何祖君

（廣州科城規(guī)劃勘測技術(shù)有限公司重慶分公司　重慶　400060）

1　引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字分析技術(shù)在社會生活的各個方面都有著越來越重要的應(yīng)用，同時數(shù)字分析技術(shù)也推動了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在各個領(lǐng)域都扮演著舉足輕重的角色。建筑行業(yè)是重要的國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，也是科技產(chǎn)業(yè)化的重要組成部分。數(shù)字分析技術(shù)可以對各種類型的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行模擬識別，可以縮短建筑設(shè)計生產(chǎn)周期，同時對保障生產(chǎn)安全有重要的作用。

2　數(shù)字技術(shù)概述

2.1　基本含義

數(shù)字技術(shù)就是運用阿拉伯?dāng)?shù)字“0”和“1”進(jìn)行編碼，然后采用現(xiàn)代化的傳輸方式進(jìn)行傳輸，比如通訊光纜、衛(wèi)星等現(xiàn)代化的傳輸方式。通常來說，數(shù)字技術(shù)包含很多內(nèi)容，比如數(shù)字編碼、壓縮、傳輸?shù)葍?nèi)容?！皵?shù)字建筑”是運用數(shù)字信息對建筑物進(jìn)行描述，數(shù)字技術(shù)被包含在建筑設(shè)計行業(yè)中的數(shù)字編碼里，這里所運用的技術(shù)也就是所謂的“建筑數(shù)字技術(shù)”。建筑設(shè)計數(shù)字技術(shù)在當(dāng)前的建筑各行業(yè)中已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，比如其中的計算機(jī)輔助教學(xué)以及虛擬現(xiàn)實等技術(shù)。

現(xiàn)在數(shù)字分析化技術(shù)到了BIM時代，BIM技術(shù)具有信息化、參數(shù)化、構(gòu)件化等特點。BIM技術(shù)的這些特點很好的符合建筑行業(yè)對數(shù)字化工具的要求。使人們不僅可以從外部觀察方案，還可以從內(nèi)部更全面地把握空間效果，提供了特別好的虛擬建筑體驗。BIM技術(shù)使設(shè)計者更加注重內(nèi)部空間的設(shè)計，所以也為設(shè)計帶來了全新的體驗。

2.2　當(dāng)前應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)在看來，數(shù)字分析技術(shù)已經(jīng)對整個建筑行業(yè)產(chǎn)生了深刻的影響。在建筑行業(yè)中，數(shù)字分析技術(shù)可以使用計算機(jī)進(jìn)行繪圖，可以使建筑效率明顯提升。盡管數(shù)字分析技術(shù)給建筑行業(yè)帶來了明顯的進(jìn)步，但是我國建筑行業(yè)目前對數(shù)字分析技術(shù)的應(yīng)用仍然處于初級的技術(shù)運用階段。初級的技術(shù)運用階段的主要特征就是從最初的有限應(yīng)用到更多的技術(shù)運用和創(chuàng)新轉(zhuǎn)變。舉例來講就是從最簡單的繪圖效率的提高，到創(chuàng)新技術(shù)階段的轉(zhuǎn)變。

我國多數(shù)項目在進(jìn)行設(shè)計施工時都采用的是傳統(tǒng)的CAD模式進(jìn)行的二維圖紙設(shè)計。但是由于信息的不對稱，共享困難，傳統(tǒng)的CAD二維模式設(shè)計施工圖很大程度上已經(jīng)很難滿足當(dāng)前的需求。這就導(dǎo)致在設(shè)計施工過程中出現(xiàn)很多的返工和拆改，不僅加大了設(shè)計施工成本，而且嚴(yán)重影響進(jìn)度。面對很多復(fù)雜的建筑設(shè)計來講，僅靠CAD二維模式的圖紙反應(yīng)施工信息又很難將其正確表達(dá)出來，這就對BIM的運用要求越來越強(qiáng)烈。

隨著我國的建筑業(yè)對信息化要求的不斷提高，我國增加了在BIM技術(shù)方面的科研投入，同時在軟件開發(fā)商的大力宣傳下，一些各部門已經(jīng)開始著手研究和應(yīng)用BIM技術(shù)。同目前普及應(yīng)用的CAD技術(shù)比較而言，BIM技術(shù)具有一個非常突出的優(yōu)點，相較于CAD算量軟件，BIM型軟件在工程述算量方面具有顯著優(yōu)勢。BIM通過建立3D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，可以準(zhǔn)確、快速地計算并提取工程量，提高工程算量的精度和效率。BIM模型能實現(xiàn)即時算量，即設(shè)計完成或修改，算量隨之完成或修改。當(dāng)前，我國建設(shè)工程的各個方面都有很好的應(yīng)用軟件基礎(chǔ)，還有較高的市場覆蓋率。我們可以根據(jù)這些軟件的系統(tǒng)架構(gòu)、規(guī)范集成功能和市場格局等，來提升其BIM能力和專業(yè)功能，并解決各鐘軟件間信息交互性問題，這樣就可以成為具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的專業(yè)BIM軟件。

