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摘要:通过阐述数字化对建筑的影响,分析了数字化技术在建筑设计中应用,重点探讨了计算机辅助建筑设计(CAAD)技术在可行性分析、概念设计、方案优化、设计制图等建筑设计各个阶段中的应用功能。
关键词:数字化技术建筑设计CAAD
所谓“数字化”,就是把所有的信息都转换成数字信号并存入计算机,由计算机进行技术处理并可通过网络传送。数字化不仅仅是一种信息储存和处理技术,而且是信息社会和知识经济社会的技术基础。数字化作为工业化的最高实现形式,彻底变革着生产技术的发展进程,同时也极大地改变着人们的生活方式和思维观念,对建筑的发展也必将会产生广泛而深刻的影响。几年以前,美国麻省理工学院教授、媒体实验室负责人尼葛洛庞帝以一本《数字化生存》为我们勾勒了一幅数字化背景下未来城市与社会生活的乐观图景,继而《比特城市》又提出了新的城市模式概念。
1、数字化对建筑的影响
数字化概念包含了多方面内涵。在最直接的应用层面上,数字化的一大特点就是以“比特”(信息)代替“原子”(物质)作为基础。以往人类生活中经常以物质载体承载信息进行交换(如报纸、信笺、货币等),网络这一信息载体和媒体使得信息社会以信息流代替物质流的趋势得以实现。这样既提高了信息交换的效率,也减少了物质资源的消耗。
数字化改变着人的生活方式,进而影响到建筑业界。数字化技术对人类的生存方式已经造成和将要发生的变化自然对于作为功能载体的建筑空间和形体提出了新的要求。一些传统的建筑类型会逐步改变,甚至被新的建筑类型所取代。这种新趋势将会对作为功能载体的建筑带来很大变化,无形的数字信息和网络技术将会促进多元、层级的无限智能场所空间的形成———从家庭空间到住宅区乃至整个城市。例如办公建筑等信息集约化的场所可能会一定程度上失去其原有价值,通过智能化在家里可做的工作就会越来越多,与这种变化相适应,家庭空间需要不断地增多和增大。
2数字化技术在建筑设计中的应用
数字化技术正在越来越多的层面上影响着建筑行业,虽然其本身只是一项新科技,但影响已不仅仅局限于技术,而且包括设计观念和手法的重大转变。其中,计算机辅助设计(ComputerAided Design ,CAD)在建筑设计专业工作中的应用技术称为计算机辅助建筑设计技术(Computer Aided Architectural Design,CAAD)。它是运用现代计算机数字技术来辅助进行建筑设计的一种新的建筑设计理念。经过短短20多年的发展历程,其发展速度和应用水平已经显示出了强大的生命力,其优越性已越来越明显地在建筑设计中反映出来,并已深深地扎根于世界建筑市场。CAAD方法利用计算机速度快、容量大、精度高和功能强的特点,帮助或代替建筑师在设计过程中处理大量的图像、数值和文字信息,从而大大地提高了建筑设计的质量,降低了设计的成本,缩短了设计的周期,并且节约了建设的投资,增强了竞争性。世界上先进工业国家多年来的实践已充分证明了这一点。
计算机应用技术以其高效率在改变着传统建筑设计方法的同时,也在悄然改变着建筑设计的思维方式。笔者在参与洛阳市洛南新区总体规划设计中,利用CAAD技术受益匪浅,不仅完成了大量的设计工作,而且将设计方案采用三维动画方式展现在客户面前,受到了好评,并顺利实现了投标成功。CAAD在建筑设计各个阶段的具体功能和应用主要包括以下几个方面。
2.1、可行性分析、项目投标运用计算机的数据信息处理能力的巨大优势,对工程项目的可行性和合理性进行分析和预测,以避免决策上的重大失误。在20世纪80年代初,美国明尼苏达州某超级市场集团总部用传统方法对该州北部地区新建超级市场项目进行了具体规划,得到的结论就是要新设7个点。在决策之前,该公司的总裁抱着试试看的想法把规划布点任务送交计算机服务中心进行分析处理。计算机系统根据所输入的该地区的人口结构、工资水平、道路交通、商业网点现状和地区发展前景等
信息进行了全面的综合分析,结果得出了新建5个超级市场和新的规划布点的详细分析报告。该公司采纳了CAAD系统提供的这一方案,仅此一项就节约了1亿美元的投资。运用CAAD的工程数据库技术,可以使工程设计招标项目能在很短的时间内完成从构思到生成整套设计图纸和技术文件的全部工作任务。
