基于深度学习技术在茶馆类建筑设计中的应用浅析

阮海垚，吴 云

（浙江农林大学风景园林与建筑学院，浙江 杭州 310000）

在茶馆类建筑设计中，不仅仅可以体现出中国历史悠久的茶文化的发展，还能够将茶文化和建筑这两种艺术深度融合起来，形成一种新的艺术品。在这种新的艺术品形成的过程中，设计手段和方法是不可或缺的，深度学习作为一种新型前期辅助设计的技术，能够得到更多关于茶文化和现代建筑设计融合的应用方法。

1 现代深度学习技术在建筑设计中的应用能力

深度学习是指基于样本数据，通过一定的训练方法得到包含多个层级的深度网络结构的机器学习过程。

1.1 图像识别和分类

深度学习技术可以应用在建筑设计中图像识别和分类，其主要可以在建筑空间识别、建筑风格及其构件识别、城市肌理识别、建筑图纸识别和建筑实景识别等方面。在以往建筑设计收集资料的过程中，设计人员往往要耗费大量的精力去寻找和整理，虽然这对一些简单的建筑设计来说不成问题，但是在细节繁杂同时又具有仿古建筑类特征的茶文化建筑来说，这一环节将会是十分繁琐。而利用深度学习技术中的图像识别分类功能将会大大降低这些繁琐的环节，例如通过建筑构件识别能力，可以精确地判定出建筑的构建类型等；通过建筑图纸识别能力，可以将所有图纸进行识别分类，在后期提高检索和查找的速度。由此可见，深度学习技术下的工作效率，具有高效的特点。在以往的查找和检索的过程中，全部只能依靠人为作业，从而存在效率低、不精确等不足。在深度学习图像识别和分类技术下，这一过程都能够很高效地完成。

1.2 图像（图纸）生成

深度学习技术在图像（图纸）生成上主要以生成各种平面图为主，例如建筑平面图、城市平面鸟瞰图及自然地形山川空间特征等。在建筑设计前期，图像（图纸）的表达是体现设计师方案最基础的表现方式之一，而传统的工程制图往往复杂又耗时。利用深度学习图像（图纸）生成技术，通过输入一些现存平面图或者是手绘草图，经过该技术学习之后，自动生成一些简单的平面，甚至还可以生成合理的空间规划和家具布置等。通过深度学习技术不断进行迭代优化，能够形成一系列成套的空间布局体系，并结合设计人员的干预，达到对图纸的最佳深化效果，提高制图效率。

1.3 辅助建筑设计

深度学习技术在辅助建筑设计上主要表现在结合软件建模、分析和建筑方案表现等方面。据了解，茶馆类建筑因其建筑表现的个性化，在设计过程中所展示的表现手法较其它建筑来说更麻烦。在这时候引入深度学习技术，可以解决一些不必要的麻烦。例如，往往一个建筑方案在前期设计的时候，设计师一般会习惯用草图去绘制，但是草图缺少必要的渲染细节。深度学习技术可以通过输入透视手绘草图，最后输出对应的建筑实景渲染图，辅助建筑设计，更好的展示设计意象，从而更快地进入方案深化设计阶段，为辅助建筑设计提供良好的技术支持。

2 茶馆类建筑的发展

茶文化是我国传统文化的重要组成部分，反映着中华民族传统的礼节和文明，也是我国文化财产中的重要组成部分。茶文化和建筑的融合发展，形成的茶馆类建筑使这传统文化得到了传承。据记载，早在东晋元帝时，茶馆类建筑最早是以茶摊的方式出现在闹市区，主要以一根扁担、一壶茶的形式进行售卖。在这之后又开始出现了茶座、茶铺等。我国早期传统茶文化建筑从严格意义上来讲与四面墙壁、上有顶棚、门窗桌椅配置齐全的建筑不能相提并论。但是这样的发展在茶文化建筑史上也是必不可少的一部分，为之后茶馆到现代各种茶馆类建筑奠定了基础。

