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设计方法赏析八篇

时间:2023-03-13 11:16:17

设计方法

设计方法第1篇

【关键词】:建筑设计建筑环境概念

中图分类号:TU2文献标识码: A

引言

现代社会是科技社会,以计算机为主要代表的科学技术已经日益在人们生产以及生活中的每一个领域进行渗透,是产业进步的有效动力以及质量提高的有力保证,与此同时,人们的思维方式与工作方法也在被科学技术进步的力量所影响着,并使得以头脑工作为主的建筑设计领域中传统的方法经历着技术革命。

一 、建筑设计的概念

建筑设计(Architectural Design )是指建筑物在建造之前,设计者按照建设任务,把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题,事先作好通盘的设想,拟定好解决这些问题的办法、方案,用图纸和文件表达出来。作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。便于整个工程得以在预定的投资限额范围内,按照周密考虑的预定方案,统一步调,顺利进行 。并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。

二、当今科技影响下的建筑设计不同立场

当今世界仍然是科学技术驱动的世界,在近三十年中,科技推动了世界的发展,以荷兰建筑业的领军和标志性人物雷姆·库哈斯来说,他是真正意义上的速度、密度以及激进主义的天才,在推动世界发展中雷姆·库哈斯发挥了非常重要的作用。在2000年的德国世界博览会上,雷姆·库哈斯设计的荷兰的会馆“大汉堡”就是一个拥有多层构造的建筑,顶部铺满了泥土,有水池和草木,还有两三台利用风能发电的风车在不停的旋转,似乎在向人们传递着这样一个信息:土地、能源以及池塘都是可以创造出来的。“大汉堡”下面一层有非常多的树木,但这些树木都是砍下来直接去,像插花一样。建筑顶棚上密密麻麻的挂着各式各样的荧光灯,荧光灯照射着森林,森林靠着这些人工光源而存活下来,这似乎在向人们诉说着森林也可以通过人类的手创造出来。在下面是盛开黄花的花田,小型监视器在花丛中若隐若现,监视器发出蜜蜂的嗡嗡声,连蜜蜂都是人类自己创造了呢!库哈斯通过这种方式明确的向人们传达人类可以驾驭自然的这一信息。荷兰适应着当今技术驱动的潮流,在填海后形成的陆地上建立的国家,显然不怀疑科技的立场。

三、当今科技影响下建筑设计渗透着低碳生活

越是具有高科技化的设计,越是能够急速的降低人类文化和环境的自然特质。因此,我们必须对建筑设计的指标进行重新定义,并积极对建筑总体的价值观进行检讨,建筑设计思考所要考虑的精神是人类文化特质的维系,此特质是社会文化原性保持的根源。从建筑设计、建筑生产、建筑制造以及生产消费到丢弃回收,设计师必须以一种维持生命力的观念去考量设计的需求。

从现代建筑上来看,科学技术帮助人们解决了许多具有关键性的问题,低碳的设计理念无处不在。如鹿特丹市议会大楼方案,新建筑位于老建筑之间,它是模块化的,可以适应多种用途。同时空出下层的公共空间。从地面能够感受到它回馈给城市的空间。可以依照不同的使用要求,添加甚至移除模块化结构中的单元,可以用于办公或居住。高层上的绿色台阶为鹿特丹市中心的公寓提供了花园。该建筑不是作为城市未来的最终形态,这个设计不仅仅是一个建筑,也是设计城市的天际线。建筑试图关联相邻的市政厅和邮局,通过刻意模糊的设计手法,吸收周围建筑的尺度和风格,以此融入城市不同时期的建筑中。该建筑不仅结构特殊,还有独特的调节温度的手段,它可以存储夏季热量,冬季释放;反之亦然,并采用高科技的透明隔热建筑玻璃幕墙。它的目标是成为荷兰最可持续的建筑。北欧的大都会建筑事务所最新的项目:哥本哈根码头的“bryghusgrunden”它将成为丹麦建筑中心和Realdania基地。该大楼的所在地曾是丹麦城市港口的一个老啤酒厂遗址,它按照丹麦最新的严格的能源法规设计,其中一个关键组成部分就是利用海水冷却。在科学技术不断发展的今天,每天诞生一件智慧与科技的杰作不是稀罕事。一些个人或团体免不了将其研究成果迫不及待地推向大众,有的甚至仅仅是存在于概念,但诱人的草图会让人的联想天马行空。确实带给我们许多便利和新鲜感,但我们常常忍不住反问:“这个东西我能用上吗?”

四、建筑设计方法论的特征

(一)虚拟建造

虚拟建造是由虚拟企业转变而来,它针对的是工程项目,1996年美国发明者协会第一个提出了虚拟建造的概念,包括对图形或图像进行处理、对人体器官位置进行跟踪、网络通讯以及影响处理和交互传感在内的高新信息技术,它为人机交互对话提供了更为直接的三维界面,并能在多维信息空间中创设一个虚拟信息环境,让用户能够有一种切身体会的感觉。SAD技术是虚拟建造中的重要工具,它可以运用三维辅助来进行设计。随着科学技术的不断发展,CAD技术的综合性能越来越高,仿真的模拟性也越来越逼真,从而增强了建筑设计师对于一些比较复杂建筑体量的操控以及展示的能力。

(二)功能仿真

功能仿真又称为前仿真,它主要是确定一个设计是否实现了预定的功能,是证明设计功能正确性的过程。前仿真也叫RTL级行为仿真,功能仿真,目的是分析电路的逻辑关系的正确性,仿真速度快,可以根据需要观察电路输入输出端口和电路内部任一信号和寄存器的波形。当前,建筑的功能仿真包含有对日照环境进行模拟、对人工照明环境进行模拟、对热环境进行模拟以及对能耗进行模拟等,这些基本上可以使建筑的综合功能模拟得到满足。

(三)柔性设计

在当今产品设计以及产品制造领域中,柔性设计是比较重要的特征之一,它是对传统设计的一种扬弃,依照柔性员工系统进行具有灵活性的设计。设计人员的需要随着自身的知识技能水平、工作性质以及家庭生活条件的不同而趋于不同。柔性设计出来的柔性产品可以适应不确定性的功能变化,其升级端口具有开放性,经过合理的技术改造可以确保在长时间下进行运转,从而有着更长的使用寿命。在建筑设计中,建筑物长期使用的特性决定了必须要借鉴柔性设计的理念,让建筑设计成为一种柔性设计。例如,把建筑空间从功能上分为服务区域以及被服务区域,在服务区域内设置一些管线以及交通系统;而在被服务区域就可以对一些大的空间进行自由阻隔,这样既实现了柔性的空间,又实现了柔性的设备。

结束语

在当今科学技术的影响下,建筑设计方法论出现了虚拟建造、功能仿真以及柔性设计的特征,这些特征对于建立以人为本的建筑科学设计有着现实的意义。当前,我国的建筑设计和一些发达国家相比还存在着一定差距,这些差距影响了建筑设计科学技术的推广,因此,我们要转变设计观念,迎合科学技术发展的潮流,从根本上适应国际竞争的需要和科学技术发展的需求。

参考文献

[1]刘先觉. 现代建筑设计理论. 北京:中国建筑工业出版社,1998. 511-523.

[2]白雪海. 设计方法论的哲学思考与启示. 新建筑,2000,(1):58-60.

