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[摘 要] 随着时代的发展，建筑的规模越来越大、功能也越来越复杂，建筑施工的速度和质量随技术的更新也在快速提高，对建筑设计水平也提出了越来越高的要求。在新时期下，计算机技术已被全世界公认为21世纪最主要的科学技术，因此，基于计算机技术应用进行现代建筑设计，必然会加速建筑设计行业的大力发展。
[关键词] 计算机技术 建筑设计 性能模拟
一、现代建筑设计中的计算机技术应用概述
随着计算机软硬件技术的发展，建筑设计师在计算机的帮助下可以运用各种方法帮助自己进行建筑设计。
1、照片的数字化合成技术
将计算机生成的虚拟图像放在现实的环境照片中，可以快速验证和表现设计方案。在一些改建或扩建项目中，这种方式十分有用。可以检验新建的部分与原有的建筑及周围环境的关系是否搭配恰当，很容易就能判断出来。设计者可以事先拍摄一些环境照片，然后在3Dviz等三维软件中根据这些照片，將计算机中的摄像机与照片的视点相匹配，再将渲染出来的模型图片在Photoshop软件中与原环境照片相融合，同样的方式还可以生成许多不同角度的合成图像。利用这种融合的图像有利于确定最后的设计方案。在现代建筑设计中，许多设计单位都运用这种方式，取得了很好的效果。
2、光照模拟及光能传递技术
对于建筑师来说，建筑的各种光影效果也是在推敲方案阶段所关注的问题之一。许多CAAD软件系统在怎样模拟真实的光照效果方面做了很多有益的尝试。比如，Lightscape软件在它的2。0NT版本中实现了光能传递技术，这种技术能够对场景中的漫射光线进行精确模拟，可以让物体把光线反射到周围环境和其它物体上，从而产生柔美的阴影。Lightscape不仅能计算太阳光，还能计算天空光，它只需按真实灯光布置情况放置光源，就可以计算出真实的效果，不需要另加辅助光源。光照模拟的技术对于建筑师推敲建筑光照效果很有帮助。
3、动画及虚拟现实技术
动画在设计成果演示过程中的应用已经很成熟、很普遍了。特别是对于大型设计项目，在设计初期阶段利用三维软件制作一些分析性和研究性的动画，非常有利于建筑师思考和对比各种可行性方案。虚拟现实技术，是由美国VOL Research公司的创始人Jaron Lanier命名的。这种技术实际上是一种交互式的多媒体技术，使用者可以在其中随心所欲的虚拟漫游；作为建筑师可以利用该技术从多个角度观察建筑方案。因而虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现，而且也是一种推敲方案的有利手段。
例如，北京CBD建筑规划设计就是利用虚拟现实技术，在三维的环境中从任意角度和方位观察设计本身。在虚拟现实的设计环境中，组成一幢建筑的各个部分并不是固定的，而是可以在设计过程中根据建筑设计师的想法予以改变和发展的。墙壁可以被建立和删除，开阔的广场可以被穿越，地板可以改变款式和图案。观察者能以一种比传统的那种查看图纸更为直观的方式在作为设计对象的建筑空间进行想象的漫步。就这一点而言，虚拟现实技术也有可能成为设计者之间以及设计者与客户之间有效的交流工具。
4、协同设计技术
众所周知，传统的产品设计是在图纸上主要依靠手工设计为主，设计周期长，质量不能保证，设计成本高。而现今常用的CAD技术目前基本限于平面和单人作业。随着并行工程的广泛推行，以及计算机支持的协同工作领域研究的迅速发展，人们正在寻求将建筑设计技术与协同设计技术结合起来的方法，以开发计算机支持的协同设计系统。目前，协同设计技术主要应用在CAD/CAM/CAE集成化、远程计算与程序设计、工作流程管理、虚拟产品设计与可视化等方面。现代建筑设计正从传统的单独作战，发展成一个设计团队甚至几个设计团队的协作设计开发。
二、建筑设计过程与计算机模拟整合
由于建筑设计本身及其环境系统的复杂性，仅凭经验或简单的计算无法准确判断设计方案的优劣，因此，运用模拟分析手段指导设计是建筑设计的关键之一。
