建筑設(shè)計(jì)數(shù)字化技術(shù)運(yùn)用研究
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摘要：建筑設(shè)計(jì)作為工程建筑中重要的參考依據(jù)，對于建筑的實(shí)用性，環(huán)保性有著重要的作用。并且隨著建筑要求越來越高，以及信息化技術(shù)的逐漸應(yīng)用，數(shù)字化設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)過程中有了更多的應(yīng)用，數(shù)字化技術(shù)和建筑設(shè)計(jì)的關(guān)系越來越緊密。本文針對數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)過程中的具體方面，例如可行性，造型，構(gòu)思等進(jìn)行了分析，以便于數(shù)字化技術(shù)更快更好地全面應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，并為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)注入新的活力。
關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；數(shù)字化技術(shù)；運(yùn)用研究
1建筑設(shè)計(jì)的具體含義
建筑設(shè)計(jì)，顧名思義就是在進(jìn)行建筑的具體建設(shè)之前，針對具體的設(shè)計(jì)要求，外觀等來將建造過程和建筑建成后使用時的一些問題來進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)和解決，利用方案，圖紙及文字等形式來提出解決問題的具體方法。同時，建筑設(shè)計(jì)也是在具體施工過程中需要參考的依據(jù)，利用圖紙和文字指導(dǎo)施工過程。只有盡可能詳盡的建筑設(shè)計(jì)方案才能讓建筑建造過程保持在一定的成本和預(yù)算范圍內(nèi)，且建筑過程保持穩(wěn)定有序，并且建筑落成之后具備良好的使用性能。近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時包含的理念和設(shè)計(jì)方法也越來越多，傳統(tǒng)的建筑學(xué)和人工智能、節(jié)能環(huán)保等專業(yè)有了更深的結(jié)合，且設(shè)計(jì)時需要使用到更多的設(shè)計(jì)方法，而且具體施工過程中需要更多專業(yè)人員進(jìn)行協(xié)調(diào)，保證工程的有效推進(jìn)。
2建筑設(shè)計(jì)的積極意義
2.1建筑設(shè)計(jì)能夠有效促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展
建筑設(shè)計(jì)作為根據(jù)客戶提出的要求而設(shè)計(jì)出的圖紙，對于某一地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和思想觀念都有著具體的體現(xiàn)。并且優(yōu)良的建筑設(shè)計(jì)能夠在有限的空間中滿足不同的功能，來讓空間利用率得到提高。而且隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在該地區(qū)內(nèi)可承載的建筑越多，會利于該地域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時，高品質(zhì)的建筑設(shè)計(jì)讓地區(qū)劃分為不同的功能區(qū)，來保證日常生活的有序進(jìn)行。在這一過程中，城市規(guī)模能夠得到充分地?cái)U(kuò)大，讓區(qū)域的經(jīng)濟(jì)得到發(fā)展，并且具備更大的發(fā)展?jié)撃堋?/p>
2.2建筑設(shè)計(jì)能夠反映人類文明并促進(jìn)文明發(fā)展
建筑設(shè)計(jì)的過程中包含了設(shè)計(jì)者對于文化的思考，并且反映了當(dāng)前時代的一些思想特征，集合了當(dāng)前時代文化、藝術(shù)、思想、建筑理念等多方面的思想。因此，建筑設(shè)計(jì)的完成也是對于人類文明的體現(xiàn)，并且由于建筑設(shè)計(jì)和時間相比存在一定的滯后性，因此一些有特點(diǎn)的建筑會運(yùn)用到當(dāng)前時代最好的技術(shù)，并且反映了時代下的最高的科學(xué)和技術(shù)的成果，并且由于建筑的長久性，已建成的建筑能夠在之后很長時間內(nèi)影響后人的審美觀念，并讓后人認(rèn)識到某一時代的建筑特色及文明發(fā)展情況。而且建筑設(shè)計(jì)對于某一地區(qū)的空間進(jìn)行了合理的規(guī)劃和建設(shè)，讓建筑能夠反映出城市發(fā)展的特色和水平，進(jìn)而促進(jìn)人類文明的進(jìn)一步發(fā)展。