淺談?dòng)?jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)與綠色建筑設(shè)計(jì)的結(jié)合

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【論文關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)　綠色建筑設(shè)計(jì)　特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)　結(jié)合

  　　【論文摘 要】結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)這一功能的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，分析探討計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的廣泛運(yùn)用。   　　隨著新興科技的崛起，各項(xiàng)工業(yè)技術(shù)也開(kāi)始大力發(fā)展，很多工廠需要大量開(kāi)采與利用自然資源完成自身技術(shù)的改造，這種現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境遭到了極大的破壞。在人們強(qiáng)烈呼吁停止對(duì)當(dāng)前自然的污染以防本就不太樂(lè)觀的生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化的大背景下，建筑業(yè)提出了“綠色建筑設(shè)計(jì)”這一環(huán)保的建筑設(shè)計(jì)概念，受到了多方好評(píng)。這一設(shè)計(jì)理念要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分考慮到建筑的使用、構(gòu)造與維護(hù)、拆遷是否與環(huán)境保護(hù)息息相關(guān)，在保證消耗最少生態(tài)能源的前提下進(jìn)行對(duì)建筑的設(shè)計(jì)。“綠色建筑設(shè)計(jì)”這一概念的提出，不僅僅減緩了能源的枯竭速度，還培養(yǎng)了建筑設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新思維與能力，將建筑業(yè)的發(fā)展引向一條新的道路。隨著這一概念的普及，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)方案，建筑設(shè)計(jì)人員開(kāi)始使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，輔佐綠色建筑設(shè)計(jì)方案的完成。而計(jì)算機(jī)根據(jù)自身特點(diǎn)，充分運(yùn)用于建筑設(shè)計(jì)中，取得了顯著的成果。  　　1 利用計(jì)算機(jī)對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助的優(yōu)勢(shì)  　　（一）對(duì)建筑設(shè)計(jì)策劃方案的敲定  　　在建筑設(shè)計(jì)人員初步擬定建筑設(shè)計(jì)方案的時(shí)候，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)該方案進(jìn)行預(yù)算與測(cè)評(píng)；計(jì)算機(jī)獨(dú)有的CAAD系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、快速地將該設(shè)計(jì)方案中提到的建筑模型、數(shù)據(jù)等帶入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)里進(jìn)行比對(duì)，在比對(duì)完成后通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的測(cè)評(píng)功能對(duì)該設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仔細(xì)的分析評(píng)核，反饋該方案中的各個(gè)指標(biāo)系數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)、模型建立是否正確、是否保證最大節(jié)能等信息；  　　在對(duì)該方案提出意見(jiàn)與建議后，設(shè)計(jì)人員根據(jù)系統(tǒng)反饋的信息對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，再次使用CAAD系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)評(píng)，反復(fù)評(píng)核后確立最終的設(shè)計(jì)方案；  　　這相比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案修改方式，顯然節(jié)約了大量的時(shí)間與精力，系統(tǒng)代替人腦對(duì)方案進(jìn)行測(cè)評(píng)，不僅所耗時(shí)間少，而且保證了方案的準(zhǔn)確率。  　?。ǘ┯兄冗M(jìn)的圖形設(shè)計(jì)技術(shù)與建立數(shù)字模型的技術(shù)  　　以前沒(méi)有采用計(jì)算機(jī)輔助建筑技術(shù)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出建筑草圖之后，只能將建筑按照比例畫(huà)在平面圖上，一浪費(fèi)時(shí)間，二缺乏直觀性與準(zhǔn)確度。  　　