試析科技建筑設(shè)計(jì)方法

導(dǎo)語：試析科技建筑設(shè)計(jì)方法一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］隨著當(dāng)代建筑行業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)于現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格以及技術(shù)要求方面都有了極大的提高。伴隨著科技的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，在當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)中融入一些新鮮的科技元素，諸如柔性設(shè)計(jì)、虛擬構(gòu)建以及功能仿真等新穎的技術(shù)特征已經(jīng)逐漸成為了一種新的設(shè)計(jì)時(shí)尚和表達(dá)建筑獨(dú)有特征的重要方式。通過當(dāng)代科技對(duì)建筑設(shè)計(jì)方法論的影響進(jìn)行研究分析，可以準(zhǔn)確的把握現(xiàn)代社會(huì)建筑設(shè)計(jì)的最新發(fā)展趨勢(shì)，這有利于構(gòu)建科學(xué)合理的建設(shè)設(shè)計(jì)理念。在此，主要研究了當(dāng)代科學(xué)設(shè)計(jì)理念指導(dǎo)下建筑設(shè)計(jì)方法的相關(guān)理論和特征，并分析了當(dāng)代科技影響下我國(guó)建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)方法，僅供參考。

［關(guān)鍵詞］當(dāng)代科技；建筑設(shè)計(jì)；方法；特征

隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到各行各業(yè)中，并得到了廣泛的運(yùn)用。近幾年以來，建筑行業(yè)得到了快速的發(fā)展，而且規(guī)模變得越來越大，仍然呈現(xiàn)出逐漸上升的態(tài)勢(shì)。隨著人們生活水平的提高以及觀念的不斷轉(zhuǎn)變，對(duì)于當(dāng)代建筑的設(shè)計(jì)風(fēng)格和水平等方面的要求也越來越嚴(yán)格。為了能夠更好的滿足社會(huì)公眾的實(shí)際需求，推動(dòng)建筑行業(yè)的快速健康發(fā)展，在建筑設(shè)計(jì)中融入當(dāng)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)顯得迫在眉睫。當(dāng)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于建筑設(shè)計(jì)來說起到了無可替代的作用，科技的發(fā)展進(jìn)步也有效的推動(dòng)了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的改革創(chuàng)新。

1當(dāng)代科技影響下建筑設(shè)計(jì)的理念和方法概述

在我國(guó)建筑活動(dòng)已經(jīng)有很長(zhǎng)的一段歷史，而且伴隨著不同的建造技術(shù)和工具的升級(jí)，建筑設(shè)計(jì)方法也進(jìn)行了長(zhǎng)期的演變。隨著近代社會(huì)的發(fā)展，生產(chǎn)力水平也取得了極大的提高，這對(duì)于推動(dòng)現(xiàn)代建筑的興起以及設(shè)計(jì)理念的誕生都起到了積極的作用。伴隨著科技的進(jìn)步以及信息技術(shù)的發(fā)展，各種環(huán)境以及資源問題逐漸成為當(dāng)?shù)厣鐣?huì)非常關(guān)注的熱點(diǎn)，基于這一背景下當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新發(fā)展也是歷史發(fā)展的必然。曾有學(xué)者提出了“綜合預(yù)見性設(shè)計(jì)科學(xué)”的理念，即用最少的資源消耗得到最大的綜合效益，這樣可以有利于實(shí)現(xiàn)人和自然界的動(dòng)態(tài)平衡。這種設(shè)計(jì)理念的核心是人，通過以人為本的可持續(xù)發(fā)展觀以及環(huán)境觀念構(gòu)建建筑設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念。這種設(shè)計(jì)理念在建筑設(shè)計(jì)方法上其實(shí)可以理解為尋求資源的有效配置進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，也是可持續(xù)性建筑構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，這樣的建筑一般具有更靈活的適應(yīng)性、更低的能源消耗以及更長(zhǎng)的使用壽命等特點(diǎn)[1]。另外，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)工作時(shí)，由于建筑設(shè)計(jì)人員的個(gè)人觀點(diǎn)不同，那么會(huì)導(dǎo)致最終的結(jié)果也有差異，各有不同的側(cè)重點(diǎn)。對(duì)于建筑功能的設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，當(dāng)?shù)亟ㄖO(shè)計(jì)更多的注重其功能性，比如在設(shè)計(jì)一個(gè)大樓時(shí)，首先就應(yīng)該理清這內(nèi)部的功能關(guān)系，該大樓下部幾層的用途，相互關(guān)系如何，上面幾層是如何的關(guān)系等等。在當(dāng)代科技影響下，現(xiàn)在很多建筑設(shè)計(jì)都在注重功能的設(shè)計(jì)前提下，融入更多的科技元素，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以將當(dāng)代的一些發(fā)展潮流或者趨勢(shì)融入進(jìn)去，充分體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計(jì)理念，在一定程度上強(qiáng)化設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，讓設(shè)計(jì)人員的想法得到更多的擴(kuò)展，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)也可以讓相關(guān)設(shè)計(jì)人員在處理建筑造型等問題上有較大的把握性。

