建筑設計數(shù)字化技術運用研究
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摘要：建筑設計作為工程建筑中重要的參考依據(jù)，對于建筑的實用性，環(huán)保性有著重要的作用。并且隨著建筑要求越來越高，以及信息化技術的逐漸應用，數(shù)字化設計在建筑設計過程中有了更多的應用，數(shù)字化技術和建筑設計的關系越來越緊密。本文針對數(shù)字化技術在建筑設計過程中的具體方面，例如可行性，造型，構思等進行了分析，以便于數(shù)字化技術更快更好地全面應用于建筑設計當中，實現(xiàn)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，并為國家經(jīng)濟建設注入新的活力。
1建筑設計的具體含義
建筑設計，顧名思義就是在進行建筑的具體建設之前，針對具體的設計要求，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行針對性的設計和解決，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，建筑設計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施工過程。只有盡可能詳盡的建筑設計方案才能讓建筑建造過程保持在一定的成本和預算范圍內(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)濟和科學技術的不斷發(fā)展，在進行建筑設計時包含的理念和設計方法也越來越多，傳統(tǒng)的建筑學和人工智能、節(jié)能環(huán)保等專業(yè)有了更深的結合，且設計時需要使用到更多的設計方法，而且具體施工過程中需要更多專業(yè)人員進行協(xié)調(diào)，保證工程的有效推進。
2建筑設計的積極意義
2.1建筑設計能夠有效促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展
建筑設計作為根據(jù)客戶提出的要求而設計出的圖紙，對于某一地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平和思想觀念都有著具體的體現(xiàn)。并且優(yōu)良的建筑設計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)濟發(fā)展。同時，高品質的建筑設計讓地區(qū)劃分為不同的功能區(qū)，來保證日常生活的有序進行。在這一過程中，城市規(guī)模能夠得到充分地擴大，讓區(qū)域的經(jīng)濟得到發(fā)展，并且具備更大的發(fā)展?jié)撃堋?/p>
2.2建筑設計能夠反映人類文明并促進文明發(fā)展
建筑設計的過程中包含了設計者對于文化的思考，并且反映了當前時代的一些思想特征，集合了當前時代文化、藝術、思想、建筑理念等多方面的思想。因此，建筑設計的完成也是對于人類文明的體現(xiàn)，并且由于建筑設計和時間相比存在一定的滯后性，因此一些有特點的建筑會運用到當前時代最好的技術，并且反映了時代下的最高的科學和技術的成果，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，并讓后人認識到某一時代的建筑特色及文明發(fā)展情況。而且建筑設計對于某一地區(qū)的空間進行了合理的規(guī)劃和建設，讓建筑能夠反映出城市發(fā)展的特色和水平，進而促進人類文明的進一步發(fā)展。2.3建筑設計能夠服務社會發(fā)展和人類需求建筑設計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用性的建筑，進而滿足人類的居住和使用需要。因此建筑設計要以人為本，滿足人類的生理需求和心理需求，讓建筑能夠為人類的生活帶來便利和享受。并且建筑設計在成為真正地建筑之后也會反過來影響人們的日常生活，色彩明麗的建筑風格會給人帶來愉悅的心理感受，而灰暗低沉的建筑風格會讓人感受到壓抑，不利于人的身心健康。因此在進行建筑設計時要注重不同的人的需要，針對具體的服務對象來進行建筑設計，讓建筑能夠滿足人類的需求。同時，建筑設計還可以服務于社會發(fā)展：例如，盲道的設計，公共廁所的殘疾人專用廁所，都反映了建筑設計能夠服務于社會的發(fā)展，促進人類社會的和諧文明。
3建筑設計中應用數(shù)字化技術的意義
3.1數(shù)字化技術的含義
數(shù)字化技術是借助電子設備將大量的信息，例如聲音，畫面，文字等轉化為電子計算機中的數(shù)字信號，進而能夠儲存在電子計算機中，并隨時進行處理、傳送、還原、傳播等的一種技術。數(shù)字化技術處理信息的過程中需要利用到電子計算機來進行數(shù)據(jù)的整理和編譯，也被稱之為計算機數(shù)字技術。隨著信息化時代的到來，電子計算機技術突飛猛進，也為數(shù)字化技術的廣為應用帶來了便利。數(shù)字化技術相較于傳統(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)濟得到了快速的發(fā)展。
3.2數(shù)字化技術為建筑設計帶來的積極影響
