集成化建筑设计系统

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1、集成化建筑设计系统Integratedbuildingdesignsystem 提要集成化建筑设计系统 (IntegratedBuildingDesignSystem,IBDS)是当今计算机辅 助建筑设计领域的一个十分活跃的课题。近年来,IBDS有较 大发展，并逐渐引起学术界和工业界的重视。本文分析 IBDS 的背景，介绍IBDS的概念，讨论IBDS的相关技术，最后综 述 IBDS 的状况。关键词：建筑计算机辅助设计暖通空调集成化建筑系统产品数据交换标准AbstractBeinganactivetopicinthefieldofcomputeraidedbuil dingdesign,IBDS

2、(IntegratedBuildingDesignSystem)has madegreatprogressandattractedmoreandmoreattentio nofacademicandindustrialcirclestheseyears.Thispaperin troducesthebackgroundandtheconceptofIBDS,discusse sandreviewsitsrelatedtechnologyanddevelopment.Keywords：buildingCADHVACIBDSSTEP1 前言随着计算机辅助设计技术的发展普及，近年来，国内外 在计算机

3、建筑设计包括模拟计算、图纸绘制和资料管理等方 面的研究和开发有了较大进展，同时也暴露出一系列问题。 由于社会发展对建筑设计的效率和质量要求的不断提高，近 十年来逐渐提出（集成化建筑设计系统）（IBDS ）的概念， 世界各国相应投入大量人力和财力从事此方面的研究开发工 作，并开始产生一些中应用于实践的成果。本文综述 IBDS 的研究和发展状况。2 提出 IBDS 的背景集成化建筑设计系统的由来出于如下四方面原因：21 模拟分析软件的可应用性从 70 年代初起，采用模拟分析方法计算建筑物结构负 荷、预测建筑物热环境特性、分析供热空调系统工作状态等 方面的研究开发工作已广泛开展，到目前似乎已相当成熟

4、。 但这些模拟分析方法在实际设计中应用的却很少。据近年在 北美、西欧13 的调查，建筑设计中使用计算机做计算的 在 50%以上，但所用软件多数是根据设计手册上的比较粗略 的算法编制而成的，其功能仅代替手算，在一定程序上提高 了设计效率，但并不能提高设计质量。在设计中真正使用模 拟分析软件的不足 20%。对一些设计公司的调查表明，虽然 他们购买了一些大型模拟分析软件，但往往不是为了在设计 中使用，而是为了向客户显示实力，争取市场。20 多年来模拟分析方法的研究与相应软件的开发表明， 模拟分析软件的应用对建筑设计是很重要的4，它们可以准 确预测系统特性，从而提高系统性能，降低运行能耗。但是为什么很

5、难付诸实际应用？调查结果表明，除商业性原因外， 尚有如下技术原因： 使用困难。为做一次模拟分析，需准备和输入大量的 数，这是一件枯燥而耗时的工作。在设计过程中要分析不同 的问题，往往需要使用不同软件，这些软件间尽管所需要的 数据有许多是相同的，但所要求的格式不同，又要重复输入。 为了得到一点结果，人要围着机器转，设计人员不到万不得 已时，不会这样做。 结果不可信。曾请三十余名自认为有模拟分析经验的 工程师对同一建筑用同一程序做能耗分析，所得结果的最大 与最小差别竟在一倍以上5 ，类似的实验曾做过多次，结果 均是同样的现象发生6。由此使人产生怀疑，甚至得出悲观 的想法7。究其原因，发现模拟分析是

6、一完整过程，要获得 正确的答案，不仅与所用软件有关，还与使用软件的全过程 有重要关系8。一座建筑物很复杂，只能选其一部分并在简 化后做模拟分析，而不同的选择与不同的简化，结果就会相 差很大。模拟软件一般都要求输入许多设计人员很难确定的 系数，如房间换气次数、窗帘遮阳系数、室内发热量等，这 些系数的取值很不同，导致结果偏差很大。再就是初始条件 和边界条件的选取也存在很大影响。面对一个软件，设计人 员很难对这些选择做出正确的决策，而不同的决策又有结果 大相径庭。由此，当模拟计算结果与经验估计出的结果或手 册法结果相差悬殊时，该信哪一个？设计人员最终又选择了 经验数据或手册法。当计算模型越复杂时，要

