编者按：信息化三步曲的第一步网络已经告一段落，从这期开始，我们将介绍信息化三步曲的第二步应用。在应用部分，我们将介绍计算机技术在建筑设计行业中的应用情况，并探讨应用过程中的各种问题。
信息技术发展对各行各业的影响是广泛而又深刻的，这种影响直接表现为现有技术的进步和更新换代，间接表现在生产组织模式和管理方式的转型，更长远的影响表现在人们的思维模式转变。
信息技术推动了建筑科学的进步和发展。当代日新月异的计算技术，使原来大量无法计算和量化的技术问题得以解决，提高了建筑设计的技术含量和设计深度。信息技术给建筑行业带来的不仅是技术进步，更是建筑创作的新理念和新理论，工程管理学的新理论和新方法。也可以说，信息技术不仅是手段，更重要的是思维方式的转变。
信息技术带动建筑技术进步主要体现在提高设计工作效率和提高新的技术手段两个方面。建筑设计企业信息化进程催生了一系列新技术的出现，而反过来，新技术的出现又大大推动了企业的信息化向前发展，两者相辅相成，互相促进。而目前在建筑设计领域正在运用和备受关注的信息技术主要涉及三维建筑CAD技术、协同设计技术、建筑工程设计数据库、虚拟仿真技术以及网格技术。
一、三维建筑CAD技术
随着计算机运算速度、图形处理能力及图形学理论的发展，CAD软件技术已经有了质的飞跃，CAD技术的应用正在从辅助绘图（Drafting）向辅助设计（Design）转变，新一代CAD标志着建筑设计进入计算机辅助设计阶段。
三维建筑CAD技术采用面向对象技术，以三维对象为基础建立参数化模型。它不仅包含几何信息，还包含设计参数及其它技术信息，具有可视化好、形象直观、设计效率高等优势。设计过程中的构件尺寸均可进行动态修改，设计完成后，由于这种三维实体模型上包含有丰富的设计参数信息，可以启动三维／二维关联功能，在二维设计图成品的过渡期内，可由三维模型直接自动生成设计和施工人员所习惯的二维工程图，如果二维工程图上有修改也可以返回三维同步修改调整。更为重要的是三维CAD模型上集成了大量的设计参数、材料和设备等信息，这就方便了其它专业设计的数据共享与集成。可以预见，未来建筑设计产品是集成多种不同数据信息的三维实体的电子文件。
三维CAD技术的发展应用，设计工作从二维到三维的回归，使设计过程更加直接、直观、简便，确保了建筑设计质量，便于与业主、施工单位及管理部门的沟通，减少了建筑师繁重的绘图和各种沟通协调的工作负担，而将主要精力投入到设计构思和创作上，设计周期可大大缩短。
而CAD与VR技术的结合，则可以让建筑师克服在推敲建筑空间尺度，体验空间关系时所遇到的困境以及可能产生的问题。目前在汽车制造业中，汽车设计过程CAD技术应用水平较高，一种新型汽车款式设计一般只需要一年半的时间，设计效率的提高加快了汽车款式的更新，满足了现代人们追求时尚的需求。
其他行业三维信息技术的成功经验为建筑设计领域加快实现三维信息化提供了很好的有力的条件，三维CAD技术是信息化征程的起点。
二、协同设计技术
建筑设计是围绕客户的需求各专业互相沟通协调集成后的综合成果，因此，协同设计是建筑设计过程中一个十分重要且不可或缺的环节。协同设计的水平是反映建筑设计水平的重要标准，工程项目规模越大，协同设计的作用越凸显。
在工程设计领域，协同设计技术的发展为传统的CAD技术赋予了新的设计理念，正在改变着现有的设计模式。工程设计是多专业综合的成果，强调的是整体技术水平，最终技术成果不是各专业的简单叠加，而是互有取舍，有退有进，所以相互协调配合的过程是设计过程的重要环节，最终设计产品质量很大部分取决于协同工作的水平和质量。工程施工中出现的设计问题，多数是由于设计周期短，各专业间协调不充分造成的。目前工程项目规模越来越大，设计周期越来越紧，专业间协调、管线综合难度也越来越大。由于设计阶段协调工作得不到应有保障，造成的返工和浪费惊人。有专家通过调查研究认为，75％工程建设项目成本是在设计阶段确定的。因而，协同设计发展和运用不仅为提高设计质量提供技术手段，同时也为工程建设节约大量宝贵资金。
三、建筑工程设计数据库
为了使设计人员把精力放在研究新问题和技术创新上，建立企业级的建筑工程设计数据库是非常有必要的。
数据库创建和维护人员按照一定的数据标准（如IFC标准）把各专业标准图块、图例以及设计成果输入到数据库中，便于设计人员通过档案管理系统，查阅和重复调用，大大缩短设计周期，提高设计效率。另外数据库还包含重要的设计基础信息，如国家和地方指定的各种设计标准和规程，地区的气象数据等各种设计过程中涉及的信息。
此外，数据库应规划和实施建立材料库的标准化、采购过程信息化的工作。将工程建设的基础设计阶段、详细设计阶段、采购阶段到施工阶段的材料、设备等数据信息收集管理、分类，逐步建立企业级和项目级的材料数据库。
建筑工程设计数据库的建立是一项系统工程，必须统一规划、统一建设、统一标准、统一采购（硬件、软件），确保信息安全、畅通、及时、完整，不受组织结构调整的影响。
建筑工程设计数据库是CAD设计的重要环节，是由硬件，软件和知识相结合的专家系统，应由一批专门人员对设计经验信息进行加工、分类、存储。这个数据库越丰富，越强大，设计人员的设计效率和水平相应就越高。
四、虚拟仿真技术
传统建筑设计一般根据经验以及规范的规定进行，而虚拟仿真技术可以在计算机上把建筑设计中涉及到的复杂的物理现象如结构、流体、热在计算机上模拟并真实地再现出来，从而更加直观地指导设计并体现建筑设计的成果。而诸如三维打印机以及虚拟现实技术的应用更加使设计人员、业主在方案阶段就能领略到创意的效果。
虚拟仿真技术可以模拟现实生活中不可能模拟的或者成本极高的灾害、事故产生和分析，如消防安全、风、地震、交通流量模拟等，是一种新的手段，未来必然会有非常广泛的应用。而仿真技术需要高端硬件软件的支持，如超级计算机、专业分析软件等，对人力资源也提出很高的要求，所以是资金密集、技术密集型的应用，仿真技术的水平势必会成为衡量建筑工程设计水平的重要标准。
五、网格技术
如今，大众级别的计算机、蓬勃发展的宽带和开源的系统软件一起使企业网格计算成为可能。网格计算使不同种类的计算机节点通过自管理的软件作为一个单独的虚拟系统成为网格中的一个功能节点。网格扩展了基于标准的开放式集群平台的概念，可以支持任何互连的计算设备之间进行协作——甚至将其扩展到全球任何一个角落。网格囊括了台式电脑、部门级服务器、大型SMP系统和大型数据中心服务器，能够以空前的规模效益提供更为经济的资源。网格技术可将计算资源进行“虚拟”组合，并可以不限地点、硬件类型和操作系统的差异使它们协同工作，从而实现总体性能大于各部分相加的整体优势，这和我们前面提到的协同设计有着不谋而合之处。
利用网格技术，可以考虑整个企业内硬件软件建设的资源共享策略，做到统一部署，集中管理，提高使用效率，避免了重复投入。通过加强网络环节管理，提高服务水平，甚至可以实现行业之间的资源（如超级计算机）的共享。
（来源：中华建筑报 作者：上海现代设计（集团）有限公司总裁 张桦）
