数字化时代背景下的建筑设计

2021-04-03党宏伟

建筑与装饰 2021年24期

党宏伟

陕西地建房地产开发集团有限责任公司陕西西安 710000

引言

随着城市的不断发展，人们对建筑项目建设质量提出了更高的要求。为更好地提升建筑项目建设水平，保障建筑项目建设质量，需要在建筑项目相关建筑工程管理中引入数字化管理技术。通过对数字化管理技术的应用，建筑工程项目管理能够在建筑项目中发挥出应有的作用，进而有效提升建筑项目管理水平。

1 数字化建筑发展要求

数字建筑不仅是一种趋势，而且是建筑设计发展的必然过程。对于建筑师而言，这是对传统建筑设计过程的革新和运动，笔者希望在建筑设计过程中采用一种新的设计理念来思考建筑设计的问题。这种新的设计理念可以在建筑设计之初通过数字化运算将问题尽可能地呈现出来，进而提出最优解。数字化建筑的发展不仅影响着建筑师的思维方式，同时还促使建筑师朝着绿色建筑、可持续发展、协同设计等新技术及方向的转变。

1.1 建筑信息立体化表达

在传统的建筑设计中，建筑师通常借助SU、3DsMax、Rhino等常见的建模软件来实现一些复杂的建筑形体，但建筑的结构、材料、指标等信息在建筑模型中往往无法清楚地呈现。随着数字化技术的发展，伴随而来的Revit建筑信息模型能够很好地将建筑的几何图形与各个构件联系起来，准确地完成建筑平、立、剖及建筑结构、材料和细部表达。此外，数字化技术的使用不仅打破了传统平面流线分析的方法，同时还通过对虚拟场景的渲染、漫游等手段创造性构筑出建筑立体行为流线，使建筑内外环境得到真实的呈现，从而使建筑得到更清楚的表达。

1.2 建筑形态的多样化

在数字化建筑设计方法到来之前，非线性的建筑体型往往很难做到体型与结构的完美衔接，建筑师通常采用简单的几何形体来“呼应”环境因素，这就造成了一种“为了适应建筑而改造环境”的现象。随着数字技术进入建筑领域，建筑师不仅能在复杂的环境因素中进行思考，同时还能使建筑复杂的形体结构与建造分析变得简单与高效。此外，建筑师还通过引入参数和算法来形成与环境相适应的建筑形体，并通过数字化分析来验证建筑的可行性。这样一来，过去那些似乎不可能完成的建筑复杂形体成为可能，各式各样的建筑应运而生，带来建筑形态多样化[1]。

1.3 项目施工的精准化

数字化技术除了为建筑本身带来革新，同时还使项目施工朝着高效、精准化的方向发展。从建筑设计到施工甚至到后期物业管理，数字化设计方法实现了全程可视化的操作流程。同时，包括开发商、设计方以及管理人员在内的所有人员都可以通过数字化技术来了解项目进程中的各个节点与建筑信息，进而做出合理、科学的决策，避免设计施工中的重大错误，提高工程效率。

1.4 业务线条数据化

根据建筑企业管理的特性，业务管理层主要应用于日常生产经营，通过业务数据进行有效的资源调配，支撑企业的各业务管理工作。第一，要快速完善核心业务系统的建设与迭代，实现企业业务管理的数据化，业务的办理及信息流转都以数字方式进行，台账、报表在系统能自动生成，业务数据有效利用、持续改进，业务管控实现自动分析及预警；第二，要变革监管方式，业务管控通过在线化的手段，解决在现实世界中跨时间、跨空间的管理问题，构建各层级数据管理模型，推进线上检查、线上考核；第三，要形成数据资产积累，优化数据治理与数据服务，设计数据服务业务应用，挖掘数据价值。

1.5 数据连接共享化

数字化升级的基础是实现数据采集自动化，打通内部业务数据，获取外部数据，实现数据一次采集，共享使用，数据真实、准确、完整，用数据服务业务、辅助决策。数据连接是解决业务系统协同问题，自下而上收集源数据，各层级各部门横向共享、管理数据，管理数据纵向互联互通，通过连接下的数据沉淀，形成数据服务能力反哺业务。

2 建筑设计中涉及的数字化技术

2.1 参数化设计

建筑设计中所涉及的数字化技术是指利用数字化设计软件，在限制条件和设计形式之间建立关联关系，并基于编码技术形成三维模型。比如可对建筑造价、气候、密度等设计参数进行编码的过程中，借助数字化技术，将非形式信息转化为可度的形式数据信息，以此能够更为直观和明确的设计和修改参数，保障建筑设计的可行性、合理性。

2.2 虚拟现实技术

建筑设计中包含的数字化技术，主要是设计虚拟现实技术，其是一种以计算机技术为基础，创建虚拟的建筑物以再现真实世界。通过与虚拟环境的交互以体现出沉浸性、交互性和想象性的特点。在建筑设计实践中，该技术可在三维模型、渲染、多媒体以及动画等方面实现应用，为设计方案的完善奠定良好基础[2]。

2.3 智能技术

智能技术是建筑设计中设计的重要数字化技术，其是全面综合建筑系统结构和运营服务，寻求最优的结合方式以获取高效率，并提高建筑的舒适性。尤其是对建筑消防、保安以及照明等对参数要求较好的设计领域，利用数字化技术可满足人们的不同需求，同时借助数字化模拟技术能够为用户提供相对较多的选择。