7、求输入的数据 就越多，输入数据的不确定度也就越大，从而导致结果的不 确定度越大。 特殊问题不能解。当被分析系统复杂或特殊时，由于 计算软件的通用性不够，往往又不能分析计算。例如采用蓄 冷水池的空调系统或蓄冰系统，一般常见的分析软件就无能 为力。即使简单地对系统做模拟分析，要根据软件中所确定 的设备模型形式去输入设备性能参数，如果设备厂家提供的 性能参数的形式与软件中的设备模型不同，用户就无所适从。结果是：& quot ；凭经验能估计出的结果，计算机大概也 能算出，可是还要输入大量数据，结果也不一定比估出的可 靠。碰见新东西估算不了，计算机也算不了。这样，要计算 机何用？ "；这大概是模

8、拟分析技术不能在建筑设计中 广泛应用的主要原因。22CAD 技术的迫切要求尽管模拟分析技术迟迟不能广泛应用，计算机辅助设计 (CAD )技术却后来居上，在近十年内飞速发展起来。目前 在欧美发达国家，建筑、空调系统设计使用计算机绘图已在 70%以上。据报导国内设计院中计算机绘图也占到 50%以上。 这是由于 CAD 技术顺乎潮流，提高劳动生产率，直接产生经然而，随之而来的问题就是：如何将计算机绘图与计算 机分析计算相结合？ CAD 应用是利用计算机辅助完成包括 资料检索(查样本、手册、工程图纸等)、设计计算、图纸绘 制等在内的设计全过程，而不是仅作为一个绘图工具。计算机图形输入与处理技术很快就使

9、人们认识到，它不 应仅是为了绘图而输入图形，而是用户向计算机输入所要研 究的系统的最理想的手段。根据所输入的图形获取系统信息， 从而进行分析计算，可以在很大程度上解决上述数据输入困 难，准备数据工作量大的问题。目前已有很成功的软件用于 建筑学设计中，代替以往的建筑模型，通过 CAD 技术可以从 各个角度向人们显示建筑物的外部及内部的视觉形象。结构 设计亦已可以从图形输入开始，直接进行各种力学计算。国 内近几年已开发出供暖设计 CAD 软件，可直接在建筑图的基 础上索取建筑物信息，做简单的供暖负荷计算，然后自动完 成热水供暖设计计算，并得到管网设计图纸及材料表，这些 都是极好的尝试。CAD技术的

10、推广，使设计部门已在很大程 度上具备了必要的硬件和软件条件。随之而来的最迫切的问 题就是：如何充分利用这些硬件和软件资源，如何充分利用 已通过 CAD 输入到计算机中的设计图形信息，与现有的模拟 分析技术相结合，真正解决建筑设计中的问题，提高设计质 量呢？23 信息处理技术发展的需要计算机技术发展的重要之一就是信息处理技术。这主要 表现在两方面：一是数据存储技术，二是数据传输技术近十年来，数据存储媒介从几百 kB 的软盘，发展到目前 已初露头角的存储量为上千MB，而大小相当于一张普通软 盘的光盘。目前已有操作读光盘，每张成本（不包括信息价 值）仅一两美元，便可储存泰晤士报全年几万个版面的全部

11、内容。预计在本世纪内可读写光盘也将以很低价格出现。这 样，大量的产品样本、设计手册、设计规范等资料，就应该 以光盘或其他电子方式储存，并以各种极方便的方式检索、 查询。但是，这些以电子形式储存的资料和信息不应仅像书本 手册那样供查询用。我们在设计、绘图、计算中使用这些样 本、手册中的数字和规则的真正的意义在于，这些存储的信 息能够被计算机"理解"和直接使用。例如，故一 台表冷器的选择计算时，如果计算机能从光盘上检索到有关 表冷器的资料，直接取出有关数据，而不是由使用者读出再 重新输入，计算机就有可能对储存于光盘内所有有关的表冷 器做一遍分析计算，找到最适宜的型号。这样，将使

