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建筑设计数字化技术范文1
引 文：目前，数字化技术随着社会的不断进步和日臻完善具有独特的优势和强大的生命力，并且数字化技术也是一种新型的建筑设计理念和方法。计算机辅助建筑设计技术是建筑设计领域中的应用技术，并且运用现代计算机的数字化技术来辅助建筑设计的新型建筑设计理念和方式，这种技术能够切实帮助建筑师在建筑设计过程中实现大量图像和文字等信息文件的处理，从而使建筑设计的效率和质量大大提高，从而也降低了建筑设计的成本和周期，并推动了建筑设计的长远发展，同时对建筑设计的发展也产生了至关重要的作用。数字化技术在建筑中应用也极为广泛，而且意义重大。其作用在建筑设计的开始到设计方案的实施以及项目的优化、施工过程中的项目管理都功不可没，并且潜力巨大。
1 数字化建筑技术对比传统建筑设计方式的优势
数字化技术的产生和发展对建筑行业自然也产生了重大的影响，并且也使人类的生产技术和思维方式被彻底改变。
1.1 以往，建筑师的水平和建筑技术决定了建筑项目的成功与否，并且因为传统建筑观念完全依赖建筑师个人的想法。随着数字化技术大量运用，建筑企业在建筑施工中，不会只依赖建筑师个人的想法和能力，还可以通过现代科技、数字化技术等技术，在建筑物以及环境的多角度和整体化，以及综合性的角度进行思考，使得数字化的建筑设计在这个时代更加的科学合理。
1.2 因为在原来要完成较复杂的设计很难，因为其受制于科技水平和相关学科的限制，而现在，通过利用数字化技术，并且通过专业的程序和软件，就能使一套或几套建筑的平面和立体形象在计算机上很方便的模拟计算、设计以及修改、分析、完成，大大提高了工作的效率。
1.3 数字化技术能不但能提高人们对生存环境的环保要求，而且还能提升设计单位的品位和层次。这主要因为数字化技术能对建筑物所在区域以及其自然和人文条件进行科学勘查和预测，从而提升人们的生活要求。
2 数字化技术在建筑设计中的影响
因为建筑设计师的建筑创意的激发是随着数字化技术的发展，并且依据函数算法生成大量随机图形而形成的。并且，为了便于数字模型的建模以及修改，还有保存、交流和携带，数字化技术通过计算机的项目分析能有效衔接复杂的表现形式和结构分析，将建筑设计从二维进入三维，形成准确的建筑构想和造型，进一步实现艺术与技术的全新融合。还有，要实现建筑结构设计的数字化，就要让数字化技术能够使用有限元分析法处理设计数据；实现建筑技术指标控制的数字化可以通过应用模拟软件温湿度、采光和隔音等各种技术指标；并且逼真的三维效果可以通过 CAD 基础上的制图，从而方便建筑设计师与客户的交流，这是一种建筑绘图的新表现形式以及新的信息传达媒介。
3 数字化技术在建筑设计中的运用
3.1 分析建筑环境的噪声是否超标。
噪声会危害人们的身心健康，干扰人们的正常作息和思维，影响生活质量。传统的建筑设计会注意到周围自然环境是否宜居，但较少的关注噪声对人们的影响。这是现代工业发展带来的衍生品，建筑设计企业要努力寻找解决噪声的办法，公司应利用各种技术在声音来源、传播过程、建筑设施等方面进行噪声处理。首先，减少建筑噪音的声音来源。在设计时改善建筑物内部结构，提升内部零件的质量以及进行结构优化，从声源处减少噪声的发出。也可以运用现代技术手段安装声音反射、减弱装备，减少其对建筑的声音干扰。其次，在建筑设计选址时可以选取远离市中心和噪声污染严重的地方；建设建筑外层保护膜以及绿色屏障；在修建建筑设施时设计选取吸收声音的材料等等方法。建筑企业还可以在建筑外层设计安装现代减弱噪声的技术装备，通过吸收、弱化等手段减少噪声污染对人们的影响。还可以设计建设绿化带，不仅可以美化环境、增加建筑艺术效果，还可以吸收噪声，减弱声音的传播。
3.2 对概念设计的造型构思进行科学分析。
传统的建筑设计，在概念设计阶段是借助简单的设计图，通过自身的想象力来实现造型构思设计的，有很多弊端。数字化技术为设计师提供了高智能的设计工具。通过 CAAD 技术，在电脑上构思出建筑物的三维空间和造型，对不同材质和色彩的搭配和组合都能通过虚拟模拟看到效果。设计师可根据系统提示的修改结果结合自己的思路再进行修改。
3.3 分析设计方案是否优化。
在设计师初步方案确定后，利用电脑数据对系统进行分析和检测，在分析后对方案自动修改。设计师可参考分析数据，对建筑环境和功能等各项指标人工思考，从而实现人、机互动互补。
3.4 分析制图设计的技术性。
建筑师利用计算机制图，数字化技术的设计系统中制图数据管理系统十分完善，能够按设计师输入的各种数据和方案，集中制造、输出、组合、选取、记录、存储、修改等各种功能，建立的制图库为设计师纠错和选改方案起到重要作用，这是手工制图无论如何不具有的强大功能。
4 数字化技术在建筑设计中的运用还有需要改进的地方
4.1 如果建筑设计的规模较大时，需要对设计的整体进行预测，并且构建模型。
而数字化技术能更好的做出综合信息分析并且在虚拟模型方面有着人工所不可比拟的优点。但是目前我们相应的数字化技术及软件发展水平不够，对建筑设计相关信息综合预测效果不佳。在项目可行性分析中，仍然主要依靠设计师和相关建筑工作者采用传统模式实现。数字化技术水平必须加以改进，否则前面所述的优点就只能是空谈。
4.2 具有高水平数字化技术的设计师人才不足。
在建筑设计领域中，对员工的数字化技术要求越来越高，设计师要具备良好的信息化和数字化技术，还要有精湛的建筑设计理念，才能更好地发现和改善相关的技术设计，找出不足之处，有较强的解决弊端的能力。建筑企业要重视员工的培养，能够组织设计人员学习建筑技术和数字化技术，可以举办技术精英的经验推广讲座或是专家座谈会，让工作人员在学习聆听中取长补短。企业可定期举办数字化设计比赛，调动设计师的荣誉感和积极性。建筑设计人员自身要多阅读与数字化技术相关的文章，在网络上不断吸取最新的技术信息。从而提高整体的数字化设计水平。
4.3 数字化建筑设计管理机制落后。
建筑技术管理工作的水平对建筑企业的长远发展意义重大。要想提高建筑设计的数字化技术水平，必须提高其管理工作的水平。完善的建筑技术管理制度，能使建筑企业和工作人员的行为更加规范，使企业的数字化设计技术的运用更加规范。
5结束语
总之，建筑企业要想在竞争中获胜，必须学习现代最新的数字化技术在建筑设计中大力运用数字化技术，不断创新和完善设计水平。建筑师要学会把数字化理论和建筑实践更好的结合，从而提升我国的建筑设计整体水平，推动建筑企业的良性发展。
参考文献
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[2]胡冗冗，李岳岩，许洁.数字化建筑的挑战与发展[J].山西建筑，2011（1）.