2當(dāng)代科技影響下建筑柔性設(shè)計(jì)方法的研究

FlexibleDesign即柔性設(shè)計(jì)，這是當(dāng)今時(shí)代背景下產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作領(lǐng)域非常重要的一個(gè)特征，其指的“柔性”主要是表達(dá)的靈活的適應(yīng)性，從某方面來說也可以理解為經(jīng)過改造就可以適應(yīng)不同環(huán)境的變化特性[2]。當(dāng)今社會(huì)消費(fèi)者對(duì)于事物的需求是多種多樣的，相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新速度也在日益加快。不斷變化的市場(chǎng)對(duì)于產(chǎn)品的靈活性、適應(yīng)性以及更新?lián)Q代方面的能力都提出了相當(dāng)高的要求標(biāo)準(zhǔn)，這種標(biāo)準(zhǔn)也直接影響了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念和方法，逐漸的從傳統(tǒng)的“剛性”設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭嵝浴痹O(shè)計(jì)。柔性產(chǎn)品因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)具有靈活性，這可以讓其充分的適應(yīng)不同功能變化的需求，而且自身還保持了升級(jí)的端口，對(duì)于手續(xù)的技術(shù)改造等方面都起到了很好的作用，有利于保持產(chǎn)品的長(zhǎng)期有效運(yùn)作，極大的延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命，真正的實(shí)現(xiàn)了資源的合理利用。建筑物屬于一種需要長(zhǎng)期使用壽命的產(chǎn)品，為了能夠滿足當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的需求，建筑設(shè)計(jì)的理念和方法也應(yīng)該充分的借鑒“柔性”設(shè)計(jì)理念，讓建筑自身轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝韵到y(tǒng)。柔性系統(tǒng)主要有兩方面的內(nèi)涵，指的是該系統(tǒng)適應(yīng)外部、內(nèi)部?jī)煞矫姝h(huán)境變化的能力。對(duì)于建筑行業(yè)來說，建筑容量負(fù)荷、空間功能、輸送能力、排放標(biāo)準(zhǔn)以及環(huán)境保護(hù)等方面都可能因?yàn)樽陨硎袌?chǎng)、需求或者政策等的變化而產(chǎn)生變化，因此，這就對(duì)建筑本身的結(jié)構(gòu)或者設(shè)備等體系提出了具有靈活、升級(jí)改造的能力。比如建筑空間在功能方面可以分為服務(wù)區(qū)域和被服務(wù)區(qū)域，前者中的設(shè)備管道以及交通系統(tǒng)需要按照一定的規(guī)則進(jìn)行布置，而后者則可以發(fā)揮自由空間的靈活性。這樣就不但可以擁有柔性的主體使用空間，同時(shí)還可以擁有設(shè)備管道升級(jí)以及擴(kuò)充等柔性改造潛力。這種新型的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)逐漸被當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)師所吸取采納，而且已經(jīng)取得了不錯(cuò)的設(shè)計(jì)成果[3]。比如建筑師Regers領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)的建筑產(chǎn)品都普遍的從功能到組織架構(gòu)等方面體現(xiàn)出適應(yīng)變化的“柔性”，這也為未來可能產(chǎn)生的改造設(shè)計(jì)留下充足的空間，如圖1所示。