设计方法第2篇

关键字:设计 生态 绿色方法

一、简介     这里介绍的是某些生态设计的衡量标准。然而,要提醒设计者的是,生态设计不只是满足这些标准,而是要尽量全面的确保一个设计:对生态系统和生物圈内的不可再生能源产生最小的系统影响(或者产生最大的有益影响)。

    生态设计牵扯到对设计的整体考虑,对被设计系统中能量和材料的慎重使用。通过设计、努力减少这种使用对自然环境的影响(以及它与自然环境的结合)。牵扯到被设计系统中从原料到废弃物的周期。

    我们可以在一套包括建设环境和生态环境之间相互作用的框架里,构筑这些需要考虑的要素。这些相互作用类似一个开放系统的概念。基于以上要素,这些相互作用可被归纳为几种基本类型:

    被设计系统的外部相互依赖性(系统的外部或者环境关系);

    被设计系统的内部相互依赖性(系统的内部关系);

    能量和物质的内外交换(对系统输入);

    在一个设计的生态研究途径中,我们必须同时考虑所有这几方面因素以及它们的相互关系。

二、关键的衡量标准     1.评估对建筑的需求:把使用者置于硬件之前考虑;评估提供内部环境系统保障的水平。在对设计进行投资之前,从生态敏感的角度,评估设计要点、项目依据和使用者要求。

    2.评估建筑用地:地段规划(例如建筑位置、凹凸轮廓、道路和铺装区域等)应该基于生态的土地使用方式。建筑要布置在地段内,对所处地方的生态系统产生最少的破坏和影响的部分。结合有当地特色的动植物种群,提高地段的生态价值。

    评估风对当地的影响:减少风对步行者和周围建筑影响。

    检验对其他建筑的阴影遮挡;确定建筑在地段中的位置,要避免存在的对附近建筑和地段的遮挡。建筑的体形可以基于地段的日照包络线,从而避免对附近的地段潜在的阴影遮挡。这一点影响到比邻地段潜在的太阳能应用以及温带气候地段的越冬情况。

    检验室外噪音:通过设计,保证暴露的最近的居住建筑室外的噪音强度,低于一天中早晨7时至夜间11时中任何时段的背景噪声水平不少于5分贝,并且不超过至夜间11时至次日早晨7时中任何时段的背景噪声水平。

    3.评估建筑的属性:加入材料的完整再生周期和再生可能性因素,考虑在建设和维护过程中用到的材料里体现出的能量价值的作用。考虑地方性材料在建筑主要构件中的作用。

    评估建筑物对环境的影响:检验建筑生成物中材料和能源流动带来的环境影响。

    评估自然资源消耗量和再生材料:具体安排材料来考虑自然资源枯竭(例如木材/来自可持续资源的木材产品)。适宜条件下破损材料的再利用。

    评估危险材料:在任何可能的、无法获得经济的可供选择方案的场合,避免具体使用已知的危险材料(如木材防腐剂)。

    评估建筑施工的影响:建筑施工操作不应当导致地段内以及附近地段的生态系统破坏。一个"可持续"的设计的长期成功,也需要对施工、委托和建筑使用的控制予以格外的重视。

    需要承包商写进合同的环境操作包括:发展及实现一个该工程的环境方案;尽可能减少废物;充分利用能量及其他资源,防止污染;尽可能利用再生或可再生材料或部件;尽量减少交通需求(包括运进/出材料);合理地处理不可避免的废物,包括完全服务从有关法规。工程结束时清理现场。

    评估外部景观设计:通过地段规划和景观设计可以实现微观气候改善。四项主要因素影响人的舒适度:日光辐射、气温、空气流动、温度或降水。当这些要素的综合效果不对人产生不适的压力时,条件就达到了人的舒适范围。室外气候越接近这一范围,创造室内气候所需要的能量就越少。景观形式能够对建筑的能量消耗起到有益的作用,因而减少费用,改善微观气候。景观设计应当以改善建筑周围空间的微观气候为目的,为使用这个空间的人们提供更舒适的环境。提供一个建筑与景观结合的设计充实地段的特征。被设计的系统与景观植物的结合,造成当地生态系统的发展和弹性。利用竖向景观和植物降低周围的气温。

    4.评估建筑操作的影响:最大限度地被动式能量系统利用周围能量的渠道:建筑体形、建筑朝向、立面设计、日光控制装置、建筑外观色彩、竖向景观、自然通风,要设计能够让所有使用者理解并且实现控制的简单的控制措施。

    最大限度地利用不可更新资源(例如光电能源)。

    减少由于消耗能量而产生的二氧化碳;控制二氧化碳生成少于50千克/年·平方米。

    控制酸雨:锅炉的氮氧化物排放量,应低于200毫克/千瓦小时。

    避免由于cfcs, hcfcs 和卤素引起臭氧消耗:使用不含卤素的无臭氧消耗制冷设备;结构与围护部分用无臭氧消耗的隔离。

    通过设计,实现可循环材料的储存:适宜条件下,为隔离储存供再利用的废物和可循环的收集物,提供充分的空间。

    最大限度地利用自然通风的被动系统。被动吸烟和潮湿:把占多数的空间设计为自然通风,禁止在室内吸烟;避免需要潮湿的植物;在非自然通风场所,慎重设计温度系统;室内空气质量应当在c25升/人(例如不经过再流通的完全新鲜空气);利用自然通风装置。

    最大限度地利用自然和人工照明的被动系统:通过照明,在办公室提供高质量的视觉舒适。尽量扩大利用日光的工作面积,达到用于办公的总面积的至少80%,达到英国制定的日光照明标准bs8206的第二部分。有输出波动的所有灯具(例如荧光灯),都应当安装高频镇流器;使用灯具隔栅或特制玻璃等。

    检验热舒适和过热:尽量减少由于利于被动式设计因素来补充计划中的自然通风和夜间制冷措施,而产生过热不适风险。通过cibse一致的计算实现令人满意的操作。

    控制室内噪音:在办公室和会议室所实现舒适的声学环境。私人办公室和小会议室――40分贝;大会议室――45分贝,建筑的声音隔绝和降低噪声与英国标准bs8233:1987一致。

    检查寿命周期内的能量消耗(例如能量转换的有效性),尽量减少操作中的能量消耗,它本身正是在建筑能量使用中占最大份额。

    评估水污染:减少地段内水流失,以从地表水流失方面,在源头管理污染。促进水分吸收和返还地下水。

    评估交通运输能量:尽量减少地段内小轿车停车;制定政策鼓励公共交通,不提倡使用小轿车。评估室内空气质量:微粒过滤;

    评估空气质量/二氧化碳;装修/保养;通过可开启窗提供自然通风,保持cibse推荐的换气率。避免空气闭合流通;利用室内植物吸收vocs。

    设计内部水保存:以减少从干管到饮用水的需求量为设计目标。水循环计划;雨水利用;废水处理计划:下水道沉积物利用;水效率管理措施;水泄露;景观地区的浇灌系统应当利用;雨水应当被收集并循环(如用于卫生间冲水)。

    减少或恢复废弃材料和热量:通过设计,恢复由建筑操作而产生的废弃材料和热量;考虑储藏运输供循环的材料。

    检查内部装备:基础建筑提供可以变动位置的会议室和商务中心。通过设计,避免浪费;家具布置允许经过最小的改动而实现灵活的人员分组安排。检查危险材料的使用。

设计方法第3篇

【关键词】建筑,方案设计,设计方法

中图分类号: TS958 文献标识码: A

一、前言

建筑方案设计主要是综合设计能力,重点应为始终贯穿方案设计及方案综合分析的能力。传统的建筑方案设计流程一般为: 首先进行方案构思; 其次手绘方案设计草图; 然后运用二维 AUTO-CAD 绘制设计方案; 最后运用 3DMAX 等软件对方案进行渲染,制作效果图。这样的设计过程,很容易导致将精力花费在软件的复杂操作上,从而导致建筑方案设计变成效果图或模型制作,而弱化或忽视了方案设计过程的反复修改与推敲,从而偏离建筑方案设计真正的目标,即培养方案设计及方案综合分析能力。

二、建筑方案设计方法综述

1 理解并掌握任务书

(一)任务书的理解

对于任务书的理解是最终掌握的重要前提条件,工作人员应对任务书整体有初步印象。首先,要明确任务书的设计概念与设计目标,其中包括项目规模、地理条件等内容,并结合建筑的使用功能对相关知识进行查找和了解,形成问题后再以此为依据,完成资料的整理与罗列。其次,在阅读任务书的过程中,务必要保证全面和仔细,同时将任务书中的特殊要求、项目的特殊功能等内容进行记录,以免遗漏。