（1）有利于建筑效果的立體化。傳統(tǒng)的建筑設計往往是通過手工繪畫來完成建筑的各方位視圖的繪畫，進而完成對于建筑的整體設計和局部設計，不但工程量巨大，且不利于施工人員直觀的認識建筑的具體結構，對于后續(xù)建筑項目的有效建構造成多方面的制約。而利用數(shù)字化技術，設計人員在進行設計時，可以通過Revit等軟件來進行方案的三維模型建構來更好地展示設計中的細節(jié)，并通過不同視圖來展示建筑的具體特點，極大地提升了設計方案的直觀度，有效地降低設計中可能出現(xiàn)的偏差。此外數(shù)字化技術的應用，設計人員和施工人員可以在任意剖面上進行剪切和觀察，方便觀察建筑的內(nèi)部結構，同時設計人員也可以更大程度的進行對于細節(jié)的設計，展現(xiàn)出自己的設計理念和藝術水平，進而體現(xiàn)出自己的設計水平。（2）有利于建筑設計形式的多樣性。在建筑設計的前期階段，設計人員往往通過手繪草圖的形式來進行方案階段的概念設計，在前期方案通過論證后，設計人員便要憑借設計草圖來進行下一步更為具體的方案構思，這就要求設計人員有較強的工作能力及豐富的工作經(jīng)驗，同時還要承受較高的工作難度。這就導致很多設計人員在設計過程中將原有的建筑方案區(qū)域簡單化，不能充分表現(xiàn)出設計之美，藝術之美。而現(xiàn)在設計人員利用諸如Grasshopper等軟件可以將復雜的圖像和數(shù)據(jù)進行簡單化的處理，并且可以通過輸入?yún)?shù)來完成建筑的初步設計，之后再進行細節(jié)部分的設計；同時，設計軟件也產(chǎn)生大量的隨機圖形和立體結構，能夠讓設計師獲得一定的啟發(fā)，激發(fā)靈感，可以讓建筑設計形式更加多樣。（3）有利于建筑設計參數(shù)的準確性。利用數(shù)字化技術完成建筑設計，不僅能極大地提高設計效率和施工效率，也能讓建筑設計的結構參數(shù)更加的準確。當前，在我國建筑設計領域，已經(jīng)大范圍地開啟了應用CAD、Revit等多種設計軟件來完成圖紙的繪畫和建筑結構的構建的時代。其中以Revit軟件為例，各個相關專業(yè)的技術人員可以在設計前期對各專業(yè)基于同一平臺構建的建筑信息模型進行碰撞測試，生成相關問題數(shù)據(jù)，進行更有針對性的修改，保證最終圖紙設計參數(shù)的準確性。同時，設計人員還可以利用相關軟件如Ecotect等，對三維的建筑模型模擬不能在真實世界中進行操作的相關數(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，對建筑設計參數(shù)進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量保證。利用數(shù)字化技術可以有效提高施工過程的工程質量，進而能夠完成建筑設計的要求，保證建筑的安全性和實用性。利用實時監(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、零部件狀況進行監(jiān)控，來保證建筑建造過程中的質量以及之后使用過程中的維護和保養(yǎng)。同時，實時監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以被開發(fā)商、設計師、施工方以及物業(yè)管理人員共享，保證信息通暢，隨時可以進行交流溝通，并且針對出現(xiàn)的問題進行精準解決，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)境當中。（5）有利于建筑的智能化發(fā)展。當前，隨著信息化技術的發(fā)展，人們已經(jīng)進入了智能化社會，同時社會各界對于環(huán)保也越來越重視，設計人員利用數(shù)字化技術，可以自主選擇在建筑設計過程中引入部分智能設備，通過數(shù)字化技術讓智能設備更好地協(xié)調(diào)發(fā)揮出自身的作用，進而完成智能化建筑的建造。例如，可以在建筑設計過程中加入氣溫感知設備，將其與通風設備和中央空調(diào)進行連接，通過感知外界氣溫，當溫度適宜時打開通風設備，當溫度過高或者過低關閉通風設備，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)字化技術應用到建筑設計的具體方法
4.1利用數(shù)字化分析研究建筑項目可行性
利用數(shù)字化技術，通過電子計算機可以分析建筑項目的建造的可行性以及成本方面的控制。電子計算機不但可以對建筑設計中的一些結構進行創(chuàng)新型的設計，也可以驗證該創(chuàng)新設計是否具備實用性以及安全性，進而促進建筑設計方案的改進，同時利用數(shù)字化技術也可以對于項目投標過程中的建造成本，建造可行性等進行分析，進而保證建筑工程可以安全有效地推進。利用數(shù)字化技術分析建筑項目可行性，需要研發(fā)出相關配套的軟件，硬件，現(xiàn)有的建筑設計的相關數(shù)字化技術都存在著一定的不全面之處，無法充分綜合建筑的結構，成本，周邊交通，經(jīng)濟等來對建筑設計進行全面的分析和改進，因此對于建筑項目可行性的預測和而判斷還不夠準確，這需要之后數(shù)字化技術進一步地發(fā)展來完善這些問題。
4.2利用數(shù)字化技術來完善建筑設計的初步設計
