中山市第二建筑设计院有限公司 广东 中山 528400
【摘 要】随着建筑材料的优化升级、建筑施工技术的不断完善，现代建筑设计的复杂程度得到显著提升，这在一定程度上加大了建筑设计的实际难度，而虚拟仿真技术的应用，可以直接为设计者提供三维仿真设计平台，使其可以在“建筑环境中进行建筑设计”，对提升建筑设计水平具有重要作用，在此背景下，本文在对虚拟仿真技术进行系统分析的基础上，对其在建筑设计中的实践运用展开研究，为提升现代建筑的设计水平做出努力。
【关键词】虚拟仿真技术；建筑设计；实践运用
前言：虚拟仿真技术主要指通过虚拟系统对真实系统进行模仿的技术，其建立在多媒体技术、虚拟现实技术、网络通信技术等信息科技的基础上，是虚拟现实和仿真技术的结合体，其可以构建出全系统统一的虚拟环境对客观世界的真实特征进行全面的表现，所以具有典型的虚拟化、网络化、集成化的特点，现阶段应用于建筑设计中的虚拟仿真技术主要包括虚拟现实技术和生态建筑模拟技术，其不仅可以丰富设计手段，而且设计的思路、过程、效果等各方面也得到优化，实际价值明显。
一、建筑设计创作阶段虚拟仿真技术的实践运用
过去在此阶段，设计者主要应用二维图形设计或实物模型媒体设计手段进行，但前者具有抽象、简易的局限性，后者在浸入感和设计视角方面存在缺陷，均不能满足设计者的设计需要。而虚拟仿真技术的应用，可以直接塑造设计者可直接体验的建筑设计空间，甚至可以使设计者灵活的对空间比例、环境等进行感知，这对设计要素的利用、设计创造力的激发均具有重要作用[1]。虚拟仿真技术中的虚拟现实技术通过虚拟环境模块、数据模块和设计分析三层结构的相互作用，既可以结合建筑专业知识和数据实现建筑设计，又可以对设计的效果进行验证和评估；而虚拟仿真技术中的生态建筑模拟技术可以对建筑环境中的太阳辐射、采光照明、建筑通风等方面进行模拟分析，使建筑设计的整体效果更加符合现实需要，建筑设计环境的真实感更加强烈，图1为生态建筑模拟技术在建筑设计中应用的系统图，可见其贯穿设计的各阶段，与虚拟现实技术相辅相成。
例如广州市某高档小区在设计创造阶段，设计者先应用VRP虚拟现实系统对小区周围环境进行模拟，对小区与周围环境的关系进行全面认知，结合周围环境对小区的布局方式进行模型的初步构建，以最大化利用环境资源和突出小区的美观性作为衡量标准，在众多布局设计模型中进行择优选择[2]。然后结合小区建筑的功能和环境等，对小区建筑的平面和立面进行明确，形成VRP建筑形体分析模型，此时设计师可以从不同的角度对建筑的空间比例、环境关系等进行感知，在不同建筑模型中灵活切换、对比，对建筑造型进行不断的优化，虚拟现实设计中设计者可以从人眼的正常视点对建筑的尺度、形象等进行感知，并针对设计的细部在三维空间中进行针对性的推敲，切实感知建筑的灰空间、中性空间的合理性等，设计者通过真人模型可以直接在设计空间中进行拟人化的活动，这对提升建筑空间的质量、合理利用建筑室外空间环境、合理的设置建筑室内的格局、感知建筑室内的光照强度等均提供了可能，使建筑室内的热工环境更加满足人们对建筑舒适度的需要。在此基础上，设计师利用Ecotect生态建筑设计软件，对以下方面进行分析：首先，结合广州市的气候特点，对被动太阳能、维护结构蓄热性、自然通风、蒸发降温等方面的因素进行系统的分析，并构制出相应的温湿图，从中选择最有利于满足人们对建筑舒适度要求的被动设施设计方式；其次，利用其“遮挡及日照时间”分析模块，对建筑不同楼层的日照时间进行分析，判断其是否满足国家的相关标准；再次，对建筑的遮阳措施进行分析，图1分别为标准层平面图（a）、标准层分析模型（b）和模拟软件生成的水平遮阳图（c），这种模拟设计不仅可以保证设计满足业主的要求，而且更加直观[3]。另外，设计者利用Ecotect生态建筑设计软件对建筑的外窗措施、通风措施等也进行了设计，使该设计在满足居民舒适度的同时，节约能耗的效果也得到了保证，与地域环境之间更加协调。
可见，通过虚拟仿真技术的应用，设计师可以最大程度的保证建筑设计与区域的自然环境相协调，感知建筑设计的空间氛围、对建筑设计的细节进行不断的优化，并保证建筑在通风、采光等方面最理想的对自然资源进行利用，降低建筑的能耗，这对提升设计效果，提升居民居住的舒适度，推动绿色建筑的发展等方面均具有重要的意义。
二、建筑设计表现阶段虚拟仿真技术的实践运用
在虚拟仿真技术中，设计人员既可以以静止的状态对建筑进行感知，也可以以运动的状态对建筑进行体验，建筑的造型、结构、装饰、环境等各方面均可以在虚拟仿真系统中统一的呈现，这对提升建筑设计的说服力、感染力、真实性、全面性等具有积极作用；另外，在虚拟仿真技术中，设计者可以对建筑的安全性、可靠性等各方面进行验证，例如建筑的防排烟控制可行性、建筑疏散线路设计科学性等，可见虚拟仿真技术的应用，对提升建筑设计的表现性效果明显[4]。在设计前设计者可以利用Ecotect生态建筑设计软件对建筑当地的气候特征、设计策略等进行分析，为建筑设计提供依据，然后利用VRP虚拟现实技术和Ecotect生态建筑设计软件分别对建筑进行定性和定量分析设计，将设计的结果直接的进行综合的表现，业主即使对建筑设计的专业知识掌握有限，但其通过真实感强烈、体验性突出的虚拟仿真设计效果图也可以对设计进行系统的感知，这对优化设计者与业主之间的沟通，提升设计施工的可操作性等方面意义突出。可见虚拟仿真技术在设计阶段的应用，可以在计算机系统中，实现“虚拟建筑”的直接呈现，这对建筑设计的进行、优化和共享均具有积极作用。
结论：通过上述分析可以发现，现阶段人们已经认识到虚拟仿真技术在建筑设计中应用的重要性和可行性，并有意识的在实践中对其进行运用，这是现代建筑设计复杂度不断提升作用下，建筑设计行业主动利用信息科技提升设计效果的具体体现，应不断的优化和推广。
参考文献：
[1]谭军，李哲林，姜立军，林强． 增强现实技术在建筑设计仿真中的应用[J]． 吉林大学学报(工学版)，2013，S1：64-68．
[2]张小娜，杜洁． 虚拟仿真技术在建筑节能设计中的应用研究[J]． 城市建筑，2013，10：150．
[3]叶飞，井敏飞． 互联网•虚拟现实技术•建筑设计——在线虚拟现实设计平台的研究与实践[J]． 西部人居环境学刊，2014，06：22-26．
[4]杨传健． 住宅建筑虚拟空间体验系统的设计与实现[J]． 嘉应学院学报，2015，05：41-46．
论文作者:郑展文
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/11/14
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