數字技術在自助建筑體系中的應用

李尊

摘要：本文通過闡述數字技術在建筑建造過程中的重要地位，說明了構建基于數字技術的技術建筑平臺的可能性和重要性，并提出了未來以數字技術構建自助建筑框架的基本思路。

關鍵詞：數字技術；自助建筑；應用

中圖分類號：TU201.4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）07-0106-02

1 緒論

相對于商業建筑來說，自助店主是人類，根據自我需求建造住宅的一種模式，對住宅的經濟利益和形式感基本上沒有特別的要求。也就是說，自主建筑不拘泥于建筑的形式，同時也不要求建筑取得商業利益，出發點只是人們對建筑的需求和建筑的需求性。隨著計算機技術不斷應用于生產生活中的各個方面，數字技術早就已經開始融于建筑體系中的各個方面，這也是數字技術能夠用于自助建筑體系中的基礎。

1.1 數字技術概述

隨著計算機技術的發展，計算機技術開始應用于生產生活中的各個方面，可以說現今社會，依托于計算機應用而實現，計算機應用是數字化和數字技術的體現。數字建筑是數字技術應用的重要方向也是重要方面之一，是通過數字技術驅動建筑也發展的行業發展戰略體現，對建筑業發展和人類社會的發展進步具有重要的作用。

1.2 數字自助建筑起源

隨著計算機技術的發展，數字技術在人們生產生活過程中發揮著越來越重要的作用，相比較原始的建造者，我們本身或許不具備建造建筑的技能，但是我們可以利用大量的計算機程序，解決越來越多的建筑建造的問題。也就是說在數字時代原始的建筑技術可以通過數字技術的應用完成對原始建造技術的編程設計，從而構建出建筑模型或建筑物，特別是現今3D打印技術，正在越來越多的應用于生產生活之中。

自助建筑可以理解為行為者出于自身的需求完成對房屋或者建筑物的建筑活動，自助建筑實現的是建筑本身的使用價值，而非建筑體現了其他的價值，比如建筑的商業價值，這是自住建筑和其他商業建筑最根本的區別所在。作為人類征服自然過程中最常見的一種建造方式，自住建筑所體現出的是一種人與自然和諧共處美感。

2 數字建筑的發展

隨著1997年首個基于數字化技術建筑的畢爾巴鄂古根漢姆博物館建成，整個建筑行業獲得了劃時代行的變革，數字技術不僅解決了現代計算機技術的挑戰，同樣完成了建筑生產建造方式的革新，數字技術以傳統建造技藝難以企及的方式改變了建筑設計和建筑實踐方式，通過數字技術模擬建筑的三維形態，開啟了建筑設計的新紀元。這是計算機技術的進一步發展，CD等計算機輔助設計軟件的產生和應用，完成了數字技術在建筑業中的普及。數字技術在應對高度復雜建筑形態的表現能力和計算控制能力，深刻的影響了建筑建造實踐過程。

2.1 數字建筑的特征和優勢

數字技術的采用使建筑設計擺脫了傳統建筑歐幾里得幾何空間的限制，大大降低了費，歐里幾得集合空間的設計難度通過超曲面形式的建筑設計開啟了數字技術下一種新的建筑設計形式，同時新的設計形式推動了建筑師對新的建筑構造方式的探索，從而引領了新的建筑思想。數字技術通過將設計信息轉化成見到信息的過程，提高了建造過程的可控制性，使建筑師可以更多的參與到建筑的過程中來。數字本身具有極高的真實性和準確性，所以數字技術的運用，可以使建筑師更好的完成，對建筑細節，比如建筑空間形式，建造方式等的控制，從某方面來說，數字建筑就是完成對數字模型的構建。

在應用數字技術進行建筑設計時，其不僅可以作為傳統圖紙工具的替代品還可以利用計算機程序真正影響設計過程，甚至是完成智能的創造，從而使數字技術從簡單的技術工具轉變為設計助手。同時可以采用更多自定義的程序完成解決許多設計中的復雜工作，比如設定一些組件，或者幾何圖形簡化設計流程。同時還可以設計一些分析程序，精確找出設計細節中存在的不足，所以智能化的數字技術不僅作為一種工具而存在，企業更是建筑在設計過程中一種新的設計形式。

