數字化技術在建筑設計中的應用探究

摘要：目的：數字化技術在建筑行業發揮著越來越重要的作用，不僅有效提高了建筑設計的質量、效率，還大幅提升了設計信息的可視化水平。文章旨在通過梳理數字化技術在建筑設計中的應用，讓現代化技術更好地服務建筑行業發展進步。方法：概述數字化技術內涵，探討其相較于傳統建筑設計方式的優勢，并總結數字化技術在建筑設計中的應用價值。結果：數字化技術在建筑全生命周期內具有突出的應用優勢。結論：設計人員應立足于建筑設計實際，不斷提高自身的綜合素質，特別是對數字化技術的應用能力，從而讓數字化技術更好地服務于建筑設計。

關鍵詞：數字化技術；建筑設計；融合

中圖分類號：TU201.4 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）17-00-03

信息化時代，數字化技術已然成為建筑設計發展進步的核心組成部分。數字化技術在建筑設計中的應用，大幅提升了建筑設計的質量、效率。隨著數字化技術的推陳出新，建筑設計不再局限于傳統手繪表達，而是不斷向多元化、可視化的設計模式發展，新興技術的應用為建筑設計邁上一個全新臺階帶來了更多可能?；诖?，本文對應用數字化技術的建筑設計進行分析，具有十分重要的現實意義。

1 數字化技術概述

1.1 數字化技術

數字化技術主要指集合信息技術、計算機技術等現代科技，對建筑設計各流程環節開展數字化、集成化處理的綜合技術體系，具體可分為BIM技術（建筑信息模型）、VR技術（虛擬現實）、AR技術（增強現實）等類型。其中，BIM技術可依托全方位、集成化的建模平臺，推進對建筑設計全過程的管理優化，為各流程環節提供全面的數據支持。VR技術、AR技術依托虛擬情景創設，讓設計人員獲得沉浸式體驗，助力設計人員更好地開展設計工作。這一系列數字化技術的發展推廣，不僅可為建筑設計工作開展提供極大助力，還可為建筑行業進一步發展創設無限機遇。

1.2 數字化技術與傳統建筑設計方式的比較

傳統建筑設計主要以人為手工繪圖及二維平面呈現，通過平面圖紙、手繪模型展現設計內容，設計內容呈現趨于單一化。而BIM技術、VR技術、AR技術等數字化技術，依托計算機輔助設計工具，可推進建筑設計信息的多元化、可視化表達。例如，BIM技術可助力設計人員通過統一平臺開展交流溝通、協同工作，實現設計信息的實時呈現，大幅提升設計質量、效率。VR技術、AR技術可助力設計人員在虛擬環境中開展實時交互及仿真評估，幫助設計人員更好地開展設計工作。

2 數字化技術在建筑設計中的應用價值

2.1 讓建筑設計變得更為高效、精確

20世紀80年代，建筑行業開始引入PC開展計算機輔助設計，揭開了CAD（計算機輔助設計）軟件在建筑設計中應用的序幕，在很大程度上提升了建筑設計的效率和質量。依托自動化工具，設計人員可從煩冗的流程中跳脫出來，快速生成設計圖紙和三維模型，減少手工繪圖潛在的人為錯誤。同時，CAD等軟件可大幅提升圖紙修改效率，為客戶反饋響應及開展相應的優化調整提供有力支持。并且，BIM模型可自動開展空間分析、碰撞檢測等，切實規避設計階段的紕漏及后期施工返工問題［1］。

2.2 讓建筑設計變得更具創新性

在現代科技的加持下，建筑行業實現了長足發展?；诖耍瑐鹘y建筑設計已難以適應新的發展要求，建筑設計迫切需要變革創新。數字化技術的應用，可為建筑設計創新發展提供有力支持。引入VR技術、AR技術等數字化技術，設計人員可擺脫傳統設計模式的束縛，在虛擬情景中開展創意構思、自由表達。例如，在VR技術的支持下，設計人員可親臨自身創設的建筑空間，充分感受光線變幻、空間規劃等設計效果，進一步優化調整設計方案［2］。這一設計模式不僅可讓設計人員獲得更多的創意靈感，還可增強設計方案的可行性、創新性。與此同時，數字化技術還可助力設計方案的創新迭代及可視化呈現，使設計成果具象化，為相關主體開展交流溝通提供便利。

