AG九游会官网为解决模型的问题,构建统一的工程信息模型是一个有效的方法,建筑结构设计的信息包含了工程的物理模型、模型的边界的条件、模型管理等很多方面的信息,物理模型包括了构件信息、截面信息、节点情况以及很多截面信息等,管理信息主要有不同构件的的关系以及模型与模型之间的关系等。建筑工程信息的管理性和一致性都比较好,相对而言可以更好的建立工程数据源,实现不同构件之间信息的共享,实现模型的全局共享,对建筑结构设计的模型自动转化的实现具有十分重要的意义。图1为建筑就该信息转化的基本流程,建筑结构设计包括结构设计以及施工图设计等,实现建筑结构模型的转化基本流程是:首先要提前结构设计信息,构件建筑结构设计的一些基本模型;然后对已经分析好的模型通过接口导出,对结构模型提取、分析、计算;接着将分析好模型通过接口导入结构设计构件模型,实现施工图设计;最后对设计好的结构模型进行工程量的计算,从经济学角度控制工程造价。通过件PKPM和CAD之间的转化解释模型转化的程序,当今结构设计中,软件PKPM应用较为广泛,其作为一个国产软件,相对国际上的软件易学而起比较好上手,但CAD和PKPM能够实现转换一直是工程师关系的问题,首先打开PKPM,选中AutoCAD平面图向建筑模型转化,导入的内容有轴网、梁、柱、剪力墙以及各种尺寸和标注,而要进行转化的则有梁、柱、剪力墙以及轴网,进入建筑模型与荷载输入,对各种模型进行修改。
在建筑工程中二维图形应用较多,设计人员主要进行结构图和施工图的设计,采用图元识别方法获取建筑轴网及定位墙、柱等,采用IFC文件导出,基于结构的设计模型和孔壁的实体的对结构墙体进行描述。材料相关和实体相关能够建造墙体定义的多材料模型,基于识别材料实体实现本构模型的建立,除了实体墙如此建立之外,结构也可以用这种方法定义。
结构设计完成之后就要进行结构分析,国际上常用的结构析软件结构一般采用的都是公开数据的模型格式,这样方法将国产简化了很多,但这种转化的前提是基于不同分析软件之间,而不是实现设计模型到分析模型的转化。为此,需要遍历结构设计模型,利用软件导出结构构件信息写入模型文件;然后定义模型的约束条件以及荷载的情况;然后把设计结果导出到数据库;最后将构件配筋信息及其结构构件建立相对比较完整结构施工图的设计模型。
为工程算量模型由施工图设计形成结构施工图设计模式,包括工程模型中的所有计算的信息量算工程量直接的数据源的模式,国内计数的当前应用的三维图形软件的数量尚未实现,现在的国际金融公司(IFC)等国际标准进行数据交换的支持,实现模型数据转换功能只能通过开发了一个专用接口。基于更广泛的取样的国内应用广联达钢筋软件,XML映射模型的结构模型的方式进入施工图设计的工程计算该模型的量来实现的。元语言定义了XML语言提供的XML模式的机制,可以通过文档类型定义有两种方法来定义和模型模板用于XML模式定义。可以以替代方式的文档类型定义文件的方式相比,由于元语言的具有XML文档法律的一致性、可扩展性、灵活的出来数据等优点,所以利用现替代文档类型方式定义XML文档类型的模型模板。
当地下水得到开发以及控制以后,要遏制地面沉降的问题变的越来越严重,其建设已经引起了相应地面沉降问题的出现。而根据实际研究我们知道,相应的城市建筑已经严重的影响了其总的占地面积。为了让实际社会效益、经济效益以及环境效益的相互协调,其建筑的实际容积率必须控制在一定的范围以内。所以,本文就针对流变理论的高层密集建筑群最佳建筑容积率做了简要分析。
密集的高层建筑是实际沉降模型中要将相应的软土工程视为地质背景,其地层主要是通过粉性土以及黏性土所组成的,拥有分层的分布模式。
其中Ge是相应的剪切模量。K e是体弹簧的实际剪切量。G ve实际体弹簧的相应剪切模量,K ve是相应体弹簧的实际模量。从西原模型中我们要充分考虑到其黏弹与弹性的相应力学特征,比较使用在比较广阔的范围内,实际理论比较成熟。而本文主要利用了比较简单的函数来进行替代。依据相应的三维状态进行西原模型的改进表达方式是:
