑的合理布局，城市建筑天際線合理，建筑空間的布局為城市小氣候創(chuàng)造更有利生活舒適的條件。

2. BIM在城市規(guī)劃宜居中應(yīng)用的技術(shù)方法

目前城市規(guī)劃信息化工作已經(jīng)開展很多年，從最初的電子報批到現(xiàn)在的GIS統(tǒng)一信息平臺和三維仿真系統(tǒng)，無論是從城市管理角度還是從城市規(guī)劃技術(shù)手段都有了很大的提高。規(guī)劃信息化工作是為整個城市規(guī)劃設(shè)計、規(guī)劃研究和規(guī)劃決策提供輔助的技術(shù)工作，其技術(shù)層次和成果多樣性可以直接影響規(guī)劃者在設(shè)計、研究和決策的綜合信息量，也直接影響規(guī)劃者得最后成果和決策。

就緊湊條件下的城市宜居來說，如何利用信息化手段為城市規(guī)劃者提供第一手的信息資料，達(dá)到規(guī)劃從定性到定量的轉(zhuǎn)變，最終實現(xiàn)城市規(guī)劃空間精細(xì)化管理的目的，這需要有一種新的技術(shù)方法來統(tǒng)籌整個工作思路。要實現(xiàn)緊湊條件下的城市宜居，總的來說，需要從生態(tài)學(xué)角度和規(guī)劃學(xué)角度兩個方向入手，通過生態(tài)學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u價體系對城市規(guī)劃合理性給出評價，或者從城市現(xiàn)狀進(jìn)行規(guī)劃檢討過程中將生態(tài)學(xué)引入，從評價結(jié)果對下一步的城市規(guī)劃給出基本的方向和前提，這是從城市規(guī)劃角度實現(xiàn)緊湊條件下的城市宜居的基本思想。技術(shù)方面，從現(xiàn)有國內(nèi)外的一些文獻(xiàn)和案例分析，除了現(xiàn)有的GIS系統(tǒng)外，還需要引入一種新的技術(shù)手段來對規(guī)劃方案和現(xiàn)狀進(jìn)行生態(tài)方面的模擬和評估，達(dá)到規(guī)劃生態(tài)化指標(biāo)量化，這種新的技術(shù)手段就是BIM。

經(jīng)過二十一世紀(jì)近十年的快速發(fā)展，BIM技術(shù)已經(jīng)成為城市工程建設(shè)行業(yè)的主要支撐技術(shù)和方法，通過全球范圍的研究和實際工程應(yīng)用，BIM已經(jīng)被證明是未來提升工程建設(shè)行業(yè)技術(shù)及管理升級的核心技術(shù)。因BIM具有參數(shù)化、信息化、可視化等特點，所以其數(shù)據(jù)可為城市管理者提供可視化的輔助決策分析。尤其在城市景觀、微環(huán)境生態(tài)分析等領(lǐng)域發(fā)揮出巨大優(yōu)勢，讓傳統(tǒng)的三維可視化規(guī)劃管理提升到定量的可視化分析高度，為城市規(guī)劃管理者提供更科學(xué)的依據(jù)；

BIM是目前實現(xiàn)可計算信息模型的一種概念和總結(jié)，它將單純的空間模型提升到了信息模型的程度，將以往二維信息空間提升到了四維信息空間。城市規(guī)劃是一個四維信息模型，其包含了規(guī)劃學(xué)里的各種實體，包括自然三維實體，人工三維實體及這些實體在時間空間演變的一個時間維度。BIM可以說是現(xiàn)有規(guī)劃三維仿真輔助決策系統(tǒng)的拓展和延伸，但是從技術(shù)角度，它是一個全新的技術(shù)理念，其覆蓋的信息更廣，所能拓展的計算領(lǐng)域更加多樣化和復(fù)雜化，這為城市規(guī)劃的量化提供了廣闊的空間，能使城市規(guī)劃指標(biāo)體系多樣化和精細(xì)化，這為城市規(guī)劃管理者提供更加豐富詳細(xì)的多樣化信息，是為規(guī)劃管理者在規(guī)劃設(shè)計、規(guī)劃研究和決策時提供輔助決策信息的重要技術(shù)手段。

