簡析新時期科技影響下的建筑設計方法論

1、<p>　　簡析新時期科技影響下的建筑設計方法論</p><p>　　摘要：隨著科學技術的不斷進步，傳統(tǒng)建筑設計方法被注入了新的元素，表現(xiàn)出了一系列反映新時期特色的技術特征，如柔性設計、虛擬建造以及功能仿真等。本文將針對新時期科技影響下的建筑設計方法論展開探討，旨在建立與時俱進的建筑設計觀，促進當代建筑設計更好的發(fā)展。 </p><p>　　關鍵詞：新時期；科技；影響；建筑設計方

2、法論 </p><p>　　中圖分類號： TU2 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　新時期，科學技術的進步較為迅速，如計算機技術已經(jīng)成為人們生產(chǎn)、生活中的一部分，對各行各業(yè)產(chǎn)生了革命性的影響。在科技迅猛發(fā)展的沖擊下，人們的思維方式開始發(fā)生轉(zhuǎn)變，更加靈活，更加發(fā)散。在此背景下，建筑設計方法也被注入了新的元素。 </p><p>　　科學設計觀對建筑設

3、計方法論的影響 </p><p>　　對于人類而言，建筑是不可或缺的組成部分。隨著建造工具及技術的不斷發(fā)展，建筑設計方法一直處于不停的演化、進步之中。在現(xiàn)代科技的推動下，社會生產(chǎn)力取得了質(zhì)的飛躍，現(xiàn)代建筑及其設計方法、哲學也隨之產(chǎn)生。在科技進步的大背景下，一些不和諧的因素也隨之出現(xiàn)，如資源的日益緊缺、環(huán)境的日益惡化?；谶@種情況的建筑設計哲學也隨之產(chǎn)生，“綜合預見性設計科學”便是其中的代表。這種建筑設計哲學思想的

4、內(nèi)涵在于，利用優(yōu)化的技術以最少的資源消耗實現(xiàn)最大的綜合效益，從而實現(xiàn)人與自然的和諧，甚至人和宇宙的和諧。該種建筑設計哲學體現(xiàn)的是以人為本的環(huán)境觀及可持續(xù)發(fā)展觀。該種建筑設計哲學觀反映在建筑設計方法論上就是尋求可持續(xù)性建筑的方法，讓現(xiàn)在及未來的建筑朝著低能耗、低污染、長壽命的方向發(fā)展。[1] </p><p>　　2.新時期科技影響下的建筑設計方法論 </p><p>　　相較傳統(tǒng)建筑設計方

5、法，可持續(xù)性建筑設計方法在具體的實現(xiàn)過程中已經(jīng)發(fā)生了諸多變化，下文將從三個角度予以說明：1）柔性設計；2）虛擬建造；3）功能仿真。 </p><p><b>　　2.1柔性設計 </b></p><p>　　柔性設計的概念最先出現(xiàn)在工業(yè)產(chǎn)品設計制造領域，并延伸至建筑設計領域。柔性指的是產(chǎn)品具有高度的適應性，換而言之，產(chǎn)品具有經(jīng)過改造滿足環(huán)境變化的屬性。新時期，消費者的

6、需求日趨多樣化，技術更新速度也十分驚人。市場的瞬息萬變給產(chǎn)品的適應性提出了更為嚴格的要求，并給產(chǎn)品設計的方法和觀念造成了劇烈的沖擊，促進了剛性設計到柔性設計的轉(zhuǎn)變。[2] </p><p>　　可以從兩個角度去理解柔性系統(tǒng)的概念：1）表征系統(tǒng)適應外部環(huán)境變化的能力；2）系統(tǒng)適應內(nèi)部環(huán)境變化的能力。在自身需求、政策環(huán)境以及市場變化的影響下，建筑的諸多要素（如空間功能劃分、容量負荷以及排放標準等）也將會發(fā)生相應變化。

