導(dǎo)語：建筑設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)運(yùn)用當(dāng)前狀態(tài)及思索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]我國(guó)的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)起步較晚，最早的應(yīng)用可追溯到1958年，總體而言，知道上世紀(jì)90年代才開始在各大設(shè)計(jì)院推廣應(yīng)用。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)無論在設(shè)計(jì)表達(dá)還是在輔助進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思過程中正發(fā)揮著越來越重要的作用。CAAD技術(shù)將向著集成化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、宜人化的方向發(fā)展，它將成為建筑師在建筑設(shè)計(jì)的整個(gè)過程越來越不可缺少的得力助手。

[關(guān)鍵詞]建筑設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)CAAD輔助設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，簡(jiǎn)稱CAD）是一種輔助人們進(jìn)行設(shè)計(jì)的智能工具，它把人類的善于學(xué)習(xí)聯(lián)想以及富于創(chuàng)造性的優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)運(yùn)算高速、精確、存貯量大的特性結(jié)合起來，通過人機(jī)交互技術(shù)融為一體，讓人和計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行信息交流，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而使兩者的優(yōu)勢(shì)都得到了充分的發(fā)揮。計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)（ComputerAidedArchitecturalDesign，簡(jiǎn)稱CAAD）是這對(duì)建筑設(shè)計(jì)專業(yè)的需要而發(fā)展起來的CAD的一個(gè)重要分支。從廣義上來說，CAAD系統(tǒng)的應(yīng)用范疇囊括了從建筑設(shè)計(jì)問題的提出、可行性研究、總體規(guī)劃、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖繪制、設(shè)計(jì)文件、圖表制作、施工計(jì)劃制定與事實(shí)、房屋建成后的管理、維護(hù)、設(shè)備的更新?lián)Q代等等，直至建筑最終被拆除的全過程。從狹義上講，CAAD系統(tǒng)僅僅局限于建筑設(shè)計(jì)過程中的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，而不包括設(shè)計(jì)前期的調(diào)研和相關(guān)的可行性研究，以及建筑建成后的計(jì)算機(jī)輔助管理過程。

一、計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀

1．計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

在一般的建筑設(shè)計(jì)中，建筑構(gòu)思的過程通常包括策劃、方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、深入設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。首先在充分理解了建筑主題和要求的基礎(chǔ)上，提出初步的設(shè)計(jì)構(gòu)想，并對(duì)此不斷地豐富和完善，對(duì)可行性進(jìn)行反復(fù)推敲和評(píng)測(cè)。從而不斷改進(jìn)形成最終的設(shè)計(jì)圖。從對(duì)設(shè)計(jì)理解到形成一個(gè)可行的設(shè)計(jì)方案，這中間不僅完成抽象概念到具體模型的轉(zhuǎn)化過程，也是一個(gè)整個(gè)思維的修正過程。如何能將抽象化思維化的東西用具體的實(shí)物表現(xiàn)出來，讓人們能夠?qū)λM(jìn)行研究和修改呢？傳統(tǒng)的方法是建筑模型的構(gòu)建，把設(shè)計(jì)師的構(gòu)想，用模型的形式制作展示出來，但從最初的設(shè)計(jì)到最終的完善，要經(jīng)歷無數(shù)次的修改，模型的反復(fù)制作必定是一個(gè)復(fù)雜而繁瑣的過程。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為我們很好的解決這個(gè)問題，提供了基礎(chǔ)。眾所周知，計(jì)算機(jī)圖形設(shè)計(jì)及建模技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。利用計(jì)算機(jī)3D模型的建立，不但可以真實(shí)的反應(yīng)出設(shè)計(jì)者的思路，也可以不受角度的限制全方位的進(jìn)行修改和校正，同時(shí)大大省去了反復(fù)制作模型所占用的時(shí)間，使設(shè)計(jì)者可以專于構(gòu)思，高度的真實(shí)效果，更有助于激發(fā)設(shè)計(jì)靈感和完善設(shè)計(jì)結(jié)果。

隨著計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)功能的逐漸強(qiáng)大，也有效的解決了建筑設(shè)計(jì)過程中很多從前無法定量的問題。要素的定量化分析可以成為建筑師進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的一種非常有效的手段，因?yàn)樵谝粋€(gè)信息化技術(shù)為主導(dǎo)的理性化的時(shí)代里，只有它可以是建筑師處于緊緊把握藝術(shù)要求的境地。隨著建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展，建筑師需要越來越多的和其他專業(yè)方面的人協(xié)同工作，協(xié)同工作的前提是交流，而交流的前提是相互理解的語言。定量化的方法給予建筑師在與工程師、經(jīng)濟(jì)學(xué)家等關(guān)于數(shù)字打交道的人士貫徹自己的意圖。數(shù)字可表明的依據(jù)往往要比憑感覺而不能核查的論證能期待獲得大得多的反響。使建筑師的必要要求將比以前更經(jīng)得起推敲。

計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此在綠色建筑設(shè)計(jì)的整合設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)能夠從不同的方面，成為輔助建筑設(shè)計(jì)者進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思的好助手。它改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中以經(jīng)驗(yàn)和直覺判斷為基礎(chǔ)的建筑形式生成模式，使得建筑形式轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇运季S的結(jié)果。從而保證建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。

2．計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在建筑領(lǐng)域的具體應(yīng)用目前主要集中在以下幾個(gè)方面：

（1）建筑設(shè)計(jì)的表現(xiàn)與表達(dá)

在設(shè)計(jì)的表現(xiàn)與表達(dá)方面，CAAD主要通過計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)、3D模型、動(dòng)畫等等來實(shí)現(xiàn)，就目前的情況而言，在建筑領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用和普及。