2.2、概念设计、造型构思建筑设计的概念设计阶段是设计的最关键阶段。以往建筑师是依靠自己的空间想象力和借助简单的示意草图来进行方案构思和造型设计的,这种原始方式具有很大的局限性。CAAD技术可以给建筑师提供一个强有力的智能工具,帮助构思建筑的三维体型、空间、造型、色彩和质量感效果,并能同时与周围的真实环境结合起来考虑设计方案。世界著名建筑师贝聿铭在法国卢浮宫广场上的玻璃金字塔的构思就是借助CAAD技术进行和完成的。
2.3、方案优化、专项分析在深入的建筑设计平面布置方案设计过程中,CAAD可以对设计中的各种可以量化的可以采集的设计指标、属性或功能活动关系进行分析和評估,并通过人机交互的方式进行反馈修改,形成交互式人机优化循环。这里如何着手修改设计方案,还是由设计师起主导作用,计算机只能起着辅助性的数据处理的分析判别作用。同时,在建筑设计方案设计阶段中,CAAD技术还能对各种物理的、环境的和功能专项设计技术指标进行定性定量的分析,以提高建筑设计的合理性和科学性(例如对建筑日照、自然通风、保温隔热、防火防灾和经济概算等)。
2.4、设计制图、技术文档计算机制图技术现在已发展到相当完善的程度,建筑师可以利用CAAD软件中的各种图形生成、编辑功能和建筑标准库、配件库来生成或修改建筑设计图纸。图形能任意移动、旋转、缩放和拼接,能自动标注尺寸和图标。建筑师可以按不同工种和内容分别存贮有关建筑设计信息在不同的图层中,又可以按需要任意选取不同的图层内容进行组合输出,生成各种施工图纸。设计系统具有统一的方案数据管理系统,记录、存贮设计方案中的全部设计信息。它保证了不同设计工种在
工作上的协调一致,也便于统一查错和纠错。设计施工图和细部大样可选用建筑构造详图库和建筑构配件库中的内容拼接装配进施工图中。一旦设计工作完成之后,CAAD系统可以自动提供各种设计的技术经济文件和告,连同全部设计图纸一并提交审议。使用CAAD技术在施工图阶段产生的效益十分明显,大大减轻了设计人员的绘图工作量。所以,无论是国内还是国外,建筑设计部门的CAAD技术的引进和应用大都是从辅助施工图设计
和绘制透视图开始的。
]3、结论
现在CAAD技术已经被越来越多的建筑师和工程师所接受。在信息化的浪潮中,数字化技术正在深入建筑设计行业,传统的建筑设计行业和设计方法以及建筑学教学等正在面临着机遇和挑战。数字化技术作为一种强有力的工具和手段,为探索未来建筑理论及其设计方法提供了诸多新途径。作为数字化时代的建筑师,应当对进入数字化时代的建筑学的未来进行认真的思考,这种思考不仅仅局限于数字化技术的应用,而应该延伸到数字化技术对人类的物质和精神生活的影响等各个方面。
关键词:数字化技术建筑设计CAAD
所谓“数字化”,就是把所有的信息都转换成数字信号并存入计算机,由计算机进行技术处理并可通过网络传送。数字化不仅仅是一种信息储存和处理技术,而且是信息社会和知识经济社会的技术基础。数字化作为工业化的最高实现形式,彻底变革着生产技术的发展进程,同时也极大地改变着人们的生活方式和思维观念,对建筑的发展也必将会产生广泛而深刻的影响。几年以前,美国麻省理工学院教授、媒体实验室负责人尼葛洛庞帝以一本《数字化生存》为我们勾勒了一幅数字化背景下未来城市与社会生活的乐观图景,继而《比特城市》又提出了新的城市模式概念。
1、数字化对建筑的影响
数字化概念包含了多方面内涵。在最直接的应用层面上,数字化的一大特点就是以“比特”(信息)代替“原子”(物质)作为基础。以往人类生活中经常以物质载体承载信息进行交换(如报纸、信笺、货币等),网络这一信息载体和媒体使得信息社会以信息流代替物质流的趋势得以实现。这样既提高了信息交换的效率,也减少了物质资源的消耗。
数字化改变着人的生活方式,进而影响到建筑业界。数字化技术对人类的生存方式已经造成和将要发生的变化自然对于作为功能载体的建筑空间和形体提出了新的要求。一些传统的建筑类型会逐步改变,甚至被新的建筑类型所取代。这种新趋势将会对作为功能载体的建筑带来很大变化,无形的数字信息和网络技术将会促进多元、层级的无限智能场所空间的形成———从家庭空间到住宅区乃至整个城市。例如办公建筑等信息集约化的场所可能会一定程度上失去其原有价值,通过智能化在家里可做的工作就会越来越多,与这种变化相适应,家庭空间需要不断地增多和增大。
2数字化技术在建筑设计中的应用
