探析數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、<p>　　探析數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：加強(qiáng)數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用的研究是十分必要的。本文作者結(jié)合多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù)；建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p

2、><p>　　數(shù)字技術(shù)的發(fā)展提高了建筑形態(tài)的可能性，從簡(jiǎn)單的平面生成，到復(fù)雜的形體模擬，數(shù)字技術(shù)提供了無(wú)限的找形方式。最初在紙板搭建模型空間里探討研究，如今可以在模擬的三維空間中輕松修改曲面來(lái)尋找合適的建筑可能。建筑設(shè)計(jì)可以說(shuō)已經(jīng)從一個(gè)單純的歐幾里德空間發(fā)展為非歐幾里德的多樣空間。但是這種完全的自由度并不能被簡(jiǎn)單隨意的放大成為設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，約束和自由的矛盾性體現(xiàn)在如何對(duì)一個(gè)自由的曲面進(jìn)行邏輯化的分析和控制，精確的控制

3、能力是對(duì)自由形體最有效的設(shè)計(jì)手段。在軟件能力達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的需要水平之后，建筑的形式開(kāi)始變得瘋狂、復(fù)雜、繁瑣。在追求工具的極限的同時(shí)，建筑設(shè)計(jì)也達(dá)到了一個(gè)前所未有的程度，如此強(qiáng)烈的依靠數(shù)字化工具設(shè)計(jì)建筑并實(shí)現(xiàn)建筑。從介ankgehry的古根海母博物館對(duì)數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的巔峰創(chuàng)作;到紐約的beekman大樓巴洛克式的浮雕外墻;從zahahadid的沃爾夫斯堡科學(xué)時(shí)間中心的首層自由支撐，到上海虹橋:oho的浪漫形體;從早起單片雙曲面的控制到集群智

4、能粒子系統(tǒng)的應(yīng)用，數(shù)字技術(shù)爆炸式的應(yīng)用讓建筑的形式瘋狂的膨脹，無(wú)所不用其極的挖掘數(shù)字技術(shù)的每一點(diǎn)可能，這是建筑學(xué)最繁榮的時(shí)刻，也是我們對(duì)建筑學(xué)意義提出了新</p><p>　　1. 數(shù)字技術(shù)時(shí)代建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的趨向 </p><p>　　數(shù)字化技術(shù)影響到了人們的生存行為的變化，人的生存行為的變化又必然將引起建筑的變化。實(shí)體空間向虛擬空間的轉(zhuǎn)變以及人在虛擬空間的生存方式都將為建筑帶來(lái)新的發(fā)展契

5、機(jī)，傳統(tǒng)的建筑己經(jīng)有了向虛擬空間的轉(zhuǎn)化傾向。在米切爾的《比特之城》一書(shū)中提到：數(shù)字化信息溶解了傳統(tǒng)的建筑式樣。我們所熟悉的形態(tài)一個(gè)個(gè)消亡。重新組合的殘片隨即產(chǎn)生了新的變體。對(duì)于這些處于數(shù)字時(shí)代發(fā)展初期的人來(lái)說(shuō)，在虛擬空間中進(jìn)“數(shù)字化生存”還在“摸著石頭過(guò)河”的階段，一來(lái)對(duì)數(shù)字虛擬空間缺乏在現(xiàn)實(shí)世界中那樣豐富的經(jīng)驗(yàn)；二來(lái)所生活的物理世界“真實(shí)”的世界本身，也絕非盡善盡美。在虛擬空間里的生活方式，仿佛游樂(lè)場(chǎng)里的哈哈鏡，或大或小地映照出在真實(shí)

