在建筑工程中,无论是建造巍峨壮丽的高楼大厦,或简单房屋,都需根据设计完善的图纸进行施工。这是因为建筑物的形状、大小、结构、设备和装修等,只用语言或文字是无法描述清楚的,而图纸可以借助一系列图样和必要的文字说明,将建筑物的艺术造型、外表形状、内部布置、结构构造、各种设备、施工要求以及周围地理环境等,准确而详尽地表达出来。图纸是建筑工程不可缺少的重要技术资料,所有从事工程技术的人员,都必须掌握制图和读图技能。不会绘图,就无法表达自己的构思。不会读图,就无法理解别人的设计意图。因此,工程图一直被称为工程界的共同“语言”。
建筑物按照它们的使用性质不同,通常可分为工业建筑和民用建筑。无论是哪类建筑,从无到有建造起来,一般要经过编制设计任务书、选择和勘查基地、设计、施工、验收与交付使用等几个阶段。设计和施工又是其中比较重要和关键的环节,通过设计阶段把计划任务书中的文字资料和人们的空间构思变成表达建筑物空间形象的全套图纸。施工阶段则根据所设计绘制的全套图纸,把建筑物建造起来。供施工用的图纸统称为建筑施工图。建筑工程中的图纸是用投影原理绘制而成,图纸既是工程设计的结果,也是工程施工的依据。从事工程建设的技术人员必须具备绘图能力与读图能力。
建筑工程施工图的绘制与阅读必须遵守国家标准的有关规定。本课程除了学习建筑工程制图与识图的理论和方法外,还要学习房屋建筑结构的有关专业知识,为将来学习其他专业课打下坚实的基础。学习《建筑工程制图与识图》的主要任务体现在以下几个方面:
①学习各种正投影法的基本理论及其应用。
②培养绘制和阅读建筑工程施工图的能力。
③培养一定的空间思维能力、空间分析能力和空间几何问题的图解能力。
④培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
⑤汲取中国古建筑的历史文化知识,提高建筑修养和建筑设计思维能力,为学习专业课和建筑设计创作活动奠定基础。
在学习《建筑工程制图与识图》过程中,学生应逐步提高自学能力,分析问题和解决问题的能力。课程要预习,带着问题去听课。课后要及时复习和做作业,并做好课程小结。学生学完本门课程后应该达到以下要求:
①掌握正投影法的基本理论和作图方法。
②能用作图方法解决一般的空间度量问题和定位问题。
③能正确使用绘图工具和仪器,绘制出符合国家制图标准的图纸。
④掌握徒手作图技能,并能正确地识读一般建筑工程图。
⑤理解中国古建筑历史文化是中华民族传统文化历史在建筑上的体现,是中华民族传统文化的一个片段、一个部分,从而使学生树立正确的价值取向、崇高的政治信仰、无私的社会责任,并提高学生缘事析理、实事求是、理论结合实践的能力。
《建筑工程制图与识图》课程的主要内容包括制图基本知识与技能、投影的基本知识、基本体和组合体的投影、轴测投影、建筑形体的常用表达方法和建筑施工图等。
制图基本知识与技能和投影的基本知识等章节是建筑工程制图与识图的理论基础,比较抽象,系统性和理论性较强。在学习过程中,学生应了解和严格遵守制图国家标准的有关规定,踏实地进行制图技能的操作训练,养成正确使用绘图工具、仪器和准确绘图的习惯。
房屋建筑形体的表达方法和建筑施工图等章节是投影法理论知识的运用,实践性较强,学习时要努力完成一系列的绘图作业。学生在学习过程中,应结合所学的建筑初步专业知识,运用专业制图国家标准的有关规定,读懂教材和习题集上的专业图纸。在绘制建筑施工图作业时,必须在读懂已有图样的基础上,严格贯彻建筑工程领域国家标准的有关规定进行制图。学生在学习过程中需要讲究学习方法,从而提高学习效果。课程的学习方法总结如下:
①要有远大的抱负和良好的专业思想,在学习中振奋精神,端正态度,自觉地刻苦钻研,锲而不舍,克服困难,不断前进。