12、设计与 模拟分析过程产生质的飞跃。但是，怎样才能使所存储的信 息被计算机& quot;理解& quot ；和真正使用？如果仅是以书 本上的形式储存，计算机就不可能理解。必须采用一种数据 结构去存储这些信息，信息的产生来源于各处，例如各设备 厂家或标准制定单位。产生出的数据库也要被各种计算机分 析软件查找和使用。信息被利用的次数越多，花费同样成本 输入此信息所产生的效益就越高，因此制定标准的通用数据 结构就成为非常重要的事。数据传输技术的飞速发展所提出的也是数据标准化问题。目前世界各国都积极开展信息高速通讯基础的开发与建 设。美国近年要在全国实现" ；信息高速公路",这 类系统

13、的建成将使全球范围内任两点间的信息查询与传输如 同打电话一样方便。这样,将来的设计图纸、技术要求、设 备性能等技术文件将以EDI （电子数据交换）的方式传输， 则这些信息被计算机接收后能否被"理解"和直 接使用也成为重要问题。可见,问题的关键仍在于数据结构 标准化。24CIM 哲理CIM 的概念最初是由美国的 JosephHarrington 在 1974 年提出, 1981 年开始被广泛接受,并被认为是信息时 代的工厂自动化模式。但从当今的应用情况看，CIM远远超 出机器制造业的范围,它是一种组织、管理生产的哲理、思 想和方法。CIM是一种综合自动化系统，它在新的管理模式

14、 与制造工艺的指导下,综合应用系统技术、信息技术、自动 化技术,通过计算机及其支撑软件,把孤立的、局部的自动 化技术,子系统及企业员工,灵活而有机地综合起来,构成 一个完整的系统,对生产过程的物质流、管理过程的信息流、 决策过程的决策流进行有效的管理与控制，以适应新的竞争 模式下的市场对生产过程提出的高质量、高速度和高灵活性 的要求。设计院可以看成生产思想产品（各种设计文件和图纸） 的部件，一个设计项目相当于一项订货，设计过程（加工过 程）是由许多不同专业的人经过若干设计阶段通力合作完成 的，需要各专业按计划有条不紊地互提资料，互相会签，最 后由成品档案室验收、归档，并向甲方提交全套设计文件和

15、 图纸。其间各专业内部尚需分工和遵循严格的质量保证程序。 建筑的招标、设计、施工、高度和运行管理的整个生命周期， 完全可以借鉴 CIM 的思想方法，采用 CIM 的核心技术-集成 技术，把建筑、结构、设备（暖通空调和给排水）、电气、室 内设计和概预算等专业，集成于统一的计算机平台，充分共 享有关数据和资源，解决建设各专业之间存在的& quot;错、 漏、碰、缺" ；等问题，真正实现建筑设计整个过程的全 计算机化（无纸设计）。3IBDS 的概念如上所述，设计院目前面临着拥有先进的计算机硬件和 软件技术与实际上不能充分利用这些技术来产生效益的矛 盾。问题主要在于各种应用软件的分散性，数据不

16、通用，难 以互换，以及对各种计算分析过程没有或无法自动给出正确 的指导。为了解决这一问题，与飞速发展的计算机技术适应， 集成化建筑设计系统 IBDS 的概念应运而生，并且在近十年 内迅速发展。IBDS的核心就是将以往分散的各功能软件如绘 图用CAD、计算模拟程序、数据库管理等结合在一起。通过 通用的数据结构和数据转换工具，使这些功能软件能互用各 自的各种资源，全面地完成设计、分析、计算任务。IBDS 应该提供建筑设计各专业工程师从方案选择、初步 设计、分析计算到施工图绘制的全过程。人们希望有了设计 人员的知识、经验及设想后，通过 IBDS 用计算机进行分析、 计算、比较、判断等，不仅将方案形象

