对话AECOM iLab中国区负责人沈晓飞:以数据为基,筑绿色未来
阅读:3174 2022-06-17
对话AECOM iLab中国区负责人沈晓飞:以数据为基,筑绿色未来

◎AECOM全球智能实验室(iLab)中国区负责人沈晓飞

AECOM全球智能实验室(Innovation Laboratory,下称iLab)在全球建筑与人居环境团队组织架构的调整更新下,应运而生。沈晓飞作为团队核心成员,带着积累多年的丰富经验与前瞻视野回到中国,致力扩大iLab高性能设计的辐射范围,以加速行业数字化转型、助力国内可持续城市建设。

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在被称为碳中和元年的2021年,iLab在不断涌来的减碳业务需求之下顺势成立。AECOM全球智能实验室(iLab)中国区负责人沈晓飞原所在的专注于设计高性能建筑的团队成员,都正式加入iLab,他们一半的时间花在城市与建筑设计模拟优化的数字产品研发上,另一半时间则用于为遍及全球的业务合作伙伴提供智力支持与设计落地。

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◎Jason Vollen教授实验室课程合影(左),Jason Vollen高性能建筑设计团队(右)


毕业于同济大学建筑学专业的沈晓飞,在完成伦斯勒理工学院专攻环境参数方向的深造学习后,跟随同时担任AECOM高级副总裁的Jason Vollen教授加入AECOM团队。8年来,相对地,他更专注于高性能建筑设计,用数据模拟与分析支持设计生成与优化,推动建筑低能耗、低碳排,同时提升舒适性与可持续性。

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◎零碳建筑解决方案需要面对的挑战和目标


包括公司发展方向和个人职业目标等多因素的共同作用,促使我去年从纽约回到国内。随着国内双碳目标的积极推进,对iLab而言,我认为这是个再好不过的机会。因为iLab并不专属于某个地区,它适用于全球范围。我非常期待借这个契机,结合iLab自主研发的数字设计优化工具,与跨地区设计及咨询部门紧密合作,支持AECOM全球化建筑与人居设计创新与实践。


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◎沈晓飞参与的纽约大都会保险总部改造项目

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◎更新大都会保险总部建筑外观的建造流程

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◎将零碳设计贯彻于这一建筑改造项目中


与传统设计方式的工作范围相比,iLab更加倡导创新即服务的模式(Innovation as a Service),即通过对接AECOM跨地区、跨专业专家,通过零碳技术、数字孪生等专题研讨会,提出前瞻和蓝天解决方案,同时在项目中开发和部署数字工具和创新的工作流程,重点针对零碳建筑与数字基建等新型项目,支持其打造领先的下一代设计。


“借助团队成员的专长与优势,更新原有的设计方法,让我们的设计过程更高效而透明,并为业主与设计团队提供相关的创新与智力支持,是iLab成立的初衷。”沈晓飞谈及iLab团队的核心工作愿景时说道,“针对不同的项目提出可行的零碳策略与技术方案,将碳排放计算和能耗模拟整合到项目流程中,便能在项目各个阶段交出对应不同设计方案的碳排放报告,确保其在可控的范围内,同时给出平衡多方需求的最佳选项。”

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在减碳这一关键议题上,iLab多元的团队成员各有专攻。“英国团队成员大多有工程师背景,所以他们在建筑材料和产品的隐含碳方面更有侧重,而美国团队专注于能耗模拟已将近10年之久。当我们组建成一支全球性的团队,我们就组成了一支在零碳建筑领域非常全面的专业团队。”

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◎沈晓飞参加“HELLO AIA”活动,以“负碳外墙的多维度优化——AECOM外墙设计转型与进化”为主题作分享(左),及AIA国际地区2021年度会议(右)


沈晓飞则是致力于通过参数性能模拟,生成设计优化和数据可视化,协同建筑设计及工程计算,进行高性能建筑设计与咨询。


他也进一步解释了对于零碳建筑的不同认知,“比如,一座能用光伏电板产生抵消开空调、电脑等运营用电的建筑,能抵消大部分产生自能耗的运营碳,是公众普遍认为的零碳建筑。但当我们把计算碳排放的时间往前拉,那么其实在建筑建造过程中也存在碳排放,譬如在建材的生产和运输过程中。之所以称其为隐含碳,是因为当产品制作完成送到你手上时,其背后产生的碳排放是无法直接‘被看见’的,因此在项目早期的尽早介入就显得尤为重要。”