②努力培养空间想象能力,即二维的平面图形想象出三维形体的形状。学生在开始本门课程的学习时可以借助模型等辅助学习用具,加强图物对照的感性认识。在不断深入学习过程中要逐步减少使用模型,直至可以完全依靠自己的空间想象能力,看懂图纸。
③做作业时,要绘图与识图相结合。每一次根据物体画出投影图之后,随即移开物体,从所画的图想象原来物体的形状,是否相符。坚持这种做法,有利于空间想象能力的培养。
④不断培养独立图解问题的能力。要熟练掌握这个技能,一要懂得解题的思路,即空间问题要拿到空间去分析研究解题的方案,二要掌握各几何元素之间的各种基本关系的表示方法,才能将解题方案逐步作图表达出来,并求得解答。
⑤要提高自学能力。上课前应预习教材,一面认真阅读课文,一面画出课文中的附图。然后带着看不懂的问题去听教师讲课。复习时要着重检查自己能否用图表示书中每一个概念和每一种方法。制图基础知识到建筑施工图的内容是一环扣一环的,前面学习不透彻和不牢固,后面必然越学越困难。因此需要步步为营,稳扎稳打,由浅入深,循序渐进。
⑥建筑施工图是施工的依据,往往由于图纸上一条线的疏忽或一个数字的差错,会造成严重的返工浪费。所以应从初学建筑工程制图开始,就严格要求自己,养成认真负责,一丝不苟和严格符合国家标准的工作态度。
⑦站在对中国建筑文化、社会文化的充分认识与正确把握的高度,依托广阔的历史背景解读中国古建筑产生的根源、历史发展动态、技术进步的表现和建筑的特征与本质。
有史以来,人类就试图用图形来表达和交流思想,从远古的洞穴中的石刻可以看出在没有语言和文字前,图形就是一种有效的交流思想的工具。考古发现,早在公元前 2600 年就出现了可以成为工程图样的图,那是一幅刻在泥板上的神庙地图。直到公元 1500 年文艺复兴时期,才出现将平面图和其他多面图画在同一幅画面上的设计图。
1795 年,法国著名科学家加斯帕·蒙日将各种表达方法归纳,发表了《画法几何》著作,蒙日所说明的画法是以互相垂直的两个平面作为投影面的正投影法。蒙日方法对世界各国科学技术的发展产生巨大影响,并在科技界,尤其在工程界得到广泛的应用和发展。
我国在 2000 年前就有了正投影法表达的工程图样,1977 年冬在河北省平山县出土的公元前 323-309 年的战国中山王墓,发现在青铜板上用金银线条和文字制成的建筑平面图,这也是世界上罕见的最早工程图样,该图用 1 ∶ 500 的正投影绘制并标注尺寸。中国古代传统的工程制图技术,与造纸术一起于唐代同一时期(公元 751 年后)传到西方。
公元 1100 年宋代李诫所著的雕版印刷书《营造法式》是世界上最早的一部建筑规范巨著,对建筑技术、用工用料估算以及装修等都有详细的论述。书中有图样 6 卷,设计图一千余幅。图样这一名称,从此肯定下来并沿用至今。该书中的图样包括宫殿房屋的平面图、立面图、剖面图、详图及构件图,使用了相当于现今的各种投影法绘制,这些充分反映了九百多年前中国建筑工程制图技术的先进和高超。
新中国成立后,随着社会主义建设蓬勃发展和对外交流的日益增长,建筑工程制图学科得到飞快发展,学术活动频繁,投影法和透视投影等理论的研究得到进一步深入,并广泛与生产科研相结合。与此同时,由于生产建设的迫切需要,由国家相关职能部门批准颁布了一系列制图标准,如技术制图标准、房屋建筑制图统一标准、建筑制图标准、建筑结构制图标准和道路工程制图标准等。
20 世纪 70 年代,计算机图形学、计算机辅助设计(CAD)和计算机绘图技术在我国得到迅猛发展,除了国外一批先进的图形图像软件如AutoCAD等得到广泛使用外,我国自主开发的一批国产绘图软件如天正建筑CAD等也在设计、教学和科研生产单位得到广泛使用。随着我国现代化建设的迫切需要,计算机技术将进一步与建筑工程制图结合,计算机绘图和智能CAD将进一步得到深入发展。