孟澤

【摘 要】二十世紀以來，以計算機為代表的新技術(shù)革命席卷全球，帶來了許多新型產(chǎn)業(yè)，同時也促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的更新發(fā)展。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，計算機技術(shù)也早已深入人們的生活，在各行各業(yè)的生產(chǎn)生活中得到廣泛的應用。而建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟傳統(tǒng)的四大支柱產(chǎn)業(yè)之一，在從事建造各類房屋和新興各類土木工程時，也同樣廣泛運用計算機技術(shù)。這就是計算機模擬在建筑設計中的應用。本文將圍繞計算機模擬技術(shù)在集成建筑設計中的應用展開深入的討論分析，望以此引起各位學者的探討。

【關(guān)鍵詞】計算機模擬；集成建筑；集成設計

時代在發(fā)展，能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的動力。能源問題是目前制約我國全民崛起和建設和諧社會的重要因素，也是當前世界上軍事沖突的主要影響因素之一。作為世界上最大的能量消耗者之一，建筑物所消耗的能源和釋放的溫室氣體幾乎占目前世界能源總消耗量的三分之一。因此，提倡從設計，建設，使用到廢棄整個過程都做到節(jié)能，高效，無害的“生態(tài)建筑”就變得尤為重要。而“生態(tài)建筑”設計的復雜性，決定了其設計方法必須從原來的粗放設計轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖ募苫O計。因此，計算機模擬技術(shù)將成為實現(xiàn)建筑集成化設計不可或缺的重要工具。

一、計算機模擬概述

（一）計算機模擬技術(shù)的含義

模擬就是一個建立現(xiàn)實和虛擬系統(tǒng)的模型，并在此模型上進行一系列實驗的過程。模擬實驗室的建立目的是為了更好的理解系統(tǒng)的行為以及對系統(tǒng)運行的策略進行有效合理的評估。在實際運用中，計算機模擬會根據(jù)系統(tǒng)的指示做出相應的假設，并且利用已有的數(shù)學方法和邏輯關(guān)系對這些假設進行描述，并由此將這些描述構(gòu)成可以解釋系統(tǒng)工作流程的模擬。當我們在實際中遇到復雜的問題以至于無法用簡單的數(shù)學模型進行描述時，在這種情況下，我們可以借助計算機模擬來對系統(tǒng)的行為進行合理的估算。幾乎所有的系統(tǒng)比如通信，集成電路，工程，計算機網(wǎng)絡，飛行動力，宏觀經(jīng)濟，社會關(guān)系等都可以被虛擬的系統(tǒng)通過計算機技術(shù)建立相關(guān)模型。計算機技術(shù)作為一種便利的建筑設計工具，主要是將綠色建筑所涉及的數(shù)學模型和數(shù)據(jù)信息進行運算和模擬，將抽象的數(shù)學，物理知識，通過直觀的圖像表示出來，使建筑設計更簡單。

（二）計算機模擬技術(shù)的重要性

計算機模擬技術(shù)最早在建筑設計中應用是在20世紀60年代的歐美國家。計算機技術(shù)的快速發(fā)展，可以有效的提高建筑設計的工作效率，定量檢測能源消耗，這使建筑設計變得簡單易行。目前社會對能源環(huán)境問題重視度越來越高，綠色設計理念日益深入人心。節(jié)約能源，保護環(huán)境，使得綠色建筑設計越來越受到人們的喜愛。我國計算機模擬技術(shù)的應用相對于其他國家還較為落后，綠色建筑設計應用也并不廣泛。要想緊跟時代的發(fā)展，進行綠色能源設計，我們必須深入研究計算機模擬技術(shù)在集成建筑中的具體應用方法。

二、計算機模擬在建筑集成設計中的優(yōu)勢

（一）建筑生態(tài)節(jié)能效果

集成化建筑設計包含多專業(yè)、多學科知識，一方面需要設計師具備跨專業(yè)的各科豐富知識，一方面還需要高效可靠的先進設計工具。計算機模擬是實現(xiàn)建筑集成化設計中的重要環(huán)節(jié)，沒有計算機模擬技術(shù)的支持，集成化設計就不可能取得良好的成效。目前的主流制造業(yè)如機器，電子，醫(yī)療等早已依靠先進的計算機軟件完成了由粗放的設計到集成精細設計的轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)了設計于生產(chǎn)的數(shù)字化集成。在建筑業(yè)中，這些方面的轉(zhuǎn)型還有待于進一步的開發(fā)完善。集成化建筑設計要求其中各個系統(tǒng)緊密合作，分階段的逐步深入，逐漸的精細化。各專業(yè)都要求循環(huán)設計，做到信息的及時更新和反饋。在各個過程中都采用計算機軟件模擬預測，能使生態(tài)建筑理念貫穿整個設計流程，使建筑生態(tài)節(jié)能效果發(fā)揮到最大。

