數(shù)字化技術大發(fā)展下的城市建筑藝術

高昂

1.韓國南首爾大學

2.菏澤學院

未來的城市建筑在人們的眼中會變成什么樣子？相信不止一位導演、科幻小說家都試圖給出過答案，但相比起文藝作品漫無邊際的想象，建筑設計師們的想法也許更值得聆聽。當我們在天馬行空地暢談未來建筑藝術時，前衛(wèi)的建筑師與設計師們早已開始將復古元素與未來元素融入現(xiàn)代建筑設計中。他們正從形態(tài)、技術、概念等不同維度使用不同的設計語言及數(shù)碼技術語言，為我們講述著具有復興感和未來感的建筑藝術到底是怎么樣的…

一、數(shù)字化技術對城市建筑行業(yè)的沖擊

近幾年被各行各業(yè)提到最多的詞就是技術賦能，伴隨著大數(shù)據(jù)、云計算、5D BIM、人工智能（AI）、虛擬現(xiàn)實（VR）、數(shù)字化建造、源碼設計等數(shù)字技術的不斷涌現(xiàn)、蓬勃發(fā)展和深度應用，各行各業(yè)都迎來了轉(zhuǎn)型的重要節(jié)點。數(shù)字化時代就像是由一點點不起眼的技術“細流”匯成的洪流，不斷沖刷著用戶的認知與生活習慣，對各行各業(yè)帶來了前所未有的沖擊和顛覆，同時也帶來了更具效率和挑戰(zhàn)的生產(chǎn)經(jīng)營模式。各個領域的探索實踐，也為城市建筑藝術的創(chuàng)作發(fā)展提供了新思路。不言而喻，數(shù)字技術正在逐步推動建筑行業(yè)走向一個數(shù)據(jù)和自動化占據(jù)突出位置的新時代。

我們國內(nèi)從國家政策上來看，近幾年陸續(xù)推出了關于國家信息化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化方面的政策。十九大提出要“建設網(wǎng)絡強國、數(shù)字中國、智慧社會，推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合，發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟、共享經(jīng)濟，培育新增長點、形成新動能”[1]；數(shù)字中國、智慧城市，智慧家庭等概念也相繼提出。同時，住建部也早在2016年就印發(fā)了《2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，旨在增強建筑業(yè)信息化發(fā)展能力，優(yōu)化建筑業(yè)信息化發(fā)展大環(huán)境，加快推動信息技術與建筑業(yè)發(fā)展深度融合，促進建筑業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，同時大力推行5D BIM技術和裝配式建筑[2]。

二、數(shù)字化技術發(fā)展下的城市建筑藝術

在目前，利用先進的數(shù)字技術，實現(xiàn)城市智慧式管理和運行的新型智慧城市建設目前已在全國各地試點，這對建筑藝術產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級提出了更高質(zhì)量、也更迫切的要求?；诟黜棓?shù)字化技術，建筑藝術產(chǎn)業(yè)會在當下或不久的將來會發(fā)生哪些變化。

（一）概念

BIM是當下建筑信息化過程中的熱詞。1975年BIM的概念被首次提出，至今已過去40年，BIM逐漸被業(yè)界認識，如果說20世紀80年代CAD的出現(xiàn)和迅速發(fā)展是建筑行業(yè)的第一次革命，那么近幾年BIM技術的成熟與應用是建筑行業(yè)的第二次革命。BIM是一種建筑模型三維的空間展示，而在此基礎上，融入“時間信息”與“造價信息”，形成由3D(實體)+1D(進度)+1D(成本/造價)的五維建筑信息模型，即5DBIM，相較于3DBIM，5DBIM它集成了工程量、工程進度、工程造價，不僅能統(tǒng)計工程量，還能將建筑構(gòu)件的3D模型與施工進度中的各項工作無縫對接，動態(tài)地模擬施工中所發(fā)生的變化，對進度進行控制并對成本造價實時監(jiān)控[3]。

