計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

使用計(jì)算機(jī)幫助建筑設(shè)計(jì)師進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)工作，就叫計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)。應(yīng)用最早也是應(yīng)用最廣泛的是制圖。如建筑圖紙生成系統(tǒng)就是一種已商品化的系統(tǒng)。它由一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一臺(tái)繪圖儀組成，可自動(dòng)生成整套詳細(xì)的建筑圖紙，能繪制樓層的平面圖、家具和設(shè)備的安放位置等組合圖形。隨著計(jì)算機(jī)外部設(shè)備和圖形軟件的發(fā)展，計(jì)算機(jī)不但可繪制圖紙，而且可以在顯示屏幕上直接輸入或輸出圖形。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)師可以利用光筆或數(shù)字化板之類(lèi)的外圍設(shè)備在顯示屏幕上直接“畫(huà)”設(shè)計(jì)圖，輸入計(jì)算機(jī)保存起來(lái)?；蛟S在顯示屏幕上顯示出二維圖形或三維圖形，不僅可顯示靜止不動(dòng)的圖形，還能顯示旋轉(zhuǎn)的圖形。因此設(shè)計(jì)師可在建筑設(shè)計(jì)階段，部建造之前看到他所設(shè)計(jì)的建筑物，包括建筑物的外形和內(nèi)部任何部位。圖形可放大或縮小。三維圖形經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)可從各個(gè)角度進(jìn)行觀察，設(shè)計(jì)師認(rèn)為不滿(mǎn)意的地方，可隨時(shí)使用鍵盤(pán)或光筆修改設(shè)計(jì)方案。

在建筑設(shè)計(jì)方面，不僅是應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助制圖，而且在設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)上都使用計(jì)算機(jī)。如英國(guó)曼徹斯特建工學(xué)院推出的房屋設(shè)計(jì)語(yǔ)言，只要匯去費(fèi)用和告知工藝圖紙建筑要求，就能用傳真電報(bào)把這項(xiàng)建筑的全部結(jié)構(gòu)圖紙和施工圖紙交給用戶(hù)。有的系統(tǒng)還可提供多種設(shè)計(jì)方案，供選擇。

計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)，顧名思義它只是輔助建筑師來(lái)完成設(shè)計(jì)工作，是有待于建筑師掌握的一種現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)方法。計(jì)算機(jī)能夠替建筑師記憶大量的建筑設(shè)計(jì)資料，并可以根據(jù)不同工程項(xiàng)目的需要隨時(shí)進(jìn)行檢索；可以替建筑師繪制大量的建筑表現(xiàn)圖及施工圖；可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多因素分析與比較，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)并快速交付施工圖紙，避免了大量的重復(fù)工作，縮短了設(shè)計(jì)過(guò)程。開(kāi)發(fā)CAAD技術(shù)的目的就在于把建筑師的創(chuàng)作才能和潛在的智力從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的束縛中解放出來(lái)。

1．設(shè)計(jì)信息的存貯與檢索

現(xiàn)代化的技術(shù)所帶來(lái)的龐大信息量，使每個(gè)建筑設(shè)計(jì)者單憑他的手、眼、腦是遠(yuǎn)遠(yuǎn)掌握不了的。房屋建筑的發(fā)展，體量變得越來(lái)越大，功能變得越來(lái)越復(fù)雜。建筑師經(jīng)常碰到容納幾百人、幾千人甚至幾萬(wàn)人的建筑物設(shè)計(jì)。由于建筑物的大型化、復(fù)雜化，就不得不去考慮比一般建筑在建造技術(shù)、使用標(biāo)準(zhǔn)、功能要求等方面更為特殊的性質(zhì)。此外，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使每年都會(huì)有成千上萬(wàn)種新材料、新技術(shù)、新設(shè)備出現(xiàn)，其中又有許多成果都可以用在建筑工業(yè)上。借助于電子計(jì)算機(jī)可以把這些廣泛的資料、數(shù)據(jù)、信息存貯起來(lái)，建成建筑設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，建筑設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)用這些信息。如果把存貯這些信息的多個(gè)計(jì)算機(jī)連接成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，那么很多設(shè)計(jì)部門(mén)和設(shè)計(jì)人員就能共同享用這些信息。

