数字技术辅助建筑气候适应性设计方法初探
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摘要
建筑的生态化绿色发展是建筑发展的未来,不管是什么样的提法,都要求在设计中尊重和利用地方特质;而气候作为不可移植的地方特质在建筑设计中一直受到重视,并被不断探索。但建筑物是一个复杂系统,多种物质的、思维的、能量的因素交织影响,时间的四维作用与设计的相对静态目标是存在一定矛盾的。除了经验,建筑师需要更加理性的设计方法,从设计早期阶段开始就更好的让设计结合环境?
人类已经进入高度发达的数字信息时代,计算机辅助建筑设计(Computer Aided Architecture Design,简称CAAD)不仅极大的提升了设计领域的生产效率,数字技术的延伸还为建筑的绿色可持续发展提供了先进而科学的工具。数字技术体系提供的建筑能量分析技术带来了建筑结合气候设计的新方法,在设计的早期阶段收集利用建筑的非图像信息,辅助建筑师对设计策略的能量表现进行判断和比较。本文以数字技术辅助气候适应性设计的应用作为探讨和研究的方向,从建筑设计出发,以我国夏热冬冷地区气候地区的气候特点和对建筑的要求为对象,探讨先进的数字技术在设计早期阶段辅助建筑更有益环境的能量设计的方法。首先论文在分析了气候适应性建筑设计的发展及特征,并考虑我国夏热冬冷地区气候特点的基础上,确定数字计算在设计早期阶段辅助建筑能量设计的入手方面。然后在分析计算机辅助建筑设计的发展极其发展趋势的基础上,明确设计早期对辅助工具的要求,提出这个阶段的模拟分析的目标并不是简单的对设计的验证,更重要的应该是对不同设计策略的比较,以此来发挥其辅助建筑师进行可持续设计。再进一步对夏热冬冷地区建筑气候适应性设计的主要建筑因素进行深入的分析,通过案例阐释其方法和过程,并总结出一些可行的设计规律,当然这部分内容的重点并不是对设计策略的总结,更重要是探讨相关数字技术在设计早期阶段发挥作用的应用方法。最后以一个设计案例,通过数字技术领域最前沿的建筑信息模型(Building Information Model,简称BIM)及适用于设计早期阶段的建筑能耗分析软件的运用,对数字技术辅助气候适应性建筑设计的方法和过程进行较为详细的阐释。
Ecological development of buildings is the future of architecture. No matter what kind of reference, respecting and utilizing the local characters are both required in design seriously. Climate is the immutable character of building and is continuously explored. But the building is a complex system, a variety of elements such as physical, thinking, energy interweave together, there is contradictions between time’s 4D effect and relatively static design. Is there a better way to guide the architects to design with the nature since the early stage of building design?
The human being has stepped into the highly developed era of digital and information, Computer Aided Architecture Design (BIM) does not only improve the efficiency of design, but also extends it’s capability in the Green Building Design, providing advanced and scientific tools. Currently the dominated 2D CAAD technology can not satisfy the demand of ecological building design in the era of information, the study about new design method and new aided design tools is the tendency of new century.
This paper studied the applications of digital technology in climate adaptation building design. From the climate character of hot summer and cold winter region, it studies the more eco-friendly energy design methods in the early stage of building design. First, this paper analysis the developments and features of climate adaptation design, determine the special aspects for building in hot summer and cold winter region. Then presenting the development of computer-aided architecture design, make sure the requirements about the aided-design tool in early stage, propose that the goal of simulation is not to verify the design, the comparison of different design strategies is more important. This can help the architects to make the sustainable design in early stage. Further more, through some cases to explain the methods and processes in building design for hot summer and cold winter climate adaptation design, trying to summarize some practical design rules. Of course, this paper is not focus on summarizing the design strategies for this climate region, it’s more important to show the design process in specific element. Finally, takes a design case as an example, using the currently advanced digital technology BIM and the energy analysis software suitable for early stagy of design to explain the details of the application and process in design.
