數(shù)字化時代背景下的建筑設(shè)計

黨宏偉

陜西地建房地產(chǎn)開發(fā)集團有限責(zé)任公司 陜西 西安 710000

引言

隨著城市的不斷發(fā)展，人們對建筑項目建設(shè)質(zhì)量提出了更高的要求。為更好地提升建筑項目建設(shè)水平，保障建筑項目建設(shè)質(zhì)量，需要在建筑項目相關(guān)建筑工程管理中引入數(shù)字化管理技術(shù)。通過對數(shù)字化管理技術(shù)的應(yīng)用，建筑工程項目管理能夠在建筑項目中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，進而有效提升建筑項目管理水平。

1 數(shù)字化建筑發(fā)展要求

數(shù)字建筑不僅是一種趨勢，而且是建筑設(shè)計發(fā)展的必然過程。對于建筑師而言，這是對傳統(tǒng)建筑設(shè)計過程的革新和運動，筆者希望在建筑設(shè)計過程中采用一種新的設(shè)計理念來思考建筑設(shè)計的問題。這種新的設(shè)計理念可以在建筑設(shè)計之初通過數(shù)字化運算將問題盡可能地呈現(xiàn)出來，進而提出最優(yōu)解。數(shù)字化建筑的發(fā)展不僅影響著建筑師的思維方式，同時還促使建筑師朝著綠色建筑、可持續(xù)發(fā)展、協(xié)同設(shè)計等新技術(shù)及方向的轉(zhuǎn)變。

1.1 建筑信息立體化表達

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計中，建筑師通常借助SU、3DsMax、Rhino等常見的建模軟件來實現(xiàn)一些復(fù)雜的建筑形體，但建筑的結(jié)構(gòu)、材料、指標等信息在建筑模型中往往無法清楚地呈現(xiàn)。隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，伴隨而來的Revit建筑信息模型能夠很好地將建筑的幾何圖形與各個構(gòu)件聯(lián)系起來，準確地完成建筑平、立、剖及建筑結(jié)構(gòu)、材料和細部表達。此外，數(shù)字化技術(shù)的使用不僅打破了傳統(tǒng)平面流線分析的方法，同時還通過對虛擬場景的渲染、漫游等手段創(chuàng)造性構(gòu)筑出建筑立體行為流線，使建筑內(nèi)外環(huán)境得到真實的呈現(xiàn)，從而使建筑得到更清楚的表達。

1.2 建筑形態(tài)的多樣化

在數(shù)字化建筑設(shè)計方法到來之前，非線性的建筑體型往往很難做到體型與結(jié)構(gòu)的完美銜接，建筑師通常采用簡單的幾何形體來“呼應(yīng)”環(huán)境因素，這就造成了一種“為了適應(yīng)建筑而改造環(huán)境”的現(xiàn)象。隨著數(shù)字技術(shù)進入建筑領(lǐng)域，建筑師不僅能在復(fù)雜的環(huán)境因素中進行思考，同時還能使建筑復(fù)雜的形體結(jié)構(gòu)與建造分析變得簡單與高效。此外，建筑師還通過引入?yún)?shù)和算法來形成與環(huán)境相適應(yīng)的建筑形體，并通過數(shù)字化分析來驗證建筑的可行性。這樣一來，過去那些似乎不可能完成的建筑復(fù)雜形體成為可能，各式各樣的建筑應(yīng)運而生，帶來建筑形態(tài)多樣化[1]。

1.3 項目施工的精準化

數(shù)字化技術(shù)除了為建筑本身帶來革新，同時還使項目施工朝著高效、精準化的方向發(fā)展。從建筑設(shè)計到施工甚至到后期物業(yè)管理，數(shù)字化設(shè)計方法實現(xiàn)了全程可視化的操作流程。同時，包括開發(fā)商、設(shè)計方以及管理人員在內(nèi)的所有人員都可以通過數(shù)字化技術(shù)來了解項目進程中的各個節(jié)點與建筑信息，進而做出合理、科學(xué)的決策，避免設(shè)計施工中的重大錯誤，提高工程效率。