緊湊條件下城市宜居的模擬和評價需要將現(xiàn)有現(xiàn)狀與規(guī)劃方案中的三維要素進(jìn)行BIM模型建立，并且將信息附加到模型上，以GIS信息平臺作為用地和建筑數(shù)據(jù)支撐。城市空間的所有三維要素均有其物理屬性和化學(xué)屬性，物理屬性如尺寸、形狀等；化學(xué)屬性如其材質(zhì)的各類化學(xué)屬性等。將這些BIM模型放入專業(yè)的計算平臺中進(jìn)行其化學(xué)屬性與物理屬性的提取，就能進(jìn)行專業(yè)的模擬和推演，得到整個城市空間的一些生態(tài)數(shù)據(jù)，如熱量的吸收與釋放、溫度場的分布、噪音擴(kuò)散云圖、空氣污染顆粒及濃度分布等等，這些數(shù)據(jù)與城市建筑空間結(jié)構(gòu)和用地布局等有著密不可分的關(guān)系，城市空間的多樣性將大大導(dǎo)致這些數(shù)據(jù)的多樣性。模擬生成的數(shù)據(jù)直接對城市現(xiàn)狀和規(guī)劃方案產(chǎn)生重要的研究和決策影響。

緊湊條件下的城市宜居主要目標(biāo)是實現(xiàn)在既定規(guī)劃指標(biāo)下的城市空間布局對城市生態(tài)影響最小，或者是通過城市空間布局改善城市人居的舒適度。通過BIM模型的模擬和評估，在規(guī)劃研究過程中對這些指標(biāo)反復(fù)進(jìn)行模擬和改善，最終達(dá)到規(guī)劃經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與生態(tài)指標(biāo)良好融合。

案例

南方某城市在新CBD規(guī)劃時就基于BIM的規(guī)劃微環(huán)境分析方面做了較深入的探索，目前正在建設(shè)城市規(guī)劃微環(huán)境模擬平臺，其主要功能是模擬CBD高緊湊地塊城市規(guī)劃修建性詳細(xì)規(guī)劃階段城市空間的微環(huán)境，如模擬建筑物空間結(jié)構(gòu)的日照關(guān)系、風(fēng)環(huán)境、熱工、空間景觀的可視度和噪音分析等，除此以外，該平臺還涵蓋了目前三維仿真平臺的基本功能，如指標(biāo)查詢、用地功能與建筑索引分類等。

該規(guī)劃微環(huán)境模擬平臺是在建立城市規(guī)劃BIM模型的基礎(chǔ)上，通過微環(huán)境模擬，對城市規(guī)劃修建性詳細(xì)規(guī)劃進(jìn)行微環(huán)境指標(biāo)模擬并評估，并以此評估結(jié)果對控規(guī)的用地指標(biāo)進(jìn)行修正和對修建性詳細(xì)規(guī)劃的建筑空間布局進(jìn)行調(diào)控，輔助城市規(guī)劃管理和城市規(guī)劃設(shè)計。

既定指標(biāo)下城市規(guī)劃設(shè)計方案不同造成了城市建筑肌理不同，空間結(jié)構(gòu)不同，這也對應(yīng)了控規(guī)一元控制體系下的一套指標(biāo)對應(yīng)多套設(shè)計方案的關(guān)系。在這種情況下，我們必須有一套技術(shù)方法去判定哪種設(shè)計方案是最符合宜居的空間結(jié)構(gòu)的，B IM技術(shù)對這種空間結(jié)構(gòu)上的生態(tài)模擬能解決部分空間結(jié)構(gòu)合理性問題。BIM技術(shù)將城市規(guī)劃二維空間提升到了可視化三維信息空間，這為城市規(guī)劃從定性分析到定量分析提供了科學(xué)化的輔助手段，提升了城市規(guī)劃信息化的整體水平。

[1] 孫鵬，王興中．西方國家社區(qū)環(huán)境中零售業(yè)為區(qū)位論的一些規(guī)律[J]．人文地理，2002，17(2)：4．

[2] 許學(xué)強，周素紅，林耿．廣州市大型零售商店布局分析[J]．城市規(guī)劃，2002，26(7)．

[3] 何關(guān)培，BIM總論 中國建筑工業(yè)出版社，2011．