大數(shù)據(jù)背景下建筑設(shè)計(jì)的改變

劉鵬躍，文麗麗

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院）

1 引言

大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用給建筑事業(yè)的發(fā)展注入了新的活力，在過(guò)去的一段時(shí)間里，大數(shù)據(jù)在建筑領(lǐng)域中的利用率較低，其原因在于大數(shù)據(jù)的普及與建筑行業(yè)的發(fā)展之間缺乏有效的聯(lián)結(jié)。以往的建筑行業(yè)發(fā)展通常依賴社會(huì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而大數(shù)據(jù)則依賴互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，二者存在明顯的差異。然而，科技的不斷發(fā)展讓大數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)踐效果得到了提升，也為大數(shù)據(jù)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了條件。因此，研究大數(shù)據(jù)背景下建筑設(shè)計(jì)的變化，是促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的重要舉措。

2 建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與條件

2.1 建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

任何建筑都凝聚了人類的智慧和心血，建筑物以建筑設(shè)計(jì)為主要支撐，必須保證建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可靠性。只有這樣，建筑物才能呈現(xiàn)出其所應(yīng)呈現(xiàn)的面貌。一般情況，建筑設(shè)計(jì)多是通過(guò)設(shè)計(jì)形式、功能和創(chuàng)造性等體現(xiàn)出不同建筑物之間的區(qū)別。因此，在建筑物設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員必須要先滿足業(yè)主所提出的具體使用要求，然后根據(jù)其欣賞要求，對(duì)建筑物進(jìn)行美感設(shè)計(jì)，如外觀設(shè)計(jì)、內(nèi)部布局等。

2.2 建筑設(shè)計(jì)的條件

在建筑物設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須要具備創(chuàng)造思維、創(chuàng)作靈感和創(chuàng)作動(dòng)機(jī)，只有這樣才能為建筑設(shè)計(jì)奠定良好的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。所謂創(chuàng)造性思維，即創(chuàng)造主體的集合，通過(guò)建筑設(shè)計(jì)可以對(duì)其進(jìn)行更好的發(fā)揮和運(yùn)用。因此，建筑設(shè)計(jì)要以設(shè)計(jì)條件為基礎(chǔ)，然后對(duì)其進(jìn)行想象和發(fā)揮，最終完成建筑設(shè)計(jì)。在此過(guò)程中，必須要注意：切勿憑空想象，忽略理論基礎(chǔ)，一定要在體現(xiàn)設(shè)計(jì)多樣化的同時(shí)，表現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)想法。創(chuàng)作動(dòng)機(jī)和創(chuàng)作靈感多來(lái)自設(shè)計(jì)者自身，通過(guò)自身的想象和專業(yè)知識(shí)所學(xué)，將抽象內(nèi)容變成具象物體，從而形成設(shè)計(jì)主題。由此可見(jiàn)，三者相輔相成，對(duì)建筑物的設(shè)計(jì)都具有積極意義[1]。

3 大數(shù)據(jù)背景下建筑設(shè)計(jì)所面臨的機(jī)遇及挑戰(zhàn)

時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展讓科學(xué)技術(shù)逐漸向?qū)I(yè)化和綜合化的方向發(fā)展，使定量化程度逐漸成為衡量學(xué)科發(fā)展程度的重要標(biāo)志，其中也包括建筑設(shè)計(jì)。在大數(shù)據(jù)背景下，建筑設(shè)計(jì)正面臨著嚴(yán)峻的信息化、科技化及可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，過(guò)去依賴建筑設(shè)計(jì)師個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)的設(shè)計(jì)已逐步被淘汰，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)手段已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代建筑的需求。在此背景下，可以將學(xué)科優(yōu)秀成果向建筑設(shè)計(jì)的方向進(jìn)行引入，為建筑設(shè)計(jì)提供全新的“方法論”，以構(gòu)建全新的建筑設(shè)計(jì)理論及方法體系[2]。

隨著新興學(xué)科的不斷發(fā)展，在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域也出現(xiàn)了全新的方法。首先，設(shè)計(jì)條件包含了人文特征、地理信息及建造技術(shù)和實(shí)體功能空間等多個(gè)領(lǐng)域，既包含了定量的工程技術(shù)數(shù)據(jù)，也包含了對(duì)使用者心理感受和評(píng)價(jià)信息的定性分析。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要關(guān)注柵格數(shù)據(jù)，也需要關(guān)注矢量數(shù)據(jù)，因此人們無(wú)法在缺乏輔助工具的情況下明確建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的實(shí)際價(jià)值。為此，需要積極關(guān)注建筑設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)運(yùn)用，結(jié)合現(xiàn)有住宅建筑設(shè)計(jì)中的缺陷，將建筑設(shè)計(jì)當(dāng)作一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，以構(gòu)建系統(tǒng)完善的建筑設(shè)計(jì)體系[3]。

