傳承民居建筑文化 鋪陳農(nóng)宅設(shè)計新途

本刊記者 劉之靈 李曉文

傳承民居建筑文化 鋪陳農(nóng)宅設(shè)計新途

本刊記者 劉之靈 李曉文

村鎮(zhèn)建設(shè)是我國現(xiàn)代化進程中的重大歷史任務(wù)。十六屆五中全會明確提出建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重大戰(zhàn)略部署,提出要按照新時代的要求,對農(nóng)村進行經(jīng)濟、政治、文化和社會等方面的建設(shè),最終實現(xiàn)把農(nóng)村建設(shè)成為經(jīng)濟繁榮、設(shè)施完善、環(huán)境優(yōu)美、文明和諧的社會主義新農(nóng)村的目標。

而我國村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計中卻存在“基層設(shè)計人員基礎(chǔ)薄弱，單位技術(shù)力量不足，計算機輔助設(shè)計水平低，有針對性的設(shè)計標準與范例設(shè)計嚴重缺乏”的突出矛盾，提升我國村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計的水平，有利于大幅提高我國村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計的效率。

為貫徹《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》和《國家國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》精神，全面提升農(nóng)村住宅發(fā)展科技創(chuàng)新能力、提高農(nóng)民生活質(zhì)量，科技部聯(lián)合建設(shè)部、國土資源部、教育部、國家標準化管理委員會、地方科技廳（委）等部門，共同啟動“十一五”國家科技支撐計劃“農(nóng)村住宅規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)標準研究”重大項目。

項目旨在以科技創(chuàng)新提高村鎮(zhèn)建設(shè)的整體水平，增強規(guī)劃的科學(xué)性，提升住宅的功能與質(zhì)量，節(jié)約有限的資源，改善農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境，引導(dǎo)農(nóng)村城鎮(zhèn)化健康發(fā)展。

2008年，作為課題負責人，北京金土木軟件技術(shù)有限公司李楚舒總裁承接了“村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計模塊化技術(shù)與軟件開發(fā)”課題。通過對不同生產(chǎn)方式和生活模式下村鎮(zhèn)居住模式和典型住宅建筑的研究，對建筑設(shè)計標準以及建筑設(shè)計自身特點的研究，通過計算機輔助設(shè)計及決策支持系統(tǒng)的研究開發(fā)，為村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計人員提供簡便、易于操作、功能強大、知識系統(tǒng)豐富的村鎮(zhèn)住宅計算機輔助建筑設(shè)計的成套技術(shù)。

為了加深對這項利國利民的項目的了解，本刊記者專程采訪了他。

用世界的語言做有品性的中國技術(shù)

北京金土木軟件技術(shù)有限公司是中國建筑標準設(shè)計研究院和中國建筑設(shè)計研究院發(fā)起成立的高科技軟件公司，是一家專門從事建筑領(lǐng)域軟件研制與開發(fā)的高科技軟件企業(yè)，目前處于全球領(lǐng)先地位，并致力于研發(fā)出更加方便，更加人性化的軟件。在市場風云的潮起潮落之間，腳踏實地，持之以恒，始終煥發(fā)著強勁的生命力。

計算機輔助建筑設(shè)計是一項有著巨大發(fā)展前途的技術(shù),它的出現(xiàn)使建筑設(shè)計這個古老的行業(yè)發(fā)生了巨大的變化。為廣大的工程技術(shù)人員和建筑師展現(xiàn)出一片新的發(fā)展前景，要求他們具有更高的技術(shù)素養(yǎng)來建造未來的建筑。今天計算機已成為一種能輔助建筑設(shè)計的有效手段，有許多問題都可以方便的解決，能使建筑師從繁雜的、重復(fù)的、非創(chuàng)造性的工作中解放出來。

2008年，作為課題負責人，李楚舒總裁承接了國家科技支撐計劃課題“村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計模塊化技術(shù)與軟件開發(fā)”項目，針對村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計技術(shù)標準和村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計自身的特點展開研究，開發(fā)相應(yīng)的計算機輔助設(shè)計及決策支持系統(tǒng)，為村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計人員提供簡便、易于操作、功能強大、知識系統(tǒng)豐富的村鎮(zhèn)住宅計算機輔助建筑設(shè)計的成套技術(shù)。不但能夠幫助設(shè)計人員進行村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計，還能夠促進他們對設(shè)計內(nèi)容的學(xué)習(xí)，加深對相關(guān)技術(shù)標準的認識。

該技術(shù)利用新型的三維圖形處理與CAD開發(fā)技術(shù)，符合國家相關(guān)規(guī)范與標準，形成一整套適用于多種風格與模式的村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計的參數(shù)化設(shè)計軟件系統(tǒng)與知識庫設(shè)計支持系統(tǒng)，形成一套完整的村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計軟件系統(tǒng)。實現(xiàn)了三維建筑設(shè)計軟件支撐系統(tǒng)平臺構(gòu)建，其他知識庫系統(tǒng)和設(shè)計系統(tǒng)均在這個系統(tǒng)支撐平臺環(huán)境之上運行。

