淺談計算機(jī)輔助建筑設(shè)計與綠色建筑設(shè)計的結(jié)合

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

  　　【論文摘 要】結(jié)合計算機(jī)輔助建筑設(shè)計這一功能的特點(diǎn)與優(yōu)勢，分析探討計算機(jī)輔助建筑設(shè)計在綠色建筑設(shè)計中的廣泛運(yùn)用。   　　隨著新興科技的崛起，各項(xiàng)工業(yè)技術(shù)也開始大力發(fā)展，很多工廠需要大量開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)烈呼吁停止對當(dāng)前自然的污染以防本就不太樂觀的生態(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”這一環(huán)保的建筑設(shè)計概念，受到了多方好評。這一設(shè)計理念要求在設(shè)計過程中，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)行對建筑的設(shè)計。“綠色建筑設(shè)計”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)計方式已經(jīng)不能滿足設(shè)計方案，建筑設(shè)計人員開始使用計算機(jī)進(jìn)行設(shè)計，輔佐綠色建筑設(shè)計方案的完成。而計算機(jī)根據(jù)自身特點(diǎn)，充分運(yùn)用于建筑設(shè)計中，取得了顯著的成果。  　　1 利用計算機(jī)對建筑設(shè)計進(jìn)行輔助的優(yōu)勢  　　（一）對建筑設(shè)計策劃方案的敲定  　　在建筑設(shè)計人員初步擬定建筑設(shè)計方案的時候，可以通過計算機(jī)對該方案進(jìn)行預(yù)算與測評；計算機(jī)獨(dú)有的CAAD系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、快速地將該設(shè)計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)庫里進(jìn)行比對，在比對完成后通過系統(tǒng)內(nèi)部的測評功能對該設(shè)計方案進(jìn)行仔細(xì)的分析評核，反饋該方案中的各個指標(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；  　　在對該方案提出意見與建議后，設(shè)計人員根據(jù)系統(tǒng)反饋的信息對設(shè)計方案進(jìn)行修改，再次使用CAAD系統(tǒng)進(jìn)行測評，反復(fù)評核后確立最終的設(shè)計方案；  　　這相比傳統(tǒng)的設(shè)計方案修改方式，顯然節(jié)約了大量的時間與精力，系統(tǒng)代替人腦對方案進(jìn)行測評，不僅所耗時間少，而且保證了方案的準(zhǔn)確率。  　?。ǘ┯兄冗M(jìn)的圖形設(shè)計技術(shù)與建立數(shù)字模型的技術(shù)  　　以前沒有采用計算機(jī)輔助建筑技術(shù)的時候，設(shè)計人員設(shè)計出建筑草圖之后，只能將建筑按照比例畫在平面圖上，一浪費(fèi)時間，二缺乏直觀性與準(zhǔn)確度。  　　計算機(jī)的建筑CAD技術(shù)專門針對圖形的設(shè)計與模型的建立；設(shè)計人員首先用AutoCAD繪制建筑設(shè)計圖，再利用SketchUp設(shè)計軟件將整個設(shè)計草圖修改并呈現(xiàn)出來，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)計草圖上的建筑，按照建筑的體量與比例初步建立一個模擬模型，再根據(jù)設(shè)計方案的細(xì)節(jié)對模型的不同部位進(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)計要求；最后渲染產(chǎn)品，利用圖形設(shè)計合成軟件Photoshop對渲染出的模型進(jìn)行上色處理，看建筑的顏色、材質(zhì)是否與設(shè)計方案和各項(xiàng)指標(biāo)相吻合。  　　這樣的計算機(jī)輔助建筑設(shè)計方式，不僅僅打破了之前由于空間局限而不能立體地對所設(shè)計的建筑進(jìn)行全方位觀察的僵局，使設(shè)計人員觀察的視點(diǎn)不再受到限制，而且節(jié)約了設(shè)計成本，還有利于立體地修改設(shè)計方案，使建筑設(shè)計人員不再受客觀因素影響，培養(yǎng)了其創(chuàng)新思維，推動了建筑設(shè)計行業(yè)的發(fā)展。  　　2 計算機(jī)輔助建筑設(shè)計在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用  根據(jù)計算機(jī)輔助建筑設(shè)計的自身特點(diǎn)，將其與綠色建筑設(shè)計理念相結(jié)合，是當(dāng)今建筑設(shè)計行業(yè)的一個必然發(fā)展趨勢。本文對如何將計算機(jī)輔助建筑設(shè)計技術(shù)運(yùn)用于綠色建筑的設(shè)計中，作出了詳細(xì)的分析。 　?。