4 大數(shù)據(jù)在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

目前，建筑行業(yè)中大數(shù)據(jù)應(yīng)用的范圍較多，主要體現(xiàn)在建筑物理方面，例如：建筑節(jié)能、建筑材料選擇和土建分析等。隨著城市的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，高層住宅和超大尺度復(fù)合型綜合設(shè)施建設(shè)越來(lái)越多。如何更好地適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，高效的利用資源，讓新技術(shù)更好地融入當(dāng)?shù)氐奈幕?，是建筑設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)思考的問(wèn)題。以下是大數(shù)據(jù)在建筑設(shè)計(jì)中三個(gè)方面的運(yùn)用情況。

4.1 氣候

地球上不同緯度地區(qū)其降水量、溫度、濕度、輻射和光照等都是不同的，這些氣候條件因素在建筑設(shè)計(jì)中都可能影響建筑設(shè)計(jì)的方案和細(xì)部。由于我國(guó)南部地區(qū)的氣候主要以多雨濕熱為主，采用底層架空的干闌式建筑設(shè)計(jì)方法，能有效防止潮濕、加強(qiáng)通風(fēng)和隔絕地面的濕氣。例如：愛(ài)斯基摩人建設(shè)的冰屋，就很好的結(jié)合了當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，因地制宜的利用拱形結(jié)構(gòu)解決了室內(nèi)聚熱問(wèn)題，可以很好的防御暴風(fēng)雪的侵蝕。因此，氣候條件不同其建筑類型的選擇也是不同的?？梢岳脭?shù)據(jù)流的計(jì)算和分析，從而科學(xué)直觀的得到建筑參與微觀氣候的條件，為建筑初期的設(shè)計(jì)提供客觀條件，這是大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中的重要方式。同時(shí)，大數(shù)據(jù)對(duì)處理多項(xiàng)氣候類型間相互影響方面也具有重要的優(yōu)勢(shì)[4]。建筑前期的設(shè)計(jì)、大環(huán)境的分析和調(diào)研，是大數(shù)據(jù)背景下建筑設(shè)計(jì)的重要信息來(lái)源。

4.2 建筑材料與構(gòu)造

在建筑設(shè)計(jì)中材料的選擇通常是依據(jù)建筑規(guī)劃階段的大綱確定的，這個(gè)環(huán)節(jié)在建筑設(shè)計(jì)中容易被忽視，在建筑設(shè)計(jì)中主要考慮是否超出總投資，缺乏對(duì)實(shí)際利用價(jià)值的考量，這種方式也不利于建筑設(shè)計(jì)總造價(jià)的控制。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行建筑材料的選擇可以快速實(shí)現(xiàn)有效材料的配比，在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工作中實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的建筑設(shè)計(jì)方案，為建筑后期的施工提供便利。

4.3 社會(huì)趨同

建筑設(shè)計(jì)學(xué)的發(fā)展與人文發(fā)展是同步進(jìn)行的，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，很多建筑設(shè)計(jì)人員都開(kāi)始利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，在人類發(fā)展特征的研究中結(jié)合人文知識(shí)來(lái)創(chuàng)建完整的數(shù)據(jù)分析體系。這不僅可以優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，還有助于建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。在建筑設(shè)計(jì)中，個(gè)性化需求不斷提高，大數(shù)據(jù)可以分析當(dāng)?shù)厝藗兊南M(fèi)水平和收入情況，建立科學(xué)的建筑支出計(jì)劃。在文化選擇過(guò)程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)也可以更好的滿足個(gè)性化需求。大數(shù)據(jù)技術(shù)在不斷的積累中會(huì)更加客觀的反映規(guī)律[5]。在公共建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，數(shù)據(jù)分析的主要方面是人們的消費(fèi)傾向，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析可以指明建筑設(shè)計(jì)的方向，這也是傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合的重要運(yùn)用，使建筑行業(yè)在大數(shù)據(jù)背景下取得更好的發(fā)展。隨著工業(yè)化時(shí)代的到來(lái)，大量創(chuàng)新的施工技術(shù)涌現(xiàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以讓每個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)都可以在最短的時(shí)間內(nèi)選擇最為科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑設(shè)計(jì)行業(yè)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了建筑設(shè)計(jì)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的高效整合，不僅可以在解決城市化建設(shè)問(wèn)題的基礎(chǔ)上開(kāi)辟出全新的路徑，還可以推動(dòng)我國(guó)多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)于我國(guó)城市化建設(shè)有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。伴隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，建筑設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)成為重要的融合性技術(shù)，具有十分突出的應(yīng)用價(jià)值。在推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，使其可以與現(xiàn)代建筑市場(chǎng)相適應(yīng)。