数字化技术在建筑设计中的应用研究

数字化技术在建筑设计中的应用研究

郭建芬

广东天元建筑设计有限公司  广东佛山528000

摘要：随着科技技术不断提升的过程中，数字化技术应用而生并且在各个领域中得到广泛应用，面对这样的形势建筑行业也紧跟时代步伐。建筑行业作为我国核心支柱产业之一，建筑的智慧化设计已成为推动行业数字化转型以及高质量发展的重要抓手，也是智慧城市建设的重要组成部分。文章试图从解读智慧建筑的内涵切入，探讨建筑智慧化设计对智慧城市发展的重要性。文章对从事建筑智慧化设计以及智慧城市相关基础研究和工程实践提供了科学依据。

关键词：数字化转型；智慧化；建筑设计

引言

工业革命后，人类社会的工作方式从大机器生产转向计算机控制，社会文化也从传统文化转向数字化，数字技术正在以其自身无所不在的渗透性与适应性延伸至我们工作和生活的各个领域。随着数字技术的飞速发展，当前社会中建筑功能、形态及空间维度等都发生巨大改变，数字技术已成为建筑领域中不可漠视的手段与媒介。与此同时，清华大学、东南大学、华南理工大学等高校的建筑学院设置面向信息时代的数字技术应用和研究的建筑学培养计划和教学体系。

1数字技术的内涵

数字技术是一种新的技术，其应用范围非常广泛。数字技术的功能主要是为了解决建筑工程的运营管理、设计表现等。目前，在建筑设计中，运算、沟通、表达等都将与数字技术相结合。在设计操作中，复杂建筑设计运用数字技术对相关的资讯进行分析，以数字技术为依据，对仿真环境进行探索，进而讨论设计的表现形式。整个设计流程都是基于设计操作，在完成了二维建模之后，再用模型来表达设计理念。在设计交流中，运用数字技术来传达设计成果和设计方案，并与其他设计人员、业主进行沟通，从而获得好的建议。

2数字技术时代下建筑设计发展的未来趋势

在目前的数字化时代下，先进的科学技术对人们的生产生活方式造成了极大的影响，促使生存行为产生了较大的变化，以此推动了建筑设计的创新发展。在现阶段，数字技术的应用促使建筑实体空间逐渐转向到虚拟空间，为建筑设计带来的新的发展契机，同时传统建筑设计逐渐转向虚拟空间化，利用相应的数字化参数以及数据等构建建筑模型，能够便捷、有效的修改建筑的细部设计，继而转化为实体设计图纸，为真实建筑建设提供良好的依据和支持，完善现代化建筑体系，满足人们当前对建筑使用的各种需求，提高舒适程度和安全性。所以数字技术的应用是建筑设计发展的重要趋势，利用实体空间与虚拟空间的相互转化，提高建筑设计的可行性和合理性。

3建筑设计领域中数字化技术的应用

3.1可行性分析

数字化技术在建筑设计领域内的应用，主要目的和作用是对建筑工程项目的可行性进行分析以及预测，旨在决策之前将所规划的任务进行数字化，比如将建筑设计的各项参数进行数字信息转化，利用计算机相关设计软件开展分析、加工和处理，以便于形成完整的、系统化的方案，对存在的设计缺陷和不足采取适当的修改措施，可在后期建设过程中节省大量的投资。在实践应用时，运用计算机的数据信息处理能力来对文字和图像等文件进行高效处理，能够在建筑项目投标中提供可行性建议，避免出现重大决策失误

3.2协作设计

由于工程中的分工合作日益复杂，一个项目的运作效率主要依赖于各合作单元间的有效交换。例如，一个结构工程师也许只需要一个轴模型，工程概算师也许只需要一个零件的大小，一个零件的截面，一个平面等等。在传统的设计过程中，每当有新的合作伙伴提出新的需求，设计师就必须着手进行一张新的图纸的创作，并且在结构复杂的情况下，设计师很难保证每一张图纸都能精确地匹配。在参数化控制技术的基础上，设计师可以根据参数化控制模型，将全部技术资料输出到各个工艺图，并绘制出详细的节点。参数设计可以保证项目的设计流程流畅，在此领域中最成熟的就是DP。在DP的参数化模型中，三维环境与二维环境、部件的物理属性是紧密相连的，如果三维棋盘上的任意一处发生变化，那么二维的技术图纸和实体属性就会被自动更新。相反，也可以通过修改Excel的数据，来改变三维模型的形状。该参数化模型能从最初的概念性设计到施工建设阶段的应用，使复杂的建筑设计信息始终保持一致。

