傳承民居建筑文化 鋪陳農宅設計新途

本刊記者 劉之靈 李曉文

傳承民居建筑文化 鋪陳農宅設計新途

本刊記者 劉之靈 李曉文

村鎮建設是我國現代化進程中的重大歷史任務。十六屆五中全會明確提出建設社會主義新農村的重大戰略部署,提出要按照新時代的要求,對農村進行經濟、政治、文化和社會等方面的建設,最終實現把農村建設成為經濟繁榮、設施完善、環境優美、文明和諧的社會主義新農村的目標。

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

為貫徹《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006－2020年）》和《國家國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》精神，全面提升農村住宅發展科技創新能力、提高農民生活質量，科技部聯合建設部、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“農村住宅規劃設計與建設標準研究”重大項目。

項目旨在以科技創新提高村鎮建設的整體水平，增強規劃的科學性，提升住宅的功能與質量，節約有限的資源，改善農村的生態環境，引導農村城鎮化健康發展。

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

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

北京金土木軟件技術有限公司是中國建筑標準設計研究院和中國建筑設計研究院發起成立的高科技軟件公司，是一家專門從事建筑領域軟件研制與開發的高科技軟件企業，目前處于全球領先地位，并致力于研發出更加方便，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，始終煥發著強勁的生命力。

計算機輔助建筑設計是一項有著巨大發展前途的技術,它的出現使建筑設計這個古老的行業發生了巨大的變化。為廣大的工程技術人員和建筑師展現出一片新的發展前景，要求他們具有更高的技術素養來建造未來的建筑。今天計算機已成為一種能輔助建筑設計的有效手段，有許多問題都可以方便的解決，能使建筑師從繁雜的、重復的、非創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“村鎮住宅建筑設計模塊化技術與軟件開發”項目，針對村鎮住宅建筑設計技術標準和村鎮住宅建筑設計自身的特點展開研究，開發相應的計算機輔助設計及決策支持系統，為村鎮住宅建筑設計人員提供簡便、易于操作、功能強大、知識系統豐富的村鎮住宅計算機輔助建筑設計的成套技術。不但能夠幫助設計人員進行村鎮住宅建筑設計，還能夠促進他們對設計內容的學習，加深對相關技術標準的認識。

該技術利用新型的三維圖形處理與CAD開發技術，符合國家相關規范與標準，形成一整套適用于多種風格與模式的村鎮住宅建筑設計的參數化設計軟件系統與知識庫設計支持系統，形成一套完整的村鎮住宅建筑設計軟件系統。實現了三維建筑設計軟件支撐系統平臺構建，其他知識庫系統和設計系統均在這個系統支撐平臺環境之上運行。

該系統以現有比較成熟的三維設計技術為基礎，根據村鎮住宅設計的特色與標準要求，構建包含三維模型設計、圖紙生成與排布、圖片渲染與動畫展示、工程量生成與統計，實現三維建筑設計的基本功能。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和特色設計系統，能夠給予核心三維建筑信息模型來自如調動其他系統。實現知識系統、設計系統、所有建筑要需圖庫之間的內部的數據和流程整合，形成完整軟件支撐平臺。

軟件還超越傳統CAD的以點、線、面等基本幾何信息為基礎的單一圖形技術，通過對參數化可編輯的建筑實體構件按建筑設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元素的工程量統計，并在此基礎行實現自動、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、圖紙設計功能外，結合課題研究的其他內容，在軟件支撐系統內建立快速的資源訪問與反饋機制，從多個方面為設計人員快速、準確地完成設計提供資源參考與支持。

系統在調研與整理不同區域與傳統特色的住宅基礎，利用計算機技術實現快速設計，關鍵要解決參數驅動下的模型自動生成的相關技術，解決這些關鍵技術不僅對課題研究的村鎮住宅設計有重大意義，同時會給其他類型的建筑設計帶來重大的變革。

隨著建筑設計、結構計算、能量分析、施工管理等領域三維技術應用的日趨成熟，開放的數據接口將有助于整合行業內其他系統的應用，形成更為完整的建筑行業三維模擬應用解決方案。同時建筑構件的參數化也為住宅施工與構件預制生產的產業化提供了更為準確可靠的數據基礎。

飛躍性突破 革命性意義

課題的另一個創新點是村鎮住宅建筑模塊化設計系統，村鎮住宅建筑模塊化系統按照村鎮住宅特點的相關參數設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，實現快速設計目的。

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

設計人員通過數日相關的設計控制參數并提交后，系統將自動生成主體的模型，設計人員在此基礎模型上擴展自己的設計。此項功能將實現建筑領域計算機輔助設計的飛躍性突破，對快速完成建筑設計具有革命性的意義。

