數(shù)字化技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響

張顏媛

【摘要】 隨著數(shù)字化技術(shù)的進(jìn)步和日趨完善,計(jì)算機(jī)媒介對(duì)建筑設(shè)計(jì)方法以至建筑觀念的發(fā)展革新起到了至關(guān)重要的作用 。數(shù)字技術(shù)承載著當(dāng)今建筑形態(tài)語言的演進(jìn),從單一的后設(shè)計(jì)階段繪圖工具發(fā)展到覆蓋設(shè)計(jì)全過程的關(guān)鍵媒介和研究手段,數(shù)字化技術(shù)極大地推動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 計(jì)算機(jī)媒介;數(shù)字技術(shù);建筑設(shè)計(jì)

一、數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響

(一)數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑形體語言塑造的影響

1.激發(fā)創(chuàng)意。在建筑設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師利用數(shù)字技術(shù)——計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算系統(tǒng),能夠依據(jù)函數(shù)算法生成大量復(fù)雜、又帶有一定隨機(jī)性的圖形,激發(fā)設(shè)計(jì)師的建筑創(chuàng)意。計(jì)算機(jī)的處理能力又能夠?qū)⑦@些復(fù)雜造型精確呈現(xiàn),并繪制成施工圖紙。世界上許多建筑師正在尋求這種藝術(shù)和技術(shù)融合的全新創(chuàng)意,并在他們的建筑設(shè)計(jì)過程中挖掘出計(jì)算機(jī)輔建筑形態(tài)構(gòu)思的潛能。

2.對(duì)建筑造型的設(shè)計(jì)影響。對(duì)項(xiàng)目的分析性內(nèi)容常常能夠左右建筑形態(tài)的設(shè)計(jì)意圖。在計(jì)算機(jī)媒介介入前,復(fù)雜的形式表現(xiàn)和結(jié)構(gòu)分析難以有效銜接。在非邏輯的靈感通向準(zhǔn)確的形式的過程中,計(jì)算機(jī)媒介有效地處理相關(guān)數(shù)據(jù),輔助設(shè)計(jì)師在數(shù)字環(huán)境中進(jìn)行思考,直至完成造型設(shè)計(jì)。參數(shù)化建模技術(shù)的應(yīng)用使得復(fù)雜形體的結(jié)構(gòu)和建造分析變得簡(jiǎn)單和高效,在這些參數(shù)分析運(yùn)算的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)構(gòu)思深化為準(zhǔn)確的建筑造型,那些看似不可思議的建筑構(gòu)想也能成為現(xiàn)實(shí)。

3.數(shù)字模型的出現(xiàn)。建筑形態(tài)設(shè)計(jì)的復(fù)雜化趨向越來越使實(shí)體模型方式無法勝任創(chuàng)作理念的表現(xiàn)需求和制作時(shí)間要求。計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及CAD 軟件系統(tǒng)的不斷發(fā)展,使建筑設(shè)計(jì)的數(shù)字化從二維進(jìn)入了三維的境界。首先,三維數(shù)字模型便于建模和修改,節(jié)省了大量的制作以及調(diào)整模型的時(shí)間。其次,計(jì)算機(jī)媒介通過三維模型及更加逼真的真實(shí)狀態(tài)的模擬,令人身臨其境,預(yù)先感受到將要建成的空間效果。最后,三維數(shù)字模型便于保存和攜帶,有利于交流和協(xié)同設(shè)計(jì)。

(二)計(jì)算機(jī)媒介對(duì)建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)控制與分析

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)字化。計(jì)算機(jī)媒介已能夠輔助完成工程結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)的計(jì)算和圖紙繪制,使用有限元分析法處理這些數(shù)字化的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),可以直接分析復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)要素的受力狀態(tài)和構(gòu)件屬性。

2.建筑技術(shù)指標(biāo)控制數(shù)字化。通過應(yīng)用模擬軟件溫度、濕度、通風(fēng)、采光、隔音以及能源消耗等各種技術(shù)指標(biāo)均能實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的模擬和定量分析。以此為信息反饋與技術(shù)依據(jù),建筑相關(guān)的空氣通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和聲光電等技術(shù)設(shè)計(jì)以及深化論證,均可確保相對(duì)精確的科學(xué)性。

3.建筑繪圖的新表現(xiàn)。在建筑師與客戶交流設(shè)計(jì)構(gòu)思與意圖的過程中,圖紙的繪制與表現(xiàn)作為信息傳達(dá)的中介,傳統(tǒng)的建筑創(chuàng)作與表現(xiàn)手段局限于徒手繪制。這種二維的繪圖表達(dá)方式耗費(fèi)了建筑師大量的時(shí)間與精力。在CAD 基礎(chǔ)上的繪圖,不僅可以精確高速地進(jìn)行面積、光照等復(fù)雜計(jì)算,能夠表現(xiàn)逼真的三維效果。

(三)數(shù)字化技術(shù)帶來的設(shè)計(jì)實(shí)踐新視角與新手段

應(yīng)用虛擬技術(shù)保護(hù)與再現(xiàn)歷史建筑,數(shù)字化技術(shù)因其數(shù)據(jù)處理能力和虛擬建模能力在歷史建筑遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域中發(fā)揮著特有的作用。目前,已有許多研究針對(duì)建立何種數(shù)據(jù)庫(kù)模式以適應(yīng)既有的歷史建筑圖文資料的索引、存儲(chǔ)、查詢和更新,如在復(fù)制古建筑細(xì)節(jié)形式方面的應(yīng)用。為保護(hù)故宮文化遺產(chǎn),通過高性能的圖型工作站,先用計(jì)算機(jī)構(gòu)建出故宮三維模型,再用數(shù)字相機(jī)采集故宮實(shí)物景觀,按圖索驥將它們“粘貼”在三維模型上進(jìn)行合成,產(chǎn)生逼真的三維仿真場(chǎng)景,再現(xiàn)康乾盛世時(shí)期太和殿的雄姿。數(shù)字技術(shù)可以用虛擬方式真實(shí)再現(xiàn)出古建筑或古代城市的原貌和氛圍。

二、數(shù)字技術(shù)時(shí)代建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的趨向

數(shù)字化技術(shù)影響到了人們的生存行為的變化,人的生存行為的變化又必然將引起建筑的變化。實(shí)體空間向虛擬空間的轉(zhuǎn)變以及人在虛擬空間的生存方式都將為建筑帶來新的發(fā)展契機(jī),傳統(tǒng)的建筑己經(jīng)有了向虛擬空間的轉(zhuǎn)化傾向。在米切爾的《比特之城》一書中提到:數(shù)字化信息溶解了傳統(tǒng)的建筑式樣。我們所熟悉的形態(tài)一個(gè)個(gè)消亡。重新組合的殘片隨即產(chǎn)生了新的變體。對(duì)于這些處于數(shù)字時(shí)代發(fā)展初期的人來說,在虛擬空間中進(jìn)行“數(shù)字化生存”還在“摸著石頭過河”的階段,一來對(duì)數(shù)字虛擬空間缺乏在現(xiàn)實(shí)世界中那樣豐富的經(jīng)驗(yàn);二來所生活的物理世界—“真實(shí)”的世界本身,也絕非盡善盡美。在虛擬空間里的生活方式,仿佛游樂場(chǎng)里的哈哈鏡,或大或小地映照出在真實(shí)空間里的生活,未來的生活將如何發(fā)展,仍然讓人充滿了期待。

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