該系統(tǒng)以現(xiàn)有比較成熟的三維設(shè)計技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)村鎮(zhèn)住宅設(shè)計的特色與標準要求，構(gòu)建包含三維模型設(shè)計、圖紙生成與排布、圖片渲染與動畫展示、工程量生成與統(tǒng)計，實現(xiàn)三維建筑設(shè)計的基本功能。同時，平臺將能夠支撐和集成本課題要求的其他知識庫系統(tǒng)和特色設(shè)計系統(tǒng)，能夠給予核心三維建筑信息模型來自如調(diào)動其他系統(tǒng)。實現(xiàn)知識系統(tǒng)、設(shè)計系統(tǒng)、所有建筑要需圖庫之間的內(nèi)部的數(shù)據(jù)和流程整合，形成完整軟件支撐平臺。

軟件還超越傳統(tǒng)CAD的以點、線、面等基本幾何信息為基礎(chǔ)的單一圖形技術(shù)，通過對參數(shù)化可編輯的建筑實體構(gòu)件按建筑設(shè)計的要求進行邏輯搭建，利用計算機分析與計算功能自動生成建筑平、立、剖面圖以及建筑相關(guān)元素的工程量統(tǒng)計，并在此基礎(chǔ)行實現(xiàn)自動、手工的圖紙排布及滿足一定深度要求的圖片渲染與動畫展示。

除模型、圖紙設(shè)計功能外，結(jié)合課題研究的其他內(nèi)容，在軟件支撐系統(tǒng)內(nèi)建立快速的資源訪問與反饋機制，從多個方面為設(shè)計人員快速、準確地完成設(shè)計提供資源參考與支持。

系統(tǒng)在調(diào)研與整理不同區(qū)域與傳統(tǒng)特色的住宅基礎(chǔ)，利用計算機技術(shù)實現(xiàn)快速設(shè)計，關(guān)鍵要解決參數(shù)驅(qū)動下的模型自動生成的相關(guān)技術(shù)，解決這些關(guān)鍵技術(shù)不僅對課題研究的村鎮(zhèn)住宅設(shè)計有重大意義，同時會給其他類型的建筑設(shè)計帶來重大的變革。

隨著建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)計算、能量分析、施工管理等領(lǐng)域三維技術(shù)應(yīng)用的日趨成熟，開放的數(shù)據(jù)接口將有助于整合行業(yè)內(nèi)其他系統(tǒng)的應(yīng)用，形成更為完整的建筑行業(yè)三維模擬應(yīng)用解決方案。同時建筑構(gòu)件的參數(shù)化也為住宅施工與構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化提供了更為準確可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

飛躍性突破 革命性意義

課題的另一個創(chuàng)新點是村鎮(zhèn)住宅建筑模塊化設(shè)計系統(tǒng)，村鎮(zhèn)住宅建筑模塊化系統(tǒng)按照村鎮(zhèn)住宅特點的相關(guān)參數(shù)設(shè)置來快速生成建筑的三維信息模型，通過三維建筑信息模型可以很方便的生成各種平面、里面、剖面施工圖紙，實現(xiàn)快速設(shè)計目的。

以課題研究的傳統(tǒng)特色與不同區(qū)域村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計指南中的典型住宅樣式為基礎(chǔ)，建立多種不同模式的村鎮(zhèn)住宅快速設(shè)計模板。沒一個不同形式都包含一個標準的初始化完整設(shè)計模板文件，設(shè)計人員可以參考并修改這個模板文件完成自己的設(shè)計。此外這個系統(tǒng)將提供給設(shè)計人員一個包含此類建筑的主要構(gòu)件的參數(shù)化輸入模板。模板參數(shù)的提出是在充分調(diào)研與整理分類基礎(chǔ)上的，它要在滿足模型自動生成的同時，體現(xiàn)出村鎮(zhèn)住宅設(shè)計的特點。

設(shè)計人員通過數(shù)日相關(guān)的設(shè)計控制參數(shù)并提交后，系統(tǒng)將自動生成主體的模型，設(shè)計人員在此基礎(chǔ)模型上擴展自己的設(shè)計。此項功能將實現(xiàn)建筑領(lǐng)域計算機輔助設(shè)計的飛躍性突破，對快速完成建筑設(shè)計具有革命性的意義。

