數(shù)字化建筑設(shè)計中的適宜技術(shù)應(yīng)用研究

王 瑞/中國核電工程有限公司鄭州分公司

數(shù)字化建筑設(shè)計中的適宜技術(shù)應(yīng)用研究

王 瑞/中國核電工程有限公司鄭州分公司

當(dāng)今全球正處于數(shù)字化的信息時代，數(shù)字化技術(shù)也不斷在建筑設(shè)計中加以應(yīng)用，得到建筑設(shè)計師的青睞。建筑師應(yīng)該從適宜技術(shù)出發(fā)，來不斷探索數(shù)字化設(shè)計與地域文化相結(jié)合的新型道路，這也是當(dāng)前中國的建筑師在進(jìn)行數(shù)字化建筑設(shè)計探索中應(yīng)該堅持研究的重要課題。本文將簡單分析數(shù)字化技術(shù)對建筑設(shè)計的影響，然后研究如何在建筑設(shè)計當(dāng)中廣泛的應(yīng)用數(shù)字化適宜技術(shù)，希望能對有關(guān)人士有所幫助。

數(shù)字化建筑設(shè)計；適宜技術(shù)應(yīng)用

導(dǎo)言

“數(shù)字化”時代的最大特點來自Computer與Internet的特有性質(zhì)，自20世紀(jì)末以來，它們的迅猛發(fā)展讓人類社會快速步入“數(shù)字化”時代。截至目前，數(shù)字信息正從各方向影響著人類社會的生活與進(jìn)步。數(shù)字化技術(shù)在建筑中的應(yīng)用廣泛，且意義重大。從建筑設(shè)計最初時期的思想構(gòu)思，到設(shè)計方案實施時，項目的優(yōu)化，以及在施工過程中的項目管理，其作用功不可沒，且潛力巨大。

一、概論

1.數(shù)字化技術(shù)內(nèi)涵。

數(shù)字化技術(shù)所依托的技術(shù)就是計算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它把所收集到的全部信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，利用數(shù)字信號形式存儲到相應(yīng)的計算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，最后通過計算機(jī)實現(xiàn)技術(shù)處理，然后利用網(wǎng)絡(luò)來傳送。數(shù)字化技術(shù)絕對不是簡單思想觀念，具有很多方面的內(nèi)容，計算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促使信息流作為相應(yīng)的信息載體和媒體技術(shù)慢慢取代了相應(yīng)的物質(zhì)流，有效提升了信息交換效率，降低資源消耗。

2.適宜技術(shù)概述。

建筑數(shù)字化最終都是要指向建造的，數(shù)字化為建筑師提供了更為廣闊的設(shè)計思路、更加豐富多樣的建筑形態(tài)生成邏輯以及視覺效果更加具有表現(xiàn)力的非線性空間表現(xiàn)形式，但是同時建筑師也面臨更多的包括材料、結(jié)構(gòu)以及施工等等在內(nèi)的各種問題，為了盡量避免因為錯誤估計了建筑技術(shù)的可行性而導(dǎo)致建筑成果不理想的慘狀，冷靜而理智的對待建筑技術(shù)與數(shù)字化設(shè)計相適應(yīng)是每一個建筑師都應(yīng)該具備的素質(zhì)。在對傳統(tǒng)的發(fā)展觀與現(xiàn)代技術(shù)的不斷交鋒與反思中逐漸形成了適宜技術(shù)理論，適應(yīng)環(huán)境、最大程度的發(fā)揮出技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益是未來建筑設(shè)計技術(shù)發(fā)展的大趨勢已經(jīng)在建筑行業(yè)得到了共識。

二、建筑適宜技術(shù)的設(shè)計方法

1.設(shè)計先于建造的思維模式。

適宜技術(shù)的設(shè)計要求設(shè)計者在設(shè)計階段就要考慮到建造的技術(shù)要素，同時應(yīng)該以建造的技術(shù)手段作為方案設(shè)計的主要出發(fā)點之一。例如建筑師卡拉特拉瓦使用建筑結(jié)構(gòu)作為設(shè)計立意的出發(fā)點、瑞士的建筑師卒姆托則使用建筑材料以及建筑的細(xì)部構(gòu)造作為立意出發(fā)點、日本的建筑師坂茂則使用了以紙板為代表的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)作為建筑設(shè)計創(chuàng)作的出發(fā)點。

2.此時此地的設(shè)計策略。

此時此地的設(shè)計策略主要是一種面對現(xiàn)實條件看待建筑設(shè)計的態(tài)度，而不是出于對于某種形式的偏愛來做設(shè)計。這種設(shè)計態(tài)度反對教科書式的規(guī)則以及方法，倡導(dǎo)應(yīng)該將當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)條件的差異性納入建筑表現(xiàn)中的一部分來。我國建筑師劉家琨的本土實踐“鹿野苑石刻博物館”就是一個非常典型的立足于適宜技術(shù)的此時此地設(shè)計策略的例子。在初設(shè)設(shè)計中，他希望利用清水混凝土一樣的做法來表現(xiàn)石刻的主體，但是當(dāng)?shù)氐氖┕と藛T因為學(xué)歷經(jīng)驗限制不能很好的理解清水混凝土的施工工藝，沒有辦法進(jìn)行整體現(xiàn)澆混凝土承重墻，所以只能采用非承重的清水混凝土墻與頁巖磚相結(jié)合的方式進(jìn)行施工，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厥馇闆r創(chuàng)造性的發(fā)明了新的施工方法。