[3]梁文祥.基于数字化技术的建筑设计研究[J].数字化用户，2013（11）.
建筑设计数字化技术范文2
关键词：数字；设计；建筑；技术；表达；形式
Abstract: With the development and progress of society, more and more attention to the architectural design of the digitized, the digitization of architectural design is of great significance for real life. This paper describes the architectural design of the digitized content.Key words: digital; design; building; technology; expression; forms of
中图分类号：P231.5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
引言
建筑是二维的，属于空间艺术。但建筑师的设计却长期受制十二维的绘图工具:绘图板、圆规、二角板和丁字尺。建筑师对二维空间、形式的想象力无论有多丰富，都必须将其设想转化为二维的图形信息。数字时代计算机技术给建筑师的设计手段带来了革命性的影响，给建筑形态带来巨大的变化。新的建筑方法已然形成，使建筑师可以获得前所未有的形式表现力，计算机的使用将为建筑设计带来一场新革命，因此对数字化建筑设计的认识具有重要的意义。
1、数字时代的技术背景
随着工业化的不断深入，以美国为首的西方以及日本等发达资本主义国家进入了人类科技革命的“第三次浪潮"。这次新科技革命主要集中在：微体工程的巨大变革，即电子学与信息；网络技术与计算机运算技术；生命技术；新能源技术；材料科学；卫星航天技术等各个方面。全面的影响着整个人类的生活、生产方式，把人们带进了一个全新的历史阶段。高科技成了主导世界经济走向，改变人们生活方式的决定性因素，人们开始比任何时候都更清楚的了解我们的世界，从遗传基因到宏观宇宙，从现实世界到虚拟空间，无所不包。世界也因网络而正在变小，国家的界线也正在消解。
在数字时代，起决定作用的不再是资本而是信息和知识。科学技术和知识在数字社会中享有特权地位，新技术已改变了日常生活的方式，并以强大的力量重建劳动、休闲、教育、通信、政治和人的身份。 “新的数字技术已经取代了许多种工作，并创造了新的工作，提供了信息享用、与他人联系的新方式，并给以电脑为媒介的公众领域带来了欢乐。新的媒体技术把前所未有的音像之流带进人们的家庭和全新的娱乐界，知识、性、政治重新确立了时空观念，消除了实在与人造物之间的僵硬区别，同时产生了新的经验模式和主体性。
2、计算机辅助设计时期的建筑形式
随着计算机在二维辅助设计上的发展，人们开始利用计算机致力十新的建筑形态的探究。如利用数码技术对传统建筑空间加以变异，改变建筑的围合界面达到解放建筑形体的目的。
在计算机辅助设计时期，建筑形式变化呈现出两种趋势:
第一种趋势是建筑形式复杂化，与传统建筑形式相比显得比较随性，如美国马萨诸塞州麻省理工学院斯塔特中心。设计师F"盖里曾说，“如果你按赋格曲的秩序感、结构完善性和正统的定义出发来理解我的作品，你就会陷入完全的混乱。”
第二种趋势是建筑的外形并不复杂，但它的某些技术分析的手段离不开计算机。
作为设计与表现的媒介和工具，数字化虚拟技术不断激发人们的想象力，使复杂的建筑形式及建造成为现实，其结构形式及组织构件都依赖于计算机迅速而精准的运算能力。近些年我国在这方面的实例也有很多，如扎哈·哈迪德的广州歌剧院、库哈斯的央视办公大楼、安德鲁的国家大剧院、“鸟巢”、“水立方”等一系列的建筑设计创作，都与数字化技术息息相关，才使得建筑师的奇思妙想得以真正的实现。建筑师在建筑设计的实践中，数字化的虚拟技术可以帮助建筑师将创作理念转化为物理现实，通过建筑模型表现设计结果，变“不可能”为可能；也可以成为建筑师建立设计概念的起点，在虚拟环境中生成概念，在模型推敲中进行创作与再创作。弗兰克·盖里是数字化建筑创作的典型代表，他设计的西班牙毕尔巴赫古根海姆博物馆就采用了这种技术，其全部设计建立在150万个电脑模型基础上，被视为是数字时代建筑的里程碑。在F·盖里早期的项目中，数字化手段只是作为高级建模工具层面的应用，计算机只在他天马行空的设计发展完备以后才介入。如今计算机在设计过程模型阶段就提前介入，作为设计思维层面的应用被纳入整个设计过程，在初期就用CATIA软件（在“鸟巢”设计中被采用，在我国建筑行业属首例）扑捉出曲面形态，软件往往带给他意想不到的结果，F·盖里及时对每个过程及其结果进行反馈、控制、筛选与决策，逐步形成最后的建筑作品。
3、数字设计表达手段
1)虚拟现实的系统组成
虚拟现实系统主要由下列几部分组成:高性能计算机系统、二维视觉图像生成和立体显示系统、立体音响生成和扬声系统、力反馈触觉系统、人体姿态、头、手位置测量跟踪系统。高性能计算机产生二维图形，经信号转换到头盔双目显示器，以产生视觉图像。同时声音发生器配合视觉图像产生相应的音响，扬声器与头盔合在一起，因此戴上头盔既看到二维实时交互图像，又听到声音。数据手套是典型的输入设备，每个手指和手心都有光纤传感器，手与视景中物体发生交互作用人与电脑的互动界面置和方向跟踪器可以辨别手的动作以及头蕴移动方向。计算机可配合这些移动实时变换图形和声音，使人有身临其境的感觉。
2)虚拟现实在建筑方面的应用
虚拟建筑是基十建筑物或规划图的蓝图，用计算机进行二维结构建模，称之为虚拟模型，用户可以指定要看虚拟模型中任何地方，计算机就很快地显示出在这个视点所看到的立体景象。用户可以通过键盘 .鼠标选择从某个观察点出发，视点可以是地面上任何路径，也可以从空中定义飞行路线，规定了巡视路线和速度后，虚拟模型就可以按此速度和方向连续产生一系列图像，可以放大、缩小、平移二维图像，也可加入模拟声介绍此建筑特点，可以改变建筑物的光照;用户可身临其境的对此进行“实地考察”，对不合适的部分进行修改。
如果用户戴上头盔显示器和有触觉的数据手套，从建筑物项层或底层开始参观.当你走到每一间房间门口时。室内布置就展现在你的面前，你可以看到家具和设备，可以摸摸家具和墙壁，可以改变墙壁的颜色，可以搬动家具位置，也可调节门窗的位置，当你走到窗口时，还可以看到窗外景色。虚拟现实系统主要应用方向包括:城市规划仿真系统、大型工程漫游系统、名胜古迹虚拟旅游系统、虚拟现实房产推销系统、虚拟现实模拟培训系统、交互式娱乐仿真系统。并可将以上应用项目移植到互联网上，实现在网上浏览漫游。虚拟空间还具有以下四点优势:
1.使用对象的拓展
