隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，作為復(fù)雜技術(shù)與腦力相結(jié)合的建筑設(shè)計行業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn)，急需通過新興技術(shù)手段實現(xiàn)創(chuàng)新，以更好地滿足用戶需求。人工智能技術(shù)作為一種前沿技術(shù)，在農(nóng)業(yè)、通信、金融、醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，已逐漸融入大眾的工作和生活，帶動了社會經(jīng)濟的發(fā)展，給人們的衣食住行帶來了諸多便利。對此，可將人工智能技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計中，以此完善設(shè)計方案，提高設(shè)計效率，推動建筑設(shè)計行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

一、人工智能技術(shù)引發(fā)的建筑設(shè)計變革

人工智能最早于1956年被提出，被定義為一門研究、開發(fā)用于模擬和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)以及應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)。同時，人工智能包含一系列技術(shù)和工具，是一門融合不同領(lǐng)域知識（數(shù)學(xué)、心理學(xué)、計算機科學(xué)、語言學(xué)等）的交叉學(xué)科，旨在讓機器具有模擬人類認(rèn)知思考和自我學(xué)習(xí)的能力，從而讓機器能夠替代人類做復(fù)雜煩瑣的工作。而建筑設(shè)計作為一門綜合性學(xué)科，需要設(shè)計師在復(fù)雜的設(shè)計問題中尋找最合理的解決方案。同時，這一過程需要統(tǒng)籌規(guī)劃，權(quán)衡利弊，反復(fù)推敲，會耗費設(shè)計師大量的時間和精力。人工智能技術(shù)的應(yīng)用，則能輔助設(shè)計師處理建筑設(shè)計階段遇到的復(fù)雜問題，甚至替代設(shè)計師直接完成程序化和重復(fù)性的工作。[1]

此外，建筑設(shè)計是一種腦力勞動密集型的傳統(tǒng)行業(yè)，雖然目前設(shè)計已從以往的尺規(guī)作圖轉(zhuǎn)變?yōu)榛趫D形設(shè)計和三維建模的電腦制圖，CAD、SketchUp、Rhino等軟件得到廣泛的應(yīng)用，設(shè)計過程實現(xiàn)了信息化，并且設(shè)計效率得到提升，但其原有的設(shè)計方法和流程變化不大，部分設(shè)計師延續(xù)了從概念方案、初步設(shè)計、深化設(shè)計到施工圖設(shè)計的模式，每個設(shè)計階段的成果都離不開設(shè)計師自身的思考和一筆一畫的電腦制圖。同時，建筑設(shè)計行業(yè)的信息化發(fā)展并未將設(shè)計師從復(fù)雜繁重的制圖勞動中解放出來，甚至加大了設(shè)計師的制圖工作強度。而人工智能技術(shù)的應(yīng)用，打破了原有的建筑設(shè)計流程與模式，極大地提升了設(shè)計效率。比如，設(shè)計師通過應(yīng)用人工智能生成內(nèi)容（AIGC）[2]，可有效縮短建筑設(shè)計周期，完善設(shè)計方案，更好地滿足用戶的個性化需求。

二、人工智能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

與人類相比，人工智能具備明顯的優(yōu)勢，其能夠依靠強大的計算能力處理大量的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的問題，甚至模擬現(xiàn)實中的各種場景，為設(shè)計師開展建筑設(shè)計提供邏輯支撐，從而輔助設(shè)計師完善建筑設(shè)計方案，提高設(shè)計效果。

（一）提升設(shè)計效率

中國勘察設(shè)計協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，在傳統(tǒng)建筑設(shè)計流程中，設(shè)計師 60% 的時間用于重復(fù)性繪圖與規(guī)范校核，導(dǎo)致設(shè)計創(chuàng)新創(chuàng)意不足。人工智能通過算法邏輯可生成海量的設(shè)計方案，并且可根據(jù)用戶需求快速調(diào)整設(shè)計方案細(xì)節(jié)，實現(xiàn)設(shè)計方案的快速迭代。同時，現(xiàn)有生成式人工智能技術(shù)與性能優(yōu)化算法可實現(xiàn)建筑形態(tài)與能耗的協(xié)同創(chuàng)新，突破傳統(tǒng)線性設(shè)計流程，提升設(shè)計方案生成效率。[3]

