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文檔簡介
1、<p> 計算機模擬技術輔助綠色建筑設計探析</p><p> 摘要:2006年,計算機模擬技術開始應用于我國綠色建筑設計,目前已成為綠色建筑設計與評價的強制性內(nèi)容。建筑的復雜化和綠色建筑的興起就要求建筑師具備更高的技術來應對未來建筑的需要,今天的計算機己成為一種輔助建筑設計的有效手段。 </p><p> 關鍵詞:綠色建筑,建筑設計;計算機模擬 </p>&
2、lt;p> 中圖分類號:TU2 文獻標識碼: A </p><p> 在當今高層建筑設計中,人們對建筑功用請求的不斷的變化提高。由于各種新的更復雜的設計請求,形成建筑和構造設計的復雜化;在能源干涸、環(huán)境惡化的大背景下,綠色建筑可以提高能源效率和生態(tài)環(huán)境質量 ,同時塑造安康溫馨的人居環(huán)境,成為一種必然發(fā)展趨向。建筑的復雜化和綠色建筑的興起就要建筑師具備更高的技術來應對將來建筑的需求,今天的計算機己成為一種
3、輔助建筑設計的有效的手段。特別是計算機模擬技術及其理論的開展 ,使得傳統(tǒng)的建筑設計思想產(chǎn)生了變化,計算機在綠色建筑設計構思方面的輔助是完整能夠完成的 ,且是具有優(yōu)勢的。 </p><p> 一、建筑設計的復雜化趨勢 </p><p> 當今,占領世界的建筑舞臺上最炙手可熱先鋒建筑事務所共同的特征就是:應用參數(shù)化的設計工具,發(fā)明復雜化令人驚異建筑形象。扎哈.哈迪德、藍天組、big事務所,
4、一些老牌設計公司像:som、kpf也積極地進行著這一方面的理論與探究。 </p><p> 復雜化是當今建筑設計前沿共同的特征,最突出特征莫過建筑表面形象復雜化。從建筑體形、表皮、結構特征,相關于現(xiàn)代建筑簡約,后現(xiàn)代的建筑裝修性,呈現(xiàn)出了回歸復雜的邏輯,這種復雜并不是簡單細節(jié)堆砌和反復的復雜,而是種基于計算機復雜的算法產(chǎn)生的復雜形式,此種形式是很難以用平常的表現(xiàn)方式來描繪的,通常呈現(xiàn)為有機的和自在曲線方式的建筑
5、形象,關于這些曲線定義無法經(jīng)過簡單函數(shù)關系來肯定,比如扎哈最近的一些作品。 </p><p> 建筑方式復雜化和參數(shù)化設計工具運用有很大關系,但是參數(shù)化設計并不一定會帶來復雜化設計結果。追求復雜化不但有設計師客觀創(chuàng)新需求,也源自人類生存環(huán)境日益復雜化。 </p><p> 提起復雜形態(tài)建筑,我們腦海中首先就會想到非線性建筑。隨著復雜科學的提出,以及當紅建筑師弗蘭克•
6、蓋里、扎哈•哈迪德的設計理論,使大量非線性建筑形態(tài)涌現(xiàn)。當然,除了非線性建筑外,還有一些如OMA的新央視大樓一類的建筑,他們固然沒有采用非線性的外型,但是這些建筑的外型大都與常規(guī)幾何形體建筑不同,通常會采用一些大膽夸大的外型,對地心引力和傳統(tǒng)的構造方式發(fā)起應戰(zhàn)。 </p><p> 通常有一些建筑在設計的時分固然采用規(guī)整外觀方式,但確配合復雜的表皮設計構成建筑體型與建筑外觀的鮮明比照。比方,
7、大家所熟知的奧體中心游泳館即“水立方”,從外觀外型上來剖析就是一個規(guī)整的四方體,但是其“泡泡”式的表皮設計卻具有相當?shù)膹碗s性,所以這一類建筑依然是屬于復雜形態(tài)建筑的范疇。 </p><p> 二、綠色建筑的發(fā)展趨勢 </p><p> 我國 2006 年公布的《綠色建筑評價規(guī)范》(GB/T50378)中對綠色建筑的明白定義是指“在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水
