首頁 > 精品范文 > 建筑設(shè)計論文
時間:2023-03-17 18:04:35
序論:寫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,好投稿為您帶來了七篇建筑設(shè)計論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
[論文摘要]分析了國內(nèi)建筑設(shè)計行業(yè)先進(jìn)的信息化技術(shù),給出了一條建筑設(shè)計行業(yè)信息化建設(shè)的探索之路,提出了以優(yōu)化的管理為前提,采用圖文管理,知識管理以及協(xié)同化設(shè)計相結(jié)合來完成設(shè)計院的信息化建設(shè)。
在設(shè)計企業(yè)信息化建設(shè)中,設(shè)計和管理一般分為2個系統(tǒng)來處理。整個企業(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)計系統(tǒng)也要考慮,這樣最終能使得2個系統(tǒng)既能結(jié)合起來運(yùn)行,共同享用資源,亦能分開來單獨(dú)執(zhí)行任務(wù),對節(jié)約資源有利。因此,在企業(yè)信息化建設(shè)中2個系統(tǒng)缺一不可。
一、管理系統(tǒng)的信息化
在建筑設(shè)計行業(yè)信息化建設(shè)過程中要避免誤入以下2個認(rèn)識上的誤區(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)計服務(wù)的一個生產(chǎn)工具,而忽略了企業(yè)信息化其實(shí)是為整個企業(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、管理和決策、研究和開發(fā)、市場和銷售等各方面全面應(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)問題。部分企業(yè)經(jīng)營者認(rèn)為信息化建設(shè)是技術(shù)性的工作,只要花些錢買些硬件和軟件,教會員工使用就完事大吉了。企業(yè)信息化建設(shè)應(yīng)該是對企業(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)營戰(zhàn)略、營運(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)性的概念會將企業(yè)信息化的實(shí)踐引入誤區(qū),這也是國內(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)過考察多個成功企業(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)計系統(tǒng)的信息化
設(shè)計單位最大量、最重要的工作是生產(chǎn)設(shè)計,信息化的要求也最緊迫。隨著競爭的加劇、設(shè)計規(guī)模、復(fù)雜程度的加大,對團(tuán)隊(duì)協(xié)同完成整體設(shè)計、增強(qiáng)設(shè)計團(tuán)隊(duì)的配合與協(xié)同,從更深層次來提高設(shè)計效率、提升設(shè)計資源的整合、縮短設(shè)計周期、以更進(jìn)一步的增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力的需求愈來迫切?;谶@種需求,人們提出了采用圖文管理、知識管理以及協(xié)同化設(shè)計相結(jié)合來完成設(shè)計系統(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)計資源數(shù)據(jù)庫。
(2)文件自動掃描上傳:掃描畫出的所有圖形文件然后歸檔到某工程。
(3)手工上傳。
(4)自動識別和歸檔。
(5)提取圖鑒信息。根據(jù)建立的分類規(guī)則,將某1文件分類后歸檔。
(6)自動拆分圖鑒。將1個圖拆分成n個圖,即n個文件,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,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)計圖紙的重用性,節(jié)省了開發(fā)時間,共享了資源,避免了重復(fù)開發(fā)帶來的資源浪費(fèi)。這樣提高了生產(chǎn)效率,也給企業(yè)贏得了聲譽(yù)。
2.2知識管理
知識管理就是一個個體或組織將自己和別人的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為解決問題的能力的過程。知識管理學(xué)家認(rèn)為,知識分為組織知識和個人知識,而企業(yè)的知識管理不僅僅是對企業(yè)中個人而言的,它是指企業(yè)作為一個組織整體上對知識的獲取、存儲、學(xué)習(xí)、共享、創(chuàng)新的管理過程,目的是提高組織中知識工作者的生產(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)市場的挑戰(zhàn),并且能夠比競爭者保持一定程度的領(lǐng)先。現(xiàn)在,企業(yè)對信息化系統(tǒng)得要求已不再是簡單的文件處理,也不再是單純的行政事務(wù)了,其任務(wù)是要提高整個企業(yè)的運(yùn)作效率,進(jìn)而提高企業(yè)的核心競爭力。知識管理可以幫助企業(yè)解決知識共享和再利用的問題。知識管理意味著在恰當(dāng)?shù)臅r間,將正確的知識傳給正確的人,使他們采取最合適的行動,避免重復(fù)錯誤和重復(fù)工作。
2.3協(xié)同設(shè)計
AUTOCAD在建筑設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用的缺陷。AUTO-CAD雖然具有諸多的優(yōu)勢,但也并不是完美無缺。運(yùn)用AUTOCAD繪制建筑設(shè)計圖的弊端主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn):一是建筑設(shè)計初學(xué)者會對AUTOCAD產(chǎn)生依賴,不愿意接受基礎(chǔ)知識教育和練習(xí)。運(yùn)用該軟件,初學(xué)者可以輕松地完成一幅設(shè)計圖,卻不愿意動筆去練習(xí)繪畫、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)計以及各種設(shè)計方案的模板,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)約時間而不去練習(xí)基本技能,難以打好設(shè)計基礎(chǔ)。三是運(yùn)用AUTOCAD進(jìn)行建筑設(shè)計會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)計繪圖功能來設(shè)定的,那么,使用者就只能夠通過這些功能的運(yùn)用來完成建筑設(shè)計,而難以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性,當(dāng)使用者過于依賴使用該軟件時,就難以創(chuàng)造出獨(dú)特的設(shè)計作品。
二、AUTOCAD在建筑設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用的具體方法
(一)利用AUTOCAD建立樣板文件
建筑設(shè)計工程師在設(shè)計時,如果使用手繪的方式,就必須在每做一張圖紙時,就要進(jìn)行圖紙大小、邊框、以及各種標(biāo)注等設(shè)計工作,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、繪畫一遍,然而,能夠較為熟練地運(yùn)用AUTOCAD的設(shè)計工程師則能夠根據(jù)自己所需,建立一個樣板文件,并保存這個文件,當(dāng)需要運(yùn)用同樣的模板來設(shè)計圖紙時,只要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行繪畫設(shè)計即可。樣板文件的建立通常包括以下幾個步驟:第一步,創(chuàng)建一個文件,并且根據(jù)設(shè)計所需將測量單位、角度、坐標(biāo)、正負(fù)方向、尺寸等內(nèi)容填寫完整;第二步,進(jìn)行圖層的設(shè)置。這時,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,例如國家對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)計元素,這些圖形、符號等較為常用,那么,設(shè)計工程師可以將其保存起來,并且按照一定的方式對其進(jìn)行分類,以便在使用的時候能夠迅速地找到,而這些圖形和符號常常作為一個圖塊來保存。如此一來,建筑設(shè)計工程師在運(yùn)用AUTOCAD進(jìn)行設(shè)計繪圖時,就能夠隨時調(diào)用這些圖塊,不但節(jié)約了設(shè)計的時間,提高了設(shè)計效率,同時,還能夠極大程度地節(jié)約存儲空間。并且可以根據(jù)自己所需來對圖塊進(jìn)行相應(yīng)的改善和增減,使其使用時更為方便。
(三)AUTOCAD的基本繪圖技巧。
1.繪制建筑墻體時的技巧。在建筑設(shè)計中進(jìn)行墻體設(shè)計圖的繪制時,應(yīng)當(dāng)由大及小,也就是說,要先繪制好整個墻體的大體輪廓,包括墻體的軸線、多線,然后再將需要設(shè)計出門窗的位置進(jìn)行修飾。因此,在進(jìn)行墻體的設(shè)計時,首先就要設(shè)計好墻體的中軸、多線樣式之后,通過輸入直線端點(diǎn)的方式來繪出多條直線,再確定拾取點(diǎn)以便多線進(jìn)行對正。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,使各部分相互搭配。
