设计的形成与发展

猎人

在遥远的原始社会，人们已经懂得寻找适当形状的石头来制作石器，或作为工具和武器。他们知道利用树枝骨架、用树叶作瓦片来设计建造房屋。这时，已经有了设计意识的萌芽。不过，这是完全凭直觉进行的设计活动，是在没有前人经验和理论可循的情况下，通过尝试的方法进行设计活动。这个暑期属设计的低级阶段，又称为原始直觉设计阶段。

长期的劳动，使人们积累了丰富的实践经验，生产得到极大地提高。对以往反复使用的、并在实践中证实了的定式，被归纳总结为口诀和公式。后来，随着数学的发展和应用，设计进入了经验阶段。古代希腊和罗马正是运用了数学、几何学，才能营造出比例和尺度如此精确的建筑。古罗马人维特鲁威所著《建筑十书》，对这些成就作了详细描述，成为以后营造设计的指南。

古代中国人在长期的实践中，总结了一整套完整的营造作法，致函春秋至秦汉时期，中国古典建筑已基本成熟。古代西方和中国这一暑期属初级经验设计阶段。

在经历了初级经验阶段后，设计进入了经验发展时期，在中国约为秦汉至明清时代。经过长期的不断发展与完善，中国古典建筑到隋唐时已达到辉煌的高峰。建筑形式已趋完美，特别注重装修。被亚洲各国称为“唐风”建筑，并开始纷纷仿效。宋代李诫所著《营造法式》一书，总结了以往建筑营造经验，形成一套完整、科学、固定的营造模式，宋代建筑更加注重色彩和装修。此后，明清两代大规模兴建宫殿、庙，使中国古典建筑进入鼎盛时期。

经验发展阶段，在西方一直延续到文艺复兴末期。5~10世纪的拜占庭建筑，仍以砖石拱券为基础，大量保留吸收了古希腊的柱式和古罗马的穹窿。到了10~12世纪，欧洲人已经懂得在建筑中采用框架结构，这一点，可以从哥特式建筑的结构上看得出来。哥特式建筑采用骨架券，束柱和十字拱，与飞扶壁等搭结，将主体组成框架式，而围护墙均采取填充法，其建筑高度有的竟达100余米。这些成就，在今天看来，也是十分了不起的。

文艺复兴使欧洲出现了高涨的复兴古希腊、罗马的热潮。同时，自然科学也有较大发展，特别是与建筑设计直接相关的透视学、数学和力学，都有新的成就。许多设计人集绘画、建筑、数学、力学和工程学于一身，对建筑设计和工程一手包揽。这时的设计师已开始注重建筑群体的完整性，建筑已趋向城市化，并已开始建造城市广场。

文艺复兴末期，特别是17世纪以来，由于物理、数学、制力学、材料学等自然科学的飞速发展，各学科相继建立起自己的完整科学理论。设计也逐渐开始由经验式的假定、估算，发展到了科学计算。设计方式由以往实体试验设计，发展到更加规范的室内图画比较设计。这一时期的设计虽已基本科学化，但设计大部分所依**的仍然是经验，设计的手段仍**人脑和手工操作，这一时期，我们称为高级经验设计阶段。

本世纪60年代，世界设计进入了现代设计阶段，特别是70年代以来，随着各种现代数学的高速发展、高速计算机的出现，以及信息论、控制论、突变理论、系统理论、有限元法、优化方法、模糊数学等创立，使设计出现了历史性的变革，进入了一个崭新的阶段。人们已完全可以将设计的全过程模型化，并用计算机来分析大量设计数据和图型，最后选择最佳设计方案。从构思草图到绘制出图，全部由计算机来完成。把设计师从复杂繁重的手工绘图劳动中解放出来，将精力投入到设计构思和方案优化上来。现代设计是广义设计与分析的现代科学方法论，它所依据的是现代化的理论和工具。使设计师的设计作品更完整、更合理、更细致、更可**。这就对设计师提出了更高的要求，不但具有深厚的设计功底和文化艺术修养，还应掌握现代设计的理论和方法，才能适应现代社会和未来发展的需要。

能否进入现代设计阶段，全面运用和掌握现代设计手段，是衡量一个国家是否进入设计现代化的重要标志。目前，我国从整体上讲，还未进入现代设计阶段，还有几百万人在绘图板上搞设计，近百万描图员在绘图板上描图，这些是欧美三四十年代干的事。由此可见，我们距现代化设计仍有很大距离，还有很长的路要走。实现这个目标，需要我们全体设计工作者的共同努力。

