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建筑设计数字化技术运用研究

摘要:建筑设计作为工程建筑中重要的参考依据,对于建筑的实用性,环保性有着重要的作用。并且随着建筑要求越来越高,以及信息化技术的逐渐应用,数字化设计在建筑设计过程中有了更多的应用,数字化技术和建筑设计的关系越来越紧密。本文针对数字化技术在建筑设计过程中的具体方面,例如可行性,造型,构思等进行了分析,以便于数字化技术更快更好地全面应用于建筑设计当中,实现建筑行业的快速发展,并为国家经济建设注入新的活力。

关键词:建筑设计;数字化技术;运用研究

1建筑设计的具体含义

建筑设计,顾名思义就是在进行建筑的具体建设之前,针对具体的设计要求,外观等来将建造过程和建筑建成后使用时的一些问题来进行针对性的设计和解决,利用方案,图纸及文字等形式来提出解决问题的具体方法。同时,建筑设计也是在具体施工过程中需要参考的依据,利用图纸和文字指导施工过程。只有尽可能详尽的建筑设计方案才能让建筑建造过程保持在一定的成本和预算范围内,且建筑过程保持稳定有序,并且建筑落成之后具备良好的使用性能。近些年来,随着经济和科学技术的不断发展,在进行建筑设计时包含的理念和设计方法也越来越多,传统的建筑学和人工智能、节能环保等专业有了更深的结合,且设计时需要使用到更多的设计方法,而且具体施工过程中需要更多专业人员进行协调,保证工程的有效推进。

2建筑设计的积极意义

2.1建筑设计能够有效促进区域经济发展

建筑设计作为根据客户提出的要求而设计出的图纸,对于某一地区的经济发展水平和思想观念都有着具体的体现。并且优良的建筑设计能够在有限的空间中满足不同的功能,来让空间利用率得到提高。而且随着地区经济的发展,在该地区内可承载的建筑越多,会利于该地域的经济发展。同时,高品质的建筑设计让地区划分为不同的功能区,来保证日常生活的有序进行。在这一过程中,城市规模能够得到充分地扩大,让区域的经济得到发展,并且具备更大的发展潜能。

2.2建筑设计能够反映人类文明并促进文明发展

建筑设计的过程中包含了设计者对于文化的思考,并且反映了当前时代的一些思想特征,集合了当前时代文化、艺术、思想、建筑理念等多方面的思想。因此,建筑设计的完成也是对于人类文明的体现,并且由于建筑设计和时间相比存在一定的滞后性,因此一些有特点的建筑会运用到当前时代最好的技术,并且反映了时代下的最高的科学和技术的成果,并且由于建筑的长久性,已建成的建筑能够在之后很长时间内影响后人的审美观念,并让后人认识到某一时代的建筑特色及文明发展情况。而且建筑设计对于某一地区的空间进行了合理的规划和建设,让建筑能够反映出城市发展的特色和水平,进而促进人类文明的进一步发展。2.3建筑设计能够服务社会发展和人类需求建筑设计作为工程建筑的重要环节,其主要目的是建造出具备一定功能和实用性的建筑,进而满足人类的居住和使用需要。因此建筑设计要以人为本,满足人类的生理需求和心理需求,让建筑能够为人类的生活带来便利和享受。并且建筑设计在成为真正地建筑之后也会反过来影响人们的日常生活,色彩明丽的建筑风格会给人带来愉悦的心理感受,而灰暗低沉的建筑风格会让人感受到压抑,不利于人的身心健康。因此在进行建筑设计时要注重不同的人的需要,针对具体的服务对象来进行建筑设计,让建筑能够满足人类的需求。同时,建筑设计还可以服务于社会发展:例如,盲道的设计,公共厕所的残疾人专用厕所,都反映了建筑设计能够服务于社会的发展,促进人类社会的和谐文明。

3建筑设计中应用数字化技术的意义

3.1数字化技术的含义

数字化技术是借助电子设备将大量的信息,例如声音,画面,文字等转化为电子计算机中的数字信号,进而能够储存在电子计算机中,并随时进行处理、传送、还原、传播等的一种技术。数字化技术处理信息的过程中需要利用到电子计算机来进行数据的整理和编译,也被称之为计算机数字技术。随着信息化时代的到来,电子计算机技术突飞猛进,也为数字化技术的广为应用带来了便利。数字化技术相较于传统的信息处理方式,信息量的储备容量,处理速度有着几何式的增长,并且占用空间也大大缩小,极大地提升了工作效率,让社会发展发生了翻天覆地的变化,经济得到了快速的发展。

