浅谈计算机辅助建筑设计与绿色建筑设计的结合

黄豆豆

　　【论文关键词】计算机辅助建筑设计　绿色建筑设计　特点优势　结合

　　【论文摘 要】结合计算机辅助建筑设计这一功能的特点与优势，分析探讨计算机辅助建筑设计在绿色建筑设计中的广泛运用。

　　随着新兴科技的崛起，各项工业技术也开始大力发展，很多工厂需要大量开采与利用自然资源完成自身技术的改造，这种现象愈发严重，导致生态环境遭到了极大的破坏。在人们强烈呼吁停止对当前自然的污染以防本就不太乐观的生态环境继续恶化的大背景下，建筑业提出了“绿色建筑设计”这一环保的建筑设计概念，受到了多方好评。这一设计理念要求在设计过程中，要充分考虑到建筑的使用、构造与维护、拆迁是否与环境保护息息相关，在保证消耗最少生态能源的前提下进行对建筑的设计。“绿色建筑设计”这一概念的提出，不仅仅减缓了能源的枯竭速度，还培养了建筑设计人员的创新思维与能力，将建筑业的发展引向一条新的道路。随着这一概念的普及，传统的建筑设计方式已经不能满足设计方案，建筑设计人员开始使用计算机进行设计，辅佐绿色建筑设计方案的完成。而计算机根据自身特点，充分运用于建筑设计中，取得了显著的成果。
　　1 利用计算机对建筑设计进行辅助的优势
　　（一）对建筑设计策划方案的敲定
　　在建筑设计人员初步拟定建筑设计方案的时候，可以通过计算机对该方案进行预算与测评；计算机独有的CAAD系统能够准确、快速地将该设计方案中提到的建筑模型、数据等带入系统的数据库里进行比对，在比对完成后通过系统内部的测评功能对该设计方案进行仔细的分析评核，反馈该方案中的各个指标系数是否符合标准、模型建立是否正确、是否保证最大节能等信息；
　　在对该方案提出意见与建议后，设计人员根据系统反馈的信息对设计方案进行修改，再次使用CAAD系统进行测评，反复评核后确立最终的设计方案；
　　这相比传统的设计方案修改方式，显然节约了大量的时间与精力，系统代替人脑对方案进行测评，不仅所耗时间少，而且保证了方案的准确率。
　　（二）有着先进的图形设计技术与建立数字模型的技术
　　以前没有采用计算机辅助建筑技术的时候，设计人员设计出建筑草图之后，只能将建筑按照比例画在平面图上，一浪费时间，二缺乏直观性与准确度。
　　计算机的建筑CAD技术专门针对图形的设计与模型的建立；设计人员首先用AutoCAD绘制建筑设计图，再利用SketchUp设计软件将整个设计草图修改并呈现出来，这就取代了人工手绘的步骤，减轻工作负担；然后利用3DMax软件，根据设计草图上的建筑，按照建筑的体量与比例初步建立一个模拟模型，再根据设计方案的细节对模型的不同部位进行尺度比例的推敲，确定建筑的大体形象，看是否符合方案中的设计要求；最后渲染产品，利用图形设计合成软件Photoshop对渲染出的模型进行上色处理，看建筑的颜色、材质是否与设计方案和各项指标相吻合。
　　这样的计算机辅助建筑设计方式，不仅仅打破了之前由于空间局限而不能立体地对所设计的建筑进行全方位观察的僵局，使设计人员观察的视点不再受到限制，而且节约了设计成本，还有利于立体地修改设计方案，使建筑设计人员不再受客观因素影响，培养了其创新思维，推动了建筑设计行业的发展。
　　2 计算机辅助建筑设计在绿色建筑设计中的应用
　　根据计算机辅助建筑设计的自身特点，将其与绿色建筑设计理念相结合，是当今建筑设计行业的一个必然发展趋势。本文对如何将计算机辅助建筑设计技术运用于绿色建筑的设计中，作出了详细的分析。
　　（一）绿色建筑设计过程与计算机建筑性能的模拟整合
　　1、绿色建筑的设计过程