17、地表现出来，而且将 量化的结果输出，工程师再依据它去修改方案，重新设计。 因此，BDS必须采用开放性的体系结构，巴设计院的" 人和资料" ；集成在一起，具体表现在：不同专业的数据模型的集成建立各专业通用的标准化的中央建筑数据库。该数据库把建筑设计涉及的建筑、结构、设备、电气、室内设计和概 预算等专业所用的数据模型统一起来，集成在一起，保证各 专业所用建筑信息的一致性。建筑师画的建筑各层平面图、 剖面图、立面图等，可以作为建筑底图，传给其它专业。其 它专业的工程师可以在该建筑底图的基础上，对有关信息进 行修改、重新定义以及添加专业的特定数据，然后进行各专 业的有关设计计算。例如

18、，设备专业工程师可以计算建筑物 的空调供暖负荷，在建筑底图上布置空调供暖管道，进行水 力、热力计算分析等；结构专业工程师可以进行各种受力构 件的设计计算分析。一旦建筑师改变建筑物的平面、空间布 置，会直接反映在各专业的建筑底图上，从而避免其它专业 的"冤枉"涝动。不同设计阶段所使用的模拟软件的集成建筑设计在不同阶段需要用到性质不同，细致程度不同 的模拟软件JBDS应充分考虑建筑设计在方案选择、初步设 计和施工图设计等不同阶段使用不同模拟软件对输入数据模 型要求的一致性和相关性，尽量保证前一阶段的计算结果和 数据可应用于后续阶段的设计计算，减少数据的重复输入和 不一致性。设计资

19、源的集成把建筑设计有关的设计手册、标准法规、工程图纸、设 备产品手册等数据和资料以数据库、知识库等方式集成存储 在计算机网络上，以便设计人员查询和使用。可见，集成化的中央建筑数据库 IDM 是 IBDS 的核心。 IBDS 的体系结构如下图所示。各专业 CAD 系统通过 IDM 进 行数据集成和通讯。HBDS 的体系结构示意图IBDS 的特点除了集成化、标准化和网络化之外，还有一 个很重要的特点：智能化，即采用KBS (基于知识的系统) 来组织和指导建筑设计过程中模拟软件的使用全过程，这样 才能正确发挥计算工具的功能。1989 年国外一些学者开始提 出 PAM ( PerformanceAss

20、essmentMethod )的概念9。 PAM是解决模拟软件"结果不可信"问题的一个 重要途径。PAM指出，要保证用程序做模拟分析能给出正确结果，必须正确指导和严格管理模拟分析这一全过程。这包 括：对所分析的对象进行正确的简化。例如，从多层多房 间的建筑中取出有代表性的一部分做分析计算，复杂水网的 简化；对每个物理过程选取正确的物理模型来近似。例如一 空调设备，采用动态模型还是静态模型？集总参数还是分布 参数？是否考虑墙内表面长波辐射？对流换热系数取常数还 是作为温度及风速的函数？透过窗的太阳辐射在各内表面的 分析：一些不确定的输入参数的选取，如房间换气次数，人 员设备必

21、热量，气象参数的确定，窗的开闭，遮阳等；系统控制的确定。例如应按照房间为定温去计算热量 还是计算定热量下的温度或其它某处控制下的温度和热量变 化？如何考虑空调系统的控制和人的操作调整？模拟计算过程的控制。例如初始影响的消除，计算时间步长，边界输入参数的离散方法，总的模拟计算段的长度 与时间的确定等；输出结果的处理。如何根据模拟计算结果对所研究的 问题作出结论。以上诸条的正确条件并非固定，而是与所研究的对象的 性质及所要解决的问题有关。例如为计算冬季供暖负荷，可 以用稳定的KF A t模型，而要计算夏季空调负荷，就要使用 动态模型。再例如验证建筑物表面结露的可能性时，需考虑 全部外墙的传热；而论