1、建筑设计过程的分解
建筑设计是一种需要有预见性的工作，要预见到拟建建筑物存在的和可能发生的各种问题。这种预见，往往是随着设计过程的进展而逐步清晰、逐步深化的。在每一阶段中，设计人员需要不断的修改设计方案以获得最佳的设计效果。通过在各个阶段之间建立起具体的层次关系，可以把不同的设计阶段结合成为一个有机的整体设计过程，即覆盖整个建筑物“生命周期”的设计过程。各研究机构对整个建筑设计过程的划分已经有较为一致的认识，大致可以划分为设计任务书、概念化设计、方案初步设计和施工图设计、后设计阶段5个阶段，不同的设计阶段联结在一起构成了一个最基本的设计过程。这一设计结构的特点是:阶段性强，每个设计阶段都有明确的设计目标和所要解决的问题，使设计师有针对性的修改完善设计方案设计过程的分阶段性，每一设计阶段既是前一设计阶段的延续与发展又为后阶段的设计提供依据与基础。
2、建筑设计过程与建筑性能模拟
建筑性能模拟研究最初集中在模拟建模方面，主要用于研究和教学，但随着工程需求的增长，研究逐步转向如何用于设计，即模拟设计过程的研究。基于模拟设计的原则，清华大学DeST开发组将设计过程中设计人员和计算机模拟程序的工作进行了区分，提出了实现模拟设计的具体流程。源自加拿大的Green Building Challenge 2000建筑挑战项目，简称C-2000项目，将建筑整合设计模式进行了归纳和分析，对了解整合设计的过程有很好的帮助。事实证明，C-2000计划所推行的设计模式是成功的。C-2000计划中实施的方案均达到了30%~50%的节能效果，且无明显的设计成本的增加。尼尔斯·拉森指出:C-2000计划所推行的设计模式能够确保在方案设计的任何阶段尤其是早期阶段对设计方案进行科学定量的分析，利用回馈信息优化设计，从而降低设计变更机率，确保建筑的完整性和一体化程度。
建筑设计过程是一个循环设计、信息不断反馈的过程，是建筑性能模拟与建筑设计各阶段相结合的整体过程。它具有以下特点:一方面，信息反馈是建筑设计的根本方法，通过模拟计算可以对多种备选方案进行可行性分析与评价，从而择优进行方案设计与改进;另一方面，建筑师可与设备工程师和结构工程师进行横向协调配合，通过实时的建筑性能模拟评价与计算，形成信息的反馈以进行方案的优化和完善。由此可见，建筑设计也将是一个分阶段逐步深入、逐步细化的过程，同时也是一个循环设计过程，不同的设计阶段应有各自的循环设计、信息反馈的过程。每一个设计阶段的设计都是在前阶段设计工作的基础上的进一步的创作与细化同时，每个阶段又都有其相对的独立性，其主要的任务不同，面临的问题也不同每个阶段内，应有所选择与侧重.通过实时的模拟分析与计算，形成信息的反馈以进行阶段修改。这种共性与个性、统一性与阶段性的结合正是建筑设计过程的主要特征。
三、结束语
随着计算机技术应用于建筑设计，有许多问题，如色彩、比例、纹理等以前无法定量的问题在计算机上都可以方便的解决，使建筑师从繁杂的、重复的、非创造性的工作中解放出来。计算机的能力越来越发展，庞大的计算在极短的时间内就可以完成，以前用手不能处理的许多问题，现在都可以借助计算机来解决。建筑本身及其环境的复杂性决定了建筑设计必须建立在理性原则的基础上，用科学设计决策依据来影响设计决策过程。设计构思是创造性思维和理性思维的结合，计算机对于这两个方面都能发挥其辅助作用，并且都有其优势。现代建筑学注重人、建筑、环境的关系，注重功能，注重社会，在建筑设计构思过程中研究这些问题并运用到规划和设计中变得越来越重要，计算机设计构思，甚至可以对建筑的要素进行定量化分析。
参 考 文 献
[1]陈薇，冯炜，焦泽阳.虚拟现实技术与沿江景观研究[J].建筑学报，2001，6:9-12.
[2]刘育东.建筑的涵意[M].天津:天津大学出版社，1999.
[3]M·萨利赫·乌丁.建筑设计数字化[M].北京:中国建筑工业出版社，2002.
[4]张利.信息时代的建筑与建筑设计[M].南京:东南大学出版社，2002.