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现代设计方法

现代设计方法，就是将现代设计的观念、技术和计算机结合起来进行设计。它是现代社会提高设计质量和市场竞争力必备的设计手段。现代设计方法，已发展成为纵模交**的学科，具有显著的综合性。现代设计的范围广，方法很多，常用的有可**性设计、优化设计、比较设计和计算机辅助设计（CAD）等。

现代设计方法，最早应用于一些高科技领域，如航空、航天工业等。随着计算机技术的广泛普及，现代设计方法逐步在建筑、机械、石油化工、电子及广告影视等领域开始应用，目前，尚处于发展阶段。

1、可**性设计 可**性设计是指设计的“客体”，在规定的条件和使用寿命内，完成其使用功能的能力。简而言之，就是指设计“客体”的使用寿命。可**性包括功能、条件、时间和完成规定功能的能力四个基本要素。主要体现在正常使用时所具有的良好性能、应具备的各项使用条件以及反映在使用期限上所应有的耐久性。

可**性设计的根本目的是：在满足前提条件（造价、功能、=面积、重量）下，最大限度地提高设计物的可**性。一般来说，影响设计可**性的因素分别为：设计占50%、材料占35%、技术工艺占15%。从以上比例可以看出，设计因素所占的份额是相当大的。设计者不但要把握好设计环节、还要处理好其它各个环节，避免可能出现某一环节的问题，否则，将造成无法挽回的巨大损失。

2、优化设计 优化设计能使设计出的客体，在结构和造型上更加合理、材料更加节省，功能更加优良。在商品经济社会，优化设计更能体现投资少、质量高、取得最佳经济效益。

优化设计所采用的是数学规划优化方法，也就是数值计算法，由最优化计算法给出迭代公式，通过迭代运算，寻找目标函数?（х）的极值。这个在一定条件下寻求极值的问题，称为最优化问题，寻求极值的过程，就是最优化过程。

由设计变量、目标函数和约束条件所构成的数学模型，是在工程（产品）设计的过程中建立起来的。设计变量是优化设计中需要优选的独立参数，其数值是变化的。优化设计的基本程序是：

将一般设计转变为数学规划→选取设计变量、建立目标函数→确定约束条件、制定设计要求与设计准则→根据数学模型选择一个或几个最优化计算方法→按算法编制迭代程序→利用计算机选出最优化设计方案→对优选出的最优方案进行分析，判断是否符合工程实际需要。

3、比较设计 “比较”是人们长期使用的逻辑推理方法，经常被运用到自然科学、社会科学各个领域。比较方法是根据已经掌握的经验，进行比较分析找出正确的方案。在政治、军事、科研加工程技术的实践中，人们正是用所掌握的经验进行比较分析，得出最佳对策，从而获得巨大成功。进行过绘画训练的人都知道，完成绘画的过程，实际上就是反复比较的过程。另一方面，进行比较，就需要进行判断，比较的过程也是判断的过程。随着社会的发展，比较主法已由传统的经验式，逐步地发展为一门完整的科学方法。

从实际工作中知道，人们对各种设计作品会有不同的看法和评价，这些评价有确定性和不确定性两种。以建筑和装修设计为例，常常听到诸如“造型美观”、“装饰性强”等的不确定性评价，这些均属于模糊数学的范畴。我们在运用比较设计方法进行方案优化时，应当采用恰当的方法、运用准确资料进行确定性的分析和统计。对工程设计的分析比较，应建立在详细、准确的基础上，从工程设计的等级、标准、造价、使用材料、施工方法以及空调、水电、消防等，一一列出单独评价。在进行充分的分析比较后，得出该工程的总评价。

在采用比较法进行方案设计时，应特别注意所比较的对象应为条件较为相近的设计作品，也可以参照评价较高的优秀设计作品。进行全面衡量，综合把握，才能真正确定设计优秀的方案。

4、计算机辅助设计（CAD） 计算机辅助设计，也就是CAD（Compwter-aided Design），最早由美国麻省理工学院提出来，并率先运用于数控机床的设计，60年代中期进而应用于汽车、航空航天领域。随着计算机应用技术的迅速发展，以微机为主要的CAD系统已经成熟，与大型计算的集中型相比，微机CAD体积小巧、灵活方便，并可置于设计者的身边。极大地推动了CAD的普及应用，并可置于设计者的身边。极大地推动了CAD的普及应用，从而使CAD广泛使用于机械、石油化工电子工业的工程设计和影视媒体等领域。

