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CAD在設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用
現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)被大量運(yùn)用到設(shè)計(jì)施工中，為施工提供了一定的方便。下面是YJBYS小編為大家搜索整理的關(guān)于CAD在設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用，歡迎參考閱讀，希望對大家有所幫助!想了解更多相關(guān)信息請持續(xù)關(guān)注我們應(yīng)屆畢業(yè)生培訓(xùn)網(wǎng)!
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)際上就是一種利用計(jì)算機(jī)和繪圖設(shè)備來輔助處理的設(shè)計(jì)方式，簡稱CAD。是一種集仿真模擬、計(jì)算數(shù)值、色彩處理、數(shù)據(jù)庫管理、圖形學(xué)以及處理幾何模型等一體的技術(shù)，設(shè)計(jì)人員利用計(jì)算機(jī)來扶著完成信息存儲。數(shù)據(jù)計(jì)算、圖形繪制等，通過計(jì)算機(jī)合理的把平面的、抽象的、分離的設(shè)計(jì)形式變?yōu)樾蜗蟮摹⒕唧w的，可以把虛無的形態(tài)變?yōu)榫哂兄庇^色彩、形狀、材質(zhì)形態(tài)，從而為人們的計(jì)算和設(shè)計(jì)提供保證和依據(jù)，方便設(shè)計(jì)人員計(jì)算和分析不同方案，選擇最具優(yōu)勢的設(shè)計(jì)方案，可以有效地縮短周期和提高質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在一定程度上改變了建筑設(shè)計(jì)的方式，提高了建筑設(shè)計(jì)的效率，促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展。
1 現(xiàn)階段我國施工現(xiàn)狀
現(xiàn)階段，國內(nèi)在研究計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的時候，充分研究和分析了理論體系、施工試驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)際方案的方面，進(jìn)行了大量研究的工作，并且也得到了一定的效果和成績。在建筑裝飾裝修工程中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)施工已經(jīng)得到了大量的運(yùn)用，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是相對于國外發(fā)達(dá)國家來說，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)施工水平還是存在一定缺陷和不足，沒有達(dá)到相應(yīng)的水平。在國內(nèi)的某些研究方面還是具有很大的局限性，僅僅只是應(yīng)用到部分研究機(jī)構(gòu)、高校以及具有經(jīng)濟(jì)實(shí)力的大企業(yè)等。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以在一定程度上改善性能，有效解決一些比較困難的問題，從而為建筑設(shè)計(jì)過程帶來革命性的進(jìn)步和發(fā)展。
2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本情況
2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是一種依據(jù)高科技進(jìn)行攻關(guān)，利用新施工技術(shù)和綠色設(shè)計(jì)理念作為基本設(shè)計(jì)的宗旨進(jìn)行的施工方式。主要的功能結(jié)構(gòu)有計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助管理規(guī)劃、計(jì)算機(jī)輔助施工管理、計(jì)算機(jī)輔助工程文檔管理。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)主要包括硬件以及相關(guān)軟件的使用。硬件主要有存儲設(shè)備、顯示圖形終端、圖形輸入板塊、掃面議、打印機(jī)、繪圖儀以及相關(guān)外圍設(shè)備。軟件主要由支撐軟件、系統(tǒng)軟件以及應(yīng)用軟件構(gòu)成。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以在一定程度上降低設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)方案繪圖時候的重復(fù)操作，關(guān)注設(shè)計(jì)自身，減少設(shè)計(jì)周期，從而可以有效的提高質(zhì)量。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是一種綜合性、多學(xué)科的新技術(shù)主要由數(shù)值分析(分析有限元)、圖形技術(shù)(曲面、曲線以及立體造型等)、優(yōu)化技術(shù)(非線性和線性規(guī)劃)、軟件技術(shù)(數(shù)據(jù)庫和人機(jī)界面)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)際上是一種具備工程分析、幾何模型、自動繪制圖形以及運(yùn)行分析功能的方案。
2.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本現(xiàn)狀
我國長期發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)中，在2006年到2020年期間，第一次提出一種城市化與城鎮(zhèn)化共同發(fā)展的模式來推動國內(nèi)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，人們逐漸開始改變對于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中的鋼筋混混凝土建設(shè)基礎(chǔ)和建筑理念具有比較低的技術(shù)的觀念，更加注重可持續(xù)技術(shù)的發(fā)展，更多的運(yùn)用到各個領(lǐng)域，在建筑領(lǐng)域運(yùn)用的更加明顯�，F(xiàn)階段，在建筑行業(yè)建筑設(shè)計(jì)的過程中，具有很高的浪費(fèi)指數(shù)，已經(jīng)能夠達(dá)到57%，并且處于同一發(fā)展水平制造行業(yè)的浪費(fèi)指數(shù)也有26%，可以看出目前的浪費(fèi)問題已經(jīng)十分嚴(yán)重，為了可以有效地提高生產(chǎn)效率，提高科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力的步伐，是未來發(fā)展的必然趨勢，對于國家和社會的發(fā)展具有重要意義。
