首頁(yè) > 精品范文 > 建筑設(shè)計(jì)論文
時(shí)間:2023-03-17 18:04:35
序論:寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇建筑設(shè)計(jì)論文范文,愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
[論文摘要]分析了國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)先進(jìn)的信息化技術(shù),給出了一條建筑設(shè)計(jì)行業(yè)信息化建設(shè)的探索之路,提出了以?xún)?yōu)化的管理為前提,采用圖文管理,知識(shí)管理以及協(xié)同化設(shè)計(jì)相結(jié)合來(lái)完成設(shè)計(jì)院的信息化建設(shè)。
在設(shè)計(jì)企業(yè)信息化建設(shè)中,設(shè)計(jì)和管理一般分為2個(gè)系統(tǒng)來(lái)處理。整個(gè)企業(yè)信息化建設(shè)只引進(jìn)管理信息系統(tǒng)還是不行的,設(shè)計(jì)系統(tǒng)也要考慮,這樣最終能使得2個(gè)系統(tǒng)既能結(jié)合起來(lái)運(yùn)行,共同享用資源,亦能分開(kāi)來(lái)單獨(dú)執(zhí)行任務(wù),對(duì)節(jié)約資源有利。因此,在企業(yè)信息化建設(shè)中2個(gè)系統(tǒng)缺一不可。
一、管理系統(tǒng)的信息化
在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)信息化建設(shè)過(guò)程中要避免誤入以下2個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū):
(1)誤區(qū)1:信息化只是生產(chǎn)工具。由于行業(yè)的信息化發(fā)展比較依賴(lài)于工程的需求,所以有人認(rèn)為企業(yè)的信息化只是為了工程設(shè)計(jì)服務(wù)的一個(gè)生產(chǎn)工具,而忽略了企業(yè)信息化其實(shí)是為整個(gè)企業(yè)目標(biāo)服務(wù)的,企業(yè)信息化是企業(yè)在生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)、管理和決策、研究和開(kāi)發(fā)、市場(chǎng)和銷(xiāo)售等各方面全面應(yīng)用信息技術(shù),在生產(chǎn)中的應(yīng)用只是其中的部分內(nèi)容。
(2)誤區(qū)2:信息化是技術(shù)問(wèn)題。部分企業(yè)經(jīng)營(yíng)者認(rèn)為信息化建設(shè)是技術(shù)性的工作,只要花些錢(qián)買(mǎi)些硬件和軟件,教會(huì)員工使用就完事大吉了。企業(yè)信息化建設(shè)應(yīng)該是對(duì)企業(yè)管理的一次提升,它是將信息技術(shù)、企業(yè)組織構(gòu)架、經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略、營(yíng)運(yùn)流程、人力資源等諸方面協(xié)同集成、最重要的是流程再造促進(jìn)企業(yè)管理轉(zhuǎn)變。企業(yè)信息化的成功要素“三分靠技術(shù),七分靠管理”,所以單純技術(shù)性的概念會(huì)將企業(yè)信息化的實(shí)踐引入誤區(qū),這也是國(guó)內(nèi)許多企業(yè)往往信息化投人大但效益不高的癥結(jié)所在。
真正優(yōu)秀的管理信息系統(tǒng)是將適合于某一行業(yè)的、經(jīng)過(guò)考察多個(gè)成功企業(yè)最終將最先進(jìn)最適合的管理理念融人到信息系統(tǒng)中的管理系統(tǒng)。大家需要先優(yōu)化現(xiàn)有的管理,使用優(yōu)化后的管理思想來(lái)選擇定制自身使用的系統(tǒng),然后再使用這一含有管理思想的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)一步改變大家的管理思想,從而實(shí)現(xiàn)相互促進(jìn),用好的思想建立好的系統(tǒng),再用好的系統(tǒng)滲透更好的管理思想,形成良性循環(huán)。
二、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的信息化
設(shè)計(jì)單位最大量、最重要的工作是生產(chǎn)設(shè)計(jì),信息化的要求也最緊迫。隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇、設(shè)計(jì)規(guī)模、復(fù)雜程度的加大,對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)同完成整體設(shè)計(jì)、增強(qiáng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的配合與協(xié)同,從更深層次來(lái)提高設(shè)計(jì)效率、提升設(shè)計(jì)資源的整合、縮短設(shè)計(jì)周期、以更進(jìn)一步的增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力的需求愈來(lái)迫切。基于這種需求,人們提出了采用圖文管理、知識(shí)管理以及協(xié)同化設(shè)計(jì)相結(jié)合來(lái)完成設(shè)計(jì)系統(tǒng)的信息化。
2.1圖文管理
以緯衡浩建科技有限公司的解決方案為例解釋一下圖文管理。
(1)快速建立設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)。
(2)文件自動(dòng)掃描上傳:掃描畫(huà)出的所有圖形文件然后歸檔到某工程。
(3)手工上傳。
(4)自動(dòng)識(shí)別和歸檔。
(5)提取圖鑒信息。根據(jù)建立的分類(lèi)規(guī)則,將某1文件分類(lèi)后歸檔。
(6)自動(dòng)拆分圖鑒。將1個(gè)圖拆分成n個(gè)圖,即n個(gè)文件,給予不同信息提取海量數(shù)據(jù)。根據(jù)以上幾步,建立起了圖文數(shù)據(jù)庫(kù),這樣就可以實(shí)現(xiàn)全文檢索,圖鑒檢索,圖文檢索,提高設(shè)計(jì)圖紙的重用性,節(jié)省了開(kāi)發(fā)時(shí)間,共享了資源,避免了重復(fù)開(kāi)發(fā)帶來(lái)的資源浪費(fèi)。這樣提高了生產(chǎn)效率,也給企業(yè)贏得了聲譽(yù)。
2.2知識(shí)管理
知識(shí)管理就是一個(gè)個(gè)體或組織將自己和別人的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的能力的過(guò)程。知識(shí)管理學(xué)家認(rèn)為,知識(shí)分為組織知識(shí)和個(gè)人知識(shí),而企業(yè)的知識(shí)管理不僅僅是對(duì)企業(yè)中個(gè)人而言的,它是指企業(yè)作為一個(gè)組織整體上對(duì)知識(shí)的獲取、存儲(chǔ)、學(xué)習(xí)、共享、創(chuàng)新的管理過(guò)程,目的是提高組織中知識(shí)工作者的生產(chǎn)力,提高組織的應(yīng)變能力和反應(yīng)速度,使企業(yè)…T、應(yīng)市場(chǎng)的挑戰(zhàn),并且能夠比競(jìng)爭(zhēng)者保持一定程度的領(lǐng)先。現(xiàn)在,企業(yè)對(duì)信息化系統(tǒng)得要求已不再是簡(jiǎn)單的文件處理,也不再是單純的行政事務(wù)了,其任務(wù)是要提高整個(gè)企業(yè)的運(yùn)作效率,進(jìn)而提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。知識(shí)管理可以幫助企業(yè)解決知識(shí)共享和再利用的問(wèn)題。知識(shí)管理意味著在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間,將正確的知識(shí)傳給正確的人,使他們采取最合適的行動(dòng),避免重復(fù)錯(cuò)誤和重復(fù)工作。
2.3協(xié)同設(shè)計(jì)
AUTOCAD在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用的缺陷。AUTO-CAD雖然具有諸多的優(yōu)勢(shì),但也并不是完美無(wú)缺。運(yùn)用AUTOCAD繪制建筑設(shè)計(jì)圖的弊端主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn):一是建筑設(shè)計(jì)初學(xué)者會(huì)對(duì)AUTOCAD產(chǎn)生依賴(lài),不愿意接受基礎(chǔ)知識(shí)教育和練習(xí)。運(yùn)用該軟件,初學(xué)者可以輕松地完成一幅設(shè)計(jì)圖,卻不愿意動(dòng)筆去練習(xí)繪畫(huà)、制圖,忽略基礎(chǔ)制圖的技能練習(xí)。二是該軟件中包含多種色彩搭配、形狀設(shè)計(jì)以及各種設(shè)計(jì)方案的模板,建筑工程師只要從其中調(diào)用即可,因此,許多初學(xué)者為了節(jié)約時(shí)間而不去練習(xí)基本技能,難以打好設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。三是運(yùn)用AUTOCAD進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)會(huì)限制建筑工程師的創(chuàng)造性思維。該軟件中的一些程序往往是按照常用的建筑設(shè)計(jì)繪圖功能來(lái)設(shè)定的,那么,使用者就只能夠通過(guò)這些功能的運(yùn)用來(lái)完成建筑設(shè)計(jì),而難以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性,當(dāng)使用者過(guò)于依賴(lài)使用該軟件時(shí),就難以創(chuàng)造出獨(dú)特的設(shè)計(jì)作品。
二、AUTOCAD在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用的具體方法
(一)利用AUTOCAD建立樣板文件
建筑設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)時(shí),如果使用手繪的方式,就必須在每做一張圖紙時(shí),就要進(jìn)行圖紙大小、邊框、以及各種標(biāo)注等設(shè)計(jì)工作,即使多張圖紙的數(shù)據(jù)都一樣,都必須要全部重新設(shè)計(jì)、繪畫(huà)一遍,然而,能夠較為熟練地運(yùn)用AUTOCAD的設(shè)計(jì)工程師則能夠根據(jù)自己所需,建立一個(gè)樣板文件,并保存這個(gè)文件,當(dāng)需要運(yùn)用同樣的模板來(lái)設(shè)計(jì)圖紙時(shí),只要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行繪畫(huà)設(shè)計(jì)即可。樣板文件的建立通常包括以下幾個(gè)步驟:第一步,創(chuàng)建一個(gè)文件,并且根據(jù)設(shè)計(jì)所需將測(cè)量單位、角度、坐標(biāo)、正負(fù)方向、尺寸等內(nèi)容填寫(xiě)完整;第二步,進(jìn)行圖層的設(shè)置。這時(shí),需要將各圖層的數(shù)據(jù)進(jìn)行相似的設(shè)置,包括線型、標(biāo)注、文字樣式等等。
(二)AUTOCAD中圖塊的使用方法
雖然建筑設(shè)計(jì)需要不斷地進(jìn)行推陳出新,然而,一些元素還是在不斷地重復(fù)使用,例如國(guó)家對(duì)于建筑某些部分的規(guī)定,有著不可更改的要求,或者一些在建筑中大家公認(rèn)的設(shè)計(jì)元素,這些圖形、符號(hào)等較為常用,那么,設(shè)計(jì)工程師可以將其保存起來(lái),并且按照一定的方式對(duì)其進(jìn)行分類(lèi),以便在使用的時(shí)候能夠迅速地找到,而這些圖形和符號(hào)常常作為一個(gè)圖塊來(lái)保存。如此一來(lái),建筑設(shè)計(jì)工程師在運(yùn)用AUTOCAD進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖時(shí),就能夠隨時(shí)調(diào)用這些圖塊,不但節(jié)約了設(shè)計(jì)的時(shí)間,提高了設(shè)計(jì)效率,同時(shí),還能夠極大程度地節(jié)約存儲(chǔ)空間。并且可以根據(jù)自己所需來(lái)對(duì)圖塊進(jìn)行相應(yīng)的改善和增減,使其使用時(shí)更為方便。
(三)AUTOCAD的基本繪圖技巧。
1.繪制建筑墻體時(shí)的技巧。在建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行墻體設(shè)計(jì)圖的繪制時(shí),應(yīng)當(dāng)由大及小,也就是說(shuō),要先繪制好整個(gè)墻體的大體輪廓,包括墻體的軸線、多線,然后再將需要設(shè)計(jì)出門(mén)窗的位置進(jìn)行修飾。因此,在進(jìn)行墻體的設(shè)計(jì)時(shí),首先就要設(shè)計(jì)好墻體的中軸、多線樣式之后,通過(guò)輸入直線端點(diǎn)的方式來(lái)繪出多條直線,再確定拾取點(diǎn)以便多線進(jìn)行對(duì)正。之后便是選擇合適的比例,保證圖紙能夠在比例協(xié)調(diào)的情況下清晰地體現(xiàn)出建筑的整體輪廓。同時(shí)樣式的選擇也應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)的提示,以及多線的樣式,輸入所需的名稱(chēng),使各部分相互搭配。
2.繪制建筑門(mén)窗時(shí)的技巧。相對(duì)于墻體的繪制,門(mén)窗的繪制則要相對(duì)較為簡(jiǎn)單,因?yàn)橹霸诶L制墻體時(shí)已經(jīng)通過(guò)修飾多線得到了門(mén)窗的輪廓,這時(shí),只需要將門(mén)窗再進(jìn)行進(jìn)一步的加工,制作成塊,并從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取門(mén)窗框,根據(jù)繪圖的比例進(jìn)行調(diào)整即可。