(二)任务书的掌握

想要真正做到对任务书的全面掌握,关键是要避免设计方向与思路在重点内容上出现偏差,例如在设计高校图书馆时,工作人员应紧密围绕“高校”这一核心内容,并将其作为整个设计工作的核心。相对于公共、专业与少儿图书馆,高校图书馆在布局特点、平面功能分布上都有很大的变化,在设计时应结合高校学生的行为特征与阅读方式构建图书馆的内部空间。所以,想要做到对任务书的全面掌握,就必须把握好设计要点,才能最终形成与项目要求相符的设计方案。

2.设计方案的起步

从建筑方案设计工作的一般流程来看,大体都要依次经过环境、群体、个体、细部设计四个环节,所以在设计之初,工作人员应从环境设计开始,全面、科学地完成总体平面规划,以便为个体设计提供借鉴和依据。在这一过程中,工作人员不仅要注意外部因素,还要兼顾建筑的内部结构条件对总体平面规划的制约。建筑方案设计实际上就是对建筑形象的创作,而建筑则处于某种特定客观环境当中,所以,建筑所处环境也应被纳入考虑的范围。

另外,在对任务书进行阅读的过程中,工作人员也应有地段、条件的空间概念,以此来判断所形成的总平面图设计成果是否合理。

总的来说,建筑方案设计工作要求综合考虑各种因素所产生的影响,并在各个设计阶段抓住设计的矛盾即中心点。由于某一阶段的设计成果需要接受进一步检验,所以整个设计工作实际上是一个动态的过程,而建筑方案设计成果就是在这样的矛盾冲突中变得更加完善、更加理想、更加符合项目的使用需求。

3.设计方案的形成

设计方案的形成实际上是不断产生和解决矛盾的过程,在不同的阶段,工作人员需要对不同的设计问题进行有针对性的研究与讨论,不过这些阶段并不是相互分离的,而是相互渗透、相互促进的关系,下面主要围绕形成过程中的同步思维展开讨论。

(一)环境与单体设计的同步

环境设计是全部建筑设计工作的入手点,但是它与单体设计又有着千丝万缕的联系。工作人员在考虑环境设计问题时,必须要兼顾外部条件所产生的限制与由此造成的影响。只有在这种同步思维的引导下,才能使单体建筑设计具有创新点和与众不同的特色。由此可见,设计人员在设计之初就应该将同步思维作为设计工作的主导。

(二)各层平面设计的同步

某些设计因素需要将若干层结合在一起考虑,例如结构类型的选择、卫生系统的设置、垂直交通体系的设定等。同时,工作人员还要兼顾建筑室内的空间效果。这样一来,在对某一层面进行设计时,就必须同时考虑上下若干层的面积、平面形式等问题,只有做到相互调整、同步设计,才能更好地满足设计目标的要求。

4.设计方案的推敲

在建筑方案的设计初期,工作人员首先要进行任务书的逻辑分析,以便在最短时间内全面掌握任务书的相关内容。在开展设计工作时,也不应将形成平面方案作为第一位,而是要同时兼顾项目的功能分析与平面布局两项内容。采用此种方式,能够将设计人员头脑,模糊的、不稳定的设计意向通过手绘的方式记录下来,使其成为可以被有效感知的具体图形,随着设计工作的进行和思考深度的增加,最初的草图会变得逐渐清晰起来。实践经验表明,该方法有利于设计人员始终保持创作的激情,创作灵感也会得到有效激发。另外,应考虑的设计问题在思维活跃期都基本得到了分析,后续的设计工作会变得更加顺利和高效,设计质量也将得到进一步的保障和提升。总的来说,在建筑方案设计工作的前期,设计人员在进行方案的构思和创建时,要尽可能采用上面所介绍的“图习、思维”方式进行,通过手稿对灵感的捕捉来实现构思的深入与深化。

5.设计方案的表达

建筑方案设计是一项涉及面较广的工作,它往往包括以下几方面特点

(1)受技术因素的影响,建筑并不等同于纯粹的艺术,它需要形象与抽象思维的整合,即不仅要有符合逻辑的理论,也要有大胆的设计创新。

(2)设计工作的开展需要在使用功能、项目经费等因素的制约下进行。

(3)建筑方案设计的思维会受到社会审美、流行风格等因素的引导。

(4)建筑设计的成果不仅要有新意,而且这种新意要被人们所接受。

在平面设计中,功能的合理化与分区是应考虑的主要内容,无论是空间的构成还是变化,都应做到简洁、流畅;立面与造型设计则需要兼顾整体的协调性,在对建筑风格进行融合的基础上大胆创新,并做好细节的处理。设计方案的表达实际上是对运用设计语言能力的考查,这里所说的表达并不仅仅指能够被外行人轻易掌握的图片资料,而是指未加修饰的、更为原始和更为接近设计师原本意图的表达。这既是设计师汗水的结晶,也是其学识与艺术修养的最好体现。表达能力是建筑设计师职业活动的基础,受教育程度、艺术沉淀、个性等因素的影响,设计构思的表达方式种类较多,但无论采用哪种表达方式,扎实的技术功底、丰富的功能分析与结构选型知识、对制图规范的全面掌握、素描速写能力、色彩运用水平等都是不可或缺的重要技能。只有做到思想与能力的有机结合,才能更好地实现二者的融合,处理建筑方案设计问题时才能更加得心应手。

三、结束语

我国建筑方案设计存在着许多的问题,但是我们更应该看到我国建筑方案设计的发展前景。正是因为存在着很多的问题,所以才会有很多的发展空间。因此我们应该更加注重这方面的研究,促使建筑方案设计的大发展,为人类的美好生活和舒适的居住环境而贡献力量。

参考文献

[1]曹光黎志涛的建筑方案设计方法及启示浙江建筑2010-06-25期刊

[2]薛晨玺论建筑方案设计方法山西建筑2010-12-10期刊

[3]陈跃; 胡凯 潘国明;建筑方案设计方法探析 低温建筑技术2012-02-28期刊

[4]喻伟 住宅建筑保障室内(热)环境质量的低能耗策略研究重庆大学2011-11-01博士

[5]黄茜 节能建筑模块化体系设计与评价及仿真优化方法研究武汉理工大学2012-03-01博士

设计方法第4篇

中国现行规范中沥青路面设计弯沉是根据公路等级、设计年限内累计标准轴载作用次数、面层以及基层类型计算而定的,设计弯沉计算公式为ld=600N-0.2eAsAcAb(1)式中:ld为设计弯沉值(0.01mm);Ne为设计年限内一个车道累计当量轴次(次/车道);Ac为公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0,二级公路为1.1,三、四级公路为1.2;As为面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0,热拌和冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式沥青路面、沥青表面处治为1.1;Ab为路面结构类型系数,半刚性基层沥青路面为1.0,柔性基层沥青路面为1.6,混合式基层沥青路面系数采用线性内插法获得。式(1)是20世纪90年代初修订《公路柔性路面设计规范》(JTT014-86)(简称“柔规”)时提出的。修订工作是在1992~1993年进行,分别调查了吉林、山东、山西、四川、、上海、湖北、江西、湖南,共50多个路段,两万多个测点。此外,还收集了黑龙江、天津两地的调查资料作为参考。将收集到的数据进行数理统计后,在双对数坐标中,以设计年限末的累计当量标准轴次为横坐标,路面标准容许弯沉值为纵坐标,进行回归分析得到的双对数关系,见式(2)。考虑到当时车辆的超载情况不能从交通量观测站提供的数据得到反映,使得换算后的累计轴次偏小,故将式(2)的常数系数乘以1.1,并将指数调整为-0.2次方后,统一采用路面的容许弯沉lR,其表达式为lR=720N-0.2eAcAs(0.01mm)(3)由于沥青路面弯沉是逐年变化的,且在路面竣工后的二三年之间路表弯沉值最小,即路面整体结构处于最大刚度状态[12-13]。由于路面基层铺完以后,再铺筑沥青面层,所需时间少则半年,多则1~2年,而路面竣工验收一般在通车后2年左右进行,此时路面整体结构已达设计要求的最大刚度状态,故将其取作为设计状态。根据这一假定,可得如下设计弯沉式为ld=l0=lR/AT(4)式中:l0为竣工验收弯沉;AT为弯沉增长系数。将式(3)代入式(4)得ld=720N-0.2e/AT(5)根据容许弯沉调查所选路段的实际情况,将弯沉增长系数取为1.2,故而得出不同公路等级、不同面层和基层结构类型普遍适用的设计弯沉计算公式(式(1))。在本次修订中,虽然所选择的样本分布在中国50多条路段中,但其中只有4条路段为柔性基层。将调查路段中的4条柔性基层路面的容许弯沉值与累计标准轴次之间建立双对数关系,得出柔性路面容许弯沉计算公式为lR=1060N-0.2e(6)将式(6)代入计算弯沉的一般表达式(1),可得Ab=1.53,取整为1.6。