实体建筑由十在地面上，受到可及性、使用时间、空间容量的限制，只能服务特定时空的少数人，虚拟空间的可及、分时和共享等特性，提供了随时随地、身临其境的体验。既扩大了服务范围，对象可能超越社团、国籍、疆界甚至时代和游戏结合起来的虚拟空间产业面对数目众多的使用者，优秀的空间设计作品将发挥前所未有的影响力。
2.空间行为的记录
有关环境心理学的研究工作，目前仍无突破性的进展，其困难在十采用原始的直接观察、访谈记录的方法，不易迅速收集完整、有效的空间行为资料，尤其样本数量有限，难以归纳出具代表性目_令人信服的结论。虚拟空间的数位特性，使研究者可以在工作环境里预设统计程序(如网站中登陆使用人数的码表)。自动记载使用频率，行动轨迹等资料，轻易地累积大量的空间行为记录。
3.活动模式的分析
通过虚拟空间资料库中完整的行为记录，研究者能分析使用者的活动模式，作为设计修正的参考。尤其虚拟空间环境的再生特性，随时可以重现特定时段的使用情境，提供追踪观察的大好机会，使开发者充分掌握消费市场的活动。
结束语
综上所述，数字时代下的建筑形式的多种表现既反映了其思想理论与实践的丰富变化，也反映了其不断探新的新趋势，这种趋势值得国内建筑界参考借鉴。但是，由于这一探索过程仍处于摸索阶段，将来何去何从、成败如何?尚需拭目以待。
参考文献
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建筑设计数字化技术范文3
【关键词】数字化 技术 建筑 设计
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：
前言
数字化作为工业化的最高实现形式，彻底变革着生产技术的发展进程，同时也极大地改变着人们的生活方式和思维观念，对建筑的发展也必将会产生广泛而深刻的影响。数字化在其具备优势的领域可能会分担一部分建筑的功能，但同时也可能带来新的建筑功能要求和建筑类型。另一方面，无论是使用各种软件绘制建筑平面、立面和效果图，或进行日照和面积计算，或用网络传送文字和图形文件，实际上都与数字化有密切关系。正如在数字化时代中现实环境和虚拟环境将会共存一样，传统的建筑学不但将继续存在，而且会有更深入的发展。数字化时代的人将会对建筑设计有更高的要求，在功能上更细致，更能适应变化和不同的需求，在技术上更先进，在审美方面更丰富和复杂。
一、数字化技术内涵
数字化技术所依托的技术就是计算机技术及网络技术，它把所收集到的全部信息及数据进行相应的转换，利用数字信号形式存储到相应的计算机系统当中，最后通过计算机实现技术处理，然后利用网络来传送。数字化技术绝对不是简单思想观念，具有很多方面的内容，计算机技术及网络技术的广泛应用，促使信息流作为相应的信息载体和媒体技术慢慢取代了相应的物质流，有效提升了信息交换效率，降低资源消耗。
二、数字技术对建筑设计的影响
1、数字技术对建筑形体语言塑造的影响
激发创意。在建筑设计中，设计师利用数字技术——计算机强大的运算系统，能够依据函数算法生成大量复杂、又带有一定随机性的图形，激发设计师的建筑创意。计算机的处理能力又能够将这些复杂造型精确呈现，并绘制成施工图纸。世界上许多建筑师正在寻求这种艺术和技术融合的全新创意，并在他们的建筑设计过程中挖掘出计算机辅建筑形态构思的潜能。
2、对建筑造型的设计影响
对项目的分析性内容常常能够左右建筑形态的设计意图。在计算机媒介介入前，复杂的形式表现和结构分析难以有效衔接。在非逻辑的灵感通向准确的形式的过程中，计算机媒介有效地处理相关数据，辅助设计师在数字环境中进行思考，直至完成造型设计。参数化建模技术的应用使得复杂形体的结构和建造分析变得简单和高效，在这些参数分析运算的基础上，设计构思深化为准确的建筑造型，那些看似不可思议的建筑构想也能成为现实。
3．数字模型的出现
建筑形态设计的复杂化趋向越来越使实体模型方式无法胜任创作理念的表现需求和制作时间要求。计算机硬件和计算机图形学以及CAD 软件系统的不断发展，使建筑设计的数字化从二维进入了三维的境界。首先，三维数字模型便于建模和修改，节省了大量的制作以及调整模型的时间。其次，计算机媒介通过三维模型及更加逼真的真实状态的模拟，令人身临其境，预先感受到将要建成的空间效果。最后，三维数字模型便于保存和携带，有利于交流和协同设计。
三、数宇化技术在建筑设计中的应用
数字化技术正在越来越多的层面上影晌着建筑行业，虽然其本身只是一项新科技，但影响已不仅仅局限于技术，而且包括设计观念和手法的重大转变。其中，计算机辅助设计(ComputerAided Design，CAB)在建筑设计专业工作中的应用技术称为计算机辅助建筑设计技术(Compute~Aided Architectural Design，CAAD)。它是运甩现代计算机数字技术来辅助进行建筑设计的一种新的建筑设计理念。经过短短20多年的发展历程，其发展速度和应用水平已经显示出了强大的生命力．其优越性已越来越明显地在建筑设计中反映出来，并已深深地扎根于世界建筑市场。CAAD方法利用计算机速度快、容量大、精度高和功能强的特点，帮助或代替建筑师在设计过程中处理大量的图像、数值和文字信息，从而大大地提高了建筑设计的质量，降低了设计的成本，缩短了设计的周期，并且节约了建设的投资，增强了竞争性。世界上先进工业国家多年来的实践已充分证明了这一点。当人类进入E时代，传统的建筑师工作平台已经从图板过渡到计算机桌面，有了计算机和丰富的软件就可以实现建筑师构想的一切可能。笔者在参与洛阳市洛南新区总体规划设计中，利用CAAD技术受益匪浅，不仅完成了大量的设计工作，而且将设计方案采用三维动画方式展现在客户面前，受到了好评，并顺利实现了投标成功。CAAD在建筑设计各个阶段的具体功能和应用主要包括以下几个方面。
1、概念设计、造型构思 建筑设计的概念设计阶段是设计的最关键阶段
以往建筑师是依靠自己的空间想象力和借助简单的示意草图来进行方案构思和造型设计的，这种原始方式具有很大的局限性。CAAD技术可以给建筑师提供一个强有力的智能工具。帮助构思建筑的三维体型、空间、造型、色彩和质量感效果，并能同时与周围的真实环境结合起来考虑设计方案。世界著名建筑师贝聿铭在法国卢浮宫广场上的玻璃金字塔的构思就是借助CAAD技术进行和完成的。
2、方案优化、专项分析
在深入的建筑设计平面布置方案设计过程中，CAAD可以对设计中的各种可以量化的可以采集的设计指标、属性或功能活动关系进行分析和评估，并通过人机交互的方式进行反馈修改，形成交互式人机优化循环。这里如何着手修改设计方案，还是由设计师起主导作用，计算机只能起着辅的数据处理的分析判别作用。同时，在建筑设计方案设计阶段中，CAAD技术还能对各种物理的、环境的和功能专项设计技术指标进行定性定量的分析，以提高建筑设计的合理性和科学性(例如对建筑日照、自然通风、保温隔热、防火防灾和经济概算等)。以上这些内容大量是技术性的，具有可计算性。它也可以尽可能由CAAD系统来提供大量的输入信息，并通过人机交互的方式进行反馈修改。形成另一种交互式人机优化循环。把以上两个交互循环集成组合起来，就可以形成一个实用CAAD方案设计交互优化系统的模式。目前这种方案设计过程中的专项设计指标的辅助分析和反馈优化概念已经为广大建筑师所接受，在国外已得到了实际的应用。
