初探建筑設計中數字技術的實踐范文

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1數字化在建筑設計中的作用

數字化時代最主要的特征是計算機化與網絡化。數字化在建筑中的應用主要集中在計算機輔助設計上面。經過20多年的發展，計算機輔助技術在建設設計過程中已經體現除了其強大的作用，它能利用計算機速度快、高精度、信息多、容量大、功能強的特點代替建筑師對圖像、數值的手動整理和繪制。不但解決了時間精力問題，還能把建筑師的所有構想都能通過軟件實現。

數字化使建筑設計從二維向三維發展。它的建模效果主要表現在：①可以及時反映建筑師的構想，并且把這個構想變成數字模型進行直觀觀看。設計人員不需要通過大量枯燥的力學計算就能得到精確的計算結果。②模型建立的初期、中期、晚期，都可以根據建筑設計師的構想和意圖隨時改變。③逼真的效果，讓觀看者在建筑未建成之前就能可以感受到它的空間效果。④不用花費大量的物理存儲空間，只需要數字儲存空間即可，而且這些數字信息發送或者攜帶非常簡便，適合建筑師與各方之間的交流溝通。計算機通過輔助方案可行性分析、概念設計、方案優化、施工圖制作等來體現其數字化的功能。也就是一個建筑項目從開始到結尾都有計算機的輔助功能。

1.1數據化分析方案可行性一個工程項目可行性的實施大多數要依賴于對城市環境、土地容量、人口結構、居住習慣、經濟水平、道路交通燈客觀因素的分析。而這些因素又是由各種數據組成。在建筑工程設計之前需要對這些進行量化分析，計算機的數據處理能力就能發揮重大作用。這項工作任務繁瑣，需要建筑師與計算機工程師的密切配合，對項目的可行性進行預測。2.2數據化在概念設計中的意義如何使建筑設計師的奇思妙想能夠實現，僅僅依靠草圖或者實體模型是遠遠不夠的。通常設計師的構想從抽象到草圖或者模型需要花費大量的時間，這種模式會導致建筑師的靈感流失。而計算機技術能夠快速把設計師的構想變成圖像，并且空間、造型、結構、色彩、質感上都能有清晰的表現。在最初的概念設計中計算機起到很大的作用。在局部概念設計中計算機也有著其獨特的功能。設計師的構想不是一層不變的，特別是在后端設計的過程中，會根據實際情況隨時改變想法或者設計思想。

1.3數據化對結構組織和構件的作用建筑的結構組織形式和構件都和數字化有著緊密的聯系。建筑復雜的形式表現和結構分析通常屬于斷層的狀態。因為大多數的建筑都處于簡單的幾何形狀，比如正六邊形、正八邊形、蜂巢型根本就無法用手稿的形式進行設計。數字化能夠進行參數化建模，輔助設計師完成復雜的形體結構。在簡單高效的圖形設計上，一些看起來難以實現的建筑構造也能成為現實。中國的“鳥巢”、“水立方”都采用了計算機高精度和高效率的運算能力。“鳥巢”在設計模型的過程中采用了CATIA軟件去捕捉曲面形態。還采用了流體力學模擬手段對熱舒適度和風舒適度進行分析和研究。

1.4數字化施工數字化的作用不僅體現在對方案可行性方案和建筑造型方案上，還有數字化施工上。當數字化解放了設計也一同解放了施工技術。在數字化未出現之前，很多設計理念都受到施工的限制。數字化能夠展示各種幾何形式來，然后從各個角度探索施工的可行性，這樣能夠給施工增加新的方案或者方法。再者，數字化來繪制施工圖具有規范化、標準化、精確化的特點，減少人為失誤。數字化在一套方案的完成過程中記錄了統一的方案數據，并進行儲存，便于設計師的修改和管理，還便于統一查錯和管理。caad系統在設計完成之后可以為設計提供經濟文件和報告，減輕了設計人員的工作量。建筑設計在功能和性能上的趨勢越來越發雜，常規的實體模型已經完全滿足不了建筑師對于構想的表現。這些建筑模型量不僅慢慢增多，而且實施難度也增大，這給很多建筑師都帶來了困擾。數字化利用計算機技術可以對圖形進行建模和修改。節約了模型制作時間，減少了模型建造的工程量。

1.5歷史建筑保護數字化技術在建筑設計中的功能不僅僅局限于模擬造型、繪制圖像、數據分析，還在歷史建筑保護等方面有著重要意義。隨著三維激光掃描技術和虛擬技術的發展，歷史建筑通過數字化可以減少環境因素和認為因素對其的損壞。還有最重要的一點，數字化的這些技術能夠輔助建筑師對這些歷史建筑的復原。通過三維激光掃描技術可以深入到輔助的實體環境進行準確掃描數據點，并利用這些三維數據建立起云模型。再運用虛擬技術對古建筑進行檢測、修補、復原，最大程度還原歷史狀態，再現歷史建筑原貌。比如沙特薩的薩烏德國王清真寺就是采用計算機繪測、模擬、復制鐘乳拱圖文的形狀及圖文。數字化不僅能夠繪測古建筑的數據點為建筑還原提供基礎，而且建立起數據庫能夠為日后古建筑修復和古建筑研究提供真實可靠的資料。

2數字化技術在建筑設計中存在的問題

數字化技術還有最重要的一點是，它把設計者和使用者的感官和思想統一起來，相互融合。通過圖像數字的表達，設計者可以在最初方案計成立的時候借鑒使用者的意見或建議。而現在興起的一種“自助式設計”是使用者根據自己的需要在建筑方案在構思的階段就提出自己的想法。對于使用者來說，他們對居住環境有了自己的主導權。對于設計師來說，對用戶需求將會有更深一層的理解。對于設計本身來說，更具有人性化。

現階段數字化設計還停留在單向設計的過程，是設計師單方面對計算機進行操作，在計算機上建立圖像效果和動畫效果，在與其他人員進行交流溝通。而數字化設計的高端模式是交互設計，是指交流溝通的過程也在計算機上完成。現在的理論和技術都還達不到交互設計的標準，因此需要建筑師們在這方面不斷探索和努力。雖然數字化技術為建筑設計提供了輔助工具，但是在建筑設計中還是以“人”為主導。數字化的技術發展方向永遠離不開人們對于建筑的構思和設想，只有用思考的方式去運用數字化技術才能不背離“人”的中心思想。

3如何應用數字化

現在建筑業已經離不開數字化的應用。那么數字化在建筑設計中應該處于一個怎樣的角色：①把數字化技術當做工具而非全部，一個建筑需要設計者的主觀意識也需要計算機的客觀表現。在數字主導的時代，設計師應該衡量好兩者之間的關系。②建筑是數字化應用范圍中的一個領域，在數字化全面發展時期，建筑設計需要依據數字化的要求，從建筑元素表現數字化對人們生活方式和生活觀念的改變。建筑設計在數字化應用過程中，不能僅僅停留在對圖像直觀效果模擬的表面上，應該更深層次探索建筑的空間結構構思和用戶感官效果。

4總結

建筑不僅是結構、構造的組合，更是人們對生活方式和居住環境的向往。現代建筑對于地域文化和藝術的缺失是數字化帶來的弊病。數字化應用對建筑設計全程都發揮了不可替代的作用。但是也會由于其無限復制的特性，使建筑結構和形式單一化。數字化是未來帶來簡易性和靈活性，在數字化應用中應該回歸真實感受，用計算機提供多元化的效果。

作者：唐麗萍單位：江西省建筑設計研究總院