2现行柔性基层沥青路面设计弯沉的适用性

中国柔性基层沥青路面设计方法与半刚性基层完全相同,都以弯沉作为设计指标,并有相应的控制标准。随着柔性基层路面结构在中国高等级路面结构中的逐步应用,现行规范中所制定的弯沉标准在指导路面结构设计过程中也越来越暴露出诸多不可控制的问题。如广东深汕西(深圳—汕头西段)高速公路、广深珠(广州—深圳—珠海)高速公路、广河(广州—河源)高速公路惠州段、浦南(浦城—南平)高速公路、江苏泸宁(上海—南京江苏段)高速公路、青海平西(海东市平安县—西宁市)高速公路以及重庆武合(武胜—合川)高速公路等。从交通部2001年以来在广东省、江苏省、青海平西等地铺筑的柔性基层沥青路面弯沉检测及使用性能长期观测结果可知,虽然这些路面的实测弯沉值均大于设计弯沉值,但经过长时间运营均未出现路面整体强度不足的状况。由此可以说明,现行规范的弯沉标准对于柔性基层结构的控制过于严格,柔性基层结构类型系数Ab值偏小,不具有广泛代表性,应针对目前高等级公路的实际情况重新进行标定。柔性基层路面结构的设计弯沉标准在实际应用中常常不可控制的原因主要有以下几点[12-13]:(1)基层结构类型系数的代表性。现行柔性路面基层类型系数值是通过在中国范围内所调查的4条柔性路面的容许弯沉值与累计轴次进行回归得到的,其样本数量较少,会影响回归公式的代表性;另外样本的采集地区大多为北方省份,样本采集地区范围较小,这也是影响回归公式是否具有广泛代表性的一个很重要的方面。(2)公路等级差别大。20世纪90年代对“柔规”的修订中所选的调查路段大多为20世纪80年代修建的道路,当时中国已经开始高等级公路的建设,但总体上来说,已建道路仍以低等级公路为主,其公路等级与广东省现在的高等级道路差别很大,从而造成能够适应当时沥青路面设计的弯沉计算公式不能很好地应用于广东省现有高等级沥青路面的建设。20世纪80年代所建道路等级较低、面层厚度较薄、沥青面层质量差(与现在的沥青混凝土相差很大)、基层强度低(以柔性基层为主),故路面质量远不如现在的高等级沥青混凝土路面,两者的力学特性以及破坏模式都有显著的差异。另外,虽然20世纪80年代时已建造了大量半刚性基层沥青路面,但由于当时经济整体发展水平较低,道路交通量需求与目前相比要小得多,故而设计的半刚性基层路面与现在的半刚性路面差别也较大(与现在的半刚性基层沥青路面相比,当时的基层偏于柔性,或往往在通车使用几年之后就发展为柔性基层)。(3)交通负荷差别大。中国经济迅猛发展,公路总里程飞速增长,道路交通量增长速率也逐年增长,目前同等级道路所承受的交通荷载要较20世纪90年代大得多,这就提高了对道路使用性能的要求,增加了道路的建设难度。综上,现行柔性路面设计弯沉计算公式中的基层类型系数值并不能很好地应用于中国的柔性沥青路面结构设计。故此次研究通过多路段调查,对中国具有代表性的柔性结构(或相当于柔性结构)沥青路面进行弯沉回归分析,重新标定基层类型系数。

3设计弯沉计算公式标定

中国规范在进行容许弯沉计算公式回归分析时,已经验证了公路等级系数及路面类型系数的取值合理性,且在新建半刚性基层以及组合式基层沥青路面设计中得到成功应用,故这2个参数的取值仍然采用规范中已有的规定,只对路面基层类型系数值进行标定[6]。目前中国已建沥青混凝土路面大多为半刚性结构,柔性基层较少。但半刚性基层沥青路面随着使用年限的增长,交通荷载的长期作用使得路面发生各种疲劳以及开裂破坏,从而造成原来的板体半刚性基层逐渐破碎为散体基层,即原半刚性基层随时间推移会逐渐向柔性基层转变[5,12]。为了提高回归方程的准确性,增加样本数量,本文将中国早期修建且现已开裂破坏较严重的半刚性基层沥青路面也视为柔性基层,进行设计弯沉的回归分析。所选路段有沈大(沈阳—大连)高速公路、济青(济南—青岛)高速公路、深汕西(深圳—汕头西段)高速公路、佛开(佛山—开平)高速公路、广三(广州—三水)高速公路、广佛(广州—佛山)高速公路、广深(广州—深圳)高速公路及广河(广州—河源)高速公路等8条沥青混凝土路面。同时,在确定柔性路面的基层类型系数时,规范中采用调查路段的容许弯沉值与设计年限末的累计标准轴次进行回归分析,得出柔性路面容许弯沉的回归公式,并将此回归公式进行调整后令其等于容许弯沉的统一表达式,即式(4),从而计算得出数值。但在实际发生累计轴次已经超过设计累计轴次时,若将路面实测弯沉转换为容许弯沉值与新建道路时的设计年限末累计轴次进行回归分析,而忽略其已经承受的多余设计累计轴次的部分,不符合路面使用的实际状况。因此,本文使用旧路表实测弯沉代表值与其已经实际发生的累计轴次进行回归分析。沈大高速公路是中国大陆建设的第一条高速公路,路面设计依据1978版设计规范进行,1990年9月全线建成通车,全长348km,双向4车道,原路面结构如图1所示。ofShenyang-Dalianexpressway通过交通量和路面弯沉调查可知,当一个车道累计标准轴次达到19.354×106次/车道时,其路面弯沉代表值为62(0.01mm)。济青高速公路,是山东最繁忙的高速公路,于1993年末竣工通车,全长318km,双向4车道,原路面结构如图2所示。通过交通量和路面弯沉调查可知,当一个车道累计标准轴次达到2.67×107次/车道时,其路面弯沉代表值为40(0.01mm)。广东深汕高速公路西段起于深圳市龙岗区,止于陆丰市潭西镇,东接深汕(深圳—汕头)高速公路东段,全长146.55km,为双向4车道。其中沥青混凝土路面长80.43km,1997年建成通车时原路面结构如图3所示。通过交通量和路面弯沉调查可知,当一个车道累计标准轴次达到1.18×107次/车道时,其路面弯沉代表值为131(0.01mm)。广三高速公路位于佛山市南海区与三水区,全长30km,于1996年建成通车。全线为双向4车道,沥青混凝土路面全长11.91km。原路面结构如图4所示通过交通量和路面弯沉调查可知,当一个车道累计标准轴次达到2.3×107次/车道时,其路面弯沉代表值为49(0.01mm)。佛开高速公路全长80km,于1996年12月建成通车。沥青混凝土路面长15.4km,为双向4车道,路基宽24.5m。原路面结构如图5所示。通过交通量和路面弯沉调查可知,当一个车道累计标准轴次达到7.8×107次/车道时,其路面弯沉代表值为60(0.01mm)。广佛高速公路于1989年建成通车,1993年初曾对路面进行过一次罩面加铺维修,又于1999年对路面进行了加宽扩建,由原来的双向4车道扩建为单向4或者3车道。原路面结构如图6所示。通过交通量和路面弯沉调查可知,当一个车道累计标准轴次达到1.59×107次/车道时,其路面弯沉代表值为65(0.01mm)。广深高速公路是广深珠高速公路的一部分,主线总长122.8km,沥青路面长116.8km,1994年试通车,1996年交工验收,1997年正式通车营运,主线设计为6车道。原路面结构如图7所示。通过交通量和路面弯沉调查可知,当一个车道累计标准轴次达到1.22×108次/车道时,其路面弯沉代表值为25(0.01mm)。广河高速公路惠州段为倒桩柔性基层沥青路面结构,2012年1月建成通车。路基段路面结构设计采用倒装式柔性基层沥青路面结构,如图8所示。通过交通量和路面弯沉调查可知,当一个车道累计标准轴次达到2.40×107次/车道时,其路面弯沉代表值为57(0.01mm)。将上述所选路段的弯沉代表值及累计标准轴次收集整理后,汇总见下页表1。在双对数坐标中,以已发生累计轴次Ne为横坐标,弯沉代表值lR为纵坐标,回归所得曲线如图9所示。由于样本数量较少,累计轴次范围有限,故以其平均累计轴次为圆心,将回归得到的曲线进行一定旋转,使得其斜率与容许弯沉的一般表达式相同,以便进行比较,调完斜率后的公式为