1.4 業(yè)務(wù)線條數(shù)據(jù)化

根據(jù)建筑企業(yè)管理的特性，業(yè)務(wù)管理層主要應(yīng)用于日常生產(chǎn)經(jīng)營，通過業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行有效的資源調(diào)配，支撐企業(yè)的各業(yè)務(wù)管理工作。第一，要快速完善核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)與迭代，實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)管理的數(shù)據(jù)化，業(yè)務(wù)的辦理及信息流轉(zhuǎn)都以數(shù)字方式進行，臺賬、報表在系統(tǒng)能自動生成，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有效利用、持續(xù)改進，業(yè)務(wù)管控實現(xiàn)自動分析及預(yù)警；第二，要變革監(jiān)管方式，業(yè)務(wù)管控通過在線化的手段，解決在現(xiàn)實世界中跨時間、跨空間的管理問題，構(gòu)建各層級數(shù)據(jù)管理模型，推進線上檢查、線上考核；第三，要形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)積累，優(yōu)化數(shù)據(jù)治理與數(shù)據(jù)服務(wù)，設(shè)計數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用，挖掘數(shù)據(jù)價值。

1.5 數(shù)據(jù)連接共享化

數(shù)字化升級的基礎(chǔ)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集自動化，打通內(nèi)部業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，獲取外部數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一次采集，共享使用，數(shù)據(jù)真實、準確、完整，用數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)、輔助決策。數(shù)據(jù)連接是解決業(yè)務(wù)系統(tǒng)協(xié)同問題，自下而上收集源數(shù)據(jù)，各層級各部門橫向共享、管理數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)縱向互聯(lián)互通，通過連接下的數(shù)據(jù)沉淀，形成數(shù)據(jù)服務(wù)能力反哺業(yè)務(wù)。

2 建筑設(shè)計中涉及的數(shù)字化技術(shù)

2.1 參數(shù)化設(shè)計

建筑設(shè)計中所涉及的數(shù)字化技術(shù)是指利用數(shù)字化設(shè)計軟件，在限制條件和設(shè)計形式之間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，并基于編碼技術(shù)形成三維模型。比如可對建筑造價、氣候、密度等設(shè)計參數(shù)進行編碼的過程中，借助數(shù)字化技術(shù)，將非形式信息轉(zhuǎn)化為可度的形式數(shù)據(jù)信息，以此能夠更為直觀和明確的設(shè)計和修改參數(shù)，保障建筑設(shè)計的可行性、合理性。

2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

建筑設(shè)計中包含的數(shù)字化技術(shù)，主要是設(shè)計虛擬現(xiàn)實技術(shù)，其是一種以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，創(chuàng)建虛擬的建筑物以再現(xiàn)真實世界。通過與虛擬環(huán)境的交互以體現(xiàn)出沉浸性、交互性和想象性的特點。在建筑設(shè)計實踐中，該技術(shù)可在三維模型、渲染、多媒體以及動畫等方面實現(xiàn)應(yīng)用，為設(shè)計方案的完善奠定良好基礎(chǔ)[2]。

2.3 智能技術(shù)

智能技術(shù)是建筑設(shè)計中設(shè)計的重要數(shù)字化技術(shù)，其是全面綜合建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運營服務(wù)，尋求最優(yōu)的結(jié)合方式以獲取高效率，并提高建筑的舒適性。尤其是對建筑消防、保安以及照明等對參數(shù)要求較好的設(shè)計領(lǐng)域，利用數(shù)字化技術(shù)可滿足人們的不同需求，同時借助數(shù)字化模擬技術(shù)能夠為用戶提供相對較多的選擇。

