数字化建筑设计与建造

数字化建筑设计与建造

李欢瓛

上海合城规划建筑设计有限公司上海市200092

摘要：随着信息技术的快速发展，传统的建筑设计模式已经和当前迅猛发展的建筑领域不太适应，建筑行业的信息化发展提升了数字化建筑设计的科学性和适用性。数字化设计技术能将设计人员的设计理念更好更完整的体现在当下的建筑设计中，更好地为建筑设计及建造的全过程服务。随着数字化技术在建筑领域内的快速运用，重新整合了设计和建造的关系，数字化设计改变了建筑的外形和建造、设计方法等多方面的内容。本文对数字化建筑设计与建造进行了分析探讨。

关键词：数字化；建筑；设计与建造

引言

随着市场经济和科学技术的快速发展，传统的建筑设计方式已经和当前建筑行业发展的需求不相适应，数字化建筑设计作为一种新兴的信息化设计技术，应用到建筑工程设计中，重新整合了设计和建造的关系，极大改变了建筑生成的方式，不仅通过参数化建筑的数字化形式来表现自然的丰富性，而且可以有效提升设计的工作效率和工作质量。

1数字化建筑定义

随着数字化时代的到来，计算机化与网络化成为主导，不仅影响着人们的工作和生活，也给各行业带来了巨大的影响，建筑设计行业也不例外，参数化数字化工具的引入促进了建筑设计行业的变革。具体来说数字化指的就是“将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据按照一定的建筑空间生成逻辑，建立起适当的数字化模型，把建筑的空间逻辑转变为计算机语言，引入计算机内部进行统一处理”。用数字化手段处理具体目标是数字化的核心，借助计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术，最大限度利用资源，将数字化当做一种工具和手段来不断的改善人类活动和生活的质量。数字化建筑指的是“以计算机技术为辅助的建筑设计与建造过程所产生的建筑物”，从某种意义上来说，只要是建筑信息转化为数字进入计算机后就能称为数字化建筑，平时所说的CAD简称指的就是计算机辅助设计，现在更多的用在制图方面。具体来说，数字化建筑又包括数字化设计和数字化建造两大部分。

2数字设计技术的应用进一步丰富了建筑形式

建筑本身具有较强的功能性和特殊性，建筑设计通常注重对规则的运用，传统的建筑方正规矩，很难突破纷繁复杂的形式。数字设计技术促进了建筑设计形式的多样化和丰富化，设计师通过利用数字模型进行科学理性的控制，从而达到理想的设计目标。建筑最初的设计目的是为了适应环境变化而创建的场所，自然环境和资源的不同造就了不同建筑的多样，比如窑洞建筑、石头建筑、木结构建筑等不同结构和形式的建筑，并具有内涵丰富、特色鲜明、丰富多彩、风格迥异的特点。随着数字一体化的发展，新的建筑设计、建筑理论和建筑形式层出不穷，使建筑设计变得更加多样化，建筑师可以通过对数字模型的控制来达到既定的设计目标。

数字化模型具有多变性和开放性，能将复杂多样的设计目标利用合理的技术手段融入到建筑之中，使建筑呈现丰富多彩的姿态。建筑设计重视的是在建筑中融入地方、文化特色或现代建筑特色，前人已经积累了丰富的设计和建筑经验，设计和建筑的工艺技术也日趋丰富和成熟。数字化日益发展的今天，建筑设计中借助数字化模型，除丰富的结构形式和建筑式样外，还要体现“以人为本”的原则，更主要的是要满足人们的多样化的品质需求。

从另一方面来说，如果建筑设计中没有数字化的应用，建筑的设计将会产生巨大的成本和技术上问题也难以解决，因为复杂的形态、繁杂的式样、多元化的技术必然会带来人力和财力上的成本耗费。数字化模型的应用，设计师可以轻松地将思维模型转化为数字模型得以呈现，方便快捷直观地从全方位、多角度观察建筑的外观形式及内部构造，将设计理念完美的融入到建筑本身中。