3.保持對新技術(shù)的敏感性以及技術(shù)創(chuàng)新的自覺。

因為建筑行業(yè)本身具有的滯后性的特點，所有嚴(yán)格來說目前在建筑上面使用的技術(shù)都不能夠算作高新技術(shù)，所以建筑行業(yè)所說的新技術(shù)可能已經(jīng)其他行業(yè)里面的低技術(shù)了。因此在有跨界交流的時候，不難發(fā)現(xiàn)其他許多行業(yè)里面的技術(shù)其實距離建筑行業(yè)并不遠(yuǎn)，有些比較高級的方法，只要做好適當(dāng)?shù)臏贤ㄅc交流，實際上能夠為建筑服務(wù)的可能性還是很大的，并且往往都能夠取得意想不到的結(jié)果。

三、數(shù)字化建筑中適宜技術(shù)的應(yīng)用

1.注重適宜技術(shù)在建筑設(shè)計構(gòu)思階段的思考。

在建筑設(shè)計構(gòu)思階段考慮適宜技術(shù)對整個項目的最終完成度都有著非常重要的作用。技術(shù)手段的考慮并沒有限制建筑設(shè)計方案的想象力，反而是從實際問題出發(fā)、從實際的適宜技術(shù)角度出發(fā)來進(jìn)行設(shè)計，往往會帶來更好的設(shè)計立足點和創(chuàng)意出發(fā)點。目前我國的設(shè)計行業(yè)因為種種原因仍然存在設(shè)計與技術(shù)脫節(jié)的現(xiàn)象，因為技術(shù)工藝無法滿足設(shè)計要求而導(dǎo)致的臨時變更設(shè)計的情況屢見不鮮。所以就要求建筑師應(yīng)該能有一個設(shè)計與建造的整體觀，真正的實現(xiàn)功能、形式以及技術(shù)的統(tǒng)一。

2.挖掘數(shù)字化設(shè)計的潛能。

如今前沿的建筑技術(shù)已經(jīng)處于領(lǐng)先地位了，從建筑手段上的機(jī)器人裝配、3D打印以及新型的建筑材料的出現(xiàn)，都昭示了新的數(shù)字化范式的到來。目前來說國內(nèi)大多數(shù)的設(shè)計師都正在或者曾經(jīng)經(jīng)歷過從傳統(tǒng)到新工具方法使用的轉(zhuǎn)變期，在進(jìn)行設(shè)計的時候也總是愿意賦予材料不同的情感，來讓材料能夠傳達(dá)與其本身相應(yīng)的優(yōu)雅及特性。在設(shè)計構(gòu)思階段充分考慮材料的性能，不僅僅能夠找到更加經(jīng)濟(jì)合理的建筑形式，同時也能夠賦予材料更加真實性的表達(dá)，增強(qiáng)建筑設(shè)計的表現(xiàn)力。建筑師應(yīng)該通過長期的實踐來增強(qiáng)自身對建筑物的理解，更好的挖掘數(shù)字化設(shè)計的潛能，做出更加具有創(chuàng)意也能更好的落地的建筑設(shè)計作品。

3.挖掘易建幾何形式的表現(xiàn)力。

建筑的易建性指的是建筑設(shè)計使得建筑施工能夠相對建議，一般來說具有三個基本原則，分別是標(biāo)準(zhǔn)化、簡易化以及集成化。利用好數(shù)字化設(shè)計的工具優(yōu)勢，在傳統(tǒng)的歐式幾何中由直線、折現(xiàn)等等簡單線性形體下最大化的來挖掘數(shù)字化的設(shè)計優(yōu)勢。直線和折線這些元素方便于材料的加工以及施工定位和其他操作，所以用直線來進(jìn)行建筑的幾何構(gòu)型是建筑師長期以來最為常用的設(shè)計手段，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的出現(xiàn)最大限度的挖掘了直線在幾何構(gòu)型中的潛力，例如常見的“折疊”思想。

4.跨界技術(shù)交流的嘗試。

適宜技術(shù)的動態(tài)性以及多層次性的特征要求建筑師應(yīng)該積極地保持對“新”技術(shù)的足夠敏感性，因為很有可能所謂的新技術(shù)距離我們并不遙遠(yuǎn)，單從造價來講不會增加過多的成本，實際上的成本一般是跨行業(yè)之間交流發(fā)生的信息成本。適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行嘗試跨界技術(shù)交流往往會為建筑師帶來更加廣闊的可能。

四、結(jié)語

在全球信息化的大浪潮之中，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)深入建筑設(shè)計應(yīng)用之中，它作為一種工具以及操作手段，其發(fā)展一步一步地推動了建筑業(yè)的進(jìn)步，為未來建筑理論的探索及其設(shè)計方法的研究提供了更佳、更廣的途徑。數(shù)字化技術(shù)模擬建筑真實情況，能夠在設(shè)計初期，對建筑設(shè)計的形體結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行有效控制，使設(shè)計過程更人性化、合理化。總的來說，數(shù)字化時代的建筑設(shè)計已經(jīng)走入普通人的生活，并延伸到各個層面之中。

[1]俞傳飛.數(shù)字化信息集成下的建筑、設(shè)計與建造.中國建筑工業(yè)出版社，2008

[2]董晶.數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].煤炭技術(shù).2011（08）