陜晉軍

（山西建筑職業(yè)技術學院 山西省晉中市 030600）

最近幾年，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，CAD 技術在其中得到了大力應用。CAD 即指計算機輔助設計技術，其是以計算機系統(tǒng)作為基礎，針對設計實施創(chuàng)建、修改、優(yōu)化等過程。該軟件在建筑工程設計中的應用，良好的處理了關于平面與空間結構相關的計算分析問題。大部分分析計算程序都設置了CAD 接口，能夠實現(xiàn)計算結果的圖形化，大大減輕了設計工作人員的工作壓力，同時提高了設計工作效率，于建筑工程而言大有裨益。

1 建筑設計中應用CAD技術的優(yōu)勢

眾所周知，建筑設計中，圖紙的設計是一項十分復雜的工作內容。實際設計過程中，需要運用多種技術手段實施圖紙的修改，并做出相應比較，之后選取出最佳的設計方案。建筑工程圖紙的設計中，需要繪制大量工程圖紙，同時在精度方面具有相對較高的要求。這種情況下，采用手工的設計方式，不但加大了設計工作人員的工作量，并且在精度及美觀性等諸多方面都難以達到實際要求。CAD正是基于工程制圖而開發(fā)出的一款軟件，不僅給設計工作人員工作的開展提供了方便，同時能夠實現(xiàn)快速、優(yōu)質的設計。該款軟件具備多方面優(yōu)勢，具體如下：

（1）在建筑施工圖紙設計中應用CAD 軟件，能夠有效提升設計工作效率。該款軟件具有強大的圖紙繪制功能，內置各種類型的繪圖工具，實際繪制建筑圖紙中可以根據(jù)具體需要選取不同功能做出修改。若是存在相似的工程設計圖紙，則設計工作人員便無需進行工程圖紙的重新設計，只需針對原本的圖紙進行簡單的變動，便可以達到預期的理想效果[1]。比如，針對建筑工程施工圖紙，只要稍加改動，便可以將其變?yōu)榻ㄖY構工程施工圖紙、電氣設備施工圖紙、水暖工程施工圖紙等，如此的設計方式同以往手工繪制的圖紙的方式相比較而言，大幅緩解了設計工作人員的壓力，同時節(jié)省了大量時間和資金，提高了設計工作的效率。

（2）應用CAD 軟件實施建筑工程圖紙的設計大大減輕了工作人員的工作強度，保證了工程圖紙更加清潔。傳統(tǒng)采用手工繪制的圖紙的方式，直尺、橡皮、鉛筆等工具都是必不可少的，但是實際設計中難免會出現(xiàn)錯誤，經(jīng)過修改之后不免會留有痕跡，工程圖紙中出現(xiàn)雜亂的情況。而采用CAD 軟件進行建筑工程圖紙的設計，并不需要使用這些工具，只需利用軟件中提供的各種功能，便能夠輕松、快速的繪制出工程施工圖紙，即便發(fā)生錯誤也無需用橡皮擦拭，只要利用其中的功能便會完成修改過程，自然也不會留下任何痕跡，保證了工程施工圖紙的干凈與整潔。

（3）應用CAD 軟件能夠更加良好地管理建筑工程施工設計圖紙。針對于建筑工程而言，需要運用大量圖紙資料，若是將所有需要用到的圖紙都進行打印，必定會占用較大空間，同時不方便人們對其的保管[2]。但是應用CAD 制圖軟件，可以利用工程施工圖紙的導出功能，這樣圖紙可以存儲在任意移動設備內，也可以刻錄成光盤，大大方便了圖紙的保管，并且具有較高的安全性。人們再想對其進行實際應用時，便可以通過多媒體進行調取，不但節(jié)省了工程圖紙的查找時間，同時有效規(guī)避工程圖紙出現(xiàn)破損、影響工程施工情況的發(fā)生。

（4）應用CAD 軟件可以提高工程施工圖紙的設計精度。關于建筑工程施工，其在精度方面也存在一定要求，有時會精確到毫米，人們之于建筑設計中細節(jié)位置的要求通常較為嚴格。雖然建筑工程具體施工過程中能夠結合工程實際情況采用降低精度的施工方式，然而針對大規(guī)模，同時結構較為復雜的建筑工程設計而言，若是不應用CAD 制圖軟件開展設計工作，便會大幅增加工作人員的工作量，而且關于三維模型的創(chuàng)建以及室內聲場分析等工作，傳統(tǒng)的手工繪圖方式無法取代CAD 軟件繪圖的。