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◎零碳设计阶段


覆盖面广泛的iLab团队,以高性能建筑设计咨询为本,自主开发了数个零碳设计优化工具,并拥有一个由上百个减碳设计策略组成的数据库,能为合作伙伴实现他们的减碳目标给出切实可行的行动路线图。


AECOMzero便是其中一个重要的零碳设计参数化交互面板,可综合评估不同设计策略对碳中和目标的影响,并同步可视化评估效果。这个工具面板与Rhino及Revit兼容,可基于自动生成的3D模型或基于设计师提供的物料清单计算隐含碳,再通过利用全建筑能耗模拟软件Open Studio模拟运营碳,并基于每年光伏发电数据推测出光伏系统的碳抵消量。沈晓飞亦说,“实时地对建筑性能进行模拟,相当于将无数选项视觉化呈现在人们面前。通过在项目早期提供高效透明的设计优化方案,AECOMzero可以帮助团队更快地达成零碳设计决策。”

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◎AECOMzero参数化交互面板


回到国内,沈晓飞先与他更为熟悉的建筑设计团队开展合作,将iLab开发的工具活用于回应本地项目的需求。比如,他将针对幕墙设计优化的Façade optimizer运用于温州平阳鳌江国际新城超高层建筑的幕墙设计优化中,基于区域气候特征,快速地对不同窗墙比、幕墙类型及遮阳形式的设计进行能耗、日照、碳排模拟,给予设计及时的性能反馈、高效的方向预判。

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◎Façade optimizer幕墙优化工具(左右滑动查看更多)

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◎温州平阳鳌江国际新城超高层建筑(左右滑动查看更多)

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这只是其中的一个例子。影响一座建筑的成形,有包括日照、造价、能耗等在内的各方面因素,而我们希望实现的是在多目标优化、权衡两个以上相互影响的目标时,做出最优决策。


建筑是由什么构成的?沈晓飞曾在演讲中提出过这个问题,他说,“在最直观的感受下得出的答案是,建筑是由空间构成的。人生活在某个空间里,感受到的是空间有多大、材料是什么、能接收到多少阳光。但当你真正参与建造一座建筑,你会发现建筑的背后是一整个系统的支撑,包括水电、结构等等。但在空间和系统之外,不可忽视的是空间使用产生的数据,包括能耗、碳排、日照、温湿度等海量数据形成的数据湖泊。探索如何通过更有效的数据挖掘和分析,从性能与舒适角度支持设计决策,或许能为我们创造未来美好人居环境提供重要的思路和引导。”


因此,他希望通过与本地项目团队及客户进行全面的沟通,让iLab开发的工具适配本地工作流程与方式,帮助团队快速地给出更为精确、更高效透明而满足需求的解决方案。

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创新是深植于AECOM基因的核心价值观。面对行业挑战,AECOM始终坚持不断开拓创新解决方案,更在去年推出digital AECOM,通过数字化技术助力合作伙伴加速实现他们的美好愿景,并为世界留下积极而持久的影响。


iLab作为全球研发创新中心,沈晓飞表示,“除了近来对减碳方面的技术支持,iLab也投入到数字化解决方案的研发中,为面向未来的可持续城市建设的各方面提供支持,具体的技术工具包括有In.Site、eVTOLer、SSIM Rapid和Workplace planning Tool等。”

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◎智能选址工具In.Site(上),空中巴士点可行性分析工具 eVTOLer(下)

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◎可持续城市规划工具SSIM(Sustainable Systems Integration Method)Rapid(上),总部园区优化工具 Workplace Planning Tool(下)


这些数字化工具并不局限于建筑层面,也着重在城市层面上的数据追踪分析。谈及如何充分发挥AECOM多专业团队与数字化工具的优势,他表示,“我们希望这些大至城市层面的城市数据分析、小至材料层面的‘材料工具箱’交互平台的参数化工具,连通前期的可行性研究团队、规划和设计团队以及后期的建造团队,形成成果共享的互惠循环。”


“对现有建成环境数据加以分析和运用,可以帮助我们了解如何在未来建设更好的建筑、公共空间和城市”沈晓飞表示这是iLab现阶段的核心关注点之一,“我们希望ilab整合互通的数据化体系,为城市的建设提供高效而实时、透明的解决方案,将每一个可持续发展导向的目标拆分成一个个可实际落地操作的行动。”


回国已有一段时间的沈晓飞,除了与大陆团队密切协作外,也正与香港、东南亚、澳洲的团队展开合作。作为一名建筑师,他坦言,“研发促进城市可持续发展的数字化工具是我们的工作重心之一,但我相信借工具之力建一座高性能、高质量的建筑,才是我们的使命与初衷所在。”


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