3.繪制建筑立體面時(shí)的技巧。建筑立體面的繪制是一種較為繁瑣的工作,在該設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中所包含的元素較多,所需要進(jìn)行的操作也比較復(fù)雜,然而,只要掌握了建筑立體面的繪制技巧,就能夠事半功倍。能夠較為熟練運(yùn)用AUTO-CAD的建筑設(shè)計(jì)工程師,就能夠從中找出一些規(guī)律,在進(jìn)行建筑立體面的繪制時(shí),先根據(jù)立體面的軸線來(lái)繪制縱向的輔助線,以此為繪制的開(kāi)端,接下來(lái)的工作就會(huì)簡(jiǎn)單很多。橫向輔助線的繪制則能夠根據(jù)立體面的高度來(lái)進(jìn)行繪制。而立體面即使再?gòu)?fù)雜,也是由最基本的圖形、色塊組成的,只要將這些最簡(jiǎn)單的元素進(jìn)行復(fù)制、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、填充等操作,就能夠繪制出富有創(chuàng)造力的設(shè)計(jì)圖。
(四)運(yùn)用AUTOCAD設(shè)計(jì)建筑時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題。
1.繪制建筑平面圖時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題。一是應(yīng)當(dāng)注意,繪圖時(shí)所使用的線型,對(duì)于一些建筑的斷面、輪廓等進(jìn)行表示時(shí),應(yīng)當(dāng)使用粗實(shí)線,而對(duì)于門(mén)窗等處的表示應(yīng)當(dāng)使用中粗實(shí)線,其他可見(jiàn)部分需要用實(shí)線表示出來(lái)。二是當(dāng)繪制建筑物的平面圖時(shí),俯視圖的繪制應(yīng)當(dāng)能夠繪畫(huà)出所有從上方能夠觀察到的部分。三是要注意設(shè)計(jì)圖繪制的比例與尺寸,將實(shí)際尺寸與根據(jù)比例縮放后的尺寸進(jìn)行區(qū)分,最后尺寸的標(biāo)注與符號(hào)也應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖的繪制標(biāo)準(zhǔn)來(lái)運(yùn)用。
2.繪制建筑立面圖時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題。一是要根據(jù)所繪制的建筑立面的部位或者該部分的兩端軸線編號(hào)來(lái)確定該設(shè)計(jì)圖的名稱(chēng),以便以后使用時(shí)能夠及時(shí)查閱到。二是在立面圖中,線型的選用與平面圖的繪制類(lèi)似,即凡是建筑輪廓、剖面處都應(yīng)當(dāng)使用實(shí)線來(lái)表示,門(mén)窗處采用中粗實(shí)線,其他輪廓使用細(xì)實(shí)線即可,唯一不同的是,在立面圖中,需要繪制地平線,這時(shí)則應(yīng)當(dāng)采用加粗實(shí)線來(lái)表示。三是建筑物立面圖的繪制應(yīng)當(dāng)參考平面圖,以使得兩圖相互對(duì)應(yīng),避免誤差的出現(xiàn)。四是立面圖中往往不會(huì)采用線性標(biāo)注,只需要標(biāo)注出立面兩端軸線和那些必要的高度即可。
1.1城市設(shè)計(jì)的涵義
《中國(guó)大百科全書(shū)》給城市設(shè)計(jì)(Urbandesign)下的定義是:“城市設(shè)計(jì)是對(duì)城市形體環(huán)境所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。一般指在城市總體規(guī)劃指導(dǎo)下,為近期開(kāi)發(fā)地段的建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行的詳細(xì)規(guī)劃和具體設(shè)計(jì)。城市設(shè)計(jì)的任務(wù)是為人們各種活動(dòng)創(chuàng)造出有一定空間形式的物質(zhì)環(huán)境,內(nèi)容包括各種建筑、市政設(shè)施、園林綠化等方面,必須綜合體現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、城市功能、審美等各方面的要求,因此也稱(chēng)為綜合環(huán)境設(shè)計(jì)。”城市設(shè)計(jì)是介于城市規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)之間的一種設(shè)計(jì)。相對(duì)于城市規(guī)劃的抽象性和數(shù)據(jù)化,城市設(shè)計(jì)更具有具體性和圖形化,但是它又不等同于具體的建筑設(shè)計(jì),它的研究范疇僅局限于城市形體環(huán)境的層面。城市設(shè)計(jì)的目的在于提高城市的環(huán)境質(zhì)量、城市景觀和城市整體形象的藝術(shù)水平,創(chuàng)造和諧宜人的生活與工作環(huán)境。
1.2城市設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容
城市設(shè)計(jì)具體內(nèi)容主要包括:城市總體空間設(shè)計(jì);城市典型要素空間設(shè)計(jì)(中心廣場(chǎng),商業(yè)街道,居住區(qū),濱水區(qū)等);舊城保護(hù)與更新空間設(shè)計(jì);城市交通設(shè)計(jì);城市環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì);城市生態(tài)防護(hù)圈設(shè)計(jì);城市景觀設(shè)計(jì);城市地下空間設(shè)計(jì);城市環(huán)境設(shè)施與建筑小品設(shè)計(jì)等。
2現(xiàn)代城市設(shè)計(jì)的基本特征
1)創(chuàng)作性是城市設(shè)計(jì)的重要特征。城市設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)具體的三維形態(tài)框架的建構(gòu),它必然是一個(gè)創(chuàng)作過(guò)程的產(chǎn)物。城市設(shè)計(jì)的創(chuàng)作過(guò)程是設(shè)計(jì)者邏輯思維、形象思維與創(chuàng)作靈感交織,而形象思維則是城市設(shè)計(jì)的主要思維。城市設(shè)計(jì)的創(chuàng)作需要有城市設(shè)計(jì)的基本技巧,精通城市職能、形體及三維空間關(guān)系的處理。2)強(qiáng)調(diào)以人為本。即以具體的活生生的人為根本出發(fā)點(diǎn),滿(mǎn)足人的需求,以人的心理與生理行為為依據(jù),關(guān)注城市空間設(shè)計(jì)的場(chǎng)所感、歸屬感,追求舒適和有人情味的空間環(huán)境。3)以城市意象為依據(jù)。城市設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)對(duì)城市歷史、地理、文化背景進(jìn)行分析,對(duì)其提供有生命力的城市機(jī)理延續(xù);要求分析城市的地形、地貌與周?chē)h(huán)境的關(guān)系,城市地理位置的優(yōu)劣勢(shì),與周?chē)煌ㄏ到y(tǒng)的聯(lián)系。城市意象空間正是人對(duì)以上各類(lèi)客觀因素的綜合反映。4)綜合應(yīng)用多學(xué)科知識(shí)。城市設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃、建筑學(xué)、風(fēng)景建
筑學(xué)密切關(guān)聯(lián),而且還涉及社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境心理學(xué)、法學(xué)和城市管理學(xué)等學(xué)科。城市設(shè)計(jì)是這些相關(guān)學(xué)科在城市物質(zhì)環(huán)境設(shè)置、使用和體驗(yàn)這一結(jié)合點(diǎn)上的綜合體現(xiàn)。借助多學(xué)科知識(shí),城市設(shè)計(jì)追求空間形式上的統(tǒng)一與完美,綜合效益上的最佳與優(yōu)化,社會(huì)生活上的和諧與協(xié)調(diào)。5)時(shí)間和空間的統(tǒng)一。只有空間而沒(méi)有時(shí)間的環(huán)境是沒(méi)有活力的。現(xiàn)代城市設(shè)計(jì)在使環(huán)境美達(dá)到具體化與視覺(jué)化的設(shè)計(jì)中,除了使用傳統(tǒng)的三維環(huán)境視覺(jué)理論外,還在大范圍內(nèi)把人的時(shí)間運(yùn)動(dòng)與空間環(huán)境視為統(tǒng)一系統(tǒng),將時(shí)間和空間概念從建筑范疇運(yùn)用到城市環(huán)境設(shè)計(jì)中。
3城市設(shè)計(jì)的原則
1)表現(xiàn)的原則。即城市設(shè)計(jì)要反映城市的本質(zhì)和內(nèi)涵,要強(qiáng)化城市區(qū)別其他城市的地方特色,要形成有個(gè)性特色的城市空間結(jié)構(gòu)和城市景觀,使它們成為城市的典型識(shí)別標(biāo)記。2)相互協(xié)調(diào)的原則。即城市和自然之間、城市各部分之間、城市建筑群之間要相互協(xié)調(diào)。另外,要協(xié)調(diào)生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系,保證生態(tài)效益的充分發(fā)揮;協(xié)調(diào)保護(hù)與建設(shè)、景觀與生態(tài)、投入與產(chǎn)出的多重關(guān)系。3)有機(jī)秩序的原則。這是“宇宙結(jié)構(gòu)的真正原則”,生物是這樣,城市也是這樣。城市設(shè)計(jì)要為城市社區(qū)建立一種有機(jī)的秩序,包括物質(zhì)秩序和社會(huì)秩序;城市設(shè)計(jì)必須在城市規(guī)劃指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì),要嚴(yán)格執(zhí)行城市規(guī)劃法規(guī)。
4城市設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃的區(qū)別和聯(lián)系
4.1城市設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃的區(qū)別
1)追求效益不同。城市設(shè)計(jì)主要追求環(huán)境效益。城市規(guī)劃追求經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益三者的平衡發(fā)展。
2)出發(fā)點(diǎn)和關(guān)注點(diǎn)不同。城市設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以人的需求為出發(fā)點(diǎn),以人的生理和心理行為為依據(jù),關(guān)注具體的城市生活與工作環(huán)境。而城市規(guī)劃是以物質(zhì)環(huán)境為出發(fā)點(diǎn),作為城市建設(shè)管理的依據(jù)而制定的硬性控制指標(biāo),關(guān)注是城市整體的協(xié)調(diào)發(fā)展,它較少涉及與人的感性和活動(dòng)相關(guān)的環(huán)境場(chǎng)所問(wèn)題。可以說(shuō)關(guān)注人還是關(guān)注物是城市設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃的分水嶺。
3)形態(tài)維度不同。城市設(shè)計(jì)是城市三維空間的環(huán)境設(shè)計(jì)(如建筑群體空間布局、開(kāi)放空間和環(huán)境設(shè)計(jì)、建筑小品空間布置和設(shè)計(jì)等)。而城市規(guī)劃是城市二維空間的總體安排(如用地規(guī)劃、道路兩側(cè)平面安排等)。因此二者表現(xiàn)出不同的形態(tài)維度。
4)工作屬性不同。城市設(shè)計(jì)工作屬性屬于藝術(shù)創(chuàng)作,強(qiáng)調(diào)環(huán)境人文因素,容納歷史積淀,鋪墊地區(qū)文化,表現(xiàn)時(shí)代精神,并結(jié)合人的感知經(jīng)驗(yàn)建立起具有整體結(jié)構(gòu)性特征、易于識(shí)別的城市意象和氛圍(如城市意象、室外空間、街墻界面、整體材質(zhì)色彩等)。而城市規(guī)劃工作屬于技術(shù)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃,以城市建設(shè)法規(guī)為指導(dǎo),注重各類(lèi)技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素(例如交通容量、功能分區(qū)、用地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度、建筑高度、密度、容積率等數(shù)據(jù))。
5)工作成果不同。城市設(shè)計(jì)工作成果圖文并茂,圖紙、文本、導(dǎo)則在其中起重要作用,且具有一定的實(shí)施操作彈性,并附有具有三維直觀效果的表現(xiàn)圖紙。城市規(guī)劃工作成果偏重文字性的法律條款、政策、方案,圖紙是次要的。
6)參與人員不同。城市設(shè)計(jì)主要由建筑師和城市設(shè)計(jì)專(zhuān)家承擔(dān)。城市規(guī)劃是各種專(zhuān)家(如經(jīng)濟(jì)學(xué)家、社會(huì)學(xué)家、規(guī)劃學(xué)家、地理學(xué)家等)共同合作的結(jié)果。
4.2城市設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃的聯(lián)系
城市設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃緊密結(jié)合、密不可分。城市設(shè)計(jì)的三維空間景觀的塑造與城市規(guī)劃的平面布局是一種互為條件、相互制約的關(guān)系。城市規(guī)劃在涉及城市的用地布局、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、市政設(shè)施等諸方面的同時(shí),必然包含了對(duì)城市空間特征塑造的思考,沒(méi)有“純二維”的規(guī)劃,而且規(guī)劃的思想觀念和意圖也必須最終反映在城市三維空間中才能得以實(shí)現(xiàn)。
城市設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃所要研究的對(duì)象都是人們所處的城市,只是側(cè)重點(diǎn)有所不同,它們都以創(chuàng)造一種良好的、有序的生產(chǎn)、生活環(huán)境為目的,都要綜合協(xié)調(diào)各項(xiàng)城市功能,安排城市各項(xiàng)用地,組織好交通和安排好各類(lèi)工程設(shè)施,都要研究城市的社會(huì)發(fā)展,考慮城市的歷史文脈等。可見(jiàn),它們之間交叉、重疊的領(lǐng)域涵蓋了城市建設(shè)系統(tǒng)各個(gè)方面,兩者統(tǒng)一于一個(gè)完整的規(guī)劃過(guò)程之中。規(guī)劃的平面布局圖,也是城市設(shè)計(jì)進(jìn)行城市三維空間環(huán)境塑造的基礎(chǔ)依據(jù)和前提。另一方面,對(duì)城市空間的塑造與安排,又可反饋回來(lái)對(duì)平面布局進(jìn)行完善、補(bǔ)充和調(diào)整,從而使兩者都趨于更加合理化。