3.3AR技术

只有在大量信息数据库的支撑下，AR技术中所包含的虚拟信息才能够在真实的环境中得到加载，并针对AR技术所需的建筑信息模型，即BIM中的数据，进行提取和处理，将其转化为AR技术所需的模型。为保障这一过程的真实性和准确性，需要以AR系统为支撑，进行精准定位，以促进不同信息的叠加。当前阶段，我国的建筑从业者普遍使用经验导向的操作模式，对AR技术的运用造成了一定限制。需要积极创新AR技术，为AR技术的发展营造良好的应用环境，以促进增强现实技术在建筑领域中的运用。

3.4细部层级

在讨论建筑细部层级的绿色设计时，同样可从两方面入手:一方面，围绕设计方案中外围体系的细部构造进行优化。对此，方案设计的生态与否很大程度上取决于结构热工性能的维护质量，通常构造层次的传热系数K值越小则绿色化和低碳化越高。而在处理细部层级相关问题时，为避免某些部位产生“冷热桥”，如长期处于裸露的门窗部位等等，引发的整个外围体系性能的降低。另一方面，优化开窗、遮阳等建筑外立面元素的设计。纵观建筑外立面整个维护体系热工性能最为薄弱的环节就是开窗洞口的布置，无论是开窗大小、位置，还是用材、构造均需要充分考虑生态优化因素。而合理遮阳则是整个建筑被动节能的主要措施之一，可有效阻挡室外阳光辐射，调节空间内光分布的均匀度，也是建筑外立面设计中不可或缺的元素之一。相关研究显示，外遮阳元素的节能效率可达到10%～24%，而其造价仅占工程总造价的2%～5%，可被看作低投入、高效率的建筑被动式节能技术典范。

3.5数字技术在设计评价中的应用

建筑设计评价是我们对建筑物的功能以及物理性能的一种检测方式，通过指标的对比，检测是否满足各种光、声、节能、环保等物理要求。目前，建筑设计评价已成为建筑设计中不可或缺的一步，是寻找空间形态与各类性能合理关系的主要手段，建筑师不再依靠专业的技术顾问可对建筑方案进行评价，主要用于建筑设计评价的数字技术，包括EnergyPlus、Radi-ance、FluentAirpak、Cadna/A、Ecotect、ANSYS等。《关于数字技术在当代建筑设计中应用》中，以埃登项目为例，以数字技术对其能源、采光、通风、噪声等物理环境进行模拟检测。《建筑数字化设计与建造研究》中，对设计评价中的相关通风、遮阳、日照以及能耗模拟等软件进行了介绍。郑宋玲[7]在《当代建筑设计数字技术应用与前景》中，对设计评价阶段的Eco-tect进行详细介绍。

结语

综上所述，数字化技术的高速发展，对建筑设计工作产生了较大的影响。依托于计算机技术、云计算技术、大数据技术等，可实现对建筑数据的深度挖掘、分析、处理和应用。并借助虚拟技术和智能化技术等将现实空间与虚拟空间相互转化，在数字模型基础上再现建筑形态，根据实际需求不断完善设计细节，最终输出为建筑设计方案，提高设计效率和质量。所以在未来发展过程中，数字化建筑设计实践将会得到广泛的推广和应用，进一步推动建筑设计的创新前进。

参考文献

[1]叶志锋.在建筑设计中数字化技术的应用[J].建筑技术开发,2019,46(19):93-94.

[2]王微.数字化技术在现代建筑设计中的应用思考[J].建筑技术开发,2019,46(17):26-27.

[3]李文霞.数字技术在景观设计中的运用[J].现代园艺，2015（10）：105.

[4]石春民.建筑设计的计算机及信息化应用趋势与思考[J].江苏建筑，2018(S1)：21-22+27.

[5]吴维，吴尧．绿色建筑节能设计中的BIM技术［J］．工业建筑，2019，49(10):230－231．