CAD技术在建筑工程设计中的应用

2008年第15期《交通世界》101(8月上)《交通世界》CAD技术在建筑工程设计中的优点劳动强度降低，图面清洁手工绘图时工作人员常常拿着几只不同粗细的墨笔、丁字尺、三角板、曲线板等工具不停的在手里更换，而且一旦画错，修改非常费事，甚至从头来过，图面修修补补显得脏乱。CAD绘图时可以用一只鼠标做你想做的任何事情。它有统一的线型库、字体库，图面整洁统一。CAD软件所提供的UNDO功能让你不必担心画错，它可以使你返回到你画错之前的那一步。设计工作的高效及设计成果的重复利用CAD之所以高效，得益于其昀伟大的功能之一：“COPY”。对于一些相近、相似的工程设计，图纸只要简单修改一下就行了，或者直接套用，而你只需按几下键盘、鼠标。CAD软件可以将建筑施工图直接转成设备底图，使水暖、电气的设计师不会在描绘设备底图上浪费时间。而现在流行的CAD软件，大多提供丰富的分类图库、通用详图，设计师需要时可以直接调入。精度提高建筑设计的精度一般标注到毫米，结构计算的精度也不是很高，施工时的精度更低，但对于一些特型或规模大、复杂的建筑，离开CAD困难将成倍增长。CAD在日影分析、室内声场分析、灯光照度分析等方面的计算精度、速度，也是手工计算无法比拟的。CAD在建筑表现图上的优势CAD制作的建筑效果图的透视关系、光影关系、建筑材料的质感，都可真实再现，惟妙惟肖，在加上真实的树木、人、天空，几可乱真。如果加上现场环境照片融合，更有说服力。CAD制作效果图优势还在于，只要建筑的三维模型搭建完成，就可以任意指定透视角度、模型材质，快速生成多张效果图而无需从头做起，这是传统手绘效果图无法比拟的。这一切都让设计师在建筑设计上收益非浅，在向甲方推销自己的设计成果时也更有说服力。CAD技术在建筑工程设计中的缺点CAD技术对设计思想的束缚由于电脑屏幕尺寸的限制，设计师关注的往往是设计的局部，对全局的把握有一定影响，使得整个建筑物的比例、体量失控。CAD的精确性要求其每一笔都要有准确的数据，使得方案设计中需要的模糊性、随机性被扼杀，设计缺乏灵感。另一方面，CAD软件自身功能的局限性以及设计师对CAD软件掌握的熟练程度，使得建筑师好的灵感、创意不能通过CAD表达出来，建筑师的思想、思路、灵感被束缚。CAD技术扼杀建筑艺术建筑是一门融科技、艺术、文化、哲学于一体的学科。建筑既是一件商品，也是一件艺术品。有关人士认为，CAD技术的滥用会使建筑设计工作从一种艺术创作变为一种工业化生产，CAD引以为荣的复制、套用的高效率手段，使得设计过程本身就伤害了这一学科。而CAD的标准化、工业化使得建筑作品千篇一律，缺乏灵气、个性和人情味，建筑已经变为纯粹的商品。而昀有艺术气息的手绘建筑效果图，也将要被电脑效果图取代。电脑效果图虽然真实可信、快捷方便，但缺少手绘图所体现的个性，以及设计师笔下流露的特有的感觉。CAD技术在建筑工程设计中的应用特征计算机辅助设计技术的出现，使科学技术加速转化为社会生产力，CAD技术几乎在一切设计领域内掀起了一场革命。CAD技术在建筑工程设计中的应用是目前昀为活跃的一个领域，各种CAD软件的应用给设计工作带来了极大的方便。随着多媒体技术的不断发展，CAD技术将使图纸不再是设计院的主要产品介质，取而代之的是多媒体磁盘或光碟，图纸将退为辅助产品。这种崭新的表现形式将使建筑设计在使用功能、空间造型、比例尺度、交通绿化、光影色彩、材料设备乃至城市天际线等方面表现得更直观、更清晰、更具有真实感。以计算机为主体的信息载体和表现形式的变化导致了信息量的大量增加，设计的深度和直观性更强，设计师与业主和施工单位的信息交流更方便、更透彻。信息载体和表现形式的变化使信息量可随设计的需要任意增加，这是以纸为主要载体的建筑的。