计算机技术对智能建筑的影响
智能建筑应该是说建筑管理上的智能化,目前智通管理的主要工具就是自动化、电子化,也就是我们所说的计算机化,具体体现在智能建筑的门禁监控，停车收费，消防监控，保安巡查，报警系统，自动抄表，灯光管理，宽带互联，有线及无线通讯系统都与计算机技术密切相连，而智能大厦与外部的联系，就是与通信技术密切相关，象现在的手机通信，电话系统，宽带互联网，高清电视及某些特殊用途的专业通信业务。
在我国，由于智能建筑的理念契合了可持续发展的生态和谐发展理念，所以我国智能建筑主要更多凸显出的是智能建筑的节能环保性、实用性、先进性及可持续升级发展等特点，和其他国家的智能建筑相比，我国更加注重智能建筑的节能减排，更加追求的是智能建筑的高效和低碳。这一切对于节能减排降低能源消耗等都具有非常积极的促进作用。随着我国社会生产力水平的不断进步，随着我国计算机网络技术、现代控制技术、智能卡技术、可视化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术等高科技技术水平的不断提升，智能建筑将会在未来我国的城市建设中发挥更加重要的作用，将会作为现代建筑甚至未来建筑的一个有机组成部分，不断吸收并采用新的可靠性技术，不断实现设计和技术上的突破，为传统的建筑概念赋予新的内容，稳定且持续不断改进才是今后的发展方向。 智能控制与传统的或常规的控制有密切的关系,不是相互排斥的. 常规控制往往包含在智能控制之中,智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题,力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题。1. 传统的自动控制是建立在确定的模型基础上的,而智能控制的研究对象则存在模型严重的不确定性,即模型未知或知之甚少者模型的结构和参数在很大的范围内变动,比如工业过程的病态结构问题、某些干扰的无法预测,致使无法建立其模型,这些问题对基于模型的传统自动控制来说很难解决.2. 传统的自动控制系统的输入或输出设备与人及外界环境的信息交换很不方便,希望制造出能接受印刷体、图形甚至手写体和口头命令等形式的信息输入装置,能够更加深入而灵活地和系统进行信息交流,同时还要扩大输出装置的能力,能够用文字、图纸、立体形象、语言等形式输出信息. 另外,通常的自动装置不能接受、分析和感知各种看得见、听得着的形象、声音的组合以及外界其它的情况. 为扩大信息通道,就必须给自动装置安上能够以机械方式模拟各种感觉的精确的送音器,即文字、声音、物体识别装置. 可喜的是,近几年计算机及多媒体技术的迅速发展,为智能控制在这一方面的发展提供了物质上的准备,使智能控制变成了多方位“立体”的控制系统.3. 传统的自动控制系统对控制任务的要求要么使输出量为定值(调节系统) ,要么使输出量跟随期望的运动轨迹(跟随系统) ,因此具有控制任务单一性的特点,而智能控制系统的控制任务可比较复杂,例如在智能机器人系统中,它要求系统对一个复杂的任务具有自动规划和决策的能力,有自动躲避障碍物运动到某一预期目标位置的能力等. 对于这些具有复杂的任务要求的系统,采用智能控制的方式便可以满足.4. 传统的控制理论对线性问题有较成熟的理论,而对高度非线性的控制对象虽然有一些非线性方法可以利用,但不尽人意. 而智能控制为解决这类复杂的非线性问题找到了一个出路,成为解决这类问题行之有效的途径. 工业过程智能控制系统除具有上述几个特点外,又有另外一些特点,如被控对象往往是动态的,而且控制系统在线运动,一般要求有较高的实时响应速度等,恰恰是这些特点又决定了它与其它智能控制系统如智能机器人系统、航空航天控制系统、交通运输控制系统等的区别,决定了它的控制方法以及形式的独特之处.5. 与传统的自动控制系统相比,智能控制系统具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的能力。6. 与传统自动控制系统相比较,智能控制系统能以知识表示的非数学广义模型和以数学表示的混合控制过程,采用开闭环控制和定性及定量控制结合的多模态控制方式.7. 