建筑CAD與建筑繪圖的關(guān)系分析

汪 信

（蘭州現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730300）

1 CAD技術(shù)簡介

CAD技術(shù)是指計(jì)算機(jī)輔助繪圖技術(shù)，也是一個(gè)高級的人機(jī)交互型工程制圖軟件，為綜合運(yùn)用二維和三維制圖的繪圖系統(tǒng)。繪圖者能夠使用這一技術(shù)進(jìn)行制作、查詢、管理、打印、導(dǎo)出和共享工程繪圖。CAD技術(shù)具備完備的圖像繪畫功能和強(qiáng)大的圖像編輯功能，可通過二次開發(fā)方式，實(shí)現(xiàn)不同圖形格式的切換，從而實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)支撐多個(gè)運(yùn)算平臺和硬件裝置，而且具備功能豐富和操作簡便的特性。所以，CAD軟件已被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。工程繪圖的技術(shù)人員能夠利用CAD界面在計(jì)算機(jī)上繪制復(fù)雜的工程圖紙，對作品進(jìn)行繪制、編排、調(diào)整、縮放與復(fù)制，因而大大縮短工程繪圖時(shí)間，有效提高建筑工程繪圖效益和品質(zhì)。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷更新與完善，建筑CAD系統(tǒng)過去局限于工程繪圖功能，如今已經(jīng)發(fā)展至功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定的局面，占有率長期穩(wěn)居行業(yè)前列，并廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、建設(shè)、工程制圖、機(jī)械、電氣、造船等眾多行業(yè)。

2 CAD技術(shù)在建筑繪圖中的應(yīng)用優(yōu)勢與缺陷分析

2.1 應(yīng)用優(yōu)勢

建設(shè)工程與施工圖紙繪制是相當(dāng)龐大而且費(fèi)時(shí)的過程，因此必須對各種技術(shù)方法加以對比與調(diào)整，才能篩選出具備更高效益的施工方法。因?yàn)槭┕し桨傅膱D紙數(shù)量眾多，且計(jì)算精度要求又相對較高。所以傳統(tǒng)人工繪圖方案往往無法符合要求，而通過CAD等軟件技術(shù)則能夠很方便地進(jìn)行施工方案繪制，而CAD的軟件需求又具備如下優(yōu)勢，如圖1所示。

圖1 CAD技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

2.1.1 提高繪圖效率

由于CAD軟件具有方便快捷的畫圖功能，因此軟件中有多個(gè)畫圖工具庫，在繪制圖樣時(shí)，能夠直接調(diào)用并修改所有所需修改和完善的線條，一旦有了類似的圖樣，無需重新繪圖，通過對已有的圖樣進(jìn)行簡單調(diào)整即可獲得預(yù)想效果。因此，在繪制建設(shè)施工平面圖時(shí)可轉(zhuǎn)化為水暖圖、電器裝置圖、結(jié)構(gòu)圖等，對原建筑施工平面圖稍加調(diào)整后即可應(yīng)用。

2.1.2 保持圖紙干凈整潔

圖紙化繪圖的CAD軟件主要優(yōu)點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度較低、制圖環(huán)境統(tǒng)一且便捷。通過CAD軟件，繪圖人員能夠輕易地從手繪工具簡化到計(jì)算機(jī)軟件中，從而減少繪制時(shí)由于修補(bǔ)等工作所產(chǎn)生的臟亂現(xiàn)象。同時(shí)通過對CAD系統(tǒng)中各類工具庫的合理利用，達(dá)到簡單、快捷、干凈、輕便等目的，讓繪圖人員減少繁瑣的修改工作，進(jìn)而保持圖紙表面整潔干凈。

2.1.3 存儲方便

建筑繪圖往往數(shù)量繁多，一旦全部打印，不但耗費(fèi)紙張數(shù)量巨大，同時(shí)不便于長期保存。而通過CAD軟件所繪制的各類圖形數(shù)據(jù)卻能夠直接存儲在各種計(jì)算機(jī)硬盤、網(wǎng)絡(luò)硬盤或刻錄到光碟上，具有安全、方便、易于存儲的優(yōu)勢，可避免各種數(shù)據(jù)丟失。