8、、節(jié)材),維護環(huán)境和減少污染,為人們提供安康、適用和高效的運用空間,與自然調和共生的建筑。”綠色建筑區(qū)別于傳統(tǒng)建筑的中央在于:采用了不毀壞自然環(huán)境的設計,強調“人——建筑—— 自然”三者的調和統(tǒng)一;充沛應用土地、水、電、燃料、廢棄物等各類資源,進步這些資源的應用效率;注重營造具有中央文化和社區(qū)歸屬感的建筑環(huán)境;滿足運用者對“安康、適用和高效”的建筑空間需求。總之,綠色建筑是從我國的根本國情動身的。將節(jié)能減排與可持續(xù)開展理念引入建筑范疇的
9、結果,將成為將來建筑的主導趨向。 </p><p> 經(jīng)過對已取得綠色建筑評價標識的兒十個項日停止測算,假如每年新增綠色建筑300個“十二五”期間將節(jié)約25. 5億度電,相當于節(jié)約煤87. 6萬t,減排CO2229. 8萬t,節(jié)約水資源0. 9億t, 節(jié)約可再循環(huán)資料3. 3億t。依照規(guī)劃“十二五”末期,每年將新建一千個綠色建筑項目,節(jié)能減排潛力將愈加偉人。綠色建筑的增量本錢不高,與常規(guī)節(jié)能建筑相比,一星級公共
10、建筑均勻只增加31元/m2,三星級住宅建筑增量本錢均勻缺乏200元/m2,而且增量本錢能夠在2-6年內(nèi)收回。而我國的建筑設計壽命普通都超越70年,建筑在全壽命周期內(nèi)將節(jié)約十分可觀的能源資源。 </p><p> 三、計算機輔助綠色建筑設計 </p><p> 1.計算機輔助建筑設計構思的特性 </p><p> 在普通的建筑設計中,建筑構思的過程通常包括籌劃,
11、計劃設計,初步設計,深化設計,施工圖設計等幾個階段。 </p><p> 首先在充沛了解了建筑主題和請求基礎上,提出初步的設計設想,并對此不時地豐厚和完善,對可行性停止重復琢磨和評測。從而不時改良構成最終的設計圖。從對設計了解到構成一個可行的設計計劃,這中間不只完成籠統(tǒng)概念到詳細模型的轉化過程,也是一個整個思想的修正過程。如何能將籠統(tǒng)化思想化的東西用詳細的實物表現(xiàn)出來,讓人們可以對他停止研討和修正呢?傳統(tǒng)的辦法
12、是建筑模型的構建,把設計師的設想,用模型的方式制造展現(xiàn)出來,但從最初的設計到最終的完善,要閱歷無數(shù)次的修正,模型的重復制造必定是一個復雜而繁瑣的過程。計算機技術的開展,為我們很好的處理這個問題,提供了根底。眾所周知,計算機圖形設計及建模技術曾經(jīng)普遍的應用于各個范疇。應用計算機3D模型的樹立,不但能夠真實的反響出設計者的思緒,也能夠不受角度的限制全方位的停止修正和校正,同時大大省去了重復制造模型所占用的時間,使設計者能夠專于構思,高度的真
13、實效果,更有助于激起設計靈感和完善設計結果。 </p><p> 2.綠色建筑設計過程與建筑性能模仿整合 </p><p> 2.1 綠色建筑整合設計形式普通方式 </p><p> 綠色建筑設計過程和其他傳統(tǒng)建筑設計的過程比,要愈加復雜。不只是設計師自身要對設計計劃的創(chuàng)意停止重復的模仿和修正,思索設計自身的環(huán)保性,還要與施工工程師與設備工程師相互配合,思索建