同時，人工智能技術(shù)不僅能加速建筑設(shè)計迭代，還可通過隨機性參數(shù)設(shè)置（如“建筑風(fēng)格混合”功能）激發(fā)非理性創(chuàng)意，形成“機器美學(xué)”特征一—幾何復(fù)雜性、參數(shù)化肌理與超現(xiàn)實空間邏輯。比如，利用人工智能技術(shù)，可將建筑美學(xué)與物理性能（如采光、能耗、結(jié)構(gòu)強度、建造技術(shù)）深度耦合，通過人工智能算法動態(tài)調(diào)整窗墻比與建筑形態(tài)，使美學(xué)表達(dá)與可持續(xù)目標(biāo)達(dá)成平衡，驗證“形式追隨算法”的可能性，打破原有形式追隨功能的邏輯。而且建筑設(shè)計作為一種創(chuàng)造性解決問題的過程，以往高度依賴設(shè)計師的經(jīng)驗與直覺。然而，面對復(fù)雜的功能需求、環(huán)境約束與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，傳統(tǒng)建筑設(shè)計方法逐漸顯現(xiàn)出局限性。人工智能技術(shù)的引入，通過算法優(yōu)化、數(shù)據(jù)驅(qū)動決策和自動化流程，正在成為推動建筑設(shè)計行業(yè)變革的核心動力。

（二）促進設(shè)計美學(xué)的數(shù)字化重構(gòu)

在建筑設(shè)計中應(yīng)用人工智能技術(shù)，通過重構(gòu)傳統(tǒng)美學(xué)元素，如傳統(tǒng)繪畫中的山水意象、古代建筑的建造比例，生成兼具文化認(rèn)同與現(xiàn)代性的設(shè)計語言，將東方山水意境轉(zhuǎn)化為建筑設(shè)計肌理，可實現(xiàn)傳統(tǒng)文化IP的數(shù)字化轉(zhuǎn)譯，推動地域性美學(xué)的發(fā)展和傳播。同時，傳統(tǒng)建筑美學(xué)追求靜態(tài)和諧（如黃金分割、軸線對稱），對此設(shè)計師可開展人工智能生成設(shè)計，增強建筑設(shè)計的隨機性與迭代性，從而賦予建筑動態(tài)美學(xué)特征。例如，可應(yīng)用實時渲染技術(shù)模擬光影變化，使建筑表皮呈現(xiàn)呼吸般的動態(tài)視覺效果。

三、人工智能技術(shù)在不同類型建筑設(shè)計中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，人工智能技術(shù)層出不窮，可為建筑設(shè)計師提供全方位的輔助。同時，從最開始的創(chuàng)意生成到最后的成果呈現(xiàn)，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，能極大地提升建筑設(shè)計效率，降低設(shè)計門檻，實現(xiàn)“人人皆可設(shè)計”。用戶可通過自然語言系統(tǒng)輸入需求，利用人工智能技術(shù)生成個性化設(shè)計方案（如家居空間布局），從而實現(xiàn)創(chuàng)意設(shè)計目標(biāo)。

（一）在室內(nèi)裝修中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)室內(nèi)裝修中，流程復(fù)雜、施工低效、成本失控等問題一直是行業(yè)痛點。人工智能時代的到來，改變了家裝行業(yè)的運營模式，為亟須升級的傳統(tǒng)裝修模式提供了更有價值的解決方案。[5同時，人工智能技術(shù)在室內(nèi)裝修中的應(yīng)用，可使裝修變得更加簡便高效，實現(xiàn)“人人皆可設(shè)計”，大幅簡化傳統(tǒng)的裝修對接流程。

對于現(xiàn)代消費者而言，“設(shè)計構(gòu)想能否成功落地”是其最關(guān)心的問題。面對需求匹配的獨特性、設(shè)計可視化和設(shè)計可行性等挑戰(zhàn)，利用人工智能技術(shù)賦能建筑設(shè)計，能打破傳統(tǒng)室內(nèi)裝修設(shè)計效果與消費者需求的割裂狀態(tài)，實現(xiàn)“所想即所見”；利用人工智能技術(shù)賦能家裝產(chǎn)業(yè)鏈，可構(gòu)建“方案即貨架，模型即商品”模式，實現(xiàn)“所見即所得”。此外，將人工智能技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)裝修中，有利于提升裝修效果，為促進家裝產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來更多新的可能，進而推動行業(yè)邁向“所想即所見，所見即所得”的新時代，實現(xiàn)用戶對未來室內(nèi)裝修的美好暢想。

