Archicad-based GDL development and applications for ancient style architecture by T.R. Architectural Design.
China is one of the world’s ancient civilizations. Chinese architecture features the unique culture and history of China. It is beautiful in shape, rigorous in structure — magnificent but exquisite, majestic but elegant. The Treatise on the Architectural Methods of the Song Dynasty (Yingzaofashi) is an ancient classic representing the top science and art of ancient Chinese architecture, recording valuable materials of the system, practice, craftsmanship and set patterns of Song Dynasty architecture. Thus, it is of far-reaching significance to the study of Chinese architecture and understanding its concepts and philosophies.
BIM Applied in Ancient Style Architecture Projects
Archicad is more convenient to use and more adaptive to the way architects think. BIM technology is sufficiently mature. The software is light and easy to operate. These features play a key role in the whole design process.
Lu Yongle Deputy Chief Architect Zhejiang T.R. Partners Architectural Design Co., Ltd.
T.R. Partners Design has always adhered to the philosophy of “surpassing the competition with distinctive designs.” We have taken the lead on integrating BIM with ancient architecture design, providing effective solutions to the exploration of the information-based design of ancient style architectures.
China is one of the world’s ancient civilizations. Chinese architecture features the unique culture and history of China. It is beautiful in shape, rigorous in structure — magnificent but exquisite, majestic but elegant. The Treatise on the Architectural Methods of the Song Dynasty (Yingzaofashi) is an ancient classic representing the top science and art of ancient Chinese architecture, recording valuable materials of the system, practice, craftsmanship and set patterns of Song Dynasty architecture. Thus, it is of far-reaching significance to the study of Chinese architecture and understanding its concepts and philosophies.
The Sightseeing Pavilion project in Liuzhou is in the Tang Dynasty style. The architecture from the peak of the Tang Dynasty was magnificent and spacious. The design of courtyards was often natural and featured various layers. Pavilions were grand, with gently curving roofs, firm and strong corbel brackets and eaves reaching out gracefully. The wooden structures were truly ingeniously designed. In addition, they were elegantly decorated, yet understated.
Applied Technologies
The Liuzhou Sightseeing Pavilion has a high platform foundation, a triple eave roof, a hip-and-gable roof on four sides and a height of over 30 meters. While using BIM for its design, we maintained the Tang Dynasty style as much as possible and borrowed some architectural methods from the Treatise on the Architectural Methods of the Song Dynasty. Corbel brackets (Dougong) were used as corner bracket sets with a single horizontal and three vertical arms, as well as beam end bracket sets with a single horizontal and two vertical arms.
“One cai of each kind of timber is divided into 15 fen by length and 10 fen by thickness. The height of rooms, the length of objects, the height of curved or straight roof structures, and the sizes of circles, squares, lines and planes are all measured with the cai and fen of the specific kind of timber.”
Treatise on the Architectural Methods of the Song Dynasty
Liuzhou Yaobu Ancient Town Sightseeing Pavilion / Lu Yongle
Simply put, cai — the gong (horizontal arm) profile of the corbel bracket — is used as the basic unit of the modules. With years of experience in ancient style architectural design, the design team referred to a large volume of related literature, studied existing ancient style architecture, and consulted ancient style architecture craftsmen. With our knowledge of spatial visualization, logical thinking, multi-dimensional geometry and math, the designers created various kinds of complex parametric components and composed many parameterized elements by using Archicad GDL, which left considerable room for our designers to expand on and innovate, and has also made it possible for the module and assembly method of the ancient architecture to be truly, effectively integrated with the latest BIM technology. We have applied this approach in many of our ancient style architecture projects, and we hope it can be used for ancient architecture protection and restoration, as well as for the design of ancient style architecture.
Challenge 1:
Design and Assembly of Bracket Sets
The detail size of different kinds of dou (square sockets) are set separately to be parameterized in BIM before properties such as 3D shapes, 2D symbols, textures, line types and colors are programmed with GDL.
Challenge 2:
GDL Elements for Roof Trusses and Curved Corners
The algorithm for roof design is much more complicated than that for bracket sets. It should conform to the dimension rules of ancient architecture and, at the same time, be calculated and presented with trigonometric functions from solid geometry. In real cases, the architecture varies from one case to another and can even be designed without following the dimension rules used in ancient times. Designers must be given a certain degree of freedom and convenience.
