数字技术在自助建筑体系中的应用

李尊

摘要：本文通过阐述数字技术在建筑建造过程中的重要地位，说明了构建基于数字技术的技术建筑平台的可能性和重要性，并提出了未来以数字技术构建自助建筑框架的基本思路。

关键词：数字技术；自助建筑；应用

中图分类号：TU201.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）07-0106-02

1 绪论

相对于商业建筑来说，自助店主是人类，根据自我需求建造住宅的一种模式，对住宅的经济利益和形式感基本上没有特别的要求。也就是说，自主建筑不拘泥于建筑的形式，同时也不要求建筑取得商业利益，出发點只是人们对建筑的需求和建筑的需求性。随着计算机技术不断应用于生产生活中的各个方面，数字技术早就已经开始融于建筑体系中的各个方面，这也是数字技术能够用于自助建筑体系中的基础。

1.1 数字技术概述

随着计算机技术的发展，计算机技术开始应用于生产生活中的各个方面，可以说现今社会，依托于计算机应用而实现，计算机应用是数字化和数字技术的体现。数字建筑是数字技术应用的重要方向也是重要方面之一，是通过数字技术驱动建筑也发展的行业发展战略体现，对建筑业发展和人类社会的发展进步具有重要的作用。

1.2 数字自助建筑起源

随着计算机技术的发展，数字技术在人们生产生活过程中发挥着越来越重要的作用，相比较原始的建造者，我们本身或许不具备建造建筑的技能，但是我们可以利用大量的计算机程序，解决越来越多的建筑建造的问题。也就是说在数字时代原始的建筑技术可以通过数字技术的应用完成对原始建造技术的编程设计，从而构建出建筑模型或建筑物，特别是现今3D打印技术，正在越来越多的应用于生产生活之中。

自助建筑可以理解为行为者出于自身的需求完成对房屋或者建筑物的建筑活动，自助建筑实现的是建筑本身的使用价值，而非建筑体现了其他的价值，比如建筑的商业价值，这是自住建筑和其他商业建筑最根本的区别所在。作为人类征服自然过程中最常见的一种建造方式，自住建筑所体现出的是一种人与自然和谐共处美感。

2 数字建筑的发展

随着1997年首个基于数字化技术建筑的毕尔巴鄂古根汉姆博物馆建成，整个建筑行业获得了划时代行的变革，数字技术不仅解决了现代计算机技术的挑战，同样完成了建筑生产建造方式的革新，数字技术以传统建造技艺难以企及的方式改变了建筑设计和建筑实践方式，通过数字技术模拟建筑的三维形态，开启了建筑设计的新纪元。这是计算机技术的进一步发展，CD等计算机辅助设计软件的产生和应用，完成了数字技术在建筑业中的普及。数字技术在应对高度复杂建筑形态的表现能力和计算控制能力，深刻的影响了建筑建造实践过程。

2.1 数字建筑的特征和优势

数字技术的采用使建筑设计摆脱了传统建筑欧几里得几何空间的限制，大大降低了费，欧里几得集合空间的设计难度通过超曲面形式的建筑设计开启了数字技术下一种新的建筑设计形式，同时新的设计形式推动了建筑师对新的建筑构造方式的探索，从而引领了新的建筑思想。数字技术通过将设计信息转化成见到信息的过程，提高了建造过程的可控制性，使建筑师可以更多的参与到建筑的过程中来。数字本身具有极高的真实性和准确性，所以数字技术的运用，可以使建筑师更好的完成，对建筑细节，比如建筑空间形式，建造方式等的控制，从某方面来说，数字建筑就是完成对数字模型的构建。

在应用数字技术进行建筑设计时，其不仅可以作为传统图纸工具的替代品还可以利用计算机程序真正影响设计过程，甚至是完成智能的创造，从而使数字技术从简单的技术工具转变为设计助手。同时可以采用更多自定义的程序完成解决许多设计中的复杂工作，比如设定一些组件，或者几何图形简化设计流程。同时还可以设计一些分析程序，精确找出设计细节中存在的不足，所以智能化的数字技术不仅作为一种工具而存在，企业更是建筑在设计过程中一种新的设计形式。