2.3 讓建筑設計變得更適應時代環境

現代化建設強調綠色、低碳的原則，建筑設計工作同樣如此。在此背景下，數字化技術的引入可有效提升建筑設計的節能性、可持續性，讓建筑設計更好地適應時代發展。例如，引入大數據、云計算等數字化技術，設計人員可實現對建筑能耗、環境變化等因素的綜合分析，繼而提出科學可行的建筑設計方案。

3 數字化技術在建筑設計中的應用實踐

3.1 在設計初期構思、可行性分析中的應用

在建筑設計初期，設計人員可借助數字化技術進行設計構思，并對設計構思的可行性進行分析。傳統建筑設計模式下，設計人員主要依賴手工繪畫及個人實踐經驗完成設計構思，而依托數字化技術，設計人員可高效便捷地完成對一系列設計方案的構思評估，大幅提高工作效率。例如，BIM技術在建筑設計初期構思、可行性分析中就大有可為。設計人員可通過BIM技術，構建融合建筑造型、環境信息、物理屬性等信息的三維模型，并同步推進評估、分析任務。

3.2 在建筑設計方案優化調整中的應用

數字化技術在建筑設計方案優化調整中的應用，主要體現在構建建筑模型、展示設計效果、設計方案評估等多個方面。

首先，在構建建筑模型中的應用?？梢肴S建模技術、VR技術、BIM技術等一系列數字化技術，推進建筑模型構建。例如，依托三維建模軟件，可將建筑設計構建成可視化的三維模型。設計人員依托這一模型，可形成對建筑整體結構、空間布局等的直觀認識，進而有的放矢地開展建筑設計。而依托VR技術則可將建筑模型轉化成虛擬現實場景，設計人員佩戴虛擬顯示設備即可沉浸其中，并對設計內容進行針對性調整。依托BIM技術，可將建筑設計轉化成數字模型，并于模型中完成對一系列數據信息的集成，從而助力設計人員綜合考慮建筑的各方面影響因素，進一步提升設計的質量和精度。例如，貴州省第四屆BIM大賽一等獎的茅臺科技大樓項目引入了全生命周期的BIM正向設計，依托全專業協同、三維可視化以及多平臺聯動等特征優勢，推進了項目空間節點、復雜管線的精細化設計，實現了理想的建筑設計效果。同時，項目推進了BIM技術與智慧云平臺的有機融合，推進了對建筑設備運行、安全維護的全方位智能化管理，實現了建筑行業全階段建設及維護模式，為數字化技術在白酒行業的應用積累了寶貴經驗［3］。

其次，在展示設計效果中的應用。數字化技術展示建筑設計效果，主要通過三維建模、VR技術、無人機拍攝等數字化技術實現。具體而言，設計人員可借助三維建模軟件，對建筑結構、外觀和內部布局等進行模擬呈現，同時可基于不同視角、不同光線展開實時預覽。依托VR技術，設計人員可通過虛擬環境為客戶直觀呈現建筑方案，并結合客戶需求進行優化調整，取得更理想的設計效果。無人機拍攝可助力設計人員實現對建筑整體環境及周邊狀況的全面了解，進而更好地開展建筑方案設計。

最后，在設計方案評估中的應用。設計人員可應用數字化技術，對建筑設計方案進行高效調整。例如，依托BIM技術，在設計初期建立建筑模型，實現對建筑整體、局部的可視化呈現，幫助設計人員調整優化各種細節。數字化技術可幫助設計人員提升建筑設計方案的質量水平［4］。例如，依托CAD技術，可完成對建筑各環節的精準設計，保障建筑方案設計的精確性。同時，數字化技術還能模擬各種環境情形下的建筑表現，從而提升設計方案的質量水平。

