計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

王明波

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，信息科技水平的不斷提高，我國(guó)城市化發(fā)展迅速，建筑工程項(xiàng)目與日俱增，計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。文中主要從計(jì)算機(jī)技術(shù)的角度出發(fā)，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用內(nèi)容進(jìn)行了一個(gè)較為詳細(xì)的說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù);建筑工程設(shè)計(jì);應(yīng)用

引言

計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于建筑工程設(shè)計(jì)中，既是應(yīng)時(shí)之舉，也是發(fā)展之要。隨著建筑工程復(fù)雜程度的加大，將計(jì)算機(jī)與建筑工程設(shè)計(jì)相結(jié)合，能夠推進(jìn)新時(shí)代的建筑工程管理模式的智慧化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑工程建設(shè)效果的有效提升。因此，應(yīng)當(dāng)重視計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。

1計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的意義

隨著計(jì)算機(jī)軟件的完善和成熟，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)取代了很多傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，許多軟件例如：CAD、PhOtOshOp、3dsMax、SketchUp等，都與建筑設(shè)計(jì)息息相關(guān)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的相關(guān)操作能在建筑工程設(shè)計(jì)方面獲取更多資源和信息，使設(shè)計(jì)工作中更加便捷高效。所以，計(jì)算機(jī)技術(shù)是建筑工程設(shè)計(jì)必不可少的組成部分，二者相輔相成，使建筑工程設(shè)計(jì)更加現(xiàn)代化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化。

2計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用問(wèn)題分析

基于計(jì)算機(jī)技術(shù)強(qiáng)大的性能優(yōu)勢(shì)，它在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用都是較為廣泛的，就建筑領(lǐng)域而言，它對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的合理性規(guī)劃有著重要的作用，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用下，建筑設(shè)計(jì)師不再局限于單一的設(shè)計(jì)方式，對(duì)建筑的設(shè)計(jì)更加靈活多變，有了更多選擇的可能。當(dāng)然，我們?cè)谙硎苡?jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)便利的同時(shí)也要認(rèn)識(shí)到一些問(wèn)題的存在，計(jì)算機(jī)它始終是一種機(jī)械設(shè)備，更側(cè)重于輔助方向，缺乏人工的專業(yè)性，在整體建筑設(shè)計(jì)中，如果只依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，是不可能的，建筑設(shè)計(jì)需要考慮的因素比較多，文化因素和其他主觀性因素都需要建筑設(shè)計(jì)師自己考慮，并且只有在滿足現(xiàn)實(shí)需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)才能最大程度上發(fā)揮其作用優(yōu)勢(shì)。

3計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1建筑能源消耗模擬性軟件的應(yīng)用

基于建筑工程的施工特性，所消耗的能源是一個(gè)比較大的數(shù)值，所以建筑方面的節(jié)能需求要精準(zhǔn)，而建筑能源消耗模擬性軟件可以對(duì)建筑能源消耗率進(jìn)行一個(gè)分析評(píng)測(cè)，從而對(duì)建筑能源進(jìn)行更好的管控。國(guó)外很多機(jī)構(gòu)都基于節(jié)能需求研發(fā)了不少有關(guān)建筑能源消耗模擬性的軟件，這些軟件最大的作用在于可以對(duì)建筑前期的各項(xiàng)需求進(jìn)行分析，讓設(shè)計(jì)人員有一個(gè)全面的了解，從而更好的制定設(shè)計(jì)方案，保證建筑工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性和節(jié)能性，目前我們所熟知的軟件種類較為多樣化，但其中最具代表性的莫過(guò)于美國(guó)能源部和美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的DOE-2。

3.2數(shù)學(xué)物理模型的設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的延伸性比較強(qiáng)，通過(guò)對(duì)相關(guān)性能指標(biāo)的優(yōu)化提升，使得計(jì)算機(jī)的整體運(yùn)行能力得到了巨大的改善，運(yùn)行速度在原有的基礎(chǔ)上有一個(gè)較大的提升。在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用下，設(shè)計(jì)人員可以建筑整體進(jìn)行動(dòng)態(tài)化模擬，將建筑結(jié)構(gòu)以立體的方式呈現(xiàn)出來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中，將所涉及到了理論和各項(xiàng)分析法進(jìn)行一個(gè)有效融合，進(jìn)一步優(yōu)化完善物理模型，確保建筑模擬效果更貼近生活實(shí)際需求，這樣在后期施工也能更加井然有序。通過(guò)對(duì)建筑的動(dòng)態(tài)模擬，是建筑工程設(shè)計(jì)更加全面化，模型的構(gòu)建涉及的內(nèi)容比較多，其中模型算法包括反應(yīng)系數(shù)法和熱流平衡法。