2.2 数字建筑发展趋势

未来数字建筑发展的趋势主要有三个方面，一是从建造者和数字技术之间更多智能化互动；二是从设计师数字化设计的方式；三是根据用户的需求定制建造产品，并完成用户差异化需求的量产化。

第一点更多的体现在建造过程的智能化，随着计算机技术的发展，未来建筑行业从业人员开始慢慢的向机械化和自动化靠拢。建造师在进行建筑建造过程中，只需要通过对程序的控制，只能计算机就能够控制机械进行工作，一方面可以减少用人成本，另一方面也能够显著的提高建筑质量。

第二点数字技术的发展使计算机系统越来越具有智能化，最终设计师只需要提出构想，在与计算机进行交互过程中，计算机计算和提供建造结构、成本等，并给出不同的方案，供设计师选择，数字技术不仅仅作为设计的助手而存在，更是演变成一种设计方式。

第三点是最求量产降低建造成本和建造难度的同时，满足不同人群和个人需求的差异化，实现量产和差异化供给的有机结合，这样每个人的需求都能够满足，同时又能够满足一种非标准生产的量产模式。

3 数字建筑平台构建措施

3.1 数字建筑平台框架构想

首先数字化建筑平台必须能够描绘或者表现出设计者理想的设计模型，也就是通过数字技术完成设计者构想的数字模型。比如三维扫描或者草图识别等，更简单的将设计者或者建造者需要的建造方式或者建筑类型表现出来。同时构建数字设计模块和数字分析模块包含造价分析、结构分析等模块，在这一过程中，设计者只需要提出构想，结构设计和方案可以通过数字技术给出可视化的方案和可行性报告，并给出相应的数字设计模型和数字结构模型。最后通过基于数字化的智能化建造系统完成建筑的建造过程。

3.2 数字建造系统

智能化建造系统主要有智能化施工组织系统、三维控制下的智能化生产系统以及数字化控制的自动化装配和施工系统构成。

智能化施工组织系统主要是利用计算机系统，完成对工程施工进度、施工技术要求和建造成本等方面的控制，并在不同的施工阶段指导施工流程和施工要求，从而使建造过程更加智能化，这也是完成数字建造系统的第一步，建造师只需要预先将施工工期要求、技术要求和施工安排预先输入系统，系统就自动控制施工流程，组织施工。

三维控制下的智能化生产系统是通过利用数字技术通过标准化的生产流程生产和制造预制构件。数字技术控制下将建筑构建生产标准化，是提升建筑质量的重要手段之一，相较于人工控制，计算机控制具有严格的标准性。构件标准化也是自动化装配施工的前提之一。

数字化控制的自动化装配和施工系统可以通过数字三维模型精确地将每一个构件精准的分配到预定的位置上，完成构件的装配和建筑物施工。建筑行业很多技术施工都是高危施工作业，这样在很大程度上保证了施工者的人身安全，另一方面数字技术控制下的施工流程和施工精准性都远高于人工施工，进一步提高了施工质量。同时机械只要有足够的动力和建筑构件就能持续施工，施工效率也远高于人工施工。

4 结语

数字技术应用于自助建筑体系的前提，是数字技术能够完成用户需求表达、数字设计、方案甄选和智能化建造等一系列建造。目前我国在数字技术应用于建筑行业的投入和发展还有很大的不足。数字建造工具在我国更是比较新的一种产品，甚至是很多建筑师都没有通过的新的概念。从现阶段来看，数字建筑系统实现还有很长的路要走，然而其具有的优势是我们所不能忽视的，随着3D打印快速发展，数字技术也将更多的应用于建筑体系中，进一步推进建筑行业整体的发展。

参考文献

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