试析数字化技术在建筑设计中的应用

郭俊杰

摘要：在现代化的建筑工程中，数字化技术中有效变革了传统的生产技术，其并不仅仅是一种简单的信息处理与储存技术，对于人们的生活、工作以及思维方式都带来了极大的转变，对于建筑设计更是造成了深远的影响。本文主要介绍了数字化技术内涵和对建筑设计的影响，并对数字化技术在建筑设计中的应用进行了探讨。

关键词：数字化；技术；建筑；设计

中图分类号：S611文献标识码： A

前言

数字化作为工业化的最高实现形式，彻底变革着生产技术的发展进程，同时也极大地改变着人们的生活方式和思维观念，对建筑的发展也必将会产生广泛而深刻的影响。数字化在其具备优势的领域可能会分担一部分建筑的功能，但同时也可能带来新的建筑功能要求和建筑类型。另一方面，无论是使用各种软件绘制建筑平面、立面和效果图，或进行日照和面积计算，或用网络传送文字和图形文件，实际上都与数字化有密切关系。正如在数字化时代中现实环境和虚拟环境将会共存一样，传统的建筑学不但将继续存在，而且会有更深入的发展。数字化时代的人将会对建筑设计有更高的要求，在功能上更细致，更能适应变化和不同的需求，在技术上更先进，在审美方面更丰富和复杂。

一、数字化技术内涵

数字化技术所依托的技术就是计算机技术和网络技术，它把所有收集到的数据和信息进行相应的转换，利用数字信号形式存储到相应的计算机系统之中，而后通过计算机实现技术处理，并利用网络来传送。数字化技术绝对不是简单思想观念，具有很多方面的内容，计算机技术及网络技术的广泛应用，促使信息流作为相应的信息载体和媒体技术慢慢取代了相应的物质流，有效提升了信息交换效率，降低资源消耗。

二、数字技术对建筑设计的影响

（一）数字技术对建筑形体语言塑造的影响

激发创意。在建筑设计中，设计师利用数字技术——计算机强大的运算系统，能够依据函数算法生成大量复杂、又带有一定随机性的图形，激发设计师的建筑创意。计算机的处理能力又能够将这些复杂造型精确呈现，并绘制成施工图纸。世界上许多建筑师正在寻求这种艺术和技术融合的全新创意，并在他们的建筑设计过程中挖掘出计算机辅建筑形态构思的潜能。

（二）对建筑造型的设计影响

对项目的分析性内容常常能够左右建筑形态的设计意图。在计算机媒介介入前，复杂的形式表现和结构分析难以有效衔接。在非逻辑的灵感通向准确的形式的过程中，计算机媒介有效地处理相关数据，辅助设计师在数字环境中进行思考，直至完成造型设计。参数化建模技术的应用使得复杂形体的结构和建造分析变得简单和高效，在这些参数分析运算的基础上，设计构思深化为准确的建筑造型，那些看似不可思议的建筑构想也能成为现实。

（三）数字模型的出现

建筑形态设计的复杂化趋向越来越使实体模型方式无法胜任创作理念的表现需求和制作时间要求。计算机硬件和计算机图形学以及CAD 软件系统的不断发展，使建筑设计的数字化从二维进入了三维的境界。首先，三维数字模型便于建模和修改，节省了大量的制作以及调整模型的时间。其次，计算机媒介通过三维模型及更加逼真的真实状态的模拟，令人身临其境，预先感受到将要建成的空间效果。最后，三维数字模型便于保存和携带，有利于交流和协同设计。

