数字化建筑设计模式

数字化建筑设计模式

摘要：近年来科技的进一步发展，使建筑行业迎来了新的发展时期。在现代化发展的社会中，数字化被广泛应用到人们生产、生活的各个方面，建筑工程设计也吸收了数字化的优势，加强了现代建筑工程的质量与智能化发展。本文着重对数字化设计的模式进行研究，深入理解数字化设计模式。并针对这些模式的不同特点进行深入分析探讨，从而使建筑物更加具有审美价值和感官享受，使建筑物形态向多元化发展，达到优化建筑设计理念的效果，从而推动数字化建筑设计模式在未来的建筑设计发展中得到更为广泛的应用。

关键词：数字化；建筑设计模式；

数字化作为一项新技术在现代建筑发展中得到广泛应用，例如数字化建筑设计、多媒体数字建模和表现、建筑信息化模型、建筑新型表皮等，这些技术都在各个方面影响着现代建筑技术的发展。数字化建筑设计模式不仅仅需要满足现代实用性要求，而且能使建筑物拥有更高的审美价值以及舒适度空间使用。根据不同的设计特点和设计理念，可以将现代数字化建筑设计模式分为性能驱动设计模式、衍生式设计模式以及一体化设计模式，根据每一种设计模式的不同，分析它们在现代建筑设计中的作用。

1、数字化简介

数字化是结合许多复杂多变的信息，使之转变为度量的数字、数据。通过对这些数据的分析建立合理的数字化模型，从而转变为二进制代码输入计算机内部进行统一处理。如今信息化时代的到来，对信息的数字化的研究也越来越受到关注。在早期对数字化的研究处于非常繁琐的阶段，由于总是对一系列的的数字进行验算、拆分进行函数运算。计算的时间长、准确性也难以保证，数字化的使用受到很大的制约，现代计算机技术的发展为数字化发展带来了技术支持和革新。

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，是以强调性能作为整个建筑设计的出发点。设计者在进行建筑设计时，将个人的设计风格及设计理念融入建筑物的功能之中，通过使两者有机结合在保证建筑物美观具有设计感的同时，又能保证建筑物的实用性。达到这样的设计目的需要涉及到技术、经济文化等各个领域的相互配合，以保证建筑物的实用性能。我国国家大剧院采用了这种性能驱动模式进行整体设计。考虑到建筑物的使用性质，为了保证剧院中各个剧场之间的隔音效果，整个大剧院设计成一个巨大的半椭圆球形，建筑内部设计在保证主要使用空间的四个剧场独立的同时，又通过空中走廊保持紧密联系。天花板和墙面都根据声学性能要求借助专业软件进行模拟设计，通过不断调整每个设计点的参数，得到最为合理的天花板及墙面设计方案，达到符合建筑声学要求的效果。

性能驱动式设计主要以突出性能设计为出发点，它最初是使用在汽车、飞机等制造领域。由于它涉及到社会、文化、技术以及经济等多个领域，在保证建筑设计师的个人设计风格的同时，还需要考虑建筑的实用性、环境质量和建筑物本身的完整性。性能驱动设计是建立一个属于建筑物的小环境，自给自足满足建筑物自身的需求。只要通过输入相应的数据参数就能调整室内的相关功能，例如调节天花板的光照参数，只要输入相应的数据就能调整需要的天花板光照程度。对影响室内因素的降水、风力等情况，也可以进行数据的输入计算。利用自然光和自然风力状况，在保证低消耗的同时，还能创造一个舒适的室内环境。

3、数字化建筑设计模式中的衍生式设计模式

数字化设计模式中的衍生式设计模式是通过传统设计模式演化而来，衍生式设计模式是根据设置一个固定的数值进行运算，从而得出不同的设计解决方案。由于设计方案的不同，产生的设计效果也不相同。因此根据不同的设计效果，将衍生式设计出来的建筑分为几何衍生式模式和非几何衍生式模式两种建筑设计效果。