5城市設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)區(qū)別和聯(lián)系
城市設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的關(guān)系是整體環(huán)境與個(gè)體形象的關(guān)系。兩者在設(shè)計(jì)的規(guī)模、尺度和層次上是不同的。城市設(shè)計(jì)主要解決的是城市的面和線問(wèn)題,它屬于城市整體環(huán)境設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)主要解決的是城市的點(diǎn)的問(wèn)題(單體、群體建筑在城市都是一個(gè)點(diǎn)),它屬于城市個(gè)體元素設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)雖然也要考慮環(huán)境效果,但一個(gè)良好的城市形態(tài)環(huán)境更多地取決于城市設(shè)計(jì)的效果而不是建筑設(shè)計(jì)的效果。城市設(shè)計(jì)以多重委托人和整個(gè)城市人民作為服務(wù)對(duì)象,更多反映公眾利益和意志。建筑設(shè)計(jì)一般以單個(gè)委托人作為服務(wù)對(duì)象(大型公共建筑除外),主要取決設(shè)計(jì)者本人和委托人的目標(biāo)價(jià)值取向。
美國(guó)城市規(guī)劃師伊·沙里寧曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“通常做設(shè)計(jì)是要將一棟房子置于周?chē)沫h(huán)境中;將周?chē)沫h(huán)境置于一個(gè)城市規(guī)劃中。建筑師在設(shè)計(jì)單體或群體建筑時(shí),必須考慮建筑的大環(huán)境和開(kāi)發(fā)地盤(pán)紅線內(nèi)的小環(huán)境問(wèn)題。”這段話清楚地說(shuō)明建筑設(shè)計(jì)與城市設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃的有機(jī)聯(lián)系。這種有機(jī)聯(lián)系體現(xiàn)了城市空間形態(tài)(城市設(shè)計(jì)解決的問(wèn)題)和建筑空間形態(tài)(建筑設(shè)計(jì)解決的問(wèn)題)的連續(xù)性。
摘要:介紹了城市設(shè)計(jì)的涵義、內(nèi)容、特征以及原則與要求,分析了城市設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)的區(qū)別與聯(lián)系,對(duì)城市的具體設(shè)計(jì)具有重要意義,從而提高城市的環(huán)境質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:城市設(shè)計(jì),城市規(guī)劃,建筑設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn):
集成化建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)(IntegratedBuildingDesignSystem,IBDS)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一個(gè)十分活躍的課題。近年來(lái),IBDS有較大發(fā)展,并逐漸引起學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視。本文分析IBDS的背景,介紹IBDS的概念,討論IBDS的相關(guān)技術(shù),最后綜述IBDS的狀況。
關(guān)鍵詞:建筑計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)暖通空調(diào)集成化建筑系統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)
Abstract
Beinganactivetopicinthefieldofcomputeraidedbuildingdesign,IBDS(IntegratedBuildingDesignSystem)hasmadegreatprogressandattractedmoreandmoreattentionofacademicandindustrialcirclestheseyears.ThispaperintroducesthebackgroundandtheconceptofIBDS,discussesandreviewsitsrelatedtechnologyanddevelopment.
Keywords:buildingCADHVACIBDSSTEP
1前言
隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展普及,近年來(lái),國(guó)內(nèi)外在計(jì)算機(jī)建筑設(shè)計(jì)包括模擬計(jì)算、圖紙繪制和資料管理等方面的研究和開(kāi)發(fā)有了較大進(jìn)展,同時(shí)也暴露出一系列問(wèn)題。由于社會(huì)發(fā)展對(duì)建筑設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量要求的不斷提高,近十年來(lái)逐漸提出(集成化建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng))(IBDS)的概念,世界各國(guó)相應(yīng)投入大量人力和財(cái)力從事此方面的研究開(kāi)發(fā)工作,并開(kāi)始產(chǎn)生一些中應(yīng)用于實(shí)踐的成果。本文綜述IBDS的研究和發(fā)展?fàn)顩r。
2提出IBDS的背景
集成化建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)的由來(lái)出于如下四方面原因:
2.1模擬分析軟件的可應(yīng)用性
從70年代初起,采用模擬分析方法計(jì)算建筑物結(jié)構(gòu)負(fù)荷、預(yù)測(cè)建筑物熱環(huán)境特性、分析供熱空調(diào)系統(tǒng)工作狀態(tài)等方面的研究開(kāi)發(fā)工作已廣泛開(kāi)展,到目前似乎已相當(dāng)成熟。但這些模擬分析方法在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)用的卻很少。據(jù)近年在北美、西歐[1~3]的調(diào)查,建筑設(shè)計(jì)中使用計(jì)算機(jī)做計(jì)算的在50%以上,但所用軟件多數(shù)是根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)上的比較粗略的算法編制而成的,其功能僅代替手算,在一定程序上提高了設(shè)計(jì)效率,但并不能提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。在設(shè)計(jì)中真正使用模擬分析軟件的不足20%。對(duì)一些設(shè)計(jì)公司的調(diào)查表明,雖然他們購(gòu)買(mǎi)了一些大型模擬分析軟件,但往往不是為了在設(shè)計(jì)中使用,而是為了向客戶(hù)顯示實(shí)力,爭(zhēng)取市場(chǎng)。
20多年來(lái)模擬分析方法的研究與相應(yīng)軟件的開(kāi)發(fā)表明,模擬分析軟件的應(yīng)用對(duì)建筑設(shè)計(jì)是很重要的[4],它們可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)系統(tǒng)特性,從而提高系統(tǒng)性能,降低運(yùn)行能耗。但是為什么很難付諸實(shí)際應(yīng)用?調(diào)查結(jié)果表明,除商業(yè)性原因外,尚有如下技術(shù)原因:
①使用困難。為做一次模擬分析,需準(zhǔn)備和輸入大量的數(shù),這是一件枯燥而耗時(shí)的工作。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要分析不同的問(wèn)題,往往需要使用不同軟件,這些軟件間盡管所需要的數(shù)據(jù)有許多是相同的,但所要求的格式不同,又要重復(fù)輸入。為了得到一點(diǎn)結(jié)果,人要圍著機(jī)器轉(zhuǎn),設(shè)計(jì)人員不到萬(wàn)不得已時(shí),不會(huì)這樣做。
②結(jié)果不可信。曾請(qǐng)三十余名自認(rèn)為有模擬分析經(jīng)驗(yàn)的工程師對(duì)同一建筑用同一程序做能耗分析,所得結(jié)果的最大與最小差別竟在一倍以上[5],類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)曾做過(guò)多次,結(jié)果均是同樣的現(xiàn)象發(fā)生[6]。由此使人產(chǎn)生懷疑,甚至得出悲觀的想法[7]。究其原因,發(fā)現(xiàn)模擬分析是一完整過(guò)程,要獲得正確的答案,不僅與所用軟件有關(guān),還與使用軟件的全過(guò)程有重要關(guān)系[8]。一座建筑物很復(fù)雜,只能選其一部分并在簡(jiǎn)化后做模擬分析,而不同的選擇與不同的簡(jiǎn)化,結(jié)果就會(huì)相差很大。模擬軟件一般都要求輸入許多設(shè)計(jì)人員很難確定的系數(shù),如房間換氣次數(shù)、窗簾遮陽(yáng)系數(shù)、室內(nèi)發(fā)熱量等,這些系數(shù)的取值很不同,導(dǎo)致結(jié)果偏差很大。再就是初始條件和邊界條件的選取也存在很大影響。面對(duì)一個(gè)軟件,設(shè)計(jì)人員很難對(duì)這些選擇做出正確的決策,而不同的決策又有結(jié)果大相徑庭。由此,當(dāng)模擬計(jì)算結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)估計(jì)出的結(jié)果或手冊(cè)法結(jié)果相差懸殊時(shí),該信哪一個(gè)?設(shè)計(jì)人員最終又選擇了經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或手冊(cè)法。當(dāng)計(jì)算模型越復(fù)雜時(shí),要求輸入的數(shù)據(jù)就越多,輸入數(shù)據(jù)的不確定度也就越大,從而導(dǎo)致結(jié)果的不確定度越大。
③特殊問(wèn)題不能解。當(dāng)被分析系統(tǒng)復(fù)雜或特殊時(shí),由于計(jì)算軟件的通用性不夠,往往又不能分析計(jì)算。例如采用蓄冷水池的空調(diào)系統(tǒng)或蓄冰系統(tǒng),一般常見(jiàn)的分析軟件就無(wú)能為力。即使簡(jiǎn)單地對(duì)系統(tǒng)做模擬分析,要根據(jù)軟件中所確定的設(shè)備模型形式去輸入設(shè)備性能參數(shù),如果設(shè)備廠家提供的性能參數(shù)的形式與軟件中的設(shè)備模型不同,用戶(hù)就無(wú)所適從。
結(jié)果是:"憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)芄烙?jì)出的結(jié)果,計(jì)算機(jī)大概也能算出,可是還要輸入大量數(shù)據(jù),結(jié)果也不一定比估出的可靠。碰見(jiàn)新東西估算不了,計(jì)算機(jī)也算不了。這樣,要計(jì)算機(jī)何用?"這大概是模擬分析技術(shù)不能在建筑設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的主要原因。
2.2CAD技術(shù)的迫切要求
盡管模擬分析技術(shù)遲遲不能廣泛應(yīng)用,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)卻后來(lái)居上,在近十年內(nèi)飛速發(fā)展起來(lái)。目前在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,建筑、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用計(jì)算機(jī)繪圖已在70%以上。據(jù)報(bào)導(dǎo)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院中計(jì)算機(jī)繪圖也占到50%以上。這是由于CAD技術(shù)順乎潮流,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。
然而,隨之而來(lái)的問(wèn)題就是:如何將計(jì)算機(jī)繪圖與計(jì)算機(jī)分析計(jì)算相結(jié)合?CAD應(yīng)用是利用計(jì)算機(jī)輔助完成包括資料檢索(查樣本、手冊(cè)、工程圖紙等)、設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制等在內(nèi)的設(shè)計(jì)全過(guò)程,而不是僅作為一個(gè)繪圖工具。
計(jì)算機(jī)圖形輸入與處理技術(shù)很快就使人們認(rèn)識(shí)到,它不應(yīng)僅是為了繪圖而輸入圖形,而是用戶(hù)向計(jì)算機(jī)輸入所要研究的系統(tǒng)的最理想的手段。根據(jù)所輸入的圖形獲取系統(tǒng)信息,從而進(jìn)行分析計(jì)算,可以在很大程度上解決上述數(shù)據(jù)輸入困難,準(zhǔn)備數(shù)據(jù)工作量大的問(wèn)題。目前已有很成功的軟件用于建筑學(xué)設(shè)計(jì)中,代替以往的建筑模型,通過(guò)CAD技術(shù)可以從各個(gè)角度向人們顯示建筑物的外部及內(nèi)部的視覺(jué)形象。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)亦已可以從圖形輸入開(kāi)始,直接進(jìn)行各種力學(xué)計(jì)算。國(guó)內(nèi)近幾年已開(kāi)發(fā)出供暖設(shè)計(jì)CAD軟件,可直接在建筑圖的基礎(chǔ)上索取建筑物信息,做簡(jiǎn)單的供暖負(fù)荷計(jì)算,然后自動(dòng)完成熱水供暖設(shè)計(jì)計(jì)算,并得到管網(wǎng)設(shè)計(jì)圖紙及材料表,這些都是極好的嘗試。CAD技術(shù)的推廣,使設(shè)計(jì)部門(mén)已在很大程度上具備了必要的硬件和軟件條件。隨之而來(lái)的最迫切的問(wèn)題就是:如何充分利用這些硬件和軟件資源,如何充分利用已通過(guò)CAD輸入到計(jì)算機(jī)中的設(shè)計(jì)圖形信息,與現(xiàn)有的模擬分析技術(shù)相結(jié)合,真正解決建筑設(shè)計(jì)中的問(wèn)題,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量呢?