　　相对于其他的传统建筑设计过程，绿色建筑的设计过程要更加复杂与繁琐；它本身具备所有传统建筑设计过程的每一个步骤，除此之外，它必须要基于环保、节能的可行性这一大前提下进行设计，就需要设计人员根据这一要求反复地对设计方案进行修改与评测，考虑此设计方案的可行性；　2、绿色建筑设计过程与计算机辅助建筑性能模拟
　　由于绿色建筑设计本身存在着复杂性，又加上建筑设计的环境及其不稳定，给整个设计过程带来了相对的困难；设计人员要通过计算机准确判断设计方案的可行性，必须要采用模拟分析技术去指导绿色建筑过程；
　　运用建筑能耗模拟软件；某大学的建筑系开发了一个模拟项目，在基于计算机对绿色建筑设计模拟辅助的原则下，设计人员规划出模拟辅助设计的具体流程，将绿色建筑进行分段设计，将整体与部分相结合，保证每一个设计阶段的同步性，再根据草图在3DMax中进行建模设计，启动建筑能耗软件，对此建筑设计与施工中需要消耗的资源进行详细分析，剔除不需要用到的设计资源与材料，控制设计中所提及的资源用量，优化了设计方案，优化数据如下：
　　节省了人工设计方案约80%的时间；投资费用减少了16%；建筑所需的费用在原有方案上节省了近20%，节约建筑本身使用的自然资源为32%，节省建筑所消耗的环境自然资源为27%，重复作业的绘图费用为0。
　　根据此实验项目的结论可以看到，将计算机辅助建筑设计的功能与绿色建筑设计方案相结合，可以确保设计方案在任何一个阶段都得到计算机权威、科学的定量分析，评测以后反馈的信息能够指导方案的再次优化，降低了重复作业的绘图率，一定程度上保证了绿色建筑设计的完整性。
　　（二）计算机辅助绿色建筑设计的具体内容
　　1、计算机CAAD系统下的各项建筑软件将设计人员的设计方案进行优化后，根据绿色建筑的理念，生成对建筑有各项要求的草图；
　　2、对建筑施工周边环境的分析与评测；通过设计人员输入建筑消耗能源的数据与周边地理环境的各项数据，系统自动分析整个建筑环境所消耗的能源程度，评测该建筑的绿色可行性，并针对设计方案中不合理使用能源的情况进行修改，控制该建筑对生态环境的恶化程度，使建筑在自身的设计上满足绿色建筑的基本原则，同时减少对周边生态环境资源的利用；
　　3、模拟光照技术；计算机利用CAAD系统下的Lightscape软件，可以根据设计图模拟出整个建筑内部的光照方向、进光量多少、光能传递大小等实际光照；根据建筑的大小、高度来计算实际的太阳光，反馈出光照数据；设计人员可根据软件反映的信息对整个设计方案进行修改，确保以最大限度、最环保的方式将自然光输送进整个建筑；
　　4、制作虚拟动画满足绿色建筑的设计要求；通过三维软件制成3D动画，利用直观的图像仿真形式指导设计人员修改建筑设计方案；模拟建筑的使用程度，反馈此建筑的可消耗能源性；模拟建筑的周边环境气候、温度等，评测此建筑对自然资源的最低使用性是否达标，建筑设计人员根据以上数据对设计方案进行评价与修改；
　　5、CAAD系统的分析评测功能可以在计算机模拟软件运行时，随时将设计方案中的各项数据信息在模拟中的运用反馈给设计人员，保证整个绿色建筑设计过程的循环性，即接收数据—模拟计算—反馈—修改—接收数据……；计算机辅助设计与绿色建筑设计相结合，保证了此设计方案能够在循环的过程中被不断地修改、优化，完善了设计过程，控制了自然资源的消耗。
　　3 结语
　　随着计算机辅助建筑设计在绿色建筑设计中的广泛运用，越来越多的计算机建筑软件被开发，技术性也越来越强，无形中提高了对建筑设计人员的技术要求。掌握计算机辅助建筑设计的操作技术，熟知CAAD系统下的每一项软件的运作性能，是当前建筑设计人员的首要任务。除此之外，还要清楚了解计算机辅助建筑设计功能与绿色建筑设计相结合的特性，才能保证自身绿色设计方案的质量与水平。
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