探析数字化技术在建筑设计中的应用.doc

1、探析数字化技术在建筑设计中的应用摘要：加强数字化技术在建筑设计中的应用的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对数字化技术在建筑设计中的应用进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词：数字技术；建筑设计；应用 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 数字技术的发展提高了建筑形态的可能性，从简单的平面生成，到复杂的形体模拟，数字技术提供了无限的找形方式。最初在纸板搭建模型空间里探讨研究，如今可以在模拟的三维空间中轻松修改曲面来寻找合适的建筑可能。建筑设计可以说已经从一个单纯的欧几里德空间发展为非欧几里德的多样空间。但是这种完全的自由度并不能被简单随意的放大成为设计的出发点，约束

2、和自由的矛盾性体现在如何对一个自由的曲面进行逻辑化的分析和控制，精确的控制能力是对自由形体最有效的设计手段。在软件能力达到建筑设计的需要水平之后，建筑的形式开始变得疯狂、复杂、繁琐。在追求工具的极限的同时，建筑设计也达到了一个前所未有的程度，如此强烈的依靠数字化工具设计建筑并实现建筑。从介 ankgehry 的古根海母博物馆对数字技术应用的巅峰创作;到纽约的beekman 大楼巴洛克式的浮雕外墙;从 zahahadid 的沃尔夫斯堡科学时间中心的首层自由支撑，到上海虹桥:oho 的浪漫形体;从早起单片双曲面的控制到集群智能粒子系统的应用，数字技术爆炸式的应用让建筑的形式疯狂的膨胀，无所不用其极

3、的挖掘数字技术的每一点可能，这是建筑学最繁荣的时刻，也是我们对建筑学意义提出了新思考的开始。 1. 数字技术时代建筑设计发展的趋向 数字化技术影响到了人们的生存行为的变化，人的生存行为的变化又必然将引起建筑的变化。实体空间向虚拟空间的转变以及人在虚拟空间的生存方式都将为建筑带来新的发展契机，传统的建筑己经有了向虚拟空间的转化倾向。在米切尔的比特之城一书中提到：数字化信息溶解了传统的建筑式样。我们所熟悉的形态一个个消亡。重新组合的残片随即产生了新的变体。对于这些处于数字时代发展初期的人来说，在虚拟空间中进“数字化生存”还在“摸着石头过河”的阶段，一来对数字虚拟空间缺乏在现实世界中那样丰富的经验；

4、二来所生活的物理世界“真实”的世界本身，也绝非尽善尽美。在虚拟空间里的生活方式，仿佛游乐场里的哈哈镜，或大或小地映照出在真实空间里的生活，未来的生活将如何发展，仍然让人充满了期待。 2. 数字技术在建筑设计领域的应用 计算机辅助设计是与运用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，它具有计算机速度快、容量大、精度高和功能强的特点，帮助并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，从而大大提高建筑师的工作效率，提高了建筑设计的质量。从设计的全过程来看，目前在建筑设计领域应用数字技术主要表现在以下几个方面： 2.1 在可行性分析 目前主要应用计算机的数据信息处理能力，以及计

5、算机文字和图形处理方面的能力，但是真正对工程项目的可行性和合理性进行分析和预测，以避免决策上的重大失误方面应用还是远远不够，主要原因是相关的分析模型和软件不多。在进行大面积规划设计过程中，目前还是基于设计人员的经验和传统方法进行的调研，而真正应用计算机对人口结构、出行方式、经济水平、道路交通、商业网点现状和地区发展前景等信息进行全面的综合分析还不够。 2.2 造型构思方面 我们知道建筑设计的概念设计阶段是设计的最关键阶段。目前虽然CARD 技术可以给建筑师提供一个强有力的智能工具，但目前最主要的手段还是先由建筑师进行构思，然后用 CAD 设计软件表达出来，但到目前为止，还没有一个真正意义上的交

6、互式设计系统，不仅能及时反应设计构思，并且可以方便地根据设计师的设计意图进行改变，同时能实时计算设计指标。这也需要建筑师和计算机工程技术人员不懈努力提供更方便的设计平台工具。 2.3 专项分析方面 正如上面所分析的那样，在建筑设计平面布置方案设计过程中，在初步方案确定以后，CAAD 可以对设计中的各种可以量化的可以采集的设计指标、属性等功能活动关系进行分析和评估，在建筑设计方案设计阶段中，CAAD 技术还能对各种物理的、环境的和功能专项设计技术指标进行定性定量的分析，以提高建筑设计的合理性和科学性。以上这些内容大多是技术性的，具有可计算性。目前这种方案设计过程中的专项设计指标的辅助分析和反馈优

7、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。 2.4 技术文档整理方面 目前计算机技术应用相当完善，这也正是计算机的强项。对于规范化的、标准的内容进行计算和处理，可以大大提高效率。对各种图形生成、编辑和建筑标准库、配件库来生成或修改建筑设计图纸，对图形进行任意移动、旋转、缩放和拼接并自动标注尺寸和图标。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。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。 3. 数字化建筑设计的过程 在方案的前期构思阶段，数字技术似乎并没有

8、太大的发挥空间，当前，在前期创作阶段主要集中在以下方面：场地分析，是设计师涉足项目的第一个重要环节，通过实地踏勘的方式，深入项目现场考察所处的自然地形地貌和城镇环境文脉，并做出相应的基地分析。在获取相关数据资料的前提下，数字技术可以更好的应用于地况较复杂的敏感地段。由于受到周围环境的限制，人文因素的影响对建筑场地提出一些特殊的要求，在这种情况下，数字技术可以通过对现场的模拟，提出如何实现最优的方案。 草图的创作，本身属于作为概念构思的具象载体，草图多会呈现出一种即时即兴的创作感和一种基于直觉的本能性、直接性。草图设计思维的演化和发展，数字设计发挥着重要的支撑作用。在这个过程中，草图的绘制还是在

9、纸张上手绘完成，再通过转译技术完成数字化的转译过程。草图的数字化过程是保证对于形态相对复杂的设计构思准确完成的重要保证。当然，并非所有非线性的设计构思都是依靠数字技术的，在经常情况下，为了实现丰富异常的草图设计，可以将设计构思转化为拓扑构思变形后的数字文件，可直接供处理和分析，虽然这种方法精度不高，但是可以有效的激发和维持建筑师的创造性。通过模型制作，环境模拟，结构分析等诸多环节的进程，进一步接近理想的结论状态。而这一系列的过程都是通过数字的分析完成的。 4. 结束语 应用虚拟技术保护与再现历史建筑，数字化技术因其数据处理能力和虚拟建模能力在历史建筑遗产保护领域中发挥着特有的作用。目前，已有许多研究针对建立何种数据库模式以适应既有的历史建筑图文资料的索引、存储、查询和更新，如在复制古建筑细节形式方面的应用。为保护故宫文化遗产，通过高性能的图型工作站，先用计算机构建出故宫三维模型，再用数字相机采集故宫实物景观，按图索骥将它们“粘贴”在三维模型上进行合成，产生逼真的三维仿真场景，再现康乾盛世时期太和殿的雄姿。数字技术可以用虚拟方式真实再现出古建筑或古代城市的原貌和氛围。 参考文献： 1 徐卫国，关于非线性建筑参数化设计的访谈J,世界建筑，2011 2 谭峥,数字化设计与造型的认知学反思J,建筑学报，2009