2.3信息處理技術(shù)發(fā)展的需要
計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要之一就是信息處理技術(shù)。這主要表現(xiàn)在兩方面:一是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù),二是數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
近十年來(lái),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介從幾百kB的軟盤(pán),發(fā)展到目前已初露頭角的存儲(chǔ)量為上千MB,而大小相當(dāng)于一張普通軟盤(pán)的光盤(pán)。目前已有操作讀光盤(pán),每張成本(不包括信息價(jià)值)僅一兩美元,便可儲(chǔ)存泰晤士報(bào)全年幾萬(wàn)個(gè)版面的全部?jī)?nèi)容。預(yù)計(jì)在本世紀(jì)內(nèi)可讀寫(xiě)光盤(pán)也將以很低價(jià)格出現(xiàn)。這樣,大量的產(chǎn)品樣本、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范等資料,就應(yīng)該以光盤(pán)或其他電子方式儲(chǔ)存,并以各種極方便的方式檢索、查詢(xún)。
但是,這些以電子形式儲(chǔ)存的資料和信息不應(yīng)僅像書(shū)本手冊(cè)那樣供查詢(xún)用。我們?cè)谠O(shè)計(jì)、繪圖、計(jì)算中使用這些樣本、手冊(cè)中的數(shù)字和規(guī)則的真正的意義在于,這些存儲(chǔ)的信息能夠被計(jì)算機(jī)"理解"和直接使用。例如,做一臺(tái)表冷器的選擇計(jì)算時(shí),如果計(jì)算機(jī)能從光盤(pán)上檢索到有關(guān)表冷器的資料,直接取出有關(guān)數(shù)據(jù),而不是由使用者讀出再重新輸入,計(jì)算機(jī)就有可能對(duì)儲(chǔ)存于光盤(pán)內(nèi)所有有關(guān)的表冷器做一遍分析計(jì)算,找到最適宜的型號(hào)。這樣,將使設(shè)計(jì)與模擬分析過(guò)程產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。但是,怎樣才能使所存儲(chǔ)的信息被計(jì)算機(jī)"理解"和真正使用?如果僅是以書(shū)本上的形式儲(chǔ)存,計(jì)算機(jī)就不可能理解。必須采用一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去存儲(chǔ)這些信息,信息的產(chǎn)生來(lái)源于各處,例如各設(shè)備廠家或標(biāo)準(zhǔn)制定單位。產(chǎn)生出的數(shù)據(jù)庫(kù)也要被各種計(jì)算機(jī)分析軟件查找和使用。信息被利用的次數(shù)越多,花費(fèi)同樣成本輸入此信息所產(chǎn)生的效益就越高,因此制定標(biāo)準(zhǔn)的通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就成為非常重要的事。
數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展所提出的也是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。目前世界各國(guó)都積極開(kāi)展信息高速通訊基礎(chǔ)的開(kāi)發(fā)與建設(shè)。美國(guó)近年要在全國(guó)實(shí)現(xiàn)"信息高速公路",這類(lèi)系統(tǒng)的建成將使全球范圍內(nèi)任兩點(diǎn)間的信息查詢(xún)與傳輸如同打電話一樣方便。這樣,將來(lái)的設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)要求、設(shè)備性能等技術(shù)文件將以EDI(電子數(shù)據(jù)交換)的方式傳輸,則這些信息被計(jì)算機(jī)接收后,能否被"理解"和直接使用也成為重要問(wèn)題。可見(jiàn),問(wèn)題的關(guān)鍵仍在于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化。
2.4CIM哲理
CIM的概念最初是由美國(guó)的JosephHarrington在1974年提出,1981年開(kāi)始被廣泛接受,并被認(rèn)為是信息時(shí)代的工廠自動(dòng)化模式。但從當(dāng)今的應(yīng)用情況看,CIM遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出機(jī)器制造業(yè)的范圍,它是一種組織、管理生產(chǎn)的哲理、思想和方法。CIM是一種綜合自動(dòng)化系統(tǒng),它在新的管理模式與制造工藝的指導(dǎo)下,綜合應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù),通過(guò)計(jì)算機(jī)及其支撐軟件,把孤立的、局部的自動(dòng)化技術(shù),子系統(tǒng)及企業(yè)員工,靈活而有機(jī)地綜合起來(lái),構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng),對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、管理過(guò)程的信息流、決策過(guò)程的決策流進(jìn)行有效的管理與控制,以適應(yīng)新的競(jìng)爭(zhēng)模式下的市場(chǎng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程提出的高質(zhì)量、高速度和高靈活性的要求。
設(shè)計(jì)院可以看成生產(chǎn)思想產(chǎn)品(各種設(shè)計(jì)文件和圖紙)的部件,一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目相當(dāng)于一項(xiàng)訂貨,設(shè)計(jì)過(guò)程(加工過(guò)程)是由許多不同專(zhuān)業(yè)的人經(jīng)過(guò)若干設(shè)計(jì)階段通力合作完成的,需要各專(zhuān)業(yè)按計(jì)劃有條不紊地互提資料,互相會(huì)簽,最后由成品檔案室驗(yàn)收、歸檔,并向甲方提交全套設(shè)計(jì)文件和圖紙。其間各專(zhuān)業(yè)內(nèi)部尚需分工和遵循嚴(yán)格的質(zhì)量保證程序。建筑的招標(biāo)、設(shè)計(jì)、施工、高度和運(yùn)行管理的整個(gè)生命周期,完全可以借鑒CIM的思想方法,采用CIM的核心技術(shù)--集成技術(shù),把建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備(暖通空調(diào)和給排水)、電氣、室內(nèi)設(shè)計(jì)和概預(yù)算等專(zhuān)業(yè),集成于統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)平臺(tái),充分共享有關(guān)數(shù)據(jù)和資源,解決建設(shè)各專(zhuān)業(yè)之間存在的"錯(cuò)、漏、碰、缺"等問(wèn)題,真正實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程的全計(jì)算機(jī)化(無(wú)紙?jiān)O(shè)計(jì))。
3IBDS的概念
如上所述,設(shè)計(jì)院目前面臨著擁有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)與實(shí)際上不能充分利用這些技術(shù)來(lái)產(chǎn)生效益的矛盾。問(wèn)題主要在于各種應(yīng)用軟件的分散性,數(shù)據(jù)不通用,難以互換,以及對(duì)各種計(jì)算分析過(guò)程沒(méi)有或無(wú)法自動(dòng)給出正確的指導(dǎo)。為了解決這一問(wèn)題,與飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)適應(yīng),集成化建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)IBDS的概念應(yīng)運(yùn)而生,并且在近十年內(nèi)迅速發(fā)展。IBDS的核心就是將以往分散的各功能軟件如繪圖用CAD、計(jì)算模擬程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等結(jié)合在一起。通過(guò)通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具,使這些功能軟件能互用各自的各種資源,全面地完成設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算任務(wù)。
IBDS應(yīng)該提供建筑設(shè)計(jì)各專(zhuān)業(yè)工程師從方案選擇、初步設(shè)計(jì)、分析計(jì)算到施工圖繪制的全過(guò)程。人們希望有了設(shè)計(jì)人員的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)及設(shè)想后,通過(guò)IBDS用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析、計(jì)算、比較、判斷等,不僅將方案形象地表現(xiàn)出來(lái),而且將量化的結(jié)果輸出,工程師再依據(jù)它去修改方案,重新設(shè)計(jì)。因此,IBDS必須采用開(kāi)放性的體系結(jié)構(gòu),把設(shè)計(jì)院的"人和資料"集成在一起,具體表現(xiàn)在:
不同專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)模型的集成
建立各專(zhuān)業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)化的中央建筑數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)把建筑設(shè)計(jì)涉及的建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣、室內(nèi)設(shè)計(jì)和概預(yù)算等專(zhuān)業(yè)所用的數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一起來(lái),集成在一起,保證各專(zhuān)業(yè)所用建筑信息的一致性。建筑師畫(huà)的建筑各層平面圖、剖面圖、立面圖等,可以作為建筑底圖,傳給其它專(zhuān)業(yè)。其它專(zhuān)業(yè)的工程師可以在該建筑底圖的基礎(chǔ)上,對(duì)有關(guān)信息進(jìn)行修改、重新定義以及添加專(zhuān)業(yè)的特定數(shù)據(jù),然后進(jìn)行各專(zhuān)業(yè)的有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。例如,設(shè)備專(zhuān)業(yè)工程師可以計(jì)算建筑物的空調(diào)供暖負(fù)荷,在建筑底圖上布置空調(diào)供暖管道,進(jìn)行水力、熱力計(jì)算分析等;結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)工程師可以進(jìn)行各種受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算分析。一旦建筑師改變建筑物的平面、空間布置,會(huì)直接反映在各專(zhuān)業(yè)的建筑底圖上,從而避免其它專(zhuān)業(yè)的"冤枉"勞動(dòng)。
不同設(shè)計(jì)階段所使用的模擬軟件的集成
建筑設(shè)計(jì)在不同階段需要用到性質(zhì)不同,細(xì)致程度不同的模擬軟件,IBDS應(yīng)充分考慮建筑設(shè)計(jì)在方案選擇、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)等不同階段使用不同模擬軟件對(duì)輸入數(shù)據(jù)模型要求的一致性和相關(guān)性,盡量保證前一階段的計(jì)算結(jié)果和數(shù)據(jù)可應(yīng)用于后續(xù)階段的設(shè)計(jì)計(jì)算,減少數(shù)據(jù)的重復(fù)輸入和不一致性。
設(shè)計(jì)資源的集成
把建筑設(shè)計(jì)有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、工程圖紙、設(shè)備產(chǎn)品手冊(cè)等數(shù)據(jù)和資料以數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)等方式集成存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上,以便設(shè)計(jì)人員查詢(xún)和使用。
可見(jiàn),集成化的中央建筑數(shù)據(jù)庫(kù)IDM是IBDS的核心。IBDS的體系結(jié)構(gòu)如下圖所示。各專(zhuān)業(yè)CAD系統(tǒng)通過(guò)IDM進(jìn)行數(shù)據(jù)集成和通訊。
HBDS的體系結(jié)構(gòu)示意圖
IBDS的特點(diǎn)除了集成化、標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化之外,還有一個(gè)很重要的特點(diǎn):智能化,即采用KBS(基于知識(shí)的系統(tǒng))來(lái)組織和指導(dǎo)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中模擬軟件的使用全過(guò)程,這樣才能正確發(fā)揮計(jì)算工具的功能。1989年國(guó)外一些學(xué)者開(kāi)始提出PAM(PerformanceAssessmentMethod)的概念[9]。PAM是解決模擬軟件"結(jié)果不可信"問(wèn)題的一個(gè)重要途徑。PAM指出,要保證用程序做模擬分析能給出正確結(jié)果,必須正確指導(dǎo)和嚴(yán)格管理模擬分析這一全過(guò)程。這包括:
對(duì)所分析的對(duì)象進(jìn)行正確的簡(jiǎn)化。例如,從多層多房間的建筑中取出有代表性的一部分做分析計(jì)算,復(fù)雜水網(wǎng)的簡(jiǎn)化;
對(duì)每個(gè)物理過(guò)程選取正確的物理模型來(lái)近似。例如一空調(diào)設(shè)備,采用動(dòng)態(tài)模型還是靜態(tài)模型?集總參數(shù)還是分布參數(shù)?是否考慮墻內(nèi)表面長(zhǎng)波輻射?對(duì)流換熱系數(shù)取常數(shù)還是作為溫度及風(fēng)速的函數(shù)?透過(guò)窗的太陽(yáng)輻射在各內(nèi)表面的分析:
一些不確定的輸入?yún)?shù)的選取,如房間換氣次數(shù),人員設(shè)備必?zé)崃浚瑲庀髤?shù)的確定,窗的開(kāi)閉,遮陽(yáng)等;
系統(tǒng)控制的確定。例如應(yīng)按照房間為定溫去計(jì)算熱量還是計(jì)算定熱量下的溫度或其它某處控制下的溫度和熱量變化?如何考慮空調(diào)系統(tǒng)的控制和人的操作調(diào)整?