在建筑行業(yè)中，數(shù)字分析技術(shù)主要應(yīng)用在兩個大方面：建筑能耗模擬與建筑環(huán)境模擬。建筑能耗模擬可以模擬建筑在不同的條件下，運行期間所需要的能量；建筑環(huán)境模擬能夠?qū)ㄖ娘L(fēng)與光環(huán)境進(jìn)行模擬。以某小別墅設(shè)計為例，基于BIM模型的可視化設(shè)計的優(yōu)勢，業(yè)主可以主觀的了解到該建筑的室內(nèi)外場景以及建筑的立面、平面以及剖面等（如圖1所示）。

圖1　基于BIM技術(shù)的某小別墅空間可視化設(shè)計

2.3　數(shù)字分析技術(shù)在建筑設(shè)計中的特點

2.3.1可操作性強(qiáng)

數(shù)字分析技術(shù)在建筑設(shè)計中的主要應(yīng)用優(yōu)勢之一就是可操作性強(qiáng)。數(shù)字分析技術(shù)本身具有很多特性，比如精度高、適合長期存貯、高保密性、通用性等。由于數(shù)字分析技術(shù)屬于二進(jìn)制，在具體的建筑設(shè)計過程中可以實現(xiàn)只通過命令的傳達(dá)和指示控制，并且具體的過程可以自動進(jìn)行。所以通過數(shù)字分析技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提高建筑業(yè)的可操作性。還可以肯定的是，對于建筑設(shè)計過程中數(shù)字分析技術(shù)的應(yīng)用來講，與之前的編程接口實現(xiàn)的編程不同，數(shù)字分析技術(shù)能夠減少編程周期并且提高PC系統(tǒng)的集成性。數(shù)字分析技術(shù)不僅如此，還擁有簡便性等其他特征，這些優(yōu)勢都能夠促進(jìn)數(shù)字分析技術(shù)更好的為建筑設(shè)計服務(wù)。

2.3.2可靠性好

可靠性作為一個數(shù)字技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在建筑設(shè)計中來說主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性與應(yīng)用的廣泛性兩個方面。具體一點，數(shù)據(jù)的精確性的具體表現(xiàn)就是，來源于數(shù)據(jù)組成的指令具有相應(yīng)的可操作性與邏輯性等一系列的指導(dǎo)作用。數(shù)字分析技術(shù)在建筑設(shè)計過程中的應(yīng)用，可以明顯提高建筑設(shè)計的可靠性。并且在建筑設(shè)計過程中如果出現(xiàn)錯誤能夠更為便捷和迅速的判斷和處理。同時這種數(shù)字分析技術(shù)也能夠大大提高建筑設(shè)計的安全性。就可靠性這一方面而言，這種數(shù)字分析技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到我國的建筑行業(yè)中。可靠的數(shù)字分析技術(shù)在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，也將會對我國的建筑行業(yè)帶來重要的發(fā)展意義。

2.3.3高性價比

數(shù)字分析技術(shù)具有很多的優(yōu)勢，其中除了可靠性高和可操作性強(qiáng)外，高性價比也是其優(yōu)勢之一。盡管性價比聽起來像是在對一件商品進(jìn)行評價，但是數(shù)字分析技術(shù)憑借對輸入的大量信息進(jìn)行邏輯判斷，可以大大降低建筑過程中實際的工作量，這也就會減少大量的時間和成本。所以數(shù)字分析技術(shù)在建筑設(shè)計中會有很高的性價比?？傮w來講，數(shù)字分析技術(shù)在建筑過程中可以縮短勞動時間減少不必要的工作量，帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)字分析技術(shù)還可以實現(xiàn)在建筑過程中的人機(jī)互動，這也從另一個方面說明，建筑設(shè)計能夠在數(shù)字分析技術(shù)的支持下更好的發(fā)展。

3　數(shù)字分析技術(shù)在建筑設(shè)計中的運用

建筑設(shè)計的最終確定是需要建筑師經(jīng)過不斷地改進(jìn)與完善。而數(shù)字分析技術(shù)在建筑設(shè)計的每個環(huán)節(jié)中都起著重要的作用，數(shù)字分析技術(shù)的充分利用則很好的提升了建筑設(shè)計的效率和精度。

3.1　建筑設(shè)計初期的數(shù)據(jù)獲取

通常建筑師在建筑設(shè)計的開始階段，首先要進(jìn)行的就是對信息和數(shù)據(jù)的收集和整理，但是這一個過程比較分散，還要進(jìn)行分析處理。由于建筑施工所涉及到的內(nèi)容比較多，所以建筑師都不能簡單的去根據(jù)收集到的信息和數(shù)據(jù)考慮設(shè)計方案，而是要根據(jù)整個建筑環(huán)境的整體考慮。所以數(shù)字分析技術(shù)的應(yīng)用，使得建筑師在設(shè)計初期的信息需求就發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變。

