1、简析新时期科技影响下的建筑设计方法论摘要：随着科学技术的不断进步，传统建筑设计方法被注入了新的元素，表现出了一系列反映新时期特色的技术特征，如柔性设计、虚拟建造以及功能仿真等。本文将针对新时期科技影响下的建筑设计方法论展开探讨，旨在建立与时俱进的建筑设计观，促进当代建筑设计更好的发展。 关键词：新时期；科技；影响；建筑设计方法论 中图分类号： TU2 文献标识码： A 文章编号： 新时期，科学技术的进步较为迅速，如计算机技术已经成为人们生产、生活中的一部分，对各行各业产生了革命性的影响。在科技迅猛发展的冲击下，人们的思维方式开始发生转变，更加灵活，更加发散。在此背景下，建筑设计方法也被注入了新
2、的元素。 科学设计观对建筑设计方法论的影响 对于人类而言，建筑是不可或缺的组成部分。随着建造工具及技术的不断发展，建筑设计方法一直处于不停的演化、进步之中。在现代科技的推动下，社会生产力取得了质的飞跃，现代建筑及其设计方法、哲学也随之产生。在科技进步的大背景下，一些不和谐的因素也随之出现，如资源的日益紧缺、环境的日益恶化。基于这种情况的建筑设计哲学也随之产生， “综合预见性设计科学”便是其中的代表。这种建筑设计哲学思想的内涵在于，利用优化的技术以最少的资源消耗实现最大的综合效益，从而实现人与自然的和谐，甚至人和宇宙的和谐。该种建筑设计哲学体现的是以人为本的环境观及可持续发展观。该种建筑设计哲学
3、观反映在建筑设计方法论上就是寻求可持续性建筑的方法，让现在及未来的建筑朝着低能耗、低污染、长寿命的方向发展。1 2.新时期科技影响下的建筑设计方法论 相较传统建筑设计方法，可持续性建筑设计方法在具体的实现过程中已经发生了诸多变化，下文将从三个角度予以说明：1）柔性设计；2）虚拟建造；3）功能仿真。 2.1 柔性设计 柔性设计的概念最先出现在工业产品设计制造领域，并延伸至建筑设计领域。柔性指的是产品具有高度的适应性，换而言之，产品具有经过改造满足环境变化的属性。新时期，消费者的需求日趋多样化，技术更新速度也十分惊人。市场的瞬息万变给产品的适应性提出了更为严格的要求，并给产品设计的方法和观念造成了
4、剧烈的冲击，促进了刚性设计到柔性设计的转变。2 可以从两个角度去理解柔性系统的概念：1）表征系统适应外部环境变化的能力；2）系统适应内部环境变化的能力。在自身需求、政策环境以及市场变化的影响下，建筑的诸多要素（如空间功能划分、容量负荷以及排放标准等）也将会发生相应变化。以上给建筑体系提出了更高的要求，要求其具有高度的灵活性，可维护改造，可继续升级。 如从功能的角度，可将建筑空间划分为两大部分：1）服务区域。将设备管线以及交通系统通过集约的方式布置在该区；2）被服务区域。根据需要进行灵活的空间分隔。如此一来，既保证了主体使用空间的柔性，又保证了相关系统的柔性（扩充的潜力） 。上述建筑设计模式，越
5、来越为追求生态、环保的现代建筑师们所青睐。 2.2 虚拟建造 相当长一段时间里，建筑设计师们主要通过草图及模型来确定建筑设计方案和相应的调整。在这个阶段，由于辅助设计工具不够完善，建筑设计师们需要把头脑中的动态构思转换成图纸上的二维平面图，随后才能进行分析、评价以及深化；又或者将头脑中的动态构思转换成模型，并进行相应的切割、拼装、修正等一系列工作，以实现预想的三维效果。3 随着计算机技术不断进步，相关设计软件（如三维建筑设计软件Twinmotion）的相继问世，人们通过计算机的虚拟环境动态展现出脑中的建筑构思，这就是所谓的虚拟建造。该技术凭借交互式界面以及灵活的编辑功能，不仅深化了设计思路，而
6、且缩短了设计用时。 绘图仅仅是产品设计的一部分，概念设计、功能一体化以及分析优化才是产品设计的核心所在。建筑从本质属性上分析是一种大规模产品，当然也遵循上述规律。建筑是多专业有机融合的产物，是一个由多个专业“构件”添加组合而成的“大型装配体” 。对于建筑设计虚拟制造而言，这类“大型装配体“便是其核心产品。 “大型装配体” 是一种基于参数驱动和特征造型而生成的三维建筑信息模型，其包含了模型生成的特征信息，可以通过构件和元素的层层参照生成复杂的建筑系统模型，并且与平、立、坡面等二维工程图相关工程文档如门窗统计表等相关联，当修改了某个视图中的某些尺寸后系统便会自动更新相关视图、模型和文档，从而大幅提