模擬計(jì)算過(guò)程的控制。例如初始影響的消除,計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng),邊界輸入?yún)?shù)的離散方法,總的模擬計(jì)算段的長(zhǎng)度與時(shí)間的確定等;
輸出結(jié)果的處理。如何根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)所研究的問(wèn)題作出結(jié)論。
以上諸條的正確條件并非固定,而是與所研究的對(duì)象的性質(zhì)及所要解決的問(wèn)題有關(guān)。例如為計(jì)算冬季供暖負(fù)荷,可以用穩(wěn)定的KFΔt模型,而要計(jì)算夏季空調(diào)負(fù)荷,就要使用動(dòng)態(tài)模型。再例如驗(yàn)證建筑物表面結(jié)露的可能性時(shí),需考慮全部外墻的傳熱;而論證是否要裝社會(huì)空調(diào),夏季房間是否過(guò)熱則需取可能是最熱的一間或幾間朝西或朝南的房間進(jìn)行計(jì)算。目前可以列舉出十幾種不同的對(duì)建筑和空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析的目的,對(duì)于每一目的,上述各問(wèn)題的恰當(dāng)選擇都可能不同。
所有這些問(wèn)題,落實(shí)為具體的模擬計(jì)算過(guò)程,就成為如下四個(gè)問(wèn)題:
①模擬計(jì)算程序的選取
②實(shí)際建筑和空調(diào)系統(tǒng)的再加工(簡(jiǎn)化)
③輸入數(shù)據(jù)的確定和輸入文件的生成
④模擬計(jì)算結(jié)果的后處理
國(guó)際能源組織(IEA)組織十余個(gè)國(guó)家合作,就各種不同的目的和使用不同程序如何進(jìn)行上述第②③④步工作進(jìn)行了研究,形成了一大批PAM手冊(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,讓程序使用者按照這些手冊(cè)去一步步做,可顯著提高模擬計(jì)算工作的正確性和結(jié)果的可信賴(lài)性[10]。
將這類(lèi)手冊(cè)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以理解的形式作為知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)于集成化環(huán)境中,再開(kāi)發(fā)出可按照這些知識(shí)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析加工的專(zhuān)家系統(tǒng),就可以使這一使用過(guò)程自動(dòng)完成,只要使用者提出要解決的問(wèn)題,專(zhuān)家系統(tǒng)即可能選取適宜的程序,生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件,運(yùn)行模擬分析程序,最終向使用者顯示由結(jié)果分析得出的結(jié)論。
與傳統(tǒng)的CAD軟件相比,IBDS不再是以計(jì)算程序?yàn)橹行模褂谜邍@著計(jì)算程序準(zhǔn)備數(shù)據(jù),運(yùn)行程序,檢查結(jié)果。集成化環(huán)境使使用者成為中心,將各種繪圖、計(jì)算、數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)備好,隨時(shí)供使用者在設(shè)計(jì)分析中使用。使用者可以充分發(fā)揮自己的分析和創(chuàng)造能力,利用CAD系統(tǒng)去設(shè)計(jì)、分析各種系統(tǒng),而將一切重復(fù)和瑣碎的工作交給計(jì)算機(jī)去完成。集成化設(shè)計(jì)環(huán)境的指導(dǎo)思想就是,使用者應(yīng)是計(jì)算機(jī)的主人,而不是奴隸;計(jì)算機(jī)的應(yīng)用應(yīng)最大范圍地開(kāi)發(fā)人的創(chuàng)造力,為人提供進(jìn)行創(chuàng)造性思維的場(chǎng)所,而不是把人變?yōu)闄C(jī)械式工具。
4實(shí)施IBDS技術(shù)
4.1革新CIM(集成)技術(shù)
正象計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS一樣,集成也是IBDS的信心技術(shù)。IBDS系統(tǒng)采用STEP標(biāo)準(zhǔn)化的建筑數(shù)據(jù)庫(kù),把建筑設(shè)計(jì)各專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)模型集成起來(lái),把設(shè)計(jì)的不同階段集成起來(lái),把各種設(shè)計(jì)用的模擬軟件集成起來(lái),把各種信息資源集成起來(lái)。總之,IBDS依賴(lài)集成技術(shù)把建筑設(shè)計(jì)院的兩大法寶"人和資料"有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái),保證設(shè)計(jì)過(guò)程中信息共享和傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)化。
4.2STEP(產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn))技術(shù)
STEP(StandardfortheExchangeofProductModelData)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOTC184正在制訂的標(biāo)準(zhǔn)ISOCD10303。STEP采用一種中性文件機(jī)制,是CAD/CAM數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)[11]。它規(guī)定了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造以至于產(chǎn)品全部生命周期中,包括產(chǎn)品形狀,解析模型、材料加工方法、組裝分解順序、管理數(shù)據(jù)等方面的必要信息定義和數(shù)據(jù)交換的外部描述。現(xiàn)在普遍認(rèn)為STEP將成為全世界公認(rèn)的唯一CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。
STEP包括兩部分內(nèi)容,一是數(shù)據(jù)模型的定義,它采用EXPRESS數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)成。這種語(yǔ)言可以準(zhǔn)確定義所描述對(duì)象的數(shù)據(jù)模型,小到單個(gè)簡(jiǎn)單的汽車(chē)零件,大到一檔復(fù)雜的建筑物。STEP的另一部分就是具體的數(shù)據(jù)文件的表述方式,它是由任意詞條構(gòu)成,每一條的形成都遵守?cái)?shù)據(jù)模型中的定義。這樣,只要理解了數(shù)據(jù)模型,就能讀懂根據(jù)此數(shù)據(jù)模型按照STEP方式寫(xiě)出的任何數(shù)據(jù)文件。如果制定出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型,使大家都按照這一模型去描繪所研究的對(duì)象,所生成的數(shù)據(jù)文件就很容易交換,通過(guò)一些轉(zhuǎn)換工具可以很容易地將其轉(zhuǎn)換為各種軟件內(nèi)部特定的數(shù)據(jù)文件。
由于STEP在描述數(shù)據(jù)模型和易于交換數(shù)據(jù)方面的突出優(yōu)點(diǎn),它很快被工業(yè)界和標(biāo)準(zhǔn)化組織采用,作為定義數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的工具和交換數(shù)據(jù)的方法。集成化的建筑工程數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該采用STEP技術(shù),把各專(zhuān)業(yè)的圖紙、數(shù)據(jù)庫(kù)、產(chǎn)品設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)化,以便不同CAD系統(tǒng)之間、不同專(zhuān)業(yè)之間、不同模擬軟件之間、設(shè)計(jì)院與甲方和廠家之間,能夠自由而方便地相互傳遞和交換信息。
STEP標(biāo)準(zhǔn)化是IBDS集成化的前提和保證,它可以避免CAD計(jì)算分析軟件開(kāi)發(fā)方面的大量重復(fù)性勞動(dòng),與此數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)兼容的軟件均可以交換使用,從而使各部門(mén)有可能分工協(xié)作,共同開(kāi)發(fā)我國(guó)的集成化環(huán)境。IBDS的每一塊功能軟件均可以獨(dú)立在市場(chǎng)上出售,被其它符合此標(biāo)準(zhǔn)的軟件所使用,這將使軟件研制開(kāi)發(fā)者直接受益。
4.3AI(人工智能)技術(shù)
目前的CAD系統(tǒng)已能較成功地應(yīng)用于繪圖和設(shè)計(jì)計(jì)算,但用于方案設(shè)計(jì)的卻很少。其實(shí)方案設(shè)計(jì)在很大程度上決定了投標(biāo)的快速反應(yīng)能力。IBDS系統(tǒng)采用AI技術(shù),把工程師的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、規(guī)則、思維活動(dòng)等模糊、隨機(jī)、不完備的知識(shí),通過(guò)一定的結(jié)構(gòu)來(lái)組織和表達(dá),讓計(jì)算機(jī)能夠理解、推理和判斷,輔助工程師進(jìn)行方案選擇。AI技術(shù)中比較成熟的是專(zhuān)家系統(tǒng),特別是DSS(決策支持系統(tǒng))。可見(jiàn)IBDS的智能性體現(xiàn)在各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)型專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用的好壞。
4.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
IBDS的實(shí)施應(yīng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為物質(zhì)基礎(chǔ),特別是基于光纖和衛(wèi)星的全球范圍的快速I(mǎi)SDN網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以共享建筑設(shè)計(jì)的有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)等軟件資源和打印機(jī)、繪圖儀等硬件資源,傳輸有關(guān)設(shè)計(jì)資料和文檔,允許位于不同地點(diǎn)的設(shè)計(jì)工程師同時(shí)參與一個(gè)建筑的設(shè)計(jì)。同時(shí)還可使設(shè)備生產(chǎn)廠家能將產(chǎn)品信息直接提供給CAD系統(tǒng)。
4.5HCI(人機(jī)交互)技術(shù)
HCI技術(shù)在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用發(fā)展中越來(lái)越受到人們的重視。人擅長(zhǎng)于用形象思維、回憶聯(lián)想、發(fā)明和創(chuàng)造等對(duì)客觀世界中的不確定、不完備甚至矛盾的事物和知識(shí)進(jìn)行推理、分析、判斷和理解。計(jì)算機(jī)則擅長(zhǎng)于確定性、重復(fù)性、機(jī)械性的數(shù)據(jù)處理。在IBDS中,應(yīng)充分發(fā)揮人和計(jì)算機(jī)的各自?xún)?yōu)點(diǎn),把繁瑣和費(fèi)時(shí)的數(shù)值性的設(shè)計(jì)計(jì)算交給計(jì)算機(jī)完成,讓工程師有充分的時(shí)間做方案選擇等關(guān)鍵的決策工作。友好的用戶(hù)界面和人機(jī)交互方式才能讓建筑設(shè)計(jì)工程師喜歡IBDS,在實(shí)際設(shè)計(jì)中自覺(jué)使用它。
4.6計(jì)算可視化技術(shù)
可視化技術(shù)從80年展起來(lái),已被廣泛應(yīng)用于CFD等科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域。科學(xué)計(jì)算的核心問(wèn)題是計(jì)算模型,包括其理論框架、基本概念、幾何描述、計(jì)算方法和過(guò)程等。在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中需要做許多計(jì)算,如何采用圖形、圖象、動(dòng)畫(huà)等方式,在計(jì)算開(kāi)始時(shí)準(zhǔn)備數(shù)據(jù),計(jì)算過(guò)程中以某種直觀形象的方式表現(xiàn),計(jì)算完成后以容易理解和使用的形式表達(dá)結(jié)果,等等,都是視算一體化要解決的問(wèn)題。眼睛是人類(lèi)接受信息的最佳器官,只有把各種模擬軟件的使用過(guò)程可視化,讓用戶(hù)用眼睛去看、理解和判斷,而不是"兩眼一摸黑"地撞運(yùn)氣,才能反模擬軟件用對(duì)、用好,真正發(fā)揮它們的用處。
4.7分布式數(shù)據(jù)庫(kù)(知識(shí)庫(kù))技術(shù)