工程设计很难做到以强大功能、高速度和大储存量为依托的计算机多媒体技术与建筑工程设计技术有效地结合在一起，使得设计产品能更快更好地生成、编辑、制作、修改、传送和展现。设计师应用计算机键盘、鼠标、数字化仪器等，使过去几天的工作量现在几个小时便可完CAD技术在建筑工程设计中的应用文/吕世勋TRANSPOWORLD2008No.15(Aug)102HIGHWAY现代公路成，方案设计变成了简单直观的计算机操作。技术日趋成熟的计算机建筑画的出现，受到了建筑师和业主的欢迎。在丰富的工程设计专业数据库和软件支持下，多方案的比较、多因素的综合分析并非难事，更充分的创作思维、更详尽的施工设计、更全面的优化设计，都将成为可能。CAD技术的应用给建筑工程设计带来了巨大的变化，同时也使其对技术设备的依赖性更强，信息的加工、处理、储存、检索和再利用将成为建筑工程设计单位重要的经常性工作。CAD技术在建筑工程设计中的应用现状随着CAD基础理论和应用技术的不断发展，设计人员对CAD系统的功能要求也越来越高，希望能从根本上减少大量简单繁琐的工作，使他们能集中精力于那些富有创造性的高层次思维活动中。由于三维CAD系统具有可视性好、形象直观、设计效率高，以及能为CIMS工程中各个应用环节提供完整的设计、工艺、制造信息等优势，使其取代传统的纯二维CAD系统已成为历史发展的必然。但是，由于经济实力、技术水平和习惯定势等因素的影响，二维图纸不仅不会在短期内消亡，反而还会作为工程语言的载体长期存在并不断发展。据统计，目前我国机械行业的CAD应用状态基本呈三角形结构，占据三角形底部的是已得到广泛应用的、基于PC平台的二维CAD系统，如AutoDesk公司的AutoCAD系列、国内华正的CAXA电子图版、高华的GHCAD、凯思的PICAD等均拥有大量用户群。高居三角形顶端的是少量基于UNIX工作站的纯三维CAD系统，Euclid、Catia、Pro/E、SDRC/I-DEAS等高端产品主要被一些大中型企业所采用，但由于受价格、系统开放性、软件本地化特性和对用户素质要求高等因素的限制，在多数企业中并未发挥出应有的作用。CAD技术发展前景预计今后CAD技术的研究重点将集中在以下几个方面，并有望取得明显进展。CAD系统的智能化。将智能专家系统引入CAD系统中，使CAD技术应用于产品设计的整个生命周期内，使专家丰富的经验和知识服务于整个产品开发阶段，以作出合理的判断与决策。CAD系统的集成化。集成化主要表现在向CAD/CAPP/CAM一体化方向发展；将CAD设计中有关的计算算法和软件合理化；采用多处理机和并行处理方式。CAD系统的标准化。CAD系统发展很快，而各国如果采用不同的设计标准和规范，势必会影响相互之间的交流与资源共享，因而需要一个方便、简单、实用、可靠性高的国际标准。CAD系统的可视化(包括虚拟设计)。若将计算过程中产生的数据及运算结果转换为图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理，可以使枯燥的数据变为直观的图像或图形，有利于更好地发挥设计师的创造力。网络化的CAD系统。计算机的应用已经日益网络化，网络能将各自独立、分布于各处的计算机相互连接起来，从而达到资源共享、协同工作的目的。网络化的CAD系统将大大提高CAD的能力。结束语总之，CAD技术以其简单、快捷、存储方便等优点，在工程设计中发挥着不可替代的重要作用，尤其是在建立计算机网络进行辅助设计与管理后，不仅提高了设计质量，缩短了设计周期，而且随着微型计算机技术的发展，CAD系统已开始由小型计算机向微型计算机转化，使CAD技术在企业中得到了更加广泛的应用，创造了良好的经济效益和社会效益。作者单位：邢台市公路工程管理处