3、设计制图、技术文档
计算机制图技术现在已发展到相当完善的程度，建筑师可以利用CAAD软件中的各种图形生成、编辑功能和建筑标准库、配件库来生成或修改建筑设计图纸。图形能任意移动、旋转、缩放和拼接，能自动标注尺寸和图标。建筑师可以按不同工种和内容分别存贮有关建筑设计信息在不同的图层中，又可以按需要任意选取不同的图层内容进行组合输出，生成各种施工图纸。设计系统具有统一的方案数据管理系统，记录、存贮设计方案中的全部设计信息。它保证了不同设计工种在工作上的协调一致，也便于统一查错和纠错。设计施工图和细部大样可选用建筑构造详图库和建筑构配件库中的内容拼接装配进施工图中。一旦设计工作完成之后，CAAD系统可以自动提供各种设计的技术经济文件和报告，连同全部设计图纸一并提交审议。使用CAAD技术在施工图阶段产生的效益十分明显。大大减轻了设计人员的绘图工作量。所以，无论是国内还是国外，建筑设计部门的CAAD技术的引进和应用大都是从辅助施工图设计和绘制透视图开始的。
结论
数字化技术是一种新型技术，它的基础就是计算机技术及网络技术，有着很强的设计功能，特别是CAAD 软件，在建筑当中得到了广泛的应用。实践证明，在建筑设计当中积极应用数字化技术，可以有效促进建筑设计的发展，推动建筑业的快速发展。
【参考文献】
建筑设计数字化技术范文4
本文通过对比常见的诸如数字建筑、非线性、BIM系统等概念和参数化设计之间的关系，阐述了建筑建筑参数化设计组成和意义。
关键字：建筑参数化设计，函数，变量，数字建构，数字建筑，非线性，BIM系统
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
随着当代学科之间的互相穿插交叠，计算机程序和传统的建筑设计领域结合诞生了建筑的参数化设计。自此，参数化作为当今建筑设计界炙手可热的一个名词闪入了建筑师的眼帘。在其出现伊始，国内建筑师发现这些利用参数化生成的作品完全颠覆了传统建筑的“韵律感”，奉献给世人极富吸引眼球的“绚丽感”，从而不少建筑师对其趋之若鹜，生硬的把它理解成对建筑穿上一层绚丽的表皮，借以让作品能脱颖而出。参数化也就和数字建筑，非线性，BIM系统等词汇混淆在一起，成为很多建筑师挥洒个性的手法，甚至是体现自己作品是否时尚的一种标签。然而非理性的参数化生成形式又很快伴随着诸如项目难以施工，造价高昂而又浪费等实践问题被市场抵触和排斥。一热一冷，让建筑师们开始反思究竟什么是参数化设计，该如何使用参数化设计。
1．建筑参数化的本意：
参数化设计的英文是Parameter Design，而parameter的意思是“参量，系数，变量”，也即是说，参数化设计就是将设计要点提炼成不同的变量，这种过程类似数学中的函数关系式，一系列的变量经由函数运算之后会产生一系列的结果，这些结果虽然不同，但运算过程是相同的。那么对应到建筑设计中，变量是一个合理范围内的很多数值，有可能是面积，有可能是百分率，也有可能是完全随机的一组数值，函数关系就是一套生成或者组合的逻辑。和数学函数一样，既然变量是很多的，那么结果也是很多的，建筑师要最后挑选出合理的一个或者一组结果。可以简单地想象一个楼梯的构建过程：楼梯的构建逻辑就是一个一个的台阶，依次往上同时往前叠加，最终能到达上一层标高的楼板。这个构建逻辑就是对构建楼梯的函数描述。那么楼梯设计的变量自然是由单个台阶的高度和踏面宽度以及楼梯间的大小还有楼层的高度这些数值组成。这个过程，类似于使用autocad中的建筑工具来画楼梯，选项中需要建筑师填写的各个数值就是变量。相应的空间适用双跑梯、直跑梯、旋转梯或者异形梯就是构建逻辑。当然，作为一个有工作经验的建筑师，设计出一把经济实用的楼梯，也许根本不用思考变量和函数的关系，甚至不需要电脑和计算。然而将这个例子举一反三，如果加入日照节能计算，要求构件更符合模数，模拟人员逃生的效率等控制因素，电脑无疑将比建筑师的大脑更加胜任，因为统计的工作是电脑的强项。
2．非线性
非线性原本也是数学哲学的概念，指的是变量和结果之间不成比例的一种自然关系。而自然界很多现象包括人的主管感受多是呈现出非线性关系。延伸到建筑中的例子也有很多，比如想让房间感觉大一倍，有时只用改一改房间的长宽比，在面积增加不多的情况下就已经可以达到房间变大一倍的感觉，更不用说还可以改变一下房间的高度，开窗的比例，房间墙面的颜色等更多的感受手段，这是个心理感受呈现非线性的例子。实际使用的例子也很多，比如相同的总疏散宽度，同样多的人数，两个门的疏散效果往往会比一个门好，但是也不能说三个，四个或者更多就一定会更好。建筑设计中的体现非线性关系的例子比比皆是，维特鲁威在前年前的《建筑十书》中就曾说过建筑作品需要经济美观实用，用现今的观点，也即是使用者对空间，功能，造价，美观的要求。其实对于任何建筑设计，这几点都可以转换成变量，加上不同项目所对应的不同的任务书和场地条件等组成的其它变量，经过建筑师理解和重新组织之后呈现的一定是个非线性结果。所以说，参数化是迎合建筑设计的一种设计方式和过程。
3.数字建筑
数字建筑是参数化设计的前提。数字建筑是上世纪末电脑辅助设计即CAD绘图方式的流行而诞生的一个概念。CAD将建筑设计从难以修改的图纸转换到方便修改的数字模型中，设计师可以直接读取和控制长度、面积方便的布图和设置比例尺，从而提高了设计和表达效率。参数化设计也是建立在电脑运算上的，所以说参数化是基于数字建筑的前提上的。
4．数字建构：
肯尼思·弗兰普顿提出“建构是诗意的建造”，其表达的意思是一整套建筑设计、构建、施工的合理逻辑。这套逻辑要利用材料的合理的受力形式来砌筑成形，同时又要将这种砌筑方式的美学特点展现出来。比如砖是稳重的材料，那么选它造楼时适合堆砌，可以用拱结构，但不宜用它来表现大跨度，这是和砖的受力不符的形式，虽然可以通过技术手段做到看上去像用砖砌出的悬挑，但这时候砖就只是一种装饰的材料，体现不出稳重的堆砌美感。
数字建构则可以说是利用严谨的数学模型构建成的建筑形式。这些数学模型一般说来都可以表现成无限复制的几何形状，同时又是美观和结构逻辑的。比如斐波那契数列，又称黄金分割数列，它的组成方式为后面的数字是有前两个数字相加的和，依次类推产生出来的一种数列。它的美学形式上接近黄金分割的比例，自然界有很多美好的实例也验证了这个数列的合理性。
斐波那契数列在自然的实例
数字建构的出现，让电脑在建筑师合理组织功能和空间之后，还可以对设计用数字逻辑进行一轮优化。
5．BIM系统
