◎AECOM全球智能實驗室（iLab）中國區(qū)負(fù)責(zé)人沈曉飛

AECOM全球智能實驗室（Innovation Laboratory，下稱iLab）在全球建筑與人居環(huán)境團(tuán)隊組織架構(gòu)的調(diào)整更新下，應(yīng)運(yùn)而生。沈曉飛作為團(tuán)隊核心成員，帶著積累多年的豐富經(jīng)驗與前瞻視野回到中國，致力擴(kuò)大iLab高性能設(shè)計的輻射范圍，以加速行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、助力國內(nèi)可持續(xù)城市建設(shè)。

在被稱為碳中和元年的2021年，iLab在不斷涌來的減碳業(yè)務(wù)需求之下順勢成立。AECOM全球智能實驗室（iLab）中國區(qū)負(fù)責(zé)人沈曉飛原所在的專注于設(shè)計高性能建筑的團(tuán)隊成員，都正式加入iLab，他們一半的時間花在城市與建筑設(shè)計模擬優(yōu)化的數(shù)字產(chǎn)品研發(fā)上，另一半時間則用于為遍及全球的業(yè)務(wù)合作伙伴提供智力支持與設(shè)計落地。

◎Jason Vollen教授實驗室課程合影（左），Jason Vollen高性能建筑設(shè)計團(tuán)隊（右）

畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)建筑學(xué)專業(yè)的沈曉飛，在完成倫斯勒理工學(xué)院專攻環(huán)境參數(shù)方向的深造學(xué)習(xí)后，跟隨同時擔(dān)任AECOM高級副總裁的Jason Vollen教授加入AECOM團(tuán)隊。8年來，相對地，他更專注于高性能建筑設(shè)計，用數(shù)據(jù)模擬與分析支持設(shè)計生成與優(yōu)化，推動建筑低能耗、低碳排，同時提升舒適性與可持續(xù)性。

◎零碳建筑解決方案需要面對的挑戰(zhàn)和目標(biāo)

包括公司發(fā)展方向和個人職業(yè)目標(biāo)等多因素的共同作用，促使我去年從紐約回到國內(nèi)。隨著國內(nèi)雙碳目標(biāo)的積極推進(jìn)，對iLab而言，我認(rèn)為這是個再好不過的機(jī)會。因為iLab并不專屬于某個地區(qū)，它適用于全球范圍。我非常期待借這個契機(jī)，結(jié)合iLab自主研發(fā)的數(shù)字設(shè)計優(yōu)化工具，與跨地區(qū)設(shè)計及咨詢部門緊密合作，支持AECOM全球化建筑與人居設(shè)計創(chuàng)新與實踐。

◎沈曉飛參與的紐約大都會保險總部改造項目

◎更新大都會保險總部建筑外觀的建造流程

◎?qū)⒘闾荚O(shè)計貫徹于這一建筑改造項目中

與傳統(tǒng)設(shè)計方式的工作范圍相比，iLab更加倡導(dǎo)創(chuàng)新即服務(wù)的模式(Innovation as a Service)，即通過對接AECOM跨地區(qū)、跨專業(yè)專家，通過零碳技術(shù)、數(shù)字孿生等專題研討會，提出前瞻和藍(lán)天解決方案，同時在項目中開發(fā)和部署數(shù)字工具和創(chuàng)新的工作流程，重點(diǎn)針對零碳建筑與數(shù)字基建等新型項目，支持其打造領(lǐng)先的下一代設(shè)計。

“借助團(tuán)隊成員的專長與優(yōu)勢，更新原有的設(shè)計方法，讓我們的設(shè)計過程更高效而透明，并為業(yè)主與設(shè)計團(tuán)隊提供相關(guān)的創(chuàng)新與智力支持，是iLab成立的初衷?！鄙驎燥w談及iLab團(tuán)隊的核心工作愿景時說道，“針對不同的項目提出可行的零碳策略與技術(shù)方案，將碳排放計算和能耗模擬整合到項目流程中，便能在項目各個階段交出對應(yīng)不同設(shè)計方案的碳排放報告，確保其在可控的范圍內(nèi)，同時給出平衡多方需求的最佳選項?！?/strong>