6、空間里的生活，未來(lái)的生活將如何發(fā)展，仍然讓人充滿(mǎn)了期待。 </p><p>　　2. 數(shù)字技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用 </p><p>　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是與運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)來(lái)輔助進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的一種新的建筑設(shè)計(jì)理念，它具有計(jì)算機(jī)速度快、容量大、精度高和功能強(qiáng)的特點(diǎn)，幫助并代替建筑師在設(shè)計(jì)過(guò)程中處理大量的圖像、數(shù)值和文字信息，從而大大提高建筑師的工作效率，提高了建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。從設(shè)計(jì)的全過(guò)程

7、來(lái)看，目前在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)字技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： </p><p>　　2.1 在可行性分析 </p><p>　　目前主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信息處理能力，以及計(jì)算機(jī)文字和圖形處理方面的能力，但是真正對(duì)工程項(xiàng)目的可行性和合理性進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，以避免決策上的重大失誤方面應(yīng)用還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，主要原因是相關(guān)的分析模型和軟件不多。在進(jìn)行大面積規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，目前還是基于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和傳統(tǒng)

8、方法進(jìn)行的調(diào)研，而真正應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)人口結(jié)構(gòu)、出行方式、經(jīng)濟(jì)水平、道路交通、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)現(xiàn)狀和地區(qū)發(fā)展前景等信息進(jìn)行全面的綜合分析還不夠。 </p><p>　　2.2 造型構(gòu)思方面 </p><p>　　我們知道建筑設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)階段是設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵階段。目前雖然CARD技術(shù)可以給建筑師提供一個(gè)強(qiáng)有力的智能工具，但目前最主要的手段還是先由建筑師進(jìn)行構(gòu)思，然后用CAD設(shè)計(jì)軟件表達(dá)出來(lái)，但到目前為止

9、，還沒(méi)有一個(gè)真正意義上的交互式設(shè)計(jì)系統(tǒng)，不僅能及時(shí)反應(yīng)設(shè)計(jì)構(gòu)思，并且可以方便地根據(jù)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行改變，同時(shí)能實(shí)時(shí)計(jì)算設(shè)計(jì)指標(biāo)。這也需要建筑師和計(jì)算機(jī)工程技術(shù)人員不懈努力提供更方便的設(shè)計(jì)平臺(tái)工具。 </p><p>　　2.3 專(zhuān)項(xiàng)分析方面 </p><p>　　正如上面所分析的那樣，在建筑設(shè)計(jì)平面布置方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，在初步方案確定以后，CAAD可以對(duì)設(shè)計(jì)中的各種可以量化的可以采集的設(shè)

10、計(jì)指標(biāo)、屬性等功能活動(dòng)關(guān)系進(jìn)行分析和評(píng)估，在建筑設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)階段中，CAAD技術(shù)還能對(duì)各種物理的、環(huán)境的和功能專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行定性定量的分析，以提高建筑設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。以上這些內(nèi)容大多是技術(shù)性的，具有可計(jì)算性。目前這種方案設(shè)計(jì)過(guò)程中的專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的輔助分析和反饋優(yōu)化概念已經(jīng)為廣大建筑師所接受，在國(guó)外已得到了實(shí)際的應(yīng)用。 </p><p>　　2.4 技術(shù)文檔整理方面 </p><p&

11、gt;　　目前計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用相當(dāng)完善，這也正是計(jì)算機(jī)的強(qiáng)項(xiàng)。對(duì)于規(guī)范化的、標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算和處理，可以大大提高效率。對(duì)各種圖形生成、編輯和建筑標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、配件庫(kù)來(lái)生成或修改建筑設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)圖形進(jìn)行任意移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、縮放和拼接并自動(dòng)標(biāo)注尺寸和圖標(biāo)。建筑師可以按不同工種和內(nèi)容分別存貯有關(guān)建筑設(shè)計(jì)信息在不同的圖層中，又可以按需要任意選取不同的圖層內(nèi)容進(jìn)行組合輸出，生成各種施工圖紙。使用CAAD技術(shù)在施工圖階段產(chǎn)生的效益十分明顯，大大減輕了設(shè)計(jì)人員