計(jì)算機(jī)的建筑CAD技術(shù)專(zhuān)門(mén)針對(duì)圖形的設(shè)計(jì)與模型的建立；設(shè)計(jì)人員首先用AutoCAD繪制建筑設(shè)計(jì)圖，再利用SketchUp設(shè)計(jì)軟件將整個(gè)設(shè)計(jì)草圖修改并呈現(xiàn)出來(lái)，這就取代了人工手繪的步驟，減輕工作負(fù)擔(dān)；然后利用3DMax軟件，根據(jù)設(shè)計(jì)草圖上的建筑，按照建筑的體量與比例初步建立一個(gè)模擬模型，再根據(jù)設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)對(duì)模型的不同部位進(jìn)行尺度比例的推敲，確定建筑的大體形象，看是否符合方案中的設(shè)計(jì)要求；最后渲染產(chǎn)品，利用圖形設(shè)計(jì)合成軟件Photoshop對(duì)渲染出的模型進(jìn)行上色處理，看建筑的顏色、材質(zhì)是否與設(shè)計(jì)方案和各項(xiàng)指標(biāo)相吻合。  　　這樣的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)方式，不僅僅打破了之前由于空間局限而不能立體地對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑進(jìn)行全方位觀察的僵局，使設(shè)計(jì)人員觀察的視點(diǎn)不再受到限制，而且節(jié)約了設(shè)計(jì)成本，還有利于立體地修改設(shè)計(jì)方案，使建筑設(shè)計(jì)人員不再受客觀因素影響，培養(yǎng)了其創(chuàng)新思維，推動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。  　　2 計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用  根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的自身特點(diǎn)，將其與綠色建筑設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，是當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的一個(gè)必然發(fā)展趨勢(shì)。本文對(duì)如何將計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)技術(shù)運(yùn)用于綠色建筑的設(shè)計(jì)中，作出了詳細(xì)的分析。 　?。ㄒ唬┚G色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程與計(jì)算機(jī)建筑性能的模擬整合  　　1、綠色建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程  　　相對(duì)于其他的傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程，綠色建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程要更加復(fù)雜與繁瑣；它本身具備所有傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程的每一個(gè)步驟，除此之外，它必須要基于環(huán)保、節(jié)能的可行性這一大前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)，就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)這一要求反復(fù)地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改與評(píng)測(cè)，考慮此設(shè)計(jì)方案的可行性；　2、綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程與計(jì)算機(jī)輔助建筑性能模擬  　　由于綠色建筑設(shè)計(jì)本身存在著復(fù)雜性，又加上建筑設(shè)計(jì)的環(huán)境及其不穩(wěn)定，給整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程帶來(lái)了相對(duì)的困難；設(shè)計(jì)人員要通過(guò)計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確判斷設(shè)計(jì)方案的可行性，必須要采用模擬分析技術(shù)去指導(dǎo)綠色建筑過(guò)程；  　　運(yùn)用建筑能耗模擬軟件；某大學(xué)的建筑系開(kāi)發(fā)了一個(gè)模擬項(xiàng)目，在基于計(jì)算機(jī)對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)模擬輔助的原則下，設(shè)計(jì)人員規(guī)劃出模擬輔助設(shè)計(jì)的具體流程，將綠色建筑進(jìn)行分段設(shè)計(jì)，將整體與部分相結(jié)合，保證每一個(gè)設(shè)計(jì)階段的同步性，再根據(jù)草圖在3DMax中進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，啟動(dòng)建筑能耗軟件，對(duì)此建筑設(shè)計(jì)與施工中需要消耗的資源進(jìn)行詳細(xì)分析，剔除不需要用到的設(shè)計(jì)資源與材料，控制設(shè)計(jì)中所提及的資源用量，優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化數(shù)據(jù)如下：  　　節(jié)省了人工設(shè)計(jì)方案約80%的時(shí)間；投資費(fèi)用減少了16%；建筑所需的費(fèi)用在原有方案上節(jié)省了近20%，節(jié)約建筑本身使用的自然資源為32%，節(jié)省建筑所消耗的環(huán)境自然資源為27%，重復(fù)作業(yè)的繪圖費(fèi)用為0。  　　根據(jù)此實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的結(jié)論可以看到，將計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的功能與綠色建筑設(shè)計(jì)方案相結(jié)合，可以確保設(shè)計(jì)方案在任何一個(gè)階段都得到計(jì)算機(jī)權(quán)威、科學(xué)的定量分析，評(píng)測(cè)以后反饋的信息能夠指導(dǎo)方案的再次優(yōu)化，降低了重復(fù)作業(yè)的繪圖率，一定程度上保證了綠色建筑設(shè)計(jì)的完整性。  　