数字技术对建筑设计的影响及发展趋势研究

数字技术对建筑设计的影响及发展趋势研究

【摘要】本文从建筑设计理论和方法的角度研究当前及未来的信息社会中数字技术给建筑领域所带来的影响和未来的发展趋势。数字化的进程已经渗透到建筑设计过程的每一阶段，极大改变了建筑形成的方式。

【关键词】建筑设计；数字化；信息

0.引言

随着数字技术在建筑设计中的深入发展，建筑业在设计方法、工作手段、创作思维等方面都进入了数字化时代。数字技术很大程度上影响着建筑形式及空间结构和人们工作和生活的方式的改变。本文旨在从建筑设计的角度出发, 研究如何利用数字技术解决建筑设计问题，优化建筑设计的方案，对建筑设计有着深远意义。

1.建筑数字技术的发展

数字技术是指通过电子计算机、光缆、通信卫星等设备来表达、传输和处理所有信息的技术。一般包括数字编码、数字压缩、数字传输与数字调制解调等技术。从1950年已经开始出现了用于图形为目的的计算机附件；1963年实现了将电脑绘图能力运用到建筑设计，尽管由于技术、软硬件的价格等各方面问题，当时无法投入实际应用，但计算机的强大数字处理能力所创造的计算机视觉艺术在很大程度上推动了建筑师对建筑形式美的认知。从上世纪80年代开始，数字化技术开始走向成熟，计算机辅助设计软件工业的发展促进了电脑数字影像处理与合成技术，电脑的仿真模拟和动画技术得到长足发展。随着互联网络的发展，计算机大规模的应用于建筑学领域，包括从建筑策划到设计、建造，使用的整个过程，大大提高了建筑师的工作效率。近年来，随着计算辅助设计(CAD)和计算机辅助建造(CAM)技术的快速发展，数字技术为生产建造非常复杂的构造开启了新的机遇。新的数字技术正越发强烈的改变建筑的设计思维及方式。

2.数字技术在建筑设计中的影响

2.1数字技术丰富了建筑形式

数字化模型具有的多变性和开放性，使得千变万化的设计目标汇集到建筑设计之中，让建筑显示出复杂多变的形态。数字化的应用，可使以建筑师从容地将思维模型转化为数字模型，从多角度观察建筑外观及空间构造，最大程度地实现设计理念。

2.2计算机对建筑设计的技术控制分析

计算机能够完成对工程结构技术参数的计算和图纸绘制，使用有限元分析法处理这些数字化的设计数据，可以直接分析复杂建筑结构要素的受力状态和构件属性。通过应用模拟软件温度、湿度、通风及能源消耗等各种技术指标均能实现数字化的模拟和定量分析。以此确保建筑空气通风系统设计，设备运转系统设计和声光电等技术设计具有相对精确的科学性。此外，在建筑师与客户关于设计构思交流的过程中，图纸的绘制与表现作为信息传达的中介，相较于耗费了建筑师大量的时间与精力的二维绘图，CAD绘图可以精确高速地进行面积、光照等复杂计算，能够表现逼真的三维效果。

2.3数字技术在建筑设计中的延伸

数字技术不仅可以让建筑多元化，更可实现统计功能，可以通过数字技术细化、量化建筑，将建筑的所有细节展现出来，建筑的空间、分隔状态、门窗等等。

在建筑设计中会更加注重智能化，数字技术研发人员将设计的建筑功能、指标及思路用数字技术设定为多种模式，建筑师则将某种建筑对文化、环境及应用的需求按照参数模式输入计算机后，即可产生建筑造型，也许产生的造型正是建筑师所需要的感觉，触发其设计灵感，通过对参数的修正，可以产生多种不同的建筑造型便于选择。

3.数字建筑设计的发展趋势

3.1科技推动数字建筑发展

数字建筑的发展在很大程度上受到科学观念及程度的影响。首先，科学技术的进步将推动数字技术中包括硬件和软件的发展，从而能够更加方便细致地进行建筑的建构，也能够运算更为复杂的数据，创作出更加人性化的数字建筑。其次，科技的发展同样也对建筑设计提出了新的要求。非线性研究是当代科学发展的新趋势，是以自然现象为基础进行的研究。而当前的建筑师已开始在科技领域的大背景下探索新的设计方法。创作出非线性建筑，打破了建筑原有的面貌定式，产生了分形、折叠、拓扑等形态的实体。因此，科技的发展对数字建筑有提示和促进作用，同时也给数字建筑提出要求，赋予了不断发展的科学观和认识观，给数字建筑的设计不断地指引新的方向。

3.2数字建筑的虚拟实境化

虚拟实境化的是数字建筑的发展趋势，是未来建筑师设计构思和建筑设计结束后的项目分析及评价的重要手段。在虚拟技术的三维空间中，建筑师可以全方位去观察和体验，根据建筑的功能和视觉效果做出调整和修改，使设计方案优化。此外，传统的建筑设计只能依靠固定的角度展现设计方案，具有局限性。而虚拟实境化能则够任意的变换各种角度，甚至可以查看建筑的每一个细节。这种人际交互式的方式能够让设计者和用户在三维场景中获得最直观的体验，便于更加全面的认识和理解建筑方案。建筑师可以从中得到一些真实的反馈信息，并用这些反馈信息对建筑方案进行修改和完善。利用虚拟现实技术还能对动力学、运动学等方面进行仿真，模拟施工过程中存在的物件的碰撞，发现因构件形变而导致结构破坏的问题等。模拟结果可以提高施工计划和技术的合理性和有效性，避免施工过程中发生问题。

3.3网络远程协作

网络远程协作可以通过网络进行整合资源，互相协作。能够对多个设计机构各自负责的设计部分进行共享，进行全方位的整合。在此过程中，通过网络的交流，可以远程控制进行合作，完成最终的设计。

4.结语

数字化建筑设计的出现改变了传统的思维方式和设计方法，使建筑创作思维由原本线性思维逐渐转向了更为自由化的思维模式，同时能够更好地满足建筑本身、环境、安全、经济等各方面的要求。数字技术使得建筑设计朝着科学化、数字化、多元化、智能化等方向发展，必将创造出更多更好的建筑设计作品。

【参考文献】

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［２］徐卫国.关于非线性建筑参数化设计的访谈[J].世界建筑，2011.

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