关于数字时代下我国建筑设计方法的探讨

【摘要】数字化建筑设计在当代的建筑设计中得到了广泛的应用，数字化建筑设计不光满足了现代建筑设计的实用要求，也让建筑物充满了更高的审美价值和感官享受，使建筑形态更加多元化，建筑性能更加优良化。文中笔者根据多年工作经验对数字时代下我国建筑设计方法和设计理念进行简要分析。

【关键词】数字时代；建筑设计；设计方法

自上个世纪九十年代以来，从城市的日常生活到建筑师的实践活动中，数字技术（包括硬件和软件）已经成为一项不可缺少的组成部分，数字建筑、数字城市、数字设计、数字生活、数字时代、E-商业等等一系列前面加了数字（E是Electronic的缩写）的概念接踵而来，往往令人们应接不暇。不管建筑师们、规划师们以及建筑理论家们是否认识到缉私案及对建筑设计产生的影响，数字技术都在越来越多同时也越来越快的影响到我们生活和工作的每一个角落，在建筑和城市设计过程中，数字技术所涉及的方方面面不仅是建筑师必须考虑的重要因素，也是建筑设计自身的一个重要组成部分。

一、数字时代下建筑设计过程的变化

建筑设计构思发展过程的创造性阶段通常包括分析、综合、评价等。在以往的传统设计中思维方式总是图示信息为主，因为具体对象不同、不同的设计阶段，以至于抽象化的程度也有差异。在不同的设计阶段中，所表现的特点也各具特色。因为传统设计思维方式受二维媒介（以“图纸”为代表）的限制，因此通常用三维设计来对二维进行表达。专业图示语言对设计的过程方法与表达方式有具有较深的影响，一般指：平、立、剖面图，以及轴测、透视等。不同设计阶段中，如按部就班的进行手绘图纸到施工图纸，在这个设计阶段中这一进程是线性的、单向的，因此一旦有环节出现偏差、需要反复修改，就会加重成本消耗，并且难度加大。导致这种可避免的失误是因为不同的设计工作相对割裂、各自为政，从信息的搜集和使用到图纸的编绘整理再到相关专业的配合反馈等，都会耗费大量的时间和精力。

当前的技术手段，包括数字建模技术、通用集成模型和网络协作等，为建筑师提供了新的起点。尽管纸张仍将延续相当长的时间，但数字技术可以真正实现三维空间和整体性的信息模型。在这个层次上，数字技术可以真正做到辅助设计，非辅助表现。数字技术在建筑设计上的应用虽然短暂，但带来的变化缺非常惊人，而且逐渐趋于成熟。从早期的方案设计图、施工图的绘制到三维建模、影像处理，再到动画、虚拟现实，以及建筑信息模型的建立，其主要功能不是要削弱建筑师创造性的活动，而是通过数字技术的优越性，把富有创造才能的建筑师从大量繁琐的重复工作中解脱出来，有更多的精力从事与建筑创作。

由此可见，新兴的数字技术在各方面正以不可阻挡之势促进建筑学自身、建筑学与社会之间乃至社会生活及社会结构等各方面不同层次的变革。

二、数字时代建筑设计方法的变化

1.数字化建筑设计模式中的衍生式设计模式

在过去几十年里，计算机与数字化技术的发展给当代的建筑及其设计和建造带了来一系列的冲击，更引发了建筑学自身、建筑学与社会之间乃至社会生活及社会结构等各方面不同层次的变革。数字化建筑设计模式中的衍生式设计是根据传统的设计模式来进行定义的，所谓衍生式设计就是根据一个固定的参数值来进行运算，从而衍生出不同的设计解决方案，由于设计方案的不同进而产生不同的设计效果，每一种设计方案都会有其相对应的独特的设计效果。根据设计效果的不同可以把衍生式设计设计出来的建筑物分为几何建筑形体和非几何建筑形体，在此基础上数字化设计模式中的衍生式设计分为规则几何式衍生和自由流动式衍生。