数字化技术正在越来越多的层面上影响着建筑行业,虽然其本身只是一项新科技,但影响已不仅仅局限于技术,而且包括设计观念和手法的重大转变。其中,计算机辅助设计(ComputerAided Design ,CAD)在建筑设计专业工作中的应用技术称为计算机辅助建筑设计技术(Computer Aided Architectural Design,CAAD)。它是运用现代计算机数字技术来辅助进行建筑设计的一种新的建筑设计理念。经过短短20多年的发展历程,其发展速度和应用水平已经显示出了强大的生命力,其优越性已越来越明显地在建筑设计中反映出来,并已深深地扎根于世界建筑市场。CAAD方法利用计算机速度快、容量大、精度高和功能强的特点,帮助或代替建筑师在设计过程中处理大量的图像、数值和文字信息,从而大大地提高了建筑设计的质量,降低了设计的成本,缩短了设计的周期,并且节约了建设的投资,增强了竞争性。世界上先进工业国家多年来的实践已充分证明了这一点。
计算机应用技术以其高效率在改变着传统建筑设计方法的同时,也在悄然改变着建筑设计的思维方式。笔者在参与洛阳市洛南新区总体规划设计中,利用CAAD技术受益匪浅,不仅完成了大量的设计工作,而且将设计方案采用三维动画方式展现在客户面前,受到了好评,并顺利实现了投标成功。CAAD在建筑设计各个阶段的具体功能和应用主要包括以下几个方面。
2.1、可行性分析、项目投标运用计算机的数据信息处理能力的巨大优势,对工程项目的可行性和合理性进行分析和预测,以避免决策上的重大失误。在20世纪80年代初,美国明尼苏达州某超级市场集团总部用传统方法对该州北部地区新建超级市场项目进行了具体规划,得到的结论就是要新设7个点。在决策之前,该公司的总裁抱着试试看的想法把规划布点任务送交计算机服务中心进行分析处理。计算机系统根据所输入的该地区的人口结构、工资水平、道路交通、商业网点现状和地区发展前景等
信息进行了全面的综合分析,结果得出了新建5个超级市场和新的规划布点的详细分析报告。该公司采纳了CAAD系统提供的这一方案,仅此一项就节约了1亿美元的投资。运用CAAD的工程数据库技术,可以使工程设计招标项目能在很短的时间内完成从构思到生成整套设计图纸和技术文件的全部工作任务。
2.2、概念设计、造型构思建筑设计的概念设计阶段是设计的最关键阶段。以往建筑师是依靠自己的空间想象力和借助简单的示意草图来进行方案构思和造型设计的,这种原始方式具有很大的局限性。CAAD技术可以给建筑师提供一个强有力的智能工具,帮助构思建筑的三维体型、空间、造型、色彩和质量感效果,并能同时与周围的真实环境结合起来考虑设计方案。世界著名建筑师贝聿铭在法国卢浮宫广场上的玻璃金字塔的构思就是借助CAAD技术进行和完成的。
2.3、方案优化、专项分析在深入的建筑设计平面布置方案设计过程中,CAAD可以对设计中的各种可以量化的可以采集的设计指标、属性或功能活动关系进行分析和評估,并通过人机交互的方式进行反馈修改,形成交互式人机优化循环。这里如何着手修改设计方案,还是由设计师起主导作用,计算机只能起着辅助性的数据处理的分析判别作用。同时,在建筑设计方案设计阶段中,CAAD技术还能对各种物理的、环境的和功能专项设计技术指标进行定性定量的分析,以提高建筑设计的合理性和科学性(例如对建筑日照、自然通风、保温隔热、防火防灾和经济概算等)。
2.4、设计制图、技术文档计算机制图技术现在已发展到相当完善的程度,建筑师可以利用CAAD软件中的各种图形生成、编辑功能和建筑标准库、配件库来生成或修改建筑设计图纸。图形能任意移动、旋转、缩放和拼接,能自动标注尺寸和图标。建筑师可以按不同工种和内容分别存贮有关建筑设计信息在不同的图层中,又可以按需要任意选取不同的图层内容进行组合输出,生成各种施工图纸。设计系统具有统一的方案数据管理系统,记录、存贮设计方案中的全部设计信息。它保证了不同设计工种在
工作上的协调一致,也便于统一查错和纠错。设计施工图和细部大样可选用建筑构造详图库和建筑构配件库中的内容拼接装配进施工图中。一旦设计工作完成之后,CAAD系统可以自动提供各种设计的技术经济文件和告,连同全部设计图纸一并提交审议。使用CAAD技术在施工图阶段产生的效益十分明显,大大减轻了设计人员的绘图工作量。所以,无论是国内还是国外,建筑设计部门的CAAD技术的引进和应用大都是从辅助施工图设计
和绘制透视图开始的。
]3、结论
现在CAAD技术已经被越来越多的建筑师和工程师所接受。在信息化的浪潮中,数字化技术正在深入建筑设计行业,传统的建筑设计行业和设计方法以及建筑学教学等正在面临着机遇和挑战。数字化技术作为一种强有力的工具和手段,为探索未来建筑理论及其设计方法提供了诸多新途径。作为数字化时代的建筑师,应当对进入数字化时代的建筑学的未来进行认真的思考,这种思考不仅仅局限于数字化技术的应用,而应该延伸到数字化技术对人类的物质和精神生活的影响等各个方面。