而,依据上面的表达式我们知道其改进的实际应力表达式,采用相应的对象语言标准与编写的限差分本构成作为程序代码,经过UDM的相应接口将实际程序直接嵌入到FLAC中。
(1)相关边界条件――在模型的底面与侧面是实际位移的边界,其侧面已经限制了实际水平的移动。底部的边界比较固定,同时限制了垂直移动与水平性移动。而模型的上面是地面,直接取为自由性边界。
(2)有关模型的初始应力场――垂直性地压是上覆盖层的主要重度,其水平性地压为垂直地压与侧压力系数的积,同时静压力中主要采用了水土的耦合计算方式。
(3)桩筏的主要基础模拟――在相应的程序中,主要采用的是单元模拟筏板与桩的模式。
在模型中,其建筑物的相应布置方式主要采用的是平行式住宅模式,其桩筏布置尺寸大概相同,实际间距为20米左右。桩基础的相应尺寸明显满足于竖向承载力。也就是说,筏板的实际尺寸就是对相应的沉降量进行直接影响,其与地面沉降的相应影响范围有着直接的关系,也就是依据相应的计算要求来对筏板尺寸进行选择。
在整个沉降的模型中,建筑物的模型与地层占地面积在一定范围内,其相应的容积率要比实际建筑面积有很大的关系。而建筑面积对建筑基础的影响不仅表现在附加应力上,而是要以增重建模的方式来进行体现。在相应的建筑物中其楼层数有多种形式,比如:18、24、32层等,而最小建筑的实际容积率为0.08、0.11以及0.14。
采用以上的参数进行建筑容积率的快速模拟。对建筑层数的改变不管是对实际刨面的沉降量还是对密集建筑群的实际影响都有着十分明显的变化。而从相应的地质方面来说,就要大量减小对密集群体的实际盈利叠加效应,要以比价有效的方式来控制相应的沉降量。此时,就要让相应的密集建筑群体来充分满足造成地面沉降的实际影响范围,而在实际建筑容积率的相应影响中起到了一定的作用。
所以,对最佳建筑容积率的实际确定对城市有着非常重要的保护型作用。从实际的模拟结果中我们知道:和那些单栋的主要建筑物相对比,在桩筏的相关基础上桩的力学性质会受到其他建筑物的实际影响,各桩之间所产生的差异已经严重的造成了桩侧与应力的实际叠加效应之间的差异。
为了描述在不同的建筑层数下其密集建筑队实际沉降模型的实际沉降规律,要选用多个点与面来进行建筑层数的特征性变化讨论。其中,其所选的点可以为不同的中心点,从而得出相应的沉降时间变化曲线。
我们知道:A点与B点的实际沉降量多是随着相应实际的不断增加来不断扩大,当过了大约有9年的时间其A点的实际沉降量才趋于稳定性。而在11年的年末B点才慢慢稳定。其次,A和B这两点中的三条曲线其发展趋势是一致的,同时沉降也比价缓慢、沉降的时间比较稳定并进行加速沉降是相同的。
首先,在桩筏的实际基础中其桩侧与桩身的实际阻力必须要跟随层数的增加来不断增加,其桩侧阻力与相应的桩身轴力的不断增加直接导致了其桩筏的实际沉降量增加。而和单栋的建筑物进行对比,其各个桩位的力学均已经受到了一定建筑性影响,实际位置差异已经严重造成了桩身的叠加效应与侧摩阻力的相应差异。其次,随着建筑层数的不断增加其密度也有诸多影响,其中最大的沉降就是建筑的本身。在密集建筑的实际影响均随着相应建筑层数的不断增加而随之变大。第三,在实际控制地面沉降量的前提下,要以0.5毫米视为实际沉降差界来估算在密集建筑群体中的范围影响,同时并得到最好的容积率范围是0.7到1.2。
总之,在不同的容积率条件下其桩筏基础在实际受力变化上具有一定的沉降规律,从实际的模拟结果中我们知道:和那些单栋的主要建筑物相对比,在桩筏的相关基础上桩的力学性质会受到其他建筑物的实际影响,为了让实际社会效益、经济效益以及环境效益的相互协调,其建筑的实际容积率必须控制在一定的范围以内。所以,本文就针对流变理论的高层密集建筑群最佳建筑容积率做了简要分析。希望通过本文的研究可以给相关的技术人员提供参考,同时,也希望我国的高层建筑发展的更快、更好。
[1]宋寿鹏,唐益群.基于流变理论的高层密集建筑群最佳建筑容积率[J].中南大学学报(自然科学版),2012,06:2349-2356.
[2]唐益群,宋寿鹏,陈斌,王建秀,杨坪.不同建筑容积率下密集建筑群区地面沉降规律研究[J].岩石力学与工程学报,2010,S1:3425-3431.