计算机CAD上个月速度快、效率高、不疲劳、不遗忘、准确可**、存储量大等优点。并将人的思维推理与机器的高效率完善有机地结合起来。计算机辅助设计的运用，完全改变了设计师已往伏案劳作绘图的传统模式，将其大部分时间和精力投入到设计的深度上，而大量的绘图、出图均由计算机来完成。因而，计算机辅助设计具有划时代的意义，它代表着世界设计发展的方向，使设计的手段和过程都发生了根本性的改变。

CAD是与一般微机的显著区别，在于它不仅具有数据、符号、表格等交流信息，还能进行复杂的图形处理。从平面到立体，从内空间到外空间，从设计施工图到彩绘图、效果图等无所不能。由此可见，处理的优越功能，是CAD的最大特征。此外，CAD还可根据设计者的构想和草图，经过计算机的自动处理，可绘制出正式的设计图，并可以贮存大量的设计图形和构想资料，能为设计者随时调出、修改或重新组合成新的设计。在实际应用中，常将CAD系统是否具有人机对话功能，分为会话型和非会话型两大类。

会话型CAD该系统可以根据设计者的构想，通过输入指令，把所需要的图形通过显示器进行显示。设计者可面对显示屏与计算机对话，将初步形成的设计草图反复进行修改，直至满意为止，这是目前使用较普遍，同时也是CAD系统中比较完善的一种类型。

非会话型CAD又称为自动设计系统（Automated Design），有检索型和试行型两种。这是一种以计算机为中心，在其工作过程中，不需要设计人员的操纵干预，由计算机根据已存贮的大量信息和资料，按既定的程序完成设计各个步骤，最后绘制出设计图和需要的数据。这种系统虽然具有自动完成、效率较高的优点，但其存贮的图形档案是固定的，只能在这些既定的内容中选择使用，并且仅限于设计目标能用明确的目标函数来定量描述的条件下使用，其应用范围受到很大限制。

2．工艺技术方面

应该承认，我国目前装修业的施工能力，较改革开放前，有了较大的提高。一些大型的、综合性的装饰工程公司，具备了较全面的施工设备和专业施工人才。工艺技术也与国外某些公司无多大差异。当然就总体水平看，在一些施工项目中我国的施工工艺水平尚有不同程度的差距。

目前国际上发达国家在装修方面变化很快，新材料不断取代旧材料，还包括各种面层材料和各种结合剂、紧固件。同时各种配套的材料，如各种卫生洁具、五金件、灯具、家具等，也在不断更新换代。我国在这些方面尚有较大差距。主要原因是基础工业水平较低，高科技在这些行业中投入不多，重视问题不够。例如，五金件，我国国产的五金件，几十年如一日，很少有什么变化和提高。而国外，五金件品种多、样式新，工艺水平高，并且新产品又不断涌入市场，虽然价格高，但还是受到人们的喜爱，装修施工中被大量采用。在一些高档次的装修施工中，都用的是进口货。在许多行业的技术人员，满足于引进设备和技术，但如何通过引进来提高自己，反过来再能打出去，这在我们许多人的思想中却考虑的不多。

装修材料的差距，解决的办法是进口。但是如何提高工艺技术水平，就不能**进口了，这需要我们严格要求和不断提高，把工艺技术推上去，使我国装修业来一个大的改观。

诚然，工艺技术水平的提高，不是一朝一夕的事，它需要时间，它涉及到施工队伍总体素质的提高，其中包括：文化水平、技术水平、对图纸的识别、对材料性能的把握、装配能力、艺术欣赏能力等。在这些方面，相对讲我国南方和江浙一带的施工队伍总体技能要高一些。广东地区因接触装修较早，并且受到港澳地区的影响，在我国装修界他们起到了领头的作用。北方地区装修业起步较晚，因此，一般装修队伍的技术能力较弱，对一些诸如不锈钢、铝合金、玻璃幕、高档石材的施工水平，表现得一般化。随着北方装修工程的增加，一些较有规模的北方的装修公司，在设计力量和施工能力方面，也有了提高，并且可以从事一些高水平面的装修工程。