2.繪制建筑門窗時的技巧。相對于墻體的繪制,門窗的繪制則要相對較為簡單,因?yàn)橹霸诶L制墻體時已經(jīng)通過修飾多線得到了門窗的輪廓,這時,只需要將門窗再進(jìn)行進(jìn)一步的加工,制作成塊,并從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取門窗框,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,先根據(jù)立體面的軸線來繪制縱向的輔助線,以此為繪制的開端,接下來的工作就會簡單很多。橫向輔助線的繪制則能夠根據(jù)立體面的高度來進(jìn)行繪制。而立體面即使再復(fù)雜,也是由最基本的圖形、色塊組成的,只要將這些最簡單的元素進(jìn)行復(fù)制、移動、旋轉(zhuǎn)、填充等操作,就能夠繪制出富有創(chuàng)造力的設(shè)計圖。
(四)運(yùn)用AUTOCAD設(shè)計建筑時應(yīng)當(dāng)注意的問題。
1.繪制建筑平面圖時應(yīng)當(dāng)注意的問題。一是應(yīng)當(dāng)注意,繪圖時所使用的線型,對于一些建筑的斷面、輪廓等進(jìn)行表示時,應(yīng)當(dāng)使用粗實(shí)線,而對于門窗等處的表示應(yīng)當(dāng)使用中粗實(shí)線,其他可見部分需要用實(shí)線表示出來。二是當(dāng)繪制建筑物的平面圖時,俯視圖的繪制應(yīng)當(dāng)能夠繪畫出所有從上方能夠觀察到的部分。三是要注意設(shè)計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)注與符號也應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計圖的繪制標(biāo)準(zhǔn)來運(yùn)用。
2.繪制建筑立面圖時應(yīng)當(dāng)注意的問題。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來確定該設(shè)計圖的名稱,以便以后使用時能夠及時查閱到。二是在立面圖中,線型的選用與平面圖的繪制類似,即凡是建筑輪廓、剖面處都應(yīng)當(dāng)使用實(shí)線來表示,門窗處采用中粗實(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,這時則應(yīng)當(dāng)采用加粗實(shí)線來表示。三是建筑物立面圖的繪制應(yīng)當(dāng)參考平面圖,以使得兩圖相互對應(yīng),避免誤差的出現(xiàn)。四是立面圖中往往不會采用線性標(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)計的涵義
《中國大百科全書》給城市設(shè)計(Urbandesign)下的定義是:“城市設(shè)計是對城市形體環(huán)境所進(jìn)行的設(shè)計。一般指在城市總體規(guī)劃指導(dǎo)下,為近期開發(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。城市設(shè)計的任務(wù)是為人們各種活動創(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、經(jīng)濟(jì)、城市功能、審美等各方面的要求,因此也稱為綜合環(huán)境設(shè)計?!背鞘性O(shè)計是介于城市規(guī)劃與建筑設(shè)計之間的一種設(shè)計。相對于城市規(guī)劃的抽象性和數(shù)據(jù)化,城市設(shè)計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,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)計的具體內(nèi)容
城市設(shè)計具體內(nèi)容主要包括:城市總體空間設(shè)計;城市典型要素空間設(shè)計(中心廣場,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;城市交通設(shè)計;城市環(huán)境保護(hù)設(shè)計;城市生態(tài)防護(hù)圈設(shè)計;城市景觀設(shè)計;城市地下空間設(shè)計;城市環(huán)境設(shè)施與建筑小品設(shè)計等。
2現(xiàn)代城市設(shè)計的基本特征
1)創(chuàng)作性是城市設(shè)計的重要特征。城市設(shè)計要實(shí)現(xiàn)具體的三維形態(tài)框架的建構(gòu),它必然是一個創(chuàng)作過程的產(chǎn)物。城市設(shè)計的創(chuàng)作過程是設(shè)計者邏輯思維、形象思維與創(chuàng)作靈感交織,而形象思維則是城市設(shè)計的主要思維。城市設(shè)計的創(chuàng)作需要有城市設(shè)計的基本技巧,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)計的場所感、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)計中強(qiáng)調(diào)對城市歷史、地理、文化背景進(jìn)行分析,對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、地貌與周圍環(huán)境的關(guān)系,城市地理位置的優(yōu)劣勢,與周圍交通系統(tǒng)的聯(lián)系。城市意象空間正是人對以上各類客觀因素的綜合反映。4)綜合應(yīng)用多學(xué)科知識。城市設(shè)計與城市規(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,城市設(shè)計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,社會生活上的和諧與協(xié)調(diào)。5)時間和空間的統(tǒng)一。只有空間而沒有時間的環(huán)境是沒有活力的?,F(xiàn)代城市設(shè)計在使環(huán)境美達(dá)到具體化與視覺化的設(shè)計中,除了使用傳統(tǒng)的三維環(huán)境視覺理論外,還在大范圍內(nèi)把人的時間運(yùn)動與空間環(huán)境視為統(tǒng)一系統(tǒng),將時間和空間概念從建筑范疇運(yùn)用到城市環(huán)境設(shè)計中。
3城市設(shè)計的原則
1)表現(xiàn)的原則。即城市設(shè)計要反映城市的本質(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、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)秩序和社會秩序;城市設(shè)計必須在城市規(guī)劃指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計,要嚴(yán)格執(zhí)行城市規(guī)劃法規(guī)。
4城市設(shè)計與城市規(guī)劃的區(qū)別和聯(lián)系
4.1城市設(shè)計與城市規(guī)劃的區(qū)別
1)追求效益不同。城市設(shè)計主要追求環(huán)境效益。城市規(guī)劃追求經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、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相關(guān)的環(huán)境場所問題??梢哉f關(guān)注人還是關(guān)注物是城市設(shè)計與城市規(guī)劃的分水嶺。
3)形態(tài)維度不同。城市設(shè)計是城市三維空間的環(huán)境設(shè)計(如建筑群體空間布局、開放空間和環(huán)境設(shè)計、建筑小品空間布置和設(shè)計等)。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),注重各類技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素(例如交通容量、功能分區(qū)、用地開發(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)計主要由建筑師和城市設(shè)計專家承擔(dān)。城市規(guī)劃是各種專家(如經(jīng)濟(jì)學(xué)家、社會學(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)計與城市規(guī)劃的聯(lián)系
城市設(shè)計與城市規(guī)劃緊密結(jié)合、密不可分。城市設(shè)計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,必然包含了對城市空間特征塑造的思考,沒有“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)計和城市規(guī)劃所要研究的對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工程設(shè)施,都要研究城市的社會發(fā)展,考慮城市的歷史文脈等??梢?,它們之間交叉、重疊的領(lǐng)域涵蓋了城市建設(shè)系統(tǒng)各個方面,兩者統(tǒng)一于一個完整的規(guī)劃過程之中。規(guī)劃的平面布局圖,也是城市設(shè)計進(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,對城市空間的塑造與安排,又可反饋回來對平面布局進(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)計與建筑設(shè)計區(qū)別和聯(lián)系