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為我們?nèi)カ@取信息和數(shù)據(jù)的重要方式之一，比如各種大型的搜索網(wǎng)站，例如谷歌、百度等。建筑師可以通過網(wǎng)絡(luò)的大型搜索平臺，或者各種專業(yè)類建筑信息網(wǎng)站，快速地獲得自己所需要的準(zhǔn)確信息和各種數(shù)據(jù)。還可以通過互聯(lián)網(wǎng)來了解建筑的周邊環(huán)境，以便從事實出發(fā)去考慮設(shè)計思路。同時還可以通過互聯(lián)網(wǎng)上其他建筑師的意見和想法來實現(xiàn)建筑設(shè)計的創(chuàng)新。

3.2　建筑方案的設(shè)計

建筑方案設(shè)計可以分為很多種，但是主要分為兩個方面：概念設(shè)計和方案完善。不同的建筑師在這兩個方面都有自己不同的思維和靈感，所以最終的建筑設(shè)計方案也是不相同的。在一開始的概念設(shè)計中，建筑師主要是通過繪圖或者建模的方式將思維中的設(shè)計雛形表達(dá)出來。正因如此，建筑師不斷地獲得新的靈感，就可以從各種不同的方面來進(jìn)一步修改和思考自己所表達(dá)出來的雛形。通過不斷地摸索和改進(jìn)，就可以獲得不同的設(shè)計理念和風(fēng)格，這樣一來，就可以選擇最佳的建筑設(shè)計方案。在建筑設(shè)計過程中，建筑師不僅要充分發(fā)揮自己的想象力，還要考慮設(shè)計經(jīng)驗和美學(xué)素養(yǎng)。最重要的是要理性的進(jìn)行建筑設(shè)計，符合設(shè)計要求并且還要考慮到具體的現(xiàn)實問題。在整個建筑設(shè)計過程中，建筑師作為主體，數(shù)字分析技術(shù)與建筑師的經(jīng)驗作為輔助。數(shù)字分析技術(shù)可以提供給建筑師各種不同因素之間的關(guān)系，通過對各種關(guān)系的衡量，建筑師確定出最好的建筑設(shè)計方案，設(shè)計過程如圖2所示。

圖2　數(shù)字分析技術(shù)輔助建筑節(jié)能設(shè)計與經(jīng)驗得出的設(shè)計方法

在建筑設(shè)計過程中，建筑師需要更快、更便捷的數(shù)字分析技術(shù)，也就是模型建立滿足思維需求。例如我們可以根據(jù)BIM標(biāo)準(zhǔn)對信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理和分類編碼，使信息標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，降低信息共享中的溝通成本。既可以減少了工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)及云端存儲的依賴，提高了系統(tǒng)工作的安全性和可靠性，也減少了數(shù)據(jù)傳輸時間，縮短工作流程，提高系統(tǒng)工作效率。

3.3　建筑設(shè)計方案的評估

光照性能、生態(tài)性能以及其他性能的評估是建筑設(shè)計方案最主要的幾種評估方法。隨著可持續(xù)性發(fā)展理念的提出，生態(tài)性能被擺在非常重要的層面。隨著生態(tài)評價的方法越來越多，生態(tài)建筑也慢慢從理論走向現(xiàn)實。而數(shù)字分析技術(shù)的使用則可以保障建筑設(shè)計方案更加的合理。我國目前已建立了較為完善的光照性能評估系統(tǒng)，光照性能評估系統(tǒng)的建立不僅可以作為審核部門的審核需要，還可以將其考慮在建筑設(shè)計方案中，這樣一來還可以提高整個方案的科學(xué)性。

4　結(jié)束語

在建筑設(shè)計中對數(shù)字技術(shù)的運用，主要體現(xiàn)在建筑設(shè)計初期的信息收集、建筑方案的設(shè)計和建筑設(shè)計方案的評估等。數(shù)字分析技術(shù)在建筑中的廣泛運用，不僅提升了建筑的設(shè)計效率，還加快了建筑設(shè)計的創(chuàng)新發(fā)展。同時促進(jìn)我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步提高建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]翟炳博，徐衛(wèi)國.數(shù)字技術(shù)輔助綠色建筑方案設(shè)計研究[J].城市建筑，2015（31）：114～117.

[2]赫耘.基于數(shù)字技術(shù)的建筑方案設(shè)計分析[J].中華民居（下旬刊），2014（09）：68～69.

[3]張杰.數(shù)字動畫技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代裝飾（理論），2014（12）：133～135.

[4]王 瑩.數(shù)字技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].建筑與文化，2013（07）：70～71.