（二）在住宅設(shè)計中的應(yīng)用

住宅設(shè)計作為一種常見的建筑設(shè)計類型，易出現(xiàn)大量程序化和重復(fù)性的工作。在房地產(chǎn)市場中，傳統(tǒng)住宅設(shè)計流程包括拿地強排、概念設(shè)計、深化設(shè)計和施工圖設(shè)計等。在建筑設(shè)計過程中，設(shè)計節(jié)奏越來越快，對此傳統(tǒng)設(shè)計方式已無法滿足市場快節(jié)奏的發(fā)展要求。而應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠有效替代設(shè)計師完成住宅設(shè)計中的強排工作。具體而言，通過人工智能平臺，設(shè)計師可輸入設(shè)計數(shù)據(jù)，自動生成符合市場需求和規(guī)范要求的多個強排方案，以此節(jié)省大量時間和精力，避免進行重復(fù)性的計算和調(diào)整，只需從多個生成的強排方案中挑選符合市場需求和成本要求的最佳方案即可。

現(xiàn)階段，雖然人工智能還無法完全輔助設(shè)計師完成住宅設(shè)計各個流程的工作（其只能初步替代設(shè)計師完成較為程序化和重復(fù)性的工作，住宅設(shè)計中的審美和創(chuàng)造性需要設(shè)計師自己把控和完善），但其在處理復(fù)雜問題和數(shù)據(jù)方面具備顯著優(yōu)勢，大大減少了設(shè)計師的工作量，有利于設(shè)計師集中精力從文化性、舒適性和規(guī)范適宜性等方面對人工智能平臺生成的設(shè)計方案進行評估。未來，隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，住宅設(shè)計流程也將迎來較大的變革，從而提升設(shè)計效率，保障人們的居住效果。

（三）在公共建筑設(shè)計中的應(yīng)用

公共建筑不同于住宅，其類型比較多樣化，包括文化建筑、醫(yī)療建筑、體育建筑、交通建筑等。在公共建筑設(shè)計過程中，設(shè)計師需利用大量時間學(xué)習(xí)和掌握每種建筑類型的規(guī)范和功能要求，根據(jù)不同建筑的使用功能遵循相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范，這一過程遠(yuǎn)比住宅設(shè)計復(fù)雜。目前，人工智能技術(shù)在公共建筑設(shè)計中的應(yīng)用相對較少，一般被用在建筑造型中，例如龍門山生物多樣性博覽園概念方案競賽中出現(xiàn)了人工智能技術(shù)的應(yīng)用。

在公共建筑設(shè)計中，人工智能技術(shù)能替代人類處理大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)，通過計算機模擬現(xiàn)場復(fù)雜的設(shè)計環(huán)境。對此，設(shè)計師可以將形式、功能、結(jié)構(gòu)等方面作為設(shè)計出發(fā)點，設(shè)置相應(yīng)的規(guī)則和要求，通過人工智能技術(shù)來生成公共建筑設(shè)計方案。同時，人工智能技術(shù)依據(jù)大數(shù)據(jù)分析、環(huán)境生成以及最終形態(tài)的空間性能模擬，通過程序計算和迭代，可使生成的建筑造型效果符合場地環(huán)境和設(shè)計要求。例如，在能耗優(yōu)化模型中嵌入碳排放指標(biāo)，能確保建筑美學(xué)與設(shè)計規(guī)范的雙重合規(guī)，避免建筑造型華而不實。

在人工智能技術(shù)出現(xiàn)之前，設(shè)計師需要依靠個人的審美素養(yǎng)和設(shè)計邏輯對公共建筑造型進行設(shè)計，并且要對建筑形體效果進行建模和反復(fù)修改。而面對日益復(fù)雜的公共建筑設(shè)計需求，人工智能技術(shù)的應(yīng)用使得設(shè)計師有更多的時間精力考慮其他因素，如人文歷史、文化傳承、創(chuàng)意創(chuàng)新等，從而極大地提升設(shè)計效率。