随着人们生活水平的提高,对住房条件也有了很大要求。土地的有限使高层建筑的建设得以发展。普通的建筑的建筑结构以框架结构、剪力墙、异形柱等为主,因不同的设计单位所应用的理论也不统一。通过在国内和国外学习得知的现状,土木工程建设建筑结构力学性能的理论依据的基础上建设建筑物的结构进行了讨论。
国内外建筑结构受力性能研究结果是不明确的。在国内和国外多数通过应用负载性能的建筑结构施工,主要有矩阵叠代法、总体刚度矩阵一次形成分层加载法、修正分层法和平面简化手算法等方法来进行逐层加载的建筑结构受力研究。但是这些方法更重于理论分析,实施中必然会出现一系列不可避免的问题。
利用ANSYS有限元模型来模拟建立有限元模型,利用TBSA有限元模型来模拟建立有限元模型,利用SAP2000有限元模型来模拟建立有限元模型,通过三种方法的力量,可以在建筑建设中进行受力理论分析。但通过仿真模拟施工过程的研究方法极易受到以人为因素为主的影响。AlphaSAP2000的有限元模型,通过逐层加载的建筑结构方法的机械性能,对模拟施工过程进行初步研究。
构建建筑结构有限元模型,首先需要建立建筑结构的基本单元,包括梁、柱的空间杆单元,楼顶、屋盖的板单元,剪力墙的壳单元。空间杆单元的设计时,考虑每个结点位移的自由度,主惯性距、剪切影响系数、有效抗剪面积、扭转惯性距等参数。板单元的模拟采用弹性薄板理论,对板单元的弯曲问题采用忽略板单元厚度方向的正应力,板内各点对中面无位移,板单元中面法线在形变发生后不变的处理方法简化板单元的受力分析,只考虑节点处的节点力、应变力、内力矩阵、物理矩阵和材料常数。对于壳单元,采用平板壳单元的分析模式进行设计。完成基本单元的设计后,按某地一教学楼案例,组建一个抗震强度为8级的现浇混凝土框架——剪力墙结构模拟仿真模型,计算模型采用强柱弱梁结构。建筑物共计4层、无水箱和机房,底层层高为3.75 m,其他层层高为3.6 m.楼板厚度180 mm,剪力墙厚度250 mm,采用C30混凝土,框架梁上线 kN/m,混凝土自重25 kN/m3,教室楼面荷载2kN/m2,卫生间、楼梯、走廊楼面载荷2.5 kN/m2。
式中,Iy、Iz为对y和z轴的主惯性矩;、是对y和轴方向的剪切影响系数;Ay、Az是杆截面沿y和轴方向的有效抗剪面积;Jk是x轴的扭转惯性矩
通过模拟施工过程有限元模型加载结果可知,在建筑施工中建筑结构的边跨梁、柱已经开始受到各个应力的作用,整个建筑结构的弯矩呈现为中间小,两边大的趋势;中梁、柱受到的主要为自身及上部建筑结构的重力。由此表明,在建筑的施工中建筑结构所受到的各项应力会对建筑的整体结构性能产生一定的影响。建筑中通常要考虑到转换层问题,但由于转换层数量的增多,给建筑结构的受力增加了更重的负担。对于施工阶段对建筑结构的受力、形变以及影响后期使用性能的分析及研究的资料目前来说还相对较少。加强施工阶段的建筑结构受力性能研究,有利于使建筑结构设计更加合理,有利于整个建筑工程的安全稳定可靠,有利于不断完善创新建筑设计的理论基础。总之,加强施工阶段建筑结构受力性能的分析及研究是十分重要的。
[1]包世华. 新编高层建筑结构设计[M]. 北京:清华大学出版社,2001.
[4]方东平,耿川东,祝宏毅,等. 施工期钢筋混凝土结构的安全分析与安全指标[ J ]. 土木工程学报,2002,35(2):1-7,19.
随着BIM(建筑信息模型)技术在建筑建模中的快速发展,基于BIM技术的软件也层出不穷,在此以 BIM技术为基础的Autodesk Revit系列软件平台展开讨论,本软件是面向建筑各个方向的工程师建立完整的建筑模型而开发的,是为建筑设计、结构设计、分析和文档编辑等提供专门定制的工具。在创建建筑信息结构模型的入门阶段,首先要了解此软件中项目、概念体量和族之间的关系,了解了这些我们才能做出完整的建筑信息模型,本文就这三个之间的关系展开讨论。
在Revit这个软件平台当中,项目主要是指包含所有设计信息的总数据库――信息化的建筑模型。项目包含了建筑设计整个过程中的全部数据信息,从简单的几何模型数据到最后的施工图数据都包含在这个项目的数据库中,其中这些信息还包括建筑模型中所用到的所有建筑构件、项目视图及最后的施工图等数据信息。通过共享一个数据源,建筑模型中一处更新,与之相关的各处(平面、立面、剖面,表单等)则同步更新[1]。这样仅需跟踪一个文件就可以方便的进行项目的管理。
在Revit的族编辑平台中,此软件中的所有图元都是基于族来实现的。用户可以根据自己建模的需要建立相应的模型或详图构件,并设置不同类型的参数以满足使用变化的要求。族就类似于几何图形的一个编组,可以灵活的适应建筑师的创作要求,来创建一些满足作图要求的参数化构件。应用族创建的模型,修改项目模型中的一个构件时,其他和他相同族的构件可以自动的更新。族编辑平台提供了较为完整的建模方式,参数类型、参数赋值方式,并能通过嵌套族的使用传递相应的参数值[2]。使用族主要是创建符合本项目设计标准的常用构件,如:建筑门、窗、室内的家具、结构基础、结构柱、结构架、结构梁、结构桁架和板式楼梯等,都可以用Revit软件中的族来实现。