在与传统自动控制系统相比,智能控制系统具有变结构特点,能总体自寻优,具有自适应、自组织、自学习和自协调能力.8. 与传统自动控制系统相比,智能控制系统有补偿及自修复能力和判断决策能力.总之,智能控制系统通过智能机自动地完成其目标的控制过程,其智能机可以在熟悉或不熟悉的环境中自动地或人─机交互地完成拟人任务. 相对于智能家居在中国的发展，智能建筑的历史还要更长，就基础功能而言，大型公共建筑的智能化已经进入普及阶段。全国各大中城市的新建办公楼宇和商业楼宇等基本都已是智能建筑，这也就意味着公共建筑的智能化已经成为现代建筑的标准配置。然而，智能建筑在国内的发展状况也并不让人满意，系统稳定性差、功能实现率低、智能化水平参差不齐，一直是智能建筑屡遭诟病的问题。近些年，智能一体化设计逐渐在智能建筑行业兴起。简单来说，智能建筑一体化，就是将庞杂的智能控制系统集成在了一起，做到了标准统一、施工方统一。这样一来，系统的稳定性、可靠性都将大大增加。建筑设计院专业配套，人才济济，但主要集中于建筑、结构、水、电、暖五个专业，能从事建筑智能化系统工程设计的人员缺少。系统集成商智能化系统设计人员大大多于 建筑设计院，且大多对智能化系统各子系统技术比较了解，对设备产品也比较熟悉。问题在于这部分人员走出校门后未经设计培训，对建筑设计不够了解，施工图设计质量较差。而且由于建筑设计中建筑、结构、水、电、暖各专业均由设计院设计，系统集成商只搞智能化设计，与各专业配合困难。建筑智能化系统工程的设计依据主要是国家现行标准规范和建设单位的投资情况、功能需求。目前国内关于智能化系统技术的规范很多，但我认为这些规范功能论述较多，做什么谈得较多，但怎么做不够具体。智能化系统设计人员手头缺少一本类似《民用建筑电气设计规范》这样一册工具书。有关部门规定，建筑设计施工图必须经具有审图资格的审图公司审查，经审查合格才能取得施工许可证。建筑智能化系统工程施工图经审图公司审查的极少，这是一个被遗忘的角落。一方面部分工程项目在土建施工开始后才进行智能化系统工程设计，由系统集成商设计的工程项目施工图更不会送审；部分建筑设计院设计的智能化系统工程施工图如果送审也由于审图公司未配备相应智能化设计审图人员以致走过场。施工图设计质量未得到有效监督。建筑设计一般有三个阶段：方案设计、初步和施工图设计。前两个阶段一般要经规划部门、建设部门组织的评审。由于建筑智能化系统工程设计未与建筑设计一道委托，以致滞后未参加评审。部分工程项目智能化设计与建筑设计同步进行，但由于参加评审者为有关主管部门，如规划、建设、环保、消防、交通、市政、电力等，连电信、广电部门也未参与，以致智能化部分无人评审。 影响智能建筑今后发展的因素较多，但值得特别关注的是，在接下来的发展之路上，智能建筑必须融入智慧城市建设，这也可认为是智能建筑的“梦”。随着新一代信息技术急剧发展的推动和国家新四化的演变，特别是在新型城镇化目标的指导下，为了破解城镇化带来的各种“城市病”，智慧城市建设时不可待。而智能建筑作为智慧城市的重要组成元素，随着国家智慧城市建设广度和深度展开，智能建筑必须融入智慧城市建设，这是智能建筑今后发展的大方向。与此同时，智能建筑融入智慧城市应从智能建筑体系架构确定、设计理念更新、标准与规范完善、B/S访问模式确立、集成融合平台建设、云计算服务平台建设以及嵌入式控制器系统架构等方面来考虑。
杨威
（广西玉林市机电工程学校，广西玉林537000）
[ 摘要] 目前国内在建筑设计上已经广泛应用了计算机, 并正在向网络化、智能化、多媒体方面迅速发展。本文通过阐述
计算机技术对建筑的影响, 分析了计算机技术在建筑设计中的应用, 重点探讨了计算机辅助建筑设计(CAD)技术、数字化技术、
虚拟现实技术和协同设计技术在可行性分析、概念设计、方案优化、设计制图等建筑设计各个阶段中的应用功能。
[ 关键词] 建筑设计; 计算机; CAD 技术; 数字化技术
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作者简介: 杨威, 男, 广西玉林人, 助教, 研究方向: 计算机应用。
1. 引言