2.2 數字建筑發展趨勢

未來數字建筑發展的趨勢主要有三個方面，一是從建造者和數字技術之間更多智能化互動；二是從設計師數字化設計的方式；三是根據用戶的需求定制建造產品，并完成用戶差異化需求的量產化。

第一點更多的體現在建造過程的智能化，隨著計算機技術的發展，未來建筑行業從業人員開始慢慢的向機械化和自動化靠攏。建造師在進行建筑建造過程中，只需要通過對程序的控制，只能計算機就能夠控制機械進行工作，一方面可以減少用人成本，另一方面也能夠顯著的提高建筑質量。

第二點數字技術的發展使計算機系統越來越具有智能化，最終設計師只需要提出構想，在與計算機進行交互過程中，計算機計算和提供建造結構、成本等，并給出不同的方案，供設計師選擇，數字技術不僅僅作為設計的助手而存在，更是演變成一種設計方式。

第三點是最求量產降低建造成本和建造難度的同時，滿足不同人群和個人需求的差異化，實現量產和差異化供給的有機結合，這樣每個人的需求都能夠滿足，同時又能夠滿足一種非標準生產的量產模式。

3 數字建筑平臺構建措施

3.1 數字建筑平臺框架構想

首先數字化建筑平臺必須能夠描繪或者表現出設計者理想的設計模型，也就是通過數字技術完成設計者構想的數字模型。比如三維掃描或者草圖識別等，更簡單的將設計者或者建造者需要的建造方式或者建筑類型表現出來。同時構建數字設計模塊和數字分析模塊包含造價分析、結構分析等模塊，在這一過程中，設計者只需要提出構想，結構設計和方案可以通過數字技術給出可視化的方案和可行性報告，并給出相應的數字設計模型和數字結構模型。最后通過基于數字化的智能化建造系統完成建筑的建造過程。

3.2 數字建造系統

智能化建造系統主要有智能化施工組織系統、三維控制下的智能化生產系統以及數字化控制的自動化裝配和施工系統構成。

智能化施工組織系統主要是利用計算機系統，完成對工程施工進度、施工技術要求和建造成本等方面的控制，并在不同的施工階段指導施工流程和施工要求，從而使建造過程更加智能化，這也是完成數字建造系統的第一步，建造師只需要預先將施工工期要求、技術要求和施工安排預先輸入系統，系統就自動控制施工流程，組織施工。

三維控制下的智能化生產系統是通過利用數字技術通過標準化的生產流程生產和制造預制構件。數字技術控制下將建筑構建生產標準化，是提升建筑質量的重要手段之一，相較于人工控制，計算機控制具有嚴格的標準性。構件標準化也是自動化裝配施工的前提之一。

數字化控制的自動化裝配和施工系統可以通過數字三維模型精確地將每一個構件精準的分配到預定的位置上，完成構件的裝配和建筑物施工。建筑行業很多技術施工都是高危施工作業，這樣在很大程度上保證了施工者的人身安全，另一方面數字技術控制下的施工流程和施工精準性都遠高于人工施工，進一步提高了施工質量。同時機械只要有足夠的動力和建筑構件就能持續施工，施工效率也遠高于人工施工。

4 結語

數字技術應用于自助建筑體系的前提，是數字技術能夠完成用戶需求表達、數字設計、方案甄選和智能化建造等一系列建造。目前我國在數字技術應用于建筑行業的投入和發展還有很大的不足。數字建造工具在我國更是比較新的一種產品，甚至是很多建筑師都沒有通過的新的概念。從現階段來看，數字建筑系統實現還有很長的路要走，然而其具有的優勢是我們所不能忽視的，隨著3D打印快速發展，數字技術也將更多的應用于建筑體系中，進一步推進建筑行業整體的發展。

參考文獻

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