可以預見，BIM技術的二次開發(fā)是未來的發(fā)展趨勢，5D BIM則是在2D BIM、3D BIM和4D BIM的基礎上發(fā)展起來的，將來會有6D甚至7D BIM的出現(xiàn)，更好的服務于城市建筑體。憑借BIM技術，能真正解決復雜工程的大數(shù)據(jù)創(chuàng)建、管理和共享應用等問題，在數(shù)據(jù)、技術和協(xié)同管理三大層面，提供了革命性項目管理手段。如BIM可以能夠幫助設計人員在項目設計流程前期探究最新穎的設計概念和外觀，并能在整個施工流程中忠實傳達甲方的設計理念。同時可以在早期就介入施工環(huán)節(jié)，從而超前的去規(guī)劃和設計，使得個性化設計成為可能。施工階段，可以實現(xiàn)碰撞檢查、優(yōu)化施工環(huán)節(jié)等；提升溝通和決策效率，幫助客戶對施工過程進行數(shù)字化管理，從而達到節(jié)約時間和成本，提升項目管理效率的目的?？梢哉f，隨著BIM+云+AI等技術的出現(xiàn)，建筑從設計到施工的各參與方、各要素及全過程管理都可以在一個“可視化、模型化”的平臺上進行相互協(xié)同操作[4]。

（二）數(shù)字技術發(fā)展下住宅建筑藝術的發(fā)展

云+AI+VR+數(shù)字化建造等數(shù)字技術使得城市未來建筑藝術的想象力變?yōu)楝F(xiàn)實。這種數(shù)字化技術將貫穿于建筑的整個成長過程。在未來住宅的設計和建造方面，在設計過程中，利用AI（人工智能）和VR（虛擬現(xiàn)實）等技術，設計出沉浸式、交互式和超五感的仿真場景，使人仿佛置身于已經(jīng)建造的住宅空間之中。同時，數(shù)碼技術使得施工材料向著環(huán)?；悄芑岸嘧兓姆较虬l(fā)展，在施工中利用3D打印、激光切割及機器人等技術，生產(chǎn)出能效化，生態(tài)化，仿生化的施工材料，使得過去看似不可能的建筑藝術造型通過技術和新型材料建造出來，真正的高度還原設計中的真實場景，打造出生態(tài)化，仿生化、節(jié)能化的可循環(huán)的建筑外環(huán)境，同時構(gòu)造內(nèi)部智能化的住宅新模式；以上的種種為多種新型住宅類型的出現(xiàn)提供了契機。

1.森林城市花園理念的建筑藝術類型

設計作品層出不窮，出現(xiàn)了垂直森林式的建筑形式，告別鳥籠式建筑把森林花園別墅建到超高層等。舉例中國臺北的“陶朱隱園”，建筑內(nèi)外共將種植萬余棵樹木，并特別設計出“一戶一樹林庭園”，在樓中種植大型喬木，以達到抗暖化和自我生態(tài)平衡的目標。同時，該建筑主體從不同的角度看均呈現(xiàn)不一樣的別致景觀；建造時采用順時針方向轉(zhuǎn)向，充分運用曲線、弧度、旋轉(zhuǎn)等元素，讓每個房屋都可以吸收陽光，戶戶都能種樹。

2.復古元素融入的第四代住宅建筑藝術類型

數(shù)字科技的發(fā)展使得中國“第四代住宅”的建設成為可能?？梢哉f，第四代住房集合了中國傳統(tǒng)四合院、胡同街巷、空中園林、空中停車、電梯房和空中別墅等眾多建筑優(yōu)勢于一身，創(chuàng)新性的“空中停車技術”、“智能載車電梯”和“自動滴灌技術”，徹底顛覆傳統(tǒng)的住房模式，讓城市住房重新?lián)碛星巴ズ笤?、街坊四鄰、戶外活動空間、綠色自然，住戶可在家種樹、種花、種菜，出門就可以遛彎，將空中高層住宅變成像四合院一樣舒適方便，讓人們在城市就能享受到比鄉(xiāng)間別墅更好、更方便的居住環(huán)境，同時也極大改善了城市環(huán)境和人居環(huán)境。

建造完成后，建造方會聯(lián)系設計公司和第三方公司（例如，中國的貝殼網(wǎng)等房產(chǎn)交易平臺），利用線上線下的“OTO”模式，針對不在本國的外國投資者，不在房屋所在城市的外省市投資者或是本城市忙碌無暇現(xiàn)場體驗的購買者等人群，利用AI+VR技術設計出“VR”或“漫游視頻”，遠程進行住宅區(qū)域環(huán)境的了解，看房、選房和購房，同時選購成功后可以利用“酷家樂”等線上裝飾軟件自主的進行符合自己喜好的設計，并通過軟件“云”終端的第三方經(jīng)銷商購買到和軟件設計中完全一樣的裝修材料和配套家居，實現(xiàn)了設計從一而終，減少了交流障礙，節(jié)約了多方資源，達到了設計效果的最大化。

