大数据背景下建筑设计的改变

1 邵帅 2 侯宪伟

（1 山东新兴建筑规划设计研究院，山东 潍坊 261000；2 潍坊昌大房地产发展有限公司，山东 潍坊 261000）

引言

在对建筑进行施工时，应该对施工现场进行有效管理，促使施工进度和相关的设计质量取得显著效果，这样才能确保建筑企业的管理质量，从而推动建筑企业顺利开展施工作业。保证施工现场的秩序，增加建筑工程的施工质量，这也将在很大程度上提升相关工作人员的使命感以及责任意识，从而全面落实建筑工程中各个环节人员可以充分承担起责任，将责任落实到个人，进而推动建筑行业的健康发展。

一、现代建筑设计的转变

在20 世纪50、60 年代，由于当时处于新中国成立之初，资源条件非常有限，城市住宅建筑设计多侧重于低标准、小户型的节约型住宅，为的是节约成本，控制造价，以适应当时的社会经济条件。随着社会经济条件的逐步改善，在70 年代左右，城市住宅建筑仍然保持经济节约的特点，但是其标准也在不断提高，例如，住宅建筑开始以独门独户的标准设计，不仅注重住宅建筑的使用性能，同时也对住宅的内部空间进行合理划分，使住户能够在一个舒适、通风良好的环境内居住。到了80、90 年代，城市住宅建筑又从独门独户向一套多户的合住户型转变，城市住宅建筑的类型逐渐多样化，出现了错层、叠复式单元等住宅类型。住宅内部的舒适度不断提高，人们的满意度也有所增加。到了90 年代中期，人们开始追求生活品质，对住宅建筑美感和艺术气息的要求逐渐显露，对城市住宅建筑的设计开始追求舒适度和景观特色。但是，随着社会的发展，这种价格过高、浪费资源的景观舒适型住宅建筑，逐渐被社会淘汰。现如今，城市住宅建筑的设计开始以资源节约、可持续发展等理念为依托，争取建设空间适宜、环境质量高的生态文化型住宅，以满足人们在物质和精神层面的不同需求。

二、大数据背景下建筑设计所面临的机遇及挑战

时代的进步与发展让科学技术逐渐向专业化和综合化的方向发展，使定量化程度逐渐成为衡量学科发展程度的重要标志，其中也包括建筑设计。在大数据背景下，建筑设计正面临着严峻的信息化、科技化及可持续发展的挑战。在进行建筑设计时，过去依赖建筑设计师个人经验和直觉的设计已逐步被淘汰，传统的建筑设计手段已经不能适应现代建筑的需求。在此背景下，可以将学科优秀成果向建筑设计的方向进行引入，为建筑设计提供全新的“方法论”，以构建全新的建筑设计理论及方法体系。随着新兴学科的不断发展，在建筑设计领域也出现了全新的方法。首先，设计条件包含了人文特征、地理信息及建造技术和实体功能空间等多个领域，既包含了定量的工程技术数据，也包含了对使用者心理感受和评价信息的定性分析。在进行建筑设计时，不仅要关注栅格数据，也需要关注矢量数据，因此人们无法在缺乏辅助工具的情况下明确建筑设计数据的实际价值。为此，需要积极关注建筑设计的数据运用，结合现有住宅建筑设计中的缺陷，将建筑设计当作一个复杂的系统，以构建系统完善的建筑设计体系。

三、大数据在建筑设计中的运用

（一）社会趋同

建筑设计学的发展与人文发展是同步进行的，随着大数据时代的到来，很多建筑设计人员都开始利用大数据技术，在人类发展特征的研究中结合人文知识来创建完整的数据分析体系。这不仅可以优化建筑设计，还有助于建筑行业的长远发展。在建筑设计中，个性化需求不断提高，大数据可以分析当地人们的消费水平和收入情况，建立科学的建筑支出计划。在文化选择过程中，大数据技术也可以更好的满足个性化需求。大数据技术在不断的积累中会更加客观的反映规律。在公共建筑设计过程中，数据分析的主要方面是人们的消费倾向，通过大数据分析可以指明建筑设计的方向，这也是传统建筑设计与大数据技术结合的重要运用，使建筑行业在大数据背景下取得更好的发展。随着工业化时代的到来，大量创新的施工技术涌现，大数据技术可以让每个设计团队都可以在最短的时间内选择最为科学的设计方案。

（二）提高设计者的素质

对于设计图纸而言，它是在施工现场的基础上来进行的，因此应该保证施工现场的一致，这样才能推动后续工作的顺利进行，使其更加科学合理，同时在一定程度上还能帮助相关施工人员，为其工作展开提供理论引导。然而，从当前实际状况来看，有一些住宅建筑设计者的图纸比较形式化。首先，相关的设计者实际上没有到过施工现场，没有对施工现场有全面的认识与了解，这将导致设计者在设计过程中图纸和施工主体缺少一定的关联性，并且只是一些形式设计缺少相关的创意思维。其次，相关的设计者缺少相应的技术能力，并且没有同施工现场人员进行沟通与交流，这将致使其设计的图纸不能符合实际工程需要，这也将在很大程度上影响接下来的施工作业，使其作业更加困难，严重的情况下可能会导致返工以及建筑结构不稳定等现象。对此建筑施工企业应该强化对相关设计者的培训工作，增强相关人员的职业技能。在增强设计者综合素养的基础上，再提升他们的责任意识以及使命感，从而全面增强设计者的综合素养，以此保证其设计能够符合实际住宅建筑工程的需要。

