數字化在未來建筑設計中的應用與革新

袁園

摘 要：數字化技術在各個領域都得到了廣泛的應用，數字化技術在建筑設計中的應用使設計出來的建筑更滿足現代建筑的實用要求和審美要求，是數字技術和建筑完美結合的一種表現。本文通過對現代數字化建筑設計模式進行淺析，了解建筑設計中數字化技術的應用，明確數字化設計模式在建筑設計中的重要意義。

關鍵詞：數字化 建筑設計 應用 革新

0.前言

伴隨著科學技術的發展，數字化建筑的設計方式已經成為了現代建筑設計的重要手段。采用數字化建筑設計的模式，不僅會讓社會建筑的現代感會更強，也給周邊的社會群眾有更高的視覺銷售，在審美方面也有更高的沖擊力。因此，采用數字化建筑的設計模式可以讓建筑變得更加多元化，建筑的各方面性能也得到了有效的提升。按照設計方案的不同，各種設計理念能夠在數字化建筑中體現出各自的優勢，每一種設計的方式都力圖在數字化設計領域展現各自的特點，因此，現代化的建筑設計中越來越傾向于數字化的設計模式。

1.數字化建筑設計模式中的衍生式設計模式

1.1衍生式設計的規則幾何衍生模式。衍生式的建筑設計通常會采用規則幾何的衍生模式，設計的建筑主體一般情況下是一個規則的集合形狀，但是在建筑內部則會使用各種各樣的圖案，使圖案的類型更加豐富，各種幾何圖案與各類的衍生形體組合在一起，能夠達到更好的視覺效果，使建筑變得更加的統一，且變化更加多樣。我國在現代建筑行業中由很多優秀的建筑作品，比如國家游泳中心（水立方：奧運會游泳項目場館）所采用的方式就是數字化的設計模式，建筑的外形使用的是一個規則的長方體，而且建筑的表面以水分子結構作為基礎的，這樣不僅具有更強的表現性和美感，同時還能讓建筑本身與建筑的使用用途更好地結合在一起，讓建筑本身富有更加豐富的含義。

1.2衍生式設計中的自由流動式衍生。從衍生式設計的角度來看，自由流動式的衍生所應用的是一種預想式的設計模式，集中采用收縮、旋轉以及扭曲等形態置換的模式，并前期設計的預想形體進行再次設計，并讓建筑以一種全新的形態表現出來。但是，預想的設計效果與最終呈現出來的建筑設計形態之間極易出現較大的差異。在我國眾多的現代化建筑中，上海的環球金融中心所采用的的設計方式就是衍生式設計模式，設計者預想出了一個豎立的長方體，并采用頂部和底部收縮的方式使整個建筑呈現出一種軍刀的形狀，并賦予建筑更加吸引人眼球的外觀，讓環球金融中心在眾多建筑中更加突出，同時也使建筑抵抗強風的能力有所提升。還有一個景點的現代化建筑那就是中央電視臺的總部大樓，這座大樓也是衍生式設計的又一成功案例。這棟建筑采用的是形態置換的方式，樓的外形呈現出一種Z的形狀，使得建筑的整體看上去給人一種強烈的雕塑感，使得建筑的結構更優美感，在視覺效果上有更強的沖擊力。

2.數字化建筑設計模式中的性能驅動設計模式

在數字化建筑設計的過程中，建筑的性能采用的是驅動型設計的方式，整個建筑設計的出發點也是以性能作為核心。建筑的設計者在開展設計工作的時候會將個人的設計風格以及建筑的使用性結合在一起，這樣建筑才能表現出更強的設計性以及在技術、經濟、文化等多個領域有突出表現，確保建筑具有更好的實用性能。

中國國家大劇院的建筑采用的就是性能驅動的設計方案，這種設計方式不僅可以使建筑在視覺效果上有所提升，還能大大地提升建筑整體的聽覺效果。同時，整個大劇院建筑又是被一條巨大的半橢球形回廊連接起來的，建筑中內分為四個不同的劇場。這幾個劇場不僅有各自獨立的空間，同時又有連廊將他們聯系在一起，每一個劇場中的天花板和墻面都做了個性化的設計，利用調整目標參數點的方式，讓天花板和墻面的外觀能夠保持固定性熱愛，這樣也比較符合建筑聲學方面的規定。

換句話說，建筑在使用數字換設計方式的時候，建筑師可以根據本人的建筑設計風格和對建筑設計的理解對建筑進行功能性設計，著重將建筑的美感以及設計感表現在建筑中，并且在保持美感的前提下盡可能多地實現建筑的實用性功能。如果在實驗室天花板的設計中采用這樣的模式進行設計，那么標準的天花板參數輸入到設計系統之后就會出現實施日照測試，經過日照參數的適當調整之后，該天花板在目標點的設計上還是會有所欠缺。所以我們要開展目標點的分析工作，從而更好地借助性能驅動的設計模式來完成建筑的設計工作。在輸入參數的時候，可以找尋最佳的目標角度，這樣就能夠在此基礎之上天花板達到最佳的狀態。

最后，將模擬天花板放置在原實驗室中。與這一設計模式有關的應用領域，表現最為突出的就是德國商務促進中心和德國泰晤士河谷大學內的學術資源中心。對于德國商務促進中心而言，建筑大鵬所選用的施工材料大多都是透光性強的絕熱材料。利用這樣的建筑材料施工完成的建筑通常在通風性能上都有非常好的表現，也能更加充分的利用太陽能和自然光找條件，為人們提供一個更加舒適的室內環境。德國泰晤士河谷大學內的學術資源中心在利用該模式的時候，一般會采用多次氣流綜合分析的方式，這樣屋頂就成了一種流線形式，室內的氣體流動就會更加順暢。

3.數字化建筑設計模式中的一體化設計模式

數字化的建筑設計模式中，一體化的設計模式事實上就是衍生式設計與性能驅動式設計另外一種綜合室的體現，也是性能和造型元素的綜合設計，這樣的設計模式能夠使建筑不僅有良好的實用性能，同時還使建筑有更強的視覺沖擊力。一體化的設計的優秀作品有很多，其中廣州歌劇院最為出名（圓潤雙礫），這一建筑不論是在外部形態還是在內部空間線條設計方面都具有極高的自由度以及流暢程度，設計者所采用的“一體化”設計能夠使建筑的各個部分參數不斷完善，使得建筑的設計更加符合自由流動式的表面要求。

在開展建筑設計工作的時候，建筑施工會受到降水、風力以及光照等因素的影響，每一個因素都會被看做一個系統，為了保證系統的各方面能夠保證協調，這樣就可以將一體化設計模式體現出來。比如說，其中一個高層建筑屬于一體化大廈，那么就可以將這一建筑的有關數據輸入程序里，比如說建筑的外部形態、場地的寬度以及長度等數據，這些都是影響建筑本省集合形態的參數。為了使建筑能夠滿足各方面的要求，程序會自動生成一個對應的方案，最終參數的確認以及設計方案的使用有設計者來選擇。

通過以上設計模式的解讀，性能驅動式設計模式能夠保障建筑的實用性功能不會受到影響，衍生式設計模式主要是突出建筑的外部形態，換句話說，也就是決定建筑的外部特點。采用一體化設計方式不僅可以是建筑具備實用性功能，同時還能使建筑具備較好的建筑外觀。

4.結語

數字化建筑設計模式在現代建筑設計中具有重要的意義，在數字化建筑設計模式的幫助下能夠設計出更具藝術性的建筑物，同時在計算機的精準控制下，設計更容易滿足建筑物的功能要求。

參考文獻

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