軟件與建筑設(shè)計(jì)建筑學(xué)常用軟件介紹

1、2014/12/1,1,軟件與建筑設(shè)計(jì),——軟件在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展,2014/12/1,2,課題研究目的和意義,建筑設(shè)計(jì)作為一門包羅萬(wàn)象的學(xué)科，在實(shí)際工作中，主要用于解決項(xiàng)目中遇到的各種矛盾，如何將這些矛盾用形象生動(dòng)的建筑學(xué)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)，成為衡量一個(gè)建筑師乃至建筑團(tuán)隊(duì)實(shí)力的最佳評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各類設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)和應(yīng)用，給設(shè)計(jì)師表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)思和理念帶來(lái)極大便利,同時(shí)也帶來(lái)了一定的困惑。比如一部分建筑師可能對(duì)軟件過(guò)分依

2、賴從而無(wú)法培養(yǎng)對(duì)建筑空間的認(rèn)知，或者完全忽視軟件技術(shù)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(duì)軟件形成正確的認(rèn)知，在工作中能取長(zhǎng)補(bǔ)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(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)類軟件的聯(lián)系,,,常用制圖軟件簡(jiǎn)介,,軟件制圖的應(yīng)用舉例,建筑設(shè)計(jì)學(xué)科的發(fā)展過(guò)程,建筑設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)類軟件的關(guān)系,軟件的分類,軟件的發(fā)展,軟件的應(yīng)用,Rhino

3、的應(yīng)用,revit的應(yīng)用,Part 1,Part 2,Part 3,2014/12/1,4,建筑設(shè)計(jì)學(xué)科的產(chǎn)生,建筑設(shè)計(jì)/建筑施工,文藝復(fù)興時(shí)期,建筑設(shè)計(jì),建筑施工,清代后期,,,,,,防火,........,,社會(huì)進(jìn)步,科技發(fā)展,,,,防水,隔聲,節(jié)能,抗震,,符合設(shè)計(jì)三原則,,適用,堅(jiān)固,美觀,,,,傳統(tǒng)意義上的建筑設(shè)計(jì)與建筑施工并沒(méi)有明顯的區(qū)分，一棟建筑的落成，一般由同一個(gè)人或一個(gè)組織從設(shè)計(jì)到施工貫穿始終。但隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑設(shè)

4、計(jì)所包含的內(nèi)容越來(lái)越多，知識(shí)體系十分龐雜，因此建筑設(shè)計(jì)有了明顯的社會(huì)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(xué)科。,Part 1,2014/12/1,5,建筑設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)類軟件的關(guān)系,設(shè)計(jì)工作核心,處理各種矛盾的過(guò)程,內(nèi)容和形式之間的矛盾,適用、堅(jiān)固、美觀之間的矛盾,單體和群體之間的矛盾,內(nèi)部和外部之間的矛盾,各個(gè)技術(shù)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(shè)計(jì)之間的矛盾,,,,雖然建筑設(shè)

5、計(jì)包含的知識(shí)體系十分寬泛，但設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)始終是圍繞古羅馬建筑師維特魯威提出的建筑設(shè)計(jì)三原則來(lái)進(jìn)行：即堅(jiān)固、適用、美觀。簡(jiǎn)言之，建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程，就是一個(gè)處理各種矛盾的過(guò)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(shè)計(jì)軟件在建筑設(shè)計(jì)中起到的作用,表達(dá)構(gòu)思理念的設(shè)計(jì)工具,,,設(shè)計(jì)工作的全過(guò)程,搜集資料,方案設(shè)計(jì),初步設(shè)計(jì),施工圖設(shè)計(jì),,,,,圖紙,模型,制圖工具的發(fā)

6、展過(guò)程,2014/12/1,9,1、古代——直觀與寫實(shí) （主要成就：李誡《營(yíng)造法式》《清明上河圖》）,故宮藏清初抄本——《營(yíng)造法式》,清明上河圖,制圖工具的發(fā)展過(guò)程,2、我國(guó)漢代出土的建筑模型,制圖工具的發(fā)展過(guò)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(biāo)準(zhǔn)。,一點(diǎn)透視,二點(diǎn)透視,制圖工具的發(fā)展過(guò)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(jí),軟件革新,,,,2014

7、/12/1,13,常用制圖軟件簡(jiǎn)介,二維設(shè)計(jì)軟件,三維設(shè)計(jì)軟件,Auto CAD,Sketchup,Rhino,,,,渲染類軟件,Vray for SketchUp,Artlantis,自帶渲染器,,,綜合型設(shè)計(jì)軟件,Revit,,Part 2,2014/12/1,14,設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介,二維設(shè)計(jì)軟件—CAD,特點(diǎn)：1、勞動(dòng)強(qiáng)度降低,圖面清潔。2、設(shè)計(jì)工作的高效及設(shè)計(jì)成果的重復(fù)利用。3、精度提高。4、資料保管方便。,AutoCAD