在減碳這一關(guān)鍵議題上，iLab多元的團(tuán)隊成員各有專攻?！坝鴪F(tuán)隊成員大多有工程師背景，所以他們在建筑材料和產(chǎn)品的隱含碳方面更有側(cè)重，而美國團(tuán)隊專注于能耗模擬已將近10年之久。當(dāng)我們組建成一支全球性的團(tuán)隊，我們就組成了一支在零碳建筑領(lǐng)域非常全面的專業(yè)團(tuán)隊?！?/p>

◎沈曉飛參加“HELLO AIA”活動，以“負(fù)碳外墻的多維度優(yōu)化——AECOM外墻設(shè)計轉(zhuǎn)型與進(jìn)化”為主題作分享（左），及AIA國際地區(qū)2021年度會議（右）

沈曉飛則是致力于通過參數(shù)性能模擬，生成設(shè)計優(yōu)化和數(shù)據(jù)可視化，協(xié)同建筑設(shè)計及工程計算，進(jìn)行高性能建筑設(shè)計與咨詢。

他也進(jìn)一步解釋了對于零碳建筑的不同認(rèn)知，“比如，一座能用光伏電板產(chǎn)生抵消開空調(diào)、電腦等運(yùn)營用電的建筑，能抵消大部分產(chǎn)生自能耗的運(yùn)營碳，是公眾普遍認(rèn)為的零碳建筑。但當(dāng)我們把計算碳排放的時間往前拉，那么其實在建筑建造過程中也存在碳排放，譬如在建材的生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中。之所以稱其為隱含碳，是因為當(dāng)產(chǎn)品制作完成送到你手上時，其背后產(chǎn)生的碳排放是無法直接‘被看見’的，因此在項目早期的盡早介入就顯得尤為重要。”

◎零碳設(shè)計階段

覆蓋面廣泛的iLab團(tuán)隊，以高性能建筑設(shè)計咨詢?yōu)楸?，自主開發(fā)了數(shù)個零碳設(shè)計優(yōu)化工具，并擁有一個由上百個減碳設(shè)計策略組成的數(shù)據(jù)庫，能為合作伙伴實現(xiàn)他們的減碳目標(biāo)給出切實可行的行動路線圖。

AECOMzero便是其中一個重要的零碳設(shè)計參數(shù)化交互面板，可綜合評估不同設(shè)計策略對碳中和目標(biāo)的影響，并同步可視化評估效果。這個工具面板與Rhino及Revit兼容，可基于自動生成的3D模型或基于設(shè)計師提供的物料清單計算隱含碳，再通過利用全建筑能耗模擬軟件Open Studio模擬運(yùn)營碳，并基于每年光伏發(fā)電數(shù)據(jù)推測出光伏系統(tǒng)的碳抵消量。沈曉飛亦說，“實時地對建筑性能進(jìn)行模擬，相當(dāng)于將無數(shù)選項視覺化呈現(xiàn)在人們面前。通過在項目早期提供高效透明的設(shè)計優(yōu)化方案，AECOMzero可以幫助團(tuán)隊更快地達(dá)成零碳設(shè)計決策。”

◎AECOMzero參數(shù)化交互面板

回到國內(nèi)，沈曉飛先與他更為熟悉的建筑設(shè)計團(tuán)隊開展合作，將iLab開發(fā)的工具活用于回應(yīng)本地項目的需求。比如，他將針對幕墻設(shè)計優(yōu)化的Fa?ade optimizer運(yùn)用于溫州平陽鰲江國際新城超高層建筑的幕墻設(shè)計優(yōu)化中，基于區(qū)域氣候特征，快速地對不同窗墻比、幕墻類型及遮陽形式的設(shè)計進(jìn)行能耗、日照、碳排模擬，給予設(shè)計及時的性能反饋、高效的方向預(yù)判。

