楊少林 楊少萍 高 慶

從記事以來,短短20年間,我們的生活方式發(fā)生著日新月異的變化,這主要得益于數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展,我們已經(jīng)習(xí)慣用手機通訊、通過視頻聊天、收看衛(wèi)星電視、用電腦制圖。數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲入到社會的各個領(lǐng)域,影響著人們認知環(huán)境的方式和結(jié)果、人的存在方式和社會意識形態(tài)及經(jīng)濟基礎(chǔ)等,將人們帶入一個具有“非物質(zhì)化(dematerialization)、運動化(demobilization)、大量用戶化(mass customization)、智能化運作(intelligent operation)及軟轉(zhuǎn)化(soft transformation)”特征的新時代——數(shù)字時代。

路易斯?康說:“建筑有它存在的意志?！弊鳛樯问?和自

然界其他生命一樣,建筑有適應(yīng)數(shù)字時代的愿望。具體表現(xiàn)在:通過數(shù)字技術(shù)的輔助,建筑表現(xiàn)出非線性的,充滿活力的,有機的形式。這不正符合了自然界最基本的規(guī)律:世界萬物都是非規(guī)則狀的,動態(tài)的,復(fù)雜的。當(dāng)建筑遇上數(shù)字化,它注定要受到顛覆,需要改變。而數(shù)字技術(shù)對建筑最直接的影響就是作為一種工具直接介入建筑設(shè)計從而對其產(chǎn)生影響。

1 相關(guān)概念闡述

1)數(shù)字化。數(shù)字化就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù),再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型,把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M制代碼,引入計算機內(nèi)部,進行統(tǒng)一處理,這就是數(shù)字化的基本過程。簡言之,數(shù)字化本質(zhì)上就是基于數(shù)字媒介的信息處理技術(shù),所以我們通常把數(shù)字技術(shù)稱作為信息技術(shù)。

2)CAD。CAD是計算機輔助設(shè)計(Computer Aided Design)的簡稱。

3)CAAD。CAAD是計算機輔助建筑設(shè)計(Computer Aided Architectural Design)的簡稱。計算機輔助建筑設(shè)計是一門牽涉到計算機科學(xué)、建筑科學(xué)、人工智能、圖形學(xué)等多個學(xué)科綜合應(yīng)用的新技術(shù)。它是利用計算機及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進行設(shè)計工作。在建筑工程設(shè)計中,計算機可以幫助設(shè)計人員擔(dān)負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設(shè)計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較,以決定最優(yōu)方案;各種設(shè)計信息,不論是數(shù)字的、文字的或圖形的,都能存放在計算機的內(nèi)存或外存里,并能快速地檢索;設(shè)計人員通常用草圖開始設(shè)計,將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機完成;由計算機自動產(chǎn)生的設(shè)計結(jié)果,可以快速作出圖形顯示出來,使設(shè)計人員及時對設(shè)計作出判斷和修改;利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。CAAD能夠減輕設(shè)計人員的勞動,縮短設(shè)計周期和提高設(shè)計質(zhì)量。

4)參數(shù)化設(shè)計。參數(shù)化設(shè)計是計算機輔助設(shè)計的一個重要思想,它分為兩個部分:參數(shù)化圖元和參數(shù)化修改引擎。參數(shù)化圖元都是以構(gòu)件的形式出現(xiàn),這些構(gòu)件之間的不同,是通過參數(shù)的調(diào)整反映出來的,參數(shù)保存了圖元作為數(shù)字化建筑構(gòu)件的所有信息。參數(shù)化修改引擎提供的參數(shù)更改技術(shù)使用戶對建筑設(shè)計或文檔部分作的任何改動都可以自動的在其他相關(guān)聯(lián)的部分反映出來,采用智能建筑構(gòu)件、視圖和注釋符號,使每一個構(gòu)件都通過一個變更傳播引擎互相關(guān)聯(lián)。構(gòu)件的移動、刪除和尺寸的改動所引起的參數(shù)變化會引起相關(guān)構(gòu)件的參數(shù)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的變化,任一視圖下所發(fā)生的變更都能參數(shù)化的、雙向的傳播到所有視圖,以保證所有圖紙的一致性,毋需逐一對所有視圖進行修改,從而提高了工作效率和工作質(zhì)量。

5)BIM。BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling)的簡稱,是近幾年來出現(xiàn)在建筑界中的一個新名詞,是計算機輔助建筑設(shè)計中的信息模型。它是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型,是對該工程項目相關(guān)信息的詳盡表達。建筑信息模型是數(shù)字技術(shù)在建筑工程中的直接應(yīng)用,以解決建筑工程在軟件中的描述問題,使設(shè)計人員和工程技術(shù)人員能夠?qū)Ω鞣N建筑信息做出正確的應(yīng)對,并為協(xié)同工作提供堅實的基礎(chǔ)。