Revit中的体量工具是概念设计中的核心模型,在项目的概念设计阶段或设计的前期,用户往往需要从建筑的形体和大的体块关系入手,运用体块模型能够很快的分析和推敲建筑形体和空间,利用体量分析工具能快速统计楼层面积等指标,方便用户根据设计要求快速调整体量模型。其次的一个主要的功能就是:Revit体量工具提供了更加直观也更加强大的体量创建和修改工具,对不规则形体建模有了更好的支持。而且在概念设计完成后,可以将体量模型载入到项目中直接转换为楼板、墙体、幕墙和屋顶,并可以进一步深入和丰富完成初步设计和施工图设计模型[3]。概念体量主要是使用在建筑设计阶段,所以本文就体量做一个简单的介绍,不做深入的研究。
从上面的介绍可以看出族和体量都是为建立项目的建筑信息模型服务的,项目中的一些建筑构件不能满足建筑工程师做建筑模型的需要时,我们就可以用族来建立一些相应的构件来满足做建筑模型的需求。体量主要使用在我们知道建立模型的地块和高度时,可以由体量族快速的创建一个最大化建筑面积的自由形体,还可以用来建立复杂形体的建筑模型,等。在Revit这三者之间的关系可以用如图1来简单的表示。
基于以上对项目、体量和族的理解,下面以一个学习中的练习实例来详细的说明建立建筑结构模型中这三者的应用情况。
本练习实例是在Revit软件平台下建立建筑模型而实现的,其建立的基本流程图如图2所示。
图2的设计流程中基本的步骤都是在项目中完成的,但是项目的完成离不开族的支持,因为项目中需要的特殊构件必须在族中来完成,如:特殊的门、窗、注释符号等,可以在族中来完成,实现设计师设计的独特性。下面主要来研究以上流程各个阶段实现的主要步骤。
首先打开Revit软件,在此软件对话框的最左上角单击开始菜单新建项目选择要新建项目的样板文件(样板文件也可以自己建立)确定,这样一个项目文件就产生了。设计师就可以在这个项目样板中来建立建筑模型。然后就按以图2流程图中所描述的方法和要建立的模型的尺寸来设计创建标高和轴网,此操作分别如图3-图6所示。
图5是这次建模中的关键一步,绘制图元时,要根据不同的需求自己去创建不同的族来实现,如:墙的材质需要我们根据结构工程师的要求去自己定义和编辑;门、窗以及室内的装饰等都是在新建族中来创建各个独特的图元,创建好了之后再载入到项目工程中去,然后在绘制图元时直接使用。
现阶段,BIM技术的发展正处于一个技术变革的时期,对建筑业的发展也是很重要的,所以对建模技术的进一步研究也是很有现实意义的。以上是建筑建模实现的具体步骤,给我们初期建模提供了一个学习和交流的平台。当然以上步骤中各个特殊图元族的建立还是当今使用Revit软件的一个难点。这篇文章主要是介绍项目、族和体量的关系,所以就各个部分的探讨就比较少。各个部分的深入探讨还有待于以后的研究和开发。
[1] 李忠. 基于Revit Structure BIM模型实例演示――RC结构模型[C].欧特克软件中国研究院: 第二届工程建设计算机应用创新论坛,2009.
作者简介:李益群(1966-),男,湖北孝感人,高级工程师,研究方向为工程项目管理与工程经济。
随着我国城乡建筑业的发展,建筑能耗数量激增。目前,建筑能耗占全国总能耗的27.6%,已经成为制约社会和经济发展的重要因素。我国目前400多亿m2的城乡建筑中,99%为高耗能建筑;新建房屋中的95%是高耗能建筑。因此,必须大力推行住宅建筑的节能建设。节能住宅体现了“科学发展观”、“以人为本”、“和谐社会”等多重理念,符合人类社会发展要求,顺应时代潮流。
从上世纪90年代开始,发达国家相继开发了绿色节能建筑评价体系,从而指导设计,并为决策者和规划者提供依据和参考标准。但是,目前我国有关节能住宅的研究主要集中在建筑节能技术、节能政策方面,强调节能效果及意义,缺乏对节能住宅节能效果准确、全面的技术经济评价方法。因此,建立一套行之有效的节能住宅评价指标体系及评估方法,对其节能效果进行综合评价,对标准的执行情况进行有效的监督,可以极大地促进节能住宅理论和技术的进一步发展[1]。本文参照相关住宅建筑节能标准及评价技术,并借鉴国内外建筑节能评价的经验和方法,构建了住宅建筑节能效果评价指标体系,并采用模糊综合评价方法进行综合评价。
节能住宅是一个系统工程,建立评估指标体系是进行住宅节能效果评价的基础工作,其科学合理性直接影响着评估结果的准确性。住宅建筑节能效果评价受诸多因素影响,评价指标选取的原则是以尽量少的指标反映最主要的和最全面的信息,同时确保其符合完整性、可解构性、可衡量性、不重复性等原则,以提升效度。
