淺談計算機輔助建筑設計與綠色建筑設計的結合

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【論文關鍵詞】計算機輔助建筑設計　綠色建筑設計　特點優(yōu)勢　結合

  　　【論文摘 要】結合計算機輔助建筑設計這一功能的特點與優(yōu)勢，分析探討計算機輔助建筑設計在綠色建筑設計中的廣泛運用。   　　隨著新興科技的崛起，各項工業(yè)技術也開始大力發(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的改造，這種現(xiàn)象愈發(fā)嚴重，導致生態(tài)環(huán)境遭到了極大的破壞。在人們強烈呼吁停止對當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“綠色建筑設計”這一環(huán)保的建筑設計概念，受到了多方好評。這一設計理念要求在設計過程中，要充分考慮到建筑的使用、構造與維護、拆遷是否與環(huán)境保護息息相關，在保證消耗最少生態(tài)能源的前提下進行對建筑的設計。“綠色建筑設計”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)的建筑設計方式已經(jīng)不能滿足設計方案，建筑設計人員開始使用計算機進行設計，輔佐綠色建筑設計方案的完成。而計算機根據(jù)自身特點，充分運用于建筑設計中，取得了顯著的成果。  　　1 利用計算機對建筑設計進行輔助的優(yōu)勢  　?。ㄒ唬ㄖO計策劃方案的敲定  　　在建筑設計人員初步擬定建筑設計方案的時候，可以通過計算機對該方案進行預算與測評；計算機獨有的CAAD系統(tǒng)能夠準確、快速地將該設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計方案進行仔細的分析評核，反饋該方案中的各個指標系數(shù)是否符合標準、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，設計人員根據(jù)系統(tǒng)反饋的信息對設計方案進行修改，再次使用CAAD系統(tǒng)進行測評，反復評核后確立最終的設計方案；  　　這相比傳統(tǒng)的設計方案修改方式，顯然節(jié)約了大量的時間與精力，系統(tǒng)代替人腦對方案進行測評，不僅所耗時間少，而且保證了方案的準確率。  　?。ǘ┯兄冗M的圖形設計技術與建立數(shù)字模型的技術  　　以前沒有采用計算機輔助建筑技術的時候，設計人員設計出建筑草圖之后，只能將建筑按照比例畫在平面圖上，一浪費時間，二缺乏直觀性與準確度。  　　計算機的建筑CAD技術專門針對圖形的設計與模型的建立；設計人員首先用AutoCAD繪制建筑設計圖，再利用SketchUp設計軟件將整個設計草圖修改并呈現(xiàn)出來，這就取代了人工手繪的步驟，減輕工作負擔；然后利用3DMax軟件，根據(jù)設計草圖上的建筑，按照建筑的體量與比例初步建立一個模擬模型，再根據(jù)設計方案的細節(jié)對模型的不同部位進行尺度比例的推敲，確定建筑的大體形象，看是否符合方案中的設計要求；最后渲染產(chǎn)品，利用圖形設計合成軟件Photoshop對渲染出的模型進行上色處理，看建筑的顏色、材質(zhì)是否與設計方案和各項指標相吻合。  　　這樣的計算機輔助建筑設計方式，不僅僅打破了之前由于空間局限而不能立體地對所設計的建筑進行全方位觀察的僵局，使設計人員觀察的視點不再受到限制，而且節(jié)約了設計成本，還有利于立體地修改設計方案，使建筑設計人員不再受客觀因素影響，培養(yǎng)了其創(chuàng)新思維，推動了建筑設計行業(yè)的發(fā)展。  　　2 計算機輔助建筑設計在綠色建筑設計中的應用  根據(jù)計算機輔助建筑設計的自身特點，將其與綠色建筑設計理念相結合，是當今建筑設計行業(yè)的一個必然發(fā)展趨勢。本文對如何將計算機輔助建筑設計技術運用于綠色建筑的設計中，作出了詳細的分析。 　?。