分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的不同計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)建筑設(shè)計(jì)有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、工程圖紙、設(shè)備產(chǎn)品手冊(cè)等數(shù)據(jù)和資料、使設(shè)計(jì)院、管理單位、廠家、甲方等建筑業(yè)有關(guān)單位的人員可以共享信息,提高信息利用的效率。
4.8OO(面向?qū)ο螅┘夹g(shù)
OO技術(shù)是現(xiàn)代軟件工程技術(shù)的關(guān)鍵所在,它可以使對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的描述更接近客觀自然,是IBDS系統(tǒng)的保證之一。OO中的抽象、封裝、繼承等機(jī)制可對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化、分解和解耦,有助于復(fù)雜系統(tǒng)的描述。OO已被廣泛地應(yīng)用于上述的MIS、HCI、CIM、可視化、數(shù)據(jù)庫(kù)、AI等領(lǐng)域。以O(shè)O為基礎(chǔ)的C++語(yǔ)言是開(kāi)發(fā)IBDS的良好工具。
4.9多媒體技術(shù)
多媒體技術(shù)就是用圖形、圖象、動(dòng)畫(huà)、聲音、文字等人類(lèi)容易理解和接受的方式存儲(chǔ)各種信息。多媒體技術(shù)在IBDS中的應(yīng)用將是必不可少的。
4.10協(xié)同工程技術(shù)
協(xié)同工程是一種系統(tǒng)化的方法,用來(lái)支持建筑設(shè)計(jì)的集成化的協(xié)同作業(yè),也就是不同專(zhuān)業(yè)或同專(zhuān)業(yè)的不同工程師同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如建筑底圖由不同的建筑師分工畫(huà)不同的部分,在計(jì)算機(jī)里實(shí)際是在同一圖形上加工,完成后的圖紙傳送設(shè)備、結(jié)構(gòu)、電氣等專(zhuān)業(yè)這樣不僅可以避免工程師重畫(huà)圖紙,而且當(dāng)某一工程師改變圖紙時(shí),能自動(dòng)及時(shí)反映到其它專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)圖上,從而解決不同專(zhuān)業(yè)之間的"打架"問(wèn)題,方便互提資料、會(huì)簽等。
除以上討論的幾種技術(shù)外,還有許多現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)可應(yīng)用IBDS中,如MIS(管理信息系統(tǒng))技術(shù)、TQC(全面質(zhì)量控制)技術(shù)[12]等。合理運(yùn)用所有這些技術(shù)才能充分發(fā)揮IBDS的功能保證IBDS成功。
5IBDS的現(xiàn)狀和展望
IBDS的概念是在約10年前提出的[13],而真正開(kāi)始組織開(kāi)發(fā)則是最近6~8年間的事。但I(xiàn)BDS的發(fā)展卻異常引人注目,1991年6月在美國(guó)召開(kāi)了第一屆集成化建筑環(huán)境會(huì)議,即有近300篇論文,幾百人參加(包括韓國(guó)、臺(tái)灣的學(xué)者)。迄今已召開(kāi)了四屆會(huì)議,有關(guān)的研究討論越來(lái)越深入[14~17]。1988年美國(guó)能源部投資3000萬(wàn)美元開(kāi)始AEDOT系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),目前已研制出示范系統(tǒng),并開(kāi)始進(jìn)一步向?qū)嵱眯园l(fā)展。歐洲十來(lái)個(gè)國(guó)家的有關(guān)研究單位聯(lián)合開(kāi)發(fā)COMBINE系統(tǒng)。該項(xiàng)目歷時(shí)五年,投資已超過(guò)1000萬(wàn)歐洲貨幣單位,在1995年6月已完成概念研究和原型示范系統(tǒng)。1990年EIAAnnex21SubtaskD"DesignSupportEnvironment"開(kāi)始,加拿大、德國(guó)、英國(guó)、瑞士等國(guó)專(zhuān)家就集成化建筑設(shè)計(jì)環(huán)境的開(kāi)發(fā)狀況做調(diào)查和分析。開(kāi)始于1995年9月的IEAAnnex30"BringingsimulationtoApplication"又是一個(gè)新的國(guó)際合作項(xiàng)目,它的目的也是研究如何把模擬軟件通過(guò)IBDS應(yīng)用于實(shí)際建筑設(shè)計(jì)工程中。到目前為止,IBDS還處在研究和開(kāi)發(fā)階段,世界上還沒(méi)有一個(gè)供實(shí)用的IBDS。
我國(guó)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用CAD從80年代中期開(kāi)始,真正進(jìn)入實(shí)用階段是1991年年底之后。在全國(guó)大約9000家從事建筑設(shè)計(jì)的單位中,甲級(jí)院都裝備比較好的CAD系統(tǒng),并且近年來(lái)微機(jī)數(shù)量增加很快(1992年增加8000臺(tái),1993年增加31000臺(tái))。在具備計(jì)算機(jī)硬件的同時(shí),國(guó)內(nèi)一些公司和研究單位推出實(shí)用性的建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通空調(diào)、電氣和工程概預(yù)算的CAD軟件。但是,目前設(shè)計(jì)單位中不同的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)水平差別較大[18],而且大部分CAD軟件只是用計(jì)算機(jī)代替圖板和丁字尺繪圖,沒(méi)有把繪圖和計(jì)算集成到一起。在數(shù)值計(jì)算中應(yīng)用較多的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。可喜的是,最近國(guó)內(nèi)一些研究單位開(kāi)始IBDS的研究探討[18]。與國(guó)外的開(kāi)發(fā)研究狀況相比,我們認(rèn)為國(guó)內(nèi)此領(lǐng)域的工作尚需在長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和相互協(xié)作等方面得到重視和加強(qiáng)。
計(jì)算機(jī)集成化制造系統(tǒng)CIMS是國(guó)家863重大項(xiàng)目,十幾個(gè)單位聯(lián)合攻關(guān)。IBDS在國(guó)外與CIMS的重要性相當(dāng),它可以解決建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試及運(yùn)行中的一系列問(wèn)題,從而提高設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量、降低成本、提高效率。因此,是否應(yīng)該將IBDS作為重點(diǎn)目標(biāo),做好長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,一步步為之努力,而不僅是在目前的CAD系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添添改改,滿(mǎn)足當(dāng)前的市場(chǎng)需求。80年代初各部門(mén)即研究開(kāi)發(fā)暖通空調(diào)模擬軟件,十多年后,除個(gè)別軟件廣泛使用外,大多數(shù)使用者卻轉(zhuǎn)向國(guó)外一些著名的模擬計(jì)算軟件。如果我們按照目前的狀況發(fā)展,會(huì)不會(huì)十年后發(fā)生類(lèi)似的現(xiàn)象,即國(guó)外成套的成熟的集成化環(huán)境進(jìn)入我國(guó)而將我們的取而代之?現(xiàn)在可能是需要整體考慮、長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的時(shí)候了。
IBDS涉及范圍廣,工程浩大,很難由一個(gè)單位獨(dú)立完成,必須聯(lián)合協(xié)作。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下,又無(wú)國(guó)家財(cái)政支持,如何進(jìn)行聯(lián)合協(xié)作?又如何能與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)?聯(lián)合與協(xié)作不是分工編軟件,而是通過(guò)不斷交流,進(jìn)行概念研究和標(biāo)準(zhǔn)制定,這方面的工作量遠(yuǎn)比具體編程大,必須通過(guò)合作交流來(lái)完成,而合作的結(jié)果會(huì)使參加各方均受益。能否在國(guó)家的支持下,由學(xué)會(huì)組織,有關(guān)設(shè)計(jì)和研究單位合作,在聯(lián)合開(kāi)發(fā)我國(guó)的IBDS呢?
IBDS是一個(gè)完美的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng),雖然它的實(shí)施尚有一段不短的路要走,但是它的哲理、思想和方法無(wú)疑是正確而深刻的。IBDS的實(shí)施將大大提高建筑設(shè)計(jì)的水平,推動(dòng)建筑業(yè)的發(fā)展,并且創(chuàng)造一種嶄新的設(shè)計(jì)文化。
6參考文獻(xiàn)
1DSeth.AmarketsurveyofenergyanalysisprogramsinNorthAmerica.IntbuildingPerformanceSimulationAssociation,USA.
2SMacmilan,DBloomfield.EnvironmentalPerformanceModelling-USAinPractice.ProceedingsofCIBSENationalConference,May1993.
3Theimpactofthermalmodellinginpractice.AreporttotheBuildingResearchEstablishmentofUK,May1992.
4CHo.Whyismodellingimportant?BEPACSeminar:ModellingBuildingEnvironments.BuildingResearchEstablishmentofUK,1993.
5EJAllen,DBloomfield.Improvingconfidenceinthermalcalculationprocedures.ProceedingsofCLIMA2000,Copenhagen,1985.
6LJones.Theanalysisasafactorinthepredictionofenergyconsumption.Proceedingsof2ndIntsymposiumonenergyconservationinthebuildingenvironment,Copenhagen,1979.
7RHByrd.Thelimitationsofcomputermodelsintendedtoaidenergyefficientdesignofbuildings.ProceedingsofBEPAC,York,1994.
8AWijsman.Buildingthermalperformanceprograms:InfluenceoftheuseofaPAMProceedingsofBEPAC,York,1994.
9DBloomfield.Theworkofinternationalenergyagencyannex21oncalculationofenergyandenvironmentalperformanceinbuildings.ProceedingofBEPAC,York,1994.
10BWarren,JWiltshire.ApplicationofsimulationprogramstotheassessmentofoverheatingriskinbuildingsandtheworkofIEAannex21.ProceedingsofBuildingSimulation''''91,Nice,1991.
11中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化與信息分類(lèi)編碼研究所。STEP標(biāo)準(zhǔn)化情況,CIMS標(biāo)準(zhǔn)化研究動(dòng)態(tài)第9期。
12DBartholomew.QualityAssurance.BEPACSeminar:ModellingBuildingEnvironments.BuildingResearchEstablishmentofUK,1993.
pilationofprojectfocusingondesignsupportenvironment.IEAAnnex21subtaskDreport.
14PCWalraven.Integratedcomputeraideddesignsolutionsforbuildingmanagement,maintenanceandmodernisationofbuildings.ProceedingsofCIBSENationalConference,May1993.
15CRobin,JBrauandJRoux.Integrationofexpertknowledgeandsimulationtoolthethermaldesignofbuildingsandenergysystems.EnergyandBuildings,1993,20.
16KPiira,SKarkiandKLassila.Productmodelbasedsimulationanddesignenvironment.ProceedingsofSystemSimulationinBuildings,1993,20.
