AutoCAD对建筑设计的影响

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  [摘要]AutoCAD软件作为取代图板的绘图工具,并未实现真正的设计,只是辅助设计,它具有完善的图形绘制功能和强大的图形编辑功能,提高了设计质量,缩短了设计周期,提高了设计效率。文章通过实例阐述了AutoCAD软件的强大优势,倡导广大建筑工程设计者和图形处理者在AutoCAD软件的使用中扬长避短,共同提高设计工作的质量和效率。
  [关键词]AutoCAD 建筑设计 影响
  
  一、AutoCAD概述
  AutoCAD软件是美国 Autodesk公司1982年首次开发的产品,它将制图带入了个人计算机时代。CAD是英语“Computer Aided Design”的缩写,意思是“计算机辅助设计”。自从1982年Autodesk公司首次推出AutoCAD软件,就在不断地进行完善,已连续推出多个版本,使AutoCAD由一个功能非常有限的绘图软件发展到了现在功能强大、性能稳定、市场占有率位居世界第一的计算机绘图软件,用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。AutoCAD软件具有如下特点:(1)具有完善的图形绘制功能。(2)具有强大的图形编辑功能。(3)可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。(4)可以进行多种图形格式的转换,具有较强的数据交换能力。(5)支持多种硬件设备。(6)支持多种操作平台。(7)具有通用性、易用性,适用于各类用户。
  由于AutoCAD制图功能强大,应用面广,现已在城市规划、建筑、测绘、机械、电子、造船、汽车等多个领域得到了广泛应用,成为工程技术人员的必备工具之一。
  三、建筑设计概述
  通常所说的建筑设计,有两种含义,一种是指“建筑学”范围内的工作,它所要解决的问题包括建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排,建筑物与周围外部环境的协调配合,内部和外表的艺术效果,各个细部的构造方式,建筑与结构、建筑与各种设备等相关技术的综合协调。另一种是广义的建筑设计,指设计一个建筑物或建筑群所要做的全部工作,即指建筑物在建造之前,设计者按照建设任务,把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题,事先作好通盘的设想,拟定好解决这些问题的办法、方案,用图纸和文件表达出来,作为施工备料、施工组织和工程预决算的共同依据。不管是哪种含义的建筑设计,最终目的都是使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。这里,建筑设计指广义的。
  设计工作的全过程一般分为两个阶段,即初步设计和施工图设计阶段,对一些技术上复杂而又缺乏设计经验的工程,还应增加技术设计(或称扩大初步设计)阶段,作为协调各工种的矛盾和绘制施工图的准备。
  初步设计阶段,设计者要明确任务要求,搜集资料,调查研究,进行方案设计。设计方案确定后,需进一步解决构件的选型、布置和各工种之间的配合等技术问题,从而对方案作进一步的修改,按一定比例绘制好初步设计图,送有关部门审批。初步设计图的内容包括总平面布置图、建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图。初步设计图的表现方法和绘图原理与施工图一样,只是图样的数量和深度有较大的区别。
  施工图设计阶段,设计者主要是将已经批准的初步设计图,按照施工的要求予以具体化,内容包括整个建筑物和各个局部的具体做法,各部分确切的尺寸关系,内外装修的设计,结构方案的计算和具体内容,各种构造和用料的确定,各种设备系统的设计和计算,各技术工种之间各种矛盾的合理解决等等,为施工安装、编制施工预算、安排材料设备和非标准构配件的制作等提供完整的、正确的图纸依据。这个图纸即为施工图,它是设计者的意图和全部的设计结果的表达。一套完整的施工图,根据其专业内容或作用的不同,一般分为图纸目录、设计总说明、建筑施工图、结构施工图、建筑装修图、设备施工图。建筑施工图包括总平面图、平面图、立面图、剖面图和构造详图,结构施工图包括结构平面布置图和各构件的结构详图,建筑装修图包括平面布置、楼地面装修、天花平面、墙柱面装修、节点装修等图样,设备施工图包括给水排水、采暖通风、电气等设备的平面布置图和详图。
  不管是哪个阶段的设计,设计工作都是复杂而涉及面广的过程,设计工作的着重点常常是从宏观到微观、从整体到局部、从大处到细节、从功能体型到具体构造步步深入的,整个设计结果都是以大量的图纸表达出来的。
  三、AutoCAD对建筑设计的影响
  房屋图纸经过复杂的设计过程之后,最终要完成大量的绘图工作,而AutoCAD软件具有完善的图形绘制功能,AutoCAD对建筑设计的影响主要体现在设计绘图方面,在设计图纸的绘制和处理过程中,AutoCAD体现了强大的优势,也有不利影响。
  (一)AutoCAD对建筑设计的有利影响
  1.提高了设计效率,减轻了绘图人员的劳动强度
  设计单位在使用AutoCAD软件之前,大量的建筑施工图和结构施工图都是依靠设计人员,尤其是绘图人员用图板、丁字尺、三角板、铅笔、绘图笔等绘图工具手工绘制而成,绘图周期长,劳动强度大。AutoCAD软件的开发和应用,让广大建筑设计和绘图人员甩掉了图板,从繁重的绘图工作中解脱出来,大大减轻了设计工作量。同时,AutoCAD软件的二次开发和应用,更加缩短了设计周期,大幅度地提高了设计效率,现在广泛应用的PKPM软件和天正软件,使设计工作更快捷和方便。下面以建筑面积大约3960平方米的民用住宅的设计画图为例,来比较一下手工画图和计算机画图的效率。该住宅为砖混结构,底层为车库层,二至五层为平面布置相同的住宅,六至七层为复式楼,其中六层与五层布置相同,七层为阁楼层,共3个单元,每个单元为面积一大一小的两户,每户面积从79平方米到135平方米不等,房型有两室两厅一厨一卫、三室两厅一厨一卫、三室两厅一厨两卫、四室两厅一厨两卫四种。该住宅总建筑面积3959.97平方米,其中一至六层建筑面积605.61平方米,第七层即阁楼层建筑面积208.31平方米,建筑高度19.895米。该住宅建筑施工图部分用12张A1图纸表达,图纸目录为一张A4图纸,这种规模的建筑,对于其建筑施工图部分,不同年龄的设计绘图人员分别用手工绘制、用CAD软件绘制和用天正软件绘制所需的时间见表一所示。由此表可见,计算机画图的效率远高于手工画图,大约提高了45%~58%。
  