ㄒ唬┚G色建筑設計過程與計算機建筑性能的模擬整合  　　1、綠色建筑的設計過程  　　相對于其他的傳統(tǒng)建筑設計過程，綠色建筑的設計過程要更加復雜與繁瑣；它本身具備所有傳統(tǒng)建筑設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行設計，就需要設計人員根據(jù)這一要求反復地對設計方案進行修改與評測，考慮此設計方案的可行性；　2、綠色建筑設計過程與計算機輔助建筑性能模擬  　　由于綠色建筑設計本身存在著復雜性，又加上建筑設計的環(huán)境及其不穩(wěn)定，給整個設計過程帶來了相對的困難；設計人員要通過計算機準確判斷設計方案的可行性，必須要采用模擬分析技術去指導綠色建筑過程；  　　運用建筑能耗模擬軟件；某大學的建筑系開發(fā)了一個模擬項目，在基于計算機對綠色建筑設計模擬輔助的原則下，設計人員規(guī)劃出模擬輔助設計的具體流程，將綠色建筑進行分段設計，將整體與部分相結合，保證每一個設計階段的同步性，再根據(jù)草圖在3DMax中進行建模設計，啟動建筑能耗軟件，對此建筑設計與施工中需要消耗的資源進行詳細分析，剔除不需要用到的設計資源與材料，控制設計中所提及的資源用量，優(yōu)化了設計方案，優(yōu)化數(shù)據(jù)如下：  　　節(jié)省了人工設計方案約80%的時間；投資費用減少了16%；建筑所需的費用在原有方案上節(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%，重復作業(yè)的繪圖費用為0。  　　根據(jù)此實驗項目的結論可以看到，將計算機輔助建筑設計的功能與綠色建筑設計方案相結合，可以確保設計方案在任何一個階段都得到計算機權威、科學的定量分析，評測以后反饋的信息能夠指導方案的再次優(yōu)化，降低了重復作業(yè)的繪圖率，一定程度上保證了綠色建筑設計的完整性。  　?。ǘ┯嬎銠C輔助綠色建筑設計的具體內(nèi)容  　　1、計算機CAAD系統(tǒng)下的各項建筑軟件將設計人員的設計方案進行優(yōu)化后，根據(jù)綠色建筑的理念，生成對建筑有各項要求的草圖；  　　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，并針對設計方案中不合理使用能源的情況進行修改，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；計算機利用CAAD系統(tǒng)下的Lightscape軟件，可以根據(jù)設計圖模擬出整個建筑內(nèi)部的光照方向、進光量多少、光能傳遞大小等實際光照；根據(jù)建筑的大小、高度來計算實際的太陽光，反饋出光照數(shù)據(jù)；設計人員可根據(jù)軟件反映的信息對整個設計方案進行修改，確保以最大限度、最環(huán)保的方式將自然光輸送進整個建筑；  　　4、制作虛擬動畫滿足綠色建筑的設計要求；通過三維軟件制成3D動畫，利用直觀的圖像仿真形式指導設計人員修改建筑設計方案；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標，建筑設計人員根據(jù)以上數(shù)據(jù)對設計方案進行評價與修改；  　　5、CAAD系統(tǒng)的分析評測功能可以在計算機模擬軟件運行時，隨時將設計方案中的各項數(shù)據(jù)信息在模擬中的運用反饋給設計人員，保證整個綠色建筑設計過程的循環(huán)性，即接收數(shù)據(jù)—模擬計算—反饋—修改—接收數(shù)據(jù)……；計算機輔助設計與綠色建筑設計相結合，保證了此設計方案能夠在循環(huán)的過程中被不斷地修改、優(yōu)化，完善了設計過程，控制了自然資源的消耗。  　　3 結語  　　隨著計算機輔助建筑設計在綠色建筑設計中的廣泛運用，越來越多的計算機建筑軟件被開發(fā)，技術性也越來越強，無形中提高了對建筑設計人員的技術要求。掌握計算機輔助建筑設計的操作技術，熟知CAAD系統(tǒng)下的每一項軟件的運作性能，是當前建筑設計人員的首要任務。除此之外，還要清楚了解計算機輔助建筑設計功能與綠色建筑設計相結合的特性，才能保證自身綠色設計方案的質(zhì)量與水平。  　　參考文獻  　　[1]潘梅青.計算機輔助建筑設計與綠色建筑設計的結合探討[J].城市建設理論研究（電子版），2011，（22）  　　[2]毛鴻霖.淺析計算機輔助建筑設計與綠色建筑設計結合[J].科技傳播，2010，（12）：191，193  　　[3]袁春曉，于軍.計算機輔助綠色建筑設計初探[J].科技資訊，2010，（22）：77-77  　　[4]高長征.計算機輔助建筑設計課程教學探討[J].科技信息，2010，（21）：179  　　[5]董曉麗.計算機輔助建筑設計在教學中的應用研究[J].北京城市學院學報，2010，（1）：69-73