2.3建筑設(shè)計(jì)能夠服務(wù)社會發(fā)展和人類需求建筑設(shè)計(jì)作為工程建筑的重要環(huán)節(jié)，其主要目的是建造出具備一定功能和實(shí)用性的建筑，進(jìn)而滿足人類的居住和使用需要。因此建筑設(shè)計(jì)要以人為本，滿足人類的生理需求和心理需求，讓建筑能夠?yàn)槿祟惖纳顜肀憷拖硎堋２⑶医ㄖO(shè)計(jì)在成為真正地建筑之后也會反過來影響人們的日常生活，色彩明麗的建筑風(fēng)格會給人帶來愉悅的心理感受，而灰暗低沉的建筑風(fēng)格會讓人感受到壓抑，不利于人的身心健康。因此在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時要注重不同的人的需要，針對具體的服務(wù)對象來進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，讓建筑能夠滿足人類的需求。同時，建筑設(shè)計(jì)還可以服務(wù)于社會發(fā)展：例如，盲道的設(shè)計(jì)，公共廁所的殘疾人專用廁所，都反映了建筑設(shè)計(jì)能夠服務(wù)于社會的發(fā)展，促進(jìn)人類社會的和諧文明。
3建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的意義
3.1數(shù)字化技術(shù)的含義
數(shù)字化技術(shù)是借助電子設(shè)備將大量的信息，例如聲音，畫面，文字等轉(zhuǎn)化為電子計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信號，進(jìn)而能夠儲存在電子計(jì)算機(jī)中，并隨時進(jìn)行處理、傳送、還原、傳播等的一種技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)處理信息的過程中需要利用到電子計(jì)算機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和編譯，也被稱之為計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)。隨著信息化時代的到來，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，也為數(shù)字化技術(shù)的廣為應(yīng)用帶來了便利。數(shù)字化技術(shù)相較于傳統(tǒng)的信息處理方式，信息量的儲備容量，處理速度有著幾何式的增長，并且占用空間也大大縮小，極大地提升了工作效率，讓社會發(fā)展發(fā)生了翻天覆地的變化，經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展。
3.2數(shù)字化技術(shù)為建筑設(shè)計(jì)帶來的積極影響
（1）有利于建筑效果的立體化。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)往往是通過手工繪畫來完成建筑的各方位視圖的繪畫，進(jìn)而完成對于建筑的整體設(shè)計(jì)和局部設(shè)計(jì)，不但工程量巨大，且不利于施工人員直觀的認(rèn)識建筑的具體結(jié)構(gòu)，對于后續(xù)建筑項(xiàng)目的有效建構(gòu)造成多方面的制約。而利用數(shù)字化技術(shù)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時，可以通過Revit等軟件來進(jìn)行方案的三維模型建構(gòu)來更好地展示設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)，并通過不同視圖來展示建筑的具體特點(diǎn)，極大地提升了設(shè)計(jì)方案的直觀度，有效地降低設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的偏差。此外數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員和施工人員可以在任意剖面上進(jìn)行剪切和觀察，方便觀察建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時設(shè)計(jì)人員也可以更大程度的進(jìn)行對于細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，展現(xiàn)出自己的設(shè)計(jì)理念和藝術(shù)水平，進(jìn)而體現(xiàn)出自己的設(shè)計(jì)水平。（2）有利于建筑設(shè)計(jì)形式的多樣性。