村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計知識庫系統(tǒng)是基于相關(guān)設(shè)計規(guī)范、標準圖集、技術(shù)手冊等，采用先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)將分散化的信息進行有機整合，形成簡便易用的知識檢索、任務(wù)導(dǎo)航、設(shè)計指南及性能評估體系。村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計知識庫系統(tǒng)主要內(nèi)容包括三個方面：村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計標準知識庫系統(tǒng)；傳統(tǒng)特色村鎮(zhèn)住宅設(shè)計指南知識庫系統(tǒng)；不同地域村鎮(zhèn)住宅設(shè)計指南知識庫系統(tǒng)。

我國幅員遼闊，農(nóng)村人口相對分散，很多地區(qū)交通不便。如何將最新的實用的技術(shù)迅速普及到農(nóng)村基層的各個角落是本系統(tǒng)需要解決的問題。建筑標準設(shè)計知識庫系統(tǒng)采用云計算，云架構(gòu)的概念，很好的解決了這一問題。

他們將村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計知識庫平臺—云端，搭建在中國建筑標準設(shè)計研究院提供的服務(wù)器上，用戶只要能上網(wǎng)，就可以通過瀏覽器登錄到村鎮(zhèn)住宅模塊化集成應(yīng)用平臺上，及時分享建筑設(shè)計專家精心提煉、匯總的知識經(jīng)驗，并可以通過系統(tǒng)提供的標準設(shè)計庫選用功能輔助進行環(huán)境景觀設(shè)計。

友好的應(yīng)用界面，拉近了村鎮(zhèn)設(shè)計人員與專業(yè)的建筑是直接的距離。系統(tǒng)開發(fā)人員只需維護、更新設(shè)計平臺服務(wù)器上的軟件，所有應(yīng)用該平臺的設(shè)計人員即可獲得最新的軟件版本。

為建設(shè)社會主義新農(nóng)村貢獻力量

鳥巢

大連市國際貿(mào)易中心

在村鎮(zhèn)住宅環(huán)境模塊化設(shè)計系統(tǒng)方面，課題研究建立村鎮(zhèn)住宅環(huán)境設(shè)計元素數(shù)據(jù)庫，在統(tǒng)一的三維建筑設(shè)計系統(tǒng)中實現(xiàn)村鎮(zhèn)住宅環(huán)境設(shè)計。

村鎮(zhèn)住宅環(huán)境模塊化設(shè)計系統(tǒng)分為兩大功能部分：一是與村鎮(zhèn)住宅周圍環(huán)境因素相關(guān)的元素系統(tǒng)，即景觀部分，涉及到得類型分為庭院要素、功能型配屬和景觀配屬，這些景觀元素構(gòu)成了村鎮(zhèn)住宅周圍環(huán)境的必要因素，通過在三維系統(tǒng)中布置與推敲，可以更好地為村鎮(zhèn)住宅的環(huán)境設(shè)計服務(wù)，同時系統(tǒng)配備個傳統(tǒng)特色和各區(qū)域的村鎮(zhèn)景觀設(shè)計圖庫，可以快速選用，指導(dǎo)基層設(shè)計人員。二是，通過一個能量分析計算模塊，建立村鎮(zhèn)住宅材料能量屬性庫并引入國內(nèi)的區(qū)域坐標與氣候庫就可以快速地評估出村鎮(zhèn)住宅的能量消耗值，用于初步評估村鎮(zhèn)住宅的節(jié)能效果。

村鎮(zhèn)住宅環(huán)境模塊化設(shè)計系統(tǒng)，包括景觀設(shè)計模塊和能量評估模塊兩部分。

系統(tǒng)功能細分，除了景觀設(shè)計模塊與能量評估模塊兩個大類之外，景觀設(shè)計模塊之下還有地貌構(gòu)成元素、庭院設(shè)施、園藝設(shè)施等分類；而能量評估模塊之下我們做了村鎮(zhèn)住宅常用材料熱功數(shù)據(jù)庫和國內(nèi)各地區(qū)有代表性的市縣坐標與氣候數(shù)據(jù)庫。兩方面結(jié)合共同完成綠色環(huán)境的設(shè)計流程。

李楚舒總裁意味深長地說：“課題研究成果將改變目前參與村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計的基層設(shè)計人員基礎(chǔ)薄弱，單位技術(shù)力量不足、計算機輔助設(shè)計技術(shù)缺乏等問題，提高村鎮(zhèn)住宅建筑設(shè)計的效率與質(zhì)量，提高相關(guān)設(shè)計人員的綜合素質(zhì)，為村鎮(zhèn)居民提供更好的住宅產(chǎn)品，為建設(shè)社會主義新農(nóng)村貢獻力量。