到了唐代，随着社会经济的繁荣强大，人们的生活方式有了很大的改变，对精神生活上的追求也不断提高，茶馆类建筑也慢慢地从茶座、茶铺向茶馆、茶楼等形式转变，其主要功能也随之发生了变化，不仅仅是喝茶。人们从最开始的匆忙路过的一盏茶，到茶座停下脚步小酌一杯，最后发展到了最出的茶馆，但是在这个时代，其还是以卖茶文主，馆内设备比较简陋。这个时候茶馆类建筑已经有了一定的雏形，慢慢的开始发展起来，但是并没有大力推广和应用，但是这时候的茶馆类建筑的发展已经为之后的茶馆奠定了基础，成为茶馆类建筑发展过程中不可或缺的一部分。宋代的茶馆类建筑一般建立在城市的中心或者是交通要塞上，人流量很大，再加上茶馆的规模的扩大，其内部功能已经慢慢地完善起来。已经开始出现专门拉唱、说书的舞台，还附带一些下棋的区域，这些空间功能的形成也反映出当时年代不同阶级的人之间进行着不同文化交流。在那个时期，又出现了大量的文人墨客出现在茶馆中，为茶馆增添了一份文化气息，同时创作了一些关于茶文化的诗词、歌曲、名画等，为现代茶馆类建筑设计进行了铺垫。明清时代的茶馆，其数量不断增加，建设者也慢慢地开始对选址有了一定的要求，建筑内部的装饰也慢慢地开始倾向于雅致、幽静等风格，茶馆类建筑开始兴盛起来了。但是到了晚清，随着西方列强的入侵，在西方文化传入的同时，茶馆类建筑开始由兴盛走向衰败。

在现代，随着社会的快速发展和建设，茶馆类建筑已经成为精神文明建设的一部分，再加上茶礼、茶艺、茶技等茶文化的发展，茶馆类建筑慢慢地与茶文化相互融合起来，逐渐地让它成为一个既是陶冶情操、提高修养的场所，也是文化交流、商业洽谈的好去处。现在，茶文化建筑正在用它无限魅力和深厚的文化底蕴吸引着五湖四海的人们。

3 深度学习技术在茶馆类建筑设计中的应用

3.1 茶馆类建筑前期设计

深度学习技术作为一种新型的设计方法，其在茶馆类建筑前期设计中，可以通过可视化图纸和简易模型效果图，为茶馆类建筑前期设计打下方案基础。一方面，在茶馆类建筑的前期调研阶段，可以通过深度学习中对城市肌理的识别，从而对所建茶馆类建筑的前期地理位置布置进行分析，如：道路分析、周围建筑密集度、绿化分布情况、人流情况等。之后通过对这些分析数据进一步并建立茶馆类建筑与周围环境相互联系的关系，进而达到因地制宜的目的。另一方面，在茶馆类建筑前期设计阶段，设计图纸的复杂和与业主前期交流存在一定程度上的障碍，导致前期设计进度缓慢、后期建造时间太赶，最终建造后的茶馆类建筑不容易表达各方面的意。但是通过深度学习技术可以快速自动生成平面和模型效果图，从而缩短前期方案设计时间，将更多的时间花费在技术、建造等方面上。综上所述，在深度学习技术的支持下，结合原有的设计方法并不断优化设计，可以在最短时间内完成茶馆类建筑设计的前期工作，并将多种设计方案进行对比，从而选出最佳的建筑设计方案，为后期建设打下良好的基础工作。

3.2 维护与保养

据了解，首先茶馆类建筑作为细节繁杂、构件极多的复杂建筑群，再加上其各部件的构造和新型设计图纸中茶馆类细节的应用,从而导致其在维护和保养方面十分麻烦。因此在这引入深度学习技术，其通过识别茶馆类建筑实景来进行自动检测，同时捕捉到这些实时景象的结果输入网络的特征，从而定位出茶馆类建筑中的损耗程度，然后结合机械臂和相机等工具，将这些实时景象传到网络中，最后将输出结果反馈给用户，从而利用机械臂在可以修复的地方用其将损耗的地方进行修补，进而对茶馆类建筑进行维护和修养。但是由于茶馆类建筑的材料和细节存在复杂性，不能够仅仅使用机械臂将其修复，因此在后期维护过程中也需要人为的干预，但是这也大大减少了只能依靠人为检测并修复的缺陷，进一步提高了工作效率。

3.3 深度学习技术应用的推广

通过利用深度学习技术，可以应用在茶馆类建筑前期设计中，也可以运用在与用户交流表达上，还可以通过快速建立可视化模型来展示建筑形体。归根结底，这项技术在茶馆类建筑设计中可以实现设计的创新应用，有效地将中国茶文化和建筑设计这两种看似没有交集的艺术完美的结合起来；再者就是在确保茶文化建筑设计的顺利进行，通过该项技术简单操作，还可以打破与业主之间的交流隔阂。所以说，积极推广深度学习技术在建筑设计中的应用，可以得到意想不到的收益。

总而言之，一方面，茶馆类建筑作为我国传统茶文化的表现之一，是现代建筑和茶文化这两种艺术融合形成的一个新艺术品，也是茶文化的基础。另一方面，深度学习技术作为一种新型设计辅助工具，将其运用到茶馆类建筑设计之中，不仅可以把前期复杂的茶馆类建筑设计图纸简易化，再通过深度学习算法迭代生成各式各样的方案，还可以对后期维护和检修的方式进行调整，降低建筑设计时间和维修成本，这样更加有利于设计的茶馆类建筑有着本身独特的艺术性和个性。