7、高了设计效率。4 随着现代制造技术的迅猛发展，虚拟建造的产品不再虚拟，即在快速原型技术的帮助下，能将虚拟信息转换成三维建筑模型实体。该种技术涉及多门技术的综合运用，如：1）计算机辅助设计和制造技术；2）激光技术；3）材料科学技术。该种技术不需借助传统的模具和夹具，采用丝材熔融涂覆等分层工艺将计算机中的虚拟三维模型快速转换位三维实体模型。这种由虚到实的转换是一个不小的进步，极大地提高了建筑设计师们对于复杂建筑体量的操控以及展示能力。 2.3 功能仿真 将科学分析方法以及优化决策方法有机地融入设计环节并充分发挥其辅助设计的功能是一个较为复杂的过程。在这个过程中，应建立科学有效的评估体系予以保障。该
8、评估体系可针对若干方案展开科学比选，也可针对单一方案展开系统优化，这就是 CAE 技术的核心所在。通过 CAE技术能够实现在设计边界条件下目标对象的功能仿真，深化设计并使其完成由定性到定量的转化，这也是新时期科技影响下的设计方法论的主要变化之一。随着计算机运算能力的日益提高及数值模拟软件功能的日趋完善，仿真功能开始出现，特别是针对概念设计阶段的仿真功能取得了一定的成绩。5 功能仿真过程一方面在于加强建筑空间及造型的视觉真实感，另一方面在于尽可能地体现建筑的实际功效。对于功能仿真技术而言，VR 技术只是一个很小的组成部分，它的重心在于表现有形实体的视觉感受，包括体量、比例、尺度等相关元素。 在新
9、时期科技的影响下，建筑已经发展成为一个综合系统，这个系统由于融入了多方面最新技术，因而表现出了一定的复杂性。再加上以人为本环境观的逐渐深入，已经不存在完全的抽象空间。故针对空间物理属性的建筑功能仿真才有机会成为这种建筑设计哲学的一个明显特征。6 当前，基于建筑功效的功能仿真主要包括以下几点：1）日照环境模拟；2）太阳能辐射环境模拟；3）天然采光及人工照明环境模拟；4）热环境模拟；5）声环境模拟；6）风环境模拟；7）能耗模拟等。在具体设计环节，可结合建筑的诸多元素（目的、功能、规模等）去决定采用几种仿真模拟体系来满足辅助设计的需求。 目前，部分建筑师对功能仿真存在一定的误解，没有发挥它的实时辅助
10、功能，而将它当作一种终极检验的工具，再加上软件自身及市场等因素的多重作用，建筑师们的相关设计理念便无法有机、充分地融入建筑设计中。在概念设计环节，建筑师常常需要对建筑的几何形体、用材、布置进行独立的推敲，由于方案中含有大量的非定形因素且彼此关系错综复杂，因而很难或者无法通过量化参数来加以详细的描述，这种情况造成专业技术人员很难将自己的模拟分析有机地融入其中。所以，专为建筑设计师服务的功能仿真软件（如 Ecotect）便应运而生，而且成为建筑设计环节不可或缺的组成部分。7 3.结语 通过前文的一系列分析，基本上能够了解新时期科技影响下的建筑设计方法论的发展趋势，这有助于基于“以人为本”理念的科学
11、设计观的建立和发展，为当代建筑设计发展指明了努力、前行的方向。 同国际先进建筑设计水平相比，我国在该领域还存在不小的差距，如科学的可持续性评价标准体系及相应的政策支持系统还未建立，一些技术基础平台数据库如各地区气象数据库等还不完善，这在一定程度上制约了科学设计方法体系的推广。最根本也是最重要的一点并不在于技术条件方面的不足，而是在于我国目前处于主导地位的设计观念以及市场观念还存在诸多缺憾，并没有从本质上满足国际化竞争以及全球化市场的需要，没有完全适应这个技术快速提升的时代，所以转变建筑设计观念，重新审视建筑设计方法是适应竞争的开始，也是关键。 参考文献： 1 程泰宁,费移山. 跨文化发展与中国现代建筑的创新J. 世界建筑. 2011(06). 2 郑玉红. 中国现代建筑设计中传统理念的传承J. 民营科技. 2011(07). 3 时东陆. 论中国现代建筑J. 建筑与文化. 2012(03). 4 李会敏. 现代设计当中的“美”J. 艺术科技. 2013(02). 5 王葆华,马志奇. 对理想聚居环境的思考探讨人类在改造自然中对美的营造J. 现代装饰(理论). 2013(01). 6 麻志杰,李娜. 关于当今我国建筑设计方法的讨论J. 中国城市经济. 2011(12). 7 杨远付. 浅谈建筑设计原则和基本方法J. 现代装饰(理论). 2011(03).