3.2数字化技术为建筑设计带来的积极影响

(1)有利于建筑效果的立体化。传统的建筑设计往往是通过手工绘画来完成建筑的各方位视图的绘画,进而完成对于建筑的整体设计和局部设计,不但工程量巨大,且不利于施工人员直观的认识建筑的具体结构,对于后续建筑项目的有效建构造成多方面的制约。而利用数字化技术,设计人员在进行设计时,可以通过Revit等软件来进行方案的三维模型建构来更好地展示设计中的细节,并通过不同视图来展示建筑的具体特点,极大地提升了设计方案的直观度,有效地降低设计中可能出现的偏差。此外数字化技术的应用,设计人员和施工人员可以在任意剖面上进行剪切和观察,方便观察建筑的内部结构,同时设计人员也可以更大程度的进行对于细节的设计,展现出自己的设计理念和艺术水平,进而体现出自己的设计水平。(2)有利于建筑设计形式的多样性。在建筑设计的前期阶段,设计人员往往通过手绘草图的形式来进行方案阶段的概念设计,在前期方案通过论证后,设计人员便要凭借设计草图来进行下一步更为具体的方案构思,这就要求设计人员有较强的工作能力及丰富的工作经验,同时还要承受较高的工作难度。这就导致很多设计人员在设计过程中将原有的建筑方案区域简单化,不能充分表现出设计之美,艺术之美。而现在设计人员利用诸如Grasshopper等软件可以将复杂的图像和数据进行简单化的处理,并且可以通过输入参数来完成建筑的初步设计,之后再进行细节部分的设计;同时,设计软件也产生大量的随机图形和立体结构,能够让设计师获得一定的启发,激发灵感,可以让建筑设计形式更加多样。(3)有利于建筑设计参数的准确性。利用数字化技术完成建筑设计,不仅能极大地提高设计效率和施工效率,也能让建筑设计的结构参数更加的准确。当前,在我国建筑设计领域,已经大范围地开启了应用CAD、Revit等多种设计软件来完成图纸的绘画和建筑结构的构建的时代。其中以Revit软件为例,各个相关专业的技术人员可以在设计前期对各专业基于同一平台构建的建筑信息模型进行碰撞测试,生成相关问题数据,进行更有针对性的修改,保证最终图纸设计参数的准确性。同时,设计人员还可以利用相关软件如Ecotect等,对三维的建筑模型模拟不能在真实世界中进行操作的相关数据分析,如建筑能耗分析、日照分析等,可以在具体建造之前,对建筑设计参数进行更大程度上的完善优化。使建筑在不同的外界环境中保证最佳使用状态,在节能环保的前提前调节室内环境,保证室内环境适宜。(4)有利于施工过程的工程质量保证。利用数字化技术可以有效提高施工过程的工程质量,进而能够完成建筑设计的要求,保证建筑的安全性和实用性。利用实时监控系统可以对建造过程中的每一个环节和建成之后建筑的使用情况、零部件状况进行监控,来保证建筑建造过程中的质量以及之后使用过程中的维护和保养。同时,实时监控系统中的数据可以被开发商、设计师、施工方以及物业管理人员共享,保证信息通畅,随时可以进行交流沟通,并且针对出现的问题进行精准解决,延长建筑的使用寿命和年限,让居住人员可以生活在更好地环境当中。(5)有利于建筑的智能化发展。当前,随着信息化技术的发展,人们已经进入了智能化社会,同时社会各界对于环保也越来越重视,设计人员利用数字化技术,可以自主选择在建筑设计过程中引入部分智能设备,通过数字化技术让智能设备更好地协调发挥出自身的作用,进而完成智能化建筑的建造。例如,可以在建筑设计过程中加入气温感知设备,将其与通风设备和中央空调进行连接,通过感知外界气温,当温度适宜时打开通风设备,当温度过高或者过低关闭通风设备,打开中央空调调节温度,完成建筑内的智能化温度调控。

4将数字化技术应用到建筑设计的具体方法

4.1利用数字化分析研究建筑项目可行性

利用数字化技术,通过电子计算机可以分析建筑项目的建造的可行性以及成本方面的控制。电子计算机不但可以对建筑设计中的一些结构进行创新型的设计,也可以验证该创新设计是否具备实用性以及安全性,进而促进建筑设计方案的改进,同时利用数字化技术也可以对于项目投标过程中的建造成本,建造可行性等进行分析,进而保证建筑工程可以安全有效地推进。利用数字化技术分析建筑项目可行性,需要研发出相关配套的软件,硬件,现有的建筑设计的相关数字化技术都存在着一定的不全面之处,无法充分综合建筑的结构,成本,周边交通,经济等来对建筑设计进行全面的分析和改进,因此对于建筑项目可行性的预测和而判断还不够准确,这需要之后数字化技术进一步地发展来完善这些问题。

