摘要：本文對于對計算機輔助設(shè)計技術(shù)與建筑設(shè)計兩門學(xué)科交叉進行全新設(shè)計方法的研究，對建筑設(shè)計模型的分析，提出計算機輔助建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)模型更優(yōu)越的特點及其更高的設(shè)計效率。

關(guān)鍵詞：計算機輔助設(shè)計；建筑設(shè)計；學(xué)科交叉

對于應(yīng)用計算機的設(shè)計人員來講，可以使使用者的作業(yè)方式擴展，過去需要很多時間和精力投入的手作業(yè)、思維與設(shè)計的實現(xiàn)，現(xiàn)在都可以通過計算機進行。因此在今大計算機成為一個重要的工作交叉在很多其他專業(yè)領(lǐng)域，其中軟件就是計算機應(yīng)用技術(shù)與建筑設(shè)計學(xué)科交叉的產(chǎn)物。從建筑設(shè)計過程來看，某種意義上講是一個把設(shè)計者頭腦中的抽象設(shè)計意念或構(gòu)思逐步演化為現(xiàn)實的過程。在設(shè)計過程中的各個階段，設(shè)計者需要借助一定的手段來表達自己對環(huán)境因素的考慮，對功能布局、交通組織、形體塑造、細部處理乃更深層次上的創(chuàng)作理念的展現(xiàn)。在本文中將重點介紹在建筑設(shè)計方案的思考和表達過程中，如何應(yīng)用計算機技術(shù)完成建筑設(shè)計的數(shù)字化概念。創(chuàng)建高效的計算機輔助設(shè)計技術(shù)織合方法，使兩者緊密合作。

1 建筑設(shè)計中計算機技術(shù)的應(yīng)用

1.1 建筑設(shè)計對計算機軟、硬件的需求

建筑設(shè)計中將建筑數(shù)字化，簡言之是對計算機軟件硬件的應(yīng)用，包括了儲存、運算處理、呈現(xiàn)和傳輸信息的方式方法。在運用計算機輔助建筑設(shè)計方案中就必然需要以下的基本構(gòu)成要件： (1)計算機系統(tǒng)硬件及各種外部設(shè)備：它們是組成計算機設(shè)計媒體的介質(zhì)系統(tǒng)。(2)操作系統(tǒng)：如Windows，UNIX等，它與計算機硬件系統(tǒng)及外部設(shè)各一起，組成所有計算機設(shè)計具及其操作具的共享平臺。(3)應(yīng)用軟件如等，是對特定形式的計算機文件數(shù)據(jù)的生成、編輯或進行其他形式處理的操作工具和環(huán)境。

1.2 建筑設(shè)計中對計算機應(yīng)用體現(xiàn)的幾個關(guān)鍵方面

(1)建筑設(shè)計前期信息的收集和處理。建筑師在方案設(shè)計前期階段中的主要工作是收集、檢索與分析與項目有關(guān)的文件資料，其思維和表達土要體現(xiàn)為一種發(fā)散性、記錄性、相對隨意性和分析性的特征。隨著網(wǎng)絡(luò)強大的搜索引擎功能的出現(xiàn)，建筑師可以從網(wǎng)絡(luò)中獲取與建設(shè)項目當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟、文化習(xí)俗、環(huán)境資源等有關(guān)信息，也可以從網(wǎng)上得到支持方案設(shè)計的數(shù)據(jù)。這些對拓展建筑師的思維，以及幫助他們迅速捕獲有助于方案構(gòu)思的興趣土題是很有效的。

(2)建筑方案的構(gòu)思與設(shè)計。

建筑方案的構(gòu)思與設(shè)計，大體上可以劃分為概念設(shè)計和方案發(fā)展兩個階段。在概念設(shè)計階段，建筑師主要是通過繪圖、建模等計算機操作過程，將頭腦中思考的內(nèi)轉(zhuǎn)移、外化為一種媒體對象，即概念設(shè)計草圖或模型。為了能做到這些，建筑師需要借助于一些方便、快捷的二維CAD建模工具(如3ds MaX)以支持該階段建筑師的開放、跳躍和探索思維。

2 不同類型計算機輔助方法

根據(jù)概念設(shè)計階段中建筑師所研究的內(nèi)容，可以在設(shè)計時選用不同類型的計算機輔助設(shè)計方法和策略，包括三維模型核心策略；信息模型核心策略；三維維模型到信息模型策略[1，2]。

2.1 面向二維建筑對象的概念設(shè)計

隨著3ds Max／VIZ，Sketchup，F(xiàn)ormZ等這些快速三維建模軟件的相繼推出，通過計算機直接創(chuàng)建建筑概念設(shè)計模型已經(jīng)變成一件非常容易的事情。CAD三維模型是一種能為建筑師進行各種可能的嘗試提供最大的便利的媒體工具，他能幫助建筑師快速地將他的設(shè)想概念化、形象化。建筑師在概念設(shè)計研究中，不僅可以通過三維模型來研究建筑的空間、形式、功能等設(shè)計要素，而且也可以涉及到建筑的材料、表面的質(zhì)感及色彩、建筑光影的模擬等研究。因此這種面向建筑實休對象的三維構(gòu)思設(shè)計方法，在表達建筑設(shè)計信息的完整性、關(guān)聯(lián)性、準確性以及效率性等方面，都是傳統(tǒng)的草圖方法無法比擬的。

大多數(shù)三維CAD設(shè)計工具，基本上都提供了任意視點、動態(tài)視點的觀察，以及日照陰影模擬功能，這種功能能夠幫助建筑師對他做作的各種嘗試性設(shè)計迅速作出評估和判斷。