建筑信息模型是一種應(yīng)用于設(shè)計、建造、管理的數(shù)字化方法,這種方法支持建筑工程全生命周期的集成管理環(huán)境。因此,建筑信息模型的結(jié)構(gòu)是一個包含有數(shù)據(jù)模型和行為模型的復(fù)合結(jié)構(gòu)。它除了包含與幾何圖形及數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)模型外,還包含與管理有關(guān)的行為模型,兩相結(jié)合通過關(guān)聯(lián)為數(shù)據(jù)賦予意義,因而可用于模擬真實世界的行為,例如模擬建筑的結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀況、圍護結(jié)構(gòu)的傳熱狀況。當(dāng)然,行為的模擬與信息的質(zhì)量是密切相關(guān)的。

2 國內(nèi)外建筑信息模型的發(fā)展現(xiàn)狀

新的世紀以來,有關(guān)建筑信息模型(BIM)和建設(shè)工程生命周期管理(BLM)的觀念給建筑設(shè)計數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展帶來新的推動力。新一代基于建筑信息模型的建筑設(shè)計軟件已經(jīng)嶄露頭角,在一些國際性的建筑工程項目中取得巨大的成功。同時,迅速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),大大提高了建筑設(shè)計的質(zhì)量和效率,并促進了建筑設(shè)計模式的變革。

與國外對建筑信息模型運用的如火如荼之勢相比,國內(nèi)對建筑信息模型運用也正方興未艾,目前全國眾多設(shè)計機構(gòu)和建筑院校對建筑信息模型都有所了解,并完成了較多的成功案例,建筑信息模型發(fā)展前景也十分廣闊。然而,我國很多建筑師選用這項技術(shù)的初衷只是為了工作效率的大幅度提高,對建筑數(shù)字化的認識停留在建筑技術(shù)引入和設(shè)計工具改良層面上這是對建筑信息模型的片面認識,建筑信息模型的核心內(nèi)涵并不僅限于此?？梢哉f,它帶給建筑行業(yè)的核心意義在于設(shè)計思維和方法的改變,與效率的提高相比,其意義要深遠得多。

3 數(shù)字技術(shù)對建筑設(shè)計的作用及影響

數(shù)字技術(shù)首先改變了數(shù)千年來人類建筑設(shè)計思維活動中所依賴的媒介工具,其影響意義是難以估量的。而且,由于數(shù)字技術(shù)是可以與許多傳統(tǒng)的技術(shù)相結(jié)合的中性技術(shù),這種結(jié)合將極大地改變建筑領(lǐng)域物質(zhì)、能量和信息流動的關(guān)系鏈。由于這些改變,我們需要重新審視不同媒介在建筑設(shè)計思維中的作用,需要重新評估并重組現(xiàn)有建筑設(shè)計過程,生產(chǎn)施工過程,以及運行管理過程,重新建構(gòu)建筑企業(yè)、部門、組織以及人員間多方協(xié)同、協(xié)作關(guān)系等等?？傊?數(shù)字技術(shù)帶來的這些改變,將有可能完全打亂乃至推翻既有的建筑設(shè)計、生產(chǎn)和管理模式。

數(shù)字技術(shù)對建筑創(chuàng)作的影響大致表現(xiàn)為三個層次:第一個層次為創(chuàng)作成果的表達方式,這一層次上數(shù)字技術(shù)僅作為建筑設(shè)計的表達工具;第二個層次為方案創(chuàng)作手段,把數(shù)字建構(gòu)作為設(shè)計的出發(fā)點,在此層面上帶來建筑創(chuàng)作的變化,包括建筑形體與空間的解放、參數(shù)化智能設(shè)計、空間概念的演化與數(shù)字媒體的呈現(xiàn)等;第三個層次則影響到深層次的創(chuàng)作思維,將建筑創(chuàng)作引向一種全新的思維方式。目前大多數(shù)建筑設(shè)計都停留在第二個層次甚至在第一個層次上,然而,對于建筑創(chuàng)作來說,第三個層次更具革命性的意義。從創(chuàng)作思維的總體發(fā)展趨勢上看,在數(shù)字技術(shù)的影響下,以往現(xiàn)代建筑的總體性思維、線性思維、理性思維逐漸向非總體性思維、混沌思維、非理性和非邏輯性思維演變,原來判定思維方式正確與否的邏輯思維模式也正漸漸地“放權(quán)”,還創(chuàng)作以更廣闊的空間。

4 結(jié)語

在數(shù)字時代,傳統(tǒng)的設(shè)計方法依然有其存在的價值和重要性,但我們必須重新思考過去的設(shè)計方法,突破它的局限,接受并思考如何使數(shù)字化給建筑設(shè)計注入新的活力。數(shù)字技術(shù)給建筑設(shè)計帶來的沖擊在于思維方式和設(shè)計方法的變革,而不能把它僅僅當(dāng)作繪圖工具。無論如何,對設(shè)計來說,創(chuàng)造性都將是最重要的,數(shù)字化帶來的是能夠最大限度地幫助我們開發(fā)人的創(chuàng)造力并完美地表現(xiàn)它。

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