（三）三维协同设计数据交互模式

异形建筑的空间关系、结构形式、节点构造较为复杂，而二维图纸中的信息数据属于分散的半结构化数据，设计人员难以完全理解异形建筑中的相关信息，也更容易导致专业内、专业间不协调的情况出现。BIM 三维正向设计可以使中心文件数据库集成各专业设计数据，有效地组织专业设计协同，提高多专业协同配合效率，更快发现并解决问题。此外，BIM 技术可将设计数据通过信息化、参数化、可视化等方式进行表达，也可以有效地支持设计阶段多专业协同设计工作。基于BIM 的协同设计工作方式分为两种：中心文件模式和链接模式。中心文件模式是一种数据在服务器端，支持多个设计人员实时协同工作的模式。在这种工作模式下，多个设计人员的设计数据可以集成在同一个中心文件中，并实时进行数据交互，及时发现设计工作中存在的问题。链接模式是在一个BIM 模型基础上链接其他一个或多个BIM 模型的映射工作模式。这种工作模式下，可以将多个BIM 模型文件集成到同一个中心文件数据库中，各专业的模型数据也可以实现实时同步更新。BIM 三维正向设计采用两种协同设计模式，中心文件模式适用于专业内的协同设计工作，而链接模式适用于专业间的协同设计工作，两种工作模式共同促进设计数据流通。

（四）创建设计知识数据库

建筑设计数据大多以分散的非结构化形式或半结构化形式存在，难以进行有效的数据储存和知识回溯。数据中蕴含的设计知识和内容只能依靠工程师进行人工识别和读取，无法由计算机及产业链下游参与方使用的软件直接识别、进行分析和管理，且文档采取简单的档案管理系统，通过人工进行数据分类和保存，无法将数据积累和知识沉淀工作常态化。因此，需要创建可用于设计数据存储的数据库。在建筑设计中，完成项目归档后，采用SQL 关系型数据库对设计施工图BIM 模型中的数据进行结构化储存。为了保证数据库在使用中的一致性和连贯性，每个BIM 三维正向设计项目以单个数据库的形式存在，且以唯一编码名称对项目数据库命名。此外，还需对需要提取的数据信息进行规划，在项目中提取建筑、结构、设备等专业的BIM 模型基本数据，并将形成数据的表单储存在数据库中。以后出现类似设计项目，可以直接从本项目设计施工图BIM 模型中获取相关参考数据。

（五）对施工现场安全进行智慧化管理

在建筑施工现场管理中，施工安全管理有着重要的意义，应针对其中的隐患进行跟踪及处理，有效解决施工中的安全问题，通过开展有效的安全管理来加强对人员的安全保障。传统的安全管理中主要采用检查表法、经验法等来处理安全隐患，这种方式存在信息杂乱、问题跟踪不便及事后统计困难的问题，安全管理人员需要消耗大量的时间进行资料整理，这使安全隐患处理受到了较大的影响，因此，可借助现代化技术来改善现场管理，通过建立相应的安全防护系统来实现对施工现场的全面监控管理，使监控管理发挥出良好的作用，为现场施工提供安全的条件。由于建筑施工现场存在着较多的安全隐患，这些安全隐患对于建筑工程建设效果和质量安全有极大影响。这就应强化各类现代化技术应用力度，加大安全隐患分析力度，同时合理规划处理方案。保障建筑施工现场指挥管理力度和安全水平，从而落实相应施工和综合管理良性开展目标。例如，使用区域安防监控系统来实现高度集中化的监控，将区域中的视频监控进行整合，还可实现烟雾感应、温湿监控及网络报警等，能够起到防水、防火的作用，加强了安全防护效果，同时，系统能够进行视频录像、云台控制及语音对讲等，实时获取现场的信息，对施工各环节的情况有全面的了解，使管理人员在开展管理工作的过程中获得有效的支持，提升了管理的效率，还能够减少管理工作量，进一步提升安全管理水平。

（六）选址和布局

建筑业的发展与其他行业有着密切的联系，需要利用大数据实现各方面信息的无缝集成。在建筑物的选型和设置过程中，利用BIM 软件对不同的数据进行了集成，为工作人员的实际工作提供了技术依据。在开发使用大数据技术的智能建筑时，如在设计工作中的选址，充分考虑到工作场所的人口变化和人口流动以及其他因素，如家庭收入，综合数据分析和运用信息技术的核心技术，贴近城市、安全行业的公司，并能有效地利用所提供的信息进行营销的科学知识。智能建筑空间布局，公共建筑合理谨慎空间布局，使用大数据量技术分析消费倾向，提出智能建筑空间布局建议，使用OASYSMASMOTION 软件可以模拟建筑空间布局，总体配置看是否合理。大数据技术在商业项目网站建设中具有巨大的潜力。利用大数据，我们可以捕捉到特定地区的人口密度，并比较人口分布在分布期间的变化。

结束语

综上所述，建筑设计行业和科学技术的飞速发展在一定程度上促进了建筑设计和大数据技术的高效整合，不仅可以在解决城市化建设问题的基础上开辟出全新的路径，还可以推动我国多个领域的发展，对于我国城市化建设有着非常重要的现实意义。伴随着我国城市化进程的加快，建筑设计大数据成为重要的融合性技术，具有十分突出的应用价值。在推动建筑行业发展的同时，使其可以与现代建筑市场相适应。