3.3 在施工管理、質量控制中的應用

數字化技術在施工管理、質量控制中具有十分突出的應用優勢。依托BIM技術，施工方可于施工前形成對整個項目的直觀了解，提前發現并消除潛在不足，保障施工有序進行。例如，在廣州白云國際機場擴建項目中，BIM技術在設計、施工、運營維護等各個環節都得到廣泛應用，很大程度上提升了項目的建設質量和效率［5］。在施工管理環節，依托BIM技術，施工方可對各施工環節質量、進度進行實時監控，保證施工有序進行。結合項目統計數據，BIM技術的引入讓施工成本降低了15%左右，返工率降低了25%左右。同樣，在貴州貴安新區數谷大道旁的東數西算貴安新區算力產業集群配套項目（EPC）總承包（二標）項目建設中，施工方積極引入數字化技術，推進了智慧工地建設。依托智慧工地監管平臺，施工管理人員可實現對施工現場的遠程全方位動態監控，包括對施工人員施工規范的監控、對相關設施設備使用情況的監控等。同時，依托地圖導航、全景成像測距攝像機，施工管理人員可通過手機或電腦精準放大施工現場的各處細節，在數字化技術的加持下，大幅提升項目建設進度。

3.4 在傳統建筑保護與可持續性設計中的應用

近年來，數字化技術在建筑設計的可持續性設計環節得到了廣泛應用。例如，依托BIM技術，設計人員可在建筑設計初期對建筑物能源消耗、碳排放量等指標進行評估，繼而結合評估數據調整設計方案，旨在最大限度減少建筑設計對環境的影響。近年來，貴陽市積極引入大數據、云計算、BIM等數字化技術，以先進的技術助力城市建設，提升了城市的智能化、精細化、高效化發展水平［6］。其中，BIM技術為城市建筑功能消耗、環境可持續性等方面的評估提供了有力支持。依托BIM技術開展建筑能源消耗的數字化評估，有效實現了對建筑設計的優化調整，對節約能源、減少碳排放意義重大。另外，面對城市歷史文化遺產保護需求，貴陽市還積極將數字化技術引入古建筑保護項目。例如，貴州積極推進貴陽市古樓閣甲秀樓三維數字化保護項目，有效實現了對木結構建筑主體的保護，助力歷史文化遺產可持續發展。

4 結語

數字化技術在建筑設計中的應用，為建筑設計創新發展提供了有力支持。應用數字化技術，不僅能提升建筑設計質量、效率，還可提升建筑可持續性及用戶體驗。未來，隨著數字化技術的不斷發展完善，建筑設計將進一步趨向于數字化、個性化及可持續化，數字化技術也將繼續為建筑行業的發展添磚加瓦，助力建筑行業健康穩定發展。

參考文獻：

［1］ 劉瑞龍.數字化技術在公共建筑設計中的應用研究［J］.住宅與房地產，2024（28）：126-128.

［2］ 蔡宇凌，楊署，沈新為.大型既有建筑改造設計的數字化技術路徑探索［J］.土木建筑工程信息技術，2024，16（5）：131-135.

［3］ 王知亮.建筑設計中數字化技術的應用與效果分析［J］.城市建設理論研究（電子版），2024（27）：72-74.

［4］ 郭一旗.數字化技術在建筑方案設計中的應用與影響［J］.建材發展導向，2024，22（9）：63-65.

［5］ 倪鳴.數字化技術在項目總包階段中的協同作用與創新應用［J］.建筑設計管理，2023，40（12）：41-45.

［6］ 李曉岸，嚴繼鵬，裴狀壯.生成式人工智能技術驅動下的建筑設計數字化工作流［J］.中國建設信息化，2024（13）：56-61.

基金項目：本論文為2022年度貴州省教育廳貴州省高等學校教學內容和課程體系改革項目“鄉村振興背景下建筑學及城鄉規劃專業‘貴州民族建筑課程群’構建與實踐教學改革研究”成果，項目編號：2022399；2023年度貴州省教育廳貴州省第二批省級金課“BIM（Building Information Modeling）技術虛擬仿真應用”研究成果；2023年度教育部供需對接就業育人項目“南京維伍網絡科技有限公司定向人才培養培訓項目”研究成果，項目編號：2023122092051；2023年度教育部供需對接就業育人項目“壹仟零壹藝網絡科技（北京）有限公司-貴陽人文科技學院定向人才培養培訓項目”研究成果，項目編號：2023122360809

作者簡介：杜世光 （1990—） ，男，講師，研究方向：貴州民族建筑；李笑然 （1990—） ，女，講師，研究方向：創新創業教育；張元博 （1992—） ，男，講師，研究方向：人居環境設計。

本文引用格式：杜世光，李笑然，張元博.數字化技術在建筑設計中的應用探究［J］.藝術科技，2024，37（17）：-.