3當(dāng)代科技影響下建筑虛擬構(gòu)建設(shè)計(jì)方法的研究

很長(zhǎng)時(shí)間以來，建筑設(shè)計(jì)師都是通過草圖或者模型的方式來探討建筑設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其不斷的優(yōu)化升級(jí)，一直到能夠直接提供給施工方作為指導(dǎo)建造的依據(jù)為止。在這個(gè)過程中，有經(jīng)驗(yàn)的建筑設(shè)計(jì)師其實(shí)在其頭腦中已經(jīng)完成了思維方面的“建造”活動(dòng)。但是由于輔助設(shè)計(jì)的工具相對(duì)比較匱乏，因此在頭腦中完成相關(guān)“建造”活動(dòng)時(shí)往往需要先將其轉(zhuǎn)換為靜態(tài)的二維平面圖，通過圖紙上的平面圖來進(jìn)行深入的分析優(yōu)化；或者是通過將頭腦中的建造活動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槭止ぶ谱鞯哪Ｐ?，通過切割、拼裝模型等方式來模擬建造的構(gòu)建，這也是所謂的三維表達(dá)方式。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)模式往往無法滿足大腦動(dòng)態(tài)思維的快速連續(xù)構(gòu)建活動(dòng)，從而導(dǎo)致了精度、速度以及效率的降低，這些對(duì)于建筑設(shè)計(jì)來說都有著巨大的影響。另外，對(duì)于一些復(fù)雜的三維空間來說，僅依靠頭腦想象是無法完成平、立、剖面的構(gòu)思，這對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法來說充滿了巨大的挑戰(zhàn)。隨著計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，CAD機(jī)械制圖技術(shù)也得到了廣泛的普及和運(yùn)用。人們可以在計(jì)算機(jī)構(gòu)造的虛擬環(huán)境中進(jìn)行大腦動(dòng)態(tài)思維的模擬構(gòu)建活動(dòng)，這其實(shí)就是所謂的虛擬構(gòu)建。這種技術(shù)極大的增強(qiáng)了人類大腦的三維空間操控能力，交互式的操作界面以及靈活的編輯功能，都讓整體建筑設(shè)計(jì)更加快速、連續(xù)。CAD技術(shù)是當(dāng)前虛擬構(gòu)造非常重要的一種三維輔助設(shè)計(jì)工具，但是早期的CAD技術(shù)并沒有完全的替代傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員繪圖工作，只是起到了電子圖板的功能。而這種功能并不能滿足各種制圖要求，比如漏畫圖線、生成復(fù)雜投影或者投影對(duì)位復(fù)雜度等方面，對(duì)于項(xiàng)目的管理以及設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面都存在較多不足，可以說并沒有完全發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的巨大優(yōu)勢(shì)。當(dāng)今市場(chǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的綜合性技術(shù)要求越來越高，而對(duì)于純粹的機(jī)械產(chǎn)品相對(duì)也變得越來越少，機(jī)電一體化逐漸成為了新的發(fā)展趨勢(shì)，而CAD技術(shù)的發(fā)展也正在適應(yīng)這新的浪潮。建筑從某種程度上來說也是一種產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)不單單只包括繪圖部分，還要考慮概念方面的設(shè)計(jì)，組織功能的一體化以及部分的優(yōu)化、加工等環(huán)節(jié)。建筑屬于多專業(yè)綜合型協(xié)調(diào)得到的產(chǎn)物，將不同的專業(yè)進(jìn)修添加組合成新的“大型裝配系統(tǒng)”，而這也是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域在虛擬構(gòu)建時(shí)的核心部分，其屬于由特征造型、參數(shù)驅(qū)動(dòng)等合成的三維建筑信息模型。這種建筑三維信息模型涵蓋了建筑的特征信息，可以通過元素以及組成構(gòu)件一層層組合構(gòu)成復(fù)雜的建筑系統(tǒng)模型；并且和平面、立面和剖面等二維工程圖、相關(guān)的參數(shù)文檔比如門、窗類型統(tǒng)計(jì)表等部分進(jìn)行關(guān)聯(lián)，此時(shí)如果修改某個(gè)尺寸或者參數(shù)，那么系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的更新相關(guān)的模型、視圖等信息，這對(duì)于設(shè)計(jì)效率來說有了非常大的提高。隨著當(dāng)代技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，虛擬構(gòu)建出的產(chǎn)品可以通過快速原型技術(shù)輸出便于觸摸的真實(shí)三維模型。這種技術(shù)主要是運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)、激光技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)虛擬構(gòu)建三維模型，然后采用選擇性激光燒結(jié)工藝快速的制作出所需任何形狀的三維實(shí)體模型，這樣就快速、直接的將“虛擬”轉(zhuǎn)換為“現(xiàn)實(shí)”。通過這種技術(shù)可以精確快速的生成我們所需的具有不同復(fù)雜程度建筑模型，這非常便于設(shè)計(jì)人員對(duì)復(fù)雜的建筑造型進(jìn)行展示和操控。