为了全面体现国内外的最新发展趋势,参照美国绿色建筑理事会(USG-BC)的LEED评估体系[2]、英国建筑科学研究院(BRE)的BREEAM评估体系[3]、绿色奥运建筑评估体系[4]、中国生态住宅技术评估手册中的有关节能部分的指标[5]以及相关文献[6-7],同时考虑到不同地区的地理环境、自然条件和经济条件的各种差异性等特点,并征询有关专家的意见,即采用专家筛选法对评价指标进行调整,选择内涵丰富又相对直观、易于操作的评价指标,本文最终确定住宅建筑节能效果综合评价指标体系,如表1所示。
2.1 模糊综合评价方法 模糊综合评价是应用模糊变换原理和模糊向量单值化原则,考虑与评价事物相关的各个因素,对其所作的综合评价。其数学模型可分为一级模型和多级模型。利用模糊数学原理对建筑节能各影响因素进行综合评价具有很大的优势:在数据处理方面,模糊数学让模糊事物不加截割地进入数学模型,充分利用中介过渡的信息,最后在一个适当的阈值上进行分割;在客观评价方面,可以减少人为主观因素的影响,使建筑节能评定的结果更为客观、可靠。在复杂系统中,考虑的因素较多时常采取二级甚至多级综合评价方法来解决问题[8]。
2.3.2 评价指标的赋权 评价指标采用改进型的层次分析法进行赋权,根据已构建的指标体系设计指标赋权问卷,请专家对同级别指标的相互重要性做两两比较,然后集合专家意见,计算指标权重,作层次单排序和层次总排序,并检验一致性。赋权问卷采用模糊记号填写,事后再由模糊记号换算成标度值,标度值采用10/10-18/2标度。
2.3.5 模糊综合评价结果向量分析 模糊综合评价的结果是被评事物对各等级模糊子集的隶属度,它构成一个模糊向量,而不是一个点值,因而它能提供的信息比其他方法更丰富。本文采用“模糊向量单值化”的方法进一步处理模糊综合评价结果向量。
如果给各等级赋以分值,然后用B中对应的隶属度将分值加权求平均就可以得到一个点值,以便比较排序。
本文采用模糊综合评价方法,基于表1所示住宅建筑节能效果评价指标体系,对某建筑节能效果进行综合评价。其中:本评价指标体系取评语集V={优秀,良好,中等,较弱,弱},且对其等级依次赋以分值C1=100,C2=80,C3=60,C4=40,C5=20,并取m=2;各指标的权重采用Delphi法得出;指标层模糊关系矩阵由五位专家对评估因素指标体系的评估详细项目进行评估而得。具体计算步骤如下:
3.2 准则层的单级模糊综合评价 以U1(建筑主体节能)为例说明。专家对准则层U1各指标层构造的模糊关系矩阵R1为:
3.3 多级模糊综合评价 集结准则层权重A及隶属关系矩阵R,可得多级模糊综合评价结果向量B=(0.377,0.346,0.162,0.058,
3.4 模糊综合评价结果向量分析 本综合评价采用模糊向量单值化的方法进行单值化,由式(5)可得:c=86.8。
4.1 建筑节能效果评价是一个涉及多因素的系统工程,参照国内外最新节能建筑评价指标研究成果,同时考虑到不同地区的地理环境、自然条件和经济条件的各种差异性等特点,并征询有关专家的意见,构建了住宅建筑节能效果综合评价指标体系。
4.2 综合层次分析法和模糊数学理论,构建了住宅建筑节能效果评价模型,从定量的角度对建筑节能效果进行了综合评价。模糊综合评价方法抓住了建筑节能效果评价的模糊特征,吸取多个专家的意见,将定性的判断转化为定量的形式,克服了定性评价的不足。算例分析表明,本文提出的综合评价模型概念清楚,含义明确,具有一定的有效性和实用性。
[1]王恩茂,刘永辉,鲍学英,刘永强.基于全寿命周期费用的节能住宅投资决策研究[J].建筑经济,2010(5):32-36.
[2]李蕾,付祥钊,刘俊跃.居住建筑节能评价体系的探讨[J].中国住宅设施,2006(7):50-51.
[3]绿色建筑论坛.绿色建筑评估[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[4]绿色奥运建筑研究课题组.绿色奥运建筑评估体系[M].北京:中国建筑工业出版社,2003:129-189.
[5]聂梅生,秦佑国,江亿等.中国生态住宅技术评估手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2003:5-58.
[6]丁力行,李越铭,包劲松.建筑节能综合评价指标体系的建立[J].建筑,2003(12):19-22.
(1.阜阳师范学院 信息工程学院,安徽 阜阳 236041;2.阜阳师范学院 生物与食品工程学院,安徽 阜阳 236037)
摘要:建筑模型是设计成果的重要展示手段,同时也是一门重要的基础课程,它是集空间结构、形体比例、材料运用、色彩搭配、展示效果于一体的综合性课程.在应用型设计人才培养模式下,重点培养学生的创新思维能力与实践动手能力,本文探讨了建筑模型制作在环境设计实践教学中的新思路,以期能够提升环境设计实践教学效果.