3 建筑企業(yè)數(shù)字化建設(shè)策略

3.1 加快數(shù)字化平臺質(zhì)量升級速度

為了能夠有效解決建筑企業(yè)數(shù)字化平臺建設(shè)滯后性的問題，應(yīng)結(jié)合建筑業(yè)整體規(guī)范管理流程，應(yīng)用人性化界面設(shè)計方式，構(gòu)建具有先進性和安全性的跨平臺動態(tài)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。與此同時，還要積極引入樹形導(dǎo)航模式，不斷簡化建筑企業(yè)管理人員的操作步驟，防止產(chǎn)生信息錄入錯誤的問題；正確應(yīng)用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計方式，針對建筑企業(yè)施工建設(shè)與管理要求分析，依據(jù)遠程辦公自動化系統(tǒng)，將數(shù)字化平臺建設(shè)過程中的工程管理、人力資源管理、成本管理等不同功能作用的模塊整合在一起，在逐步擴大建筑企業(yè)數(shù)字化管理范圍的同時，形成具有完整性和全面性的數(shù)字化管理體系。實際完成構(gòu)建的數(shù)字化平臺，具體包括權(quán)限管理模塊、成本管理模塊、文檔管理模塊，其中每一個模塊還會被細致分為多個模塊。這就要不斷加快數(shù)字化平臺質(zhì)量的升級速度，緊跟建筑業(yè)數(shù)字化方向趨勢，從而為建筑設(shè)計企業(yè)提升管理效率提供保障[3]。

3.2 完善管理數(shù)字化標準體系

完善的建筑企業(yè)數(shù)字化管理標準體系對建筑企業(yè)落實各項管理工作具有重要指導(dǎo)作用?；诖?，應(yīng)將制定標準規(guī)范的數(shù)字化管理體系作為基礎(chǔ)條件，充分應(yīng)用建筑工程用料、制定標準價格、做好細化分類等多項工作，從而為后續(xù)制定出具有統(tǒng)一性和標準性的數(shù)字化管理提供幫助。在數(shù)字化管理系統(tǒng)中錄入設(shè)計標準，結(jié)合管理方面和技術(shù)方面提出的具體要求，不斷完善管理系統(tǒng)數(shù)字化標準體系。將建筑工程項目整體作為參考依據(jù)，做好數(shù)據(jù)管理標準體系備案工作。比如，對管理數(shù)字化標準數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一劃分，可有效解決管理數(shù)字化標準分散問題。數(shù)字化管理工作人員在日常工作期間，注重開展數(shù)據(jù)積累和整理等多項工作，逐步提升數(shù)據(jù)的可用性，最終以“信息聯(lián)盟”的形式不斷擴大信息收集范圍，實現(xiàn)信息共享目標；同時，還要對具有代表性的建筑工程項目進行編碼分類，優(yōu)化建筑工程資料和數(shù)據(jù)格式處理結(jié)構(gòu)，將具有應(yīng)用價值的信息數(shù)據(jù)存放在云管理數(shù)據(jù)庫中，從而形成完善的數(shù)據(jù)管理標準，為后期建筑企業(yè)提升數(shù)字化管理標準、創(chuàng)新數(shù)字化管理模式創(chuàng)造條件。此外，還要著重開展智慧管理系統(tǒng)搭建工作，為了能夠保障建筑施工質(zhì)量，應(yīng)在施工現(xiàn)場安裝監(jiān)控系統(tǒng)，對施工技術(shù)人員的工作行為進行實時監(jiān)管，并要做好各項數(shù)字化設(shè)備維護與管理工作。

3.3 網(wǎng)絡(luò)支持與數(shù)據(jù)庫

由于數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用主要是采用虛擬技術(shù)和智能技術(shù)，即是在虛擬系統(tǒng)中，可對網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)庫等與不同位置的用戶實現(xiàn)關(guān)聯(lián)和交互，并形成協(xié)同工作體系。而數(shù)據(jù)庫中關(guān)聯(lián)信息的儲存以及操作等，都能夠為建筑設(shè)計提供比較完備的背景研究，進一步縮短設(shè)計準備時間。比如建立高效的局域網(wǎng)，實現(xiàn)設(shè)計團隊的高效合作、開展實時交流，能夠充分提高團體的協(xié)作能力。除此之外，數(shù)字化技術(shù)能夠融合設(shè)計人員和使用者的雙重身份，充分體現(xiàn)出人文關(guān)懷，提高建筑設(shè)計的合理性。