2.1.4 準(zhǔn)確度更高

合理應(yīng)用CAD軟件開展繪圖工作，可在一定程度上保證建筑工程繪圖的準(zhǔn)確性。建筑施工項(xiàng)目對精度要求很高，通常以毫米為單位，特別是對于項(xiàng)目的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，雖然在實(shí)際施工過程中可能會適當(dāng)降低準(zhǔn)確度，但如果在工程繪圖時(shí)進(jìn)行大型或復(fù)雜的建筑施工繪圖，若沒有CAD軟件的支持，將會大大增加整個(gè)工程繪圖的規(guī)模，特別是CAD在室內(nèi)聲場分析、3D建模、建筑效果模型、照明與日影分析等方面的優(yōu)越性，是傳統(tǒng)人工繪圖無法超越的。

2.2 應(yīng)用缺陷

2.2.1 集成化程度低

盡管目前建筑工程圖紙的繪圖水平已有相當(dāng)水準(zhǔn)，但由于設(shè)計(jì)師大多停留在單向用戶繪圖階段，而一些應(yīng)用軟件則主要為離線版本，無法支持繪圖協(xié)同，因此大量的繪圖協(xié)議及遺漏中的數(shù)據(jù)才是最關(guān)鍵的。隨著各類新技術(shù)、新材料、新穎的工程繪圖方式的不斷更新和完善，唯有對現(xiàn)代CAD軟件計(jì)算機(jī)輔助繪圖集成技術(shù)的合理運(yùn)用，方可提高繪圖的效果與品質(zhì)。

2.2.2 智能化程度不高

在實(shí)際繪圖過程中，雖已實(shí)現(xiàn)軸線、墻壁、門窗、標(biāo)準(zhǔn)等圖形的自動(dòng)生成，但自動(dòng)生成后仍然存在很多不足之處。比如平面圖、剖面圖等繪圖，一旦疏忽便會給施工企業(yè)帶來巨大損失。

3 建筑CAD對建筑繪圖的影響分析

3.1 概念繪圖階段

在進(jìn)行建筑繪圖工作時(shí)，概念繪圖是整個(gè)項(xiàng)目中非常重要的一部分。在構(gòu)思階段可很好地表現(xiàn)建筑的技術(shù)特征，同時(shí)表現(xiàn)藝術(shù)形態(tài)和文化內(nèi)容。所以，大部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師會密切注意在這個(gè)階段，通過精心繪制的架構(gòu)圖可以很好地進(jìn)行建筑繪圖，并可在架構(gòu)圖建立階段進(jìn)行簡單的建模與評估。雖然在概念繪圖階段，大部分工程的初步繪圖階段是按照最簡單的建筑繪圖理念進(jìn)行，利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的繪圖經(jīng)驗(yàn)對原概念模型進(jìn)行構(gòu)建與測量，然后比較各結(jié)構(gòu)概念的性能并進(jìn)行分析。同時(shí)，建筑CAD技術(shù)可在創(chuàng)建初期模型中發(fā)揮重要的作用。經(jīng)過多方面對比分析，有助于繪圖人員應(yīng)用科學(xué)、合理的繪圖理念，確保當(dāng)前建筑CAD軟件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化。從目前建筑CAD軟件的發(fā)展情況分析來看，隨著我國建筑繪圖行業(yè)的迅速發(fā)展，建筑CAD軟件的作用越來越顯著。

3.2 初步方案階段

建筑前期規(guī)劃階段是對建筑物的基本功能格局、外形、內(nèi)部環(huán)境、基座位置及建筑理念等加以呈現(xiàn)的階段。一些模式往往作為描述建筑形狀間關(guān)聯(lián)的重要工具。在傳統(tǒng)大批量建設(shè)模式中，繪圖控制方式基本在時(shí)間和成本上無法變化，同時(shí)又無法完全精確描述。即使繪圖者的繪圖目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，也無法隨著設(shè)計(jì)師的思路變化而發(fā)生變化。不過，由于建筑CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能夠獲得大批建筑設(shè)計(jì)師的支持與認(rèn)可，并且由于其能夠迅速建立模式，也可根據(jù)繪圖人員想法的變化對模型進(jìn)行修改和調(diào)整。因此，建筑設(shè)計(jì)師非常重視建筑CAD技術(shù)，運(yùn)用建筑CAD技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)繪圖者的意圖，將繪圖理念帶入實(shí)際工作中。

3.3 技術(shù)繪圖階段

在建筑繪圖過程中，技術(shù)繪圖階段也起到一定的促進(jìn)作用。在從建筑繪圖到結(jié)構(gòu)繪圖的過程中，技術(shù)繪圖是一個(gè)重要的基礎(chǔ)，對整個(gè)建筑項(xiàng)目至關(guān)重要。在工程繪圖早期階段，建筑CAD技術(shù)可發(fā)揮重要作用并支持建筑繪圖。當(dāng)專業(yè)的建筑設(shè)計(jì)師能夠充分利用CAD技術(shù)時(shí)，很容易開發(fā)建筑模型，還可對建筑項(xiàng)目的內(nèi)外結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)研究和評估，并利用評估結(jié)果完成更深層次的繪圖工作，提高建筑繪圖的效率。

