建筑計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

科學(xué)技術(shù)是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的階梯，也是建筑發(fā)展階段的階段，技術(shù)手段的變革不僅改變了建筑的風(fēng)格，同時(shí)也改變著建筑創(chuàng)作觀念和設(shè)計(jì)方法。

人類(lèi)社會(huì)自工業(yè)時(shí)代進(jìn)入到現(xiàn)在的信息的時(shí)代，科學(xué)技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。從50年代至今的40年間，隨著電腦繪圖在硬件設(shè)備與軟件運(yùn)用發(fā)展方面的不斷加速成長(zhǎng)，“電腦輔助設(shè)計(jì)”對(duì)于我們建筑設(shè)計(jì)人員已不再是一個(gè)陌生的名詞。正如前面提到，電腦已成為我們建筑專業(yè)人員不可缺少的重要工具，電腦不僅可以用于繪制線條圖，還可以繪制高質(zhì)量的建筑表現(xiàn)圖，尤其在近幾年，采用計(jì)算機(jī)模擬生成的圖像質(zhì)量更是在質(zhì)量上有了令人矚目的提高。

計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)越來(lái)越成為建筑師不可缺少的工具。人們可以把天空、樹(shù)木、人物以及準(zhǔn)備建設(shè)的區(qū)域附近的其他景點(diǎn)通過(guò)數(shù)碼相機(jī)拍攝下來(lái)，并將這些圖像輸入到電腦里，當(dāng)我們?cè)陔娔X里將新設(shè)計(jì)的建筑三維模型基本完成之后，便將他們一同組織到計(jì)算機(jī)模型中。這樣不僅使我們?cè)O(shè)計(jì)的建筑業(yè)與周邊環(huán)境的關(guān)系更加真實(shí)可信，同時(shí)還可以利用計(jì)算機(jī)便于修改的功能，在顯示圖像的時(shí)候隨時(shí)調(diào)整三維建筑模型，使建筑物與周?chē)h(huán)境的關(guān)系更加和諧統(tǒng)一。電腦這一新的技術(shù)手段，可以讓我們自始至終在直觀、真實(shí)的三維環(huán)境里進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)和創(chuàng)作，從而可以較大程度地提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。

計(jì)算機(jī)不及可以生產(chǎn)精止的三維圖像，還可以生成三維動(dòng)畫(huà)，尤其是計(jì)算機(jī)中“虛擬現(xiàn)實(shí)”更是令人吃驚。當(dāng)我們從二維的電腦顯示屏幕中觀看三維動(dòng)畫(huà)的畫(huà)面時(shí)，其逼真程度讓人難以置信。Myron Krueger 曾用這樣的例子來(lái)描述“虛擬現(xiàn)”：在一幕用電腦制作的場(chǎng)景中，一塊石頭瞄準(zhǔn)你的頭部打下來(lái)，盡管你知道它是虛擬的，你還是會(huì)閃避，這說(shuō)明電腦所展示的景象是真實(shí)可信的。我們有理由相信電腦這一信息時(shí)代的寵兒在建筑領(lǐng)域中的運(yùn)用隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，將越來(lái)越深入地影響和改變建筑設(shè)計(jì)方法和觀念。

目前，在我們大部分設(shè)計(jì)單位，電腦在建筑設(shè)計(jì)中的作用往往局限于在施工圖的繪制和單純的電腦效果圖表現(xiàn)上。存在著設(shè)計(jì)與表現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象，電腦參與方案設(shè)計(jì)本身的潛能還沒(méi)有充分地發(fā)掘。今后，我們應(yīng)該充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)能使建筑設(shè)計(jì)的各種變化更具有潛力的特點(diǎn)，改變以往對(duì)建筑設(shè)計(jì)程式化的理解方式，在建筑領(lǐng)域更廣泛的運(yùn)用電腦技術(shù)來(lái)進(jìn)行建筑輔助設(shè)計(jì)。我們有理由相信，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和人類(lèi)識(shí)別水平的提高，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的作用將會(huì)越來(lái)越明顯，設(shè)計(jì)與表現(xiàn)一體化的進(jìn)程將大大加快，并最終會(huì)影響到建筑與設(shè)計(jì)方式的變革2100433B

在CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)異軍突起與建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域之后，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)人員工作中一個(gè)重要的工具。計(jì)算機(jī)的使用已經(jīng)改變了許多的工作方法，正如眾所周知，正如眾所周知，計(jì)算機(jī)繪制的線條圖和計(jì)算機(jī)繪制的建筑表現(xiàn)圖已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)成熟的階段，我們作為現(xiàn)代的建筑設(shè)計(jì)師，不能回避工具的更新對(duì)建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)的影響，同時(shí)也不能將新工具在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用按傳統(tǒng)的方式直接套用到建筑計(jì)過(guò)程中來(lái)。

我們應(yīng)該更多的考慮如何運(yùn)用新工具來(lái)開(kāi)發(fā)建筑輔助設(shè)計(jì)，而不是將計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單地僅用于繪圖與表現(xiàn)。建筑設(shè)計(jì)方法的更新關(guān)鍵在于的更新關(guān)鍵在于思維的更新，通過(guò)新工具的運(yùn)用來(lái)進(jìn)行輔助建筑設(shè)計(jì)思維可以幫助我們?cè)诮ㄖ?chuàng)作中尋求到新的途徑。我們知道計(jì)算機(jī)具有便捷的三維建模、易于修改以及直觀三維形體顯示等功能。利用計(jì)算機(jī)這些新的技術(shù)手段完全可以更好的為建筑設(shè)計(jì)服務(wù)，以至我們可以從建筑設(shè)計(jì)方案構(gòu)思開(kāi)始就在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行建筑創(chuàng)作，示建筑設(shè)計(jì)與表現(xiàn)同步進(jìn)行，在設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)完成之時(shí)建筑表現(xiàn)也隨之完成，從根本上改變以往在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)與表現(xiàn)不同的創(chuàng)作方式，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與表現(xiàn)的一體化。

從傳統(tǒng)的建筑二維觀到現(xiàn)代建筑的三維觀

老學(xué)院風(fēng)格化的建筑認(rèn)為，建筑是立面的建筑，因而建筑師可以任人打扮的。這一時(shí)期人們對(duì)建筑的注意力主要集中在二維平面上，某個(gè)特定立面的圖形關(guān)系是建筑表現(xiàn)的中心。早期的建筑表現(xiàn)主要是通過(guò)立面的渲染來(lái)實(shí)現(xiàn)，這一觀念導(dǎo)致了傳統(tǒng)建筑只注重平面和立面的細(xì)部雕琢，而忽略了空間和體型的塑造，這從眾多傳統(tǒng)建筑實(shí)物中可以找到大量的例證。

文藝復(fù)興后，隨著透視作圖法的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的建筑二維觀以及立面表現(xiàn)方式有了新的變化，人們利用透視作圖法發(fā)展了建立在二維基礎(chǔ)上的三維模擬，面和面之間的關(guān)系得以表現(xiàn)并受到重視。這一時(shí)期出現(xiàn)了在二維圖紙上表現(xiàn)的三維透視圖，這種狀況一直維持了很長(zhǎng)時(shí)間并影響至今。

隨著工業(yè)革命的到來(lái)，現(xiàn)代建筑革命性地將人們的注意力從建筑的表面引導(dǎo)到建筑內(nèi)部和形體空間上，這時(shí)空間被視為空間的主角。在空間被認(rèn)同為建筑的主體以及空間環(huán)境問(wèn)題日益受到重視的情況下，三維建筑模型的作用變得越來(lái)越明顯，并在建筑表現(xiàn)方式中占據(jù)了主導(dǎo)地位。