（三）數(shù)字技術發(fā)展下遺留建筑藝術的創(chuàng)新

城市中的遺址及傳統(tǒng)建筑作為“建筑藝術的活化石”。對于傳統(tǒng)建筑可以通過AI+VR數(shù)字化技術將其獨特的建筑藝術高度還原在人們面前，并且利用5D BIM+數(shù)字化建造等技術精準地完成對其的修復，使那些對中國傳統(tǒng)建筑藝術感興趣的人無論身處何處都能感受到其魅力所在。

建筑遺址是歷史帶給我們的遺憾，隨著科技的發(fā)展,基于數(shù)字化的建筑遺址復原與基于AR技術的建筑遺址復原的技術交融,對于文物遺址保護以及藝術上呈現(xiàn)上有了新的創(chuàng)新意義。建筑學家、歷史學家及文物修復學家提出，AR技術將在未來在遺址復原、文物保護上的作用越來越重要，也必將成為一種趨勢。在數(shù)字化復原資料收集可靠的前提下，無形中增加了重建一些歷史建筑遺址的可行性。借鑒最新研究成果，開發(fā)遺址數(shù)字化復原技術，這種新型的科技化服務能夠更加飽滿生動的將遺跡形象的介紹給觀者，提升了城市旅游行業(yè)的競爭實力，同時樹立了城市在國內(nèi)外的知名特色形象。

如，中國圓明園遺址的數(shù)字化復原。曾被譽為“萬園之園”的圓明園（含圓明園、長春園、綺春園），幾經(jīng)劫難后，如今只留下些許斷壁殘垣?！安恢揽词裁?，想象不出當年什么樣”是很多參觀者的困惑。如今，這一難題有了解決方案。清華大學教授郭黛姮率領的研究團隊，歷經(jīng)15年鉆研，將三維建模、虛擬現(xiàn)實技術、增強現(xiàn)實技術與傳統(tǒng)建筑技術相融合，通過數(shù)字化技術手段，最大限度地“恢復”圓明園原貌，數(shù)字“重建”圓明園，使人們可以透過虛擬世界， 一睹圓明園曾經(jīng)的風采[5]。同時，圓明園借助“數(shù)字圓明園”項目，通過旅游導覽、數(shù)字體驗館、數(shù)字實景秀等，向公眾再現(xiàn)歷史上圓明園的輝煌盛景。

（四）數(shù)字技術下其他城市建筑藝術化的另類體驗

利用數(shù)字化技術，未來將有更多的城市地標建筑、博物館和展覽館等藝術圣地可以“數(shù)字化”的出現(xiàn)在世界各地人們的眼前。城市地標性的建筑等被設計在明信片和城市網(wǎng)站等對外交流的窗口上，結(jié)合“VR+AI”技術將這些地標建筑、城市博物館和展覽館的藝術風貌和內(nèi)涵以“數(shù)字化”的形式表現(xiàn)出來，各地游覽者“隔空”仍然可以通過手機和電腦等媒體使自己仿佛置身于現(xiàn)場，依然感到藝術帶來的驚喜；同樣“虛擬工作人員”的出現(xiàn)可以完美解答游覽者的一切疑難，甚至未來發(fā)展到游覽者能夠通過“虛擬現(xiàn)實”能夠觸摸到這些“藝術品”，甚至利用沉浸式體驗空間來到“考古現(xiàn)場”感受到藝術帶來的震撼。

當然，這種技術可以運用到多種建筑藝術甚至更多領域，如，現(xiàn)在，全球仍然受到“COVID-19”疫情的影響，“數(shù)字化”技術可以幫助許多人解決城市生活中許多問題，其中對于即將上學的孩子們，“擇校”成為一件“令人頭痛的事情”，幼兒園及小學等教育機構(gòu)結(jié)合“VR”技術，使數(shù)字化校園得以進入人們的視角，人們能夠足不出戶的在電子設備上通過“VR全景模式”觀察到學校的藝術風格和建筑內(nèi)外的各個角落，完成“擇?！边@一人生大事。

三、結(jié)語

建筑是一種凝固的文化，它印刻了城市不同時間段的文化記憶，彼此進行著文化藝術的傳遞，數(shù)字化技術發(fā)展促進城市更新，并將文化藝術的傳承更好的融入到城市建筑中，文化藝術借助建筑這一載體得到深刻的復興。高新數(shù)字化技術的發(fā)展對于城市建筑藝術的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和空間發(fā)展具有至關重要的意義，將給未來的城市建筑藝術帶來深刻的變化，它們相輔相成，共同發(fā)展。