22、证是否要装社会空调，夏季房间是否 过热则需取可能是最热的一间或几间朝西或朝南的房间进行 计算。目前可以列举出十几种不同的对建筑和空调系统进行 模拟分析的目的，对于每一目的，上述各问题的恰当选择都 可能不同。所有这些问题，落实为具体的模拟计算过程，就成为如 下四个问题： 模拟计算程序的选取 实际建筑和空调系统的再加工（简化） 输入数据的确定和输入文件的生成 模拟计算结果的后处理国际能源组织（IEA ）组织十余个国家合作，就各种不同 的目的和使用不同程序如何进行上述第 步工作进行了 硏究，形成了一大批PAM手册。实验结果表明，让程序使用 者按照这些手册去一步步做，可显著提高模拟计算工作的正 确性和

23、结果的可信赖性10。将这类手册转换为计算机可以理解的形式作为知识库存 储于集成化环境中，再开发出可按照这些知识自动进行数据 分析加工的专家系统，就可以使这一使用过程自动完成，只 要使用者提出要解决的问题，专家系统即可能选取适宜的程 序，生成相应的数据文件，运行模拟分析程序，最终向使用 者显示由结果分析得出的结论。与传统的CAD软件相比，IBDS不再是以计算程序为中 心，使用者围绕着计算程序准备数据，运行程序，检查结果 集成化环境使使用者成为中心，将各种绘图、计算、数据资 料准备好，随时供使用者在设计分析中使用。使用者可以充 分发挥自己的分析和创造能力，利用 CAD 系统去设计、分析 各种系统，

24、而将一切重复和琐碎的工作交给计算机去完成。 集成化设计环境的指导思想就是，使用者应是计算机的主人， 而不是奴隶；计算机的应用应最大范围地开发人的创造力， 为人提供进行创造性思维的场所，而不是把人变为机械式工 具。4 实施 IBDS 技术4.1革新CIM （集成）技术正象计算机集成制造系统 CIMS 一样，集成也是 IBDS 的信心技术。IBDS系统采用STEP标准化的建筑数据库，把 建筑设计各专业的数据模型集成起来，把设计的不同阶段集 成起来，把各种设计用的模拟软件集成起来，把各种信息资 源集成起来。总之，IBDS依赖集成技术把建筑设计院的两大 法宝"人和资料" ;有机地统一

25、起来保证设计过程 中信息共享和传输的计算机化。42STEP (产品数据交换标准)技术STEP(StandardfortheExchangeofProductModelData )是国 际标准化组织 ISOTC184 正在制订的标准 ISOCD10303。 STEP 采用一种中性文件机制，是 CAD/CAM 数据交换的标 准11。它规定了产品设计、开发、制造以至于产品全部生 命周期中，包括产品形状，解析模型、材料加工方法、组装 分解顺序、管理数据等方面的必要信息定义和数据交换的外 部描述。现在普遍认为 STEP 将成为全世界公认的唯一 CAD 数据交换标准。STEP 包括两部分内容，一是数据模型

26、的定义，它采用 EXPRESS 数据定义语言来写成。这种语言可以准确定义所描 述对象的数据模型，小到单个简单的汽车零件，大到一档复 杂的建筑物。STEP的另一部分就是具体的数据文件的表述方 式，它是由任意词条构成，每一条的形成都遵守数据模型中 的定义。这样，只要理解了数据模型，就能读懂根据此数据 模型按照 STEP 方式写出的任何数据文件。如果制定出统一 的数据模型，使大家都按照这一模型去描绘所研究的对象， 所生成的数据文件就很容易交换，通过一些转换工具可以很容易地将其转换为各种软件内部特定的数据文件。由于 STEP 在描述数据模型和易于交换数据方面的突出 优点，它很快被工业界和标准化组织采用