城市設(shè)計與建筑設(shè)計的關(guān)系是整體環(huán)境與個體形象的關(guān)系。兩者在設(shè)計的規(guī)模、尺度和層次上是不同的。城市設(shè)計主要解決的是城市的面和線問題,它屬于城市整體環(huán)境設(shè)計。建筑設(shè)計主要解決的是城市的點(diǎn)的問題(單體、群體建筑在城市都是一個點(diǎn)),它屬于城市個體元素設(shè)計。建筑設(shè)計雖然也要考慮環(huán)境效果,但一個良好的城市形態(tài)環(huán)境更多地取決于城市設(shè)計的效果而不是建筑設(shè)計的效果。城市設(shè)計以多重委托人和整個城市人民作為服務(wù)對象,更多反映公眾利益和意志。建筑設(shè)計一般以單個委托人作為服務(wù)對象(大型公共建筑除外),主要取決設(shè)計者本人和委托人的目標(biāo)價值取向。
美國城市規(guī)劃師伊·沙里寧曾經(jīng)說過:“通常做設(shè)計是要將一棟房子置于周圍的環(huán)境中;將周圍的環(huán)境置于一個城市規(guī)劃中。建筑師在設(shè)計單體或群體建筑時,必須考慮建筑的大環(huán)境和開發(fā)地盤紅線內(nèi)的小環(huán)境問題?!边@段話清楚地說明建筑設(shè)計與城市設(shè)計、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)計解決的問題)和建筑空間形態(tài)(建筑設(shè)計解決的問題)的連續(xù)性。
摘要:介紹了城市設(shè)計的涵義、內(nèi)容、特征以及原則與要求,分析了城市設(shè)計與城市規(guī)劃、建筑設(shè)計的區(qū)別與聯(lián)系,對城市的具體設(shè)計具有重要意義,從而提高城市的環(huán)境質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:城市設(shè)計,城市規(guī)劃,建筑設(shè)計
參考文獻(xiàn):
集成化建筑設(shè)計系統(tǒng)(IntegratedBuildingDesignSystem,IBDS)是當(dāng)今計算機(jī)輔助建筑設(shè)計領(lǐng)域的一個十分活躍的課題。近年來,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:建筑計算機(jī)輔助設(shè)計暖通空調(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
隨著計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展普及,近年來,國內(nèi)外在計算機(jī)建筑設(shè)計包括模擬計算、圖紙繪制和資料管理等方面的研究和開發(fā)有了較大進(jìn)展,同時也暴露出一系列問題。由于社會發(fā)展對建筑設(shè)計的效率和質(zhì)量要求的不斷提高,近十年來逐漸提出(集成化建筑設(shè)計系統(tǒng))(IBDS)的概念,世界各國相應(yīng)投入大量人力和財力從事此方面的研究開發(fā)工作,并開始產(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)計系統(tǒng)的由來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算建筑物結(jié)構(gòu)負(fù)荷、預(yù)測建筑物熱環(huán)境特性、分析供熱空調(diào)系統(tǒng)工作狀態(tài)等方面的研究開發(fā)工作已廣泛開展,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)計中使用計算機(jī)做計算的在50%以上,但所用軟件多數(shù)是根據(jù)設(shè)計手冊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)計效率,但并不能提高設(shè)計質(zhì)量。在設(shè)計中真正使用模擬分析軟件的不足20%。對一些設(shè)計公司的調(diào)查表明,雖然他們購買了一些大型模擬分析軟件,但往往不是為了在設(shè)計中使用,而是為了向客戶顯示實(shí)力,爭取市場。
20多年來模擬分析方法的研究與相應(yīng)軟件的開發(fā)表明,模擬分析軟件的應(yīng)用對建筑設(shè)計是很重要的[4],它們可以準(zhǔn)確預(yù)測系統(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的工作。在設(shè)計過程中要分析不同的問題,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)計人員不到萬不得已時,不會這樣做。
②結(jié)果不可信。曾請三十余名自認(rèn)為有模擬分析經(jīng)驗(yàn)的工程師對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],類似的實(shí)驗(yàn)曾做過多次,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化后做模擬分析,而不同的選擇與不同的簡化,結(jié)果就會相差很大。模擬軟件一般都要求輸入許多設(shè)計人員很難確定的系數(shù),如房間換氣次數(shù)、窗簾遮陽系數(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。面對一個軟件,設(shè)計人員很難對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)模擬計算結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)估計出的結(jié)果或手冊法結(jié)果相差懸殊時,該信哪一個?設(shè)計人員最終又選擇了經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或手冊法。當(dāng)計算模型越復(fù)雜時,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特殊問題不能解。當(dāng)被分析系統(tǒng)復(fù)雜或特殊時,由于計算軟件的通用性不夠,往往又不能分析計算。例如采用蓄冷水池的空調(diào)系統(tǒng)或蓄冰系統(tǒng),一般常見的分析軟件就無能為力。即使簡單地對系統(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,用戶就無所適從。
結(jié)果是:"憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)芄烙嫵龅慕Y(jié)果,計算機(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。碰見新東西估算不了,計算機(jī)也算不了。這樣,要計算機(jī)何用?"這大概是模擬分析技術(shù)不能在建筑設(shè)計中廣泛應(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,計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)卻后來居上,在近十年內(nèi)飛速發(fā)展起來。目前在歐美發(fā)達(dá)國家,建筑、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計使用計算機(jī)繪圖已在70%以上。據(jù)報導(dǎo)國內(nèi)設(shè)計院中計算機(jī)繪圖也占到50%以上。這是由于CAD技術(shù)順乎潮流,提高勞動生產(chǎn)率,直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。
然而,隨之而來的問題就是:如何將計算機(jī)繪圖與計算機(jī)分析計算相結(jié)合?CAD應(yīng)用是利用計算機(jī)輔助完成包括資料檢索(查樣本、手冊、工程圖紙等)、設(shè)計計算、圖紙繪制等在內(nèi)的設(shè)計全過程,而不是僅作為一個繪圖工具。
計算機(jī)圖形輸入與處理技術(shù)很快就使人們認(rèn)識到,它不應(yīng)僅是為了繪圖而輸入圖形,而是用戶向計算機(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)工作量大的問題。目前已有很成功的軟件用于建筑學(xué)設(shè)計中,代替以往的建筑模型,通過CAD技術(shù)可以從各個角度向人們顯示建筑物的外部及內(nèi)部的視覺形象。結(jié)構(gòu)設(shè)計亦已可以從圖形輸入開始,直接進(jìn)行各種力學(xué)計算。國內(nèi)近幾年已開發(fā)出供暖設(shè)計CAD軟件,可直接在建筑圖的基礎(chǔ)上索取建筑物信息,做簡單的供暖負(fù)荷計算,然后自動完成熱水供暖設(shè)計計算,并得到管網(wǎng)設(shè)計圖紙及材料表,這些都是極好的嘗試。CAD技術(shù)的推廣,使設(shè)計部門已在很大程度上具備了必要的硬件和軟件條件。隨之而來的最迫切的問題就是:如何充分利用這些硬件和軟件資源,如何充分利用已通過CAD輸入到計算機(jī)中的設(shè)計圖形信息,與現(xiàn)有的模擬分析技術(shù)相結(jié)合,真正解決建筑設(shè)計中的問題,提高設(shè)計質(zhì)量呢?