4沥青路面结构类型的界定

为了确定路面基层类型系数不同取值的适用条件,本文从3种常见的半刚性、组合式、柔性路面结构中柔性层的总厚度及层底弯拉应力的不同受力状况进行分析研究。4.1半刚性基层沥青路面结构针对中国常见的半刚性基层沥青路面结构(3层沥青混凝土面层+3层水泥稳定碎石基层),通过改变其沥青面层厚度来进行层底弯拉应力试算。将得到的数据进行整理,绘制上、中、下面层层底最大弯拉应力以及路面结构层中的最大拉应力随面层总厚度的变化曲线图,如图10所示。计算结果发现,路面结构中最大层底拉应力出现在水泥稳定半刚性底基层。由图10可以看出,随着柔性面层厚度的增大,底基层承受的最大拉应力呈现平缓的减小趋势。观察图10中的上、中、底面层层底弯拉应力随面层厚度的变化曲线,可以看出上面层和底面层一直处于受压状态(弯拉应力为正,则受拉;为负,则受压);中面层受力则是随着面层厚度的增加,由受压向受拉状态转变。当沥青面层厚度为21cm时,为受压与受拉状态的转变点,说明随着柔性沥青层的增加,路面结构受力状态逐渐由半刚性基层的受力模式向组合式结构受力模式过渡。4.2柔性基层沥青路面结构采用目前常用的柔性基层路面结构(4层沥青混凝土面层+级配碎石+水泥稳定碎石基层),通过改变柔性层的厚度进行层底弯拉应力试算,将得到的结果整理,如下页图11所示。计算结果显示,路面结构的最大拉应力出现在级配碎石柔性基层上,这与半刚性基层路面的最大拉应力所出现的位置不同。由图11可以看出,柔性路面结构的上面层处于受压状态,底面层处于受拉状态;当柔性层总厚度在38cm附近时,为中面层由受压向受拉状态转变的过渡点,也即路面由组合式结构受力模式向柔性结构受力模式的转变点。4.3组合式路面结构采用目前常用的柔性基层路面结构(2层沥青混凝土面层+沥青碎石基层+2层水泥稳定碎石底基层),按照同样的方法进行路面层的弯拉应力试算,所得结果整理如图12所示。由计算结果得知,组合式路面结构的最大拉应力出现的位置为底基层,与半刚性基层出现的位置相同。由图12可以看出,组合式面层的受力状况具有如下规律:上面层受压,而中面层和底面层都会随着柔性层总厚度的增大而由受压状态向受拉状态变化,且底面层的变化点要小于中面层。这是因为组合式路面结构的柔性层总厚度是介于半刚性与柔性之间的,当组合式结构层中的柔性层厚度较小时,其受力模式与半刚性基层的路面结构类似,故而中、底面层都受压;随着柔性层厚度的增加,底面层受拉大于受压,从而转变为组合式路面结构的受力模式;当柔性层厚度继续增加的情况下,中面层也逐渐转变为受拉状态,此时路面结构受力模式与柔性路面结构相同。在图12中,当柔性层总厚度为21cm时,路面结构层受力模式已接近组合式,再结合图10中的转变厚度为21cm,则可将半刚性基层以上的柔性面层厚度小于21cm时,认为路面是半刚性结构。在图11中组合式受力模式向柔性受力模式的转变厚度为38cm,而图12中的转变厚度为35cm,故将组合式基层与柔性基层的柔性层转变厚度定为35cm,也即当路面结构中的柔性层总厚度大于35cm时,按柔性结构类型进行设计。而柔性层总厚度为21~35cm时,则可认为路面为组合式结构。

5设计弯沉计算公式

通过上述分析,可得柔性基层沥青路面设计弯沉计算公式为Ab为路面结构类型系数,对半刚性基层Ab为1.0,柔性基层Ab为2.4,对组合式基层则采用线性内插法确定Ab。即当半刚性基层以上柔性结构层总厚度小于21cm时为半刚性基层结构,Ab=1.0;当柔性层厚度大于35cm时,路面结构系数Ab=2.4;组合式结构层厚度为21~35cm时,路面结构系数Ab由线性内插确定。

6结语

设计方法第5篇

[关键词]方法论;绿色建筑;设计过程

在建筑设计过程中,设计方法论起关键作用,但是,受多种因素限制,在建筑设计过程中,仍旧不能全面贯彻落实设计方法论的基本要求,因此,建筑企业相关负责人员应掌握设计方法论与建筑设计的关系,进而不断完善设计过程。