27、，作为定义数据标 准的工具和交换数据的方法。集成化的建筑工程数据库应该 采用 STEP 技术，把各专业的图纸、数据库、产品设备等标 准化，以便不同 CAD 系统之间、不同专业之间、不同模拟软 件之间、设计院与甲方和厂家之间，能够自由而方便地相互 传递和交换信息。STEP 标准化是 IBDS 集成化的前提和保证，它可以避免 CAD 计算分析软件开发方面的大量重复性劳动，与此数据标 准兼容的软件均可以交换使用，从而使各部门有可能分工协 作，共同开发我国的集成化环境IBDS的每一块功能软件均 可以独立在市场上出售，被其它符合此标准的软件所使用， 这将使软件研制开发者直接受益。4.3AI （人工智能）

28、技术目前的 CAD 系统已能较成功地应用于绘图和设计计算， 但用于方案设计的却很少。其实方案设计在很大程度上决定 了投标的快速反应能力IBDS系统采用AI技术，把工程师 的设计经验、规则、思维活动等模糊、随机、不完备的知识， 通过一定的结构来组织和表达，让计算机能够理解、推理和 判断，辅助工程师进行方案选择。AI技术中比较成熟的是专 家系统，特别是DSS （决策支持系统）。可见IBDS的智能性 体现在各专业设计型专家系统应用的好坏。44 计算机网络技术IBDS 的实施应以计算机网络为物质基础，特别是基于光 纤和卫星的全球范围的快速 ISDN 网络。通过计算机网络可 以共享建筑设计的有关数据库、

29、知识库等软件资源和打印机、 绘图仪等硬件资源，传输有关设计资料和文档，允许位于不 同地点的设计工程师同时参与一个建筑的设计。同时还可使 设备生产厂家能将产品信息直接提供给 CAD 系统。45HCI （人机交互）技术HCI 技术在计算机的应用发展中越来越受到人们的重 视。人擅长于用形象思维、回忆联想、发明和创造等对客观 世界中的不确定、不完备甚至矛盾的事物和知识进行推理、 分析、判断和理解。计算机则擅长于确定性、重复性、机械 性的数据处理。在 IBDS 中，应充分发挥人和计算机的各自 优点，把繁琐和费时的数值性的设计计算交给计算机完成， 让工程师有充分的时间做方案选择等关键的决策工作。友好 的用

30、户界面和人机交互方式才能让建筑设计工程师喜欢 IBDS，在实际设计中自觉使用它。46 计算可视化技术可视化技术从 80 年代发展起来，已被广泛应用于 CFD 等科学计算领域。科学计算的核心问题是计算模型，包括其 理论框架、基本概念、几何描述、计算方法和过程等。在建 筑设计过程中需要做许多计算，如何采用图形、图象、动画 等方式，在计算开始时准备数据，计算过程中以某种直观形 象的方式表现，计算完成后以容易理解和使用的形式表达结 果，等等，都是视算一体化要解决的问题。眼睛是人类接受 信息的最佳器官，只有把各种模拟软件的使用过程可视化， 让用户用眼睛去看、理解和判断，而不是"两眼一摸黑& q

31、uot ;地撞运气，才能反模拟软件用对、用好，真正发挥它 们的用处。47 分布式数据库（知识库）技术分布式的数据库采用计算机网络上的不同计算机存储建 筑设计有关的设计手册、标准法规、工程图纸、设备产品手 册等数据和资料、使设计院、管理单位、厂家、甲方等建筑 业有关单位的人员可以共享信息，提高信息利用的效率。4800 （面向对象）技术OO 技术是现代软件工程技术的关键所在，它可以使对 现实世界的描述更接近客观自然，是 IBDS 系统的保证之一 00 中的抽象、封装、继承等机制可对复杂系统进行简化、 分解和解耦，有助于复杂系统的描述。 00 已被广泛地应用 于上述的MIS、HCI、CIM、可视化、