以往的建筑設計過程中，往往是設計師以客戶提出的要求以及建筑物所在周邊環(huán)境為基礎，之后根據(jù)自己的設計理念來完成對于建筑物的初步構思和設計，勾勒出建筑物的基本雛形，之后再進一步完善建筑物當中的細節(jié)部分和具體結構。這樣的工作方式使得初步設計較為簡單，且對設計師的空間想象能力要求較高，而且工作效率低，給建筑設計的改進帶來了一定的難度。而利用數(shù)字化技術，通過電子計算機來進行初步設計工作，提高了繪圖效率，并且可以讓設計師從立體角度來觀察設計圖紙，將自己的設計理念進行更好地體現(xiàn)。同時在方案后期的調(diào)整階段，設計師可通過調(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)部細節(jié)。
4.3利用數(shù)字化技術完成對于建筑設計方案的改進
初步設計完成之后，設計師可以通過不同的建模及表現(xiàn)軟件完成設計的細節(jié)方案的設計以及各個結構的分析，確保建筑的質量和建造可行性，并對一些不合理不完善的地方進行改進。除此之外，設計師還可以通過CAAD等軟件來評估建筑設計中的一些量化性指標，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)字化技術對建筑進行技術性分析
在常用的建筑設計軟件中，例如CAAD中，為設計師繪圖提供了多種模板以及不同形態(tài)的結構，來方便設計師對于建筑的設計工作，并且設計師也可以利用軟件中自帶的工具對于現(xiàn)有的結構來進行剪裁、拼接、組合、來完成自己的設計工作，或者也可以自己來重新設計新的結構，這為設計師的工作帶來了極大地便利。并且，設計師在之后對于設計圖紙進行改進時也可以通過選取不同的結構，減少工作量，保證建筑設計工作的有效開展。除此之外，系統(tǒng)還會自動記錄設計過程，當設計師發(fā)現(xiàn)設計錯誤時，可以在設計過程中查找出錯的步驟，進而完成設計的改進。
4.5數(shù)字化技術為建筑設計帶來了新的角度
利用數(shù)字化技術可以讓設計師在進行建筑設計的學習和設計時更好借鑒先前成熟的建筑實例，數(shù)字化技術能夠將一些傳統(tǒng)歷史建筑進行立體結構上的剖析，并將其記錄在軟件當中進行重現(xiàn)，讓設計師在學習時能全面的認識一些名建筑的特色之處并進行學習，在這一過程中設計師的基礎和思路得到了開闊，打開了眼界，同時也為傳統(tǒng)建筑的保護帶來了便利，可以讓建筑設計行業(yè)的從業(yè)人員水平得到極大地提高。
4.6利用數(shù)字化技術也要保持獨立思考能力
數(shù)字化技術的使用確實為建筑設計帶來了很多的便利，讓設計師在進行建筑設計時的工作效率和創(chuàng)新性得到了極大地提高。但是也要注意到數(shù)字化技術的引入讓建筑設計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，卻忽略了建筑的實用性和文化內(nèi)涵，使得建筑設計成為簡單地圖形堆砌，對于建筑設計行業(yè)的長遠發(fā)展極為不利。因此設計師要認識到，建筑設計不是簡單地圖形，立方體和結構的推起，還包含著當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知水平。設計師利用數(shù)字化技術完成建筑設計時也要時刻秉持自己的設計理念，將文化內(nèi)涵，精神內(nèi)涵融入建筑設計中，保持自身思維的獨立性，讓設計出的建筑更加具有人文氣息。
5結論
信息化時代的到來，數(shù)字化技術已經(jīng)在許多領域有了廣泛地應用，并且對于建筑設計行業(yè)帶來了很大的影響。數(shù)字化技術可以極大地提高建筑設計的創(chuàng)新性，提高工作效率，保證建筑設計的精確度，施工的準確度以及智能化建筑的建設。數(shù)字化技術會促使建筑設計工作進入新的時代，因此要利用數(shù)字化技術來完成建筑的初步設計并分析建筑的具體可行性，對于建筑方案進行改進和技術性分析，讓建筑設計行業(yè)得到長遠的發(fā)展，進而促進國家的經(jīng)濟增長和社會發(fā)展。
參考文獻：
[1]李熙成等.21世紀人居環(huán)境的建[J].住宅科技,2000(3).
[2]趙里云.21世紀新型建筑的特點[J].建筑,2000(4).
[3]范孟華等.21世紀住宅的發(fā)展方向[J].建筑,2001(7).
[4]白靜,于華.數(shù)字化技術與建筑發(fā)展[J].建筑設計研究,2002(7):45~46.
[5]廖海平.淺談數(shù)字化技術與建筑設計的關系[J].山西建筑,2010(9):101~103.
[6]蔡春,朱中晨.非線性建筑設計思想和數(shù)字化技術[J].中國建筑裝飾裝修,2010(2):17~18
[7]扈曉靜.數(shù)字技術在建筑設計中的應用研究[D].西安建筑科技大學,2011.
[8]董晶.數(shù)字化技術在建筑設計中的應用研究[J].煤炭技術,2011(8).
[9]曹贏丹.對我國現(xiàn)代城市建筑設計方法的認識[J].建筑設計管理,2011.
[10]王立國,郁海峰.概論現(xiàn)代城市規(guī)劃對建筑設計的影響[J].科技致富向導,2013.
作者：張曉宇 單位：聊城大學建筑工程學院
