軟件與建筑設計建筑學常用軟件介紹

1、2014/12/1,1,軟件與建筑設計,——軟件在建筑設計中的應用與發(fā)展,2014/12/1,2,課題研究目的和意義,建筑設計作為一門包羅萬象的學科，在實際工作中，主要用于解決項目中遇到的各種矛盾，如何將這些矛盾用形象生動的建筑學語言表達出來，成為衡量一個建筑師乃至建筑團隊實力的最佳評判標準。隨著計算機技術的發(fā)展，各類設計軟件的開發(fā)和應用，給設計師表達設計構思和理念帶來極大便利,同時也帶來了一定的困惑。比如一部分建筑師可能對軟件過分依

2、賴從而無法培養(yǎng)對建筑空間的認知，或者完全忽視軟件技術的革新從而降低了工作效率。軟件作為一門工具，其發(fā)展是日新月異的，因此希望借助本課題的開展，讓大家對軟件形成正確的認知，在工作中能取長補短，集思廣益。這也是本課題研究的意義所在。,2014/12/1,3,課題研究目錄,建筑設計與設計類軟件的聯(lián)系,,,常用制圖軟件簡介,,軟件制圖的應用舉例,建筑設計學科的發(fā)展過程,建筑設計與設計類軟件的關系,軟件的分類,軟件的發(fā)展,軟件的應用,Rhino

3、的應用,revit的應用,Part 1,Part 2,Part 3,2014/12/1,4,建筑設計學科的產生,建筑設計/建筑施工,文藝復興時期,建筑設計,建筑施工,清代后期,,,,,,防火,........,,社會進步,科技發(fā)展,,,,防水,隔聲,節(jié)能,抗震,,符合設計三原則,,適用,堅固,美觀,,,,傳統(tǒng)意義上的建筑設計與建筑施工并沒有明顯的區(qū)分，一棟建筑的落成，一般由同一個人或一個組織從設計到施工貫穿始終。但隨著社會的發(fā)展，建筑設

4、計所包含的內容越來越多，知識體系十分龐雜，因此建筑設計有了明顯的社會分工，逐步完善，如今已發(fā)展成為一門涵蓋面十分廣泛的學科。,Part 1,2014/12/1,5,建筑設計與設計類軟件的關系,設計工作核心,處理各種矛盾的過程,內容和形式之間的矛盾,適用、堅固、美觀之間的矛盾,單體和群體之間的矛盾,內部和外部之間的矛盾,各個技術工種之間的矛盾,局部和整體之間的矛盾,投資者、使用者、施工制作、城市規(guī)劃等方面和設計之間的矛盾,,,,雖然建筑設

5、計包含的知識體系十分寬泛，但設計的出發(fā)點始終是圍繞古羅馬建筑師維特魯威提出的建筑設計三原則來進行：即堅固、適用、美觀。簡言之，建筑設計的過程，就是一個處理各種矛盾的過程。,2014/12/1,6,處理矛盾的手段,圖紙,2014/12/1,7,處理矛盾的手段,模型,2014/12/1,8,設計軟件在建筑設計中起到的作用,表達構思理念的設計工具,,,設計工作的全過程,搜集資料,方案設計,初步設計,施工圖設計,,,,,圖紙,模型,制圖工具的發(fā)

6、展過程,2014/12/1,9,1、古代——直觀與寫實 （主要成就：李誡《營造法式》《清明上河圖》）,故宮藏清初抄本——《營造法式》,清明上河圖,制圖工具的發(fā)展過程,2、我國漢代出土的建筑模型,制圖工具的發(fā)展過程,3、隨著畫法幾何、射影幾何、透視投影等理論研究的深入，出現(xiàn)了現(xiàn)代建筑制圖標準。,一點透視,二點透視,制圖工具的發(fā)展過程,純手工制圖,軟件制圖,,4、制圖手段的根本性變革,軟件種類,軟件升級,軟件革新,,,,2014