3.4 產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)同化

以數(shù)字化為手段，加強BIM+云、物、移、大、智等新技術(shù)與建造工程的應(yīng)用與創(chuàng)新，加快全業(yè)務(wù)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全方位升級，提升全產(chǎn)業(yè)鏈一體化協(xié)同服務(wù)能力，積極探索智慧停車、智慧管廊、智慧園區(qū)等“智慧+”產(chǎn)品。建設(shè)建筑工業(yè)化生產(chǎn)運營管理、產(chǎn)品生命周期管理、智能生產(chǎn)制造以及裝配式建筑智能建造等信息系統(tǒng)，運用BIM、數(shù)字孿生技術(shù)，將產(chǎn)業(yè)鏈各種要素進行數(shù)字化定義，完成研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、物流、施工、運維的全過程，通過建筑工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，以數(shù)據(jù)驅(qū)動，指導(dǎo)現(xiàn)場的實施，促進企業(yè)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，培育新的價值增長點。讓數(shù)字技術(shù)覆蓋非主營業(yè)務(wù)，綜合投資、地產(chǎn)等業(yè)務(wù)，應(yīng)從土地市場、投資、計劃、成本、銷售、回款、商業(yè)及社區(qū)管理等全產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈、全生命周期的管理，讓全業(yè)務(wù)場景更高效、更便捷，數(shù)據(jù)實時預(yù)警預(yù)控，快速決策，提升企業(yè)運營效率，降低企業(yè)運營成本。

3.5 資源優(yōu)勢社會化

將建筑企業(yè)信息化與數(shù)字化能力轉(zhuǎn)化為企業(yè)資源優(yōu)勢，依托數(shù)字化平臺的延伸，向相關(guān)方外延，通過數(shù)字建造驅(qū)動，構(gòu)建工程數(shù)字化生態(tài)圈，把傳統(tǒng)工程管理、傳統(tǒng)基建融入信息化、數(shù)字化平臺，推動工程設(shè)計、采購、建造、調(diào)試、運維等各環(huán)節(jié)的無縫銜接、高效協(xié)同，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)間數(shù)據(jù)貫通、資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，形成新設(shè)計、新建造和新運維，帶動關(guān)聯(lián)建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展和催生建造服務(wù)新業(yè)態(tài)，如政府平臺、行業(yè)監(jiān)管、金融稅務(wù)等社會化數(shù)據(jù)平臺集成應(yīng)用等，打造互利共贏的價值網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建跨界融合的數(shù)字化產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

3.6 加強管理人才培養(yǎng)

為保證建筑工程項目管理得到不斷優(yōu)化，需要加強管理人才培養(yǎng)，讓具有豐富管理經(jīng)驗的管理人員在具體的項目管理過程中帶領(lǐng)新生代管理人才開展工作。采用這一方式能給予新生代管理人才更多的項目管理機會，積累相應(yīng)的管理經(jīng)驗，從而幫助新生代管理人才分析項目管理中的優(yōu)點與不足，讓其更加快速地成長。同時，新生代管理人才的加入也會使新型管理理念能夠在建筑項目管理中得到更好的運用，從而在保證建筑項目管理質(zhì)量的同時，能夠有效提升項目管理水平[4]。

4 結(jié)束語

在科技日新月異的今天，數(shù)字化建筑越來越受到建筑界的關(guān)注，數(shù)字化設(shè)計也已經(jīng)取得極大的發(fā)展，在這樣的時代背景下，設(shè)計師應(yīng)將數(shù)字化更好地為建筑所用。雖然處在數(shù)字化超前于設(shè)計理論的時代，但設(shè)計的本質(zhì)是由設(shè)計師主導(dǎo)，所以應(yīng)該尋找機會，合理有效地控制數(shù)字基礎(chǔ)，不能讓數(shù)字化束縛思想。