8、簡(jiǎn)介：CAD全稱（Auto Computer Aided Design）最早由美國(guó)Autodesk公司于1982推出，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)?，F(xiàn)今已發(fā)展成運(yùn)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(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介,三維設(shè)計(jì)軟件—Sketchup,1、直接面向設(shè)計(jì)過(guò)程。 2、界面簡(jiǎn)潔，易學(xué)易用，降低了建模復(fù)雜性。 3、設(shè)計(jì)過(guò)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(dòng)畫。 5、準(zhǔn)確定位的陰影。,2014/12/1,16,設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介,三維設(shè)計(jì)軟件—Rhino,1、NUBRS曲線原理，利于制作曲面形體。 2、與grasshopper結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模。,2014/12/1,17,設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)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(duì)比,Vray for skethup渲染尺寸：2560*1920分辨率：150dpi抗鋸齒：高渲染用時(shí)：6min,2014/12/1,18,Artlantis渲染尺寸：2560*1920分辨率：150dpi抗鋸齒：高渲染用時(shí)：25sec!,2014/12/1,19,設(shè)計(jì)軟件的分類,綜合型設(shè)計(jì)軟件—Revit,1、平面設(shè)計(jì)與空間設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。2、保持從設(shè)計(jì)到建筑的

11、各個(gè)階段的一致性。3、團(tuán)隊(duì)協(xié)同，利于各專業(yè)設(shè)計(jì)的同步進(jìn)行。4、方案后期節(jié)省大量時(shí)間。 5、有效避免了錯(cuò)項(xiàng)、漏項(xiàng)。,2014/12/1,20,軟件的應(yīng)用舉例,Rhino的應(yīng)用舉例,Rhino的操作技巧,Rhino與grasshopper,Rhino與Skethup,,,Revit的應(yīng)用舉例,Revit的簡(jiǎn)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c(diǎn)ad，符合大多數(shù)人的操

12、作習(xí)慣，其命令多達(dá)700多個(gè)，能實(shí)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(guò)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(lái)給模型賦予材質(zhì)，方便快捷。,技巧1、圖層控制面板,技巧2、工作視窗應(yīng)用,,俯視圖,透視圖,前視圖,右視圖,,視圖切換按鈕,建模過(guò)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(xì)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(yīng)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(diǎn)的設(shè)置、正交模式的切換等。建模輔助工具的靈活運(yùn)用有助于提高建模的速度和準(zhǔn)確性。,技巧3、指令應(yīng)用,,Rhino雖有數(shù)百個(gè)指令，但通常搭建一個(gè)模型用到的指令不超過(guò)30個(gè)。其命令對(duì)應(yīng)的快捷鍵一般為它英文解釋的前幾個(gè)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(zhǎng)，前者擅長(zhǎng)曲線形式的建模，后者在方案展示上有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。因此在實(shí)際工作中，應(yīng)能取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮各自的特點(diǎn)。,但在犀牛里繪制方法則比較簡(jiǎn)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(gè)旋轉(zhuǎn)坡道，在SU里如不借助插件，很難辦到。,Step1，利用彈簧線命令，設(shè)置好旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)和半徑，繪制一條彈簧線，如

15、右圖,Step2，進(jìn)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(guān)閉建模輔助工具面板的“投影”按鈕，繪制掃掠的上下截面。,關(guān)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(jìn)行掃掠，最后選擇兩條螺旋線用擠出命令進(jìn)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(jìn)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(guó)PIERRES VIVES大廈,舞蹈大廈,迪拜,Rhino與grasshopper,如果說(shuō)犀牛只是在曲線建模方面有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)得話，那它可以說(shuō)與SU的一個(gè)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(lái)，并且基于犀牛平臺(tái)得到應(yīng)用后，已迅速成為當(dāng)前最為主流的建筑參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái)之一。,我們知道，無(wú)論是SU,還是Rhino

17、建模，一旦模型建成，若想修改，是一件很費(fèi)力的事情，有時(shí)候甚至需要重新畫過(guò)。,比如我們按實(shí)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{(diào)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(yùn)算，就可以通過(guò)一系列運(yùn)算器來(lái)達(dá)到控制模型的目的。,如上圖所示，當(dāng)樓層高度由3000變?yōu)?200時(shí)，只需將相應(yīng)控制參數(shù)化進(jìn)行修改即可迅速完成模型修改。,1、可調(diào)性,