1）衍生式设计的规则几何衍生模式

衍生式设计的规则几何衍生就是建筑主体为一个规则的几何图形，而建筑设计的内部为各种丰富的图案，由各种丰富的图案组合而成的几何形体更具审美价值，这种几何形体与衍生形体的组合，使得建筑整体统一而又变化丰富。我国现代建筑中的国家游泳中心（水立方）采用的就是这种设计模式，建筑的外部形体设计成一个规则的长方体，而建筑的表面是基于水分子结构衍生的各种丰富图案的组合，这些丰富的图案不仅具有美感，同时与建筑的结构本身融于一体，使得整个建筑成为一个规则而又丰富的长方体。

2）衍生式设计中的自由流动式衍生

我国现代建筑中的中央电视台总部大楼也是这种衍生式设计的成功案例，建筑通过形态置换（两个Z的变形）形成一个新的建筑形体，使得建筑的整体形态带有强烈的雕塑感，更具结构美感，更具视觉冲击力。

2.数字化建筑设计模式中的性能驱动设计模式

数字化建筑设计中的性能驱动式设计就是以性能作为整个建筑物的设计出发点。众所周知，数字媒介有非常多的优点：精确性、高效性、智能化和集成化。数字技术对传统的空间图示方法的影响，除了使建筑师具有更加直观和接近现实的抽象思维之外，更重要的是，可以突破习惯性的设计规律，真正使建筑师在技术获得突破和创新，有可能发现诗意的造型追求。设计者在进行建筑物设计时将个人的设计风格和建筑物的实用性有机的结合在一起，整个建筑物的设计要涉及到技术、经济文化等各个领域，保证建筑物良好的实用性能。

中国国家大剧院采用的就是这种性能驱动设计的方式进行设计的，为了更好的满足听觉效果，将整个大剧院设计为一个巨大的半椭球形，建筑内部作为主要使用空间的四个剧场既各自独立又通过空中走廊联系紧密，各个剧场内的天花板和墙面均是根据性能要求设计，通过不断调整每个目标点的参数，得到最合理的天花板及墙面的形态，最终达到了较高的建筑声学要求。

3.数字化建筑设计模式中的一体化设计模式

数字化建筑设计模式中的一体化设计模式实质上就是衍生式设计和性能驱动式设计的综合，是性能和造型的一种综合性设计，这种设计要兼顾建筑物良好的性能和视觉上的美感。

一体化设计模式在我国现代建筑设计中的经典案例就是广州歌剧院（圆润双砾），建筑的外部形态和内部空间均展现了极好的自由度和流畅度，设计者即是采用“一体化”设计，通过对各组成部分参数的不断调整和完善，得到符合设计要求的自由流动式表面，同时采用性能驱动设计，着重考虑建筑结构以及内部使用所需满足的声、光效果，通过计算机的精确分析，最终造就了这幢功能和形式俱佳的建筑物。

作为数字技术在建筑专业领域的典型应用和发展方向，建造施工阶段的土木工程信息模型试图通过建立高度集成的专业信息系统，连通不同阶段不同相关专业之间的信息断层，统一专业信息交流的规范和标准。当然，数字技术对建造的有力支持，会反过来影响和改变设计过程，而一些新理念的引入和实施，会使建筑师们对设计和建造的关注面向建设项目的整个生命周期，实现对环境保护、材料土地资源、能源利用等可持续发展方面的长远效益和整体利益的考虑。

结束语

总之，数字化建筑设计模式在现代建筑设计中具有重要意义，因此，我们在数字时代下必须重新思考我们过去已经习惯的设计方法。通过将计算机的内在处理过程客观化和物质化，去积极的使用数字科技，利用计算机应用程式执行与思考建筑设计的发展，而不再只是把计算机当成取代徒手的绘图工具。

参考文献

[1]杨姝扬 牛健：《数字化建筑设计模式与应用》，《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》，2011年30期

[2] 王大海.肖建华.关于虚拟建筑是基于建筑物或规划图的蓝图分析[J].城市建设理论研究（电子版），2014（08）

[3] 邬月林.关于城市规划仿真系统、大型工程漫游系统的虚拟现实模拟培训系统探讨[J].城市建设理论研究，2013（09）.

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