7、以上給建筑體系提出了更高的要求，要求其具有高度的靈活性，可維護改造，可繼續(xù)升級。 </p><p>　　如從功能的角度，可將建筑空間劃分為兩大部分：1）服務區(qū)域。將設備管線以及交通系統(tǒng)通過集約的方式布置在該區(qū)；2）被服務區(qū)域。根據(jù)需要進行靈活的空間分隔。如此一來，既保證了主體使用空間的柔性，又保證了相關系統(tǒng)的柔性（擴充的潛力）。上述建筑設計模式，越來越為追求生態(tài)、環(huán)保的現(xiàn)代建筑師們所青睞。 </p>

8、<p><b>　　2.2虛擬建造 </b></p><p>　　相當長一段時間里，建筑設計師們主要通過草圖及模型來確定建筑設計方案和相應的調(diào)整。在這個階段，由于輔助設計工具不夠完善，建筑設計師們需要把頭腦中的動態(tài)構思轉(zhuǎn)換成圖紙上的二維平面圖，隨后才能進行分析、評價以及深化；又或者將頭腦中的動態(tài)構思轉(zhuǎn)換成模型，并進行相應的切割、拼裝、修正等一系列工作，以實現(xiàn)預想的三維效果。[3]

9、 </p><p>　　隨著計算機技術不斷進步，相關設計軟件（如三維建筑設計軟件Twinmotion）的相繼問世，人們通過計算機的虛擬環(huán)境動態(tài)展現(xiàn)出腦中的建筑構思，這就是所謂的虛擬建造。該技術憑借交互式界面以及靈活的編輯功能，不僅深化了設計思路，而且縮短了設計用時。 </p><p>　　繪圖僅僅是產(chǎn)品設計的一部分，概念設計、功能一體化以及分析優(yōu)化才是產(chǎn)品設計的核心所在。建筑從本質(zhì)屬性上分

10、析是一種大規(guī)模產(chǎn)品，當然也遵循上述規(guī)律。建筑是多專業(yè)有機融合的產(chǎn)物，是一個由多個專業(yè)“構件”添加組合而成的“大型裝配體”。對于建筑設計虛擬制造而言，這類“大型裝配體“便是其核心產(chǎn)品?！按笮脱b配體” 是一種基于參數(shù)驅(qū)動和特征造型而生成的三維建筑信息模型，其包含了模型生成的特征信息，可以通過構件和元素的層層參照生成復雜的建筑系統(tǒng)模型，并且與平、立、坡面等二維工程圖相關工程文檔如門窗統(tǒng)計表等相關聯(lián)，當修改了某個視圖中的某些尺寸后系統(tǒng)便會自動更

11、新相關視圖、模型和文檔，從而大幅提高了設計效率。[4] </p><p>　　隨著現(xiàn)代制造技術的迅猛發(fā)展，虛擬建造的產(chǎn)品不再虛擬，即在快速原型技術的幫助下，能將虛擬信息轉(zhuǎn)換成三維建筑模型實體。該種技術涉及多門技術的綜合運用，如：1）計算機輔助設計和制造技術；2）激光技術；3）材料科學技術。該種技術不需借助傳統(tǒng)的模具和夾具，采用絲材熔融涂覆等分層工藝將計算機中的虛擬三維模型快速轉(zhuǎn)換位三維實體模型。這種由虛到實的轉(zhuǎn)換

12、是一個不小的進步，極大地提高了建筑設計師們對于復雜建筑體量的操控以及展示能力。 </p><p><b>　　2.3功能仿真 </b></p><p>　　將科學分析方法以及優(yōu)化決策方法有機地融入設計環(huán)節(jié)并充分發(fā)揮其輔助設計的功能是一個較為復雜的過程。在這個過程中，應建立科學有效的評估體系予以保障。該評估體系可針對若干方案展開科學比選，也可針對單一方案展開系統(tǒng)優(yōu)化，這

13、就是CAE技術的核心所在。通過CAE技術能夠?qū)崿F(xiàn)在設計邊界條件下目標對象的功能仿真，深化設計并使其完成由定性到定量的轉(zhuǎn)化，這也是新時期科技影響下的設計方法論的主要變化之一。隨著計算機運算能力的日益提高及數(shù)值模擬軟件功能的日趨完善，仿真功能開始出現(xiàn)，特別是針對概念設計階段的仿真功能取得了一定的成績。[5] </p><p>　　功能仿真過程一方面在于加強建筑空間及造型的視覺真實感，另一方面在于盡可能地體現(xiàn)建筑的實際