32、数据库、AI等领域。以OO为基础的C+语言是开发IBDS的良好工具。49 多媒体技术多媒体技术就是用图形、图象、动画、声音、文字等人类容易理解和接受的方式存储各种信息。多媒体技术在 IBDS 中的应用将是必不可少的。410 协同工程技术协同工程是一种系统化的方法，用来支持建筑设计的集 成化的协同作业，也就是不同专业或同专业的不同工程师同 时进行设计。如建筑底图由不同的建筑师分工画不同的部分， 在计算机里实际是在同一图形上加工，完成后的图纸传送设 备、结构、电气等专业这样不仅可以避免工程师重画图纸， 而且当某一工程师改变图纸时，能自动及时反映到其它专业 的系统图上，从而解决不同专业之间的&quo

33、t;打架"问题，方便互提资料、会签等。除以上讨论的几种技术外，还有许多现代科学技术可应 用IBDS中，如MIS （管理信息系统）技术、TQC（全面质 量控制）技术12等。合理运用所有这些技术才能充分发挥 IBDS 的功能保证 IBDS 成功。5IBDS 的现状和展望IBDS 的概念是在约 10 年前提出的13 ，而真正开始组 织开发则是最近68年间的事。但IBDS的发展却异常引人 注目，1991 年 6 月在美国召开了第一届集成化建筑环境会 议，即有近 300 篇论文，几百人参加（包括韩国、台湾的学 者）。迄今已召开了四届会议，有关的研究讨论越来越深入 1417。1988年美国能源部

34、投资3000万美元开始AEDOT 系统的开发，目前已研制出示范系统，并开始进一步向实用 性 发 展 。 欧 洲 十 来 个 国 家 的 有 关 研 究 单 位 联 合 开 发 COMBINE 系统。该项目历时五年，投资已超过 1000 万欧 洲货币单位，在 1995 年 6 月已完成概念研究和原型示范系 统。1990年 EIAAnnex21SubtaskD"DesignSupportEnvironme nt"开始，加拿大、德国、英国、瑞士等国专家就集成 化建筑设计环境的开发状况做调查和分析。开始于 1995 年 9 月的 IEAAnnex30"Bringingsi

35、mulationtoApplication&q uot;又是一个新的国际合作项目，它的目的也是硏究如何把 模拟软件通过 IBDS 应用于实际建筑设计工程中。到目前为 止，IBDS还处在研究和开发阶段，世界上还没有一个供实用 的 IBDS。我国建筑设计应用 CAD 从 80 年代中期开始，真正进入 实用阶段是 1991 年年底之后。在全国大约 9000 家从事建筑 设计的单位中，甲级院都装备比较好的 CAD 系统，并且近年 来微机数量增加很快（1992 年增加 8000 台，1993 年增加 31000 台）。在具备计算机硬件的同时，国内一些公司和研究 单位推出实用性的建筑、结构、给排水、暖通空

36、调、电气和 工程概预算的 CAD 软件。但是，目前设计单位中不同的专业 应用计算机技术水平差别较大18 ，而且大部分 CAD 软件只 是用计算机代替图板和丁字尺绘图，没有把绘图和计算集成 到一起。在数值计算中应用较多的是结构设计。可喜的是， 最近国内一些研究单位开始 IBDS 的研究探讨18。与国外的 开发研究状况相比，我们认为国内此领域的工作尚需在长远规划和相互协作等方面得到重视和加强。计算机集成化制造系统 CIMS 是国家 863 重大项目，十 几个单位联合攻关IBDS在国外与CIMS的重要性相当，它 可以解决建筑规划、设计、施工、调试及运行中的一系列问 题，从而提高设计与施工质量、降低成