2.3信息處理技術(shù)發(fā)展的需要
計算機(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)存儲技術(shù),二是數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
近十年來,數(shù)據(jù)存儲媒介從幾百kB的軟盤,發(fā)展到目前已初露頭角的存儲量為上千MB,而大小相當(dāng)于一張普通軟盤的光盤。目前已有操作讀光盤,每張成本(不包括信息價值)僅一兩美元,便可儲存泰晤士報全年幾萬個版面的全部內(nèi)容。預(yù)計在本世紀(jì)內(nèi)可讀寫光盤也將以很低價格出現(xiàn)。這樣,大量的產(chǎn)品樣本、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范等資料,就應(yīng)該以光盤或其他電子方式儲存,并以各種極方便的方式檢索、查詢。
但是,這些以電子形式儲存的資料和信息不應(yīng)僅像書本手冊那樣供查詢用。我們在設(shè)計、繪圖、計算中使用這些樣本、手冊中的數(shù)字和規(guī)則的真正的意義在于,這些存儲的信息能夠被計算機(jī)"理解"和直接使用。例如,做一臺表冷器的選擇計算時,如果計算機(jī)能從光盤上檢索到有關(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,計算機(jī)就有可能對儲存于光盤內(nèi)所有有關(guān)的表冷器做一遍分析計算,找到最適宜的型號。這樣,將使設(shè)計與模擬分析過程產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。但是,怎樣才能使所存儲的信息被計算機(jī)"理解"和真正使用?如果僅是以書本上的形式儲存,計算機(jī)就不可能理解。必須采用一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去存儲這些信息,信息的產(chǎn)生來源于各處,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)庫也要被各種計算機(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)化問題。目前世界各國都積極開展信息高速通訊基礎(chǔ)的開發(fā)與建設(shè)。美國近年要在全國實(shí)現(xiàn)"信息高速公路",這類系統(tǒng)的建成將使全球范圍內(nèi)任兩點(diǎn)間的信息查詢與傳輸如同打電話一樣方便。這樣,將來的設(shè)計圖紙、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,則這些信息被計算機(jī)接收后,能否被"理解"和直接使用也成為重要問題??梢?,問題的關(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的JosephHarrington在1974年提出,1981年開始被廣泛接受,并被認(rèn)為是信息時代的工廠自動化模式。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)、自動化技術(shù),通過計算機(jī)及其支撐軟件,把孤立的、局部的自動化技術(shù),子系統(tǒng)及企業(yè)員工,靈活而有機(jī)地綜合起來,構(gòu)成一個完整的系統(tǒng),對生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、管理過程的信息流、決策過程的決策流進(jìn)行有效的管理與控制,以適應(yīng)新的競爭模式下的市場對生產(chǎn)過程提出的高質(zhì)量、高速度和高靈活性的要求。
設(shè)計院可以看成生產(chǎn)思想產(chǎn)品(各種設(shè)計文件和圖紙)的部件,一個設(shè)計項(xiàng)目相當(dāng)于一項(xiàng)訂貨,設(shè)計過程(加工過程)是由許多不同專業(yè)的人經(jīng)過若干設(shè)計階段通力合作完成的,需要各專業(yè)按計劃有條不紊地互提資料,互相會簽,最后由成品檔案室驗(yàn)收、歸檔,并向甲方提交全套設(shè)計文件和圖紙。其間各專業(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、施工、高度和運(yùn)行管理的整個生命周期,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)計和概預(yù)算等專業(yè),集成于統(tǒng)一的計算機(jī)平臺,充分共享有關(guān)數(shù)據(jù)和資源,解決建設(shè)各專業(yè)之間存在的"錯、漏、碰、缺"等問題,真正實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計整個過程的全計算機(jī)化(無紙?jiān)O(shè)計)。
3IBDS的概念
如上所述,設(shè)計院目前面臨著擁有先進(jìn)的計算機(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)來產(chǎn)生效益的矛盾。問題主要在于各種應(yīng)用軟件的分散性,數(shù)據(jù)不通用,難以互換,以及對各種計算分析過程沒有或無法自動給出正確的指導(dǎo)。為了解決這一問題,與飛速發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)適應(yīng),集成化建筑設(shè)計系統(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、計算模擬程序、數(shù)據(jù)庫管理等結(jié)合在一起。通過通用的數(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、分析、計算任務(wù)。
IBDS應(yīng)該提供建筑設(shè)計各專業(yè)工程師從方案選擇、初步設(shè)計、分析計算到施工圖繪制的全過程。人們希望有了設(shè)計人員的知識、經(jīng)驗(yàn)及設(shè)想后,通過IBDS用計算機(jī)進(jìn)行分析、計算、比較、判斷等,不僅將方案形象地表現(xiàn)出來,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。因此,IBDS必須采用開放性的體系結(jié)構(gòu),把設(shè)計院的"人和資料"集成在一起,具體表現(xiàn)在:
不同專業(yè)的數(shù)據(jù)模型的集成
建立各專業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)化的中央建筑數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫把建筑設(shè)計涉及的建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣、室內(nèi)設(shè)計和概預(yù)算等專業(yè)所用的數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一起來,集成在一起,保證各專業(yè)所用建筑信息的一致性。建筑師畫的建筑各層平面圖、剖面圖、立面圖等,可以作為建筑底圖,傳給其它專業(yè)。其它專業(yè)的工程師可以在該建筑底圖的基礎(chǔ)上,對有關(guān)信息進(jìn)行修改、重新定義以及添加專業(yè)的特定數(shù)據(jù),然后進(jìn)行各專業(yè)的有關(guān)設(shè)計計算。例如,設(shè)備專業(yè)工程師可以計算建筑物的空調(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、熱力計算分析等;結(jié)構(gòu)專業(yè)工程師可以進(jìn)行各種受力構(gòu)件的設(shè)計計算分析。一旦建筑師改變建筑物的平面、空間布置,會直接反映在各專業(yè)的建筑底圖上,從而避免其它專業(yè)的"冤枉"勞動。
不同設(shè)計階段所使用的模擬軟件的集成
建筑設(shè)計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)計在方案選擇、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計等不同階段使用不同模擬軟件對輸入數(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算結(jié)果和數(shù)據(jù)可應(yīng)用于后續(xù)階段的設(shè)計計算,減少數(shù)據(jù)的重復(fù)輸入和不一致性。
設(shè)計資源的集成
把建筑設(shè)計有關(guān)的設(shè)計手冊、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、工程圖紙、設(shè)備產(chǎn)品手冊等數(shù)據(jù)和資料以數(shù)據(jù)庫、知識庫等方式集成存儲在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上,以便設(shè)計人員查詢和使用。
可見,集成化的中央建筑數(shù)據(jù)庫IDM是IBDS的核心。IBDS的體系結(jié)構(gòu)如下圖所示。各專業(yè)CAD系統(tǒng)通過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,還有一個很重要的特點(diǎn):智能化,即采用KBS(基于知識的系統(tǒng))來組織和指導(dǎo)建筑設(shè)計過程中模擬軟件的使用全過程,這樣才能正確發(fā)揮計算工具的功能。1989年國外一些學(xué)者開始提出PAM(PerformanceAssessmentMethod)的概念[9]。PAM是解決模擬軟件"結(jié)果不可信"問題的一個重要途徑。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程。這包括:
對所分析的對象進(jìn)行正確的簡化。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算,復(fù)雜水網(wǎng)的簡化;
對每個物理過程選取正確的物理模型來近似。例如一空調(diào)設(shè)備,采用動態(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)表面長波輻射?對流換熱系數(shù)取常數(shù)還是作為溫度及風(fēng)速的函數(shù)?透過窗的太陽輻射在各內(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,窗的開閉,遮陽等;
系統(tǒng)控制的確定。例如應(yīng)按照房間為定溫去計算熱量還是計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?