We have many hotspots in the roof GDL elements. By using the parameterization system for the ancient style architecture roof design, the sloping roof can be constructed quickly, and the height of the roof structure can be adjusted at any
Challenge 3: Railings
There are a variety of railing styles in ancient Chinese architecture. These railings are an important user-friendly element in historic architecture and enrich the horizontal profile of buildings. Customized GDL ancient architecture railings can be made into various styles through grouping support columns and infill panels. We have created, in particular, two key algorithms for the railing system, namely: dragging a hotspot automatically adds nodes; and infill panels units can be automatically matched with the lines.
Just drag the hotspot and you get infill panels automatically. This truly represents the intelligence of GDL parameterization.
Why Archicad?
“Archicad is more convenient to use and more adaptive to the way architects think. BIM technology is sufficiently mature. The software is light and easy to operate. These features play a key role in the entire design process. We have also found during the design and construction process that Archicad not only provides perfect and efficient solutions for architects in designing modern architecture, but also resonates with the way that ancient style architecture craftsmen think.
Archicad visualizes designs gracefully and in various ways. Its 3D documents, BIMx and OpenBIM concepts are compatible with other BIM software, achieving the ultimate exchange of information.
This is exactly the reason why our architects love Archicad.
Using Archicad, we created galleries for 15 categories of historic architecture, including those made from stone and tiles, as well as structural carpentry, doors and windows.
These parametric elements have been tested in real projects. This gave experience in optimizing and creating new generations of elements. We created GDL elements for the ancient style architecture of the Tang, Song, Ming, Qing and other dynasties. Structural carpentry was constructed in accordance with the Treatise on the Architectural Methods of the Song Dynasty. Doors and windows were added for joinery work; bricks, tiles and stone elements were added for brick and tile work. This was our approach when developing the GDL ancient style architecture gallery.”
BIMx’s application integrating graphics and models can easily and perfectly show complex architecture, even on mobile devices, which makes it convenient for clients to make decisions and provide feedback. It is even helpful when teaching about historic buildings.
The cai-fen modular system fully represents the ingenuity of the construction methods of traditional Chinese architecture. In plain English, it can be understood as mathematical formulae, the standardization of nodes, the parameterization of elements, and assembly-based construction. It is a system that has made historic architecture notably special over the long course of history.
Zhejiang T.R. Architectural Design Co., Ltd.
Architectural engineering design first class certificate No.:A133009451. T. R. Architectural Design provides services in architecture, landscaping, remodeling, BIM consulting, etc. We are known for our rich experience, excellent designs and good word of mouth from the services we have provided. We win the market with our distinctive designs. This is the philosophy our company has always adhered to. Our designs not only include normal buildings such as residences, schools, hotels and offices, but also focus on cultural architecture, especially designs of ancient Chinese style buildings. With Archicad GDL, we have developed unique solutions for ancient style architectural design. We are one of the few companies that are capable of making BIM forward design for ancient style architectures.
About GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® ignited the BIM revolution in 1984 with Archicad®, the industry first BIM software for architects. GRAPHISOFT continues to lead the industry with innovative solutions such as its revolutionary BIMcloud®, the world’s first real-time BIM collaboration environment; and BIMx®, the world’s leading mobile app for lightweight access to BIM for non-professionals. GRAPHISOFT is part of the Nemetschek Group.
Trung Quốc là một trong những nền văn minh cổ đại của thế giới. Kiến trúc Trung Quốc mang đậm nét đặc trưng của nền văn hóa và lịch sử lâu đời. Không những đẹp về hình dáng mà còn chặt chẽ về cấu trúc – nguy nga nhưng tinh tế, uy nghi nhưng thanh lịch. Chuyên luận về các phương pháp kiến trúc của triều đại nhà Tống (Yingzaofashi) là một tác phẩm kinh điển cổ đại đại diện cho khoa học và nghệ thuật hàng đầu của kiến trúc Trung Quốc cổ đại, ghi lại các tư liệu quý giá về hệ thống, thực hành, kỹ thuật thủ công và các mẫu thiết kế của kiến trúc thời nhà Tống. Vì vậy, nó có ý nghĩa sâu sắc đối với việc nghiên cứu cũng như am hiểu về các khái niệm và triết lý của kiến trúc Trung Quốc.
