探究數(shù)字化背景下建筑設(shè)計發(fā)展的新機遇

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的發(fā)展，建筑及建筑設(shè)計領(lǐng)域也面臨著新的變革，同時數(shù)字設(shè)計技術(shù)中的價值以及潛在機遇也將會對建筑領(lǐng)域產(chǎn)生深刻的影響?；诖?，本文對數(shù)字化技術(shù)與建筑設(shè)計的積極影響加以分析，并提出在數(shù)字化背景下，建設(shè)設(shè)計面臨著的全新設(shè)計思維、參數(shù)化設(shè)計以及BIM技術(shù)等新的發(fā)展機遇。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;建筑設(shè)計;發(fā)展機遇

引言：在建筑工程的整體過程中，建設(shè)設(shè)計是十分關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，對建筑的實用性與環(huán)保性都會起到直接的影響。隨著信息化的普及，數(shù)字化設(shè)計受到了越來越多的關(guān)注，而數(shù)字化技術(shù)與建筑設(shè)計間的關(guān)系也愈發(fā)緊密。因此，有必要進一步加強對建筑設(shè)計數(shù)字化技術(shù)的研究，進而為我國建筑行業(yè)發(fā)展注入新的活力。

一、數(shù)字化技術(shù)對建筑設(shè)計的積極影響

（一）豐富建筑效果

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計往往需要依靠手工進行測繪，不僅大大增加了建筑設(shè)計的工程量，還不利于施工人員了解建筑的具體結(jié)構(gòu)，對后續(xù)的建筑施工形成制約。而利用數(shù)字化技術(shù)，建筑設(shè)計人員可以利用三維模型建構(gòu)更好地展現(xiàn)建筑的具體特點，進而有效提升設(shè)計方案的直觀程度。同時，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以更好地展現(xiàn)出設(shè)計人員對于建筑細節(jié)的設(shè)計，充分體現(xiàn)其設(shè)計理念和藝術(shù)水平。

（二）促進建設(shè)設(shè)計形式的多樣性

在設(shè)計的前期階段，建筑設(shè)計人員往往需要通過手繪草圖的形式展現(xiàn)設(shè)計理念，待方案通過以后才能開展接下來的設(shè)計構(gòu)思，這大大提升了建筑設(shè)計的工作難度，也使得很多設(shè)計人員將原有的建筑方案簡單化，不能完全展現(xiàn)出其中的美感[1]。隨著數(shù)字化技術(shù)的引入，設(shè)計人員可以通過輸入?yún)?shù)完成初始設(shè)計，其后再進行細節(jié)部分的完善;同時軟件中包含的不規(guī)則結(jié)構(gòu)也可以激發(fā)設(shè)計人員的靈感，豐富建筑的設(shè)計形式。

（三）提升建設(shè)設(shè)計參數(shù)的精準性

利用數(shù)字化技術(shù)完成建筑設(shè)計，不僅可以顯著提升設(shè)計與施工效率，還可以使得建筑設(shè)計的結(jié)構(gòu)參數(shù)更為準確。在現(xiàn)階段的建設(shè)設(shè)計中，數(shù)字化設(shè)計軟件的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，有效幫助建筑設(shè)計人員更為準確地完成圖紙繪畫工作以及建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)建工作。設(shè)計人員可以利用數(shù)字技術(shù)對建筑信息模型進行測試，針對其中的問題做出更有針對性的修改，進而保證建筑可以保持在最佳的使用狀態(tài)。

（四）保證施工質(zhì)量

數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升施工過程的工程質(zhì)量，進而滿足建筑設(shè)計過程中的一系列要求。加強對建筑使用情況以及零部件狀況的監(jiān)控可以為其后續(xù)的維護和保養(yǎng)工作提供便利;同時，數(shù)字化技術(shù)可以幫助開發(fā)商、設(shè)計師、施工方之間實現(xiàn)信息暢通，進而借助有效的資源共享加強對各類問題的探查與解決。這樣不僅可以大大提升工程質(zhì)量，還可以延長建筑的使用壽命，更好地實現(xiàn)建筑設(shè)計人員的設(shè)計意圖。