村鎮住宅建筑設計知識庫系統是基于相關設計規范、標準圖集、技術手冊等，采用先進的數據處理技術將分散化的信息進行有機整合，形成簡便易用的知識檢索、任務導航、設計指南及性能評估體系。村鎮住宅建筑設計知識庫系統主要內容包括三個方面：村鎮住宅建筑設計標準知識庫系統；傳統特色村鎮住宅設計指南知識庫系統；不同地域村鎮住宅設計指南知識庫系統。

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

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

友好的應用界面，拉近了村鎮設計人員與專業的建筑是直接的距離。系統開發人員只需維護、更新設計平臺服務器上的軟件，所有應用該平臺的設計人員即可獲得最新的軟件版本。

為建設社會主義新農村貢獻力量

鳥巢

大連市國際貿易中心

在村鎮住宅環境模塊化設計系統方面，課題研究建立村鎮住宅環境設計元素數據庫，在統一的三維建筑設計系統中實現村鎮住宅環境設計。

村鎮住宅環境模塊化設計系統分為兩大功能部分：一是與村鎮住宅周圍環境因素相關的元素系統，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，這些景觀元素構成了村鎮住宅周圍環境的必要因素，通過在三維系統中布置與推敲，可以更好地為村鎮住宅的環境設計服務，同時系統配備個傳統特色和各區域的村鎮景觀設計圖庫，可以快速選用，指導基層設計人員。二是，通過一個能量分析計算模塊，建立村鎮住宅材料能量屬性庫并引入國內的區域坐標與氣候庫就可以快速地評估出村鎮住宅的能量消耗值，用于初步評估村鎮住宅的節能效果。

村鎮住宅環境模塊化設計系統，包括景觀設計模塊和能量評估模塊兩部分。

系統功能細分，除了景觀設計模塊與能量評估模塊兩個大類之外，景觀設計模塊之下還有地貌構成元素、庭院設施、園藝設施等分類；而能量評估模塊之下我們做了村鎮住宅常用材料熱功數據庫和國內各地區有代表性的市縣坐標與氣候數據庫。兩方面結合共同完成綠色環境的設計流程。

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住宅建筑設計的基層設計人員基礎薄弱，單位技術力量不足、計算機輔助設計技術缺乏等問題，提高村鎮住宅建筑設計的效率與質量，提高相關設計人員的綜合素質，為村鎮居民提供更好的住宅產品，為建設社會主義新農村貢獻力量。

參數化的設計模塊除了對建筑設計的幫助外，也為相關的施工及構件預制生產提供了準確的數據基礎，以此減少建設項目不同環節之間的溝通障礙，提高了整個產業的生產效率。通過課題豐富的知識庫與向導式的參數設計系統，以及各種方式的培訓，對于提升基層設計人員的綜合設計水平，為村鎮住宅設計質量的提高儲備大量的人才基礎具有重大的社會意義。”

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

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

持續引領AEC行業創新

北京金土木軟件技術有限公司作為中國建筑標準設計研究院和中國建筑設計研究院于2003年7月發起成立的高新技術企業，地處中關村高科技園區，專注AEC領域軟件研發。自成立以來，金土木軟件在技術上的持續投入和市場上的穩健發展，憑借其良好的經濟與社會效益，于2005年6月，榮膺中關村科技園區“十小創新企業”稱號。2006年4月，它被北京市科學技術委員會審核認定為軟件企業。

金土木就像一塊磁石，牢牢地吸附著優秀的行業精英。

公司總顧問結構軟件開發資深專家劉春明、結構分析與設計資深專家張志宏博士，項目負責人、一級注冊結構工程師李立、咨詢主管張洪偉，技術研發郝效強博士、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計領域中的創新者——美國CSI公司締結戰略合作伙伴關系，共同開發國際領先的SAP2000、ETABS等軟件的中文版本并負責中國市場的發行。2005年，與全球虛擬建筑解決方案的領導者--匈牙利GraphiSoft公司締結戰略合作伙伴關系，共同開發具有國際領先水平的ArchiCAD軟件的中文版本并負責中國市場的發行。2008年，與荷蘭PLAXIS公司攜手共同在中國市場研發推廣巖土系列分析軟件，為勘察設計行業提供國際領先的、更貼近工程設計要求的有限元分析解決方案。

在專注于AEC領域技術創新、提供行業解決方案的同時，金土木軟件還承擔多項建設部、科技部重大科研項目，并在公司內部全面推行信息化管理，積極部署CRM系統。

金土木多年致力于建筑行業三維設計、分析、施工等軟件的研究與應用推廣，對于三維數字化設計技術有著豐富的軟件開發經驗和項目實施積累。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，對國內外BIM相關技術有著射日的了解，并積累了豐富的國際合作資源。借助中國建筑標準設計院眾多業務板塊的綜合優勢，公司可以為用戶提供基于BIM技術的設計、施工、節能計算、結構分析等完整的集成解決方案及項目咨詢服務。

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下，在不懈努力下，成為卓越的AEC領域軟件產品提供商和整體解決方案服務提供商，為提高我國的建筑設計水平和增強我國在建筑領域的競爭能力而共同努力！