3 建筑企业数字化建设策略

3.1 加快数字化平台质量升级速度

为了能够有效解决建筑企业数字化平台建设滞后性的问题，应结合建筑业整体规范管理流程，应用人性化界面设计方式，构建具有先进性和安全性的跨平台动态网络操作系统。与此同时，还要积极引入树形导航模式，不断简化建筑企业管理人员的操作步骤，防止产生信息录入错误的问题；正确应用模块化结构设计方式，针对建筑企业施工建设与管理要求分析，依据远程办公自动化系统，将数字化平台建设过程中的工程管理、人力资源管理、成本管理等不同功能作用的模块整合在一起，在逐步扩大建筑企业数字化管理范围的同时，形成具有完整性和全面性的数字化管理体系。实际完成构建的数字化平台，具体包括权限管理模块、成本管理模块、文档管理模块，其中每一个模块还会被细致分为多个模块。这就要不断加快数字化平台质量的升级速度，紧跟建筑业数字化方向趋势，从而为建筑设计企业提升管理效率提供保障[3]。

3.2 完善管理数字化标准体系

完善的建筑企业数字化管理标准体系对建筑企业落实各项管理工作具有重要指导作用。基于此，应将制定标准规范的数字化管理体系作为基础条件，充分应用建筑工程用料、制定标准价格、做好细化分类等多项工作，从而为后续制定出具有统一性和标准性的数字化管理提供帮助。在数字化管理系统中录入设计标准，结合管理方面和技术方面提出的具体要求，不断完善管理系统数字化标准体系。将建筑工程项目整体作为参考依据，做好数据管理标准体系备案工作。比如，对管理数字化标准数据进行统一划分，可有效解决管理数字化标准分散问题。数字化管理工作人员在日常工作期间，注重开展数据积累和整理等多项工作，逐步提升数据的可用性，最终以“信息联盟”的形式不断扩大信息收集范围，实现信息共享目标；同时，还要对具有代表性的建筑工程项目进行编码分类，优化建筑工程资料和数据格式处理结构，将具有应用价值的信息数据存放在云管理数据库中，从而形成完善的数据管理标准，为后期建筑企业提升数字化管理标准、创新数字化管理模式创造条件。此外，还要着重开展智慧管理系统搭建工作，为了能够保障建筑施工质量，应在施工现场安装监控系统，对施工技术人员的工作行为进行实时监管，并要做好各项数字化设备维护与管理工作。

3.3 网络支持与数据库

由于数字化技术在建筑设计中的应用主要是采用虚拟技术和智能技术，即是在虚拟系统中，可对网络以及数据库等与不同位置的用户实现关联和交互，并形成协同工作体系。而数据库中关联信息的储存以及操作等，都能够为建筑设计提供比较完备的背景研究，进一步缩短设计准备时间。比如建立高效的局域网，实现设计团队的高效合作、开展实时交流，能够充分提高团体的协作能力。除此之外，数字化技术能够融合设计人员和使用者的双重身份，充分体现出人文关怀，提高建筑设计的合理性。

3.4 产业发展协同化

以数字化为手段，加强BIM+云、物、移、大、智等新技术与建造工程的应用与创新，加快全业务、全产业链、全方位升级，提升全产业链一体化协同服务能力，积极探索智慧停车、智慧管廊、智慧园区等“智慧+”产品。建设建筑工业化生产运营管理、产品生命周期管理、智能生产制造以及装配式建筑智能建造等信息系统，运用BIM、数字孪生技术，将产业链各种要素进行数字化定义，完成研发、设计、生产、物流、施工、运维的全过程，通过建筑工业物联网，以数据驱动，指导现场的实施，促进企业业务转型，培育新的价值增长点。让数字技术覆盖非主营业务，综合投资、地产等业务，应从土地市场、投资、计划、成本、销售、回款、商业及社区管理等全产业生态链、全生命周期的管理，让全业务场景更高效、更便捷，数据实时预警预控，快速决策，提升企业运营效率，降低企业运营成本。

3.5 资源优势社会化

将建筑企业信息化与数字化能力转化为企业资源优势，依托数字化平台的延伸，向相关方外延，通过数字建造驱动，构建工程数字化生态圈，把传统工程管理、传统基建融入信息化、数字化平台，推动工程设计、采购、建造、调试、运维等各环节的无缝衔接、高效协同，推动产业链上下游企业间数据贯通、资源共享和业务协同，形成新设计、新建造和新运维，带动关联建筑产业发展和催生建造服务新业态，如政府平台、行业监管、金融税务等社会化数据平台集成应用等，打造互利共赢的价值网络，构建跨界融合的数字化产业生态。

3.6 加强管理人才培养

为保证建筑工程项目管理得到不断优化，需要加强管理人才培养，让具有丰富管理经验的管理人员在具体的项目管理过程中带领新生代管理人才开展工作。采用这一方式能给予新生代管理人才更多的项目管理机会，积累相应的管理经验，从而帮助新生代管理人才分析项目管理中的优点与不足，让其更加快速地成长。同时，新生代管理人才的加入也会使新型管理理念能够在建筑项目管理中得到更好的运用，从而在保证建筑项目管理质量的同时，能够有效提升项目管理水平[4]。