二、數(shù)字化背景下建筑設(shè)計發(fā)展的新機遇

（一）全新建筑設(shè)計思維的出現(xiàn)

復(fù)雜性科學最早興起于20世紀80年代，代表著系統(tǒng)科學進入了新的發(fā)展階段，復(fù)雜性科學的出現(xiàn)與發(fā)展，不僅推動了自然科學的變革，同時也將這些影響滲透到了哲學、社會科學等諸多領(lǐng)域。隨著復(fù)雜科學的發(fā)展，一種全新的世界觀開始出現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)的、機械的世界觀，新世界觀更加接近于自然，進而有效推動了復(fù)雜、未知以及秩序、邏輯的共存。同時，復(fù)雜科學也在促使著新時空觀念的形成，經(jīng)典的時空觀是以牛頓力學為基礎(chǔ)，強調(diào)在建設(shè)過程中各分離物體之間的相互作用。而新的復(fù)雜建筑則大大淡化了原有的絕對幾何關(guān)系，并通過引入分維體等概念，實現(xiàn)通過復(fù)雜無序的造型來展現(xiàn)生物的自然形狀。在這樣的時代背景下，人們開始打破傳統(tǒng)的思維方式，將原有的簡單幾何思維加以轉(zhuǎn)換，更加追求豐富、復(fù)雜的建筑形態(tài)。將這樣的觀點引入到建筑藝術(shù)領(lǐng)域當中可以發(fā)現(xiàn)，城市不是簡單的功能組合，而是一個更為復(fù)雜的系統(tǒng)，只有改變對城市生活的傳統(tǒng)認識，才能充分發(fā)揮其中內(nèi)涵的多元性與豐富性，同時建筑的設(shè)計領(lǐng)域也會涌現(xiàn)出更多復(fù)雜、個性的作品。其中的非理性特征是建筑設(shè)計邏輯發(fā)展過程中非常典型的一個特征，除了上世紀末展現(xiàn)出不規(guī)則、非標準的設(shè)計群體之外，高復(fù)雜度建筑仍包含著更多深刻的內(nèi)涵。

（二）針對于復(fù)雜幾何控制的參數(shù)化設(shè)計

在復(fù)雜性設(shè)計思維大力發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)的設(shè)計模式已經(jīng)無法充分反映出建筑師的設(shè)計思想與表達效果，因此有必要在其中引入更為先進的科學技術(shù)，而參數(shù)化幾何控制技術(shù)就是其中非常關(guān)鍵的一種。將參數(shù)化幾何控制技術(shù)引入建筑設(shè)計領(lǐng)域可以有效幫助建筑設(shè)計人員優(yōu)化集合符號的生成、測評以及修正等環(huán)節(jié)，通過設(shè)計思想與數(shù)字技術(shù)的有機結(jié)合，進而生成更加符合社會發(fā)展以及環(huán)境需求的建筑形態(tài)。同時，相關(guān)技術(shù)的引入還可以借助可變參數(shù)推動設(shè)計成果的開放化，進而為建筑設(shè)計師提供更為多元的預(yù)見因素，豐富建筑設(shè)計的客觀性，加強參數(shù)對幾何形態(tài)的控制。相關(guān)設(shè)計程序的應(yīng)用有助于通過輸入?yún)?shù)控制值生成更多的幾何形態(tài)，使得大大減弱了重復(fù)性標準化結(jié)構(gòu)與異形構(gòu)件的生產(chǎn)成本差異，有效緩解了標準化與個性化之間的矛盾，進而實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、降低造價的經(jīng)濟原則。就現(xiàn)階段的發(fā)展趨勢來看，簡單的模塊化生產(chǎn)已經(jīng)不能滿足當前的生產(chǎn)力水平，而高度復(fù)雜的設(shè)計理念給原本單一的工業(yè)化生產(chǎn)模式建造賦予了新的創(chuàng)造價值，同時也有效擴大了建筑制造行業(yè)的發(fā)展空間。面對全新創(chuàng)造價值中的復(fù)雜性與不可復(fù)制性，工業(yè)化加工制造行業(yè)也面臨著新的機遇與挑戰(zhàn)，進而不斷推動建筑制造業(yè)的革新與發(fā)展。