随着计算机辅助建筑设计技术的深入发展，建筑人员在
设计方法、工作手段、创作思维等方面都进入了计算机时代，
应用案例相当丰富。在设计过程中利用计算机进行方案分析
推敲，与传统手段相比，甚至可以视为辅助设计构思的第二
种手段。
2. CAD技术
近年来，我国建筑结构的计算软件与CAD 制图软件取
得了突飞猛进的发展，已经比较好地解决了平面和空间结构
的分析计算问题。绝大多数的分析计算程序都设有CAD 接
口，使计算结果图形化，将结构设计人员从繁重的结构计算
工作中解脱出来。目前，国内已开发了建筑工程各专业的
CAD 制图软件，借助制图软件，设计人员可以轻松地完成结
构施工图设计。CAD 即计算机辅助设计与制图，是指运用计
算机系统辅助一项设计的建立、修改、分析或优化。CAD 系
统由硬件和软件组成。硬件包括处理运算设备、图形显示设
备、外部存储设备、数据图形输入输出设备以及有关的信息
传输等硬件平台设备；软件包括系统软件、支撑软件(图形、
汉字等)和专业应用软件。CAD 软件是一个功能强大、易学易
用、具有开放型结构的软件，不仅便于用户使用，而且系统本
身也可以不断地扩充和完善，因而广泛地应用于微机及工作
站。比如在平面设计中，楼梯、室外节点和阳台图块在设计中
也是被广泛运用的。楼梯只需输入踢段的宽度和踏步的步数
和宽度，就可自动生成，且可以选择任意层楼梯的表达方式，
比手工制图方便得多。楼梯的剖断也只需选择后自动生成；
还有室外的散水、台阶、坡道均可利用命令自动生成。设计者
只需输入要求的尺寸和放入的位置，便能完成这方面的设
计，减少了大量的工作，以便设计者将大量的精力投入更深
一步的工作中去。随着CAD 基础理论和应用技术的不断发
展，设计人员对CAD 系统的功能要求也越来越高，三维
CAD 系统具有可视化好，形象直观、设计效率高以及能为
CIMS 工程中各个应用环节提供完整的设计、工艺、制造信息
等优势，使其取代传统的纯二维CAD 系统已成为历史发展
的必然。
3. TB-CAD技术
我们知道，建筑结构的设计可以分为结构方案设计、结
构建模、结构分析、结构优化、构件细部设计、设计评估以及
施工图绘制等子任务。其中，大型结构的优化以及设计的评
估等方面还没有商业化的软件，TBCAD 系统是一套面向建
筑结构的计算机辅助优化设计和成本控制的软件系统。
TBCAD 致力于用优化的设计理念来解决传统的结构设计问
题，例如指导结构的方案设计，优化和评估一个已有的设计
方案等，务求得到最优的解决方案，取得土建成本以及人力、
物力和时间最优。而且用TBCAD 优化的结构方案可以自动
满足规范的所有要求。以一个高层商住项目为例，第6 层以
下为商场，第7 层以上为住宅，通过一个厚1.5M 的转换板
来转换。优化设计的目的就是要定出第六，七层的较优的结
构平面布置及构件的优化截面尺寸。本项目结构方案设计是
以建筑方案为基础，对于超高层住宅，抗侧力体系是方案设
计的重点，较常用的结构类型是用剪力墙结构，通常工程师
会根据经验，依据建筑的平面布置来决定结构的平面布置包
括剪力墙的平面布置和连梁的位置设置。剪力墙和连梁的不
同平面布置会极大地影响结构的效率，TBCAD 的优化功能
可以帮助工程师决定一个较优的结构平面布置方案。
TBCAD 的建模功能可以直接从一个CAD 矢量图形的建筑
平面转换成一个结构平面布置模型，同时会自动搜索CAD
矢量图中的建筑墙线，并将它们转换为结构墙，并且TBCAD
系统还会根据结构墙的平行关系，自动在所有可能的位置加
上连梁。从建筑平面图中直接转化得到的结构平面全部用缺
省的截面尺寸，对项目所有的墙厚都用200MM，所有的梁截
面均取200MM×400MM。对自动转化后的方案还需要用
TBCAD 模型编辑功能做一些修改，并给结构分标准层，还需
要给结构分组，再加上侧向荷载的信息，最后组装成等高的
结构分析模型。
4. 数字化技术
数字化概念包含了多方面内涵。在最直接的应用层面
上，数字化的一大特点就是以信息代替物质作为基础。以往
人类生活中经常以物质载体承载信息进行交换，网络这一信