四、人工智能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用策略

建筑設(shè)計作為一種需要創(chuàng)意的腦力工作，需要考慮眾多的設(shè)計因素，比如設(shè)計規(guī)范、周邊環(huán)境、場地信息、功能類型、用戶需求等。因此，面對各種設(shè)計要求，設(shè)計師需從“操作者”轉(zhuǎn)型為“策略制定者”，重點把控文化敘事、倫理決策與情感共鳴，利用人工智能技術(shù)進行方案實現(xiàn)與迭代，高效處理各種繁雜的設(shè)計因素和條件，進行歸納分析，從而找到一個最優(yōu)的解決方案。[]

現(xiàn)階段，人工智能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用逐漸增多，主要用于前期設(shè)計方案，但建筑設(shè)計后期的施工階段同樣存在大量程序化和重復(fù)性的工作，具備被人工智能技術(shù)取代的可能性。隨著科技的不斷發(fā)展，未來建筑施工圖設(shè)計中的程序化和重復(fù)性的工作可能會被人工智能技術(shù)取代，并構(gòu)建基于本土法律法規(guī)的施工圖專屬算法。對此，設(shè)計師需要及時轉(zhuǎn)變設(shè)計思維，順應(yīng)時代發(fā)展潮流，積極主動地學(xué)習(xí)人工智能工具，提升自身的技能水平，理解人工智能學(xué)習(xí)原理和數(shù)據(jù)分析方法，熟練掌握各種人工智能技術(shù)。同時，對于由人工智能技術(shù)生成的建筑設(shè)計方案，設(shè)計師需認(rèn)真篩選，避免過度依賴算法導(dǎo)致設(shè)計同質(zhì)化，同時還要避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)分析偏見，確保算法公平性。

人類的想象力往往會受到既往經(jīng)驗的限制，難以突破某些建筑設(shè)計模式，而人工智能技術(shù)恰恰能促使人類突破自我限制。建筑設(shè)計過程包含人類情感和歷史、文化、環(huán)境等各種因素，這些因素是人工智能技術(shù)難以模擬和界定的。建成的建筑是供人使用的，人是評價一個建筑好壞的重要主體，而人工智能技術(shù)難以取代人類傳統(tǒng)的審美感知和文化創(chuàng)造性。未來，隨著人工智能技術(shù)的持續(xù)迭代與深人應(yīng)用，建筑設(shè)計流程和方式會發(fā)生改變，對此設(shè)計師要學(xué)會利用人工智能技術(shù)處理各種復(fù)雜的設(shè)計條件和信息，制定更多具有個人風(fēng)格和創(chuàng)意的設(shè)計方案。

五、結(jié)語

現(xiàn)階段，人工智能技術(shù)正在重塑建筑設(shè)計的底層邏輯，其核心價值并非替代人類，而在于擴展設(shè)計的可能性邊界。同時，雖然人工智能技術(shù)不僅是對建筑設(shè)計工具的變革，還是對設(shè)計思維與行業(yè)生態(tài)的顛覆，可實現(xiàn)設(shè)計效率提升、成本控制與可持續(xù)性突破，但其無法替代設(shè)計師的創(chuàng)造力、人文關(guān)懷與倫理判斷。未來，建筑設(shè)計行業(yè)將走向“人機共生”時代：人工智能技術(shù)負(fù)責(zé)解構(gòu)與重組，人類專注于意義賦予與價值批判。只有堅持技術(shù)賦能與人文覺醒的雙向平衡，才能避免建筑淪為冰冷的算法產(chǎn)物，而是成為承載文明記憶與情感共鳴的精神“容器”。[8為更好地實現(xiàn)人工智能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用，設(shè)計師需要具備更高的綜合素質(zhì)，學(xué)習(xí)文化歷史、人文審美、設(shè)計建造等方面的內(nèi)容，以人為本，掌握人工智能技術(shù)的核心價值，以“人工智能協(xié)作者”身份提升技術(shù)應(yīng)用能力與人文素養(yǎng)，進而推動建筑設(shè)計行業(yè)向智能化與人性化方向發(fā)展。

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作者簡介：

屈永堅，廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所工程師。研究方向：建筑設(shè)計。