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用参数化技术四步优化建筑群设计


  复杂建筑群的设计涉及的因素多,而且方案修改频繁,如果采用常规的手段进行系统的建筑群规划设计难度很大,而且效率低下。采用参数化技术来优化建筑布局,通过结合参数化平面布局与参数化建筑模型,实现平面布局的可动态调整、建筑群的可统一调整、单一建筑的可参数化驱动,最大程度上实现设计过程和设计参数的可追溯,以求获得更佳的建筑群布置方案。

  ■ 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司陈沉、浙江省工程数字化技术研究中心陈健、ECIDI\Bentley中国工程软件研究中心张业星

  随着科学技术,特别是信息技术的进步,数字化设计的理念日新月异,建筑设计领域涌现了一大批新型技术,如BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)、衍生式过程设计、参数化设计、过程式城市建模等。新的技术带来了新的设计思路和灵感,设计师以过去无法想象的方式进行设计。

  本文试图探讨借助智能化工程设计软件Bentley Generative Components(GC)和集成的土木设计和工程软件Bentley Geopak结合起来形成参数化的建筑布置方案。

  第一步:建筑群布局设计

  本部分内容以八卦布局为例说明。八卦起源于人文始祖伏羲,八卦表示事物自身变化的阴阳系统。在城市规划设计中,八卦布局常常被应用,具有代表性的有新疆特克斯县八卦城和杭州八卦田。新疆特克斯县堪称世界最大、最完整的八卦城,八卦城呈放射状圆形,街道布局如神奇迷宫般,路路相通、街街相连。杭州八卦田位于杭州西湖风景区东南侧的玉皇山南麓,又称“八丘田”,上面种着八种不同的庄稼,一年四季,八种庄稼呈现出不同的颜色。在八卦田中心,有个圆圆的土墩,那就是太极图。

  在城市建筑群布局设计中,首先要应用GC创建八卦布局。八卦布局创建过程主要分成四步:第一步,构建参数化同心圆,将圆n1等分,并按对应关系连接各点,n1大小可调;第二步,将两圆中间的直线n2等分,n2大小可调;第三步,按对应关系连接两圆中间的各个点;第四步,尝试不同参数下的组合方案。

  对称是同形、同量的形态。在建筑区域设计中,使用对称能表达出秩序、稳定与庄重的感觉,并能给人以美感。在八卦平面布局的基础上,创建简单的三维圆柱体示意建筑以占位,设置干扰因子,随机调整圆柱体大小和位置,尝试可控随机布置方案,在不规则布局中需找部分对称布局平衡点,以获得最佳布置。GC在设计对象和元素之间建立起强大的逻辑关系,通过界面图形操作和脚步编程的混合方法,能够模拟出各类形态,并记录各类对象的创建过程,从而获得无与伦比的创造性,能够更加灵活地发挥主观能动性进行创作。

  接下来,形成建筑物示意布置方案。由测绘专业提供的等高线在Geopak软件中生成地面模型,将八卦布局设计应用于地面模型中,自动生成开挖与回填需求,以及分析各剖面和开挖回填工程量,优化布置方案。Geopak中Site模块在处理导入三维图形、开挖回填和放坡方面十分高效,这样我们可以前期创建任意复杂的场平图形,然后导入Geopak自动生成开挖模型。

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