數(shù)字化在未來(lái)建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與革新

袁園

摘 要：數(shù)字化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用使設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑更滿(mǎn)足現(xiàn)代建筑的實(shí)用要求和審美要求，是數(shù)字技術(shù)和建筑完美結(jié)合的一種表現(xiàn)。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)代數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)模式進(jìn)行淺析，了解建筑設(shè)計(jì)中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，明確數(shù)字化設(shè)計(jì)模式在建筑設(shè)計(jì)中的重要意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化 建筑設(shè)計(jì) 應(yīng)用 革新

0.前言

伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化建筑的設(shè)計(jì)方式已經(jīng)成為了現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的重要手段。采用數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)的模式，不僅會(huì)讓社會(huì)建筑的現(xiàn)代感會(huì)更強(qiáng)，也給周邊的社會(huì)群眾有更高的視覺(jué)銷(xiāo)售，在審美方面也有更高的沖擊力。因此，采用數(shù)字化建筑的設(shè)計(jì)模式可以讓建筑變得更加多元化，建筑的各方面性能也得到了有效的提升。按照設(shè)計(jì)方案的不同，各種設(shè)計(jì)理念能夠在數(shù)字化建筑中體現(xiàn)出各自的優(yōu)勢(shì)，每一種設(shè)計(jì)的方式都力圖在數(shù)字化設(shè)計(jì)領(lǐng)域展現(xiàn)各自的特點(diǎn)，因此，現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)中越來(lái)越傾向于數(shù)字化的設(shè)計(jì)模式。

1.數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)模式中的衍生式設(shè)計(jì)模式

1.1衍生式設(shè)計(jì)的規(guī)則幾何衍生模式。衍生式的建筑設(shè)計(jì)通常會(huì)采用規(guī)則幾何的衍生模式，設(shè)計(jì)的建筑主體一般情況下是一個(gè)規(guī)則的集合形狀，但是在建筑內(nèi)部則會(huì)使用各種各樣的圖案，使圖案的類(lèi)型更加豐富，各種幾何圖案與各類(lèi)的衍生形體組合在一起，能夠達(dá)到更好的視覺(jué)效果，使建筑變得更加的統(tǒng)一，且變化更加多樣。我國(guó)在現(xiàn)代建筑行業(yè)中由很多優(yōu)秀的建筑作品，比如國(guó)家游泳中心（水立方：奧運(yùn)會(huì)游泳項(xiàng)目場(chǎng)館）所采用的方式就是數(shù)字化的設(shè)計(jì)模式，建筑的外形使用的是一個(gè)規(guī)則的長(zhǎng)方體，而且建筑的表面以水分子結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)的，這樣不僅具有更強(qiáng)的表現(xiàn)性和美感，同時(shí)還能讓建筑本身與建筑的使用用途更好地結(jié)合在一起，讓建筑本身富有更加豐富的含義。

1.2衍生式設(shè)計(jì)中的自由流動(dòng)式衍生。從衍生式設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，自由流動(dòng)式的衍生所應(yīng)用的是一種預(yù)想式的設(shè)計(jì)模式，集中采用收縮、旋轉(zhuǎn)以及扭曲等形態(tài)置換的模式，并前期設(shè)計(jì)的預(yù)想形體進(jìn)行再次設(shè)計(jì)，并讓建筑以一種全新的形態(tài)表現(xiàn)出來(lái)。但是，預(yù)想的設(shè)計(jì)效果與最終呈現(xiàn)出來(lái)的建筑設(shè)計(jì)形態(tài)之間極易出現(xiàn)較大的差異。在我國(guó)眾多的現(xiàn)代化建筑中，上海的環(huán)球金融中心所采用的的設(shè)計(jì)方式就是衍生式設(shè)計(jì)模式，設(shè)計(jì)者預(yù)想出了一個(gè)豎立的長(zhǎng)方體，并采用頂部和底部收縮的方式使整個(gè)建筑呈現(xiàn)出一種軍刀的形狀，并賦予建筑更加吸引人眼球的外觀(guān)，讓環(huán)球金融中心在眾多建筑中更加突出，同時(shí)也使建筑抵抗強(qiáng)風(fēng)的能力有所提升。還有一個(gè)景點(diǎn)的現(xiàn)代化建筑那就是中央電視臺(tái)的總部大樓，這座大樓也是衍生式設(shè)計(jì)的又一成功案例。這棟建筑采用的是形態(tài)置換的方式，樓的外形呈現(xiàn)出一種Z的形狀，使得建筑的整體看上去給人一種強(qiáng)烈的雕塑感，使得建筑的結(jié)構(gòu)更優(yōu)美感，在視覺(jué)效果上有更強(qiáng)的沖擊力。

2.數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)模式中的性能驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)模式

在數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑的性能采用的是驅(qū)動(dòng)型設(shè)計(jì)的方式，整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)也是以性能作為核心。建筑的設(shè)計(jì)者在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的時(shí)候會(huì)將個(gè)人的設(shè)計(jì)風(fēng)格以及建筑的使用性結(jié)合在一起，這樣建筑才能表現(xiàn)出更強(qiáng)的設(shè)計(jì)性以及在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、文化等多個(gè)領(lǐng)域有突出表現(xiàn)，確保建筑具有更好的實(shí)用性能。

中國(guó)國(guó)家大劇院的建筑采用的就是性能驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方案，這種設(shè)計(jì)方式不僅可以使建筑在視覺(jué)效果上有所提升，還能大大地提升建筑整體的聽(tīng)覺(jué)效果。同時(shí)，整個(gè)大劇院建筑又是被一條巨大的半橢球形回廊連接起來(lái)的，建筑中內(nèi)分為四個(gè)不同的劇場(chǎng)。這幾個(gè)劇場(chǎng)不僅有各自獨(dú)立的空間，同時(shí)又有連廊將他們聯(lián)系在一起，每一個(gè)劇場(chǎng)中的天花板和墻面都做了個(gè)性化的設(shè)計(jì)，利用調(diào)整目標(biāo)參數(shù)點(diǎn)的方式，讓天花板和墻面的外觀(guān)能夠保持固定性熱愛(ài)，這樣也比較符合建筑聲學(xué)方面的規(guī)定。