14、功效。對于功能仿真技術而言，VR技術只是一個很小的組成部分，它的重心在于表現(xiàn)有形實體的視覺感受，包括體量、比例、尺度等相關元素。 </p><p>　　在新時期科技的影響下，建筑已經(jīng)發(fā)展成為一個綜合系統(tǒng)，這個系統(tǒng)由于融入了多方面最新技術，因而表現(xiàn)出了一定的復雜性。再加上以人為本環(huán)境觀的逐漸深入，已經(jīng)不存在完全的抽象空間。故針對空間物理屬性的建筑功能仿真才有機會成為這種建筑設計哲學的一個明顯特征。[6] </

15、p><p>　　當前，基于建筑功效的功能仿真主要包括以下幾點：1）日照環(huán)境模擬；2）太陽能輻射環(huán)境模擬；3）天然采光及人工照明環(huán)境模擬；4）熱環(huán)境模擬；5）聲環(huán)境模擬；6）風環(huán)境模擬；7）能耗模擬等。在具體設計環(huán)節(jié)，可結合建筑的諸多元素（目的、功能、規(guī)模等）去決定采用幾種仿真模擬體系來滿足輔助設計的需求。 </p><p>　　目前，部分建筑師對功能仿真存在一定的誤解，沒有發(fā)揮它的實時輔助功能

16、，而將它當作一種終極檢驗的工具，再加上軟件自身及市場等因素的多重作用，建筑師們的相關設計理念便無法有機、充分地融入建筑設計中。在概念設計環(huán)節(jié)，建筑師常常需要對建筑的幾何形體、用材、布置進行獨立的推敲，由于方案中含有大量的非定形因素且彼此關系錯綜復雜，因而很難或者無法通過量化參數(shù)來加以詳細的描述，這種情況造成專業(yè)技術人員很難將自己的模擬分析有機地融入其中。所以，專為建筑設計師服務的功能仿真軟件（如Ecotect）便應運而生，而且成為建筑設

17、計環(huán)節(jié)不可或缺的組成部分。[7] </p><p><b>　　3.結語 </b></p><p>　　通過前文的一系列分析，基本上能夠了解新時期科技影響下的建筑設計方法論的發(fā)展趨勢，這有助于基于“以人為本”理念的科學設計觀的建立和發(fā)展，為當代建筑設計發(fā)展指明了努力、前行的方向。 </p><p>　　同國際先進建筑設計水平相比，我國在該領域還

18、存在不小的差距，如科學的可持續(xù)性評價標準體系及相應的政策支持系統(tǒng)還未建立，一些技術基礎平臺數(shù)據(jù)庫如各地區(qū)氣象數(shù)據(jù)庫等還不完善，這在一定程度上制約了科學設計方法體系的推廣。最根本也是最重要的一點并不在于技術條件方面的不足，而是在于我國目前處于主導地位的設計觀念以及市場觀念還存在諸多缺憾，并沒有從本質(zhì)上滿足國際化競爭以及全球化市場的需要，沒有完全適應這個技術快速提升的時代，所以轉(zhuǎn)變建筑設計觀念，重新審視建筑設計方法是適應競爭的開始，也是關鍵

19、。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 程泰寧,費移山. 跨文化發(fā)展與中國現(xiàn)代建筑的創(chuàng)新[J]. 世界建筑. 2011(06). </p><p>　　[2] 鄭玉紅. 中國現(xiàn)代建筑設計中傳統(tǒng)理念的傳承[J]. 民營科技. 2011(07). </p><p>　　[3] 時東

20、陸. 論中國現(xiàn)代建筑[J]. 建筑與文化. 2012(03). </p><p>　　[4] 李會敏. 現(xiàn)代設計當中的“美”[J]. 藝術科技. 2013(02). </p><p>　　[5] 王葆華,馬志奇. 對理想聚居環(huán)境的思考——探討人類在改造自然中對美的營造[J]. 現(xiàn)代裝飾(理論). 2013(01). </p><p>　　[6] 麻志杰,李娜. 關于