一、方法论在建筑设计中的运用

1.方法论概述在建筑设计过程中,建筑设计方法论经过以琼斯和拉克满为代表、运筹学为基础的第一代建筑设计方法论,再到以亚历山大为代表、系统法为基础的第二代建筑设计方法论,一直都对建筑设计起着关键作用。事实上,许多人在进行建筑设计时没有深入细致地了解建筑哲学,并且由于其没有树立正确的建筑哲学意识,在建筑设计的过程中、缺少信心,忽视了设计方法理论讲解,这不利于设计出更好的建筑作品。2.建筑设计过程中运用的方法论(1)分析-综合20世纪60年代,形成了分析-综合设计方法论,将设计过程视为分析和推理的过程。设计被认为是通过分析发现问题,并且找到解决问题的对策,形成最佳方案的过程。分析-综合模式的设计过程深受笛卡尔认识论影响,在建筑设计过程中,发挥重要作用。(2)猜想-分析20世纪70年代,伴随哲学思想的逐渐深入,以往笛卡尔哲学受到了很大冲击,笛卡尔倡导的归纳哲学法具有一定的偶然性。波普尔又提出观察-猜想的哲学观点,他认为合理的逻辑并不是从经验开始,而是从提出问题开始。无论是科学家或者是设计师,在面对同一问题时,都会进行各种猜测与设想,之后,对问题进行检验,如果问题能够经受住考验,就会被保留下来,如果问题经受不住考验,就会被抛弃,波普尔的猜想-分析方法论,为建筑设计奠定了良好基础。(3)抽象-逆反伴随21世纪的到来,设计方法论发生了重大变化,对于建筑设计过程,方法论的重心发生改变,由以往设计解题理论逐渐转入设计者自身的行为本质、意识思维和认知形态研究。美国著名心理学家西蒙认为,在研究设计方法过程中,应当以起初原点进行思考,并且他还认为,设计原点并不是产生于分析资料、探讨问题和评价成果的过程中,设计原点是由设计者自身能力决定,即认识问题能力和图式认知能力。3.现代建筑设计主体观念国际著名设计方法论专家琼斯和布鲁斯,他们在研究设计过程中,以系统论为基础,琼斯将设计过程分为以下三个阶段,即分析、综合、评估。是将整个设计问题划分为各个部分和子问题,再深入细致地解决每一个问题,得出答案之后,将各个部分问题的答案整合在一起,即建筑设计的最佳方案。此外,在整个设计过程中,评价环节将会形成良性循环,直到调整为最佳方案为止。布鲁斯将设计过程定义为一个完整序列,序列可以分为七个阶段的设计动作群,并且七个设计群有机地结合在一起,其中任一动作发生变化,都会影响其它动作序列。伦敦大学著名建筑师波普尔提出猜想-分析设计过程模型,依据猜想-分析设计模型,我们能够看出,建筑设计以猜想为主。在建筑设计初期,就已经出现猜想模式,有利于建筑师更好地理解问题,并且对猜想逐渐进行改进与完善。他们认为设计师自身存在认知的基本能力,他们自身具备的这种能力,主要来源于猜想,猜想与分析是结合在一起,不可分离的。

二、国际上绿色建筑设计所涉及到的建筑设计方法论

1.绿色建筑普遍设计手法建筑的产生都基于特定的场地,根据所处场地的条件地形地貌、地质、水文、气候条件等方面都需要分析其设计的可行性和经济性,对各方面的条件进行分析和整体设计。运用绿色建筑设计理论,利用已有条件和利用创新思维保护,在建设步伐加快的同时,使得整体布局在一定范围内发生改变和重新划分区域、空架结构和资源配置;加强场地绿化,绿化不仅可以创造空间、美化环境还可以创造出良好的生活氛围。随着当今社会的快速发展,人们已经深深地感受到环境对人的身心健康产生的重要影响,从而开始改造环境,因此在设计绿色建筑时必须要充分考虑到周边环境的绿化设计,例如利用亲水点,竖向绿化,日照通风等外部因素为建筑创造节能条件。绿色建筑在设计过程中重视节能的提现,在保证热工系数的条件下,设计绿色建筑。利用环境自然条件,采用可再生建筑材料和无污染的可再生能源。同时电子信息和自动化技术在建筑中广泛应用,智能化建筑应之诞生,在智能化的发展下,使绿色建筑朝低能耗高效能低污染的状态下持续发展。2.绿色建筑设计模型研究基本认知模型在国际绿色建筑领域已经得到了普遍认可,并且也对基本认知模型进行深入的研究和探讨。通过建筑设计方法论,将设计阶段进行分析、综合、评估。美国加州的落日山庄,是建立在一座山谷中,依靠着一片群山,前面临近太平洋,使游客能够浏览太平洋的风景,落日山庄依山傍水,这种建筑方式,能够充分体现基本认知模型的理念。把整个设计问题划分为各个部分和子问题,再深入细致地解决每一个问题,最后整合调整为一种绿色建筑使用的设计方法,并将科学、合理的绿色建筑方法与设计过程有机地结合在一起。与已有设计过程不同,绿色建筑并行设计模型具有的顺序性,能够体现传统建筑的基本特点,融合现代建筑的时代感,强调生态持续性发展,一方面考虑传统建筑的生态特性,一方面细化现代建筑节能构造。其中在慕尼黑建立的奥运会场,依据园林式的建筑风格,形状与以往的网状帐篷类似,环境良好,能够体现并行设计模型的生态性特点,进而实现环境的可持续发展。

三、设计方法论对绿色建筑设计的重要性

现阶段,我国绿色建筑在发展的过程中,在技术领域已经取得一定成效,伴随绿色建筑技术的不断发展与完善,我国的绿色建筑设计的重点领域也发生了一定的变化,更加注重设计与规划过程,通过科学、合理地使用技术,进而实现建筑的集成化。现阶段,绿色建筑设计过程中,相关管理人员只注重绿色技术,却忽视建筑设计方法论的重要作用,在绿色建筑过程中,没有将过程设计作为研究的关键,因此,相关管理人员应充分认识到设计方法论对绿色建筑设计的重要性。设计方法论与设计方法含义不同,在建筑设计过程中,设计方法实施的具体手段,会随着建筑空间的组合性,难度逐渐增加。然而,设计方法论不能够为建筑设计提供具体的指导方法,设计方法论是一种研究方法,其本质是设计活动,基础是方法论,因此,人们才会提出各种各样的设计方法。

四、我国绿色建筑设计方法存在的不足之处

现阶段,在我国绿色建筑设计的过程中,设计方法仍旧存在一定的不足之处,要想实现绿色建筑节能的基本目标,国家应当给予绿色建筑能耗指标,建立健全能耗评估机制,在建筑设计方法论的基础上制定符合我国绿色建筑设计的设计方法。我国绿色建筑的指导方法主要划分为三类,即规定性指标、新性能指标、年能耗对比评定法。故依据绿色建筑的设计过程,按规定性指标进行建筑设计,与常规性的建设设计过程相比,不存在本质区别。按建筑性能指标设计过程,和以往建筑设计方法相比,增加一个反馈过程,但是反馈的结果往往没有达到绿色建筑预期的效果。对于年能耗对比评定法,只是改变反馈的评价标准,其它方面并没有改进与完善。通过这些评估标准,我们能够看出,这些设计方法存在的不足之处,在完善绿色建筑设计过程中,应当按照具体要求完成任务,即依据线性思维的基本顺序,考虑特定环境因素。在绿色建筑设计的过程中,由于专业性较强,使得大部分人员不能参与到设计过程中,进而不能全面、系统地掌握绿色建筑信息。因此,在建筑设计的各个阶段,设计信息与信息反馈比较分散,无法实现信息的完整性和统一性,以使信息与操作不能有机地结合在一起,进而导致建筑设计程序无法有效地衔接在一起,无法强化信息反馈机制。此外,在绿色建筑设计过程中,如果设计人员中途改变设计方式,就会出现设计重复交叉现象,使设计效率不断降低,因此,这种设计方法不能达到绿色建筑的基本要求。

五、结语

设计方法第6篇

在以培养应用型人才为目标的教育中,方法论的学习无疑是非常重要的,然而只有理论化和形式化的方法论也远远不够的。设计方法学理论并非适用于每项具体的设计。在设计过程中会遇到各种不同的问题,这需要教会学生不能只借助已有的设计方法学理论,还必须要有具体的实践方法。笔者通过对设计方法学的理论研究和实际设计经验的融合,总结出基于应用实践为目的的设计方法学课程框架,分为三类实践方法:观察方法、思考方法和设计环境。

观察方法

观察、质疑、听取和理解是概念构思的完整过程,而观察是第一步。设计概念的产生是一个不断观察、听取和记录的过程,观察能力至关重要,且观察不仅仅等于观看,而是需要眼耳鼻及身体内所有感觉器官通力合作。观察能够随时随地触发灵感,也能在无意识之中激发概念的构思进程。

笔者在《基于观察视角的产品设计方法课程再设计》中,对观察方法有过详细描述并以设计案例加以辅助说明,在此文中不再详细描述。对应用实践能起到直接指导作用的方法有:随身记录生活细节、关注产品功能的延展、关注用户自行改造行为。

思考方法

通过观察得到的想法需要进一步的思考提炼。在设计的深入过程中,早期的概念通常扮演着设计指挥官的角色,而思考就是概念深入推进的强大动力。对应用实践能起到直接指导作用的方法有:将相似事物分类组合、用不同词汇描述、收集整理与反思、模拟用户实景。