BIM（ Building Information Modeling）也即是建筑信息模型，是实现参数化设计的应用工具，它不仅将建筑师的想法转换成方案，还可以为施工建造提供优化和建议。传统的CAD设计里，行业规范规定了建筑师如何用点、填充等手段去绘制墙、楼梯、门窗等建筑构件，而传统的建筑电脑模型则是用附有不同材质参数的体块或者面来表现建筑形体，电脑只是用来记录和传递建筑师的想法。但在以REVIT为代表的BIM系统里不再是单纯的点线面元素。设计师在绘制平面图的时候就已经要输入相关的参数来告知电脑墙的做法，楼梯的做法，玻璃的设置，梁柱的位置。这样电脑才真正的读懂了建筑师的设计，从而能为建筑师绘制图纸。这不仅仅只是简单地理解为为节省建筑师的绘图劳动，生成最终的建筑模型或者是立剖面大样。而是在电脑理解图纸的同时，还能为建筑师计算日照节能，逃生模拟，模拟建筑室内的空气流动；方便结构师将建筑模型导入到专业计算软件中验算出合理梁柱的尺寸和结构布置，并反提回BIM系统中；为设备工种验算管线之间是否有冲突，或者管线与结构之间会不会有冲突，提醒建筑师再合适的位置预留管线的穿孔。如果存在不合理的地方，建筑师可以方便的调整方案。而BIM对于类似的有可能牵一发动全身的调整可以迅速作出反馈，让建筑师看到问题是否得以解决又或者是会牵涉到其它那些修改。换言之就是BIM系统利用电脑的强大运算机能，将每次修改后整个建筑的建造过程在电脑里实施了一次，将来真正施工的时候必然减少了各工种对图纸时失误的可能性，减少了图纸的变更，减少了人力物力和时间的浪费，数十倍的提高了建筑师团队的劳动效率。
有丰富实践经验的建筑师团队也许也可以做到以上的要求。但对于非笛卡尔坐标系能描述的双曲面外形的建筑设计，BIM系统的高效性尤为凸显。电脑的穷举精确分析方式此时会比人脑的定性辅助经验的分析方式更加可靠。以CATIA软件为代表的工业设计软件，可以为双曲面外形的建筑构件进行优化设计。基于CATIA平台的建筑软件DP（Digital Project）可以让建筑师以更符合模数的单元形体去重构所需要的曲面效果，从而达到可以使用更符合模数的材料，布置出更少种类的结构节点，甚至直接导出钢结构的曲线方程和编号，直接去钢构工厂生产出相应的尺寸的钢件就可以去现场按照编号进行安装施工。这些曾是传统建筑师不能单靠想象就能完成的复杂工作，如今BIM系统已经可以完成，让建筑师解放出更多的精力投入到营造空间等设计的核心问题上。
基于DP-CATIA设计的西班牙毕尔巴鄂古根海姆博物馆（图片来源自因特网）
基于DP-CATIA设计的日本横滨国际客轮航站楼（图片来源自因特网）
建筑设计数字化技术范文5
关键词：智能建筑；自动化设备；技术
智能建筑物从最初的酒店和写字楼逐步发展成了智能化。这些智能技术在建筑领域中都得到广泛应用，从而提高建筑业的竞争力。同时，智能建筑为人们提供舒适的环境。智能建筑正向“绿色建筑”方向发展，而智能建筑自动化设备安装也受到人们重视。
1 智能建筑系统的主要内容
智能建筑主要是在建筑技术、信息技术、智能电脑技术的基础上，通过系统集成的方法，对建筑内各种电子设备的数据信息进行分析、处理，进而实现设备的最优化运行。智能建筑目前又被称为“5A建筑”，包括建筑设备自动化（BAS）、办公自动系统（OAS）、通信自动化系统（CAS）、防火自动化系统（FAS）以及安保自动化系统（SAS）。从定义可以看出，智能建筑设备自动化在智能建筑系统中有着非常重要的作用。智能建筑自动化设备不仅可以为整个建筑的安全、可靠运行提供相应保障，而且还可以节省大量的人力、物力、财力，随时掌握整个建筑的情况。智能建筑的自动化设备安装是一件非常复杂的工程，经常会出现问题，自动化设备安装不符合要求是出现问题的一项重要原因。智能建筑系统在运行过程中涉及的办公自动化系统、建筑设备自动化系统、通信自动化系统、防火自动化系统以及安保自动化系统都是非常先进的技术。施工单位的技术力量直接关系到自动化系统的安装质量。
2 智能建筑与自动化控制技术
国内智能建筑发展较晚，对于智能建筑的定义还存在分歧，一般认为，智能建筑是将自动化控制技术，计算机网络技术，建筑和通信技术等现代技术手段相互融合、集成为最优化的整体，具有工程投资合理、设备高度自控、信息管理科学、服务优质高效、使用灵活方便和环境安全舒适等特点，能够适应信息化社会发展需要的现代化新型建筑。智能化建筑的标准没有进行统一规定，人们所认为的建筑智能化可能只是某一方面的智能化，例如住户识别，远程控制门阀，人脸识别系统等等，随着科学技术的发展，建筑智能化的形式会更多元化。而自动化控制控制技术就是通过一些自动控制手段在无人的情况下完成某种特定任务或者动作。从控制方式角度看，主要分为开环控制和闭环控制，建筑智能主要运用的闭环控制方式，建筑内部自动化控制主要安装一些受控装置，并设计一些程序自动执行预装命令。一般的智能建筑管理系统主要包括通讯自动化，楼宇自动化，办公自动化，消防自动化，保安自动化五个子系统，这五个子系统还需要建设计算机管理控制中心，楼宇设备自控中心，通讯系统，保安监控中心和防盗报警系统等。这一系列的计算机网络技术，通讯技术，自动化技术，系统集成技术等构成了一个现代化智能建筑的运行系统。其中楼宇自动化主要包括建筑电力供应和管理，空调设备安全运行，环境监控，警报系统，给排水系统，电梯升降系统，停车场监控系统等，保障了客户对于建筑的基本需求，使得各类服务设施安全稳定的运行。办公自动化即是为客户提供健康，舒服的工作环境，保证自动化系统的正常运行。
3 智能建筑系统的主要设备和构成
智能建筑系统的主要设备包括：远程处理机、测量元件、中央处理机系统设备、控制件和总线桥。这些主要设备的具体构成如下：（1）远程处理机使用功能大致相同的TA6711和TA6585两种型号的RPU设备，两者的在输入输出接口处的配置不同；（2）测量元件主要是由不同型号的传感器、温度传感器、湿度传感器、流量传感器等构成；（3）中央处理机系统设备主要由操作键盘、中央电脑、打印机、彩色显示器、数字化仪等组成；（4）控制件主要是由不同型号的带执行结构的二通阀、三通阀等构成；（5）总线桥主要是由8条通信线路组成，在每条通信线路上可以连接10个RPU和30个区域控制器。
4 智能建筑的自动化设备相关技术要求
4.1 接地系统要求
智能建筑接地系统需要符合以下四项标准：（1）保证人员和设备安全；（2）确保接地系统的公共阻抗较低，尽量减小系统中的电流在经过该公共阻抗时所产生的传导噪声电压；（3）保证“信号地”对“大地”在有高频电流通过时的共模电压较低，使“信号地”的噪声辐射最低；（4）保证信号线与地线所构成的电流的回路面积最小，避免因为经过地回路的地电位差引起较大的地电流，从而干扰传导。
4.2 BAS系统硬、软件要求
4.2.1 对硬件的要求。BAS系统主要包括硬件设备，比如网络控制器、中央处理机、数字控制器、打印机、显示器、采样器及执行器等信号传递线路和装置收集资料、处理及和装置间的传递数据功能。修改监控点设定值及变更软件不再需要再到生产厂家处理，而是在现场通过终端输入操作就能直接的。中央处理机不断地对系统进行全面的检测，当系统内部出现任何情况时，就会自动的发出警报，同时记录检测和故障报警，要求系统允许40个以上的工作人员进行作业。