參數(shù)化的設(shè)計模塊除了對建筑設(shè)計的幫助外，也為相關(guān)的施工及構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)提供了準確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，以此減少建設(shè)項目不同環(huán)節(jié)之間的溝通障礙，提高了整個產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率。通過課題豐富的知識庫與向?qū)降膮?shù)設(shè)計系統(tǒng)，以及各種方式的培訓(xùn)，對于提升基層設(shè)計人員的綜合設(shè)計水平，為村鎮(zhèn)住宅設(shè)計質(zhì)量的提高儲備大量的人才基礎(chǔ)具有重大的社會意義。”

我國建筑設(shè)計領(lǐng)域多年來使用的二維CAD輔助設(shè)計工具，只能將形成于設(shè)計人員頭腦中的圖紙信息通過計算機集中實現(xiàn)，對于設(shè)計生產(chǎn)的效率提升已經(jīng)不可能有實質(zhì)性的幫助。

近年來，三維的計算機輔助設(shè)計手段已經(jīng)越來越多的引入設(shè)計領(lǐng)域。但還沒有形成一套能夠既滿足目前的建筑設(shè)計圖紙要求，又能夠為設(shè)計提供向?qū)c支持的完整系統(tǒng)美因茨本課題的研究成果將填補建筑設(shè)計參數(shù)化快速設(shè)計的一項空白，它所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益將通過設(shè)計單位與人員的整體效率和質(zhì)量提升間接體現(xiàn)出來。

持續(xù)引領(lǐng)AEC行業(yè)創(chuàng)新

北京金土木軟件技術(shù)有限公司作為中國建筑標準設(shè)計研究院和中國建筑設(shè)計研究院于2003年7月發(fā)起成立的高新技術(shù)企業(yè)，地處中關(guān)村高科技園區(qū)，專注AEC領(lǐng)域軟件研發(fā)。自成立以來，金土木軟件在技術(shù)上的持續(xù)投入和市場上的穩(wěn)健發(fā)展，憑借其良好的經(jīng)濟與社會效益，于2005年6月，榮膺中關(guān)村科技園區(qū)“十小創(chuàng)新企業(yè)”稱號。2006年4月，它被北京市科學(xué)技術(shù)委員會審核認定為軟件企業(yè)。

金土木就像一塊磁石，牢牢地吸附著優(yōu)秀的行業(yè)精英。

公司總顧問結(jié)構(gòu)軟件開發(fā)資深專家劉春明、結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計資深專家張志宏博士，項目負責人、一級注冊結(jié)構(gòu)工程師李立、咨詢主管張洪偉，技術(shù)研發(fā)郝效強博士、孫雪艷、常弘、袁文平、羅偉、劉志祥、盧萍珍，項目負責人余承飛、郭大力、陳剛……金土木這片沃土，因為他們的奉獻而春意盎然，也盡可能地提供著充足的養(yǎng)份，使他們盡情怒放。

2003年，金土木軟件與國際土木工程分析與設(shè)計領(lǐng)域中的創(chuàng)新者——美國CSI公司締結(jié)戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，共同開發(fā)國際領(lǐng)先的SAP2000、ETABS等軟件的中文版本并負責中國市場的發(fā)行。2005年，與全球虛擬建筑解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者--匈牙利GraphiSoft公司締結(jié)戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，共同開發(fā)具有國際領(lǐng)先水平的ArchiCAD軟件的中文版本并負責中國市場的發(fā)行。2008年，與荷蘭PLAXIS公司攜手共同在中國市場研發(fā)推廣巖土系列分析軟件，為勘察設(shè)計行業(yè)提供國際領(lǐng)先的、更貼近工程設(shè)計要求的有限元分析解決方案。

在專注于AEC領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新、提供行業(yè)解決方案的同時，金土木軟件還承擔多項建設(shè)部、科技部重大科研項目，并在公司內(nèi)部全面推行信息化管理，積極部署CRM系統(tǒng)。

金土木多年致力于建筑行業(yè)三維設(shè)計、分析、施工等軟件的研究與應(yīng)用推廣，對于三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)有著豐富的軟件開發(fā)經(jīng)驗和項目實施積累。同時金土木公司主要承擔了IAI中國分部的具體工作，多次參與了該組織的國際性會議，對國內(nèi)外BIM相關(guān)技術(shù)有著射日的了解，并積累了豐富的國際合作資源。借助中國建筑標準設(shè)計院眾多業(yè)務(wù)板塊的綜合優(yōu)勢，公司可以為用戶提供基于BIM技術(shù)的設(shè)計、施工、節(jié)能計算、結(jié)構(gòu)分析等完整的集成解決方案及項目咨詢服務(wù)。

中國擁有世界上最大的建筑市場，最后我們衷心祝愿，金土木人能在李楚舒總裁的帶領(lǐng)下，在不懈努力下，成為卓越的AEC領(lǐng)域軟件產(chǎn)品提供商和整體解決方案服務(wù)提供商，為提高我國的建筑設(shè)計水平和增強我國在建筑領(lǐng)域的競爭能力而共同努力！