2．建筑設(shè)計(jì)的綜合分析與方案比較

現(xiàn)代化建設(shè)的重要特征之一就是要使每個(gè)建設(shè)項(xiàng)目在付諸實(shí)現(xiàn)之前必須進(jìn)行周密的計(jì)劃，尤其是針對(duì)較大型的工程項(xiàng)目要作可‘行性研究，使有限的投資發(fā)揮出最大的作用和效益。若采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法，從經(jīng)濟(jì)分析的角度對(duì)該擬建項(xiàng)目進(jìn)行分析，從而獲得有科學(xué)根據(jù)、較為準(zhǔn)確的投資預(yù)算，為投資者在最快的時(shí)間內(nèi)提供了比較精確的依據(jù)，從而大大減少由于資金中途發(fā)生短缺而影響施工進(jìn)度或者由于資金過(guò)剩而造成浪費(fèi)現(xiàn)象。

3．計(jì)算機(jī)輔助繪圖

現(xiàn)代化建筑日趨復(fù)雜的功能要求賦予建筑物千變?nèi)f化的體型特征。各種曲線、曲面、折線、折面的運(yùn)用，豐富的建筑立面表現(xiàn)形式，復(fù)雜的平面布置，使建筑師本來(lái)就已感到十分費(fèi)力的繪圖工作又增加了更重的負(fù)擔(dān)，尤其是繪制建筑透視圖，問(wèn)題更為突出。計(jì)算機(jī)建筑輔助設(shè)計(jì)解決了這個(gè)問(wèn)題。

CAAD系統(tǒng)按其工作方式可以分為自動(dòng)化設(shè)計(jì)和交互式設(shè)計(jì)兩種方式。

一、自動(dòng)化設(shè)計(jì)方式

在以自動(dòng)化設(shè)計(jì)方式工作的CAAD系統(tǒng)中，一切都是按計(jì)算機(jī)內(nèi)事先規(guī)定好的程式進(jìn)行工作。除了必需的原始工程設(shè)計(jì)參數(shù)的輸入外，系統(tǒng)并不需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行干預(yù)，就能自動(dòng)進(jìn)行分析、計(jì)算、繪圖等項(xiàng)工作，完成工程設(shè)計(jì)的全過(guò)程，直至獲得最終設(shè)計(jì)成品為止。這類(lèi)以計(jì)算機(jī)為中心的自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)那些以小邏輯設(shè)計(jì)為主要對(duì)象、能用明確的日標(biāo)函數(shù)來(lái)定量描述的問(wèn)題，是十分迅速和有效的。因此，廣泛中用在諸如集成電路，精密機(jī)械零件等一些與不定因素?zé)o關(guān)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

這種自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的構(gòu)成比較簡(jiǎn)單，主要由定型灼標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫(kù)，原始設(shè)計(jì)參數(shù)輸入系統(tǒng)，能提供選擇最傳標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的檢索系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，定型化構(gòu)配件的集合匯總組裝成型系統(tǒng)等幾部分組成。

盡管這類(lèi)自動(dòng)化設(shè)汁系統(tǒng)精確度高，容易得到最優(yōu)解，但欠靈活，難以適應(yīng)一切場(chǎng)午和滿(mǎn)足使用者的特殊要求。它限制了建筑師才智的充分發(fā)揮，抑制了他們的創(chuàng)作熱情和欲望，所設(shè)計(jì)出的作品也有千人一面之感，因此，并不受廣大設(shè)計(jì)者的歡迎。