（1）衍生式设计的几何衍生模式。衍生式设计的几何衍生式模式是建筑主体是一个规则几何图形，建筑设计外表皮和内部有各种丰富的图案，由各种图案组成的几何形体非常具有审美性。通过几何形体与衍生形体的组合，会使建筑整体具有独特的建筑特点。奥运场馆建筑水立方就是采用了这种建筑设计模式。从外形上来看，它的建筑整体是一个规则的长方体。然而建筑物表面基于水分子结构衍生出各种不同的、丰富的色彩、图案，这些图案不仅具有美感而且融合在建筑物主体之中，使建筑物成为一个丰富多彩的规则长方体。

（2）衍生式设计中的非几何衍生式模式。衍生式设计中的非几何衍生式模式是一种预想中的建筑设计形体，经过收缩、旋转、扭曲变形等形状的相互置换进行预想置换，从而衍生出一种全新的设计形态。然而预想中的设计形态与全新的设计形态会有非常大的差异。在我国的现代建筑设计中，运用到这一设计方式的建筑物有上海环球金融中心。该建筑最初设计者预想出的建筑设计形体是一个竖立的长方体，采用顶部与底部两侧相互收缩的方式，形成如一把军刀形状的新型建筑形体。使整个建筑物体现出一种独特造型的同时增加建筑物抵御强风侵袭的能力。

4、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本质上是指结合性能驱动设计模式和衍生式建筑设计模式的特点，形成性能和造型一体化的一种综合性设计。这种设计综合建筑物良好的性能和视觉上的美感，达到建筑设计一体化的效果。一

体化的设计模式，在我国现代建筑中的典型例子是广州歌剧院，建筑的外部形态和内部空间均展现出了极强的设计感以及自由流动式的表面形态。设计者采用一体化的设计模式，通过对各组成部分参数的调整与完善，得到符合设计要求的建筑物表面自由流畅感。在达到较好的外形设计要求的同时，采用性能驱动设计，注重考虑建筑结构以及内部使用所需要的声、光效果，通过数字化计算进行精准分析，最后形成了这栋功能性以及建筑外型设计感俱佳的建筑物。

一体化设计又被称为“衍生式多重性能驱动式设计”，从理论上讲它是前两者设计模式的综合。但是通过实际运用过程来看，一体化的设计运算模式却不是两者模式的简单相加之和。一体化设计包含了建筑造型与建筑性能一体化与多重建筑系统一体化。造型与性能的一体化可以说是，结合了衍生式建筑模式与性能驱动式建筑模式的特点。但是多重建筑系统一体化，却是一体化设计模式独有的特点，它决定了建筑设计对外在制约条件的处理。如果把这一类制约条件作为一个系统，那么一体化设计模式就是解决这方面问题的设计方法。

从理论上出发，一栋高层建筑在输入其主要的数据，例如场地的长、宽度和建筑物的几何形态包括它的高度、平面形状及核心筒大小等。不仅能实现能源的自给自足，而且还能将多余的电力供给周围的建筑物使用，那么数字化建设就达到了另一个发展高度。由此可以看出衍生式设计模式主要注重建筑物的形体设计，注重提高建筑物的外表形象，形成丰富的形态设计感。性能驱动模式设计主要注重建筑物的使用价值，重点在于突出建筑物的功能设计。一体化建筑设计既注重建筑物的外形的审美性，也能做到提高建筑物的功能性设计。

结束语：

现代建筑设计不再是设计师一时的设计灵感，现代建筑设计更注重功能性的体现。数字化建筑设计模式的出现，实现了建筑形态设计与现代建筑性能要求相结合的特点，在未来的建筑行业中具有非常广阔的发展前景。

参考文献：

[1]杨姝扬,牛健.数字化建筑设计模式与应用[J].辽宁工程技术大学学报,2011(6)

[2]肖鹤.浅析一体化建筑设计模式对建筑形态的影响[J].城市建设理论研究,2012(14)

[3]吴晓，虞刚.关于数字化技术在当代建筑设计中应用的再思考[J].建筑学报，2007(5)