14、筑整體的節(jié)能性和設計的實踐可行性。經(jīng)過不時的信息反應,不時的修正改良,從中得出最優(yōu)化的設計計劃。 </p><p> 2.2 綠色建筑設計過程與建筑性能模仿 </p><p> 經(jīng)過空調系統(tǒng)仿真和建筑能耗模仿兩大類建筑模仿軟件的運用,能夠使我們對建筑的性能有一個更為直觀的認識,從而得出建筑物能耗的預測與優(yōu)化。隨著人們對建筑環(huán)境質量注重水平的進步和對建筑節(jié)能的日益注重,建筑模仿逐漸成為建
15、筑設計過程中,不可短少的重要工具?;谀7螺o助設計的準繩,清華大學DeST開發(fā)組將設計過程中設計人員和計算機模仿程序的工作停止了辨別,提出了完成模仿輔助設計的詳細流程。 </p><p> 綠色建筑設計的過程是一個分階的設計過程,在每個設計階段的重復細化修正和對信息反應的重復評價,是優(yōu)化最終計劃的基本保證。而每一個設計階段獨立停止本身的修正的同時,必需要樹立在前一階段完善的根底上,因而,具有階段性的遞進特性。由
16、于每個階段的任務重心和偏重點的不同,其細化水平也略有不同。這種整體與局部,階段與同步的分離就是綠色建筑設計過程的主要特征。 </p><p> 3.計算機輔助綠色建筑設計工具 </p><p> 各種建筑性能的模仿軟件研發(fā)(如CFD,Radiance,Matlab等),為綠色建筑過程中各項環(huán)保規(guī)范提供了一個牢靠的數(shù)據(jù)回饋剖析過程,從而使得建筑行業(yè)對于計算機輔助依賴的水平也越來越高。綠色
17、建筑設計信息反應的量相關于普通的建筑而言,有明顯的增加,經(jīng)過計算機數(shù)值與圖像直觀的表現(xiàn),更加能夠得出來接近真實的仿真結果,對實踐施工工作有強大指導作用,綠色建筑設計的工具就是依賴建筑模仿軟件,對建筑物環(huán)境性能來做出科學的精確的動態(tài)評價。 </p><p> 綠色建筑設計要對項目周邊的氣候,采光,綠化等自然要素,停止全面的思索,在最大限度與自然相分離的根底上,停止選材和設計。在設計之初,就要將節(jié)約能源,節(jié)約資源回
18、歸自然的綠色建筑理念交融進來,基于這些基本的思想,對設計計劃,比對建筑模仿給出的仿真結果,實時地停止評價和改良。 </p><p><b> 四、結語 </b></p><p> 環(huán)境自身的復雜變化和綠色建筑與自然的諧和理念,決議了綠色建筑的構建過程,必需樹立在大量的數(shù)據(jù)的基礎上??茖W性,合理性的決策是綠色建筑理念得以保證的基本。經(jīng)過計算機輔助來完成的動態(tài)信息反應
19、是整個設計計劃修正過程的根據(jù)。建筑性能模擬的仿真結果不但給了我們最直觀的構思展現(xiàn),也是設計過程中,各階段的數(shù)據(jù)搜集的集成化表現(xiàn),模仿效果的反應,為我們設計計劃的決策提供了真實的證明。計算機輔助設計的采用使建筑設計師擺脫繁重的數(shù)據(jù)處置工作,對數(shù)據(jù)結果直接的控制,提高了設計效率和設計質量。 </p><p><b> 參考文獻 </b></p><p> [1]上國泉
20、.計算機輔助建筑設計[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009:12-13. </p><p> [2] Q.Z.Yang,Design knowledge modeling and software implementation for building code compliance checking[M],Building and Environment 39(2004):689-698 </p&g
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