Ứng dụng BIM vào các dự án kiến trúc cổ
Archicad thực sự tiện lợi và phù hợp với ý tưởng của các kiến trúc sư. Công nghệ BIM đã đủ phát triển. Phần mềm nhẹ và dễ vận hành. Các tính năng này đóng một vai trò quan trọng trong toàn bộ quá trình thiết kế.
Lu Yongle kiến trúc sư phó của Zhejiang T.R. Partners Architectural Design Co., Ltd.
T.R. Partners Design hướng đến tiêu chí “vượt lên trên đối thủ cạnh tranh bằng những thiết kế đặc biệt”. Chúng tôi luôn đi đầu trong việc tích hợp BIM với thiết kế kiến trúc cổ giúp cung cấp các giải pháp hiệu quả để khám phá thiết kế dựa trên thông tin về các kiểu kiến trúc mang phong cách cổ điển.
Trung Quốc là một trong những nền văn minh cổ đại của thế giới. Kiến trúc Trung Quốc mang đậm nét đặc trưng của nền văn hóa và lịch sử lâu đời. Không những đẹp về hình dáng mà còn chặt chẽ về cấu trúc – nguy nga nhưng tinh tế, uy nghi nhưng thanh lịch. Chuyên luận về các phương pháp kiến trúc của triều đại nhà Tống (Yingzaofashi) là một tác phẩm kinh điển cổ đại đại diện cho khoa học và nghệ thuật hàng đầu của kiến trúc Trung Quốc cổ đại, ghi lại các tư liệu quý giá về hệ thống, thực hành, kỹ thuật thủ công và các mẫu thiết kế của kiến trúc thời nhà Tống. Vì vậy, nó có ý nghĩa sâu sắc đối với việc nghiên cứu cũng như am hiểu về các khái niệm và triết lý của kiến trúc Trung Quốc.
Dự án Sảnh ngắm cảnh ở Liễu Châu mang phong cách kiến trúc thời nhà Đường. Đây là công trình kiến trúc đỉnh cao của nhà Đường vô cùng tráng lệ và rộng lớn. Thiết kế sân thường mang phong cách tự nhiên và có nhiều lớp khác nhau. Các gian hàng được bố trí rất hoành tráng, với những mái nhà uốn lượn nhẹ nhàng, khung sườn chắc chắn và khỏe khoắn và mái hiên vươn ra một cách duyên dáng. Các cấu trúc bằng gỗ thực sự được thiết kế một cách tài tình. Ngoài ra, tất cả được trang trí một cách trang nhã và vô cùng tinh tế.
Công nghệ ứng dụng
Sảnh tham quan Liễu Châu có nền móng cao, mái ba diềm, mái hông và đầu hồi ở bốn phía và cao hơn 30 mét. Trong quá trình ứng dụng công nghệ BIM vào thiết kế, chúng tôi vẫn duy trì tối đa phong cách thời nhà Đường và vay mượn một số phương pháp kiến trúc có trong Chuyên luận về phương pháp kiến trúc của triều đại nhà Tống. Giá đỡ Corbel (Dougong) được sử dụng làm bộ giá đỡ góc với một nhánh ngang và ba nhánh dọc, cũng như bộ giá đỡ cuối dầm với một nhánh ngang và hai nhánh dọc.
“Một cai của mỗi loại gỗ được chia thành 15 fen theo chiều dài và 10 fen theo độ dày. Chiều cao của các phòng, chiều dài của đồ vật, chiều cao của cấu trúc mái cong hoặc thẳng, và kích thước của hình tròn, hình vuông, đường thẳng và mặt phẳng đều được tính bằng đơn vị cai và fen của mỗi loại gỗ cụ thể”.
