数字化在未来建筑设计中的应用与革新

袁园

摘 要：数字化技术在各个领域都得到了广泛的应用，数字化技术在建筑设计中的应用使设计出来的建筑更满足现代建筑的实用要求和审美要求，是数字技术和建筑完美结合的一种表现。本文通过对现代数字化建筑设计模式进行浅析，了解建筑设计中数字化技术的应用，明确数字化设计模式在建筑设计中的重要意义。

关键词：数字化 建筑设计 应用 革新

0.前言

伴随着科学技术的发展，数字化建筑的设计方式已经成为了现代建筑设计的重要手段。采用数字化建筑设计的模式，不仅会让社会建筑的现代感会更强，也给周边的社会群众有更高的视觉销售，在审美方面也有更高的冲击力。因此，采用数字化建筑的设计模式可以让建筑变得更加多元化，建筑的各方面性能也得到了有效的提升。按照设计方案的不同，各种设计理念能够在数字化建筑中体现出各自的优势，每一种设计的方式都力图在数字化设计领域展现各自的特点，因此，现代化的建筑设计中越来越倾向于数字化的设计模式。

1.数字化建筑设计模式中的衍生式设计模式

1.1衍生式设计的规则几何衍生模式。衍生式的建筑设计通常会采用规则几何的衍生模式，设计的建筑主体一般情况下是一个规则的集合形状，但是在建筑内部则会使用各种各样的图案，使图案的类型更加丰富，各种几何图案与各类的衍生形体组合在一起，能够达到更好的视觉效果，使建筑变得更加的统一，且变化更加多样。我国在现代建筑行业中由很多优秀的建筑作品，比如国家游泳中心（水立方：奥运会游泳项目场馆）所采用的方式就是数字化的设计模式，建筑的外形使用的是一个规则的长方体，而且建筑的表面以水分子结构作为基础的，这样不仅具有更强的表现性和美感，同时还能让建筑本身与建筑的使用用途更好地结合在一起，让建筑本身富有更加丰富的含义。

1.2衍生式设计中的自由流动式衍生。从衍生式设计的角度来看，自由流动式的衍生所应用的是一种预想式的设计模式，集中采用收缩、旋转以及扭曲等形态置换的模式，并前期设计的预想形体进行再次设计，并让建筑以一种全新的形态表现出来。但是，预想的设计效果与最终呈现出来的建筑设计形态之间极易出现较大的差异。在我国众多的现代化建筑中，上海的环球金融中心所采用的的设计方式就是衍生式设计模式，设计者预想出了一个竖立的长方体，并采用顶部和底部收缩的方式使整个建筑呈现出一种军刀的形状，并赋予建筑更加吸引人眼球的外观，让环球金融中心在众多建筑中更加突出，同时也使建筑抵抗强风的能力有所提升。还有一个景点的现代化建筑那就是中央电视台的总部大楼，这座大楼也是衍生式设计的又一成功案例。这栋建筑采用的是形态置换的方式，楼的外形呈现出一种Z的形状，使得建筑的整体看上去给人一种强烈的雕塑感，使得建筑的结构更优美感，在视觉效果上有更强的冲击力。

2.数字化建筑设计模式中的性能驱动设计模式

在数字化建筑设计的过程中，建筑的性能采用的是驱动型设计的方式，整个建筑设计的出发点也是以性能作为核心。建筑的设计者在开展设计工作的时候会将个人的设计风格以及建筑的使用性结合在一起，这样建筑才能表现出更强的设计性以及在技术、经济、文化等多个领域有突出表现，确保建筑具有更好的实用性能。

中国国家大剧院的建筑采用的就是性能驱动的设计方案，这种设计方式不仅可以使建筑在视觉效果上有所提升，还能大大地提升建筑整体的听觉效果。同时，整个大剧院建筑又是被一条巨大的半椭球形回廊连接起来的，建筑中内分为四个不同的剧场。这几个剧场不仅有各自独立的空间，同时又有连廊将他们联系在一起，每一个剧场中的天花板和墙面都做了个性化的设计，利用调整目标参数点的方式，让天花板和墙面的外观能够保持固定性热爱，这样也比较符合建筑声学方面的规定。