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计算机应用学术探讨
息载体和媒体使得信息社会以信息流代替物质流的转化得
以实现。数字化改变着人的生活方式，进而影响到建筑业界。
数字化技术对作为功能载体的建筑空间和形体提出了新的
要求。一些传统的建筑类型会逐步改变，甚至被新的建筑类
型所取代。这种新趋势将会对作为功能载体的建筑带来很大
变化，无形的数字信息和网络技术将会促进从家庭空间到住
宅区乃至整个城市的多元、层级的无限智能场所空间的形
成。例如办公建筑等信息集约化的场所可能会一定程度上失
去其原有价值，通过智能化的实现，在家里可做的工作就会
越来越多。与这种变化相适应，家庭空间需要不断地增多和
增大。另外，数字化在其具备优势的领域可能会分担一部分
建筑的功能。但同时也可能带来新的建筑功能要求和形成新
的建筑类型。例如作为功能性消费场所的超市，可能会为电
子购物(E-business)所取代；而相反对休闲性的购物娱乐场所
可能就会有了更高的要求。这实际上是一次功能载体的重新
分配过程，总的趋势还是趋向合理化、高效化。
5. 虚拟现实技术
虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术又称灵境技术，是近
十几年悄然兴起的高新技术。它是一种可创建三维虚拟世界
的计算机系统。这种由系统创建的虚拟环境，作用于用户的
视觉、听觉、触觉，使用户产生身临其境的感觉，用户很自然
地通过计算机进入这个环境并操纵系统中的对象进行交互，
进而沉浸其中。虚拟现实具有三个最突出的特征，即交互性、
沉浸感和构想性，虚拟现实技术作为一项实用技术，在建筑
设计和城市规划领域有着广泛应用前景。首先虚拟技术能够
展示建筑物的整体信息。传统阶段的二维、三维的表达方式，
只能传递建筑物部分属件的信息，并且只能提供单一尺度的
建筑物信息，而使用虚拟技术可以展示一栋活生生的虚拟建
筑物，并且可以往里面漫游，体验身临其境之感。建筑设计
不仅仅是设计者的事，住户、管理部门都可起到辅助决策的
作用，而虚拟现实技术在设计者和用户之间起到一种沟通的
桥梁作用。同时在过去的建筑设计过程中，一般都会对设计
的建筑物提出不同的设计方案，对未来建筑物的形象作多种
设想，在虚拟的建筑三维空间中，可以实时地切换不同的方
案，在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同建筑外
观，这样有助于比较不同的建筑方案的特点与不足，以便进
一步进行决策。事实上，利用虚拟现实技术不但能够对不同
方案进行比较，而且可以对某个特定的方案做修改，并实时
地与修改前的方案进行分析比较。
6. 协同设计技术
21 世纪是网络支持下的数字化和信息化时代。在这样
的环境中，发展计算机支持的协同设计(CSCD)工具和系统成
为一种必然的需求。众所周知，传统的产品设计是在图纸上
手工设计为主，设计周期长，质量不能保证，设计成本高。
CAD 技术的出现和发展大大改变了这种情况，产品设计有
了质的飞跃。但CAD 技术目前基本限于平面和单人作业。随
着并行工程的广泛推行与计算机支持的协同工作(CSCW)领
域研究的迅速发展，人们正在寻求将建设设计技术与CSCW
技术结合起来的方法，以开发计算机支持的协同设计系统。
因此，研究支持协同设计的相关工作十分必要。到目前为止，
协同设计主要应用在CAD/CAM/CAE 集成化、远程计算与
设计、工作流管理与PDM、虚拟产品设计与可视化等方面。
工程设计正在向智能化、自动化、集成化和协同化方向发展，
从最初依靠单人开发，发展到基于设计小组的团体协作开
发，目前已扩大到公司间的协作开发，甚至跨国公司或企业
之间的协作开发。因此，研究协同概念设计理论、开发计算机
支持的协同产品概念设计系统将具有重要意义和广阔的应
用前景。
总之，在新时期下，计算机技术已在全世界被认为是本
世纪最主要和最核心的科学技术，它已渗透到社会生活的各
个方面，但是计算机技术在整个建设领域的开发和应用尚有
待于进一步深入研究。
参考文献：
[1] 郑光复. 建筑的革命[M]. 南京: 东南大学出版社, 1999.