[5]王飒，李东辉.从建筑构想的角度看建筑设计的基本功[J].沈阳:沈阳建筑工程学院学报(自然科学版)，2000，16(4):243-246.■
[关键词] 计算机技术 建筑设计 性能模拟
一、现代建筑设计中的计算机技术应用概述
随着计算机软硬件技术的发展，建筑设计师在计算机的帮助下可以运用各种方法帮助自己进行建筑设计。
1、照片的数字化合成技术
将计算机生成的虚拟图像放在现实的环境照片中，可以快速验证和表现设计方案。在一些改建或扩建项目中，这种方式十分有用。可以检验新建的部分与原有的建筑及周围环境的关系是否搭配恰当，很容易就能判断出来。设计者可以事先拍摄一些环境照片，然后在3Dviz等三维软件中根据这些照片，將计算机中的摄像机与照片的视点相匹配，再将渲染出来的模型图片在Photoshop软件中与原环境照片相融合，同样的方式还可以生成许多不同角度的合成图像。利用这种融合的图像有利于确定最后的设计方案。在现代建筑设计中，许多设计单位都运用这种方式，取得了很好的效果。
2、光照模拟及光能传递技术
对于建筑师来说，建筑的各种光影效果也是在推敲方案阶段所关注的问题之一。许多CAAD软件系统在怎样模拟真实的光照效果方面做了很多有益的尝试。比如，Lightscape软件在它的2。0NT版本中实现了光能传递技术，这种技术能够对场景中的漫射光线进行精确模拟，可以让物体把光线反射到周围环境和其它物体上，从而产生柔美的阴影。Lightscape不仅能计算太阳光，还能计算天空光，它只需按真实灯光布置情况放置光源，就可以计算出真实的效果，不需要另加辅助光源。光照模拟的技术对于建筑师推敲建筑光照效果很有帮助。
3、动画及虚拟现实技术
动画在设计成果演示过程中的应用已经很成熟、很普遍了。特别是对于大型设计项目，在设计初期阶段利用三维软件制作一些分析性和研究性的动画，非常有利于建筑师思考和对比各种可行性方案。虚拟现实技术，是由美国VOL Research公司的创始人Jaron Lanier命名的。这种技术实际上是一种交互式的多媒体技术，使用者可以在其中随心所欲的虚拟漫游；作为建筑师可以利用该技术从多个角度观察建筑方案。因而虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现，而且也是一种推敲方案的有利手段。
例如，北京CBD建筑规划设计就是利用虚拟现实技术，在三维的环境中从任意角度和方位观察设计本身。在虚拟现实的设计环境中，组成一幢建筑的各个部分并不是固定的，而是可以在设计过程中根据建筑设计师的想法予以改变和发展的。墙壁可以被建立和删除，开阔的广场可以被穿越，地板可以改变款式和图案。观察者能以一种比传统的那种查看图纸更为直观的方式在作为设计对象的建筑空间进行想象的漫步。就这一点而言，虚拟现实技术也有可能成为设计者之间以及设计者与客户之间有效的交流工具。
4、协同设计技术
众所周知，传统的产品设计是在图纸上主要依靠手工设计为主，设计周期长，质量不能保证，设计成本高。而现今常用的CAD技术目前基本限于平面和单人作业。随着并行工程的广泛推行，以及计算机支持的协同工作领域研究的迅速发展，人们正在寻求将建筑设计技术与协同设计技术结合起来的方法，以开发计算机支持的协同设计系统。目前，协同设计技术主要应用在CAD/CAM/CAE集成化、远程计算与程序设计、工作流程管理、虚拟产品设计与可视化等方面。现代建筑设计正从传统的单独作战，发展成一个设计团队甚至几个设计团队的协作设计开发。
二、建筑设计过程与计算机模拟整合
由于建筑设计本身及其环境系统的复杂性，仅凭经验或简单的计算无法准确判断设计方案的优劣，因此，运用模拟分析手段指导设计是建筑设计的关键之一。
1、建筑设计过程的分解