模擬計算過程的控制。例如初始影響的消除,計算時間步長,邊界輸入?yún)?shù)的離散方法,總的模擬計算段的長度與時間的確定等;
輸出結(jié)果的處理。如何根據(jù)模擬計算結(jié)果對所研究的問題作出結(jié)論。
以上諸條的正確條件并非固定,而是與所研究的對象的性質(zhì)及所要解決的問題有關(guān)。例如為計算冬季供暖負(fù)荷,可以用穩(wěn)定的KFΔt模型,而要計算夏季空調(diào)負(fù)荷,就要使用動態(tài)模型。再例如驗(yàn)證建筑物表面結(jié)露的可能性時,需考慮全部外墻的傳熱;而論證是否要裝社會空調(diào),夏季房間是否過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)行計算。目前可以列舉出十幾種不同的對建筑和空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析的目的,對于每一目的,上述各問題的恰當(dāng)選擇都可能不同。
所有這些問題,落實(shí)為具體的模擬計算過程,就成為如下四個問題:
①模擬計算程序的選取
②實(shí)際建筑和空調(diào)系統(tǒng)的再加工(簡化)
③輸入數(shù)據(jù)的確定和輸入文件的生成
④模擬計算結(jié)果的后處理
國際能源組織(IEA)組織十余個國家合作,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。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,讓程序使用者按照這些手冊去一步步做,可顯著提高模擬計算工作的正確性和結(jié)果的可信賴性[10]。
將這類手冊轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以理解的形式作為知識庫存儲于集成化環(huán)境中,再開發(fā)出可按照這些知識自動進(jìn)行數(shù)據(jù)分析加工的專家系統(tǒng),就可以使這一使用過程自動完成,只要使用者提出要解決的問題,專家系統(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不再是以計算程序?yàn)橹行?,使用者圍繞著計算程序準(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、計算、數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)備好,隨時供使用者在設(shè)計分析中使用。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、分析各種系統(tǒng),而將一切重復(fù)和瑣碎的工作交給計算機(jī)去完成。集成化設(shè)計環(huán)境的指導(dǎo)思想就是,使用者應(yīng)是計算機(jī)的主人,而不是奴隸;計算機(jī)的應(yīng)用應(yīng)最大范圍地開發(fā)人的創(chuàng)造力,為人提供進(jìn)行創(chuàng)造性思維的場所,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,把建筑設(shè)計各專業(yè)的數(shù)據(jù)模型集成起來,把設(shè)計的不同階段集成起來,把各種設(shè)計用的模擬軟件集成起來,把各種信息資源集成起來??傊?,IBDS依賴集成技術(shù)把建筑設(shè)計院的兩大法寶"人和資料"有機(jī)地統(tǒng)一起來,保證設(shè)計過程中信息共享和傳輸?shù)挠嬎銠C(jī)化。
4.2STEP(產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn))技術(shù)
STEP(StandardfortheExchangeofProductModelData)是國際標(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、開發(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?,F(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)定義語言來寫成。這種語言可以準(zhǔn)確定義所描述對象的數(shù)據(jù)模型,小到單個簡單的汽車零件,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數(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象,所生成的數(shù)據(jù)文件就很容易交換,通過一些轉(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)庫應(yīng)該采用STEP技術(shù),把各專業(yè)的圖紙、數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)化,以便不同CAD系統(tǒng)之間、不同專業(yè)之間、不同模擬軟件之間、設(shè)計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計算分析軟件開發(fā)方面的大量重復(fù)性勞動,與此數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)兼容的軟件均可以交換使用,從而使各部門有可能分工協(xié)作,共同開發(fā)我國的集成化環(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)計計算,但用于方案設(shè)計的卻很少。其實(shí)方案設(shè)計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)計經(jīng)驗(yàn)、規(guī)則、思維活動等模糊、隨機(jī)、不完備的知識,通過一定的結(jié)構(gòu)來組織和表達(dá),讓計算機(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)中比較成熟的是專家系統(tǒng),特別是DSS(決策支持系統(tǒng))??梢奍BDS的智能性體現(xiàn)在各專業(yè)設(shè)計型專家系統(tǒng)應(yīng)用的好壞。
4.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
IBDS的實(shí)施應(yīng)以計算機(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ISDN網(wǎng)絡(luò)。通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以共享建筑設(shè)計的有關(guān)數(shù)據(jù)庫、知識庫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)計資料和文檔,允許位于不同地點(diǎn)的設(shè)計工程師同時參與一個建筑的設(shè)計。同時還可使設(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)在計算機(jī)的應(yīng)用發(fā)展中越來越受到人們的重視。人擅長于用形象思維、回憶聯(lián)想、發(fā)明和創(chuàng)造等對客觀世界中的不確定、不完備甚至矛盾的事物和知識進(jìn)行推理、分析、判斷和理解。計算機(jī)則擅長于確定性、重復(fù)性、機(jī)械性的數(shù)據(jù)處理。在IBDS中,應(yīng)充分發(fā)揮人和計算機(jī)的各自優(yōu)點(diǎn),把繁瑣和費(fèi)時的數(shù)值性的設(shè)計計算交給計算機(jī)完成,讓工程師有充分的時間做方案選擇等關(guān)鍵的決策工作。友好的用戶界面和人機(jī)交互方式才能讓建筑設(shè)計工程師喜歡IBDS,在實(shí)際設(shè)計中自覺使用它。