（三）建筑信息模型的發(fā)展與應(yīng)用

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，對有關(guān)于建筑設(shè)計的數(shù)字技術(shù)也提出了新的要求，相較于航空、汽車等行業(yè)，建筑設(shè)計技術(shù)仍相對落后。就傳統(tǒng)的CAD技術(shù)來說，只能實現(xiàn)計算機輔助制圖，無法在建筑平面圖形上代表某一特定的實體與元素，進而不能真正實現(xiàn)計算機輔助設(shè)計。同時在CAD環(huán)境下，很難對復(fù)雜的建筑設(shè)計信息做出解釋，各設(shè)計數(shù)據(jù)之間缺少關(guān)聯(lián)，不僅嚴重降低了工作效率，同時還增加了后期修改工作的壓力。隨著計算機軟件技術(shù)的進一步發(fā)展，建筑信息模型技術(shù)（BIM）應(yīng)運而生，建筑信息模型以數(shù)字技術(shù)仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，有效對物體的幾何形狀以及物理性能、價格等非幾何信息加以描述[2]。從本質(zhì)上來說，BIM通過數(shù)字技術(shù)構(gòu)成了一個建筑信息庫，其中包含了建筑從設(shè)計到建成全過程需要的信息，進而有效提升決策效率、提高建筑質(zhì)量。BIM技術(shù)的優(yōu)勢主要包含了四個方面：第一，三維建筑模型的應(yīng)用可以大大豐富設(shè)計者的想象力，為其創(chuàng)新發(fā)展提供新的思路;第二，BIM技術(shù)可以有效營造更為和諧的協(xié)同工作環(huán)境;第三，該技術(shù)為設(shè)計溝通和設(shè)計表現(xiàn)提供了更多的發(fā)展空間;第四，三維建筑模型可以加強工程項目間的有效溝通，進而避免不必要的設(shè)計誤解與認知混淆，確保設(shè)計階段的各種活動可以順利開展。同時，BIM的三維輔助設(shè)計提升了從信息模型當中獲取加值服務(wù)的能力，隨著建筑設(shè)計行業(yè)的推廣將會有越來越多的BIM實踐在業(yè)內(nèi)出現(xiàn)，進而更好地為建筑行業(yè)的未來發(fā)展做出引導(dǎo)。

總結(jié)：綜上所述，參數(shù)化手段支持以及三維信息模型技術(shù)的發(fā)展為建筑設(shè)計行業(yè)開辟了一條全新的發(fā)展道路，加強數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用有助于打破建筑設(shè)計實踐中的技術(shù)屏障、積累更多的寶貴設(shè)計經(jīng)驗。因此在未來的發(fā)展過程中，應(yīng)樹立對數(shù)字化技術(shù)的正確認知，進而有效發(fā)揮數(shù)字技術(shù)價值對建筑設(shè)計領(lǐng)域的深刻影響。

參考文獻：

[1]張曉宇.建筑設(shè)計中數(shù)字化技術(shù)的運用研究[J].綠色環(huán)保建材，2020（10）：75-76.

[2]何立群.數(shù)字化時代建筑設(shè)計管理發(fā)展探究[J].建材與裝飾，2019（33）：69-70.

作者簡介：

張淼（1989）男 漢 籍貫;山東省濰坊市：最高學歷：本科;目前職稱：助理工程師;研究方向：BIM技術(shù)。