将相似事物分类组合的方法基于观察、分析、辨认和组合等一系列活动。分类组合提供了一种方法,去区分各种不同类型的相似性,有助于为表面上看起来不相关的东西建立关系和模式。强制联系是一种常用的方法:将风马牛不相及的东西结合起来表达的,有助于将原先被视为不相干的想法或概念得以连接,发展出原创性的想法,产生很多巧妙的多功能设计。在设计开始之前,搜集一些必要的参考材料、照片或者实物,寻找他们之间的相似之处并分类放在一起,通过视觉的方式启发设计师对功能、材料和比例等问题的思考。

使用不同词汇描述辅助启发概念。语言描述与文字常常成为用户理解概念的重要途径,值得商榷和推敲。一个词汇的使用可能推动一系列创新思考,同时也有可能因为理解上的分歧而使思维受到限制。不同的词汇按时不同的假设,并引导你朝不同方向思考。例如,是“饮水瓶”还是一个“饮水容器”?如果使用“饮水瓶”来描述物品,结果很可能导致许多无法规避的限定,因为它会让人自然地联想到一个圆柱体的、细长的玻璃或塑料器。但是如果使用“饮水容器”,则会少掉很多条条框框,利于创造性思维的发挥。使用不同词汇来描述产品,有利于找出隐藏在语言背后的细节,而这些细节常常是普通人没有察觉到的,同时通过这些词汇来分析和洞察用户的潜在需求。

收集整理与反思是一个过程,主动的、有选择的和偏执的。要把收集整理与反思当作是一种有建设性的休闲活动。收集被视为知识与灵感的积聚,如同中医使用的草药柜,储藏着能医治所有疾病的天然材料;收集是在物品中储存知识、回忆和意义,提高我们通向创意的洞察力。而整理能够帮助理清思绪,找到事物的关键点,更准确更快速的抓住问题的本质。反思重新审视整个设计过程,从总结中积累经验吸取教训。

模拟用户实景,不同于一般教学上的表演性质占主导角色扮演。是一种以模拟故事所有真实细节为形式的洞察概念的方法,这种方法使得设计师与产品使用者之间产生身体和心理的共鸣。模拟实景需要模拟一个特殊场景中包括环境、语境和角色身体心理等所有细节,并要尽可能借助实景实物来还原。这种反复体验这种接近真实的实景,彻底抛弃表演中夹杂的习惯性思维,才能暴露出真实的问题激发新的想法。

设计环境

批评需要某种标准,而且批评应该运用严密的逻辑思考,以确保对设计提供建设性的意见而不是毁灭性的否定。不提出任何参考方向,没有任何实质性或基础的评论是不负责任的,也不会对设计给予任何帮助,反而会成为设计创新的消极壁垒。相反如果批评适度适时,就会促进设计思考,甚至成为必要的设计过程,因为建设性的批评常常会为设计提出创造意想不到的创意。

总结

设计方法第7篇

关键词:建筑设计;创新;方法

一、思维型建筑设计创新方法

(一)逻辑思维类建筑设计创新方法

第一,归纳是方法。该方法一般是通过分析、比较和总结个别现象所蕴含的的规律,上升为一般的设计创新方法。个别的、不同的建筑设计往往具备了某些共同特点和规律,并且能指导一般的建筑设计。如我国的对正脊两端的木构架建筑设计,经过千年建筑设计总结,发展为后期的龙吻设计形象。第二,演绎式方法。演绎式方法是由共同的建筑设计方式具体到个体建筑设计创新的方法,具有极强的严密性,如哥特建筑必须按照教堂建筑的结构限制来进行设计,窗洞要小,外窄内宽。第三,归纳-演绎式方法。该创新方法被称作立假说式方法,调归纳式以及演绎式方法相互融合作用的逻辑思维类方法,也是研究新建筑设计创新的重要方法。如柏林国会大厦的设计,既接受了历史主义风格的指导,另一方面又因地制宜,为满足采光、通风、节能等要求而设计出新的玻璃采光穹顶的建筑形式。

(二)非逻辑思维类建设设计创新方法

第一,联想式方法。该法是通过人对不同事物间的相似特点进行类比,并且将这种相似迁移运用到建筑设计创新的思维过程。如悉尼歌剧院的设计理念就是来源于建筑师对海面扬帆的联想,通过联想对比提出了新的建筑设计形式。第二,灵感式方法。灵感式方法主要是建筑师们在经过长期的建筑素材积累以后,经过某些事触发突然顿悟提出新的建筑设计形式或方法。如上海金茂大厦的设计灵感就是来源于中国的佛塔形象。第三,逆向思维式方法。所谓逆向思维式方法,是同一般建筑设计定式相反而提出的合理的建筑设计创新效果的非逻辑思维类方法。如巴黎庞皮杜国家艺术和文化中心的形体艺术设计,一反传统的建筑设计定式,其将建筑内部的所有结构、设备、交通全部暴露出来,而且挂满了各种样式和风格的管道,富有独特的建筑魅力。

二、专业型建筑设计创新方法

(一)环境类创新方法

第一,自然环境式方法。建筑是由自然环境决定的,其建筑形态、功能和风格受到当地的地形、地貌、气候等自然因素影响。如南方建筑和北方建筑从风格、功能和形态上都大相径庭,主要是当地的自然气候的迥异造成的。南方建筑显得轻巧通透、朴实自然,功能上注重遮阳、通风、防湿,而北方建筑则多注重采光、保暖,以平房、四合院等建筑为代表,外观显得大气磅礴。故而建筑创新要与自然环境相适应,因地制宜。第二,建筑环境式方法。建筑有时候不仅要和自然环境相协调,还要与周围的建筑风格相系诶套,我们需要将单个的建筑设计创新置放于整个建筑群落的风格环境去思考,学会与当地建筑群风格像融合,不能冲突。

(二)意象类创新方法

第一,形象式方法。该创新方法一般指的是通过创新建筑的外部形象来突出建筑的风格和理念。关于建筑形象的创新,主要有建筑形象的变异,建筑形象的组合以及建筑形象的还原。建筑形象的变异主要是早期建筑设计师为了在建筑中融合自己的某些理念而发生的,如19世纪60年代英国出现的红屋;建筑形象的组合主要是不同的建筑物进行有机组合,形成新的建筑群落,如矶崎新的“空中城市”的建筑群落概念;建筑形象的还原,现代主义的发展推动者人类生活的革命。传统的构图经过简化、抽象使人们获得了基本的建筑形象的表现手段,相对于日益繁复的建筑形式,这种简化、还原的建筑形象创新方法也会带来良好的效果。第二,空间式方法。空间式方法一般涉及的是以建筑内部空间的创新作为主要方面的创新方法。建筑内部空降创新包括单一空间创新和多空间创新。单一空间创新包括尺度与体量、形状与比例、围透关系、分隔处理上的创新处理。多空间创新则包括空间的对比与变化、重复与节奏以及衔接与过度。第三,功能式方法。随着人们的建筑理念和需求的不断变化,建筑的功能主义改革趋势越来越明显,设计师可以在揣摩建筑应具备的功能基础上进行功能建筑创新,指导对建筑设备内容、各房间构成的设计。

(三)科技类创新方法

第一,结构技术式方法。该法是指利用建筑科技的相关结构技术,以实现建筑设计创新,其是建筑设计实现突破和创新的重要途径。如“大跨结构技术”、“高层和超高层结构技术”。如香港汇丰银行大厦的建筑设计采用了悬挂体系的结构创新。第二,材料技术式方法。材料技术式方法一般指的是设计师利用建筑科技的相关材料技术实现建筑设计创新的的方法。建筑设计的不同发展阶段,所采用的建筑材料和技术是不同的,不同的建筑材料有不同的性能,以及与材料性能相符合的空间形式和表达,如古代的树木材料;现代的石头、水泥、玻璃以及合成建材,都可以用于实现设计创新。第三,设备式技术方法。该法一般指的是利用建筑技术的相关设备技术的革新而实现建筑设计创新的方法。建筑设计往往需要考虑其它设备,如采暖设备、通风设备、采光设备等,这些设备的创新与建筑设计的创新融合趋势日益明显。