然而，我们也必须看到，在些起步较晚的地区，装修业还存在着十分严重的问题。例如，施工质量低下，不注意安全、防火等，因而伤害事故不断发生。在一些娱乐场所，因电线、电路原因而造成火灾，至使人员伤亡，经济损失巨大，这些现象都为装修业敲响了警钟。至于一般的工艺质量问题，例如，地面铺设不平，墙面凹凸不平，吊顶出现大面积波纹，木装修粗糙，表面油漆地良好的视觉和触觉感等，那就更是屡见不鲜的了。

随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，国际交往更趋密切，装修业越来越引人们的重视，而且对装修的工艺技术水平要求也越来越高。如何适应这种局面，每一位从事和热爱这一行业的工程技术人员和施工人员，要认清形势，明确任务，团结奋斗。对影响工程质量的各种因素，要逐个分析，制订计划，不断克服。对工艺问题，要“严”字当头，把好每一个施工关口，对公司要整顿。要普及装修技术教育，提高美育水平，……。只要我们认真抓好各个环节，工艺技术一定会进步，装修工程会越做越好。

3、材料使用方面

目前我国装修材料从品种上看基本上可以满足装修工程的使用，主要的材料与国外也差距不大。例如，石料中的毛石、烧毛石、磨光石、大理石，其花色也很多。金属材料、铝合金、不锈钢，以及各种型钢，板材、管材、异型材，各种金属连接件，紧固件等也基本齐全，木材有水曲柳、柚木、松木等，另有板材，切片、薄片，人造板、防火板，各类装饰板等。软材料有各种壁纸、织物、革类、皮类……。以上这些材料中国产品与进口存在着程度不同的差距，

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室内生态设计

生态、环境和可持续发展是21世纪面临的最迫切的课题。生态建筑已成为当前建筑学研究的热点。室内设计中的生态问题是生态建筑研究中极为重要的内容，但至今尚未引起我国建筑界和室内设计业界的足够重视。90年代以来，随着国家经济生活的发展，室内装饰设计已深入到备种类型的建筑中，室内设计所使用的材制也已涉及到钢铁、有色金属。化工、纺织、木材、陶瓷、塑料、玻璃等多种行业。事实上，室内设计。施工和使用中引发出的种种环境和社会问题，如不及时解决、引导，将有可能发展成破坏生态和环境的："病疾"，增大环境治理的难度。从目前国内的总体状况看。所反映出的问题可以归纳为四个方面。



第一，普遍存在青追求"豪华"、"新颖"、"时髦"、"气派"的倾向，在某些室内设计中过分使用不锈钢、铝板、铜条、塑料、玻璃、锦段、木材、磨光石材、大理石板等材料。不仅在大型公共建筑室内装饰中大量使用，甚至在某些所谓的豪宅中也用大理石板装修墙壁，用不锈钢包装拄子。大量耗用不可再生的珍贵装修材料，对建筑业的可持续发展是极为不利的。尽管这在室内装饰设计中是少量的事例，但这确是值得室内业界关注的倾向。



第二，现代室内装饰中大量使用了人工合成的化学材料，其中相当一部分化学材料，含有对人体育害的物质。这些物质在使用中还会长时间散发出来。不仅有刺激性气味污染室内空气，而且影响人的健康，引起一部分人的身体过敏，患上所谓的"住房症"。



第三，由于室内装饰的："时效性"，室内装饰处在不断地更新过程中被拆除的建筑装饰材料，由于不能再生循环利用而被丢弃成为建筑垃圾，成为环境的污染源。



第四，把室内设计仅仅看成是装饰材料的运用，看成是室内空间中被装饰部位的形式。比例、色彩、符号的重组、构成，忽视室内设计的技术内涵。如室内设计中自然光的运用，设计与自然通风的结合，绿色景观在室内设计中的创造，生态建筑材料在室内设计中使用，等等。现代室内设计中大量的人工照明和人工空调，隔离了人和自然的联系，不只是耗费大量的能源，而且由此产生了危害人类健康的"空调病"。



现代室内设计是现代主义建筑的重要组成内容。现代室内设计广泛运用各种建筑材料、各种设计手法，在创造悦目。舒适的室内人工环境方面作出了很大贡献，在人类建筑史上是一次巨大的进步。但是这一进步是以地球资源与能源的高消耗为代价的，它反映出工业时代"战胜自然""人天对立"的思想。在20世纪现代室内设计充分发展的同时，它对地球生态环境的破坏也与日俱增。