這時(shí)，人們開(kāi)始利用縮小比例的建筑模型來(lái)表現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)，然而這一時(shí)期的建筑設(shè)計(jì)方式仍然是從平面、功能入手，待頭腦中的設(shè)計(jì)構(gòu)思日益清晰之后再借助于平面、立面和剖面的關(guān)系來(lái)求證建筑物的透視于平面、立面和剖面的關(guān)系來(lái)求證建筑物的透視，或是利用卡底、泡沫板、有機(jī)玻璃及金屬等等材料制作成建筑模型，通過(guò)后期的表現(xiàn)手段對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑進(jìn)行驗(yàn)證。這種設(shè)計(jì)手段不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且在建筑設(shè)計(jì)方案構(gòu)思過(guò)程中，由于表現(xiàn)滯后于設(shè)計(jì)，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行表現(xiàn)，在表現(xiàn)中驗(yàn)證建筑設(shè)計(jì)的最佳創(chuàng)作方式。縱然我們可以通過(guò)工作模型的方法來(lái)進(jìn)行空間和型體的研究，但方案的可選擇性因制作方式的繁瑣而變得極為有限。

建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)從模糊走向清晰地創(chuàng)作過(guò)程。最初的方案可能只是一個(gè)想法，而不一定是某個(gè)具體的建筑物。建筑師所做的工作就是直接對(duì)頭腦中的圖物進(jìn)行創(chuàng)造、推敲，并將它們直觀地表現(xiàn)出來(lái)，由于建筑物的表現(xiàn)與設(shè)計(jì)本身總有一些距離，使得設(shè)計(jì)與表現(xiàn)不能同時(shí)同步發(fā)展，這無(wú)疑給我們的設(shè)計(jì)帶來(lái)諸多不便。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電腦參與建筑設(shè)計(jì)，建筑師可以利用電腦強(qiáng)大的三維建模和顯示功能在設(shè)計(jì)與表現(xiàn)中架設(shè)起一段橋梁，將兩者聯(lián)系起來(lái)，使設(shè)計(jì)與表現(xiàn)同步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與表現(xiàn)一體化。近年來(lái)建筑設(shè)計(jì)軟件不斷更新和完善。從3D到3DMAX和3DVIZ，這些建筑設(shè)計(jì)三維軟件為建筑師利用電腦進(jìn)行三維形體研究提供了極大的方便。當(dāng)我們對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案有了最初的構(gòu)思后，就可以利用上述軟件在環(huán)境的三維體塊關(guān)系中進(jìn)行型體研究。通過(guò)計(jì)算機(jī)便捷的數(shù)據(jù)輸入來(lái)調(diào)整各個(gè)建筑體塊的大小、高矮和空間位置的關(guān)系，并結(jié)合建筑平面功能的要求對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行多方案的比較和我驗(yàn)證。由于電腦里設(shè)計(jì)與表現(xiàn)是同步進(jìn)行的，這使得我們有機(jī)會(huì)在任何一個(gè)決策完成的同時(shí)，可以直接檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的空間和形體效果，是設(shè)計(jì)更換加完美。

《建筑工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》以培養(yǎng)與提高人才素養(yǎng)為目的，同時(shí)適應(yīng)高等職業(yè)技術(shù)院校CAD教學(xué)的要求，結(jié)合建筑行業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，側(cè)重于實(shí)際應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)技能的強(qiáng)化，重點(diǎn)培養(yǎng)讀者的操作技能和技巧?！督ㄖこ逃?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》共分三篇，第一篇為CAD基礎(chǔ)，內(nèi)容包括AutoCAD 2005的基礎(chǔ)知識(shí)、AutoCAD 2005基本繪圖環(huán)境的設(shè)置、AutoCAD 2005的常用繪圖命令、AutoCAD 2005的常用編輯與修改命令、AutoCAD 2005的文字注寫(xiě)、AutoCAD 2005的標(biāo)注、Auto-CAD 2005的查詢命令、AutoCAD 2005的外部參照、AutoCAD繪圖實(shí)例、AutoCAD 2005圖形文件的打印輸出；第二篇為建筑設(shè)計(jì)軟件（PKPM軟件），內(nèi)容包括建筑輔助設(shè)計(jì)的思路和方法、建筑設(shè)計(jì)軟件主要操作過(guò)程；第三篇為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件（PKPM軟件），內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)施工圖、樓梯施工圖繪制。

《建筑工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》可作為高職高專院校土建類(lèi)專業(yè)及其他成人高校相應(yīng)專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書(shū)。