清华大学：设计推动建筑绿色转型 数据赋能城市低碳发展

在全球气候变化这一宏大背景下，中国正以前所未有的决心和行动力，积极投身于全球生态文明建设的伟大事业中，不仅作为积极的参与者、贡献者，更是引领者，不断推动社会经济的“新”与“绿”双向转型。这一转型不仅对于促进中国自身的高质量发展具有深远意义，同时也为全球低碳转型和可持续发展提供了宝贵的中国智慧与中国方案。中国以开放的姿态拥抱世界，广泛开展国际合作，为各国绿色发展铺设了宽广的道路，并通过制定一系列雄心勃勃的气候变化应对目标和计划，向世界展示了中国实现碳中和目标的坚定决心与强大执行力。

随着新一轮科技革命和产业变革的浪潮汹涌澎湃，以高科技、高效能、高质量为特征的新质生产力，为低碳城市的建设注入了强劲的动力。中国政府及相关部门积极响应，出台了一系列旨在推动城市建设低碳发展的政策与法规，不断强化对低碳城市建设的重视程度和执行力度。在建筑领域，从设计到建设，再到运行，每一个环节都面临着更高的标准与要求。因此，从建筑方案设计的源头推动绿色转型，充分利用数据科学为决策赋能，已成为推动城市低碳发展的关键路径。

在这一进程中，国家会展中心（上海）以其卓越的设计理念和数据驱动的实践，成为了低碳建筑的典范。作为由国家商务部和上海市政府携手打造的国家重大建设项目，国家会展中心不仅承载着重要的外交使命，更是连续六届成功举办中国国际进口博览会（CIIE）的璀璨舞台。即将到来的2024年11月，第七届进博会将再次在这里拉开帷幕，继续为中国的经济发展、国际贸易拓展以及国家综合实力的展现贡献力量。

国家会展中心的设计独具匠心，以其独特的“四叶草”造型，不仅成为了上海这座国际大都市的新地标，更蕴含了深刻的寓意与期待。清华大学刘念雄教授作为该项目的总设计师，他解释道，“四叶草”不仅象征着绿色与生命力，更是世界性符号与中国元素的完美融合，它展现了人文与自然的和谐共生，赞美了自然之美与生命之蓬勃，同时也寄托了对中国经济持续繁荣、人民生活幸福美满的美好愿景。如今，“四叶草”已深深植根于人们心中，每当进博会来临，吉祥物熊猫“进宝”手持四叶草，热情迎接来自五湖四海的朋友。

在“四叶草”从图纸变为现实的过程中，数字信息技术发挥了不可或缺的作用。面对超大型建筑设计的复杂性与挑战性，超过百人的设计团队充分利用建筑信息模型（BIM）设计平台，将智慧化理念贯穿于设计、建设和运行的每一个环节。通过数据设计方法，实现了不同阶段和不同技术专业之间的数据流通与共享，搭建了建筑师与专业技术团队之间的桥梁，成功解决了跨专业技术难题，实现了低碳技术的高效集成应用。

国家会展中心不仅规模宏大、功能复合，更在绿色建筑方面取得了显著成就。通过集成采用分布式能源系统、冷热电“三联供”、太阳能高效利用、全LED节能照明、超大型智慧场馆和超级电容节能电梯等多项创新技术，实现了从设计到运行过程中的大幅度节能减排。在节地、节能、节水、节材以及室内环境质量和运营管理方面均达到了领先水平，荣获了国家绿色建筑三星设计和运营标识“双认证”，成为我国目前规模最大的绿色三星建筑。

数据驱动设计已成为城市和建筑行业应对气候变化的共识。刘念雄教授的研究团队依托国家重点研发计划项目等研究课题，提出了建筑师主导的数据设计方法、理论和工具，旨在充分发挥数据在低碳建筑设计、性能评价、综合决策、数字化建造及智慧化管理中的关键作用。这一方法不仅促进了建筑设计行业的变革，更推动了数字和人工智能技术在建筑设计领域的深入应用。

在国家会展中心的建设过程中，数据设计方法的运用无处不在。从交通组织和土地利用规划到建筑性能评价和分析计算，都采用了量化数据为建筑设计提供决策支持。高效的交通组织是国家会展中心成功运行的关键之一。通过交通模拟和分析数据作为设计依据，确保了内外交通的便捷性。建筑内部采用立体交通组织方式，各大展厅之间通过“米”字型会展通道相互联系，实现了人车分流、客货分流。同时，还充分考虑了步行者优先的原则，通过专门设置的步行层，提高了观展体验。在对外交通方面，利用区域交通优势立体接驳城市交通和道路系统，实现了人流、物流的快速集散。

随着数字信息技术在城市建设实践中的应用日益广泛，国家会展中心的成功建设无疑为新一代数字信息技术在高性能、高品质绿色建筑设计中的应用提供了有力证明。数据设计方法在推动低碳城市建设中的作用日益凸显。展望未来，建筑运行过程中积累的大量数据将成为设计优化和管理效率提升的重要依据。通过全过程数据支持，将进一步打造大数据时代的城市建设典范。

在人工智能技术日新月异的今天，建筑设计领域也迎来了新的变革。以大数据和案例为基础的生成式设计方法已成为研究前沿课题。刘念雄教授的研究团队正在积极探索应用机器学习方法进行建筑设计阶段的碳排放快速预测，并尝试结合案例推理设计、蒙特卡洛树搜索与粒子群算法等方法进行数据驱动和知识驱动的生成式设计探索。这些努力不仅将推动人工智能新技术在建筑设计中的应用，更为未来低碳城市的建设提供了无限可能。