（二）設計因素量化

計算機模擬可以有效分析在建筑設計之前的規(guī)劃設計和城市設計，使得能夠有效分析建筑與周邊環(huán)境的相互影響。這樣可以把很多建成后的不利因素直觀的擺在設計者面前，方便以后的決策。這些因素包括噪聲，整體瘋環(huán)境，建筑日照，建筑可視度等。計算機設計模擬能夠?qū)⑦@些設計因素進行直接的量化計算，方便以后的規(guī)劃調(diào)整。

在整個設計規(guī)劃中，如果需要某個標志性的建筑在整個區(qū)域環(huán)境中有良好的可視度，或者在區(qū)域內(nèi)的大部分環(huán)境中都能很好的觀察到某個建筑。這就需要做規(guī)劃中對某標志性建筑的可視度分析。設計者可以使用Ecotect進行可視度分析，根據(jù)分析得到的結(jié)果找到環(huán)境中可視度較差的區(qū)域，進而對規(guī)劃進行修改，再反過來回到軟件中進行分析，直到得到的模擬結(jié)果達到城市設計的標準。

（三）優(yōu)化方案

建筑師可以利用建筑性能分析軟件對方案進行反復檢測和優(yōu)化，在已經(jīng)設定好建筑內(nèi)部材料，室內(nèi)活動人員等條件之后，計算機可以把建筑在運行時的各個性能參數(shù)進行量化（如光環(huán)境、聲環(huán)境、熱環(huán)境、風環(huán)境）。在這基礎之上，集成設計可以較好的整合建筑的各項生態(tài)技術(shù)，通過施工方案和裝飾、設備的優(yōu)化等使之發(fā)揮各子系統(tǒng)的優(yōu)勢，成為一個有機系統(tǒng)。

三、計算機模擬在建筑集成設計中的應用

（一）圖紙更立體

計算機模擬技術(shù)在建筑設計中的第一步應用是構(gòu)建模型。首先需要先將建筑圖形導入計算機模擬設計軟件中，建筑圖形可以只標注重要部位如門窗，墻等，再導入數(shù)據(jù)。在進行區(qū)域設置時，設置區(qū)域工作中為了使圖畫工作變得簡單明了應該改為平面模式。最后根據(jù)平面圖畫畫出立體圖，使觀看時更加直觀明了。

（二）簡化工作程序

在設定參數(shù)時，要對建筑內(nèi)各區(qū)域的能源消耗進行計算，根據(jù)區(qū)域內(nèi)的人數(shù)，照明等多個因素來進行計算。在計算參數(shù)時，計算機模擬技術(shù)軟件內(nèi)通常都存有對各區(qū)域?qū)傩缘脑O置，工作人員只需對各區(qū)域進行分析后進行設置即可。

（三）減少工作量

生態(tài)建筑評估是一項及其復雜而又繁瑣的工作，而利用計算機軟件模擬對建筑性能進行預測則能大大減低評估任務中的工作量。目前美國伯克利實驗室開發(fā)的專業(yè)計算機光學模擬軟件Radiance是國際公認的較為精確地模擬室內(nèi)天然采光的光學模擬軟件，它可以有效的用在LEED評測標準中。

四、結(jié)束語

在人們思想觀念日益變化的今天，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略直接影響著我國人民的居住理念。數(shù)字化的不斷快速發(fā)展，也要求我們應該充分利用先進的計算機技術(shù)，順應社會的需要，把建筑和能源環(huán)境有機的結(jié)合起來，把能源和社會環(huán)境放在建筑的主要考慮范圍。雖然我國的計算機模擬集成技術(shù)發(fā)展時間比較短，建筑集成化設計方法還沒有完全運用到各建筑設計團隊中。但是將計算機信息模擬和性能模擬完全融入到建筑設計中，將計算機模擬的相關(guān)理論逐漸形成完整的學科，建立一套完整的體系和規(guī)范框架，正是目前我們需要為之拼搏的目標。

【參考文獻】

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