在建筑設(shè)計(jì)的前期階段，設(shè)計(jì)人員往往通過手繪草圖的形式來進(jìn)行方案階段的概念設(shè)計(jì)，在前期方案通過論證后，設(shè)計(jì)人員便要憑借設(shè)計(jì)草圖來進(jìn)行下一步更為具體的方案構(gòu)思，這就要求設(shè)計(jì)人員有較強(qiáng)的工作能力及豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，同時還要承受較高的工作難度。這就導(dǎo)致很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中將原有的建筑方案區(qū)域簡單化，不能充分表現(xiàn)出設(shè)計(jì)之美，藝術(shù)之美。而現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員利用諸如Grasshopper等軟件可以將復(fù)雜的圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單化的處理，并且可以通過輸入?yún)?shù)來完成建筑的初步設(shè)計(jì)，之后再進(jìn)行細(xì)節(jié)部分的設(shè)計(jì)；同時，設(shè)計(jì)軟件也產(chǎn)生大量的隨機(jī)圖形和立體結(jié)構(gòu)，能夠讓設(shè)計(jì)師獲得一定的啟發(fā)，激發(fā)靈感，可以讓建筑設(shè)計(jì)形式更加多樣。（3）有利于建筑設(shè)計(jì)參數(shù)的準(zhǔn)確性。利用數(shù)字化技術(shù)完成建筑設(shè)計(jì)，不僅能極大地提高設(shè)計(jì)效率和施工效率，也能讓建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)更加的準(zhǔn)確。當(dāng)前，在我國建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，已經(jīng)大范圍地開啟了應(yīng)用CAD、Revit等多種設(shè)計(jì)軟件來完成圖紙的繪畫和建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)建的時代。其中以Revit軟件為例，各個相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員可以在設(shè)計(jì)前期對各專業(yè)基于同一平臺構(gòu)建的建筑信息模型進(jìn)行碰撞測試，生成相關(guān)問題數(shù)據(jù)，進(jìn)行更有針對性的修改，保證最終圖紙?jiān)O(shè)計(jì)參數(shù)的準(zhǔn)確性。同時，設(shè)計(jì)人員還可以利用相關(guān)軟件如Ecotect等，對三維的建筑模型模擬不能在真實(shí)世界中進(jìn)行操作的相關(guān)數(shù)據(jù)分析，如建筑能耗分析、日照分析等，可以在具體建造之前，對建筑設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行更大程度上的完善優(yōu)化。使建筑在不同的外界環(huán)境中保證最佳使用狀態(tài)，在節(jié)能環(huán)保的前提前調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境，保證室內(nèi)環(huán)境適宜。（4）有利于施工過程的工程質(zhì)量保證。利用數(shù)字化技術(shù)可以有效提高施工過程的工程質(zhì)量，進(jìn)而能夠完成建筑設(shè)計(jì)的要求，保證建筑的安全性和實(shí)用性。利用實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)可以對建造過程中的每一個環(huán)節(jié)和建成之后建筑的使用情況、零部件狀況進(jìn)行監(jiān)控，來保證建筑建造過程中的質(zhì)量以及之后使用過程中的維護(hù)和保養(yǎng)。同時，實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以被開發(fā)商、設(shè)計(jì)師、施工方以及物業(yè)管理人員共享，保證信息通暢，隨時可以進(jìn)行交流溝通，并且針對出現(xiàn)的問題進(jìn)行精準(zhǔn)解決，延長建筑的使用壽命和年限，讓居住人員可以生活在更好地環(huán)境當(dāng)中。（5）有利于建筑的智能化發(fā)展。當(dāng)前，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)進(jìn)入了智能化社會，同時社會各界對于環(huán)保也越來越重視，設(shè)計(jì)人員利用數(shù)字化技術(shù)，可以自主選擇在建筑設(shè)計(jì)過程中引入部分智能設(shè)備，通過數(shù)字化技術(shù)讓智能設(shè)備更好地協(xié)調(diào)發(fā)揮出自身的作用，進(jìn)而完成智能化建筑的建造。例如，可以在建筑設(shè)計(jì)過程中加入氣溫感知設(shè)備，將其與通風(fēng)設(shè)備和中央空調(diào)進(jìn)行連接，通過感知外界氣溫，當(dāng)溫度適宜時打開通風(fēng)設(shè)備，當(dāng)溫度過高或者過低關(guān)閉通風(fēng)設(shè)備，打開中央空調(diào)調(diào)節(jié)溫度，完成建筑內(nèi)的智能化溫度調(diào)控。