4.2.2 对软件的要求。BAS系统提供的工业标准用工作站界面，包含中文菜单且可随时获得中文操作提示的功能，从而尽量减少对工作人员的培训。包括以下功能：环境控制及图表显示功能；收集和处理历史记录；定义与构造动态彩色图像显示；控制器数据的编程、编辑、写入及存贮等。
4.3 自动化设备布线要求
智能建筑的自动化设备的布线要求和一般建筑自动化设备布线的原则是基本一致的，但因为前者的复杂程度高和线路数量大，所以其难度更大。需要强调的是，部分线路应该使用专用导线，例如流量计线路、通信线路、湿度和温度传感器线路等，用屏蔽线来减少外界对这些线路的干扰，也可以由制造商配售导线。不仅如此，在布线过程中还要把握以下两点：（1）电源线不可以和控制线路和信号线路同管、同槽设置；（2）由于智能建筑自动化设备系统中包含的电子设备数量非常多，而这些电子设备具有的功能各不相同，它们分别隶属于不同子系统，所以对它们的抗干扰能力和工作频率的要求也不尽相同，因此，应该根据自动化设备的具体要求进行接地作业。
5 结语
随着计算机技术的快速发展，智能建筑自动化设备安装也取得了飞越的提高。在智能建筑发展中，内部自动化设备安装要引起相关人员的重视。自动化设备的安全、平稳运行对于智能建筑都有着重要的促进作用。为了确保智能建筑系统的运行效果，取得好的社会效益和经济效益，对自动化设备安装技术进行深入的研究是非常有必要的。
参考文献
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[2] 唐棣凯，熊孝华.现代建筑中电气设备安装的问题分析[J].中国高新技术企业，2010（36）.
建筑设计数字化技术范文6
关键词：数字化时代； 虚拟现实； 智能建筑； 网络
Abstract:The digital age brings an unprecedented new technologies to the architectural design.This paper discussed how the digital technologies make great impacts on the architectural design, architectural forms and spacial structure and people's work and life style and so on, in following three aspects: the virtual reality technology, the intelligent technology, the databases and computer networks. Digital technology is such a means of architectural design, so architectural design should not be trapped in“toolism”. Besides the form, the architecture's meaning is more important.
Keywords:digital age； virtual reality； intelligent architecture； network
中图分类号：TU17
文献标识码：A
文章编号：1008-0422（2009）06-0139-04
人类社会已经步入数字化的时代，电子技术和数字化媒体的兴起与普及影响着人类社会的方方面面。而20世纪末数字化技术的发展和成就构成了建筑及其设计现状赖以存在的重要背景，推动了建筑在设计、建造和管理等各方面的发展，并使其大为改观。尼葛洛庞帝在《数字化生存》一书中，充分展示了数字化科技对我们生活、工作、教育和娱乐带来的各种冲击，由此，“数字化”一词，俨然成为了信息时代最重要的象征。“数字化技术”是泛指将信息对象转化成数字信号，通过电脑存储、处理，由计算机网络进行传输的诸多软硬件技术。其中，虚拟现实技术、智能科技、大型数据库系统以及计算机网络对于建筑设计的初期构思、设计方案的优化和施工管理等方面都发挥着巨大的作用。
1虚拟现实技术
1.1“虚拟现实”技术的产生与定义
早在20世纪50年代，电子技术还处于以真空电子管为基础的时候，美国的Morton Heilig就成功地利用电影技术，通过“轮廓体验”让观众经历了一次沿着麦哈顿的想象之旅，虚拟现实技术进入探索阶段。直到20世纪80年代初，美国VRL公司的创始人Jaron Lanier正式提出了“virtual reality”――“虚拟现实”一词。
虚拟现实技术是指以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境，用户可以借助各种特殊的硬件设备（如空间位置跟踪器、数据手套、力反馈设备等）与虚拟环境中的物体进行交互，从而产生身临其境的感受和体验。虚拟现实技术所虚拟的环境可以是真实世界的再现，如真实建筑物的虚拟创建；也可以是纯粹构想的虚拟世界，如三维动画中的建筑及环境。
1.2“虚拟现实”技术的特征
虚拟现实技术的特征主要表现在三个方面：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和想象性(Imagination)。虚拟现实的沉浸性是指使用户感觉到好像完全置身于虚拟世界之中一样，它来源于对虚拟世界的多感知性，这包括视觉感知、听觉感知、触觉感知、嗅觉感知、身体感知等所有人在现实客观世界中具有的感知功能。交互性是指虚拟现实系统强调人与虚拟世界之间进行自然的交互方式，并实时产生在真实世界中一样的感知，由此观察个人对环境的控制和反馈及环境发生的相应变化。而想象性是指虚拟现实技术可根据设计者的想象进行设计与仿真，使人类突破时间与空间，经历或体验世界上早已发生或尚未发生的事件；也可忽略客观存在的困难和局限，完成难以完成的事情。
1.3“虚拟现实”技术在建筑领域中的应用
数字化技术日新月异，使得三维电子模型在建筑表现方面的运用已经不再陌生。随处可见的电脑渲染表现图和多媒体动画早已让人们领略到数字化表现媒介的无穷魅力。如今，超写实的电脑透视效果在很大程度上已经取代了传统水彩、油墨等创作的图画，大多数的设计单位更倾向于将数字化工具用于制作效果表现图呈献给客户。无论是在设计概念分析和空间表达方面，数字化的虚拟表现确实展示了令人信服的结果。虚拟现实技术打破了专业化和非专业化之间的沟通障碍，是数字化的交流媒介，同时也为多学科、多专业信息的兼容带来了交叉合作。
