传承民居建筑文化 铺陈农宅设计新途

本刊记者 刘之灵 李晓文

传承民居建筑文化 铺陈农宅设计新途

本刊记者 刘之灵 李晓文

村镇建设是我国现代化进程中的重大历史任务。十六届五中全会明确提出建设社会主义新农村的重大战略部署,提出要按照新时代的要求,对农村进行经济、政治、文化和社会等方面的建设,最终实现把农村建设成为经济繁荣、设施完善、环境优美、文明和谐的社会主义新农村的目标。

而我国村镇住宅建筑设计中却存在“基层设计人员基础薄弱，单位技术力量不足，计算机辅助设计水平低，有针对性的设计标准与范例设计严重缺乏”的突出矛盾，提升我国村镇住宅建筑设计的水平，有利于大幅提高我国村镇住宅建筑设计的效率。

为贯彻《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020年）》和《国家国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》精神，全面提升农村住宅发展科技创新能力、提高农民生活质量，科技部联合建设部、国土资源部、教育部、国家标准化管理委员会、地方科技厅（委）等部门，共同启动“十一五”国家科技支撑计划“农村住宅规划设计与建设标准研究”重大项目。

项目旨在以科技创新提高村镇建设的整体水平，增强规划的科学性，提升住宅的功能与质量，节约有限的资源，改善农村的生态环境，引导农村城镇化健康发展。

2008年，作为课题负责人，北京金土木软件技术有限公司李楚舒总裁承接了“村镇住宅建筑设计模块化技术与软件开发”课题。通过对不同生产方式和生活模式下村镇居住模式和典型住宅建筑的研究，对建筑设计标准以及建筑设计自身特点的研究，通过计算机辅助设计及决策支持系统的研究开发，为村镇住宅建筑设计人员提供简便、易于操作、功能强大、知识系统丰富的村镇住宅计算机辅助建筑设计的成套技术。

为了加深对这项利国利民的项目的了解，本刊记者专程采访了他。

用世界的语言做有品性的中国技术

北京金土木软件技术有限公司是中国建筑标准设计研究院和中国建筑设计研究院发起成立的高科技软件公司，是一家专门从事建筑领域软件研制与开发的高科技软件企业，目前处于全球领先地位，并致力于研发出更加方便，更加人性化的软件。在市场风云的潮起潮落之间，脚踏实地，持之以恒，始终焕发着强劲的生命力。

计算机辅助建筑设计是一项有着巨大发展前途的技术,它的出现使建筑设计这个古老的行业发生了巨大的变化。为广大的工程技术人员和建筑师展现出一片新的发展前景，要求他们具有更高的技术素养来建造未来的建筑。今天计算机已成为一种能辅助建筑设计的有效手段，有许多问题都可以方便的解决，能使建筑师从繁杂的、重复的、非创造性的工作中解放出来。

2008年，作为课题负责人，李楚舒总裁承接了国家科技支撑计划课题“村镇住宅建筑设计模块化技术与软件开发”项目，针对村镇住宅建筑设计技术标准和村镇住宅建筑设计自身的特点展开研究，开发相应的计算机辅助设计及决策支持系统，为村镇住宅建筑设计人员提供简便、易于操作、功能强大、知识系统丰富的村镇住宅计算机辅助建筑设计的成套技术。不但能够帮助设计人员进行村镇住宅建筑设计，还能够促进他们对设计内容的学习，加深对相关技术标准的认识。

该技术利用新型的三维图形处理与CAD开发技术，符合国家相关规范与标准，形成一整套适用于多种风格与模式的村镇住宅建筑设计的参数化设计软件系统与知识库设计支持系统，形成一套完整的村镇住宅建筑设计软件系统。实现了三维建筑设计软件支撑系统平台构建，其他知识库系统和设计系统均在这个系统支撑平台环境之上运行。

该系统以现有比较成熟的三维设计技术为基础，根据村镇住宅设计的特色与标准要求，构建包含三维模型设计、图纸生成与排布、图片渲染与动画展示、工程量生成与统计，实现三维建筑设计的基本功能。同时，平台将能够支撑和集成本课题要求的其他知识库系统和特色设计系统，能够给予核心三维建筑信息模型来自如调动其他系统。实现知识系统、设计系统、所有建筑要需图库之间的内部的数据和流程整合，形成完整软件支撑平台。