4將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)的具體方法
4.1利用數(shù)字化分析研究建筑項(xiàng)目可行性
利用數(shù)字化技術(shù)，通過電子計(jì)算機(jī)可以分析建筑項(xiàng)目的建造的可行性以及成本方面的控制。電子計(jì)算機(jī)不但可以對建筑設(shè)計(jì)中的一些結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新型的設(shè)計(jì)，也可以驗(yàn)證該創(chuàng)新設(shè)計(jì)是否具備實(shí)用性以及安全性，進(jìn)而促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)，同時利用數(shù)字化技術(shù)也可以對于項(xiàng)目投標(biāo)過程中的建造成本，建造可行性等進(jìn)行分析，進(jìn)而保證建筑工程可以安全有效地推進(jìn)。利用數(shù)字化技術(shù)分析建筑項(xiàng)目可行性，需要研發(fā)出相關(guān)配套的軟件，硬件，現(xiàn)有的建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)字化技術(shù)都存在著一定的不全面之處，無法充分綜合建筑的結(jié)構(gòu)，成本，周邊交通，經(jīng)濟(jì)等來對建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的分析和改進(jìn)，因此對于建筑項(xiàng)目可行性的預(yù)測和而判斷還不夠準(zhǔn)確，這需要之后數(shù)字化技術(shù)進(jìn)一步地發(fā)展來完善這些問題。
4.2利用數(shù)字化技術(shù)來完善建筑設(shè)計(jì)的初步設(shè)計(jì)
以往的建筑設(shè)計(jì)過程中，往往是設(shè)計(jì)師以客戶提出的要求以及建筑物所在周邊環(huán)境為基礎(chǔ)，之后根據(jù)自己的設(shè)計(jì)理念來完成對于建筑物的初步構(gòu)思和設(shè)計(jì)，勾勒出建筑物的基本雛形，之后再進(jìn)一步完善建筑物當(dāng)中的細(xì)節(jié)部分和具體結(jié)構(gòu)。這樣的工作方式使得初步設(shè)計(jì)較為簡單，且對設(shè)計(jì)師的空間想象能力要求較高，而且工作效率低，給建筑設(shè)計(jì)的改進(jìn)帶來了一定的難度。而利用數(shù)字化技術(shù)，通過電子計(jì)算機(jī)來進(jìn)行初步設(shè)計(jì)工作，提高了繪圖效率，并且可以讓設(shè)計(jì)師從立體角度來觀察設(shè)計(jì)圖紙，將自己的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行更好地體現(xiàn)。同時在方案后期的調(diào)整階段，設(shè)計(jì)師可通過調(diào)整前期建造的模型參數(shù)來更加高效地完善建筑形體效果和內(nèi)部細(xì)節(jié)。
4.3利用數(shù)字化技術(shù)完成對于建筑設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)
初步設(shè)計(jì)完成之后，設(shè)計(jì)師可以通過不同的建模及表現(xiàn)軟件完成設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)方案的設(shè)計(jì)以及各個結(jié)構(gòu)的分析，確保建筑的質(zhì)量和建造可行性，并對一些不合理不完善的地方進(jìn)行改進(jìn)。除此之外，設(shè)計(jì)師還可以通過CAAD等軟件來評估建筑設(shè)計(jì)中的一些量化性指標(biāo)，確定建筑物內(nèi)部環(huán)境及外部環(huán)境的穩(wěn)定性，讓建筑物在實(shí)際使用過程中更好地發(fā)揮自身作用。
4.4利用數(shù)字化技術(shù)對建筑進(jìn)行技術(shù)性分析