2.3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的未來發(fā)展趨勢
現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)得到很好的發(fā)展和應(yīng)用。例如，美國Calma公司已經(jīng)生產(chǎn)出CAM/CAD技術(shù)系統(tǒng)，可以運(yùn)用三十二位VAX計(jì)算機(jī)，具有非常先進(jìn)的工作站，也是最早提出聲音識別輸入設(shè)施和高分辨率光柵，應(yīng)用建筑設(shè)計(jì)、建筑制造以及計(jì)算機(jī)輔助方面�？梢院芎玫貙�(shí)現(xiàn)多種分析、具體設(shè)計(jì)、編制文件和繪圖，對于建設(shè)綠色化設(shè)計(jì)具有一定的影響。在未來計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)具有以下幾方面的發(fā)展趨勢。第一，不斷幫助設(shè)計(jì)人員從功能性轉(zhuǎn)變?yōu)閷傩缘姆较�，需要�?jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)具有一定的識別能力。建立一定的屬性和功能之間的關(guān)系模型，結(jié)合計(jì)算機(jī)幾何拓?fù)涔δ�，嘗試建立一定屬性子集合與功能學(xué)集合之間的關(guān)系，未來可以形成一種具有判斷和思考能力的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)。第二，逐漸發(fā)展三維立體模擬技術(shù)�，F(xiàn)階段的三維模型，具有響應(yīng)性能比較差、速度比較慢、沒有辦法處理自由面的特點(diǎn)。在未來，應(yīng)該設(shè)計(jì)和研究具有一定判斷、推理性能的三維立體模擬技術(shù)。第四，在現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，發(fā)展具有一定動態(tài)功能的技術(shù)，保證實(shí)際設(shè)計(jì)過程能夠符合動態(tài)過程，實(shí)現(xiàn)一定的動態(tài)分析，從而不斷完善設(shè)計(jì)結(jié)果，促進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，為建筑行業(yè)的發(fā)展提供有力依據(jù)和保障。
3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用與探索
3.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在建筑中運(yùn)用的特點(diǎn)
在建筑設(shè)計(jì)過程中適當(dāng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，可以在一定程度上提高建筑工程工作的效率，可以有效增加設(shè)計(jì)人員之間的交流。計(jì)算設(shè)計(jì)軟件具有準(zhǔn)確、方便、便于管理以及快捷等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)建筑施工中具有不可代替的作用，特別是使用在裝飾裝修過程中。
3.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)施工中應(yīng)用的優(yōu)勢
3.2.1 可視化
在建筑設(shè)計(jì)過程中，真正運(yùn)用可視化是具有十分重要的作用，可以把相對傳統(tǒng)的線條構(gòu)件形式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體實(shí)物圖，更加形象生動的展示出來，很多具有可視化功能的軟件是一種能夠與基本構(gòu)件之間形成一定的反饋性、互動性的可視，所以，經(jīng)過可視化分析出來的數(shù)據(jù)結(jié)果可以當(dāng)做效果圖或者報表，此外，還可以把可視化結(jié)果運(yùn)用到室內(nèi)設(shè)計(jì)、建造以及運(yùn)行過程中的決策和溝通方面，利用計(jì)算機(jī)具有的同步控制功能，可以很好的提高整體質(zhì)量，促進(jìn)設(shè)計(jì)施工可以順利完成。
3.2.2 無紙化
在建筑設(shè)計(jì)中復(fù)雜部位應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的無紙化，可以在一定程度上改變傳統(tǒng)的方式，例如通過計(jì)算機(jī)相應(yīng)的處理裝飾表面材料，可以很好的實(shí)現(xiàn)施工的無紙化，最大限度避免材料的浪費(fèi)，避免出現(xiàn)一定的錯誤，節(jié)省了工程設(shè)計(jì)的時間，也可以很好地提高工作效率，為實(shí)現(xiàn)綠色施工和綠色設(shè)計(jì)提供依據(jù)和基礎(chǔ)。
3.2.3 協(xié)調(diào)性
協(xié)調(diào)性是建筑設(shè)計(jì)過程中相對比較重要的內(nèi)容，不論是設(shè)計(jì)單位、施工單位、業(yè)主，都需要進(jìn)行一定的協(xié)調(diào)工作。如果在建筑項(xiàng)目施工過程中出現(xiàn)相應(yīng)的問題，就會組織起來開會進(jìn)行一定的協(xié)調(diào)，找到出現(xiàn)問題的原因以及提出合理的解決策略，及時的進(jìn)行補(bǔ)救，從而解決問題。建筑設(shè)計(jì)模型可以有效的對建筑前期碰撞問題進(jìn)行分析和協(xié)調(diào)，形成相應(yīng)的協(xié)調(diào)信息數(shù)據(jù)。
3.2.4 模擬性
設(shè)計(jì)的模擬性不僅僅只是模擬建筑模型，還需要能夠進(jìn)行模擬不會實(shí)際出現(xiàn)的操作事物。在建筑設(shè)計(jì)的時候，可以適當(dāng)?shù)膶κ┕ぶ行枰M的進(jìn)行相應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)。例如，緊急疏散模擬、節(jié)能模擬、模擬日照、模擬熱能傳導(dǎo)等。在施工和進(jìn)行招標(biāo)的時候可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行4D模擬，也就是說依據(jù)實(shí)際的施工需求和規(guī)范進(jìn)行合理的施工模擬，保證可以確定適合的施工方案，與此同時，還可以適當(dāng)進(jìn)行同步的5D模擬，以便于可以很好的控制成本。