虚拟电子模型所表现的并不仅仅是几何形状构成的视觉因素，还拓展到三维空间以外的光照条件、材料质感、声场音效、能源利用等方面。光影效果和材料质感极大地影响着空间的视觉冲击力，通过对光线阴影运动的模拟，可以观察到一天内光环境的变化；场地音效的模拟可以探索不同方位的声音效果，从而发现和解决设计中出现的声响问题，也可以依此来调节房间内部空间的尺度；通过对建筑物内部及其与其他建筑物之间的温度、湿度和气流变化状况的仿真，考量热传导和自然通风中能源效率的应用，从而指导建筑中开放空间及房间比例的设计。例如，国家体育场――“鸟巢”（图1-2）在设计中对热舒适度和风舒适度进行研究时，就采用了流体力学（CFD）模拟手段进行模拟分析，对自然通风气流组织进行评价，并根据结果提出对现有设计是否调整或调整建议（如调整吊顶分块间隙宽度、通风口的数量位置等）。
作为设计与表现的媒介和工具，数字化虚拟技术不断激发人们的想象力，使复杂的建筑形式及建造成为现实，其结构形式及组织构件都依赖于计算机迅速而精准的运算能力。近些年我国在这方面的实例也有很多，如扎哈・哈迪德的广州歌剧院（图3）、库哈斯的央视办公大楼、安德鲁的国家大剧院（如图4）、“鸟巢”、“水立方”等一系列的建筑设计创作，都与数字化技术息息相关，才使得建筑师的奇思妙想得以真正的实现。建筑师在建筑设计的实践中，数字化的虚拟技术可以帮助建筑师将创作理念转化为物理现实，通过建筑模型表现设计结果，变“不可能”为可能；也可以成为建筑师建立设计概念的起点，在虚拟环境中生成概念，在模型推敲中进行创作与再创作。弗兰克・盖里是数字化建筑创作的典型代表，他设计的西班牙毕尔巴赫古根海姆博物馆（图5）就采用了这种技术，其全部设计建立在150万个电脑模型基础上，被视为是数字时代建筑的里程碑。在F・盖里早期的项目中，数字化手段只是作为高级建模工具层面的应用，计算机只在他天马行空的设计发展完备以后才介入。如今计算机在设计过程模型阶段就提前介入，作为设计思维层面的应用被纳入整个设计过程，在初期就用CATIA软件（在“鸟巢”设计中被采用，在我国建筑行业属首例）扑捉出曲面形态，软件往往带给他意想不到的结果，F・盖里及时对每个过程及其结果进行反馈、控制、筛选与决策，逐步形成最后的建筑作品。
2智能技术
2.1智能建筑的兴起及定义
数字化对建筑的影响除了数字化虚拟空间与实体建筑的结合，还应包括数字化技术支持下建筑智能环境的创造。1984年，美国康涅狄格州的哈特福德市采用计算机技术对一幢旧金融大厦进行改造，对大楼内的空调、电梯、照明等设备进行监控，并提供语音通信、电子邮件和情报资料等方面的信息化服务，建成了“城市广场”――世界公认的第一座智能大厦。此后，智能建筑以一种崭新的面貌和技术迅速在世界各地展开，领先的范例包括日本东芝总部大厦（1984）、日本电报电话双塔楼（1986）、伦敦的Lloyds大厦（1994）、香港银行总部大厦（1995）。据2004年的数据统计，我国大陆地区共有不低于4500幢智能大厦，这包括北京发展大厦、上海金茂大厦、深圳地王大厦、南京金鹰国际商城等。2008年奥运体育场馆更是当今世界智能建筑的杰出代表。
美国智能建筑学会（AIBI）对“智能建筑”的定义是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合，并达到最佳组合，所获得的高效率、高功能与高舒适的建筑。与这种抽象的描述相比，建筑的智能化系统更像是建筑的“神经系统”，它将数字化技术所特有的性能带入僵硬的建筑中，对栖居其中的人作出合适的反应，不仅仅局限于传统概念上的消防、保安、空调，以及照明系统，而是扩展到几乎所有的部分，满足人们各个方面不同的需求，提供人们更多的选择。
2.2智能建筑的系统构成
智能建筑的智能环境无不以数字化信息技术为基础，其主要由三个方面的自动化构成，即建筑设备自动化系统BAS (Building Automation System)、办公自动化系统OAS (Office Automation System)、通讯自动化系统CAS(CommunicationAutomation System)，每个系统中还有许多不同的子系统，由系统集成中心（SIC）利用综合布线系统（PDS）进行连接和控制，如表1所示。
2.3智能技术在建筑设计的影响
智能建筑的发展已经并将继续呈现出多样化的特征，从单幢大楼到成片的建筑广场，大到摩天大厦，小到家庭住宅，从集中布局的楼宇到规划分散的居民小区，均属于智能建筑的范畴。建筑的智能环境不再局限于办公类大厦，而是像公寓、酒店、商场、医院、学校等建筑种类扩展。而成片开发的建筑智能广场还拥有系统更大、结构更复杂的集成管理系统（IBMS）,能对智能广场中所有的楼宇进行全面和综合的管理。不仅大型的公共建筑拥有舒适、高效的智能环境，数字化的智能技术在家庭环境中也得到了更为人性化的发展，它可以扩展到住宅内任何带有电子开关的东西，除了包括水电、暖通、安全警戒、声像联络、电话通讯、门窗构件等，还延伸至从动作和温度感应到生物传感器的诸多电子化设备。台湾首座高科技管家、智能型住宅“似水年华”，就可以通过玄关的系统控制面板，依据当时的温度或心情自动控制室内的冷气、灯光、窗帘，还可以呼叫电梯；到洗浴室洗浴时，秀出个人芯片卡，浴室就会自动播放自己喜爱的影音节目，测量体重的精确值则可以在镜面上显示，而非体重计。美国麻生理工曾经研究的“聪明屋”住宅，在暴风雨来临时可以自我保护和修复，建筑墙壁可以自动过滤汽车鸣笛的噪声，而接收鸟鸣和雨声。
进入21世纪，智能建筑技术中的信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等，都得到了更加广泛而具体的发展和应用。但与此同时，智能环境中网络化计算机和多媒体设备的普遍应用也为建筑师的设计工作增加了更大的复杂性。建筑师不但要了解计算机通信及多媒体环境的设计含义，更要在建筑设计的方案阶段就考虑到自动化设备机房的布局，弱电竖井的配置，吊顶、架空地板需要的层高等，对整个空间做出计划和部署。无形的数字信息和网络技术将会促进多元、层级的无线智能场所空间的形成，从而引起建筑布局从形式到内容的巨大变化。例如，通过智能技术在家可做的工作越来越多，家庭空间相应需要不断地增多增大，甚或发展成为家庭办公的SOHO形式。
在数字化信息技术的高速发展下，智能建筑比传统建筑在能源效率方面具有无可比拟的优势。然而，智能建筑在关注效率和功能的同时，发展人居环境与生态环境的和谐才是最为核心的目标。数字化的智能技术只是一种途径与方法，可持续发展的战略对智能建筑的设计与内容提出了新的方向，即绿色建筑。数字化技术与材料资源和损耗有着密切的关系，建筑设计应为控制物质浪费和能源消耗提供解决方案，寻找和研究新的材料和结构系统以适应信息环境所应有的功能。因此，新兴的生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学和新材料学等科学技术都会逐步渗透到建筑智能化的多学科多技术领域中，实现真正的建筑与人和自然的和谐发展。“新材料、新结构、新技术”的应用在2008奥运体育场馆的设计和建造中得到了充分的体现。