在常用的建筑設(shè)計(jì)軟件中，例如CAAD中，為設(shè)計(jì)師繪圖提供了多種模板以及不同形態(tài)的結(jié)構(gòu)，來方便設(shè)計(jì)師對于建筑的設(shè)計(jì)工作，并且設(shè)計(jì)師也可以利用軟件中自帶的工具對于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行剪裁、拼接、組合、來完成自己的設(shè)計(jì)工作，或者也可以自己來重新設(shè)計(jì)新的結(jié)構(gòu)，這為設(shè)計(jì)師的工作帶來了極大地便利。并且，設(shè)計(jì)師在之后對于設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行改進(jìn)時也可以通過選取不同的結(jié)構(gòu)，減少工作量，保證建筑設(shè)計(jì)工作的有效開展。除此之外，系統(tǒng)還會自動記錄設(shè)計(jì)過程，當(dāng)設(shè)計(jì)師發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯誤時，可以在設(shè)計(jì)過程中查找出錯的步驟，進(jìn)而完成設(shè)計(jì)的改進(jìn)。
4.5數(shù)字化技術(shù)為建筑設(shè)計(jì)帶來了新的角度
利用數(shù)字化技術(shù)可以讓設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)時更好借鑒先前成熟的建筑實(shí)例，數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)⒁恍﹤鹘y(tǒng)歷史建筑進(jìn)行立體結(jié)構(gòu)上的剖析，并將其記錄在軟件當(dāng)中進(jìn)行重現(xiàn)，讓設(shè)計(jì)師在學(xué)習(xí)時能全面的認(rèn)識一些名建筑的特色之處并進(jìn)行學(xué)習(xí)，在這一過程中設(shè)計(jì)師的基礎(chǔ)和思路得到了開闊，打開了眼界，同時也為傳統(tǒng)建筑的保護(hù)帶來了便利，可以讓建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的從業(yè)人員水平得到極大地提高。
4.6利用數(shù)字化技術(shù)也要保持獨(dú)立思考能力
數(shù)字化技術(shù)的使用確實(shí)為建筑設(shè)計(jì)帶來了很多的便利，讓設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時的工作效率和創(chuàng)新性得到了極大地提高。但是也要注意到數(shù)字化技術(shù)的引入讓建筑設(shè)計(jì)更容易陷入形式主義的怪圈，空有華麗的外表和絢爛的色彩，卻忽略了建筑的實(shí)用性和文化內(nèi)涵，使得建筑設(shè)計(jì)成為簡單地圖形堆砌，對于建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展極為不利。因此設(shè)計(jì)師要認(rèn)識到，建筑設(shè)計(jì)不是簡單地圖形，立方體和結(jié)構(gòu)的推起，還包含著當(dāng)下時代人們的審美觀念，文化觀念等，反映出了人們的文化認(rèn)知水平。設(shè)計(jì)師利用數(shù)字化技術(shù)完成建筑設(shè)計(jì)時也要時刻秉持自己的設(shè)計(jì)理念，將文化內(nèi)涵，精神內(nèi)涵融入建筑設(shè)計(jì)中，保持自身思維的獨(dú)立性，讓設(shè)計(jì)出的建筑更加具有人文氣息。
5結(jié)論
信息化時代的到來，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域有了廣泛地應(yīng)用，并且對于建筑設(shè)計(jì)行業(yè)帶來了很大的影響。數(shù)字化技術(shù)可以極大地提高建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性，提高工作效率，保證建筑設(shè)計(jì)的精確度，施工的準(zhǔn)確度以及智能化建筑的建設(shè)。數(shù)字化技術(shù)會促使建筑設(shè)計(jì)工作進(jìn)入新的時代，因此要利用數(shù)字化技術(shù)來完成建筑的初步設(shè)計(jì)并分析建筑的具體可行性，對于建筑方案進(jìn)行改進(jìn)和技術(shù)性分析，讓建筑設(shè)計(jì)行業(yè)得到長遠(yuǎn)的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)國家的經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展。
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作者：張曉宇 單位：聊城大學(xué)建筑工程學(xué)院