18、Rhino與grasshopper,以此類推，小到許多常用的建筑構(gòu)件,如百葉、幕墻、欄桿等。,這些小構(gòu)件都可以用如上圖所示的一系列運(yùn)算器來(lái)創(chuàng)建，從而達(dá)到控制和調(diào)整形體的目的。,值得注意的是，每一個(gè)完成后的模型數(shù)據(jù)，還可以以文件的形式保存下來(lái)。當(dāng)在項(xiàng)目中需要類似構(gòu)件的時(shí)候輕松調(diào)用，從而提高模型質(zhì)量和建模速度。,數(shù)據(jù)的保存,,2、復(fù)雜性,參數(shù)化概念的引入使得設(shè)計(jì)者可以深入到更加復(fù)雜的形體領(lǐng)域，不同參數(shù)的執(zhí)行，充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算優(yōu)勢(shì)，從而

19、產(chǎn)生了迥異與傳統(tǒng)形態(tài)的復(fù)雜圖形效果。,數(shù)據(jù)干擾形成的韻律漸變,基于數(shù)學(xué)原理繪制的泰森多邊形形體,Rhino與grasshopper,下面通過(guò)一個(gè)小案例來(lái)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(gè)方格網(wǎng)的中心點(diǎn),,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(diǎn)選取出來(lái)分為一組。,,,,Rhino與grasshopper,STEP5 同理，再將剩下的面積中心點(diǎn)分為兩組，分組依據(jù)是，一組點(diǎn)的距離遠(yuǎn)大于曲線，一組介于二者之間。,,STEP6 將分好的組，用不同的長(zhǎng)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(nèi)，用曲面流動(dòng)工具，將繪制好的網(wǎng)格形狀，流動(dòng)到曲面上，完成

21、案例。,,,曲面流動(dòng)工具,,Bake(烘焙)工具,Rhino與grasshopper,STEP8 在犀牛內(nèi)，用其自帶的渲染軟件，進(jìn)行渲染測(cè)試。,Rhino與grasshopper,這里，初步介紹了grasshopper的繪圖原理，值得強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，改變grasshopper電池組內(nèi)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(shè)計(jì)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(jiǎn)

22、介,REVIT作為一款BIM軟件,在建模觀念上相對(duì)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(guò)程就是一個(gè)給建筑構(gòu)建賦予相關(guān)信息的過(guò)程，包括材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、尺度、造價(jià)等。,2014/12/1,1、參數(shù)化：構(gòu)件（亦稱族）是在Revit中設(shè)計(jì)使用的所有建筑構(gòu)件的基礎(chǔ)。它們提供了一個(gè)開放的圖形式系統(tǒng)，讓您能夠自由地構(gòu)思設(shè)計(jì)、創(chuàng)建外型，并以逐步細(xì)化的方式來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。并且可以使用參數(shù)化構(gòu)件創(chuàng)建最復(fù)雜的組件（例如細(xì)木

23、家具和設(shè)備），以及最基礎(chǔ)的建筑構(gòu)件（例如墻和柱）。,revit的優(yōu)勢(shì)：,2、協(xié)同性：工作共享特性可使整個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得參數(shù)化建筑建模環(huán)境的強(qiáng)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(gè)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(shí)導(dǎo)致重復(fù)繪制和紕漏的可能大大降低。,revit 簡(jiǎn)介,2014/12/1,3、準(zhǔn)確性：由于revit基于BIM的原理進(jìn)行模型搭建，具有雙向關(guān)聯(lián)的特性，避免了由于疏忽、大

24、意等人為因素導(dǎo)致的錯(cuò)誤發(fā)生，因此能夠幫助建筑師減少這方面的錯(cuò)誤和浪費(fèi)，以此節(jié)省繪圖時(shí)間提高利潤(rùn)和客戶滿意度，進(jìn)而創(chuàng)建可持續(xù)性更高的精確設(shè)計(jì)。比如平面門窗的尺度出現(xiàn)調(diào)整，與之相關(guān)的立面、剖面、大樣等圖紙隨之進(jìn)行關(guān)聯(lián)調(diào)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(guò)程中，隨時(shí)查看，便于及時(shí)調(diào)整模型，查漏補(bǔ)缺。,所見(jiàn)即所得,,revit 簡(jiǎn)介,2014/12/1,此外revit還具有明細(xì)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(lái)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(guò)一個(gè)小案例來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下revit的工作原理,1、繪制標(biāo)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(jiǎn)單渲染，觀看模型效果。,5、同理，繪制其它樓層。完善細(xì)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(jiǎn)單渲染，觀看模型效果。,5、同理，繪制其它樓層。完善細(xì)節(jié),revit 工作原理,8、進(jìn)行平面填色，完善明細(xì)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(guó)內(nèi)revit的使用并未普及，但是BIM設(shè)計(jì)理念已經(jīng)得到越來(lái)越多的設(shè)計(jì)師的認(rèn)可。其發(fā)展趨勢(shì)隨著計(jì)算機(jī)硬件的提高，以及政府的推動(dòng)，已經(jīng)非常明朗。作為一名設(shè)計(jì)師，掌握好