三、交叉型建筑设计创新方法

(一)自然科学类建筑设计创新方法

第一,仿生学式方法。仿生学是研究生物系统的结构和性质以为工程技术提供新的设计思想

及工作原理的科学。仿生学创新主要从形式、结构和功能三大方面进行建筑创新。形式仿生建筑创新主要是设计师将某些动植物的外形特征引入建筑设计的创新,如弗兰克.盖里在日本设计的鲤鱼形的鱼味餐馆。结构仿生主要是设计师将动植物的某些内部受力结构原理运用于建筑设计当中,如薄壳建筑结构的原理就是借鉴了蛋壳的受力原理。功能仿生法主要是设计师将动植物的某些生命功能原理引入到了建筑设计中,如伦敦的瑞士再保险总部大厦,其螺旋式的外形建筑设计的灵感就是来源于海绵的运动机理。第二,生态学式方法。生态学式创新方法主要有结合生态环境法、引用生态技术法两个方向的创新途径。在结合生态环境的建筑设计创新上,如英国威尔斯国家植物园大型玻璃温室,设计师们将温室设计的非常环保,最大限度的透明,阴影范围最低,游客可以非常清晰地看到内部环境。在引用生态技术法的建筑设计创新上,建筑设计创新可以在利用声、光、电的技术基础上,引进生态学的技术手段,进行建筑创新。

(二)社会科学类建筑设计创新方法

第一,心理学式方法。心理学式方法主要包括基于心理空间的设计方法和综合运用心理空间设计方法。在基于心理空间的建筑设计创新上,主要更多地是考虑许多心理学原理,如一个竖向的平面或者墙,能够满足人类固有的自我防御倾向,其中顶界面心理空间设计是最具代表性的设计方法。在综合运用心里空间设计方法上,建筑设计需要考虑不同人的心理需求,综合运用心理学原理进行建筑心理空间设计。第二,社会学式方法。社会学式方法更多地是考虑了人文社会元素对建筑设计创新的影响。如民族元素,不同的民族的建筑设计时会考虑大量的民族元素,如傣族的竹楼建筑设计,穆斯林的清真寺建筑设计,欧洲北方民族强调建筑的军事防御性要好等;历史传统元素也影响建筑设计创新,如西方建筑设计或多或少带有宗教元素,东方建筑追求风水宝地。

参考文献:

[1] 贾兆平. 浅谈建筑设计的六种方法[J]. 今日科苑. 2010(02)

设计方法第8篇

【关键词】机械 计算机 设计 探索

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算,并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程,其目标是在各种限定的条件下设计出最好的机械,即做出优化设计。随着科技的进步,特别是计算机科学、系统科学的发展,机械设计水平发展得很快。多种设计技术和理论交叉融合,使得机械设计方法进一步拓展,设计手段也更加精确化和智能化。

1现代机械设计概述

1.1现代机械设计的内涵

在20世纪60年代初期,人们将机械设计方案的过程分为不同的设计阶段,如用户体验阶段、设计方案阶段、技术设计与工艺设计阶段等。但是随着科技的不断发展,产品技术的发展不再单纯依赖于设计者的思想灵感或经验技术,而是逐渐发展成为一门科学,并且是以知识为基础,具有科学设计手段的现代机械设计技术。随后,现代机械设计又引进了多种不同的设计方法理念,例如系统科学、信息科学、计算机技术等,这些都为我国的机械设计理念增色不少。

1.2现代机械设计的特点

现代机械设计种类繁多,其结构也越来越复杂。现代机械设计可以从实现功能的角度来考查,其中包括系统功能、传统功能、执行功能和操作功能等,这些功能都可以用来协助机械的运作,每一种功能都有其自身的特点。现代机械设计方法一般都是凭借计算机网络或其他一些现代化机械设备,引进先进的现代化设计理念及方法,创造出具有现代化机械设计特点的作品。现代机械设计的主要工具也是计算机,如利用计算机计算、分析、绘图等,可以大大提高现代机械设计的效率。

2现代机械设计方法

2.1现代机械设计的优化

设计的优化就是通过不同的方式进行方式的优化,在机械设计的过程中对产品的结构以及性能进行优化设计,这样的优化是为了保证设计出的机械产品一方而具有外在的品质保证,另一方面是保证产品的内在的质量。优化设计一般分为两种方式。

2.1.1数学规划实现的设计优化

我们说的数学规划法,就是把数学规划的理论作为基础,是一种严格意义上的优化方法。这种算法对理论依据有很高的要求,同时对设计流程的规格也有着严格的标准。因为这种规划方法在计算的过程中要进行很多的迭代,并对数学模型要求高性态。所以这样的优化方式的适用范围很小,适用于目标明确,容易建立数学模型或者结构不复杂的机械设计中。

2.1.2人工智能实现的设计优化

现代机械设计是我国人民创造型劳动中的一种,机械设计的过程需要进行以下四个步骤,任务的明确,设计方案,设计技术以及设计施工,并且每个环节都要及时地对建立的模型进行仔细分析,对设计的模型进行修改与合理性评价。人工智能优化设计活动有下面两种,一直对设计数值的计算,内容主要是大量的绘图与计算分析;二是对设计方案进行设计以及推理,内容主要是方案的提出,方案的优化以及设计结构等方面。因为思考和推理是这种优化活动的基础,所以这就要求设计人员要有丰富的专业知识和设计经验。

作为机械设计重要的内容,设计方案的设计以及推理设计的结果对产品的质量起养关键性的作用,在这种情况下使用人工智能技术能为设计中的非数值计算工作提供保障。

2.2现代机械设计的并行设计

我们说的机械设计的并行设计就是在对机械产品进行设计的时候,通过应用IT技术中的CAM或者CAD技术,以集成或者并成的方式对产品设计出合适的生产步骤。这种设计方法要求机械设计人员,从设计的最初阶段就要对机械产品的整个生产过程,包括生产周期内的设计,测试,工艺规划以及配置进行细致的考虑和规划,将产品的概念设计到产品的报废等一切可能发生的问题进行分析,最大限度地对用户的需求进行把握。根据设计的效果,通过对并行设计进行全面的评价,对产品的设计进行改进,能有效地保证产品生产过程中的一次成功率,还能够增强企业的自身管理以及提高资源的利用率,减少生产成本,提高生产效益。

2.3现代机械的网络协同设计

一般来说,所谓的网络协同设计,就是通过利用现代的网络机制,将分布在不同地方的设计资源以及设计任务进行统一,以协同工作中的机制以及平而支撑工具为基础对信息进行有效的管理,进而完成对机械产品的研发以及设计工作。随着现代IT技术的不断发展与成熟,网络时代中的宽带也得到了很大程度上的提高,所以利用现代化中多媒体实时数据的传输特性,一方面能够对机械设计中的相关数据进行了解,另一方面还能建立起数据平台,这个数据平台是以web为基础的,进而解决web中数据的修改、访问以及传输工作,从而进一步实现数据的共享,进一步满足现代机械设计过程中的技术要求。

结语

总之,我们在未来的工作中,首先要进一步分析市场需求、国家的发展方向,居民对机械设备的具体诉求,之后采用有效的方式进行系统优化,保证现代机械设计方法可以长久地被应用,最后再应用到实际的生产和加工工作中。相信在日后的相关工作中,现代机械设计方法能够取得更大的经济效益和社会效益。

【参考文献】

[1]开依沙尔?热合曼 买买提明?艾尼.基于骨骼重建机理的连续体结构仿生拓扑优化方法[J].农业机械学报.2014(05)