3.4 建筑繪圖管理階段

CAD軟件可快速創(chuàng)建各種圖紙和文件，并進(jìn)行長期保存。這樣能夠很好地存儲建筑數(shù)據(jù)，調(diào)用流程也非常簡便，進(jìn)一步提高了建筑管理人員工作效率。管理者只需通過1臺計(jì)算機(jī)就能夠有條不紊地掌管整個(gè)建設(shè)工程項(xiàng)目的有關(guān)資料，顛覆了原來的檔案管理方法。通過這樣的項(xiàng)目管理方法，能夠協(xié)同眾多部門完成構(gòu)思、跨區(qū)域招標(biāo)和項(xiàng)目評審等工作。

4 CAD技術(shù)在建筑工程應(yīng)用中的未來發(fā)展方向

4.1 科學(xué)計(jì)算可視化

可視化主要是指通過將在科學(xué)計(jì)算處理過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像或圖形信息，然后展示在顯示器上并加以交互處理?？茖W(xué)計(jì)算可視化研究已成為技術(shù)發(fā)現(xiàn)和洞察問題的有力工具，在建筑工程技術(shù)領(lǐng)域中也有著更廣泛的運(yùn)用。比如在抗震、抗爆工程研究中，利用3D圖像動(dòng)態(tài)顯示對震源和爆源的影響及關(guān)于工程構(gòu)造和損傷模式建模，能夠給工程技術(shù)人員帶來直觀的觀察計(jì)算和模擬。而計(jì)算機(jī)可視化則是探究工程結(jié)構(gòu)力學(xué)變化規(guī)律、評價(jià)技術(shù)可行性和工程繪圖優(yōu)化措施的有力工具，同時(shí)又可為CAD系統(tǒng)提供快速便捷的模塊預(yù)處理，可將建筑工程CAD的功能效率提升至一個(gè)新的水平。

建筑平面圖繪制內(nèi)容中由軟件計(jì)算的平均工作量如表1所示（此數(shù)據(jù)為某職業(yè)院校學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)踐后統(tǒng)計(jì)得出）。

表1 CAD計(jì)算工作量占比分析

4.2 一體化與智能化發(fā)展

在國外工程機(jī)械領(lǐng)域，整合整個(gè)繪圖過程的研究始于20世紀(jì)80年代。美國與一些西歐國家共同組建了特設(shè)委員會，以開發(fā)國際聯(lián)合服務(wù)體系，支持國際建筑信息技術(shù)的交流合作和研究。多個(gè)國外的CAD平臺實(shí)現(xiàn)了從原理圖到實(shí)景效果表現(xiàn)，以及從建筑、構(gòu)件、裝置到估算的完整產(chǎn)品繪圖流程。而CAD的另一發(fā)展方向則為AI式輔助繪圖，利用內(nèi)置專業(yè)知識的人工智能可進(jìn)行面向?qū)ο蟮膮?shù)化繪圖，可輕松評價(jià)產(chǎn)品繪圖的好壞，并提供使用友好的工具?？芍笇?dǎo)產(chǎn)品繪圖員自動(dòng)進(jìn)行更高級的大數(shù)據(jù)分析與產(chǎn)品繪圖，同時(shí)保證在所有規(guī)范規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)優(yōu)化產(chǎn)品繪圖，提高分析和繪圖質(zhì)量。

5 結(jié)語

隨著市場經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，建筑CAD技術(shù)以其簡單、快速、有效的優(yōu)點(diǎn)在建筑行業(yè)得到廣泛關(guān)注和認(rèn)可，同時(shí)有著廣闊的市場，即建筑CAD系統(tǒng)將不斷地向標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、一體化等方面發(fā)展，以提升各項(xiàng)工程效率和質(zhì)量，讓建筑CAD系統(tǒng)的功能得以充分發(fā)揮。建筑CAD技術(shù)在工程項(xiàng)目繪圖中起到關(guān)鍵性作用，尤其是當(dāng)形成支撐工程繪圖與管理工作的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系后，不僅大大提高了工程繪圖品質(zhì)，而且縮短了整個(gè)工程繪圖周期。這一技術(shù)為建筑企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，從而促進(jìn)了建筑CAD繪圖系統(tǒng)的科技革命。