换句话说，建筑在使用数字换设计方式的时候，建筑师可以根据本人的建筑设计风格和对建筑设计的理解对建筑进行功能性设计，着重将建筑的美感以及设计感表现在建筑中，并且在保持美感的前提下尽可能多地实现建筑的实用性功能。如果在实验室天花板的设计中采用这样的模式进行设计，那么标准的天花板参数输入到设计系统之后就会出现实施日照测试，经过日照参数的适当调整之后，该天花板在目标点的设计上还是会有所欠缺。所以我们要开展目标点的分析工作，从而更好地借助性能驱动的设计模式来完成建筑的设计工作。在输入参数的时候，可以找寻最佳的目标角度，这样就能够在此基础之上天花板达到最佳的状态。

最后，将模拟天花板放置在原实验室中。与这一设计模式有关的应用领域，表现最为突出的就是德国商务促进中心和德国泰晤士河谷大学内的学术资源中心。对于德国商务促进中心而言，建筑大鹏所选用的施工材料大多都是透光性强的绝热材料。利用这样的建筑材料施工完成的建筑通常在通风性能上都有非常好的表现，也能更加充分的利用太阳能和自然光找条件，为人们提供一个更加舒适的室内环境。德国泰晤士河谷大学内的学术资源中心在利用该模式的时候，一般会采用多次气流综合分析的方式，这样屋顶就成了一种流线形式，室内的气体流动就会更加顺畅。

3.数字化建筑设计模式中的一体化设计模式

数字化的建筑设计模式中，一体化的设计模式事实上就是衍生式设计与性能驱动式设计另外一种综合室的体现，也是性能和造型元素的综合设计，这样的设计模式能够使建筑不仅有良好的实用性能，同时还使建筑有更强的视觉冲击力。一体化的设计的优秀作品有很多，其中广州歌剧院最为出名（圆润双砾），这一建筑不论是在外部形态还是在内部空间线条设计方面都具有极高的自由度以及流畅程度，设计者所采用的“一体化”设计能够使建筑的各个部分参数不断完善，使得建筑的设计更加符合自由流动式的表面要求。

在开展建筑设计工作的时候，建筑施工会受到降水、风力以及光照等因素的影响，每一个因素都会被看做一个系统，为了保证系统的各方面能够保证协调，这样就可以将一体化设计模式体现出来。比如说，其中一个高层建筑属于一体化大厦，那么就可以将这一建筑的有关数据输入程序里，比如说建筑的外部形态、场地的宽度以及长度等数据，这些都是影响建筑本省集合形态的参数。为了使建筑能够满足各方面的要求，程序会自动生成一个对应的方案，最终参数的确认以及设计方案的使用有设计者来选择。

通过以上设计模式的解读，性能驱动式设计模式能够保障建筑的实用性功能不会受到影响，衍生式设计模式主要是突出建筑的外部形态，换句话说，也就是决定建筑的外部特点。采用一体化设计方式不仅可以是建筑具备实用性功能，同时还能使建筑具备较好的建筑外观。

4.结语

数字化建筑设计模式在现代建筑设计中具有重要的意义，在数字化建筑设计模式的帮助下能够设计出更具艺术性的建筑物，同时在计算机的精准控制下，设计更容易满足建筑物的功能要求。

参考文献

[1] 杨姝扬，牛健.数字化建筑设计模式与应用[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2011，30（6）：880-883.

[2] 刘广忠，林旭.数字技术在建筑设计中的应用探讨[J].建材与装饰，2018，No.544（35）：88-89.

[3] 朱紫青.数字技术在建筑设计中的应用[J].科学技术创新，2017（4）：201-201.

[4] 舒中義.数字技术在建筑设计中的应用[J].中华建设，2008（6）：45-46.