（2）提供良好的設(shè)計(jì)交流與合作平臺(tái)

網(wǎng)絡(luò)文件打印、共享系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)則為設(shè)計(jì)交流提供了異常便捷、直觀的實(shí)現(xiàn)手段。但計(jì)算機(jī)在這方面只能算是一種工具，或交流媒介。除了省時(shí)省力之外，計(jì)算機(jī)對(duì)于實(shí)際的設(shè)計(jì)過程影響不大。

（3）為設(shè)計(jì)分析和研究提供有力的必要的統(tǒng)計(jì)、分析手段和評(píng)價(jià)工具

在設(shè)計(jì)分析和研究方面，CAAD主要通過各種模擬手段（光能傳遞和日照分析、熱工分析與模擬、聲場(chǎng)的分析與模擬、消防的研究與驗(yàn)證等）、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析研究、分形系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等為設(shè)計(jì)過程提供了更為理性的研究手段。這方面的應(yīng)用也很廣泛，尤其是在建筑的性能等方面，如所設(shè)計(jì)建筑物的能量消耗，室內(nèi)采光是否合格，通風(fēng)狀況，建筑物遮陽等等。

（4）生成設(shè)計(jì)

生成設(shè)計(jì)就目前而言是一種新型的設(shè)計(jì)方法，主要是通過遺傳算法、智能設(shè)計(jì)等研究方法來實(shí)現(xiàn)。這是一個(gè)許多研究者關(guān)注的領(lǐng)域，但迄今為止還沒有能夠在實(shí)踐應(yīng)用中達(dá)到理想的效果。

二、計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

目前在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域CAD利用主要局限于圖紙繪制以及建筑方案表達(dá)。這是追求設(shè)計(jì)過程效率化的一種利用方式?？梢詫⑦@種利用方式中計(jì)算機(jī)的作用稱之為“手的延長(zhǎng)”。我們還應(yīng)該在追求效率化的同時(shí)，充分利用計(jì)算機(jī)的特長(zhǎng)來幫助設(shè)計(jì)者提高設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性，即讓其真正成為“腦的延長(zhǎng)”。雖然作為設(shè)計(jì)者的“腦的延長(zhǎng)”，目前計(jì)算機(jī)的利用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未得到普及，但是就現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中對(duì)計(jì)算機(jī)利用的一些新嘗試來看，在不遠(yuǎn)的將來，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)將不僅僅局限于輔助繪圖，而會(huì)在更廣闊的領(lǐng)域中發(fā)揮作用，特別是在對(duì)建筑設(shè)計(jì)思考的支援方面。至少在以下三個(gè)方面已經(jīng)進(jìn)行了一些嘗試性的實(shí)踐。

（1）建筑形態(tài)生成工具：這主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，一個(gè)是利用計(jì)算機(jī)三維形態(tài)操作的靈活性與方便性，創(chuàng)造出通常手工模型或是草圖所難以表達(dá)的形態(tài)與空間，即在空間形態(tài)創(chuàng)新上支援設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)創(chuàng)造活動(dòng)。建筑形態(tài)生成在另一個(gè)方面的運(yùn)用就是，按照預(yù)先設(shè)定的要求條件進(jìn)行形態(tài)生成，已獲得滿足設(shè)計(jì)者要求的形態(tài)空間模式的設(shè)計(jì)方案。

（2）模擬技術(shù)：運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立數(shù)學(xué)模型，通過模擬使用者在建筑中的行為，來預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)空間利用的有效性、建筑防災(zāi)設(shè)計(jì)的安全性等各項(xiàng)指標(biāo)，將評(píng)價(jià)結(jié)果反饋到建筑方案設(shè)計(jì)中從而對(duì)建筑的規(guī)模、空間組織作出優(yōu)化的決策。

（3）建筑設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)（expertsystem）：建筑設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)是指，系統(tǒng)使用者通過一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)條件輸入就可以獲得所需要的一系列滿足設(shè)計(jì)條件的建筑方案結(jié)果。與建筑設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)相關(guān)的研究雖然從60年代就已有研究者開始進(jìn)行研究，特別是在建筑平面布局的自動(dòng)生成方面的研究尤為集中，基本上始終停留在研究階段而未能實(shí)用化。由于建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)造活動(dòng)的特殊性，要開發(fā)能完全代替設(shè)計(jì)者進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)至少就目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)來說是不可能的。不過，在一定的限定應(yīng)用范圍內(nèi)，建筑設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)在某種程度上得到了實(shí)現(xiàn)。

三、結(jié)語

計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)進(jìn)一步發(fā)展還需要將計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用到實(shí)用技術(shù)的開發(fā)中，如運(yùn)用新的數(shù)字模擬技術(shù)、圖像處理技術(shù)，以及分形理論、模糊理論、拓?fù)鋵W(xué)理論、圖形學(xué)理論等能在更為抽象的層次上描述人與建筑空間、環(huán)境等要素及相互關(guān)系的有力工具。還需要將建筑學(xué)自身的知識(shí)加以系統(tǒng)化和科學(xué)化，具體是指需要將傳統(tǒng)的建筑學(xué)知識(shí)體系以計(jì)算機(jī)利用為前提加以重新整理，以更好地適應(yīng)新的建筑創(chuàng)作環(huán)境。在科學(xué)飛速發(fā)展的今天，在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，無論是單純的建筑學(xué)專業(yè)或者是計(jì)算機(jī)專業(yè)的工作者都無法勝任計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)方面的研究工作，因此迫切需要進(jìn)行跨專業(yè)人才的培養(yǎng)。