软件还超越传统CAD的以点、线、面等基本几何信息为基础的单一图形技术，通过对参数化可编辑的建筑实体构件按建筑设计的要求进行逻辑搭建，利用计算机分析与计算功能自动生成建筑平、立、剖面图以及建筑相关元素的工程量统计，并在此基础行实现自动、手工的图纸排布及满足一定深度要求的图片渲染与动画展示。

除模型、图纸设计功能外，结合课题研究的其他内容，在软件支撑系统内建立快速的资源访问与反馈机制，从多个方面为设计人员快速、准确地完成设计提供资源参考与支持。

系统在调研与整理不同区域与传统特色的住宅基础，利用计算机技术实现快速设计，关键要解决参数驱动下的模型自动生成的相关技术，解决这些关键技术不仅对课题研究的村镇住宅设计有重大意义，同时会给其他类型的建筑设计带来重大的变革。

随着建筑设计、结构计算、能量分析、施工管理等领域三维技术应用的日趋成熟，开放的数据接口将有助于整合行业内其他系统的应用，形成更为完整的建筑行业三维模拟应用解决方案。同时建筑构件的参数化也为住宅施工与构件预制生产的产业化提供了更为准确可靠的数据基础。

飞跃性突破 革命性意义

课题的另一个创新点是村镇住宅建筑模块化设计系统，村镇住宅建筑模块化系统按照村镇住宅特点的相关参数设置来快速生成建筑的三维信息模型，通过三维建筑信息模型可以很方便的生成各种平面、里面、剖面施工图纸，实现快速设计目的。

以课题研究的传统特色与不同区域村镇住宅建筑设计指南中的典型住宅样式为基础，建立多种不同模式的村镇住宅快速设计模板。没一个不同形式都包含一个标准的初始化完整设计模板文件，设计人员可以参考并修改这个模板文件完成自己的设计。此外这个系统将提供给设计人员一个包含此类建筑的主要构件的参数化输入模板。模板参数的提出是在充分调研与整理分类基础上的，它要在满足模型自动生成的同时，体现出村镇住宅设计的特点。

设计人员通过数日相关的设计控制参数并提交后，系统将自动生成主体的模型，设计人员在此基础模型上扩展自己的设计。此项功能将实现建筑领域计算机辅助设计的飞跃性突破，对快速完成建筑设计具有革命性的意义。

村镇住宅建筑设计知识库系统是基于相关设计规范、标准图集、技术手册等，采用先进的数据处理技术将分散化的信息进行有机整合，形成简便易用的知识检索、任务导航、设计指南及性能评估体系。村镇住宅建筑设计知识库系统主要内容包括三个方面：村镇住宅建筑设计标准知识库系统；传统特色村镇住宅设计指南知识库系统；不同地域村镇住宅设计指南知识库系统。

我国幅员辽阔，农村人口相对分散，很多地区交通不便。如何将最新的实用的技术迅速普及到农村基层的各个角落是本系统需要解决的问题。建筑标准设计知识库系统采用云计算，云架构的概念，很好的解决了这一问题。

他们将村镇住宅建筑设计知识库平台—云端，搭建在中国建筑标准设计研究院提供的服务器上，用户只要能上网，就可以通过浏览器登录到村镇住宅模块化集成应用平台上，及时分享建筑设计专家精心提炼、汇总的知识经验，并可以通过系统提供的标准设计库选用功能辅助进行环境景观设计。

友好的应用界面，拉近了村镇设计人员与专业的建筑是直接的距离。系统开发人员只需维护、更新设计平台服务器上的软件，所有应用该平台的设计人员即可获得最新的软件版本。

为建设社会主义新农村贡献力量

鸟巢

大连市国际贸易中心

在村镇住宅环境模块化设计系统方面，课题研究建立村镇住宅环境设计元素数据库，在统一的三维建筑设计系统中实现村镇住宅环境设计。

村镇住宅环境模块化设计系统分为两大功能部分：一是与村镇住宅周围环境因素相关的元素系统，即景观部分，涉及到得类型分为庭院要素、功能型配属和景观配属，这些景观元素构成了村镇住宅周围环境的必要因素，通过在三维系统中布置与推敲，可以更好地为村镇住宅的环境设计服务，同时系统配备个传统特色和各区域的村镇景观设计图库，可以快速选用，指导基层设计人员。二是，通过一个能量分析计算模块，建立村镇住宅材料能量属性库并引入国内的区域坐标与气候库就可以快速地评估出村镇住宅的能量消耗值，用于初步评估村镇住宅的节能效果。

