建筑师和计算机模拟

 

　随着信息技术的飞速发展，我们的社会已经步入了读图时代。计算机模拟技术是读图时代
下绿色建筑设计的新媒介，它的出现对建筑师提出了新的要求，建筑师的知识结构亟待更
新。时代呼唤

“升级版建筑师”。

    　　1、计算机模拟出现的时代背景

    　　20 世纪中期，能源、环境成为了全球关注的热点问题。一部著作——《成长的极限》、
两次能源危机，打破了欧伯罗斯的神话，自然给人类敲醒了警钟。作为全球能耗大户的建筑
行业开始反思对自身对环境的影响，节能、环保成为了当代建筑师共同肩负的社会责任。

    　　建筑设计中，能源、环境是建筑师和工程师都必须考虑的因素。20 世纪 60 年代，一
些工程师尝试利用计算机将不可见的环境、能源因素可视化，并希望通过理性的科学分析与
大量的数据计算使建筑物理环境的设计更加精准化，从而达到节约能源的目的。计算机模拟
技术就是这种时代背景下的产物。最早计算机模拟技术主要用于照明、暖通空调、通风等方面
的节能模拟。第二次石油危机过后，对节能的激励减弱了，加之电脑技术的局限，计算机模
拟一段时间内销声匿迹。

90 年代初期，个人电脑的计算能力和储存能力增强，计算机模拟

得以发展普及，并越来越多地引起了建筑师的关注。于是在建筑和自然之间，计算机成了一
种新的更为便捷的设计媒介工具，它通过对建筑信息、环境信息、计算模型的设计与运算，
将不可见的物理环境通过图示颜色等可视化方式表现出来，绿色建筑也步入了

“读图时代”。

    　　2、计算机模拟的类型及其在建筑设计中的应用

    　　随着模拟技术的日趋成熟，建筑物理环境的模拟已经成为绿色建筑设计过程中不可
或缺的媒介工具，环境模拟正在从工程师的

“专利技术”变为建筑师的必备素质。目前，众多

模拟技术中能够直接介入设计易操作的主要以下几种（见图表

2）。这些模拟软件按其在建

筑设计中的作用不同可以分为参考性模拟和评价性模拟两种。参考性模拟主要应用在建筑设
计的过程，其主要作用是预测建筑周边的物理环境并使之图示化。参考性模拟的主要目的是
为建筑师提供设计依据，避免由建筑设计原因导致的

“不舒适”环境，如 CFD 风环境模拟软

件、

ECOTECH 建筑环境分析软件等等。评价性模拟的应用有两类，一是对重大项目设计阶

段结束之后施工阶段开始之前，尤其是对建筑物理环境有特殊要求的建筑进行物理环境的
准确模拟。其主要作用是对建筑设计进行检验性评价，在施工之前提出合理化改进意见。二
是对已建成建筑进行能耗模拟分析，其主要作用是对建筑做出合理评价，提取有效数据，
为以后的建筑设计积累经验。这些模拟技术介入设计全过程，他们在优化设计的同时对建筑
师在建筑物理环境方面的基本修养提出了更高的要求。

    　　3、建筑师与计算机模拟

    　　计算机模拟技术的介入更新了传统建筑设计的流程，除了在方案功能、流线、形体、结
构、材料和经验性环境预测等方面反复推敲外，设计流程多了计算机这一相对客观的评价要
素（设计流程如图表

4）。然而，计算机模拟犹如建筑师手中的欧伯罗斯魔杖，如何能够使

其发挥积极作用，给建筑师提出了更高的要求。