2 建筑設計中應用CAD技術存在的不足

當前，計算機技術得到了快速發(fā)展，盡管該技術在建筑設計、施工等眾多領域中都獲取了極為普遍的應用，同時收獲了十分良好的應用效果，然而其作為一種可以給設計人員在建筑設計方面提供思路的工具而言，依然遠未達到實用化的程度。比如，關于CAD二維功能的運用，通常用于繪制建筑物平面、剖面、立面等施工圖紙或是方案圖紙。關于CAD 三維功能的運用，盡管也在立體空間圖形的設計得到相應應用，但是大部分情況下都是在方案設計完成之后對建筑物的效果圖實施繪制。所以從此點來看，關于CAD 技術在建筑設計中的應用，與其說是計算機技術對建筑設計的輔助，還不如說是計算機技術對工程施工圖紙繪制的輔助更加準確。誠然，從廣義層面針對建筑設計全過程而言，運用計算機技術實施圖紙繪制也能夠看作是建筑設計輔助中的一個組成部分，但這與CAD 軟件的設計的初衷是相背離的。導致此種狀況的發(fā)生，主要存在如下兩個方面的原因：

2.1 將圖紙繪制效率的提升作為重要工作內容的軟件開發(fā)模式

當前CAD 軟件的研發(fā)都是將圖紙繪制效率的提升作為重要工作內容，雖然CAD 軟件提供了較為豐富的圖形繪制功能，但設計人員針對設計方案進行構思較為活躍的思維活動卻無法得到支持[3]。換言之，設計工作人員若是不對建筑設計方案的全部內容，如具體圖形和實際尺寸等做出確切明了的規(guī)定，便不能應用CAD 軟件實施整個設計過程。但在這些圖形和尺寸等相關內容得到明確，并在CAD 軟件中輸入的過程中，已經(jīng)是設計工作人員針對設計方案思考之后的結果。

2.2 設計的特殊性阻礙CAD軟件的開發(fā)

建筑設計的思維活動有著本身的特點，若是把建筑設計當作是針對建筑相關問題實施求解的過程，便能夠對此過程進行分解，使其分為問題定義、求解和作答幾個組成部分。針對這幾個構成部分來講，應用計算機實施處理都存在一定難度。首先，建筑設計問題很難給出較為明確的定義。建筑設計初始時期企圖解決全部問題，并確切明了建筑設計的最終目標和條件等基本是沒有可能的。這亦是建筑設計問題被看作是很難確切進行定義的主要原因之一。實際開展建筑設計中，往往是伴隨著設計活動的實施，相應問題會漸漸變得更加清晰，同時建筑設計條件也會逐漸增加[4]。但是應用計算機技術解決相關設計問題的過程中，各項條件都務必要做到確切明了，若是無法達到，便很難繼續(xù)實施設計工作；其次，模糊求解存在一定困難。針對于建筑問題，設計工作人員在對其實施求解時，首先需要大體上分析并理解實際設計目標、設計的具體要求以及設計的實際條件等眾多方面，依據(jù)自身工作經(jīng)驗快速構建可能的草案，之后采用粗略的方式針對草案可否符合設計的實際要求作出評估。若是初步判定草案是可行的，便細致針對該方案實施更為深入的研究。相反，就會對草案進行重新構建。因為計算機針對于信息的處理方法與人類有所不同，所以像設計人員那樣以模糊的方式對設計草案進行構建是存在一定困難的，這就會給工作的實際開展制造了一定麻煩；最后，方案的綜合評估存在一定困難。針對設計問題求解的驗證就好比針對建筑方案的評估，這本身于設計工作人員而言就是較為困難的一項工作。姑且不談評價主體的多元性，僅僅對于實際的評價內容而言，就需要針對建筑方案的規(guī)劃、結構布局、功能等眾多層面實施量和質兩個方面的評估。其中所包含的美學、空間性質等諸多方面的評估，從本質上來向，當前計算機是無法做到的。加之當前計算機并不具有設計人員那樣的綜合水平和整體把控能力，應用計算機實施建筑相關問題解決方案的綜合評估是存在一定困難的。

