初探建筑设计中数字技术的实践范文

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1数字化在建筑设计中的作用

数字化时代最主要的特征是计算机化与网络化。数字化在建筑中的应用主要集中在计算机辅助设计上面。经过20多年的发展，计算机辅助技术在建设设计过程中已经体现除了其强大的作用，它能利用计算机速度快、高精度、信息多、容量大、功能强的特点代替建筑师对图像、数值的手动整理和绘制。不但解决了时间精力问题，还能把建筑师的所有构想都能通过软件实现。

数字化使建筑设计从二维向三维发展。它的建模效果主要表现在：①可以及时反映建筑师的构想，并且把这个构想变成数字模型进行直观观看。设计人员不需要通过大量枯燥的力学计算就能得到精确的计算结果。②模型建立的初期、中期、晚期，都可以根据建筑设计师的构想和意图随时改变。③逼真的效果，让观看者在建筑未建成之前就能可以感受到它的空间效果。④不用花费大量的物理存储空间，只需要数字储存空间即可，而且这些数字信息发送或者携带非常简便，适合建筑师与各方之间的交流沟通。计算机通过辅助方案可行性分析、概念设计、方案优化、施工图制作等来体现其数字化的功能。也就是一个建筑项目从开始到结尾都有计算机的辅助功能。

1.1数据化分析方案可行性一个工程项目可行性的实施大多数要依赖于对城市环境、土地容量、人口结构、居住习惯、经济水平、道路交通灯客观因素的分析。而这些因素又是由各种数据组成。在建筑工程设计之前需要对这些进行量化分析，计算机的数据处理能力就能发挥重大作用。这项工作任务繁琐，需要建筑师与计算机工程师的密切配合，对项目的可行性进行预测。2.2数据化在概念设计中的意义如何使建筑设计师的奇思妙想能够实现，仅仅依靠草图或者实体模型是远远不够的。通常设计师的构想从抽象到草图或者模型需要花费大量的时间，这种模式会导致建筑师的灵感流失。而计算机技术能够快速把设计师的构想变成图像，并且空间、造型、结构、色彩、质感上都能有清晰的表现。在最初的概念设计中计算机起到很大的作用。在局部概念设计中计算机也有着其独特的功能。设计师的构想不是一层不变的，特别是在后端设计的过程中，会根据实际情况随时改变想法或者设计思想。

1.3数据化对结构组织和构件的作用建筑的结构组织形式和构件都和数字化有着紧密的联系。建筑复杂的形式表现和结构分析通常属于断层的状态。因为大多数的建筑都处于简单的几何形状，比如正六边形、正八边形、蜂巢型根本就无法用手稿的形式进行设计。数字化能够进行参数化建模，辅助设计师完成复杂的形体结构。在简单高效的图形设计上，一些看起来难以实现的建筑构造也能成为现实。中国的“鸟巢”、“水立方”都采用了计算机高精度和高效率的运算能力。“鸟巢”在设计模型的过程中采用了CATIA软件去捕捉曲面形态。还采用了流体力学模拟手段对热舒适度和风舒适度进行分析和研究。

1.4数字化施工数字化的作用不仅体现在对方案可行性方案和建筑造型方案上，还有数字化施工上。当数字化解放了设计也一同解放了施工技术。在数字化未出现之前，很多设计理念都受到施工的限制。数字化能够展示各种几何形式来，然后从各个角度探索施工的可行性，这样能够给施工增加新的方案或者方法。再者，数字化来绘制施工图具有规范化、标准化、精确化的特点，减少人为失误。数字化在一套方案的完成过程中记录了统一的方案数据，并进行储存，便于设计师的修改和管理，还便于统一查错和管理。caad系统在设计完成之后可以为设计提供经济文件和报告，减轻了设计人员的工作量。建筑设计在功能和性能上的趋势越来越发杂，常规的实体模型已经完全满足不了建筑师对于构想的表现。这些建筑模型量不仅慢慢增多，而且实施难度也增大，这给很多建筑师都带来了困扰。数字化利用计算机技术可以对图形进行建模和修改。节约了模型制作时间，减少了模型建造的工程量。

1.5历史建筑保护数字化技术在建筑设计中的功能不仅仅局限于模拟造型、绘制图像、数据分析，还在历史建筑保护等方面有着重要意义。随着三维激光扫描技术和虚拟技术的发展，历史建筑通过数字化可以减少环境因素和认为因素对其的损坏。还有最重要的一点，数字化的这些技术能够辅助建筑师对这些历史建筑的复原。通过三维激光扫描技术可以深入到辅助的实体环境进行准确扫描数据点，并利用这些三维数据建立起云模型。再运用虚拟技术对古建筑进行检测、修补、复原，最大程度还原历史状态，再现历史建筑原貌。比如沙特萨的萨乌德国王清真寺就是采用计算机绘测、模拟、复制钟乳拱图文的形状及图文。数字化不仅能够绘测古建筑的数据点为建筑还原提供基础，而且建立起数据库能够为日后古建筑修复和古建筑研究提供真实可靠的资料。

2数字化技术在建筑设计中存在的问题

数字化技术还有最重要的一点是，它把设计者和使用者的感官和思想统一起来，相互融合。通过图像数字的表达，设计者可以在最初方案计成立的时候借鉴使用者的意见或建议。而现在兴起的一种“自助式设计”是使用者根据自己的需要在建筑方案在构思的阶段就提出自己的想法。对于使用者来说，他们对居住环境有了自己的主导权。对于设计师来说，对用户需求将会有更深一层的理解。对于设计本身来说，更具有人性化。

现阶段数字化设计还停留在单向设计的过程，是设计师单方面对计算机进行操作，在计算机上建立图像效果和动画效果，在与其他人员进行交流沟通。而数字化设计的高端模式是交互设计，是指交流沟通的过程也在计算机上完成。现在的理论和技术都还达不到交互设计的标准，因此需要建筑师们在这方面不断探索和努力。虽然数字化技术为建筑设计提供了辅助工具，但是在建筑设计中还是以“人”为主导。数字化的技术发展方向永远离不开人们对于建筑的构思和设想，只有用思考的方式去运用数字化技术才能不背离“人”的中心思想。

3如何应用数字化

现在建筑业已经离不开数字化的应用。那么数字化在建筑设计中应该处于一个怎样的角色：①把数字化技术当做工具而非全部，一个建筑需要设计者的主观意识也需要计算机的客观表现。在数字主导的时代，设计师应该衡量好两者之间的关系。②建筑是数字化应用范围中的一个领域，在数字化全面发展时期，建筑设计需要依据数字化的要求，从建筑元素表现数字化对人们生活方式和生活观念的改变。建筑设计在数字化应用过程中，不能仅仅停留在对图像直观效果模拟的表面上，应该更深层次探索建筑的空间结构构思和用户感官效果。

4总结

建筑不仅是结构、构造的组合，更是人们对生活方式和居住环境的向往。现代建筑对于地域文化和艺术的缺失是数字化带来的弊病。数字化应用对建筑设计全程都发挥了不可替代的作用。但是也会由于其无限复制的特性，使建筑结构和形式单一化。数字化是未来带来简易性和灵活性，在数字化应用中应该回归真实感受，用计算机提供多元化的效果。

作者：唐丽萍单位：江西省建筑设计研究总院