12、的繪圖工作量。 </p><p>　　3. 數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程 </p><p>　　在方案的前期構(gòu)思階段，數(shù)字技術(shù)似乎并沒(méi)有太大的發(fā)揮空間，當(dāng)前，在前期創(chuàng)作階段主要集中在以下方面：場(chǎng)地分析，是設(shè)計(jì)師涉足項(xiàng)目的第一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)地踏勘的方式，深入項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)考察所處的自然地形地貌和城鎮(zhèn)環(huán)境文脈，并做出相應(yīng)的基地分析。在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)資料的前提下，數(shù)字技術(shù)可以更好的應(yīng)用于地況較復(fù)雜的敏感地段

13、。由于受到周?chē)h(huán)境的限制，人文因素的影響對(duì)建筑場(chǎng)地提出一些特殊的要求，在這種情況下，數(shù)字技術(shù)可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的模擬，提出如何實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的方案。 </p><p>　　草圖的創(chuàng)作，本身屬于作為概念構(gòu)思的具象載體，草圖多會(huì)呈現(xiàn)出一種即時(shí)即興的創(chuàng)作感和一種基于直覺(jué)的本能性、直接性。草圖設(shè)計(jì)思維的演化和發(fā)展，數(shù)字設(shè)計(jì)發(fā)揮著重要的支撐作用。在這個(gè)過(guò)程中，草圖的繪制還是在紙張上手繪完成，再通過(guò)轉(zhuǎn)譯技術(shù)完成數(shù)字化的轉(zhuǎn)譯過(guò)程。草圖的

14、數(shù)字化過(guò)程是保證對(duì)于形態(tài)相對(duì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)構(gòu)思準(zhǔn)確完成的重要保證。當(dāng)然，并非所有非線性的設(shè)計(jì)構(gòu)思都是依靠數(shù)字技術(shù)的，在經(jīng)常情況下，為了實(shí)現(xiàn)豐富異常的草圖設(shè)計(jì)，可以將設(shè)計(jì)構(gòu)思轉(zhuǎn)化為拓?fù)錁?gòu)思變形后的數(shù)字文件，可直接供處理和分析，雖然這種方法精度不高，但是可以有效的激發(fā)和維持建筑師的創(chuàng)造性。通過(guò)模型制作，環(huán)境模擬，結(jié)構(gòu)分析等諸多環(huán)節(jié)的進(jìn)程，進(jìn)一步接近理想的結(jié)論狀態(tài)。而這一系列的過(guò)程都是通過(guò)數(shù)字的分析完成的。 </p><p&g

15、t;<b>　　4. 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　應(yīng)用虛擬技術(shù)保護(hù)與再現(xiàn)歷史建筑，數(shù)字化技術(shù)因其數(shù)據(jù)處理能力和虛擬建模能力在歷史建筑遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域中發(fā)揮著特有的作用。目前，已有許多研究針對(duì)建立何種數(shù)據(jù)庫(kù)模式以適應(yīng)既有的歷史建筑圖文資料的索引、存儲(chǔ)、查詢(xún)和更新，如在復(fù)制古建筑細(xì)節(jié)形式方面的應(yīng)用。為保護(hù)故宮文化遺產(chǎn)，通過(guò)高性能的圖型工作站，先用計(jì)算機(jī)構(gòu)建出故宮三維模型，再用數(shù)字相機(jī)采集故

16、宮實(shí)物景觀，按圖索驥將它們“粘貼”在三維模型上進(jìn)行合成，產(chǎn)生逼真的三維仿真場(chǎng)景，再現(xiàn)康乾盛世時(shí)期太和殿的雄姿。數(shù)字技術(shù)可以用虛擬方式真實(shí)再現(xiàn)出古建筑或古代城市的原貌和氛圍。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 徐衛(wèi)國(guó)，關(guān)于非線性建筑參數(shù)化設(shè)計(jì)的訪談[J],世界建筑，2011． </p><p>　　[