建筑模型是用于表达景观设计、园林设计、建筑设计、城市规划、城市设计思想的一种直观、形象的艺术语言[1].是运用方便加工且又便于展示建筑质感并能充分烘托出环境气氛的材料,严格按照方案设计图纸、设计构思,以适当的比例制成的缩样小品[2].在环境设计实践教学中,设计方案主要通过平面图、立面图、透视图来表达.但是,要让学生完整的理解地形、建筑比例及材质色彩等方面的内容,仅仅通过图纸的表达是不够的.这就需要结合模型制作,让学生既能将设计意图表达出来,同时更有效的理解方案的空间布局、形体比例、各景物之间的体量大小.
最早的建筑模型见于汉代,中国汉代的陶楼,作为一种“明器”,以土坯烧制而成,外观模仿木构楼阁,十分精美(仅仅是一种随葬品)[3].
根据记载,人类最早使用模型进行建筑设计创作记录在哈罗多特斯《达尔菲神庙模型》一书中.但是一直到十四世纪,欧洲才开始将这种创作手段运用到建筑设计中,如意大利的佛罗伦萨教堂等[4].从早期文化复兴时起,建筑模型较广泛地应用于表现建筑和城市设计构思,主要体现在以防御性为主的城堡,典型代表如15世纪的卢昴圣马可教堂、1502年雷根斯堡的斯赫恩·玛利亚教堂和约1744年维尔泽哈林根的朝圣教堂等.
目前国内外模型主要包括以分析现状、推敲设计构思、论证方案可行性的方案模型和以展示设计师的最终成果为主的展示模型两种[5].
建筑模型是通过按比例缩小实体的方式来展示设计的,建筑模型可以仔细、深入的推敲方案设计,并且进一步完善设计方案,使设计更具体.模型制作可以以直观实体的形式展示在三维空间中的效果和形象,方便人们更深入的推敲方案细节,以完善整体方案设计.模型的直观性还体现在能够完整的模拟出设计构思,能够让观众近距离的通过模型来欣赏设计、评价设计.
模型制作的时空性主要体现在能够为观众提供模拟真实方案设计的直观欣赏机会.观众在欣赏模型的过程中,能对设计的功能形态、空间结构划分、空间环境组合等关系有一个明确的认识,为人们提供了多角度、多层次分析和解决各种问题的平台.
建筑模型的表现性主要体现在真实、形象、完整等几个方面.相比于其他形式,模型的形象化特点更加明确,模型的真实性主要是它通过立体的形式表现,真实的存在于人们的视觉中,即便没有任何专业思维的观众也能够直接地进行欣赏和评价.完全不用担心由于不懂分析平面图、立面图而不敢对设计方案进行评论和建议;模型的完整性主要体现在它能完整的表现设计对象的实体空间,而区别于只能单纯表现设计一个面或几个面的二维平面表现形式.
在模型制作过程中,往往过分强调模型的表现力,却忽视了对建筑结构的理解.大部分学生制作的看似结构复杂的模型外观表现都不错,但是内部的结构基本是空白.这种华而不实的表现很难让学生全面的理解建筑空间及内部结构.
课堂理论讲授大多依靠PPT课件演示,学生对模型制作具体需要用到的材质和工具缺乏具体的认识.学生课程作业基本以临摹建筑作品为主.不利于学生创新思维的培养,不能很好的调动学生完成模型制作的积极性.
建筑主题材料大多使用ABS板和亚克力板,不能很好的体现设计风格的多样性.应该让学生多尝试不同工艺,进而做出风格多样的作品.
学生对不同材料的使用和认识不够,在模型制作过程中,对于细节不够重视.需要进一步启发学生对材料的认识,多去建材市场实地调研,结合不用的材料,让模型制作的细节更充分.
模型制作不仅起到展示最终设计成果的作用,同时也是完整展示出学生空间思维能力、方案构思能力和实践动手能力的有效手段.在环境设计实践教学过程中,各类型的模型制作应该贯穿其中,让学生的创新思维和动手能力锻炼落实到实处.
在《建筑设计初步》课程中结合模型制作,通过不同体块的组合、穿插及交错,让学生对建筑空间的尺度、比例、空间构成等方面形成直观的印象,有效的启发和锻炼其空间思维能力,初步对模型制作的基本材料、类型和方法有所了解.
《中外建筑史》课程教学大多采用PPT演示的方式,学生对理论性较强的内容学习兴趣不够浓厚.教学手段的单一,也不能有效的激发学生的学习积极性,最终的教学效果也会相应的打折扣.把模型制作和《中外建筑史》课程教学有效的结合起来,根据讲解的中外建筑风格内容,按照中外建筑风格,让学生动手制作相关模型.这样能促使学生自觉的去收集、整理相关素材和资料,并加以研究分析,充分的调动学生的学习积极性和动手热情,在教学过程中让学生掌握模型制作所需的常用材料.
《园林工程》等课程结合模型制作,可以让学生对整体的地形和地貌形成直观的认识,从整体上把握园林空间的布局,并能有效的理解较为复杂的结构,大处着眼,细节入手,养成良好的空间思维习惯.