ㄒ唬┚G色建筑設(shè)計過程與計算機(jī)建筑性能的模擬整合  　　1、綠色建筑的設(shè)計過程  　　相對于其他的傳統(tǒng)建筑設(shè)計過程，綠色建筑的設(shè)計過程要更加復(fù)雜與繁瑣；它本身具備所有傳統(tǒng)建筑設(shè)計過程的每一個步驟，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，就需要設(shè)計人員根據(jù)這一要求反復(fù)地對設(shè)計方案進(jìn)行修改與評測，考慮此設(shè)計方案的可行性；　2、綠色建筑設(shè)計過程與計算機(jī)輔助建筑性能模擬  　　由于綠色建筑設(shè)計本身存在著復(fù)雜性，又加上建筑設(shè)計的環(huán)境及其不穩(wěn)定，給整個設(shè)計過程帶來了相對的困難；設(shè)計人員要通過計算機(jī)準(zhǔn)確判斷設(shè)計方案的可行性，必須要采用模擬分析技術(shù)去指導(dǎo)綠色建筑過程；  　　運(yùn)用建筑能耗模擬軟件；某大學(xué)的建筑系開發(fā)了一個模擬項(xiàng)目，在基于計算機(jī)對綠色建筑設(shè)計模擬輔助的原則下，設(shè)計人員規(guī)劃出模擬輔助設(shè)計的具體流程，將綠色建筑進(jìn)行分段設(shè)計，將整體與部分相結(jié)合，保證每一個設(shè)計階段的同步性，再根據(jù)草圖在3DMax中進(jìn)行建模設(shè)計，啟動建筑能耗軟件，對此建筑設(shè)計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)計資源與材料，控制設(shè)計中所提及的資源用量，優(yōu)化了設(shè)計方案，優(yōu)化數(shù)據(jù)如下：  　　節(jié)省了人工設(shè)計方案約80%的時間；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，將計算機(jī)輔助建筑設(shè)計的功能與綠色建筑設(shè)計方案相結(jié)合，可以確保設(shè)計方案在任何一個階段都得到計算機(jī)權(quán)威、科學(xué)的定量分析，評測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)計的完整性。  　?。ǘ┯嬎銠C(jī)輔助綠色建筑設(shè)計的具體內(nèi)容  　　1、計算機(jī)CAAD系統(tǒng)下的各項(xiàng)建筑軟件將設(shè)計人員的設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化后，根據(jù)綠色建筑的理念，生成對建筑有各項(xiàng)要求的草圖；  　　2、對建筑施工周邊環(huán)境的分析與評測；通過設(shè)計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)自動分析整個建筑環(huán)境所消耗的能源程度，評測該建筑的綠色可行性，并針對設(shè)計方案中不合理使用能源的情況進(jìn)行修改，控制該建筑對生態(tài)環(huán)境的惡化程度，使建筑在自身的設(shè)計上滿足綠色建筑的基本原則，同時減少對周邊生態(tài)環(huán)境資源的利用；  　　3、模擬光照技術(shù)；計算機(jī)利用CAAD系統(tǒng)下的Lightscape軟件，可以根據(jù)設(shè)計圖模擬出整個建筑內(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、高度來計算實(shí)際的太陽光，反饋出光照數(shù)據(jù)；設(shè)計人員可根據(jù)軟件反映的信息對整個設(shè)計方案進(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)整個建筑；  　　4、制作虛擬動畫滿足綠色建筑的設(shè)計要求；通過三維軟件制成3D動畫，利用直觀的圖像仿真形式指導(dǎo)設(shè)計人員修改建筑設(shè)計方案；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，評測此建筑對自然資源的最低使用性是否達(dá)標(biāo)，建筑設(shè)計人員根據(jù)以上數(shù)據(jù)對設(shè)計方案進(jìn)行評價與修改；  　　5、CAAD系統(tǒng)的分析評測功能可以在計算機(jī)模擬軟件運(yùn)行時，隨時將設(shè)計方案中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息在模擬中的運(yùn)用反饋給設(shè)計人員，保證整個綠色建筑設(shè)計過程的循環(huán)性，即接收數(shù)據(jù)—模擬計算—反饋—修改—接收數(shù)據(jù)……；計算機(jī)輔助設(shè)計與綠色建筑設(shè)計相結(jié)合，保證了此設(shè)計方案能夠在循環(huán)的過程中被不斷地修改、優(yōu)化，完善了設(shè)計過程，控制了自然資源的消耗。  　　3 結(jié)語  　　隨著計算機(jī)輔助建筑設(shè)計在綠色建筑設(shè)計中的廣泛運(yùn)用，越來越多的計算機(jī)建筑軟件被開發(fā)，技術(shù)性也越來越強(qiáng)，無形中提高了對建筑設(shè)計人員的技術(shù)要求。掌握計算機(jī)輔助建筑設(shè)計的操作技術(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)計人員的首要任務(wù)。除此之外，還要清楚了解計算機(jī)輔助建筑設(shè)計功能與綠色建筑設(shè)計相結(jié)合的特性，才能保證自身綠色設(shè)計方案的質(zhì)量與水平。  　　參考文獻(xiàn)  　　[1]潘梅青.計算機(jī)輔助建筑設(shè)計與綠色建筑設(shè)計的結(jié)合探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011，（22）  　　[2]毛鴻霖.淺析計算機(jī)輔助建筑設(shè)計與綠色建筑設(shè)計結(jié)合[J].科技傳播，2010，（12）：191，193  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