二、交互式設(shè)計(jì)方式

交互式CAAD系統(tǒng)的工作方式則要求在建筑師的不斷干預(yù)下，以人機(jī)對(duì)話的交互作業(yè)方式來(lái)完成工程設(shè)計(jì)。這類(lèi)CAAD系統(tǒng)很容易適應(yīng)錯(cuò)綜復(fù)雜的，多因素決策的情況，適應(yīng)于那些設(shè)計(jì)對(duì)象暫時(shí)還難以抽象為精確的數(shù)學(xué)模型、不能用簡(jiǎn)單的目標(biāo)函數(shù)來(lái)定量描述的工程設(shè)計(jì)問(wèn)題。因此，需要建筑師在整個(gè)工作過(guò)程中不斷地加以干預(yù)和指導(dǎo)，在工作站土分層描述設(shè)計(jì)對(duì)象，建立其教學(xué)模型(即項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù))，不斷修改、完善和優(yōu)化設(shè)計(jì)。交互式系統(tǒng)并不排除其中包含有幾個(gè)較成熟的專(zhuān)門(mén)模塊采用自動(dòng)化設(shè)計(jì)方式。相反，兩者的有機(jī)結(jié)合將使CAAD系統(tǒng)的應(yīng)用提高到更高的層次上。大多數(shù)CAAD系統(tǒng)都是以這種工作方式工作的，它以建筑師為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，適應(yīng)建筑設(shè)計(jì)中相互關(guān)系復(fù)雜、定性問(wèn)題多，定量問(wèn)題少的特點(diǎn)。在模糊理論未得到普遍的實(shí)際應(yīng)用之前，利用交互式CAAD系統(tǒng)去表達(dá)建筑師的創(chuàng)作意圖，是解決建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題行之有效的方法。 2100433B

《計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)》是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，旨在使學(xué)生掌握應(yīng)用AutoCAD、天正建筑、SketchUp等軟件應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)的技巧和方法，為學(xué)生畢業(yè)后走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。《計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)》為課程使用的配套教材，旨在通過(guò)《計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)》學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法，使讀者了解建筑繪圖和表現(xiàn)的系統(tǒng)工具，較全面地掌握建筑工程圖形和三維效果圖的計(jì)算機(jī)輔助繪圖和表現(xiàn)技術(shù)，建筑建模、渲染、后期處理的方法和步驟。

《計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)教程》是根據(jù)全國(guó)建筑學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)頒布的《促進(jìn)建筑數(shù)字技術(shù)教學(xué)發(fā)展綱要》的要求編寫(xiě)的，是一本將計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)理論與實(shí)際操作結(jié)合在一起的新型教材。

教材共分上、下兩篇，上篇為計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)概論，包括了緒論、計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思、計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)、建筑設(shè)計(jì)的信息化管理，共5章。下篇為AutoCAD輔助建筑設(shè)計(jì)與繪圖，包括了AutoCAD應(yīng)用基礎(chǔ)、建筑設(shè)計(jì)常用二維繪圖命令、建筑設(shè)計(jì)常用圖形編輯命令、輔助繪圖相關(guān)功能和系統(tǒng)設(shè)置、建筑圖形尺寸標(biāo)注和文本標(biāo)注、建筑三維建模、建筑圖形的布局與輸出、天正建筑軟件輔助繪圖技術(shù)、AutoCAD輔助建筑工程繪圖，共9章。

本教材語(yǔ)言精煉，內(nèi)容深入淺出，適合各高校建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的建筑數(shù)字技術(shù)課程使用，也可以作為城市規(guī)劃、風(fēng)景園林、景觀、建筑環(huán)境設(shè)計(jì)、土木工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員的培訓(xùn)教材。

上篇　計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)概論

第1章　緒論

1.1 計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的概念和內(nèi)容

1.2　計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨向

1.3　計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件

1.4　計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的軟件

第2章　計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1　基于實(shí)例的設(shè)計(jì)

2.2　形狀語(yǔ)法

2.3　虛擬現(xiàn)實(shí)

2.4　地理信息系統(tǒng)

2.5　協(xié)同設(shè)計(jì)

2.6　預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

2.7　建筑信息模型

第3章　計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思

3.1 輔助設(shè)計(jì)構(gòu)思的條件與優(yōu)勢(shì)

3.2　啟發(fā)與輔助設(shè)計(jì)方案構(gòu)思

3.3　輔助建筑相關(guān)分析與評(píng)測(cè)

第4章　計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思

第5章　建筑設(shè)計(jì)的信息化管理

第6章　AutoCAD應(yīng)用基礎(chǔ)

第7章　建筑設(shè)計(jì)常用二維繪圖命令

第8章　建筑設(shè)計(jì)常用圖形編輯命令

第9章　輔助繪圖相關(guān)功能和系統(tǒng)設(shè)置

第10章　建筑圖形尺寸標(biāo)注和文本標(biāo)注

第11章　建筑三維建模

第12章　建筑圖形的布局與輸出

第13章　天正建筑軟件輔助繪圖技術(shù)

第14章　AutoCAD輔助建筑工程繪圖

下篇參考文獻(xiàn)

附錄　AutoCAD 2009的快捷鍵2100433B