7、/12/1,13,常用制圖軟件簡介,二維設計軟件,三維設計軟件,Auto CAD,Sketchup,Rhino,,,,渲染類軟件,Vray for SketchUp,Artlantis,自帶渲染器,,,綜合型設計軟件,Revit,,Part 2,2014/12/1,14,設計軟件簡介,二維設計軟件—CAD,特點：1、勞動強度降低,圖面清潔。2、設計工作的高效及設計成果的重復利用。3、精度提高。4、資料保管方便。,AutoCAD

8、簡介：CAD全稱（Auto Computer Aided Design）最早由美國Autodesk公司于1982推出，用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計?，F(xiàn)今已發(fā)展成運用十分廣泛的制圖軟件，常用于二維圖形的繪制。,2014/12/1,15,設計軟件簡介,三維設計軟件—Sketchup,1、直接面向設計過程。 2、界面簡潔，易學易用，降低了建模復雜性。 3、設計過程可以作為直觀的三維成品，可

9、以模擬手繪草圖的效果，溝通方便。 4、可以方便地生成任何方向的剖面并可以形成可供演示的動畫。 5、準確定位的陰影。,2014/12/1,16,設計軟件簡介,三維設計軟件—Rhino,1、NUBRS曲線原理，利于制作曲面形體。 2、與grasshopper結合，可實現(xiàn)參數(shù)化建模。,2014/12/1,17,設計軟件簡介,渲染類軟件,Vray for SketchUp,Artlantis,軟件自帶渲染器,Rhino,revit,V

10、ray for skethup 與 Artlantis的對比,Vray for skethup渲染尺寸：2560*1920分辨率：150dpi抗鋸齒：高渲染用時：6min,2014/12/1,18,Artlantis渲染尺寸：2560*1920分辨率：150dpi抗鋸齒：高渲染用時：25sec!,2014/12/1,19,設計軟件的分類,綜合型設計軟件—Revit,1、平面設計與空間設計同步進行。2、保持從設計到建筑的

11、各個階段的一致性。3、團隊協(xié)同，利于各專業(yè)設計的同步進行。4、方案后期節(jié)省大量時間。 5、有效避免了錯項、漏項。,2014/12/1,20,軟件的應用舉例,Rhino的應用舉例,Rhino的操作技巧,Rhino與grasshopper,Rhino與Skethup,,,Revit的應用舉例,Revit的簡介,Revit的工作原理,Revit的展望,,,Part 3,Rhino的操作技巧,犀牛界面和操作方法接近cad，符合大多數(shù)人的操

12、作習慣，其命令多達700多個，能實現(xiàn)絕大部分形體的模型搭建。,2014/12/1,,將不同類型、類別的圖形分層繪制，在建模過層中便于隱藏圖層、鎖定圖層，避免不同圖層的相互干擾，加快制圖速度。在后期還可以以層來給模型賦予材質，方便快捷。,技巧1、圖層控制面板,技巧2、工作視窗應用,,俯視圖,透視圖,前視圖,右視圖,,視圖切換按鈕,建模過程中，使用maxviewport(最大化視圖)命令，增大繪圖面板，有利掌握模型的整體搭建情況，以及細節(jié)的

13、把握和控制。利用視圖切換按鈕可以快速在不同視圖間切換。,Rhino的操作技巧,技巧4、建模輔助工具的應用,,在視圖切換面板下方，是建模輔助工具面板，其功能類似于CAD的建模輔助功能。包括捕捉點的設置、正交模式的切換等。建模輔助工具的靈活運用有助于提高建模的速度和準確性。,技巧3、指令應用,,Rhino雖有數(shù)百個指令，但通常搭建一個模型用到的指令不超過30個。其命令對應的快捷鍵一般為它英文解釋的前幾個字母。比如直線-line，矩形-Rec