4.2利用数字化技术来完善建筑设计的初步设计

以往的建筑设计过程中,往往是设计师以客户提出的要求以及建筑物所在周边环境为基础,之后根据自己的设计理念来完成对于建筑物的初步构思和设计,勾勒出建筑物的基本雏形,之后再进一步完善建筑物当中的细节部分和具体结构。这样的工作方式使得初步设计较为简单,且对设计师的空间想象能力要求较高,而且工作效率低,给建筑设计的改进带来了一定的难度。而利用数字化技术,通过电子计算机来进行初步设计工作,提高了绘图效率,并且可以让设计师从立体角度来观察设计图纸,将自己的设计理念进行更好地体现。同时在方案后期的调整阶段,设计师可通过调整前期建造的模型参数来更加高效地完善建筑形体效果和内部细节。

4.3利用数字化技术完成对于建筑设计方案的改进

初步设计完成之后,设计师可以通过不同的建模及表现软件完成设计的细节方案的设计以及各个结构的分析,确保建筑的质量和建造可行性,并对一些不合理不完善的地方进行改进。除此之外,设计师还可以通过CAAD等软件来评估建筑设计中的一些量化性指标,确定建筑物内部环境及外部环境的稳定性,让建筑物在实际使用过程中更好地发挥自身作用。

4.4利用数字化技术对建筑进行技术性分析

在常用的建筑设计软件中,例如CAAD中,为设计师绘图提供了多种模板以及不同形态的结构,来方便设计师对于建筑的设计工作,并且设计师也可以利用软件中自带的工具对于现有的结构来进行剪裁、拼接、组合、来完成自己的设计工作,或者也可以自己来重新设计新的结构,这为设计师的工作带来了极大地便利。并且,设计师在之后对于设计图纸进行改进时也可以通过选取不同的结构,减少工作量,保证建筑设计工作的有效开展。除此之外,系统还会自动记录设计过程,当设计师发现设计错误时,可以在设计过程中查找出错的步骤,进而完成设计的改进。

4.5数字化技术为建筑设计带来了新的角度

利用数字化技术可以让设计师在进行建筑设计的学习和设计时更好借鉴先前成熟的建筑实例,数字化技术能够将一些传统历史建筑进行立体结构上的剖析,并将其记录在软件当中进行重现,让设计师在学习时能全面的认识一些名建筑的特色之处并进行学习,在这一过程中设计师的基础和思路得到了开阔,打开了眼界,同时也为传统建筑的保护带来了便利,可以让建筑设计行业的从业人员水平得到极大地提高。

4.6利用数字化技术也要保持独立思考能力

数字化技术的使用确实为建筑设计带来了很多的便利,让设计师在进行建筑设计时的工作效率和创新性得到了极大地提高。但是也要注意到数字化技术的引入让建筑设计更容易陷入形式主义的怪圈,空有华丽的外表和绚烂的色彩,却忽略了建筑的实用性和文化内涵,使得建筑设计成为简单地图形堆砌,对于建筑设计行业的长远发展极为不利。因此设计师要认识到,建筑设计不是简单地图形,立方体和结构的推起,还包含着当下时代人们的审美观念,文化观念等,反映出了人们的文化认知水平。设计师利用数字化技术完成建筑设计时也要时刻秉持自己的设计理念,将文化内涵,精神内涵融入建筑设计中,保持自身思维的独立性,让设计出的建筑更加具有人文气息。

5结论

信息化时代的到来,数字化技术已经在许多领域有了广泛地应用,并且对于建筑设计行业带来了很大的影响。数字化技术可以极大地提高建筑设计的创新性,提高工作效率,保证建筑设计的精确度,施工的准确度以及智能化建筑的建设。数字化技术会促使建筑设计工作进入新的时代,因此要利用数字化技术来完成建筑的初步设计并分析建筑的具体可行性,对于建筑方案进行改进和技术性分析,让建筑设计行业得到长远的发展,进而促进国家的经济增长和社会发展。

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作者:张晓宇 单位:聊城大学建筑工程学院

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