Chuyên luận về các phương pháp kiến trúc của triều đại nhà Tống
Sảnh tham quan phố cổ Liễu Châu Yaobu/Lu Yongle
Nói một cách đơn giản, cai – thanh ngang (dầm ngang) của giá đỡ – được sử dụng làm đơn vị cơ bản của các mô-đun. Với nhiều năm kinh nghiệm trong việc thiết kế kiến trúc phong cách cổ, đội ngũ thiết kế đã tham khảo một khối lượng tương đối lớn các tài liệu liên quan, nghiên cứu kiến trúc phong cách cổ hiện có và tham khảo ý kiến của các nghệ nhân kiến trúc phong cách cổ. Với kiến thức của chúng tôi về trực quan hóa không gian, tư duy logic, hình học đa chiều và toán học, các nhà thiết kế đã tạo ra nhiều loại thành phần tham số phức tạp khác nhau và tạo ra nhiều phần tử tham số bằng cách sử dụng Archicad GDL, điều này tạo ra một không gian đáng kể cho các nhà thiết kế của chúng tôi mở rộng và đổi mới hỗ trợ tích hợp mô đun và phương pháp lắp ráp của kiến trúc cổ được một cách hiệu quả với công nghệ BIM mới nhất. Chúng tôi đã áp dụng phương pháp này trong nhiều dự án kiến trúc theo phong cách cổ và chúng tôi hy vọng nó có thể được sử dụng để bảo vệ và phục hồi kiến trúc cổ cũng như thiết kế kiến trúc theo phong cách cổ.
Thách thức 1:
Thiết kế và lắp ráp bộ giá đỡ
Kích thước chi tiết của các loại dou (ổ cắm vuông) khác nhau được đặt riêng để được tham số hóa trong BIM trước khi các thuộc tính như hình dạng 3D, biểu tượng 2D, kết cấu, kiểu đường và màu sắc được lập trình với GDL.
Thách thức 2:
Phần tử GDL cho Giàn mái và Góc cong
Thuật toán cho thiết kế mái phức tạp hơn nhiều so với thuật toán thiết kế các bộ khung. Nó phải tuân theo các quy tắc về kích thước của kiến trúc cổ, đồng thời, được tính toán và trình bày với các hàm lượng giác từ hình học rắn. Trong các trường hợp thực tế, kiến trúc thay đổi từ trường hợp này sang trường hợp khác và thậm chí có thể được thiết kế mà không tuân theo các quy tắc kích thước được sử dụng trong thời cổ đại. Các nhà thiết kế phải được tạo một mức độ tự do và thuận tiện nhất định.
Chúng tôi có nhiều điểm nóng trong các phần tử GDL trên mái nhà. Bằng cách sử dụng hệ thống tham số hóa cho thiết kế mái theo phong cách kiến trúc cổ, mái dốc có thể được thi công nhanh chóng và chiều cao của kết cấu mái có thể được điều chỉnh bất kỳ
Thách thức 3: Lan can
Có rất nhiều kiểu lan can trong kiến trúc cổ đại của Trung Quốc. Những lan can này là một yếu tố chính, gắn bó với người dùng trong kiến trúc lịch sử và làm phong phú thêm hình dạng ngang của các tòa nhà. Lan can kiến trúc cổ GDL tùy chỉnh có thể được tạo thành nhiều kiểu khác nhau thông qua nhóm các cột hỗ trợ và các tấm chèn. Đặc biệt, chúng tôi đã tạo ra hai thuật toán chính cho hệ thống lan can, đó là: kéo một điểm phát sóng tự động thêm các nút; và các đơn vị bảng infill có thể được tự động khớp với các dòng.
Chỉ cần kéo điểm phát sóng và bạn sẽ nhận được bảng điều khiển tự động. Điều này thực sự thể hiện sự thông minh của tham số hóa GDL.
Tại sao lại là Archicad?
“Archicad thực sự tiện lợi và phù hợp với ý tưởng của các kiến trúc sư. Công nghệ BIM đã đủ phát triển. Phần mềm nhẹ và dễ vận hành. Các tính năng này đóng một vai trò quan trọng trong toàn bộ quá trình thiết kế. Chúng tôi cũng nhận thấy trong quá trình thiết kế và thi công, Archicad không chỉ cung cấp các giải pháp hoàn hảo và hiệu quả cho các kiến trúc sư trong việc thiết kế kiến trúc hiện đại mà còn cộng hưởng với cách nghĩ của các nghệ nhân kiến trúc phong cách cổ.