建筑设计是一种需要有预见性的工作，要预见到拟建建筑物存在的和可能发生的各种问题。这种预见，往往是随着设计过程的进展而逐步清晰、逐步深化的。在每一阶段中，设计人员需要不断的修改设计方案以获得最佳的设计效果。通过在各个阶段之间建立起具体的层次关系，可以把不同的设计阶段结合成为一个有机的整体设计过程，即覆盖整个建筑物“生命周期”的设计过程。各研究机构对整个建筑设计过程的划分已经有较为一致的认识，大致可以划分为设计任务书、概念化设计、方案初步设计和施工图设计、后设计阶段5个阶段，不同的设计阶段联结在一起构成了一个最基本的设计过程。这一设计结构的特点是:阶段性强，每个设计阶段都有明确的设计目标和所要解决的问题，使设计师有针对性的修改完善设计方案设计过程的分阶段性，每一设计阶段既是前一设计阶段的延续与发展又为后阶段的设计提供依据与基础。
2、建筑设计过程与建筑性能模拟
建筑性能模拟研究最初集中在模拟建模方面，主要用于研究和教学，但随着工程需求的增长，研究逐步转向如何用于设计，即模拟设计过程的研究。基于模拟设计的原则，清华大学DeST开发组将设计过程中设计人员和计算机模拟程序的工作进行了区分，提出了实现模拟设计的具体流程。源自加拿大的Green Building Challenge 2000建筑挑战项目，简称C-2000项目，将建筑整合设计模式进行了归纳和分析，对了解整合设计的过程有很好的帮助。事实证明，C-2000计划所推行的设计模式是成功的。C-2000计划中实施的方案均达到了30%~50%的节能效果，且无明显的设计成本的增加。尼尔斯·拉森指出:C-2000计划所推行的设计模式能够确保在方案设计的任何阶段尤其是早期阶段对设计方案进行科学定量的分析，利用回馈信息优化设计，从而降低设计变更机率，确保建筑的完整性和一体化程度。
建筑设计过程是一个循环设计、信息不断反馈的过程，是建筑性能模拟与建筑设计各阶段相结合的整体过程。它具有以下特点:一方面，信息反馈是建筑设计的根本方法，通过模拟计算可以对多种备选方案进行可行性分析与评价，从而择优进行方案设计与改进;另一方面，建筑师可与设备工程师和结构工程师进行横向协调配合，通过实时的建筑性能模拟评价与计算，形成信息的反馈以进行方案的优化和完善。由此可见，建筑设计也将是一个分阶段逐步深入、逐步细化的过程，同时也是一个循环设计过程，不同的设计阶段应有各自的循环设计、信息反馈的过程。每一个设计阶段的设计都是在前阶段设计工作的基础上的进一步的创作与细化同时，每个阶段又都有其相对的独立性，其主要的任务不同，面临的问题也不同每个阶段内，应有所选择与侧重.通过实时的模拟分析与计算，形成信息的反馈以进行阶段修改。这种共性与个性、统一性与阶段性的结合正是建筑设计过程的主要特征。
三、结束语
随着计算机技术应用于建筑设计，有许多问题，如色彩、比例、纹理等以前无法定量的问题在计算机上都可以方便的解决，使建筑师从繁杂的、重复的、非创造性的工作中解放出来。计算机的能力越来越发展，庞大的计算在极短的时间内就可以完成，以前用手不能处理的许多问题，现在都可以借助计算机来解决。建筑本身及其环境的复杂性决定了建筑设计必须建立在理性原则的基础上，用科学设计决策依据来影响设计决策过程。设计构思是创造性思维和理性思维的结合，计算机对于这两个方面都能发挥其辅助作用，并且都有其优势。现代建筑学注重人、建筑、环境的关系，注重功能，注重社会，在建筑设计构思过程中研究这些问题并运用到规划和设计中变得越来越重要，计算机设计构思，甚至可以对建筑的要素进行定量化分析。
参 考 文 献
[1]陈薇，冯炜，焦泽阳.虚拟现实技术与沿江景观研究[J].建筑学报，2001，6:9-12.
[2]刘育东.建筑的涵意[M].天津:天津大学出版社，1999.
[3]M·萨利赫·乌丁.建筑设计数字化[M].北京:中国建筑工业出版社，2002.
[4]张利.信息时代的建筑与建筑设计[M].南京:东南大学出版社，2002.
[5]王飒，李东辉.从建筑构想的角度看建筑设计的基本功[J].沈阳:沈阳建筑工程学院学报(自然科学版)，2000，16(4):243-246.■