例如，我国国家游泳中心――“水立方”就是响应了“绿色奥运”的理念，其设计综合展示了人文、科技与绿色的结合。国家游泳中心自由的结构形式和ETFE气泡外墙是整个建筑的亮点(图6)。其结构设计的灵感来源与Kelvin的“泡沫理论”，将水泡的结构放大到建筑结构的尺度，这种结构模型普遍的存在于自然界，如细胞组织单元的基本排列形式和水晶矿物结构等，但被用于建筑结构模型还属首次。而ETFE（四氟乙烯）膜材料的应用就更加充分体现了绿色和科技的主题，这种材料的选用不仅大大减低了屋顶和外墙的重量，而且成本合理、热学性能高、透光性强，具有良好的阻燃性和自熄性，其表面附着力及极小，对灰尘、污水的自洁性能远远大于玻璃，在北京的特殊气候下，无疑是最为理想的透明半透明材料。ETFE还在国家体育场-“鸟巢”的屋顶围护结构中作为防雨层，在一个建筑中如此大面积的应用单层ETFE膜结构，在世界上也还是首例。(图7)
3数据库系统和网络技术对建筑设计的支持
3.1数据库管理系统和网络技术的组成
数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的集合。而数据库管理系统(database management system)则是一种操纵和管理数据库的软件应用程序，用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。数据库管理系统可分为广泛的两种类型：前台工具和后台工具。前台工具是指用于与现有客户或潜在客户进行直接交流的系统，包括宣传手册、提案简报、网络站点等；后台工具则包括创造和管理前台使用的交流信息的系统工具，主要就是数据库管理、单位内部的局域网络等。
计算机网络把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件运行下，实现网络中资源的共享。计算机网络分为局域网、广域网和将局域网、广域网通过一定协议组成的国际互联网络。
3.2 数据库管理系统和网络技术在建筑设计中的应用
数据库系统和网络技术在“虚拟现实技术”以及“智能技术”中都起到至关重要的作用。在虚拟现实系统中，数据库存放着整个虚拟世界中所有物体各个方面的信息和大量物体的模型。通过网络，将位于不同物理位置的多个用户或虚拟世界相联结，形成分布式虚拟现实系统（DVR,Distribute VR），使不同用户同时参与到一个虚拟空间，进行交互，共同体验虚拟经历，以达到协同工作的目的。在智能建筑中，网络业务也已经成为用户最为经常的行为，从早期的通信（E-mail、BBS）到后来的资源共享、网上银行服务、网上电视IP\IT、多媒体信息查询、远程医疗、远程教学、视讯会议、视频点播等。
对于设计单位而言，无论是设计院还是设计公司，都涉及内部人事管理和外部项目管理，以及介于两者之间的资料信息管理，三者协同运作，缺一不可。这些任务都适于使用数据库管理系统完成。数据库中所关联的信息储存和操作可以包括项目历史、设计人员的个人资料、图片资料库以及商业洽谈联系的追踪记录等等。对设计人员来讲，设计资料数据库的建立为他们提供了方便、完备的设计背景，使他们不必再将额外的时间过多地花费在前期准备阶段，从而更快地进入角色。而设计单位的行销也越来越依赖于计算机以确定市场客户，通过网络，公司可在准备介入某项设计竞标的工作时，方便地获取目标客户的相关信息及该项目所涉及的内容进行背景研究。设计单位也可以建立自己的网络站点展示单位的主要设计作品和正在开展的项目，甚至企业形象。而客户可以从任何地方找到涉及公司的信息，同设计者进行实时、在线的联系。如果说数据库管理系统是一个设计单位内部充分利用数字化手段，实现资源共享、优化管理的系统，那么，网络的介入则为这个系统提供了开放的行销机会，使它真正融入到广阔无边的信息社会中。
设计单位局域网的建立为设计团体带来了新型高效的合作方式，实时交流的合作加强了不同专业部门的同时协作。例如，设计人员和结构人员在不同时间、不同地点对图纸提出的修改意见都可以同步地及时反映在对方的电脑屏幕上，而非像传统的流水作业必须一步一步，任何一项逆序反复的改动都会提高预算，降低效率。而广域网和互联网的普及，为更大范围的设计合作和交流提供了更广阔的平台，使得建筑师能够随时关注当前的设计动态，并保持与业主、材料供应商等之间的良好沟通，甚至是与其他建筑师进行远程合作。
另外值得一提的是，数字化技术的发展为设计者和使用者的角色融合提供了可能性。新兴的虚拟网络社区在更好地表达设计者意图的同时，为公众参与设计发展出一种新的方式――自助式设计。专业人员建立的案例样板库可以让客户根据自己的需要在方案构思阶段就参与决策，提出自己的想法和意见。这种参与于设计人员来说，有助于他们对建筑生命周期的深入参与和渗透把握，而于设计本身，它争取了最大范围的主动参与，将人文关怀、社会民主与公共立意赋予了更多现实意义。
4对数字化时代的建筑设计的反思
数字化时代的新技术为建筑设计带来了诸多新的可能，为建筑师在形式创新方面提供了更自由的选择，使“复杂”不再成为令人望洋兴叹的畏途。在数字化技术影响下，建筑材料形态与特性的变化使得建筑形式“无所不能”，但在某种程度上，这种“无所不能”使设计陷入一种“数字化工具主义”的误区，过分关注形式本身，为追求表面化的新形式而创造新形式，造成所谓的“数位皮层”与建筑脱节。如许多曲面古怪、造型夸张而设计简陋的建筑以“数字化建筑”自居，注重单纯、孤立、静态的细部和材料的物质属性，缺乏与技术体系、建构工艺、社会文化相互关联的综合性系统思考。
另外，数字化信息时代的无限复制导致建筑本体价值的贬值，建筑意义的缺失以及地域文化艺术的缺失，独一无二的“形象”向无数“类象”分解转化，甚至看到一幢建筑就可以知道它在设计过程中所采用的软件。新的数字软件通过简便易行的复制手段和可调参数的灵活性，将复杂部件的大量使用大大简化的同时，也不可避免地在采用此类手段的设计对象身上打下了自己的烙印――所谓的“低强度美感”和“高资讯内涵”。我们应该认识到，新技术所带来的可能性并不是带来对“形式拓展”的趋之若鹜，而是为建筑结构和塑形提供更多元的支持。在任何时候，人类栖居的建筑环境与空间形式，在更大程度上依赖于实际生活和社会行为的需要，建筑的意义应该回归建筑的真实体验，从文脉、场所、社会、生活等人类根本需求中寻找“形式”的基点。
建筑本身是一种信息媒介，它包括的不仅仅是结构、构造、节点细部等技术因素，它还承载一个社会时代的生活、审美方式等诸多信息，起着文化载体的作用。建筑形式应当表达形式构成的自然规则与自然属性，表达的是人类对构成自然的要素和自然的规律的认识。建筑形式自身的构成是一个科学与技术的问题，比如材料科学、结构科学都是研究建筑形式的科学构成问题。但“建筑构成形式的表达”却不单是一个科学技术的问题，“材料的特性”与人类某种情感契合，以及建筑构成体系的理性所揭示的自然规律是建筑建构性的本质。而建构性的表达正是建筑艺术的本质。
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