村镇住宅环境模块化设计系统，包括景观设计模块和能量评估模块两部分。

系统功能细分，除了景观设计模块与能量评估模块两个大类之外，景观设计模块之下还有地貌构成元素、庭院设施、园艺设施等分类；而能量评估模块之下我们做了村镇住宅常用材料热功数据库和国内各地区有代表性的市县坐标与气候数据库。两方面结合共同完成绿色环境的设计流程。

李楚舒总裁意味深长地说：“课题研究成果将改变目前参与村镇住宅建筑设计的基层设计人员基础薄弱，单位技术力量不足、计算机辅助设计技术缺乏等问题，提高村镇住宅建筑设计的效率与质量，提高相关设计人员的综合素质，为村镇居民提供更好的住宅产品，为建设社会主义新农村贡献力量。

参数化的设计模块除了对建筑设计的帮助外，也为相关的施工及构件预制生产提供了准确的数据基础，以此减少建设项目不同环节之间的沟通障碍，提高了整个产业的生产效率。通过课题丰富的知识库与向导式的参数设计系统，以及各种方式的培训，对于提升基层设计人员的综合设计水平，为村镇住宅设计质量的提高储备大量的人才基础具有重大的社会意义。”

我国建筑设计领域多年来使用的二维CAD辅助设计工具，只能将形成于设计人员头脑中的图纸信息通过计算机集中实现，对于设计生产的效率提升已经不可能有实质性的帮助。

近年来，三维的计算机辅助设计手段已经越来越多的引入设计领域。但还没有形成一套能够既满足目前的建筑设计图纸要求，又能够为设计提供向导与支持的完整系统美因茨本课题的研究成果将填补建筑设计参数化快速设计的一项空白，它所产生的经济效益将通过设计单位与人员的整体效率和质量提升间接体现出来。

持续引领AEC行业创新

北京金土木软件技术有限公司作为中国建筑标准设计研究院和中国建筑设计研究院于2003年7月发起成立的高新技术企业，地处中关村高科技园区，专注AEC领域软件研发。自成立以来，金土木软件在技术上的持续投入和市场上的稳健发展，凭借其良好的经济与社会效益，于2005年6月，荣膺中关村科技园区“十小创新企业”称号。2006年4月，它被北京市科学技术委员会审核认定为软件企业。

金土木就像一块磁石，牢牢地吸附着优秀的行业精英。

公司总顾问结构软件开发资深专家刘春明、结构分析与设计资深专家张志宏博士，项目负责人、一级注册结构工程师李立、咨询主管张洪伟，技术研发郝效强博士、孙雪艳、常弘、袁文平、罗伟、刘志祥、卢萍珍，项目负责人余承飞、郭大力、陈刚……金土木这片沃土，因为他们的奉献而春意盎然，也尽可能地提供着充足的养份，使他们尽情怒放。

2003年，金土木软件与国际土木工程分析与设计领域中的创新者——美国CSI公司缔结战略合作伙伴关系，共同开发国际领先的SAP2000、ETABS等软件的中文版本并负责中国市场的发行。2005年，与全球虚拟建筑解决方案的领导者--匈牙利GraphiSoft公司缔结战略合作伙伴关系，共同开发具有国际领先水平的ArchiCAD软件的中文版本并负责中国市场的发行。2008年，与荷兰PLAXIS公司携手共同在中国市场研发推广岩土系列分析软件，为勘察设计行业提供国际领先的、更贴近工程设计要求的有限元分析解决方案。

在专注于AEC领域技术创新、提供行业解决方案的同时，金土木软件还承担多项建设部、科技部重大科研项目，并在公司内部全面推行信息化管理，积极部署CRM系统。

金土木多年致力于建筑行业三维设计、分析、施工等软件的研究与应用推广，对于三维数字化设计技术有着丰富的软件开发经验和项目实施积累。同时金土木公司主要承担了IAI中国分部的具体工作，多次参与了该组织的国际性会议，对国内外BIM相关技术有着射日的了解，并积累了丰富的国际合作资源。借助中国建筑标准设计院众多业务板块的综合优势，公司可以为用户提供基于BIM技术的设计、施工、节能计算、结构分析等完整的集成解决方案及项目咨询服务。

中国拥有世界上最大的建筑市场，最后我们衷心祝愿，金土木人能在李楚舒总裁的带领下，在不懈努力下，成为卓越的AEC领域软件产品提供商和整体解决方案服务提供商，为提高我国的建筑设计水平和增强我国在建筑领域的竞争能力而共同努力！