3.2.5 優(yōu)化性
在建筑設(shè)計(jì)的時候，模型為其提供了一定的實(shí)際信息，主要包括物理信息、幾何信息、規(guī)則信息等，還給建筑提供了相應(yīng)的變化信息。具有較高的復(fù)雜程度，依據(jù)設(shè)計(jì)人員自身能力是沒有辦法完成掌握和了解所有數(shù)據(jù)信息的，需要相應(yīng)的設(shè)備和科學(xué)技術(shù)的輔助。目前，大部分建筑設(shè)計(jì)過程中需要的復(fù)雜程度超過自身的極限能力，相關(guān)的配套、軟件等優(yōu)化技術(shù)可以優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)工程�？梢詮囊韵聨讉�方面著手：第一，優(yōu)化項(xiàng)目方案。有機(jī)結(jié)合資金回收和項(xiàng)目設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)來總結(jié)變化設(shè)計(jì)方式對于回收資金的作用和影響，可以在一定程度上方便于確定設(shè)計(jì)方案;第二，優(yōu)化特殊的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。屋頂、幕墻、大空間以及裙樓等逐漸體現(xiàn)出更多的異型設(shè)計(jì)觀念，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，占據(jù)大量工作時間和施工投資比例，此外，這些也是在施工過程中難度比較大以及容易出現(xiàn)問題的部位，依據(jù)具體實(shí)際情況來合理優(yōu)化，不但可以有效的降低建設(shè)周期，還可以最大限度的減少施工成本，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。
3.2.6 綠色設(shè)計(jì)
目前，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的綠色施工和設(shè)計(jì)是有效節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的基本方式，也是目前的主要設(shè)計(jì)理念，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和模擬理念為其提供了良好的平臺，主要包括兩大部分，綠色設(shè)計(jì)和綠色施工以及精確建筑信息。
3.2.7 可出圖性
利用建筑的可視化、模擬性、協(xié)調(diào)、優(yōu)化等，依據(jù)具體需要合理設(shè)計(jì)圖紙主要包括：綜合結(jié)構(gòu)留洞圖、綜合管線圖、碰撞檢查錯誤報告以及相應(yīng)改建方法。
3.3 實(shí)際運(yùn)用案例
案例一：在建造上海世博會會館的時候，相應(yīng)的運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和施工，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)施工方案，以便于可以很好地實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)、綠色施工的目的。
案例二：荷蘭館就是綠色建筑設(shè)計(jì)以及節(jié)能建筑的主要方式，在建造整個會館的時候，利用3D計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來完成施工。
案例三：在工程造價角度按理說，計(jì)算機(jī)輔助綠色設(shè)計(jì)技術(shù)相應(yīng)的會高出預(yù)算5%～10%，但是在實(shí)際使用中，不僅會降低成本，還會節(jié)能降耗，對于維護(hù)生態(tài)環(huán)境具有一定作用和意義，不僅僅只是通過數(shù)字來衡量這種綠色理念。在建設(shè)上海中心的過程中，在設(shè)計(jì)多個關(guān)鍵地方的時候，基本上使用的都是三維計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，形成之后逐漸運(yùn)用到施工中，保證工程質(zhì)量。
3.4 存在的問題和不足
雖然計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已經(jīng)逐漸被運(yùn)用到眾多領(lǐng)域，例如建筑的生產(chǎn)、建筑是設(shè)計(jì)、建筑的研究等方面。并且已經(jīng)具有一定明顯的效果，但是作為一種輔助設(shè)計(jì)方式來說，沒有具有達(dá)到實(shí)用化的程度，還是會出現(xiàn)一些問題�？梢詮囊韵聨追矫娣治觯旱谝�，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不相同，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，軟件之間沒有很好的兼容性。第二，功能還不是十分完善，集成化程度相對比較低;第三，圖紙智能化還不是十分高，具有比較差的開放性;第四，現(xiàn)階段，建筑施工現(xiàn)場的管理模式和生產(chǎn)方式還不能很好的使用信息化發(fā)展。第五，這種設(shè)計(jì)技術(shù)會在一定程度上約束建筑藝術(shù)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)思想與理念，被計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)看做取代圖版的方式，不能在真正意義上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。
總而言之，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對于建筑施工具有重要意義和作用，由于具有協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、可模擬性、可視化等特點(diǎn)，逐漸成為建筑行業(yè)綠色設(shè)計(jì)和管理的重要指標(biāo)和方式，給建筑行業(yè)提供了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。隨著社會和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大量普及計(jì)算機(jī)，這也為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)發(fā)展和應(yīng)用提供了保障。因此，在建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一種必然趨勢。
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