人类已经进入高度发达的数字信息时代,计算机辅助建筑设计(Computer Aided Architecture Design,简称CAAD)不仅极大的提升了设计领域的生产效率,数字技术的延伸还为建筑的绿色可持续发展提供了先进而科学的工具。数字技术体系提供的建筑能量分析技术带来了建筑结合气候设计的新方法,在设计的早期阶段收集利用建筑的非图像信息,辅助建筑师对设计策略的能量表现进行判断和比较。本文以数字技术辅助气候适应性设计的应用作为探讨和研究的方向,从建筑设计出发,以我国夏热冬冷地区气候地区的气候特点和对建筑的要求为对象,探讨先进的数字技术在设计早期阶段辅助建筑更有益环境的能量设计的方法。首先论文在分析了气候适应性建筑设计的发展及特征,并考虑我国夏热冬冷地区气候特点的基础上,确定数字计算在设计早期阶段辅助建筑能量设计的入手方面。然后在分析计算机辅助建筑设计的发展极其发展趋势的基础上,明确设计早期对辅助工具的要求,提出这个阶段的模拟分析的目标并不是简单的对设计的验证,更重要的应该是对不同设计策略的比较,以此来发挥其辅助建筑师进行可持续设计。再进一步对夏热冬冷地区建筑气候适应性设计的主要建筑因素进行深入的分析,通过案例阐释其方法和过程,并总结出一些可行的设计规律,当然这部分内容的重点并不是对设计策略的总结,更重要是探讨相关数字技术在设计早期阶段发挥作用的应用方法。最后以一个设计案例,通过数字技术领域最前沿的建筑信息模型(Building Information Model,简称BIM)及适用于设计早期阶段的建筑能耗分析软件的运用,对数字技术辅助气候适应性建筑设计的方法和过程进行较为详细的阐释。
Ecological development of buildings is the future of architecture. No matter what kind of reference, respecting and utilizing the local characters are both required in design seriously. Climate is the immutable character of building and is continuously explored. But the building is a complex system, a variety of elements such as physical, thinking, energy interweave together, there is contradictions between time’s 4D effect and relatively static design. Is there a better way to guide the architects to design with the nature since the early stage of building design?
The human being has stepped into the highly developed era of digital and information, Computer Aided Architecture Design (BIM) does not only improve the efficiency of design, but also extends it’s capability in the Green Building Design, providing advanced and scientific tools. Currently the dominated 2D CAAD technology can not satisfy the demand of ecological building design in the era of information, the study about new design method and new aided design tools is the tendency of new century.
This paper studied the applications of digital technology in climate adaptation building design. From the climate character of hot summer and cold winter region, it studies the more eco-friendly energy design methods in the early stage of building design. First, this paper analysis the developments and features of climate adaptation design, determine the special aspects for building in hot summer and cold winter region. Then presenting the development of computer-aided architecture design, make sure the requirements about the aided-design tool in early stage, propose that the goal of simulation is not to verify the design, the comparison of different design strategies is more important. This can help the architects to make the sustainable design in early stage. Further more, through some cases to explain the methods and processes in building design for hot summer and cold winter climate adaptation design, trying to summarize some practical design rules. Of course, this paper is not focus on summarizing the design strategies for this climate region, it’s more important to show the design process in specific element. Finally, takes a design case as an example, using the currently advanced digital technology BIM and the energy analysis software suitable for early stagy of design to explain the details of the application and process in design.
引文
[1]栗德祥、周榕,建筑学的千年涅槃——建筑的学科困境与自我拯救[J],建筑学报,2001,04.
[2]李保峰.仿生学的启示[J].建筑学报, 2002(9): 24-26.
[3]周铁军,周艳红,适应气候的建筑及其传统建筑技术研究[J],重庆建筑,2002,(2).
[4]陈晓扬,回应气候的地方建筑技术[J],新建筑,2006,(6).
[5]孙澄,付本臣,陈平,从数字到建筑——探数字技术推动下的建筑创作[J],新建筑,2008,(3)
[6]李丹,计算机辅助建筑设计研究[D],贵州大学,2008
[7]崔洪斌等,计算机辅助设计基础及应用[M],北京:清华大学出版社,2004
[8]郭晔.数字信息时代的建筑师——在CAAD平台上的工作方式的研究[D].南昌大学, 2007
[9]戴明.信息化进程中建筑设计的历史变迁[D].同济大学, 2005.
[10]曾旭东,赵昂.基于BIM技术的建筑节能设计应用研究[J].重庆:重庆建筑大学学报, 2006 (2).
[11]赵昂. BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探[D].重庆大学, 2006.
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[14]刘育东.建筑的涵意[M].天津:天津大学出版社, 1999.
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