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們的物質(zhì)生活水平得到了較大的提升,對(duì)于居住環(huán)境及戶(hù)內(nèi)品質(zhì)都有了更高的要求。開(kāi)發(fā)商在這種新市場(chǎng)行情下,若想取得更大的市場(chǎng)份額,就要將“低建筑密度、高綠化率”作為定位目標(biāo)。即使在“90平方米,70%”的政策環(huán)境下,也要努力做到這一點(diǎn)。但是現(xiàn)階段最常面對(duì)的問(wèn)題就是:若單層建筑面積較小,在容積率不改變的情況下,樓棟數(shù)和樓層數(shù)就會(huì)增加,樓棟數(shù)的增加就意味著樓間距會(huì)有所縮小。同時(shí)還要綜合考慮每個(gè)地方的日照標(biāo)準(zhǔn),要保證各棟樓達(dá)到國(guó)家要求的最低日照時(shí)間,就要對(duì)樓棟數(shù)量以及樓層數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。所以樓棟數(shù)、樓棟間距和容積率之間務(wù)必要取得較好的平衡。但為了實(shí)現(xiàn)在一定容積率的前提下的“低建筑密度、高綠化率”的設(shè)計(jì)目標(biāo),那么就需要放棄一梯兩戶(hù)或一梯三戶(hù)等不經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。由原本一梯最多四戶(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐惶葑钌偎膽?hù),增加單棟建筑面積,減少樓棟數(shù)量。就最簡(jiǎn)單的住宅項(xiàng)目來(lái)講,將底層的建筑面積設(shè)置為S1,建筑用地總面積設(shè)置為S2,總建筑面積設(shè)置為S,容積率為2,建筑密度為20%,這樣即為:S1=0.2,S2=252,S=10S1,能夠建設(shè)10層;在項(xiàng)目容積率低于2的情況下,可以按照小高層項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)定開(kāi)發(fā),能夠保證較低的建筑密度。相反,若項(xiàng)目設(shè)定為高層住宅,容積率就是主要的考慮因素。小高層的消防標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低,樓內(nèi)公共交通面積要求較小。高品質(zhì)、大戶(hù)型的住宅項(xiàng)目一般會(huì)選用一梯兩戶(hù)作為主要戶(hù)型。樓棟間間距的大小,取決于樓房建筑的高低,樓房建筑高度和樓棟間距是呈正相關(guān)關(guān)系。在建造低容積率的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目時(shí),就要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的過(guò)程中達(dá)到“低建筑密度,高綠化率”的居住環(huán)境要求。低容積率的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,在技術(shù)上的要求也沒(méi)有那么嚴(yán)苛,所以也不存在一些根本性的技術(shù)問(wèn)題。目前我國(guó)的基本國(guó)情就是人口眾多,但是人均土地資源緊缺,在城市開(kāi)發(fā)過(guò)程中,各地政府都在貫徹節(jié)約土地資源這一基本政策。在城市土地公開(kāi)招標(biāo)的文件中,很多都會(huì)要求中小戶(hù)型占到一定的比例,以滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)實(shí)力較弱的剛需群體的需求。當(dāng)前建筑開(kāi)發(fā)商面臨的首要問(wèn)題就是如何在既保證住宅品質(zhì)的前提下又能夠解決好高容積率這個(gè)問(wèn)題。
2高容積率的中小戶(hù)型住宅建筑設(shè)計(jì)
2.1總平面布置
總平面布置的基本要求就是在“低建筑密度,高綠化率”的開(kāi)發(fā)理念下,為居民營(yíng)造優(yōu)越的居住環(huán)境。要想使此目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn),需要從以下幾個(gè)方面著手:首先就是做到最大可能的減少樓棟數(shù)。在平面上就應(yīng)該適度地考慮如何加大單層的建筑面積,爭(zhēng)取做到每棟單元能夠達(dá)到六戶(hù)左右的同時(shí),還能夠做到可以多單元拼接,使樓棟間布置更加合理、組合更加靈活。這么做的優(yōu)點(diǎn)不僅可以體現(xiàn)在增加單棟建筑面積上,還體現(xiàn)在居民用戶(hù)公攤面積比例大大降低。其次就是充分利用建筑高度上限,增加建筑層數(shù),同時(shí)合理設(shè)置建筑層高,若在每層原有的基礎(chǔ)上再降低2cm左右,這樣一棟建筑物就可以多出兩層的建筑面積。向上增加層數(shù)和平面上加大單層建筑面積這兩種方法相比較之后會(huì)發(fā)現(xiàn),豎向上增加層數(shù)此種方法優(yōu)于平面上加大單層建筑面積方法,究其原因是一旦使用加大單層建筑面積和降低層高這兩種方法,就不可避免地以犧牲住宅品質(zhì)為代價(jià)。戶(hù)均建筑面積的降低是規(guī)劃指標(biāo)是否變動(dòng)的基礎(chǔ)和前提,通常情況下,戶(hù)均建筑面積的降低,就會(huì)帶動(dòng)總戶(hù)數(shù)的增加,總戶(hù)數(shù)的增加必然也會(huì)導(dǎo)致規(guī)劃指標(biāo)的增加。隨著各方面的增加,建筑商會(huì)面臨一系列的問(wèn)題,其中最主要的問(wèn)題就是車(chē)位數(shù)的增加。停車(chē)位的增加,必然導(dǎo)致居民居住環(huán)境的下降,要想解決此類(lèi)問(wèn)題,小區(qū)建設(shè)者應(yīng)該以地下停車(chē)位為主,地面停車(chē)位為輔,爭(zhēng)取最大限度地降低車(chē)輛對(duì)小區(qū)居民生活的影響。
2.2建筑單位綜合性設(shè)計(jì)分析
2.2.1建筑面積公攤比例研究分析
理性購(gòu)房者對(duì)于建筑面積公攤比例是比較重視的。力爭(zhēng)將其控制在15%以?xún)?nèi),若高于20%,購(gòu)房者就會(huì)很難接受。18層以上高層設(shè)計(jì),一梯2戶(hù)、4戶(hù)中,每一層公共交通面積大約設(shè)計(jì)為40m2或者是70m2。根據(jù)每一戶(hù)建筑面積90m2計(jì)算,建筑面積公攤比例分別為22.22%、19.44%。因此說(shuō),90m2以下中小型住宅單元若想控制公攤面積,最好是選用一梯5、6的戶(hù)型。同時(shí),建筑設(shè)計(jì)需要對(duì)電梯、樓梯、過(guò)道等公共交通空間進(jìn)行綜合優(yōu)化,以使其面積低于上述標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)降低公共交通面積的方式降低建筑面積公攤比例是建筑設(shè)計(jì)首要思考的。
2.2.2精細(xì)化戶(hù)型設(shè)計(jì)分析
現(xiàn)代住宅主要由客廳、書(shū)房、衛(wèi)生間、臥室、餐廳、陽(yáng)臺(tái)等組成,通過(guò)適度的聯(lián)系空間進(jìn)行組合,這樣才能保證動(dòng)靜分區(qū)。根據(jù)不同的產(chǎn)品定位以及客戶(hù)所需,進(jìn)行差異化和針對(duì)性的戶(hù)型設(shè)計(jì)是十分必要的。但是在“90平方米,70%”的政策要求下,住宅的戶(hù)型設(shè)計(jì)只是滿(mǎn)足這些還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,而是要求建筑師在限定的面積內(nèi)設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的戶(hù)內(nèi)居住空間。建筑師在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)重視對(duì)人的行為方式和人體工程學(xué)進(jìn)行綜合性思考。應(yīng)將灶臺(tái)、洗菜池、冰箱、洗衣機(jī)、潔具三大件等小元素納入戶(hù)型設(shè)計(jì)的綜合考量之中。住宅內(nèi)每一寸空間都需要進(jìn)行精細(xì)化的設(shè)計(jì),這樣才能保證在戶(hù)型設(shè)計(jì)過(guò)程中,做的面積可控、功能齊全、尺度適當(dāng)、空間整齊。
2.2.3避免出現(xiàn)無(wú)效空間
隨著相關(guān)條例的出現(xiàn),以往房地產(chǎn)發(fā)展過(guò)程中備受關(guān)注的“大與豪”設(shè)計(jì)理念已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m、自由的新理念。要去除戶(hù)型設(shè)計(jì)中“大與豪”的弊病,就應(yīng)該將其中的無(wú)效空間去除掉,所謂的無(wú)效空間就是:空間在壓縮或是消除之后所具備的功能不會(huì)消除。
(1)客廳:
在降低無(wú)效空間的選擇上,客廳是最有潛質(zhì)的。客廳的主要功能就是視聽(tīng)。客廳內(nèi)安裝壁掛式彩電已是流行趨勢(shì),電視視距最佳為3.54m。U型沙發(fā)長(zhǎng)邊大約為3.8m。試聽(tīng)空間只有在3.5m~4m之間才是舒適的。所以適當(dāng)?shù)貕嚎s客廳面寬可減少無(wú)效空間,同時(shí)也不會(huì)對(duì)客廳空間的功能完整性造成太大影響。
(2)衛(wèi)生間:
衛(wèi)生間內(nèi)功能完善。很多情況下,業(yè)主很難接受馬桶正對(duì)門(mén)的設(shè)計(jì)方式,但是要是馬桶不正對(duì)門(mén)設(shè)計(jì)的情況下,布置方式就會(huì)增加無(wú)效空間。在設(shè)計(jì)上到底是遷就業(yè)主的喜好還是堅(jiān)持科學(xué)合理性設(shè)計(jì),這是一個(gè)很難的選擇。
(3)廚房與餐廳:
廚房長(zhǎng)邊開(kāi)門(mén)和餐廳并聯(lián),此種方式兩者之間有著較短的距離,聯(lián)系也是相對(duì)比較便捷的。U型灶臺(tái)布置占用面積較小,有著較高的操作效率。方正的餐廳空間更加適合餐桌的放置,無(wú)效空間最小。
(4)陽(yáng)臺(tái):
陽(yáng)臺(tái)所具備的功能,除去晾曬以及養(yǎng)鳥(niǎo)種花等功能之外,不同的家庭會(huì)根據(jù)自身愛(ài)好豐富陽(yáng)臺(tái)內(nèi)容。在同樣的面積上,大面寬小進(jìn)深的陽(yáng)臺(tái)所具備的使用功能更加全面。
(5)臥室:
臥室除了擺放床、床頭柜之外,還需要考慮衣柜的位置。若臥室空間過(guò)于局促,在設(shè)計(jì)上,應(yīng)考慮盡量設(shè)計(jì)低窗臺(tái)凸窗,因其不計(jì)入建筑面積,又能拓展室內(nèi)空間,開(kāi)闊視野。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計(jì);系統(tǒng)觀;科學(xué)技術(shù)觀;創(chuàng)新觀
建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)作過(guò)程,完成一件設(shè)計(jì)作品需要遵循一定的設(shè)計(jì)理論。近幾十年來(lái),人們?cè)诶煤透脑熳匀坏倪^(guò)程中,建筑事業(yè)取得了飛速的發(fā)展,人們?cè)诘玫绞找娴耐瑫r(shí),也為建筑事業(yè)對(duì)人類(lèi)自然環(huán)境的破壞而憂(yōu)心忡忡。
自然辯證法是關(guān)于自然界和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律以及人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然和改造自然的一般方法的科學(xué),其研究目的就是為了合理地處理人與自然的矛盾.