14、tangle，其快捷鍵分別為：li，rec。,Rhino與sketchup的配合,Rhino與sketchup在工作中各有所長，前者擅長曲線形式的建模，后者在方案展示上有其獨特的優(yōu)勢。因此在實際工作中，應能取長補短，發(fā)揮各自的特點。,但在犀牛里繪制方法則比較簡單，主要用到雙軌掃掠的命令就可以完成。,例如要搭建如右圖所示的一個旋轉坡道，在SU里如不借助插件，很難辦到。,Step1，利用彈簧線命令，設置好旋轉的圈數(shù)和半徑，繪制一條彈簧線，如

15、右圖,Step2，進入頂視圖，用offset（偏移）命令，偏移出另一條螺旋線，完成掃掠所用軌道的繪制。如下圖 。,平面視圖,三維視圖,Step3，在透視圖下，關閉建模輔助工具面板的“投影”按鈕，繪制掃掠的上下截面。,關閉投影按鈕,繪制上下截面,Step4，利用雙軌掃掠命令，分別選擇軌道和截面進行掃掠，最后選擇兩條螺旋線用擠出命令進行拉升，效果如下圖。,Rhino與sketchup的配合,截面掃掠,擠出螺旋線,Step5，將文件另存，選

16、擇.skp格式進行保存。,另存為SU格式文件,Step6，在su文件中打開，整合到繪制的模型中。,法國PIERRES VIVES大廈,舞蹈大廈,迪拜,Rhino與grasshopper,如果說犀牛只是在曲線建模方面有著獨特優(yōu)勢得話，那它可以說與SU的一個具有曲面建模功能的插件差不多。但是自從grasshopper被開發(fā)出來，并且基于犀牛平臺得到應用后，已迅速成為當前最為主流的建筑參數(shù)化設計平臺之一。,我們知道，無論是SU,還是Rhino

17、建模，一旦模型建成，若想修改，是一件很費力的事情，有時候甚至需要重新畫過。,比如我們按實際的踏步寬度、踏步高度、樓層高度、梯段寬度等搭建好了一樓梯模型?？墒怯捎诜桨刚{整，樓層高度發(fā)生變化，那么我們只能重新繪制一次模型了,參數(shù)化概念的引入使得模型被賦予了數(shù)據(jù)信息，利用一定的邏輯運算，就可以通過一系列運算器來達到控制模型的目的。,如上圖所示，當樓層高度由3000變?yōu)?200時，只需將相應控制參數(shù)化進行修改即可迅速完成模型修改。,1、可調性,

18、Rhino與grasshopper,以此類推，小到許多常用的建筑構件,如百葉、幕墻、欄桿等。,這些小構件都可以用如上圖所示的一系列運算器來創(chuàng)建，從而達到控制和調整形體的目的。,值得注意的是，每一個完成后的模型數(shù)據(jù)，還可以以文件的形式保存下來。當在項目中需要類似構件的時候輕松調用，從而提高模型質量和建模速度。,數(shù)據(jù)的保存,,2、復雜性,參數(shù)化概念的引入使得設計者可以深入到更加復雜的形體領域，不同參數(shù)的執(zhí)行，充分發(fā)揮了計算機的運算優(yōu)勢，從而

19、產生了迥異與傳統(tǒng)形態(tài)的復雜圖形效果。,數(shù)據(jù)干擾形成的韻律漸變,基于數(shù)學原理繪制的泰森多邊形形體,Rhino與grasshopper,下面通過一個小案例來詳解grasshopper的工作原理。,STEP1 繪制如圖所示30*14的方格網(wǎng),,STEP2 利用面積公式求出每個方格網(wǎng)的中心點,,Rhino與grasshopper,STEP3 在犀牛里繪制一條干擾曲線，并且賦予到grasshopper的曲線工具里，如下圖所示。,,STEP4 利用

20、分支工具（dispatch）將離曲線最近的中心點選取出來分為一組。,,,,Rhino與grasshopper,STEP5 同理，再將剩下的面積中心點分為兩組，分組依據(jù)是，一組點的距離遠大于曲線，一組介于二者之間。,,STEP6 將分好的組，用不同的長寬尺寸繪制密度不同的網(wǎng)格。,,,Rhino與grasshopper,STEP7 最后，將繪制好的形體烘焙到犀牛中，并且在犀牛軟件內，用曲面流動工具，將繪制好的網(wǎng)格形狀，流動到曲面上，完成