4.6計算可視化技術(shù)
可視化技術(shù)從80年展起來,已被廣泛應(yīng)用于CFD等科學(xué)計算領(lǐng)域。科學(xué)計算的核心問題是計算模型,包括其理論框架、基本概念、幾何描述、計算方法和過程等。在建筑設(shè)計過程中需要做許多計算,如何采用圖形、圖象、動畫等方式,在計算開始時準(zhǔn)備數(shù)據(jù),計算過程中以某種直觀形象的方式表現(xiàn),計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題。眼睛是人類接受信息的最佳器官,只有把各種模擬軟件的使用過程可視化,讓用戶用眼睛去看、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、用好,真正發(fā)揮它們的用處。
4.7分布式數(shù)據(jù)庫(知識庫)技術(shù)
分布式的數(shù)據(jù)庫采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的不同計算機(jī)存儲建筑設(shè)計有關(guān)的設(shè)計手冊、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、工程圖紙、設(shè)備產(chǎn)品手冊等數(shù)據(jù)和資料、使設(shè)計院、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)制可對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行簡化、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、AI等領(lǐng)域。以O(shè)O為基礎(chǔ)的C++語言是開發(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、動畫、聲音、文字等人類容易理解和接受的方式存儲各種信息。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,用來支持建筑設(shè)計的集成化的協(xié)同作業(yè),也就是不同專業(yè)或同專業(yè)的不同工程師同時進(jìn)行設(shè)計。如建筑底圖由不同的建筑師分工畫不同的部分,在計算機(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)、電氣等專業(yè)這樣不僅可以避免工程師重畫圖紙,而且當(dāng)某一工程師改變圖紙時,能自動及時反映到其它專業(yè)的系統(tǒng)圖上,從而解決不同專業(yè)之間的"打架"問題,方便互提資料、會簽等。
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],而真正開始組織開發(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月在美國召開了第一屆集成化建筑環(huán)境會議,即有近300篇論文,幾百人參加(包括韓國、臺灣的學(xué)者)。迄今已召開了四屆會議,有關(guān)的研究討論越來越深入[14~17]。1988年美國能源部投資3000萬美元開始AEDOT系統(tǒng)的開發(fā),目前已研制出示范系統(tǒng),并開始進(jìn)一步向?qū)嵱眯园l(fā)展。歐洲十來個國家的有關(guān)研究單位聯(lián)合開發(fā)COMBINE系統(tǒng)。該項(xiàng)目歷時五年,投資已超過1000萬歐洲貨幣單位,在1995年6月已完成概念研究和原型示范系統(tǒng)。1990年EIAAnnex21SubtaskD"DesignSupportEnvironment"開始,加拿大、德國、英國、瑞士等國專家就集成化建筑設(shè)計環(huán)境的開發(fā)狀況做調(diào)查和分析。開始于1995年9月的IEAAnnex30"BringingsimulationtoApplication"又是一個新的國際合作項(xiàng)目,它的目的也是研究如何把模擬軟件通過IBDS應(yīng)用于實(shí)際建筑設(shè)計工程中。到目前為止,IBDS還處在研究和開發(fā)階段,世界上還沒有一個供實(shí)用的IBDS。
我國建筑設(shè)計應(yīng)用CAD從80年代中期開始,真正進(jìn)入實(shí)用階段是1991年年底之后。在全國大約9000家從事建筑設(shè)計的單位中,甲級院都裝備比較好的CAD系統(tǒng),并且近年來微機(jī)數(shù)量增加很快(1992年增加8000臺,1993年增加31000臺)。在具備計算機(jī)硬件的同時,國內(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)計單位中不同的專業(yè)應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)水平差別較大[18],而且大部分CAD軟件只是用計算機(jī)代替圖板和丁字尺繪圖,沒有把繪圖和計算集成到一起。在數(shù)值計算中應(yīng)用較多的是結(jié)構(gòu)設(shè)計??上驳氖牵罱鼑鴥?nèi)一些研究單位開始IBDS的研究探討[18]。與國外的開發(fā)研究狀況相比,我們認(rèn)為國內(nèi)此領(lǐng)域的工作尚需在長遠(yuǎn)規(guī)劃和相互協(xié)作等方面得到重視和加強(qiáng)。
計算機(jī)集成化制造系統(tǒng)CIMS是國家863重大項(xiàng)目,十幾個單位聯(lián)合攻關(guān)。IBDS在國外與CIMS的重要性相當(dāng),它可以解決建筑規(guī)劃、設(shè)計、施工、調(diào)試及運(yùn)行中的一系列問題,從而提高設(shè)計與施工質(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,滿足當(dāng)前的市場需求。80年代初各部門即研究開發(fā)暖通空調(diào)模擬軟件,十多年后,除個別軟件廣泛使用外,大多數(shù)使用者卻轉(zhuǎn)向國外一些著名的模擬計算軟件。如果我們按照目前的狀況發(fā)展,會不會十年后發(fā)生類似的現(xiàn)象,即國外成套的成熟的集成化環(huán)境進(jìn)入我國而將我們的取而代之?現(xiàn)在可能是需要整體考慮、長遠(yuǎn)規(guī)劃的時候了。
IBDS涉及范圍廣,工程浩大,很難由一個單位獨(dú)立完成,必須聯(lián)合協(xié)作。在市場經(jīng)濟(jì)體制下,又無國家財政支持,如何進(jìn)行聯(lián)合協(xié)作?又如何能與國外競爭?聯(lián)合與協(xié)作不是分工編軟件,而是通過不斷交流,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,必須通過合作交流來完成,而合作的結(jié)果會使參加各方均受益。能否在國家的支持下,由學(xué)會組織,有關(guān)設(shè)計和研究單位合作,在聯(lián)合開發(fā)我國的IBDS呢?