三、数字化技术在建筑设计中的应用

数字化技术正在越来越多的层面上影晌着建筑行业，虽然其本身只是一项新科技，但影响已不仅仅局限于技术，而且包括设计观念和手法的重大转变。其中，计算机辅助设计在建筑设计专业工作中的应用技术称为计算机辅助建筑设计技术。它是运甩现代计算机数字技术来辅助进行建筑设计的一种新的建筑设计理念。经过短短20多年的发展历程，其发展速度和应用水平已经显示出了强大的生命力．其优越性已越来越明显地在建筑设计中反映出来，并已深深地扎根于世界建筑市场。CAAD方法利用计算机速度快、容量大、精度高和功能强的特点，帮助或代替建筑师在设计过程中处理大量的图像、数值和文字信息，从而大大地提高了建筑设计的质量，降低了设计的成本，缩短了设计的周期，并且节约了建设的投资，增强了竞争性。世界上先进工业国家多年来的实践已充分证明了这一点。当人类进入E时代，传统的建筑师工作平台已经从图板过渡到计算机桌面，有了计算机和丰富的软件就可以实现建筑师构想的一切可能。笔者在参与洛阳市洛南新区总体规划设计中，利用CAAD技术受益匪浅，不仅完成了大量的设计工作，而且将设计方案采用三维动画方式展现在客户面前，受到了好评，并顺利实现了投标成功。CAAD在建筑设计各个阶段的具体功能和应用主要包括以下几个方面。

（一）概念设计、造型构思 建筑设计的概念设计时间是设计的最关键阶段

以往建筑师是依靠自己的空间想象力和借助简单的示意草图来进行方案构思和造型设计的，这种原始方式具有很大的局限性。CAAD技术可以给建筑师提供一个强有力的智慧工具。说明构思建筑的三维体型、空间、造型、色彩和质量感效果，并能同时与周围的真实环境结合起来考虑设计方案。世界著名建筑师贝聿铭在法国卢浮宫广场上的玻璃金字塔的构思就是借助CAAD技术进行和完成的。

（二）方案优化、专项分析

在深入的建筑设计平面布置方案设计过程中，CAAD可以对设计中的各种可以量化的可以采集的设计指针、属性或功能活动关系进行分析和评估，并通过人机交互的方式进行回馈修改，形成交互式人机优化循环。这里如何着手修改设计方案，还是由设计师起主导作用，计算机只能起着辅助性的数据处理的分析判别作用。同时，在建筑设计方案设计时间中，CAAD技术还能对各种物理的、环境的和功能专项设计技术指针进行定性定量的分析，以提高建筑设计的合理性和科学性(例如对建筑日照、自然通风、保温隔热、防火防灾和经济概算等)。以上这些内容大量是技术性的，具有可计算性。它也可以尽可能由CAAD系统来提供大量的输入信息，并通过人机交互的方式进行回馈修改。形成另一种交互式人机优化循环。把以上两个交互循环集成组合起来，就可以形成一个实用CAAD方案设计交互优化系统的模式。目前这种方案设计过程中的专项设计指标的辅助分析和回馈优化概念已经为广大建筑师所接受，在国外已得到了实际的应用。

（三）设计制图、技术文档

计算机制图技术现在已发展到相当完善的程度，建筑师可以利用CAAD软件中的各种图形生成、编辑功能和建筑标准库、配件库来生成或修改建筑设计图纸。图形能任意移动、旋转、缩放和拼接，能自动标注尺寸和图示。建筑师可以按不同工种和内容分别存贮有关建筑设计信息在不同的图层中，又可以按需要任意选取不同的图层内容进行组合输出，生成各种施工图纸。设计系统具有统一的方案数据管理系统，记录、存贮设计方案中的全部设计信息。它保证了不同设计工种在工作上的协调一致，也便于统一查错和纠错。设计施工图和细部大样可选用建筑构造详图库和建筑构配件库中的内容拼接装配进施工图中。一旦设计工作完成之后，CAAD系统可以自动提供各种设计的技术经济档和报告，连同全部设计图纸一并提交审议。使用CAAD技术在施工图阶段产生的效益十分明显。大大减轻了设计人员的绘图工作量。所以，无论是国内还是国外，建筑设计部门的CAAD技术的引进和应用大都是从辅助施工图设计和绘制透视图开始的。

结论

数字化技术是一种新型技术，它的基础就是计算机技术及网络技术，有着很强的设计功能，特别是CAAD 软件，在建筑当中得到了广泛的应用。实践证明，在建筑设计当中积极应用数字化技术，可以有效促进建筑设计的发展，推动建筑业的快速发展。

参考文献

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