《景观设计》、《风景区规划》等课程一般都要求学生利用电脑完成相应设计图纸及效果图并展示最终设计成果.学生在构思阶段可以结合概念模型,反复推敲设计思路,草图阶段结合设计图纸深化模型制作,可以更好的调整各部分空间布局、形体比例、深化细节等.最终方案完成后,可以结合模型充分展示其设计成果.
毕业设计作品是学生在校四年期间所学成果的一次集中展示,通过设计方案施工图、效果图展板展示、三维动画漫游场景演示和模型制作相结合的手段,让作品展示手段更加丰富.
目前,衡量模型制作最终成品效果的标准大多以模型制作是否逼真,制作工艺是否精良为准.因此,很多学生为了让自己的作品脱颖而出,不惜购买昂贵的材料及配景,却忽视了对前期设计方案的推敲和重视.针对上述这种普遍的情况,可以引入新的评价机制,评价形式由传统的单一教师打分,改为根据模型不同的制作阶段分别由学生互评、教师评价、教研室审定的多重评价.具体评价内容由之前的单一根据模型成品评价,调整为结合前期设计方案及图纸、具体制作过程、答辩等阶段性成果.最终提交的成果除了模型成品,还要提交PPT演示文档,其中PPT内容要包含设计理念及设计分析、模型制作的具体过程.在进行PPT汇报时,其他学生可以提出相关问题,进行互动交流,以衡量模型制作者是否进行系统、完整的分析.整个过程可以加强学生之间、学生与教师的互动,从而使成果评价更公平、客观、合理.
经过近年教学实践及学生就业反馈信息显示,建筑模型制作对环境设计专业创新人才培养起到了显著的作用.主要表现在:
1、学生的动手实践能力获得很大的提升,同时提高了对所学专业知识的应用能力.
2、对于学生创新思维的培养和提高起到了积极的作用.学生从方案设计到最终完成模型制作成品的整个过程,通过收集素材、选择材料和模型加工等具体环节感受到动手实践的趣味,由被动的学习转变为主动的创新,加强了师生之间的互动与交流,进一步调动了教师教学的积极性,有效的提高了学生的观察能力、动手能力、解决问题的能力,对于学生创新思维及能力的提升起到了显著效果.
3、培养了学生团队协作及快速融入工作岗位的能力.通过实践教学的应用研究,确立了多元化的实践教学模式,打破了以往传统单一的教学模式,通过分工合作,加强了学生团队合作意识,通过各项教学板块及相关内容的实施,使学生的实践能力和综合素质得到提高.
模型制作是环境设计专业中不可或缺的课程内容,将其与各类设计课程相结合能有效避免教学中单一的理论教学、教学内容枯燥乏味、与实践脱节等一系列问题.随着社会对应用型人才要求的不断提高,具备实践动手能力、创新思维能力的设计人才将脱颖而出.作为环境设计专业的教师更应结合各类设计课程,科学合理的规划好设计与制作内容,让模型制作成为学生掌握理论知识与提高实践能力的有效手段.
〔1〕孟春芳,王子夺,丁岚.环境模型制作[M].南京:江苏美术出版社,2007.8.
〔2〕郭红蕾,阳虹,师嘉,杨君.建筑模型制作[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.6.
〔3〕彭一刚.建筑空间组合论[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
市场经济的不断完善使建筑行业得到空前发展,行业规模不断扩大,构建建筑设计协同工作模型不仅有利于促进建筑企业之间的沟通交流,更能帮助企业同时从多个层次开展工作,鉴于构建建筑设计协同工作模型的重要意义,本文将重点分析模型设计问题及实践应用。
随着建筑行业的深入发展,协同工作模型已广泛应用到各个建筑设计环节,其在整体规划设计、住宅设计、商业空间设计中的应用极大地提升了建筑设计的水平和效率,成为建筑设计的重要内容。虽然协同工作模型已在建筑设计中得到大范围的推广应用,但是我国尚未形成系统而完善的模型设计理论,从而限制了协同工作模型在建筑设计领域的深入发展。
在建筑设计中,设计师为了将自己的设计理念和设计方案完整的呈现出来,往往需要通过一个完整的工作模型来实现,设计师通过这个工作模型可以更加直观的查看自己的设计内容,从而提升设计方案的三维效果,使设计师从中获得更多的设计灵感。协同工作模型可以为设计师和设计团队内部成员之间提供一个沟通交流的平台,从而提升设计效果,达到设计目的。建筑设计协同工作模型与其他工作模型相比在内容方面更加丰富,其将流程模型、虚拟模型、资源管理模型等多个模型种类集合起来,使建筑设计方案得到更加立体的呈现。通过协同工作模型,无法在二维空间上展示的建筑结构可以在模型构造的三维空间上得到展示,设计师可以以此为参考对存在的问题加以改善,使设计师更好的掌握空间关系。总之,建筑设计协同工作模型是通过一个虚拟的模型平台将整体空间关系展现出来,同时体现建筑设计的艺术效果和建筑功能。