IBDS是一個完美的計算機(jī)輔助建筑設(shè)計系統(tǒng),雖然它的實(shí)施尚有一段不短的路要走,但是它的哲理、思想和方法無疑是正確而深刻的。IBDS的實(shí)施將大大提高建筑設(shè)計的水平,推動建筑業(yè)的發(fā)展,并且創(chuàng)造一種嶄新的設(shè)計文化。
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中國標(biāo)準(zhǔn)化與信息分類編碼研究所。STEP標(biāo)準(zhǔn)化情況,CIMS標(biāo)準(zhǔn)化研究動態(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,對于居住環(huán)境及戶內(nèi)品質(zhì)都有了更高的要求。開發(fā)商在這種新市場行情下,若想取得更大的市場份額,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)階段最常面對的問題就是: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)就會增加,樓棟數(shù)的增加就意味著樓間距會有所縮小。同時還要綜合考慮每個地方的日照標(biāo)準(zhǔn),要保證各棟樓達(dá)到國家要求的最低日照時間,就要對樓棟數(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)計目標(biāo),那么就需要放棄一梯兩戶或一梯三戶等不經(jīng)濟(jì)的設(shè)計。由原本一梯最多四戶轉(zhuǎn)變?yōu)橐惶葑钌偎膽簦黾訂螚澖ㄖ娣e,減少樓棟數(shù)量。就最簡單的住宅項(xiàng)目來講,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)相對較低,樓內(nèi)公共交通面積要求較小。高品質(zhì)、大戶型的住宅項(xiàng)目一般會選用一梯兩戶作為主要戶型。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發(fā)項(xiàng)目時,就要求設(shè)計者在設(shè)計的過程中達(dá)到“低建筑密度,高綠化率”的居住環(huán)境要求。低容積率的開發(fā)項(xiàng)目,在技術(shù)上的要求也沒有那么嚴(yán)苛,所以也不存在一些根本性的技術(shù)問題。目前我國的基本國情就是人口眾多,但是人均土地資源緊缺,在城市開發(fā)過程中,各地政府都在貫徹節(jié)約土地資源這一基本政策。在城市土地公開招標(biāo)的文件中,很多都會要求中小戶型占到一定的比例,以滿足經(jīng)濟(jì)實(shí)力較弱的剛需群體的需求。當(dāng)前建筑開發(fā)商面臨的首要問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問題。
2高容積率的中小戶型住宅建筑設(shè)計
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”的開發(fā)理念下,為居民營造優(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,爭取做到每棟單元能夠達(dá)到六戶左右的同時,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。戶均建筑面積的降低是規(guī)劃指標(biāo)是否變動的基礎(chǔ)和前提,通常情況下,戶均建筑面積的降低,就會帶動總戶數(shù)的增加,總戶數(shù)的增加必然也會導(dǎo)致規(guī)劃指標(biāo)的增加。隨著各方面的增加,建筑商會面臨一系列的問題,其中最主要的問題就是車位數(shù)的增加。停車位的增加,必然導(dǎo)致居民居住環(huán)境的下降,要想解決此類問題,小區(qū)建設(shè)者應(yīng)該以地下停車位為主,地面停車位為輔,爭取最大限度地降低車輛對小區(qū)居民生活的影響。
2.2建筑單位綜合性設(shè)計分析
2.2.1建筑面積公攤比例研究分析
理性購房者對于建筑面積公攤比例是比較重視的。力爭將其控制在15%以內(nèi),若高于20%,購房者就會很難接受。18層以上高層設(shè)計,一梯2戶、4戶中,每一層公共交通面積大約設(shè)計為40m2或者是70m2。根據(jù)每一戶建筑面積90m2計算,建筑面積公攤比例分別為22.22%、19.44%。因此說,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的戶型。同時,建筑設(shè)計需要對電梯、樓梯、過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)計首要思考的。
2.2.2精細(xì)化戶型設(shè)計分析
現(xiàn)代住宅主要由客廳、書房、衛(wèi)生間、臥室、餐廳、陽臺等組成,通過適度的聯(lián)系空間進(jìn)行組合,這樣才能保證動靜分區(qū)。根據(jù)不同的產(chǎn)品定位以及客戶所需,進(jìn)行差異化和針對性的戶型設(shè)計是十分必要的。但是在“90平方米,70%”的政策要求下,住宅的戶型設(shè)計只是滿足這些還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,而是要求建筑師在限定的面積內(nèi)設(shè)計出高品質(zhì)的戶內(nèi)居住空間。建筑師在設(shè)計過程中應(yīng)重視對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、洗菜池、冰箱、洗衣機(jī)、潔具三大件等小元素納入戶型設(shè)計的綜合考量之中。住宅內(nèi)每一寸空間都需要進(jìn)行精細(xì)化的設(shè)計,這樣才能保證在戶型設(shè)計過程中,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)無效空間
隨著相關(guān)條例的出現(xiàn),以往房地產(chǎn)發(fā)展過程中備受關(guān)注的“大與豪”設(shè)計理念已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m、自由的新理念。要去除戶型設(shè)計中“大與豪”的弊病,就應(yīng)該將其中的無效空間去除掉,所謂的無效空間就是:空間在壓縮或是消除之后所具備的功能不會消除。
(1)客廳:
在降低無效空間的選擇上,客廳是最有潛質(zhì)的??蛷d的主要功能就是視聽??蛷d內(nèi)安裝壁掛式彩電已是流行趨勢,電視視距最佳為3.54m。U型沙發(fā)長邊大約為3.8m。試聽空間只有在3.5m~4m之間才是舒適的。所以適當(dāng)?shù)貕嚎s客廳面寬可減少無效空間,同時也不會對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門的設(shè)計方式,但是要是馬桶不正對門設(shè)計的情況下,布置方式就會增加無效空間。在設(shè)計上到底是遷就業(yè)主的喜好還是堅(jiān)持科學(xué)合理性設(shè)計,這是一個很難的選擇。
(3)廚房與餐廳:
廚房長邊開門和餐廳并聯(lián),此種方式兩者之間有著較短的距離,聯(lián)系也是相對比較便捷的。U型灶臺布置占用面積較小,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,無效空間最小。
(4)陽臺:
陽臺所具備的功能,除去晾曬以及養(yǎng)鳥種花等功能之外,不同的家庭會根據(jù)自身愛好豐富陽臺內(nèi)容。在同樣的面積上,大面寬小進(jìn)深的陽臺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。若臥室空間過于局促,在設(shè)計上,應(yīng)考慮盡量設(shè)計低窗臺凸窗,因其不計入建筑面積,又能拓展室內(nèi)空間,開闊視野。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計;系統(tǒng)觀;科學(xué)技術(shù)觀;創(chuàng)新觀
建筑設(shè)計是一個創(chuàng)作過程,完成一件設(shè)計作品需要遵循一定的設(shè)計理論。近幾十年來,人們在利用和改造自然的過程中,建筑事業(yè)取得了飛速的發(fā)展,人們在得到收益的同時,也為建筑事業(yè)對人類自然環(huán)境的破壞而憂心忡忡。
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)律以及人類認(rèn)識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)計作為一項(xiàng)協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系的實(shí)踐活動,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)計中體現(xiàn)這三方面內(nèi)容必然有對建筑設(shè)計有所啟示。
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)動是一個總體過程,要全面地把握和控制對象,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,把握住對象的內(nèi)、外環(huán)境的關(guān)系,以便有效地認(rèn)識和改造對象。
在建筑設(shè)計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,一個建筑設(shè)計只有符合滿足上述要素的要求,才能滿足一般的使用功能。但今天的建筑設(shè)計已不單單是一幢建筑的實(shí)用、美觀和經(jīng)濟(jì)的問題,它還要涉及到社會學(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)等多門學(xué)科。即建筑設(shè)計不僅要滿足為人使用的基本功能外,還要體現(xiàn)建筑的時代性、地域性和文化性。在今天“以人為本”的設(shè)計理念指導(dǎo)下,在一個強(qiáng)調(diào)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的年代,人們已經(jīng)不滿足居住在一個個孤立的、毫無生機(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)計中必須有綜合思維的能力,在錯綜復(fù)雜的諸因素中,抓住主要矛盾和矛盾的主要方面。一個建筑的設(shè)計過程也就是一個不斷解決問題的過程,建筑師只有解決好各階段的問題,才能設(shè)計出一個健康、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)計系統(tǒng)觀主要體現(xiàn)在生態(tài)建筑的設(shè)計,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)計中充分考慮環(huán)境保護(hù)的需要,使建筑物不僅有效地滿足各種使用功能的同時,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。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)計盡可能減少一次性消耗能源,降低對外界環(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)開放性,過濾性;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)是人類認(rèn)識自然、改造自然的工具,是第一生產(chǎn)力,可以幫助人類不斷創(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)計帶來新的設(shè)計理念和思想。現(xiàn)代建筑設(shè)計必然要滿足科學(xué)技術(shù)觀的要求,在當(dāng)前設(shè)計中主要體現(xiàn)在兩個方面。
