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CAD与建筑设计作者 曲建霖 201003107青岛理工大学 建筑学院 景观101，城市 青岛 邮编 266000摘要：现代科技孕育的计算机技术，标志着人类科学技术取得了巨大进步。它对于建筑设计的最大最直接的影响是帮助建筑师实现了梦寐以求的模拟表现能力，在建造前能形象地观察自己的设计，更容易地将建筑设计思想传达和呈现在业主和公众面前。通过查阅相关书籍以及网络资料，结合案例对CAD与建筑的关系阐述了其概念、原则、方法以及影响结果。CAD技术建筑设计中体现出来越来越重要的地位，越来越多的建筑设计者争相使用CAD，并将其越来越深入地应用到建筑设计的各个领域和环节，在给建筑设计带来诸多好处的同时，CAD也带来了一些列难以避免的不利因素。关键词：CAD，三维绘图，建筑设计中图分类号：TU238，TU204-39引言 随着计算机的迅猛发展，工程界的迫切需要，计算机辅助绘图(Computer Aided Drafting)应运而生。CAD在建筑领域的运用日渐成熟，本文对两者间的关系作出了探讨。1.CAD基本简介CAD是“计算机辅助设计”（ComputerAided Design）的缩略语。CAD是计算机技术与工程设计相结合的产物，它着重研究解决如何用计算机这一现代化的工具去辅助工程人员更好地作设计。CAD的核心技术是关于工程图形的计算机处理技术。CAD的两个阶段：计算机辅助绘图和计算机辅助设计。利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 。随着计算机的迅猛发展，工程界的迫切需要，计算机辅助绘图(Computer Aided Drafting)应运而生。早期的计算机辅助设计系统是在大型机、超级小型机上开发的，一般需要几十万甚至上百万美元，往往只有在规模很大的汽车、航空、化工、石油，电力、轮船等行业部门中应用，工程建设设计领域各单位则难以望其项背。进入80年代，微型计算机的迅速发展，使计算机辅助工程设计逐渐成为现实。计算机绘图是通过编制计算机辅助绘图软件，将图形显示在屏幕上，用户可以用光标对图形直接进行编辑和修改。由微机配上图形输入和输出设备(如键盘、鼠标、绘图仪)以及计算机绘图软件，就组成一套计算机辅助绘图系统。2.功能简介2.1系统功能(1)设计组件重用(Reuse of design components)(2)简易的设计修改和版本控制功能(Ease of design modification and versioning)(3)设计的标准组件的自动产生(Automatic generation of standard components of the design)(4)设计是否满足要求和实际规则的检验(Validation/verification of designs against specifications and design rules)(5)无需建立物理原型的设计模拟(Simulation of designs without building a physical prototype)(6)装配件(一堆零件或者其它装配件)的自动设计(7)工程文档的输出，例如制造图纸，材料明细表(Bill of Materials)(8)设计到生产设备的直接输出(9)到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出2.2基本功能表1功能描述平面绘图能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。绘图辅助工具提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。编辑图形具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。标注尺寸可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。书写文字能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性图层管理功能图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。三维绘图可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。网络功能可将图形在网络上发布，或是通过网络访问AutoCAD资源。数据交换提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。3.CAD制图原则为了提高制图效率与质量，需要遵循以下基本制图原则1：（1）应该遵循以下基本步骤：设置图幅，单位和精度，文字样式，图形绘制。在绘图时，应按照先画基准线，再画定位轴线，最后按先大后小的顺序逐个绘制。（2）为不同类型的图元对象设置不同的图层、颜色、线宽、线型和线型比例，而图元对象的颜色、线型及线宽都应由图层控制。（3）在“选项”对话框中修改常用的三项默认系统配置：绘图区背景为白色、按实际情况显示线宽、自定义右键功能。（4）对于有名对象，如试图、图层、图块、线型、文字样式、打印样式等，命名时不仅要简明，而且要遵循一定的规律，以便查找和使用。4.建筑制图的基本方法4.1使用模板文件在建筑制图中，一方面要遵循国家的相关规定和规范，比如说图纸幅面、标题栏和会签栏的规格、图线、字体和尺寸标注等，另一方面会经常使用一些样式和绘图环境的设置，例如右键功能设置、多线样式、图层设计、图形单位、精度、捕捉、栅格等。