37、本、提高效率。因此， 是否应该将 IBDS 作为重点目标，做好长远规划，一步步为 之努力，而不仅是在目前的 CAD 系统的基础上添添改改，满 足当前的市场需求。80 年代初各部门即研究开发暖通空调模 拟软件，十多年后，除个别软件广泛使用外，大多数使用者 却转向国外一些著名的模拟计算软件。如果我们按照目前的 状况发展，会不会十年后发生类似的现象，即国外成套的成 熟的集成化环境进入我国而将我们的取而代之？现在可能是 需要整体考虑、长远规划的时候了。IBDS 涉及范围广，工程浩大，很难由一个单位独立完成， 必须联合协作。在市场经济体制下，又无国家财政支持，如 何进行联合协作？又如何能与国外竞争？联合

38、与协作不是分 工编软件，而是通过不断交流，进行概念研究和标准制定， 这方面的工作量远比具体编程大，必须通过合作交流来完成， 而合作的结果会使参加各方均受益。能否在国家的支持下， 由学会组织，有关设计和研究单位合作，在联合开发我国的IBDS 呢？IBDS 是一个完美的计算机辅助建筑设计系统，虽然它的 实施尚有一段不短的路要走，但是它的哲理、思想和方法无 疑是正确而深刻的。 IBDS 的实施将大大提高建筑设计的水 平，推动建筑业的发展，并且创造一种崭新的设计文化。6 参考文献1DSeth.Amarketsurveyofenergyanalysisprogramsi nNorthAmerica.In

39、tbuildingPerformanceSimulationAss ociation,USA.2SMacmilan,DBloomfield.EnvironmentalPerforman ceModelling-USAinPractice.ProceedingsofCIBSENation alConference,May1993.3Theimpactofthermalmodellinginpractice.Areportt otheBuildingResearchEstablishmentofUK,May1992.4CHo.Whyismodellingimportant?BEPACSeminar

40、:M odellingBuildingEnvironments.BuildingResearchEstabli shmentofUK,1993.5EJAllen,DBloomfield.Improvingconfidenceinther malcalculationprocedures.ProceedingsofCLIMA2000,C openhagen,1985.6LJones.Theanalysisasafactorinthepredictionofene rgyconsumption.Proceedingsof2ndIntsymposiumonen ergyconservationint

41、hebuildingenvironment,Copenhag en,1979.7RHByrd.Thelimitationsofcomputermodelsintende dtoaidenergyefficientdesignofbuildings.Proceedingsof BEPAC,York,1994.8AWijsman.Buildingthermalperformanceprograms: InfluenceoftheuseofaPAMProceedingsofBEPAC,York,19 94.9DBloomfield.Theworkofinternationalenergyagenc

42、yannex21oncalculationofenergyandenvironmentalperformanceinbuildings.ProceedingofBEPAC,York,1994.10BWarren,JWiltshire.Applicationofsimulationprog ramstotheassessmentofoverheatingriskinbuildingsandt heworkofIEAannex21.ProceedingsofBuildingSimulation 91,Nice,1991.11中国标准化与信息分类编码硏究所。STEP标准化情 况，CIMS标准化硏究动

43、态第9期。12DBartholomew.QualityAssurance.BEPACSeminar :ModellingBuildingEnvironments.BuildingResearchEsta blishmentofUK,1993.13CHertkorn.Compilationofprojectfocusingondesi gnsupportenvironment.IEAAnnex21subtaskDreport.14PCWalraven.Integratedcomputeraideddesignsol utionsforbuildingmanagement,maintenancea

44、ndmoder nisationofbuildings.ProceedingsofCIBSENationalConfer ence,May1993.15CRobin,JBrauandJRoux.Integrationofexpertknow ledgeandsimulationtoolthethermaldesignofbuildingsa ndenergysystems.EnergyandBuildings,1993,20.16KPiira,SKarkiandKLassila.Productmodelbasedsim ulationanddesignenvironment.ProceedingsofSystemSi mulationinBuildings,1993,20.17PAndre,JNicolas.Useofanintegratedsoftwareforb uildingdesignandsystemsimulation.ProceedingsofSyste mSimulationinBuildings,1994.工程设计 CAD 及自动化，1991，（1），1995，（1）（3）。