4當(dāng)代科技影響下建筑功能仿真設(shè)計(jì)方法的研究

將優(yōu)化策略和科學(xué)分析的方法進(jìn)行有效的結(jié)合并融入到建筑設(shè)計(jì)的過程中是非常關(guān)鍵的，這也是輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行深層次的創(chuàng)新優(yōu)化的重要手段，當(dāng)然這離不開科學(xué)有效的評(píng)估。通過該技術(shù)可以在設(shè)計(jì)規(guī)范條件下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對(duì)象的功能仿真分析，這有利于讓深化設(shè)計(jì)從以往的定性轉(zhuǎn)變?yōu)槎浚彩钱?dāng)代科技影響下建筑設(shè)計(jì)方法最重要的一個(gè)特征。隨著當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，諸如運(yùn)算速度的提高、數(shù)值模擬分析等功能的不斷完善，特別是針對(duì)概念設(shè)計(jì)層面的仿真功能的誕生，讓計(jì)算機(jī)對(duì)虛擬構(gòu)建出的大部分模型可以實(shí)現(xiàn)功能仿真。在當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)目標(biāo)建筑的計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行功能仿真有利于方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行深層次的優(yōu)化完善設(shè)計(jì)。這個(gè)過程不單單是對(duì)建筑的空間以及造型方面的真實(shí)再現(xiàn)，而且還可以真實(shí)的體現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的功能方面。而對(duì)于功能仿真來說，VR技術(shù)只是非常小的一個(gè)環(huán)節(jié)，還包括諸如形實(shí)體的視覺屬性，比如比例、體量、尺度等一些因素。當(dāng)代科技影響下，建筑行業(yè)已經(jīng)逐漸成為了匯集多方面技術(shù)的綜合系統(tǒng)，依據(jù)以人為本的宗旨，將其設(shè)計(jì)打造成真正滿足人們需求的產(chǎn)品。目前，針對(duì)建筑功能方面的仿真主要包括了太陽能輻射環(huán)境模擬、日照環(huán)境模擬、熱環(huán)境模擬、天然采光以及人工照明功能模擬、風(fēng)環(huán)境模擬、聲環(huán)境模擬、能耗模擬等等，這些方面的功能模擬幾乎可以涵蓋用戶對(duì)于建筑本身功能的綜合型要求標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，可以針對(duì)不同的設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)建筑的規(guī)模、功能以及復(fù)雜程度等方面采取不同的功能仿真模式。目前，建筑設(shè)計(jì)師對(duì)于建筑功能仿真的認(rèn)知不夠充足，還是停留在一個(gè)比較淺的層面，大多時(shí)候是將其作為建筑作品最終的檢驗(yàn)工具，而不是把它當(dāng)做建筑設(shè)計(jì)過程中實(shí)時(shí)的輔助工具；這其實(shí)是非常錯(cuò)誤的方式，而且對(duì)于設(shè)計(jì)人員自身的思考和創(chuàng)意方面是不利的。因?yàn)橐粋€(gè)建筑設(shè)計(jì)的方案功能的好壞最關(guān)鍵的就是在概念設(shè)計(jì)時(shí)期，如果此時(shí)沒有對(duì)選型做出好的抉擇，那么對(duì)于后期的很多設(shè)計(jì)方面都會(huì)存在較大影響，而且后期的修補(bǔ)過程也將變得非常的被動(dòng)。概念設(shè)計(jì)階段是建筑設(shè)計(jì)師非常注重的一個(gè)環(huán)節(jié)，往往需要對(duì)建筑的幾何形體、所需材料以及整體的布置等方面進(jìn)行細(xì)致的推敲，建筑方案中的非定型的因素有很多方面，而且錯(cuò)綜復(fù)雜，這些很難是用一些參數(shù)就能表達(dá)明確，因此也直接導(dǎo)致了專業(yè)技術(shù)人員的模擬分析無法真正實(shí)現(xiàn)。而采用功能仿真軟件諸如Ecotect軟件如圖2所示，就可以將建筑設(shè)計(jì)過程中的一些功能部分完整的模擬呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)人員。

綜上所述，通過上述分析我們可以看出當(dāng)代科技影響下的建設(shè)設(shè)計(jì)方法的重要性，這對(duì)于構(gòu)建“以人為本”的建筑設(shè)計(jì)理念和跟上當(dāng)代設(shè)計(jì)發(fā)展步伐具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)方面和國(guó)際先進(jìn)水平仍然存在一定的差距，比如相關(guān)的政策支持系統(tǒng)、科學(xué)的評(píng)價(jià)體系等還不是很完善，另外一些基礎(chǔ)平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)也存在漏洞，這些對(duì)于我國(guó)建筑設(shè)計(jì)科學(xué)發(fā)展都有一定的制約。因此，必須打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念和市場(chǎng)觀念，依據(jù)科技的改革創(chuàng)新，跟上時(shí)展的步伐，轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)觀念，敢于和國(guó)際化設(shè)計(jì)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

參考文獻(xiàn)

[1]溫瑞毅.當(dāng)代科技影響下的建筑設(shè)計(jì)方法研究[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2015（23）：60+55.

[2]周曉艷.當(dāng)代科技影響下的建筑設(shè)計(jì)方法論之特征[J].科技傳播，2014，6（04）：37+65.

[3]江珊.淺談當(dāng)代科技影響下建筑設(shè)計(jì)方法的特征[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（18）：219.

作者:張研 單位:吉林省建苑設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司