可以将这些常用的信息保存为一个模板文件，然后在其基础上进行绘图，从而节省了时间和精力。4.2利用设计中心AutoCAD设计中心提供了管理、查看和重复利用图形的强大工具，可以利用它把其他图形文件中的图层、团块、文字样式、标注样式等复制到当前图形中，从而减少每次打开一个新图要进行图层、图块、文字样式、标注样式的麻烦。4.3熟练使用修改命令对于CAD绘图工作人员来说，一幅图60%-70%是修改，只有30%-40%是作图。因此，一方面要熟练地使用修改命令来对图形进行修改，另一方面也要总结修改的快捷方法。4.5注意建立自己的素材库在设计工作中，常常会遇到一些重复的图形2，如国家和地方的标准图集，室内设计中的门窗、家具、设备、洁具和装饰物等，建筑渲染中的材质和背景等，如果这些经常使用的图形保存起来，按类组成素材库，就可以避免许多重复性的工作，提高绘图的效率和质量。5.CAD对建筑创作的影响5.1积极影响现代科技孕育的计算机技术，标志着人类科学技术取得了巨大进步。它对于建筑设计的最大最直接的影响是帮助建筑师实现了梦寐以求的模拟表现能力，在建造前能形象地观察自己的设计，更容易地将建筑设计思想传达和呈现在业主和公众面前。过去，建筑师必须像美术师那样，依靠精湛的透视图来直观地表达他们的设计，在绘图板上用二维平面图、立面图、剖面图来推敲空间的结构，或者按比例制作一个微缩模型考察设计的可能性。计算机技术使建筑师能从繁杂的重复劳动（甚至很大程度上就是单纯的绘图的体力劳动）中解放出来，可以将更多的精力投入到方案的构思和推敲上。同时，3随着AutoCAD、3dmax、Photoshop等等计算机辅助设计技术的不断完善，建筑师的创作思想也正在得到一种前所未有的洗礼。建筑师们可以在电脑上更自由更直观地“玩转”空间（特别是复杂空间），从而创造出更理想化并能最大程度反映建筑师真实思想和意图的作品，现今诸多优秀建筑作品的出现从一定程度上讲也正是得益于此。5.2消极影响建筑学专业的新生入学后，都会接受大量严格扎实的手头基本功训练，一方面是为了锻炼学生的设计表达能力，同时也可以培养学生严谨细致的工作态度，这一态度对这些未来的建筑师们是至关重要的。4而目前的实际情况是：学生一入学就开始接触计算机，从计算机的过级考试到计算机形形色色的软件的应用，从学校对计算机水平的要求到社会对毕业生计算机能力的要求，使学生沉溺于电脑之中，逐渐对严格的基本功训练失去了热情，对画法几何、阴影透视等基础课也不再用心钻研，这不能不引起我们的警示。如何处理运用电脑与培养学生作为建筑师应有的基本素质的问题已摆在我们面前，这一矛盾的解决直接影响到教学观念、教学管理、教学质量等诸多问题。同时，5有的学生也以在机房或宿舍画图为由不到教室上课，造成教学秩序的混乱，给教学管理带来种种隐患。要解决这个问题，校方应增加对电脑、绘图仪等教学硬件的投入，以保证正常的教学使用。建筑初步和美术课是培养学生审美观和训练学生表现技法与绘图能力的主要课程，加强学生基本功固然重要，但占用学时过多，不能不说是一种误导和浪费。有不少大一的学生感到建筑初步课作业量太大，学生只是在课堂上机械地完成各种作业，却对相关的基础理论知识掌握甚少。我们建议对该类课程环节中比较古老的训练技法，如线条、水墨渲染、水彩渲染等进行压缩和淘汰，同时增加徒手钢笔画的训练，进行大量的临摹和写生练习，为以后提高快速建筑表现能力打下基础。另外，少占用课内学时，注重课外训练，提高学生的兴趣，避免被动学习，提倡主动学习，这些做法都将取得较好的效果。 总之，电脑的广泛运用，给建筑创作和建筑设计教学带来了巨大冲击，有些矛盾已经显露出来了，有些正在显现，有些有待于我们去揭示。不管是高校建筑学专业的老师还是学生，都有必要客观地认识计算机辅助设计的正面和负面作用，它只能成为我们从事建筑设计所借助的手段，却不能完全替代我们的手头表达，更不能代替我们的创作思维。6.总结CAD技术建筑设计中体现出来越来越重要的地位，越来越多的建筑设计者争相使用CAD，并将其越来越深入地应用到建筑设计的各个领域和环节，在给建筑设计带来诸多好处的同时，CAD也带来了一些列难以避免的不利因素。“工欲善其事，必先利其器”，要“利器”，就要真正认识工具能够给我们什么帮助，也必须认识工具所带来的麻烦。作为一个现代建筑设计师，应该努力学习掌握CAD技术，同时清醒地规避CAD所带来的负面影响，才能真正“善其事”，真正做好建筑设计。参 考 文 献(References)：1刘瑞新,曾令宜,华顺刚. AutoCAD2007 中文版应用教程M.北京,电子工业出版社,2007.Liu rui-xin. AutoCAD2007 Chinese course application M. Beijing, publishing house of electronics industry,20072罗森菲尔德J.应用数学,2008(35):512 - 517Rosenfeld A.Fuzzy groupsJ. Math Anal Appl,2008(35):512-517.3弗洛则 J. 信息控制,2005(8):338353Zadeh L A.Fuzzy setsJ. Information Control,2005(8):338-353.4吴建刚. 电脑引发的建筑创作和建筑设计教学的改革.新建筑,2008.06Wu jian-gang. By computer architecture creation and architecture