◎Fa?ade optimizer幕墻優(yōu)化工具（左右滑動查看更多）

◎溫州平陽鰲江國際新城超高層建筑（左右滑動查看更多）

這只是其中的一個例子。影響一座建筑的成形，有包括日照、造價、能耗等在內(nèi)的各方面因素，而我們希望實現(xiàn)的是在多目標(biāo)優(yōu)化、權(quán)衡兩個以上相互影響的目標(biāo)時，做出最優(yōu)決策。

建筑是由什么構(gòu)成的？沈曉飛曾在演講中提出過這個問題，他說，“在最直觀的感受下得出的答案是，建筑是由空間構(gòu)成的。人生活在某個空間里，感受到的是空間有多大、材料是什么、能接收到多少陽光。但當(dāng)你真正參與建造一座建筑，你會發(fā)現(xiàn)建筑的背后是一整個系統(tǒng)的支撐，包括水電、結(jié)構(gòu)等等。但在空間和系統(tǒng)之外，不可忽視的是空間使用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括能耗、碳排、日照、溫濕度等海量數(shù)據(jù)形成的數(shù)據(jù)湖泊。探索如何通過更有效的數(shù)據(jù)挖掘和分析，從性能與舒適角度支持設(shè)計決策，或許能為我們創(chuàng)造未來美好人居環(huán)境提供重要的思路和引導(dǎo)?！?/p>

因此，他希望通過與本地項目團(tuán)隊及客戶進(jìn)行全面的溝通，讓iLab開發(fā)的工具適配本地工作流程與方式，幫助團(tuán)隊快速地給出更為精確、更高效透明而滿足需求的解決方案。

創(chuàng)新是深植于AECOM基因的核心價值觀。面對行業(yè)挑戰(zhàn)，AECOM始終堅持不斷開拓創(chuàng)新解決方案，更在去年推出digital AECOM，通過數(shù)字化技術(shù)助力合作伙伴加速實現(xiàn)他們的美好愿景，并為世界留下積極而持久的影響。

iLab作為全球研發(fā)創(chuàng)新中心，沈曉飛表示，“除了近來對減碳方面的技術(shù)支持，iLab也投入到數(shù)字化解決方案的研發(fā)中，為面向未來的可持續(xù)城市建設(shè)的各方面提供支持，具體的技術(shù)工具包括有In.Site、eVTOLer、SSIM Rapid和Workplace planning Tool等。”

◎智能選址工具In.Site（上），空中巴士點(diǎn)可行性分析工具 eVTOLer（下）

◎可持續(xù)城市規(guī)劃工具SSIM（Sustainable Systems Integration Method）Rapid（上），總部園區(qū)優(yōu)化工具 Workplace Planning Tool（下）

這些數(shù)字化工具并不局限于建筑層面，也著重在城市層面上的數(shù)據(jù)追蹤分析。談及如何充分發(fā)揮AECOM多專業(yè)團(tuán)隊與數(shù)字化工具的優(yōu)勢，他表示，“我們希望這些大至城市層面的城市數(shù)據(jù)分析、小至材料層面的‘材料工具箱’交互平臺的參數(shù)化工具，連通前期的可行性研究團(tuán)隊、規(guī)劃和設(shè)計團(tuán)隊以及后期的建造團(tuán)隊，形成成果共享的互惠循環(huán)?！?/strong>

“對現(xiàn)有建成環(huán)境數(shù)據(jù)加以分析和運(yùn)用，可以幫助我們了解如何在未來建設(shè)更好的建筑、公共空間和城市”，沈曉飛表示這是iLab現(xiàn)階段的核心關(guān)注點(diǎn)之一，“我們希望ilab整合互通的數(shù)據(jù)化體系，為城市的建設(shè)提供高效而實時、透明的解決方案，將每一個可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)向的目標(biāo)拆分成一個個可實際落地操作的行動?！?/p>

回國已有一段時間的沈曉飛，除了與大陸團(tuán)隊密切協(xié)作外，也正與香港、東南亞、澳洲的團(tuán)隊展開合作。作為一名建筑師，他坦言，“研發(fā)促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字化工具是我們的工作重心之一，但我相信借工具之力建一座高性能、高質(zhì)量的建筑，才是我們的使命與初衷所在。”