[2] 郭江辉.计算机辅助设计土木工程中的应用[J].山西建筑, 2006,
32(16): 52- 53.
[3] 吕列克, 张富文, 陈桦. 计算机辅助建筑设计的思考[J]. 沈阳建
筑工程学院学报, 2003, 5(4): 11- 13.
[4] 杨宇振. 从概念草图到计算机建模[J]. 新建筑, 2001, 3(5):
25- 27.
The Application of Modern Computer Technology in Architectural Design
Yang Wei
（Guangxi Yulin Mechanical and Electrical Project School，Yulin 537000，Guangxi）
【Abstract 】At present，the computer has bee n widelg applied in domestic architecture，with the rapid development in network，
intelligence and multimedia aspects. This arcticle analyzes the application of computer technology in architectural design，through the
introduction of its impact to architecture. It discusses the function of the computer-aided design (CAD) technology，the digital
technology，virtual reality technology and collaborative design technology in various stages：feasibilty analgsis，concept design，
optimization and graphic design.
【Keywords 】architectural design；computer；network；intellectualization
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学术探讨计算机应用
哥们南大的吧？
没什么影响，别听老师胡说八道
表示写了一篇，尼玛的一千多字，写的手痛脑袋痛.......
我也想要啊！！ 唉，同是苦命的娃啊~~
智能建筑的发展现状
答：这一切对于节能减排降低能源消耗等都具有非常积极的促进作用。随着我国社会生产力水平的不断进步,随着我国计算机网络技术、现代控制技术、智能卡技术、可视化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术等高科技技术水平的不断提升,智能建筑将会在未来我国的城市建设中发挥更加重要的作用,将会作为现代建筑甚至未来建筑的一个有...
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答：摘要:随着计算机网络技术,信息传输技术的迅速发展,高新技术逐渐渗透入建筑行业,建筑的智能化是科技发展的必然趋势。近几年来,智能建筑、智能住宅小区发展十分迅猛,对我们的建筑设计提出了更高的要求。建筑设计师,特别是近几年来参加工作的青年建筑师,对建筑的智能化也要有一定的了解,才能使智能化建筑设计满足用户的实际...
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有人了解智能建筑吗?
答：作为致力于为亚洲市场提供最全面的、最高端的建筑系统解决方案平台，FBC 2018特全面推出智能建筑解决方案专区，并邀请了众多国内外知名智能系统解决方案提供商，你可以去现场看看。
智能化建筑系统的发展现状及未来趋势如何?
答：智能化工程，如同一朵科技之花，在信息技术的浇灌下绽放，它融合了现代通信技术、计算机网络技术、智能控制等多元领域，为各行各业和日常生活构建了全新的智慧蓝图。智能建筑，如智能住宅小区和智能医院，正是这一理念的生动实践，它们以智能化系统为核心，逐渐渗透到我们生活的每一个角落。现代通信技术的...
关于智能化建筑的一篇综述
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我国智能化建筑技术发展对策的思考?
答：根据欧洲智能建筑集团(EIBG)的分析报告,国际上对智能建筑技术的发展,大致划分成三个技术发展阶段:1985年前为专用单一功能系统技术发展阶段;1986年—1995年为多个功能系统技术向多系统集成技术发展阶段;1996年以后为多系统集成技术向控制网络与信息网络应用系统集成相结合的技术发展阶段。整个技术发展是随着计算机技术水平的...
智能建筑工程的发展及工程监理特点浅谈?
答：智能建筑的发展对建筑工程项目监理提出了更高的要求。1 智能建筑简介1.1 智能建筑的技术基础智能建筑的发展,是建筑技术与信息技术相结合的产物,是随着科学技术的进步而逐步发展和充实的,现代建筑技术(Architecture)、现代计算机技术(Computer)、现代控制技术(Contro1)和现代通讯技术(Communication),即A+3C技术是智能建筑...