3数字化技术在建筑设计中的应用

数字化技术是运用现代计算机数字技术辅助进行建筑设计的一种新的建筑设计理念，利用计算机高速度、高容量、高精度的特点，在设计过程中帮助或代替建筑师处理大量图像和数据信息，可有效的提高设计质量和效率，降低设计成本。

3.1进行项目可行性分析。通过计算机数据信息可以对工程项目可行性进行分析预测，利用计算机工具对大数据进行分析，比如在计算机系统中输入的人口结构、工资水平、道路交通等信息，从而进行全面综合分析，利用数字化工具对项目的可行性做出详细的分析报告。

3.2进行概念设计构思。概念设计阶段是建筑设计的关键阶段，传统的依靠设计师自身想象力进行构思设计具有很大局限性，数字化技术帮助建筑师快速构建建筑的三维模型、空间、造型、色彩等空间效果，结合周围环境和建筑功能所需构思设计方案，快捷、方便、直观。

3.3进行方案优化。建筑设计过程中，数字化技术将各种量化、采集的设计指标进行分析，通过人机交互方式反馈、修改，优化设计方案。同时，建筑设计方案设计中数字化技术能对建筑日照、自然通风、保温隔热、防火防灾等各种功能专项指标进行模拟分析，提高建筑设计的科学性和合理性。

3.4进行设计制图。设计师利用数字化软件，BIM模型可以生成建筑设计图纸并同步修改，对图形自动标注尺寸、图标，存贮建筑设计信息，可以任意组合输出，根据需要生成施工图，设计人员绘图工作量大大降低。

4数字技术在建筑设计中的延伸

数字技术的应用促进了建筑设计的多元化，通过数字技术能实现细化、量化建筑的统计功能，将建筑的空间、分隔状态、门窗数量，、梁柱构造、钢筋数量等所有内部构造和细节得以清晰的呈现。借助先进的建筑设计软件，为建筑量身打造数字化能耗模拟，能准确的计算建筑本身能耗，可以为绿色建筑设计和建设提供丰富的数据支撑。比如在建筑设计中利用模拟技术，采取数字化控制，可以使封闭的建筑空间，在冬天不需要安装暖气，只要借助太阳能及室内电器的散热，即可达到令人舒适的程度；而在夏天可以不开启空调，仅利用特殊通风装置制冷、降温，就可以实现舒适的居住环境。虽然这种绿色建筑的建设成本要比普通建筑的成本高出四分之一甚至到一倍，能耗能节省90%左右，按照建筑寿命计算是节约成本的。

随着数字化技术应用的日益广泛，建筑设计及建造一体化也向着智能化方向发展，通过一些模型软件就可以生成建筑设计的形体，通过对参数的修正，可以产生多种不同的建筑造型，供客户选择。比如鸟巢、水立方、上海世博会借助了数字技术设计的元素和造型，促进了建筑与生态的和谐发展。

5数字技术时代建筑设计发展的趋向

全球化造成的建筑形式趋同问题越来越受到业内关注，越来越多的设计师在建筑设计中开始注重建筑的特色，更加注重建筑设计的本土回归和地域文化特色的体现，当前数字化设计技术促进了新技术、新造型、新风格的应用，数字化技术引起了建筑的变化，建筑设计创造中，设计师要突破传统观念，解放思想，大胆创新，通过数字化技术设计出更加灵动富有活力的建筑作品来，更加符合现代人们的审美和功能需求。

6结语

建筑领域数字技术的应用是发展中的一场技术革命，面临着良好的发展机遇，同时也面对着巨大的挑战，数字技术让设计与建造更为紧密的融合，更好的体现了建筑空间的丰富性和功能的多元化，而设计师建筑设计作品，不仅要注重数字化技术的应用，更要不断的探索和创新，借鉴利用先进建筑理论，不断丰富新的设计理论，使建筑既符合时代发展，又符合审美和功能需求，还不失本土的特色。

参考文献

[1]孙澄.数字化建筑设计与建造[J].城市建筑，2017（04）：3.

[2]数字化建筑的探索袁烽访谈录[J].室内设计与装修，2016（06）：114-115+113.

[3]李建成.建筑信息模型与数字化建造[J].时代建筑，2012（05）：64-67.