建筑設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系的實(shí)踐活動(dòng),必然要遵循自然辯證法。系統(tǒng)觀、科學(xué)技術(shù)觀和創(chuàng)新觀是自然辯證法的重要組成部分,在建筑設(shè)計(jì)中體現(xiàn)這三方面內(nèi)容必然有對(duì)建筑設(shè)計(jì)有所啟示。
1.系統(tǒng)觀
現(xiàn)代系統(tǒng)觀認(rèn)為,事物的普遍聯(lián)系和永恒運(yùn)動(dòng)是一個(gè)總體過(guò)程,要全面地把握和控制對(duì)象,綜合地探索系統(tǒng)中要素與要素、要素與系統(tǒng)、系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)與系統(tǒng)的相互作用和變化規(guī)律,把握住對(duì)象的內(nèi)、外環(huán)境的關(guān)系,以便有效地認(rèn)識(shí)和改造對(duì)象。
在建筑設(shè)計(jì)中不僅要處理好建筑內(nèi)部各要素的關(guān)系,而且在處理好建筑與外部要素和環(huán)境的關(guān)系。建筑內(nèi)部各要素包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、建筑物理、建筑材料和建筑施工等,一個(gè)建筑設(shè)計(jì)只有符合滿(mǎn)足上述要素的要求,才能滿(mǎn)足一般的使用功能。但今天的建筑設(shè)計(jì)已不單單是一幢建筑的實(shí)用、美觀和經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題,它還要涉及到社會(huì)學(xué)、生態(tài)學(xué)、心理學(xué)、歷史學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和環(huán)境學(xué)等多門(mén)學(xué)科。即建筑設(shè)計(jì)不僅要滿(mǎn)足為人使用的基本功能外,還要體現(xiàn)建筑的時(shí)代性、地域性和文化性。在今天“以人為本”的設(shè)計(jì)理念指導(dǎo)下,在一個(gè)強(qiáng)調(diào)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的年代,人們已經(jīng)不滿(mǎn)足居住在一個(gè)個(gè)孤立的、毫無(wú)生機(jī)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,而是要居住在與自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境相協(xié)調(diào)、相統(tǒng)一的綠色建筑體系內(nèi)。這就要求建筑師在進(jìn)行設(shè)計(jì)中必須有綜合思維的能力,在錯(cuò)綜復(fù)雜的諸因素中,抓住主要矛盾和矛盾的主要方面。一個(gè)建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程也就是一個(gè)不斷解決問(wèn)題的過(guò)程,建筑師只有解決好各階段的問(wèn)題,才能設(shè)計(jì)出一個(gè)健康、安全、高效、節(jié)能、方便、舒適和可持續(xù)發(fā)展的人居環(huán)境。
在當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)觀主要體現(xiàn)在生態(tài)建筑的設(shè)計(jì),也就是指建筑與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的建筑樣式,即要求在建筑設(shè)計(jì)中充分考慮環(huán)境保護(hù)的需要,使建筑物不僅有效地滿(mǎn)足各種使用功能的同時(shí),還要符合環(huán)境保護(hù)的要求。這其中好的范例是清華大學(xué)超低能耗樓的設(shè)計(jì)。該樓位于清華大學(xué)校園東區(qū),建筑地下1層,地上4層,總建筑面積2930m2.該樓的設(shè)計(jì)盡可能減少一次性消耗能源,降低對(duì)外界環(huán)境的污染。該建筑結(jié)構(gòu)體系采用鋼結(jié)構(gòu),圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)開(kāi)放性,過(guò)濾性;室內(nèi)環(huán)境采用自然采光和自然通風(fēng),能源采用太陽(yáng)能和天然氣相結(jié)合的方式,從而為使用者提供和諧的工作空間。并在此基礎(chǔ)上,開(kāi)展各項(xiàng)與生態(tài)建筑有關(guān)的研究,示范先進(jìn)的生態(tài)建筑技術(shù)。
2.科學(xué)技術(shù)觀
科學(xué)技術(shù)是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然、改造自然的工具,是第一生產(chǎn)力,可以幫助人類(lèi)不斷創(chuàng)造出光輝的物質(zhì)文明和精神文明。科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,必然給建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)新的設(shè)計(jì)理念和思想。現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)必然要滿(mǎn)足科學(xué)技術(shù)觀的要求,在當(dāng)前設(shè)計(jì)中主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。
一是智能建筑的設(shè)計(jì)思想。智能建筑目前尚無(wú)統(tǒng)一定義,但其核心思想是系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)[3].它包括有辦公自動(dòng)化(OfficeAutomation,縮寫(xiě)OA)系統(tǒng),即利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),不斷使人的部分辦公業(yè)務(wù)活動(dòng)物化于人以外的各種設(shè)備中,并由這些設(shè)備與辦公人員構(gòu)成人機(jī)信息處理系統(tǒng);通信自動(dòng)化(CommunicationAutomation,縮寫(xiě)CA)系統(tǒng),即在智能建筑中可以迅速進(jìn)行各種圖像、文字、語(yǔ)音及數(shù)據(jù)的通信;建筑物自動(dòng)化(BuildingAutomation,縮寫(xiě)B(tài)A)系統(tǒng),即以中央計(jì)算機(jī)為核心,對(duì)建筑物的設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和管理。建筑自動(dòng)化系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是建筑節(jié)能技術(shù),這是自能源危機(jī)出現(xiàn)后在建筑領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)大趨勢(shì),節(jié)能設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、環(huán)境控制、能源系統(tǒng)和自控測(cè)量等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)達(dá)到節(jié)約能源,使建筑在各種自然環(huán)境下處于一種超低耗能的狀態(tài)。以上三個(gè)系統(tǒng)在智能建筑中由系統(tǒng)集成中心(SystemIntegratedCenter,縮寫(xiě)SCI)統(tǒng)一綜合管理。
清華大學(xué)超低能耗樓同樣很好地體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)觀在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。作為科研基地,該樓匯集了多種國(guó)內(nèi)外最新的科研成果。僅以該樓的自控測(cè)量方案設(shè)計(jì)為例來(lái)說(shuō),它在設(shè)計(jì)中考慮了根據(jù)環(huán)境的變化調(diào)節(jié)建筑物各部位的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)建筑智能化控制和實(shí)時(shí)測(cè)量的效果。該樓的控制系統(tǒng)可以自動(dòng)采集各室外測(cè)點(diǎn)的日照情況,根據(jù)不同的朝向方位調(diào)節(jié)遮陽(yáng)板百葉的狀態(tài)以減少熱負(fù)荷;采集室外氣象參數(shù),決定外窗的開(kāi)啟狀態(tài)和熱壓通風(fēng)豎井的開(kāi)啟狀態(tài);另外還可以控制建筑中采光系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)等工作狀態(tài)。
科學(xué)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的另一個(gè)體現(xiàn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。科學(xué)技術(shù)革命所引發(fā)的變化莫大于計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異。作為較早應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的建筑設(shè)計(jì),三維制作軟件的發(fā)展無(wú)疑給建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的想象和表現(xiàn)空間。當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)早已不只是要求畫(huà)出平面圖的時(shí)代,而是要求有直觀的效果圖,甚至要求有虛擬現(xiàn)實(shí)的出現(xiàn)。建筑效果圖是建筑師展示其作品的設(shè)計(jì)意圖、空間環(huán)境、色彩效果與材質(zhì)感的一種重要方式;而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以使用戶(hù)能夠在吸收多種信息后,達(dá)到身臨其境的效果。計(jì)算機(jī)技術(shù)以其簡(jiǎn)單易用、易修改,可重用、準(zhǔn)確真實(shí)和易存儲(chǔ)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)已經(jīng)成了建筑設(shè)計(jì)中不可或缺的重要工具。
3.創(chuàng)新觀
創(chuàng)新是社會(huì)前進(jìn)發(fā)展中的永恒主題。同志曾精辟地指出:“人類(lèi)總是不斷發(fā)展的,自然界也是不斷發(fā)展的,永遠(yuǎn)不會(huì)停止在一個(gè)水平上。因此,人類(lèi)總得不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),有所發(fā)現(xiàn),有所發(fā)明,有所創(chuàng)造,有所前進(jìn)”。同志也在十六大報(bào)告中指出:“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂”。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)
我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái),給建筑業(yè)帶來(lái)了難得的機(jī)遇,并取得了宏大的成績(jī),但是在“全球化”思想的影響下,給人一種千街一調(diào)、百城一色的感覺(jué),因此建筑設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?chuàng)新,需要營(yíng)造中國(guó)特色的現(xiàn)代建筑。創(chuàng)新的過(guò)程,正如英國(guó)心理學(xué)家沃勒斯在《思考的藝術(shù)》中指出需要一個(gè)準(zhǔn)備的過(guò)程,即收集資料的過(guò)程,包括古今中外的優(yōu)秀設(shè)計(jì)思想以及從別人的經(jīng)驗(yàn)中獲取的知識(shí)和啟示,在此基礎(chǔ)上加以分析,經(jīng)過(guò)一個(gè)去粗取精和去偽存真的過(guò)程,形成自己的設(shè)計(jì)風(fēng)格。建筑設(shè)計(jì)是一件艱辛而復(fù)雜的智力勞動(dòng),一項(xiàng)優(yōu)秀的建筑作品的誕生要求建筑師有全面的設(shè)計(jì)知識(shí)、扎實(shí)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和豐富的想象力。建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新過(guò)程,決非直接搬用國(guó)外的設(shè)計(jì)作品,而是一個(gè)不斷要否定自我、修正自我、完善自我的過(guò)程。一個(gè)有特色的建筑往往就建立在巧妙地解決了許多難點(diǎn)的基礎(chǔ)上,而一個(gè)有特色的建筑即有創(chuàng)新意識(shí)的建筑往往就會(huì)得到大家的欣賞。
建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新不僅可以體現(xiàn)在建筑外形中,也可以體現(xiàn)在建筑技術(shù)中。在清華大學(xué)超低能耗樓設(shè)計(jì)中就有多處創(chuàng)新之處,在圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中包含了生態(tài)艙的設(shè)計(jì)、相變蓄熱地板的設(shè)計(jì)、植被屋面的設(shè)計(jì)及各種幕墻的設(shè)計(jì)。其中的生態(tài)艙位于建筑物一層北部,將綠色植物引入室內(nèi),創(chuàng)造性地在建筑內(nèi)部增加了與自然接觸的人性化空間,并且也可以在一定程度上改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。能源主要采用太陽(yáng)能和天然氣,將這些天然能源轉(zhuǎn)化為電能和熱能,減少了動(dòng)力電的使用。
1.1技術(shù)滯后
我國(guó)建筑行業(yè)相比歐美一些建筑業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家起步比較晚,而且在建筑行業(yè)起步初期人們只是一味的重視建筑的美觀性,認(rèn)為只有修建的奢華和富麗堂皇才能彰顯出自己的社會(huì)地位和身份象征。只有符合人們審美趨勢(shì)的建筑才是好的建筑,就比如蘇州園林和一些南方比較具有代表性的園林等等。因此在這樣的社會(huì)背景下一個(gè)階段中阻礙了建筑業(yè)的發(fā)展,局限了建筑業(yè)的發(fā)展方向。人們對(duì)他的牢固性和抗災(zāi)害性能沒(méi)有更高的要求,這也就使得一些建筑師為了迎合大眾的口味,不至于被社會(huì)所淘汰而沒(méi)有進(jìn)行創(chuàng)造設(shè)計(jì),因此設(shè)計(jì)的建筑也沒(méi)有長(zhǎng)足的發(fā)展,抵擋不了天災(zāi)的發(fā)生,對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成了一定的威脅。
1.2沒(méi)有處理好建筑設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)之間的關(guān)系
建筑設(shè)計(jì)是在建筑施工之前就需要完成的工作,設(shè)計(jì)圖紙就像一張標(biāo)注明確的地圖,它會(huì)指導(dǎo)人們應(yīng)該去哪里,如何去哪里。因此建筑設(shè)計(jì)是十分重要的,一張表美的建筑圖紙就相當(dāng)于工程量完成了三分之一,將抗震理念融入到這張圖紙中也是對(duì)抗震設(shè)計(jì)提出了更高層次的要求。但是由于目前的技術(shù)有限,建筑師還不能很好的將抗震設(shè)計(jì)融人到建筑設(shè)計(jì)中去,不能使兩者更好的協(xié)作,發(fā)揮很好的作用。因此說(shuō)不能協(xié)調(diào)建筑設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)的關(guān)系是抗震設(shè)計(jì)常見(jiàn)的最根本問(wèn)題。
1.3缺乏實(shí)踐
為了提高建筑的抗震性,一些建筑師盲目的從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),并沒(méi)有結(jié)合我國(guó)建筑構(gòu)造的自身特點(diǎn)加以創(chuàng)新改造,而是為了講究工作效率,趕進(jìn)度,生搬硬套地將這些所謂的先進(jìn)前沿技術(shù)強(qiáng)加于一些本不符合的建筑物上,沒(méi)有起到應(yīng)有的抗震作用反而在一定程度上弄巧成拙,破壞了建筑本身的美感,更嚴(yán)重的還會(huì)使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)建筑物的作用,對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成更大程度上的傷害。因此建筑師這種急于求成缺乏實(shí)踐精神的建造理念,不會(huì)對(duì)建筑物的抗震性能起到很好的作用。
1.4建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題
對(duì)于一些建筑的設(shè)計(jì)本身就存在不合理的問(wèn)題,因此我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探究:第一,建筑體型的設(shè)計(jì),目前人們?cè)絹?lái)越追求建筑美感,因此將部分建筑的外立面都涉及成凹凸不平或者一些沒(méi)有規(guī)則的不光滑表面,如果發(fā)生地震對(duì)這種建筑物的破壞是最大的,表面平滑的建筑則相對(duì)可以減少地震對(duì)他的破壞,盡可能的做到建筑物與鋼架結(jié)構(gòu)相對(duì)比較勻稱(chēng)。第二,平面設(shè)計(jì),對(duì)于一些建筑物人們會(huì)使用一些柱子、內(nèi)墻進(jìn)行裝飾。但是在確定柱子的數(shù)量與距離上就需要好好的下功夫去研究,比如人民大會(huì)堂的柱子多少根,每根之間的間隔距離是多少這都是很有講究的,不對(duì)稱(chēng)性、不協(xié)調(diào)性對(duì)抗震起到了負(fù)面的作用。第三,豎向布置問(wèn)題,越來(lái)越多的大型商場(chǎng)隨著人們物質(zhì)生活的需要而產(chǎn)生,并且大型商場(chǎng)是人們比較容易聚集的地方,如果沒(méi)有很好的抗震性能則技術(shù)衾浼會(huì)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成很大的威脅。很多商場(chǎng)現(xiàn)在都是高層建筑,下層一般柱子相對(duì)較多、墻體較少,但是高層一般柱子較少、墻體較多,如果柱子與墻體分布不合理,這在地震中會(huì)起到特別不好的作用,也會(huì)加大對(duì)人們的傷害。下層柱子與上層柱子應(yīng)該互相對(duì)齊,在空間上起到很好的支撐作用,對(duì)穩(wěn)定整個(gè)商場(chǎng)的空間結(jié)構(gòu)都起到了不可估量的作用。
2結(jié)語(yǔ)