?。ǘ┯?jì)算機(jī)輔助綠色建筑設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容  　　1、計(jì)算機(jī)CAAD系統(tǒng)下的各項(xiàng)建筑軟件將設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化后，根據(jù)綠色建筑的理念，生成對(duì)建筑有各項(xiàng)要求的草圖；  　　2、對(duì)建筑施工周邊環(huán)境的分析與評(píng)測(cè)；通過(guò)設(shè)計(jì)人員輸入建筑消耗能源的數(shù)據(jù)與周邊地理環(huán)境的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)分析整個(gè)建筑環(huán)境所消耗的能源程度，評(píng)測(cè)該建筑的綠色可行性，并針對(duì)設(shè)計(jì)方案中不合理使用能源的情況進(jìn)行修改，控制該建筑對(duì)生態(tài)環(huán)境的惡化程度，使建筑在自身的設(shè)計(jì)上滿(mǎn)足綠色建筑的基本原則，同時(shí)減少對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境資源的利用；  　　3、模擬光照技術(shù)；計(jì)算機(jī)利用CAAD系統(tǒng)下的Lightscape軟件，可以根據(jù)設(shè)計(jì)圖模擬出整個(gè)建筑內(nèi)部的光照方向、進(jìn)光量多少、光能傳遞大小等實(shí)際光照；根據(jù)建筑的大小、高度來(lái)計(jì)算實(shí)際的太陽(yáng)光，反饋出光照數(shù)據(jù)；設(shè)計(jì)人員可根據(jù)軟件反映的信息對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，確保以最大限度、最環(huán)保的方式將自然光輸送進(jìn)整個(gè)建筑；  　　4、制作虛擬動(dòng)畫(huà)滿(mǎn)足綠色建筑的設(shè)計(jì)要求；通過(guò)三維軟件制成3D動(dòng)畫(huà)，利用直觀的圖像仿真形式指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員修改建筑設(shè)計(jì)方案；模擬建筑的使用程度，反饋此建筑的可消耗能源性；模擬建筑的周邊環(huán)境氣候、溫度等，評(píng)測(cè)此建筑對(duì)自然資源的最低使用性是否達(dá)標(biāo)，建筑設(shè)計(jì)人員根據(jù)以上數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)與修改；  　　5、CAAD系統(tǒng)的分析評(píng)測(cè)功能可以在計(jì)算機(jī)模擬軟件運(yùn)行時(shí)，隨時(shí)將設(shè)計(jì)方案中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息在模擬中的運(yùn)用反饋給設(shè)計(jì)人員，保證整個(gè)綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程的循環(huán)性，即接收數(shù)據(jù)—模擬計(jì)算—反饋—修改—接收數(shù)據(jù)……；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與綠色建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，保證了此設(shè)計(jì)方案能夠在循環(huán)的過(guò)程中被不斷地修改、優(yōu)化，完善了設(shè)計(jì)過(guò)程，控制了自然資源的消耗。  　　3 結(jié)語(yǔ)  　　隨著計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的廣泛運(yùn)用，越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)建筑軟件被開(kāi)發(fā)，技術(shù)性也越來(lái)越強(qiáng)，無(wú)形中提高了對(duì)建筑設(shè)計(jì)人員的技術(shù)要求。掌握計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的操作技術(shù)，熟知CAAD系統(tǒng)下的每一項(xiàng)軟件的運(yùn)作性能，是當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)人員的首要任務(wù)。除此之外，還要清楚了解計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)功能與綠色建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合的特性，才能保證自身綠色設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量與水平。  　　參考文獻(xiàn)  　　[1]潘梅青.計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)與綠色建筑設(shè)計(jì)的結(jié)合探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011，（22）  　　[2]毛鴻霖.淺析計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)與綠色建筑設(shè)計(jì)結(jié)合[J].科技傳播，2010，（12）：191，193  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