数字化技术对建筑设计的影响

张颜媛

【摘要】 随着数字化技术的进步和日趋完善,计算机媒介对建筑设计方法以至建筑观念的发展革新起到了至关重要的作用 。数字技术承载着当今建筑形态语言的演进,从单一的后设计阶段绘图工具发展到覆盖设计全过程的关键媒介和研究手段,数字化技术极大地推动了建筑设计的发展。

【关键词】 计算机媒介;数字技术;建筑设计

一、数字技术对建筑设计的影响

(一)数字技术对建筑形体语言塑造的影响

1.激发创意。在建筑设计中,设计师利用数字技术——计算机强大的运算系统,能够依据函数算法生成大量复杂、又带有一定随机性的图形,激发设计师的建筑创意。计算机的处理能力又能够将这些复杂造型精确呈现,并绘制成施工图纸。世界上许多建筑师正在寻求这种艺术和技术融合的全新创意,并在他们的建筑设计过程中挖掘出计算机辅建筑形态构思的潜能。

2.对建筑造型的设计影响。对项目的分析性内容常常能够左右建筑形态的设计意图。在计算机媒介介入前,复杂的形式表现和结构分析难以有效衔接。在非逻辑的灵感通向准确的形式的过程中,计算机媒介有效地处理相关数据,辅助设计师在数字环境中进行思考,直至完成造型设计。参数化建模技术的应用使得复杂形体的结构和建造分析变得简单和高效,在这些参数分析运算的基础上,设计构思深化为准确的建筑造型,那些看似不可思议的建筑构想也能成为现实。

3.数字模型的出现。建筑形态设计的复杂化趋向越来越使实体模型方式无法胜任创作理念的表现需求和制作时间要求。计算机硬件和计算机图形学以及CAD 软件系统的不断发展,使建筑设计的数字化从二维进入了三维的境界。首先,三维数字模型便于建模和修改,节省了大量的制作以及调整模型的时间。其次,计算机媒介通过三维模型及更加逼真的真实状态的模拟,令人身临其境,预先感受到将要建成的空间效果。最后,三维数字模型便于保存和携带,有利于交流和协同设计。

(二)计算机媒介对建筑设计的技术控制与分析

1.建筑结构设计数字化。计算机媒介已能够辅助完成工程结构技术参数的计算和图纸绘制,使用有限元分析法处理这些数字化的设计数据,可以直接分析复杂建筑结构要素的受力状态和构件属性。

2.建筑技术指标控制数字化。通过应用模拟软件温度、湿度、通风、采光、隔音以及能源消耗等各种技术指标均能实现数字化的模拟和定量分析。以此为信息反馈与技术依据,建筑相关的空气通风系统设计,设备运转系统设计和声光电等技术设计以及深化论证,均可确保相对精确的科学性。

3.建筑绘图的新表现。在建筑师与客户交流设计构思与意图的过程中,图纸的绘制与表现作为信息传达的中介,传统的建筑创作与表现手段局限于徒手绘制。这种二维的绘图表达方式耗费了建筑师大量的时间与精力。在CAD 基础上的绘图,不仅可以精确高速地进行面积、光照等复杂计算,能够表现逼真的三维效果。

(三)数字化技术带来的设计实践新视角与新手段

应用虚拟技术保护与再现历史建筑,数字化技术因其数据处理能力和虚拟建模能力在历史建筑遗产保护领域中发挥着特有的作用。目前,已有许多研究针对建立何种数据库模式以适应既有的历史建筑图文资料的索引、存储、查询和更新,如在复制古建筑细节形式方面的应用。为保护故宫文化遗产,通过高性能的图型工作站,先用计算机构建出故宫三维模型,再用数字相机采集故宫实物景观,按图索骥将它们“粘贴”在三维模型上进行合成,产生逼真的三维仿真场景,再现康乾盛世时期太和殿的雄姿。数字技术可以用虚拟方式真实再现出古建筑或古代城市的原貌和氛围。

二、数字技术时代建筑设计发展的趋向

数字化技术影响到了人们的生存行为的变化,人的生存行为的变化又必然将引起建筑的变化。实体空间向虚拟空间的转变以及人在虚拟空间的生存方式都将为建筑带来新的发展契机,传统的建筑己经有了向虚拟空间的转化倾向。在米切尔的《比特之城》一书中提到:数字化信息溶解了传统的建筑式样。我们所熟悉的形态一个个消亡。重新组合的残片随即产生了新的变体。对于这些处于数字时代发展初期的人来说,在虚拟空间中进行“数字化生存”还在“摸着石头过河”的阶段,一来对数字虚拟空间缺乏在现实世界中那样丰富的经验;二来所生活的物理世界—“真实”的世界本身,也绝非尽善尽美。在虚拟空间里的生活方式,仿佛游乐场里的哈哈镜,或大或小地映照出在真实空间里的生活,未来的生活将如何发展,仍然让人充满了期待。

参考文献

[1]陈志华.外国建筑史[M].北京:中国建筑工业出版社,2003:12～13

[2]吴晓,虞刚.关于数字技术在当代建筑设计中应用的再思考[J].建筑学报.2007(5)

[3]杨路.数字化技术在建筑设计中的应用研究[J].情报杂志.2005(1)