3.3軟件編程語(yǔ)言的使用

建筑工程設(shè)計(jì)包含多個(gè)方面的內(nèi)容，對(duì)計(jì)算機(jī)的利用在于模型構(gòu)建、系數(shù)參考方面，計(jì)算機(jī)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用很多都是需要依托于編程語(yǔ)言執(zhí)行的，不同的編程語(yǔ)言其適用范圍不同，比如FOrtran編程語(yǔ)言只能單方面適用DOS操作系統(tǒng)中，這就存在很大的局限性，其系統(tǒng)運(yùn)行難度高，設(shè)計(jì)人員要想使用，必須經(jīng)過(guò)多個(gè)指令確認(rèn)，較為復(fù)雜。隨著近幾年計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化提升，高性能用戶界面類軟件不斷被研發(fā)應(yīng)用，依托于DOS操作系統(tǒng)的軟件逐漸轉(zhuǎn)向到了WindOws系統(tǒng)上了，這樣可以幫助建筑設(shè)計(jì)師更好地使用設(shè)計(jì)類軟件，在軟件的調(diào)控下，有效保證其建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.4虛擬仿真技術(shù)在建筑工程方案設(shè)計(jì)應(yīng)用

傳統(tǒng)建筑工程施工的合理性只要依靠相關(guān)設(shè)計(jì)人員以往的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，但是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)制定的施工方案并不能真正地保證建筑工程施工的安全有效性，在一定的程度上會(huì)造成施工周期過(guò)長(zhǎng)、施工質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題、方案具有局限性。而通過(guò)虛擬仿真技術(shù)建立起的仿真模型則可以在極大的程度上避免由于人為因素而造成的失誤，科學(xué)驗(yàn)證施工方案的合理性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)在方案中隱藏的漏洞，與此同時(shí)虛擬仿真技術(shù)還可以通過(guò)大數(shù)據(jù)掌握建筑物周圍的環(huán)境特征，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)工程的具體環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，及時(shí)對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)人員給出設(shè)計(jì)建議，例如通過(guò)對(duì)不同方案的建筑結(jié)構(gòu)能耗數(shù)據(jù)分析計(jì)算，得出節(jié)能效率比例，使得設(shè)計(jì)人員在對(duì)方案修改和選擇時(shí)能夠有科學(xué)的依據(jù)。

3.5三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的建筑施工過(guò)程中，對(duì)施工進(jìn)度的判斷通常是通過(guò)相關(guān)工作人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，而虛擬仿真技術(shù)則能夠?yàn)榻ㄖ^(guò)程的施工提供可視化手段，通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)將施工過(guò)程中的全部細(xì)節(jié)以高仿真動(dòng)畫(huà)的形式展現(xiàn)出來(lái)，相關(guān)的施工工作人員則能夠通過(guò)高仿真動(dòng)畫(huà)了解和掌握其中的每個(gè)細(xì)節(jié)，由此知道在施工過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)有哪些，在極大的程度上避免了建筑工程方案的反復(fù)修改，縮短建筑工程實(shí)施周期。中央電視臺(tái)新址和上海的環(huán)球金融中心在施工的過(guò)程中都采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)中的三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)。

4計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在建筑工程設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

4.1降低模型數(shù)量，提高渲染速度

渲染主要側(cè)重于建筑制畫(huà)，建筑工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較明顯，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體結(jié)構(gòu)點(diǎn)比較多，渲染難度大，渲染周期比較長(zhǎng)，建筑師在設(shè)計(jì)過(guò)程中都會(huì)通過(guò)各種方式提高其建筑渲染速度。可以適當(dāng)減少模型數(shù)量和物體面數(shù)，因?yàn)楹芏嗄Ｐ徒Y(jié)構(gòu)大多相同，適當(dāng)減少?zèng)]有大的影響，這樣也可以提高其渲染速度。在建筑制畫(huà)中需要考慮的因素比較多，對(duì)建筑動(dòng)畫(huà)內(nèi)容進(jìn)行合理的規(guī)劃，根據(jù)建筑場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)整，注重突出建筑模型的重點(diǎn)，優(yōu)化模型整體感，對(duì)于不必要的側(cè)面可以省去。

4.2重視計(jì)算機(jī)建筑畫(huà)后期處理工作的落實(shí)

通過(guò)計(jì)算機(jī)處理的建筑畫(huà)效果圖質(zhì)量對(duì)整個(gè)建筑畫(huà)都有著較大的影響，高效的處理方式可以使畫(huà)面更加形象感和層次感，更有利于建筑的表達(dá)。但在實(shí)際處理過(guò)程中，我們可以發(fā)現(xiàn)很多設(shè)計(jì)師過(guò)于注重表面形式，忽略了建筑主題的表達(dá)，讓人看得云里霧里，還有的設(shè)計(jì)師在后期貼圖時(shí)沒(méi)有對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，場(chǎng)景搭配不協(xié)調(diào)，整體畫(huà)面沖突感較強(qiáng)，沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的處理效果。隨著計(jì)算機(jī)的更迭發(fā)展，出現(xiàn)了很多繪圖軟件，這些繪圖軟件針對(duì)性不同，但它們對(duì)于建筑制畫(huà)及后期處理有著重要的作用，作為建筑設(shè)計(jì)師，要不斷掌握新的軟件知識(shí)，進(jìn)一步提升自己的能力水平。

結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化提升，它在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛，其中計(jì)算機(jī)建筑畫(huà)就是一個(gè)典型代表，利用計(jì)算機(jī)制圖，可以從多個(gè)角度展示建筑物，分析其建筑能源消耗，減少不必要的人力、物力、材料消耗，從而有效提高整體施工效率。

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