Archicad tạo ra các thiết kế một cách duyên dáng và theo nhiều cách khác nhau. Các tài liệu 3D, khái niệm BIMx và OpenBIM cũng tương thích với các phần mềm BIM khác, đạt được sự trao đổi thông tin một cách tối ưu.
Đây chính là lý do khiến các kiến trúc sư của chúng tôi yêu thích Archicad.
Với Archicad, chúng tôi đã tạo ra các phòng trưng bày cho 15 hạng mục kiến trúc lịch sử, bao gồm cả những kiến trúc làm từ đá và gạch, cũng như kết cấu mộc, cửa ra vào và cửa sổ.
Các yếu tố tham số này đã được thử nghiệm trong các dự án thực tế. Điều này đã mang lại kinh nghiệm trong việc tối ưu hóa và tạo ra các thế hệ phần tử mới. Chúng tôi đã tạo ra các yếu tố GDL cho kiến trúc theo phong cách cổ đại của các triều đại Đường, Tống, Minh, Thanh và các triều đại khác. Kết cấu mộc được xây dựng phù hợp với Chuyên luận về phương pháp kiến trúc của triều đại nhà Tống. Cửa ra vào và cửa sổ đã được thêm vào cho công việc ghép gỗ; gạch, ngói và các yếu tố đá đã được thêm vào cho công việc gạch và ngói. Đây là cách tiếp cận của chúng tôi khi phát triển phòng trưng bày kiến trúc theo phong cách cổ GDL”.
Ứng dụng tích hợp đồ họa và mô hình của BIMx dễ dàng hiển thị các kiến trúc phức tạp, ngay cả trên thiết bị di động, giúp khách hàng thuận tiện trong việc đưa ra quyết định và cung cấp phản hồi. Điều này thậm chí còn hữu ích trong quá trình giảng dạy và giới thiệu về các tòa nhà lịch sử.
Hệ thống mô-đun cai-fen thể hiện đầy đủ sự khéo léo trong các phương pháp xây dựng theo lối kiến trúc truyền thống Trung Quốc. Trong tiếng Anh cơ bản, có thể hiểu là các công thức toán học, chuẩn hóa các nút, tham số hóa các phần tử và xây dựng dựa trên tập hợp. Đó là một hệ thống đã làm cho kiến trúc lịch sử trở nên đặc biệt trong suốt quá trình lịch sử lâu dài.
Zhejiang T.R. Partners Architectural Design Co., Ltd.
Chứng chỉ hành nghề thiết kế kiến trúc hạng nhất: A133009451. TR Architectural Design cung cấp các dịch vụ về kiến trúc, cảnh quan, tu sửa, tư vấn BIM, … Chúng tôi được biết đến với bề dày kinh nghiệm, thiết kế xuất sắc có tiếng từ các dịch vụ mà chúng tôi đã cung cấp. Chúng tôi chiếm lĩnh được thị trường với những thiết kế đặc biệt của riêng mình. Đây là triết lý mà công ty chúng tôi luôn tuân thủ. Các thiết kế của chúng tôi không chỉ bao gồm các công trình kiến trúc thông thường như cung điện, trường học, khách sạn, văn phòng mà còn chú trọng đến kiến trúc văn hóa, đặc biệt là thiết kế các công trình kiến trúc. tre theo phong cách Trung Quốc cổ đại. Với Archicad GDL, chúng tôi đã phát triển các giải pháp độc đáo cho thiết kế kiến trúc cổ. Chúng tôi là một trong số ít công ty có khả năng thiết kế chuyển tiếp BIM cho các kiến trúc cổ.
Giới thiệu về GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® là đơn vị tiên phong cho cuộc cách mạng BIM vào năm 1984 với Archicad®, phần mềm BIM đầu tiên trong ngành dành cho kiến trúc sư. GRAPHISOFT tiếp tục dẫn đầu ngành với các giải pháp sáng tạo như BIMcloud® mang tính cách mạng, môi trường cộng tác BIM trong thời gian thực đầu tiên trên thế giới; và BIMx®, ứng dụng dành cho thiết bị di động hàng đầu thế giới dễ dàng truy cập vào BIM dành cho những người không chuyên. GRAPHISOFT thuộc Tập đoàn Nemetschek.