3 建筑設計中CAD技術應用的發(fā)展方向

3.1 虛擬現(xiàn)實技術

實際進行建筑設計時，設計工作人員是從用戶的實際體驗與應用效果出發(fā)的一種空間思維過程，其中充斥著很多不可預知的因素，若是投入實際工程施工，這一過程將是不可逆轉的。實際建筑設計中運用虛擬現(xiàn)實技術，設計人員好似自身正身處于工程施工現(xiàn)場，能夠給設計人員設計可行性與正確性的檢驗提供有力支持。與此同時，也可以讓業(yè)主或是用戶進入這一虛擬環(huán)境，體驗建筑物內部結構的布局以及外界環(huán)境方面的設計，確保他們可以從中獲取更為真實關于建筑物的感受，從而給出更加理性與客觀的評價，給設計人員工作的開展提供幫助，以實現(xiàn)更加良好的設計。

3.2 智能化技術

與人類真正的思維活動相比，當前的人工智能技術依然存在著不小的差距。所以，在建筑CAD 技術中結合智能化技術，體現(xiàn)并模擬人類思維的設計模型，與創(chuàng)造性設計的實際需要相適應，必將是CAD 技術發(fā)展過程中需要重點研究的課題內容。設計通常包含兩方面工作：一個是數(shù)值的計算，包含分析和計算等，主要通過設計對象數(shù)學模型的創(chuàng)建且針對數(shù)值實施處理；另一個是符號推理，是創(chuàng)造性活動中的一種，需要依賴于思考及推理，具體包含方案的設計、評價以及決策過程等內容，該項工作通常依賴于設計對象知識模型的創(chuàng)建且對其實施處理。在具體建筑設計工作的開展中，第二種工作占據(jù)著更加重要的地位。

3.3 集成化技術

在建筑設計中采用集成化設計，通常是將網(wǎng)絡技術作為技術載體，CAD 技術作為基礎，工程施工管理作為重點，建筑項目信息的管理作為中心，實現(xiàn)建筑工程管理與設計的集成化[5]。集成化技術是關于設計數(shù)據(jù)、過程以及管理幾個方面的集成化。其具備如下幾個方面的特征：首先，建筑工程項目全部的信息資料都保存在以網(wǎng)絡環(huán)境為基礎的數(shù)據(jù)庫內，可以有效確保數(shù)據(jù)信息更加具有唯一性；其次，在數(shù)據(jù)庫中關于各種相關文件的送審追蹤是極為容易實現(xiàn)的，這樣能夠有效縮減由于各式各樣錯誤導致工程投資出現(xiàn)浪費的情況；最后，不論任何資料文件都能夠實現(xiàn)在線公開與共享，建筑工程項目各個環(huán)節(jié)的相關資料內容都是后續(xù)工作開展的基礎性保障，信息的共享可以保證各個環(huán)節(jié)無縫連接。

3.4 協(xié)同設計技術

建筑設計并不是依靠一個人的力量來完成的，其是一項群體性工作，具體可以從如下兩個層面來對協(xié)同設計思想進行理解：

3.4.1 技術方面

建筑設計中往往包含眾多專業(yè)領域，如結構、設備以及建筑等，實際設計工作的開展中需要具備這些專業(yè)知識人員共同協(xié)作，才能實現(xiàn)建筑工程的設計。實際建筑設計過程中，各個專業(yè)領域人員之間需要進行交流溝通，確保相關數(shù)據(jù)信息的實時交換，設計小組中的成員之間也可進行探討，針對設計過程中所采用的具體方法與步驟進行協(xié)調，確保建筑最終結構的設計能夠達到相關要求。

3.4.2 人員方面

建筑工程實際中牽涉開發(fā)商、施工單位、設計人員等眾多部門和人員，工程設計中不但是設計人員之間的交流，同時亦是設計人員和施工單位、開發(fā)商等各方之間的交流，所以需要做好相應的協(xié)調工作?；贑AD 技術的協(xié)同設計的關鍵是實現(xiàn)一體化設計，重視設計與其它有關過程之間的交互實施，對CAD 軟件提出了更進一步的要求，以處理好如下幾個層面的問題：首先，協(xié)同設計過程中的各式?jīng)_突問題；其次，群體成員之間重要信息的傳輸，重點是數(shù)據(jù)信息的交互；最后，設計團隊中個體之間的相互交流。

4 結束語

綜上所述，CAD 技術具有眾多優(yōu)勢，其易于操作，資料的存儲更加方便，在工程設計中起到無可取代的關鍵性作用。特別是在創(chuàng)建計算機網(wǎng)絡實施輔助設計和管理之后，不但加強了設計工作的質量，減短了設計工作的周期，同時伴隨著微型技術的發(fā)展，CAD技術逐漸從小型計算機向微型計算機轉換，確保CAD 技術在建筑設計中更加廣闊的發(fā)展空間，給企業(yè)創(chuàng)造了更多經(jīng)濟收益。