工作模型按照不同的分类标准可以分为多种类型,按照常规的分类标准,即应用目的可以将工作模型分为设计模型和表现模型两大类。设计模型是在平面设计图及其他设计资料的基础上所制造出来的模型,主要作用是辅助设计师在整体上掌握建筑结构关系,设计模型并不会呈现出详细的建筑细节,而表现模型则恰好相反。表现模型重点呈现的是建筑细节,包括建筑的美观性和形象性,表现模型设计对制作的精准度有着严格的要求,表现模型所表达的正是完整的建筑形态和功能。
协同工作模型的设计应当严格遵循以下原则:①可持续发展原则。建筑设计虽然只占建筑周期的10%甚至更少,但是建筑设计的影响却贯穿于建筑周期的90%甚至更多时间里,因此,建筑协同设计工作模型要体现建筑全生命周期,达到提高建筑效果,节约资源和能源,降低建筑成本的目的。只有坚持可持续发展原则才能使协同工作模型得到更长久的应用。②群体决策原则。协同工作模型的重点和核心在于“协同”两字,这也是协同工作模型与其他工作模型相比的优势所在。协同工作模型应当为全员参与、群体决策提供良好的环境和工作平台,并能合理解决设计人员之间的意见分歧,化异质性为协同性。③满足客户需求。协同工作模型除需为设计师提供设计帮助外,还可以向客户展现设计方案,因此,协同工作模型所呈现出的效果要能满足客户的观看需求。此外,在受到客户的设计委托后,设计师应当能够借助协同工作模型更加便捷的完成设计任务。
在协同工作模型设计过程中应当按照构建组织模型构建过程模型构建信息平台的流程开展设计工作。①构建组织模型。构建组织模型的目的在于建立合理有序的组织结构,从而为后续工作的顺利开展奠定基础。在构建组织模型时要始终考虑市场和客户的需求,利用现有的设计资源消除组织之间的障碍,提高各部门沟通协作的效率,提高设计效果。组织模型的构建一般采用“矩阵法”,也就是将职能部门和项目管理机构按照矩阵的方式组织结合起来,结合之后的组织结构以工程项目为对象,各职能部门内部的人员能够随时抽调,由结合后的组织结构统一管理和调配,待工程项目完结后各职能部门的人员再复位或到其他的工程项目组织机构中工作。②构建过程模型。组织结构确定之后下一步就是进行过程重构模型的设计,在协同工作模型设计原则的指导下,在过程模型构建过程中应当运用过程重构的理论方法。过程重构需要依次经过建筑策划、设计问题研讨、建筑方案设计、施工图设计、施工监理等几个环节。③构建信息平台。信息平台是信息交流的媒介,一般采用视觉图形语言,补充以语言文字。为了保证信息交流的顺畅性,在构建信息平台时最重要的就是数字化建模,这也是决定协同设计成功与否的关键所在。随着信息技术的发展,目前不仅可以借助Web提供组织模型和过程重构模型的支撑环境,而且还可以借助Interanet实现信息的共享和交互。
3建筑设计协同工作模型的实践应用以某大学图书馆方案设计为例
某大学在校址扩建中拟对图书馆进行重新设计,并在图书馆方案设计中引入协同工作模型,该工作模型将方案设计的工作内容分为三个层次,第一个层次是包含在服务器内的核心文件和建筑资料,第二个层次是具体的工作分区,第三个层次是每个成员被分配得到的本机工作。在该模型的协调下,每个团队成员都有各自明确的权限和角色划分,而且在登陆工作平台时需要按照各自的角色分配和权限登陆相应的项目。设计团队成员被分为五种角色:管理员可以下发文件实现文件共享,为其他成员登陆创造便利;团队负责人负责整体协调工作;成员可拷贝共享的文件并在自己的主机上进行设计操作;批注者可以增加设计元素或要求其他成员进行修改;观察者只能在登陆后共享文件但不能进行任何操作包括修改。在登陆工程前,每个设计者都需要选定一个擅长的工作区,相互之间不能重叠,项目工作区分工方法有很多种,鉴于该校图书馆的设计要求,协同工作模型拟采用划分楼层的方法区分各个工作区,如1层的中文阅览室为工作区A,2层的外文阅览室为工作区B,3层的专业阅览室为工作区C,诸如此类。在发送文件、接收文件或修改时,各个工作区的设计者需要按照一定的规则进行,确保团队文件的实时更新,任何成员发送到服务器的修改文件不能自动更新,而且其他成员也无法修改这些文件,只能进行接收或其他操作。协同工作模型在图书馆方案设计中的应用为设计团队提供了一个更加广阔的平台,提高了设计效率和设计的精准度,保证图书馆建设项目在既定的工期内完成。
协同工作模型在某大学图书馆建设项目方案设计中的实践效果充分体现了其在建筑设计中的优势,因此,在建筑设计中应当积极提升模型设计的创新水平,为将来的建筑设计打下坚实的基础。
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