換句話(huà)說(shuō)，建筑在使用數(shù)字換設(shè)計(jì)方式的時(shí)候，建筑師可以根據(jù)本人的建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格和對(duì)建筑設(shè)計(jì)的理解對(duì)建筑進(jìn)行功能性設(shè)計(jì)，著重將建筑的美感以及設(shè)計(jì)感表現(xiàn)在建筑中，并且在保持美感的前提下盡可能多地實(shí)現(xiàn)建筑的實(shí)用性功能。如果在實(shí)驗(yàn)室天花板的設(shè)計(jì)中采用這樣的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么標(biāo)準(zhǔn)的天花板參數(shù)輸入到設(shè)計(jì)系統(tǒng)之后就會(huì)出現(xiàn)實(shí)施日照測(cè)試，經(jīng)過(guò)日照參數(shù)的適當(dāng)調(diào)整之后，該天花板在目標(biāo)點(diǎn)的設(shè)計(jì)上還是會(huì)有所欠缺。所以我們要開(kāi)展目標(biāo)點(diǎn)的分析工作，從而更好地借助性能驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)模式來(lái)完成建筑的設(shè)計(jì)工作。在輸入?yún)?shù)的時(shí)候，可以找尋最佳的目標(biāo)角度，這樣就能夠在此基礎(chǔ)之上天花板達(dá)到最佳的狀態(tài)。

最后，將模擬天花板放置在原實(shí)驗(yàn)室中。與這一設(shè)計(jì)模式有關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域，表現(xiàn)最為突出的就是德國(guó)商務(wù)促進(jìn)中心和德國(guó)泰晤士河谷大學(xué)內(nèi)的學(xué)術(shù)資源中心。對(duì)于德國(guó)商務(wù)促進(jìn)中心而言，建筑大鵬所選用的施工材料大多都是透光性強(qiáng)的絕熱材料。利用這樣的建筑材料施工完成的建筑通常在通風(fēng)性能上都有非常好的表現(xiàn)，也能更加充分的利用太陽(yáng)能和自然光找條件，為人們提供一個(gè)更加舒適的室內(nèi)環(huán)境。德國(guó)泰晤士河谷大學(xué)內(nèi)的學(xué)術(shù)資源中心在利用該模式的時(shí)候，一般會(huì)采用多次氣流綜合分析的方式，這樣屋頂就成了一種流線(xiàn)形式，室內(nèi)的氣體流動(dòng)就會(huì)更加順暢。

3.數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)模式中的一體化設(shè)計(jì)模式

數(shù)字化的建筑設(shè)計(jì)模式中，一體化的設(shè)計(jì)模式事實(shí)上就是衍生式設(shè)計(jì)與性能驅(qū)動(dòng)式設(shè)計(jì)另外一種綜合室的體現(xiàn)，也是性能和造型元素的綜合設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)模式能夠使建筑不僅有良好的實(shí)用性能，同時(shí)還使建筑有更強(qiáng)的視覺(jué)沖擊力。一體化的設(shè)計(jì)的優(yōu)秀作品有很多，其中廣州歌劇院最為出名（圓潤(rùn)雙礫），這一建筑不論是在外部形態(tài)還是在內(nèi)部空間線(xiàn)條設(shè)計(jì)方面都具有極高的自由度以及流暢程度，設(shè)計(jì)者所采用的“一體化”設(shè)計(jì)能夠使建筑的各個(gè)部分參數(shù)不斷完善，使得建筑的設(shè)計(jì)更加符合自由流動(dòng)式的表面要求。

在開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，建筑施工會(huì)受到降水、風(fēng)力以及光照等因素的影響，每一個(gè)因素都會(huì)被看做一個(gè)系統(tǒng)，為了保證系統(tǒng)的各方面能夠保證協(xié)調(diào)，這樣就可以將一體化設(shè)計(jì)模式體現(xiàn)出來(lái)。比如說(shuō)，其中一個(gè)高層建筑屬于一體化大廈，那么就可以將這一建筑的有關(guān)數(shù)據(jù)輸入程序里，比如說(shuō)建筑的外部形態(tài)、場(chǎng)地的寬度以及長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)，這些都是影響建筑本省集合形態(tài)的參數(shù)。為了使建筑能夠滿(mǎn)足各方面的要求，程序會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)對(duì)應(yīng)的方案，最終參數(shù)的確認(rèn)以及設(shè)計(jì)方案的使用有設(shè)計(jì)者來(lái)選擇。

通過(guò)以上設(shè)計(jì)模式的解讀，性能驅(qū)動(dòng)式設(shè)計(jì)模式能夠保障建筑的實(shí)用性功能不會(huì)受到影響，衍生式設(shè)計(jì)模式主要是突出建筑的外部形態(tài)，換句話(huà)說(shuō)，也就是決定建筑的外部特點(diǎn)。采用一體化設(shè)計(jì)方式不僅可以是建筑具備實(shí)用性功能，同時(shí)還能使建筑具備較好的建筑外觀(guān)。

4.結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)模式在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中具有重要的意義，在數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)模式的幫助下能夠設(shè)計(jì)出更具藝術(shù)性的建筑物，同時(shí)在計(jì)算機(jī)的精準(zhǔn)控制下，設(shè)計(jì)更容易滿(mǎn)足建筑物的功能要求。

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