21、案例。,,,曲面流動工具,,Bake(烘焙)工具,Rhino與grasshopper,STEP8 在犀牛內，用其自帶的渲染軟件，進行渲染測試。,Rhino與grasshopper,這里，初步介紹了grasshopper的繪圖原理，值得強調的一點是，改變grasshopper電池組內的參數(shù)控制按鈕，和干擾曲線的位置，可以很方便的改變圖形形態(tài)特征，體現(xiàn)了參數(shù)化設計的便利性。,干擾形式1,干擾形式2,干擾形式3,不同網(wǎng)格密度,revit 簡

22、介,REVIT作為一款BIM軟件,在建模觀念上相對于前面提到的傳統(tǒng)建模軟件有許多改變。作為建筑信息模型主流繪圖工具之一，其建模過程就是一個給建筑構建賦予相關信息的過程，包括材質、結構、尺度、造價等。,2014/12/1,1、參數(shù)化：構件（亦稱族）是在Revit中設計使用的所有建筑構件的基礎。它們提供了一個開放的圖形式系統(tǒng)，讓您能夠自由地構思設計、創(chuàng)建外型，并以逐步細化的方式來表達設計意圖。并且可以使用參數(shù)化構件創(chuàng)建最復雜的組件（例如細木

23、家具和設備），以及最基礎的建筑構件（例如墻和柱）。,revit的優(yōu)勢：,2、協(xié)同性：工作共享特性可使整個項目團隊獲得參數(shù)化建筑建模環(huán)境的強大性能。所有用戶都可以共享同一建筑信息模型，并將他們的工作保存到一個中央文件中。使得相同專業(yè)間、乃至不同專業(yè)間，出現(xiàn)由于圖紙更新不及時導致重復繪制和紕漏的可能大大降低。,revit 簡介,2014/12/1,3、準確性：由于revit基于BIM的原理進行模型搭建，具有雙向關聯(lián)的特性，避免了由于疏忽、大

24、意等人為因素導致的錯誤發(fā)生，因此能夠幫助建筑師減少這方面的錯誤和浪費，以此節(jié)省繪圖時間提高利潤和客戶滿意度，進而創(chuàng)建可持續(xù)性更高的精確設計。比如平面門窗的尺度出現(xiàn)調整，與之相關的立面、剖面、大樣等圖紙隨之進行關聯(lián)調整。,4、模型查看直觀性：revit中提供了模型的多種顯示模式，便于在模型搭建過程中，隨時查看，便于及時調整模型，查漏補缺。,所見即所得,,revit 簡介,2014/12/1,此外revit還具有明細表功能，沖突碰撞檢查，材

25、料算量等，明顯改變了傳統(tǒng)建筑行業(yè)的工作模式，有望帶來建筑行業(yè)一次里程碑式的革新。,revit 工作原理,2014/12/1,下面通過一個小案例來簡單介紹一下revit的工作原理,1、繪制標高，確定軸網(wǎng)。,2、繪制墻體。,3、插入門窗。,revit 工作原理,2014/12/1,4、繪制樓梯，植入家具。,6、繪制景觀小品，插入綠化植物。,7、簡單渲染，觀看模型效果。,5、同理，繪制其它樓層。完善細節(jié),revit 工作原理,2014/12/

26、1,4、繪制樓梯，植入家具。,6、繪制景觀小品，插入綠化植物。,7、簡單渲染，觀看模型效果。,5、同理，繪制其它樓層。完善細節(jié),revit 工作原理,8、進行平面填色，完善明細表、門窗大樣等。,一層平面,二層平面,revit 工作原理,最終排版效果,revit 展望,雖然目前國內revit的使用并未普及，但是BIM設計理念已經得到越來越多的設計師的認可。其發(fā)展趨勢隨著計算機硬件的提高，以及政府的推動，已經非常明朗。作為一名設計師，掌握好