  
  
  
  
  
  注:此表按平均劳动强度下统计的平均效率,每个工作日按8小时计算。
  2.CAD三维设计更具直观性,便于方案设计人员交流
  建筑设计师在进行房屋方案设计时,总是先构思后表达,由于脑海中构思出的建筑形状是三维的,因而直接建立反映房屋真实几何形状的三维实体模型自然是最理想的表达方式,CAD三维设计能完成这一表达。由于CAD三维设计得到的三维立体图具有直观、易于理解等特点,不仅能促进设计师的思维深入,有利于设计的扩展,有利于设计的连续进行,而且也便于相关专业技术人员交流和交换意见,提出多种方案进行比较。设计人员可以争对房屋三维立体图发现问题,解决问题,以寻求量佳设计方案,使设计方案臻于完善。
  3.AutoCAD完善的绘图功能,提高了绘图质量
  AutoCAD具有完善的绘图功能,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。AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具,能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线,可帮助用户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,利用AutoCAD尺寸标注工具栏,可以创建多种类型尺寸,尺寸标注外观可以自行设定。利用AutoCAD书写文字命令,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。利用AutoCAD图层管理功能可设定图层颜色、线型、线宽等特性。AutoCAD所有这些绘图功能,能充分、准确、全面、真实地表达设计者的意图,使绘制出的图形美观、规范,提高了绘图质量。
  4.AutoCAD强大的编辑功能使图形修改复制非常方便
  手工绘图时代,修改图形非常麻烦,特别是描制后的图形修改更不方便,人们常常用刀片在硫酸纸上将错误墨线刮掉,稍不小心,图纸就会破损,只有重新描制,极大地影响了绘图效率。而AutoCAD具有强大的编辑功能,修改图形非常方便,只需将错误图线删除,重新绘制即可。同时,AutoCAD可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放图形对象,利用这些编辑命令,修改复制图形非常方便。如多层或高层民用建筑,各层平面布置基本相同时,先绘制标准层平面图,进行多次复制,分别编辑修改,可以很方便快捷完成房屋各层平面图的绘制。
  (二)AutoCAD对建筑设计的不利影响
  1.图形输出效果受绘图人员熟练程度的影响
  国家建筑制图标准规定,图纸上的图线有粗、中、细之分,图线的种类有实线、虚线和点划线之分,各类图线的线型、宽度、用途都有相应规定,而设计输出的图形不能一键点制,图线的显示有时不规范。如绘图人员对CAD技术精通欠缺,线型比例设置不当,不连续的虚线、点划线很可能显示成了连续线。
  2.不同地域、不同工程的设计图形容易产生雷同
  对每一个具体建筑物来说,各种因素的组合和构成是不相同的,如果设计者能够虚心体察客观实际,综合各种条件,可以使设计的每一个建筑物取得最好的效果,显示出独自的特色,那么不同地域会形成各自特色的建筑风格,避免千篇一律。由于AutoCAD具有强大的编辑功能,使图形的复制非常方便和快捷,不同地域、不同工程的设计图形容易产生雷同。
  四、总结
  综上所述,建筑设计工作涉及建筑学、结构学以及给水、排水,供暖、空气调节、电气、工程估算,园林绿化等方面的知识,需要各专业技术人员的密切协作,是一个复杂的综合过程。而AutoCAD技术软件作为取代图板的绘图工具,并未实现真正的设计,只是辅助设计。我们应发挥AutoCAD完善的图形绘制功能和强大的图形编辑功能,充分发挥其对建筑设计的有利影响,克服其不利影响,提高设计质量,缩短设计周期,提高设计效率。
  [参考文献]
  [1]吴银柱,吴丽萍.土建工程CAD[M].北京:高等教育出版社,2006.
  [2]莫章金,毛家华.建筑工程制图与识图[M].北京:高等教育出版社,2006.
  (作者单位:武汉工业职业技术学院 湖北武汉)
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