一是智能建筑的設(shè)計思想。智能建筑目前尚無統(tǒng)一定義,但其核心思想是系統(tǒng)集成設(shè)計[3].它包括有辦公自動化(OfficeAutomation,縮寫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);通信自動化(CommunicationAutomation,縮寫CA)系統(tǒng),即在智能建筑中可以迅速進(jìn)行各種圖像、文字、語音及數(shù)據(jù)的通信;建筑物自動化(BuildingAutomation,縮寫B(tài)A)系統(tǒng),即以中央計算機(jī)為核心,對建筑物的設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時控制和管理。建筑自動化系統(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)計大趨勢,節(jié)能設(shè)計通過對建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、環(huán)境控制、能源系統(tǒng)和自控測量等系統(tǒng)的設(shè)計達(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)。以上三個系統(tǒng)在智能建筑中由系統(tǒng)集成中心(SystemIntegratedCenter,縮寫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)計中的運(yùn)用。作為科研基地,該樓匯集了多種國內(nèi)外最新的科研成果。僅以該樓的自控測量方案設(shè)計為例來說,它在設(shè)計中考慮了根據(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)時測量的效果。該樓的控制系統(tǒng)可以自動采集各室外測點(diǎn)的日照情況,根據(jù)不同的朝向方位調(diào)節(jié)遮陽板百葉的狀態(tài)以減少熱負(fù)荷;采集室外氣象參數(shù),決定外窗的開啟狀態(tài)和熱壓通風(fēng)豎井的開啟狀態(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)計中的另一個體現(xiàn)是計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用??茖W(xué)技術(shù)革命所引發(fā)的變化莫大于計算機(jī)技術(shù)的日新月異。作為較早應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)的建筑設(shè)計,三維制作軟件的發(fā)展無疑給建筑設(shè)計帶來了更大的想象和表現(xiàn)空間。當(dāng)前的建筑設(shè)計早已不只是要求畫出平面圖的時代,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)則可以使用戶能夠在吸收多種信息后,達(dá)到身臨其境的效果。計算機(jī)技術(shù)以其簡單易用、易修改,可重用、準(zhǔn)確真實(shí)和易存儲傳輸?shù)奶攸c(diǎn)已經(jīng)成了建筑設(shè)計中不可或缺的重要工具。
3.創(chuàng)新觀
創(chuàng)新是社會前進(jìn)發(fā)展中的永恒主題。同志曾精辟地指出:“人類總是不斷發(fā)展的,自然界也是不斷發(fā)展的,永遠(yuǎn)不會停止在一個水平上。因此,人類總得不斷地總結(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)”。同志也在十六大報告中指出:“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂”。超級秘書網(wǎng)
我國改革開放以來,給建筑業(yè)帶來了難得的機(jī)遇,并取得了宏大的成績,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,因此建筑設(shè)計需要創(chuàng)新,需要營造中國特色的現(xiàn)代建筑。創(chuàng)新的過程,正如英國心理學(xué)家沃勒斯在《思考的藝術(shù)》中指出需要一個準(zhǔn)備的過程,即收集資料的過程,包括古今中外的優(yōu)秀設(shè)計思想以及從別人的經(jīng)驗(yàn)中獲取的知識和啟示,在此基礎(chǔ)上加以分析,經(jīng)過一個去粗取精和去偽存真的過程,形成自己的設(shè)計風(fēng)格。建筑設(shè)計是一件艱辛而復(fù)雜的智力勞動,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)計知識、扎實(shí)的設(shè)計基礎(chǔ)和豐富的想象力。建筑設(shè)計的創(chuàng)新過程,決非直接搬用國外的設(shè)計作品,而是一個不斷要否定自我、修正自我、完善自我的過程。一個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,而一個有特色的建筑即有創(chuàng)新意識的建筑往往就會得到大家的欣賞。
建筑設(shè)計的創(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)計中就有多處創(chuàng)新之處,在圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中包含了生態(tài)艙的設(shè)計、相變蓄熱地板的設(shè)計、植被屋面的設(shè)計及各種幕墻的設(shè)計。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,減少了動力電的使用。
1.1技術(shù)滯后
我國建筑行業(yè)相比歐美一些建筑業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家起步比較晚,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地位和身份象征。只有符合人們審美趨勢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。因此在這樣的社會背景下一個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。人們對他的牢固性和抗災(zāi)害性能沒有更高的要求,這也就使得一些建筑師為了迎合大眾的口味,不至于被社會所淘汰而沒有進(jìn)行創(chuàng)造設(shè)計,因此設(shè)計的建筑也沒有長足的發(fā)展,抵擋不了天災(zāi)的發(fā)生,對人們的生命財產(chǎn)構(gòu)成了一定的威脅。
1.2沒有處理好建筑設(shè)計與抗震設(shè)計之間的關(guān)系
建筑設(shè)計是在建筑施工之前就需要完成的工作,設(shè)計圖紙就像一張標(biāo)注明確的地圖,它會指導(dǎo)人們應(yīng)該去哪里,如何去哪里。因此建筑設(shè)計是十分重要的,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抗震設(shè)計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)計融人到建筑設(shè)計中去,不能使兩者更好的協(xié)作,發(fā)揮很好的作用。因此說不能協(xié)調(diào)建筑設(shè)計與抗震設(shè)計的關(guān)系是抗震設(shè)計常見的最根本問題。
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外引進(jìn)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),并沒有結(jié)合我國建筑構(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)重的還會使建筑物在地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)建筑物的作用,對人們的生命財產(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,不會對建筑物的抗震性能起到很好的作用。
1.4建筑設(shè)計問題
對于一些建筑的設(shè)計本身就存在不合理的問題,因此我們從以下幾個方面進(jìn)行探究:第一,建筑體型的設(shè)計,目前人們越來越追求建筑美感,因此將部分建筑的外立面都涉及成凹凸不平或者一些沒有規(guī)則的不光滑表面,如果發(fā)生地震對這種建筑物的破壞是最大的,表面平滑的建筑則相對可以減少地震對他的破壞,盡可能的做到建筑物與鋼架結(jié)構(gòu)相對比較勻稱。第二,平面設(shè)計,對于一些建筑物人們會使用一些柱子、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,不對稱性、不協(xié)調(diào)性對抗震起到了負(fù)面的作用。第三,豎向布置問題,越來越多的大型商場隨著人們物質(zhì)生活的需要而產(chǎn)生,并且大型商場是人們比較容易聚集的地方,如果沒有很好的抗震性能則技術(shù)衾浼會對人們的生命財產(chǎn)造成很大的威脅。很多商場現(xiàn)在都是高層建筑,下層一般柱子相對較多、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,這在地震中會起到特別不好的作用,也會加大對人們的傷害。下層柱子與上層柱子應(yīng)該互相對齊,在空間上起到很好的支撐作用,對穩(wěn)定整個商場的空間結(jié)構(gòu)都起到了不可估量的作用。
2結(jié)語