2.2 以三維模型為核心的方案發(fā)展策略

這種策略主要是指以sketchUP，3dsMax／VIZ，AutoCAD及以之為平臺的建筑CAD模型為核心的設(shè)計方法。適合于建筑規(guī)模比較小，復(fù)雜程度一般或較低的設(shè)計項日。從支持方案發(fā)展階段建筑師思維和表達的特點方面看，這些模型及CAD系統(tǒng)都各自有其優(yōu)勢。

1)SketchUP方法：其特點首先表現(xiàn)在它比較側(cè)重于方案生成的快捷性。SketchUP模型只涉及空間幾何數(shù)據(jù)和紋理、色彩信息，技術(shù)方面的約束較少，這樣可以讓建筑師較自由地圍繞建筑空間、造型、材料、色彩、環(huán)境配置等這些最關(guān)心的卞題進行研究和探索。而且，當(dāng)概念設(shè)計也是采用SketchUP方法時，在方案發(fā)展階段采用相同工具可以更好的保持建筑師設(shè)計思維與表達的連貫性。其次，SketchUP同時也是具有較強的表現(xiàn)性。SketchUP具有許多種方便靈活的觀察方式，如剖視、透明觀察、任意視點及漫游等，能對方案設(shè)計階段中的建筑師創(chuàng)新設(shè)計思維形成有力的幫助和支持。這些主要用于設(shè)計過程中的各種三維模型視圖，幾乎無須后期處理即可作為方案設(shè)計提交文件中所要求的表現(xiàn)圖來使用。

SketchUP雖然能較好地支持方案階段建筑師的創(chuàng)作過程，不過，從它對方案后續(xù)階段的銜接與支持性來看，SketchUP也有其局限性，主要有兩點：首先，SketchUP在生產(chǎn)符合現(xiàn)行規(guī)范中所要求的方案設(shè)計二維圖紙文件方面的能力并不強，故只能通過AutoCAD補充繪制}其次，SketchUP模型實體所記錄的信息較單純，所有它無法提供方案設(shè)計審批所要求的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標、投資估算等方面的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這些只能依靠手上來補充完成。

2)AutocAD方法：這種方法包括了AutoCAD以及以之為平臺的TArch，ABD，ADT~CAD方法。AutoCAD方法的特點，主要表現(xiàn)在對于方案設(shè)計三維圖紙文件的繪制上，特別在建筑專業(yè)性CAD輔助下，不僅能方便地繪制出符合專業(yè)規(guī)范要求的圖紙，而且也能生成出一定量的方案審批所需統(tǒng)計數(shù)據(jù)，因此可以作為SketchUP功能的補充。

3)3ds Max VIZ方法：其特點主要是體現(xiàn)對建筑方案設(shè)計所產(chǎn)生的視覺效果的逼真性表現(xiàn)方面，適合于監(jiān)護方案設(shè)計后期建筑效果圖和動畫的制作。

2，3以信息模型為核心的方案發(fā)展策略

以建筑信息模型為核心的方法策略，適合干建筑規(guī)模較大或復(fù)雜程度較高的設(shè)計項目。

這種方法策略的優(yōu)點為： (1)建筑信息模型CAD系統(tǒng)中的三維實體是包含了空間幾何、材料、構(gòu)造、造價等全信息虛擬構(gòu)件或物體，當(dāng)建筑師使用這些物體創(chuàng)造建筑空間或造型時，這些與建筑經(jīng)濟、技術(shù)等有關(guān)的因素自然而然地被一并考慮在內(nèi)，其設(shè)計成果數(shù)據(jù)能對后續(xù)設(shè)計過程形成強有力的支持。(2)建筑信息模型CAD系統(tǒng)也能提供較強的三維設(shè)計功能，以及方便靈活的觀察方式，可形成對方案設(shè)計階段建筑師設(shè)計思維的有力支持。(3)建筑信息模型cAD系統(tǒng)中一般提供了材料統(tǒng)計、概預(yù)算等多種分析、計算工具，同時可提供圖紙、報表文件等建筑設(shè)計文檔的自動生成工具。

2.4 從三維模型到信息模型的方案發(fā)展策略

在建筑方案設(shè)計階段，單純地選擇三維模型或者信息模型中的一種方法，實際上都存在一些局限，一般認為較合理的方法是將建筑信息模型和三維模型兩者結(jié)合起來發(fā)揮綜合優(yōu)勢。

3 結(jié)語

隨著計算機的不斷發(fā)展與普及，計算機應(yīng)用變得越來越廣泛，同時計算機輔助設(shè)計技術(shù)也在不斷發(fā)展和變化，其中尤以CAD／CAM技術(shù)為主流。本文以計算機輔助設(shè)計與建筑設(shè)計的結(jié)合為研究對象，對計算機輔助建筑設(shè)計進行了分析研究，以求在學(xué)科交叉環(huán)節(jié)里，讓計算機真止發(fā)揮其重要作用，顯示其現(xiàn)代社會中的重要地位。21世紀是數(shù)字化的世紀，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用擴展到了世界每個角落，行業(yè)的每個領(lǐng)域。在建筑領(lǐng)域尤其表現(xiàn)突出。建筑設(shè)計本身的“創(chuàng)造性”、“模糊性”，通過計算機將設(shè)計元素的自組織方式排列組合，激發(fā)設(shè)計人員的靈感和思想，從而生成更優(yōu)更好的設(shè)計作品。