數字智能軟件對建筑設計的價值意義

吳 罡

(鄖陽師范高等專科學校 湖北十堰 442700)

當前由于建筑市場的快速發展，整個社會對建筑的要求不論是從數量還是質量也都迅速提升。僅僅以“點式思維”為基礎，以低效工具為輔助的設計模式已經落伍，在此條件下，“建筑設計程序化”就逐漸浮出水面，呈現在人們面前。隨著科技水平的提高，建筑數字智能軟件也在日益繁多，覆蓋的范圍也逐步擴大。由于計算機數字技術對建筑設計各個要點都可很好的加以解決，這使其逐漸滲透于建筑師的設計構思中的每個環節，慢慢促成了“建筑設計數字化加工”概念的出現與傳播。而其對應的相關建筑智能軟件，也在其中起了很關鍵的搭橋或支撐作用。或通過網絡形成功能性的修改平臺，幫助建筑完善構思方案，或自成思路，打造自己的新建筑形式。更大更深的開拓了設計的選擇。

1 智能設計軟件的運用現狀

從當前國內建筑行業在數字化設計軟件的實際應用來看，現在由于業務所需，智能設計軟件技術在建筑領域已經迅速推廣。但由于項目建設數量多，業務周期時間緊，很多操作智能設計軟件的建筑師還只是僅僅把軟件單作代筆工具運用于圖紙繪圖，而不能發揮其深層功效，真正運用于建筑方案的設計推敲。.例如:建筑師只用計算機的相關軟件進行建筑設計方案的成品出圖，而不注重它對思考和推敲方案的輔助作用。只認為計算機相關軟件只要能繪圖即可解決問題。但是建筑方案設計不僅滿足于功能性，更要求其有藝術性，這就不僅需要有縝密的邏輯思維，更需要有內涵的形象思維。而要使其成立，方案的立意構思環節是整個設計的關鍵階段。在這一階段里，建筑師常常需要對設計命題經過“立意—表達—嘗試—修改”的反復思考，才能逐漸完善方案。但由于頭腦進行構思，是一個從無到有的創作過程，因此其思考對象的各種形態特征具有很強的隨機性和離散性[1]。如果脫離數字智能軟件的輔助，方案深化將非常困難，因此在相當建筑設計院的建筑的方案創作時，建筑師的方案創作和工作模式沒有發生本質的變化。而要解決上述的種種問題，還是要在廣大設計人員對數字智能技術有更深層面的理解上才能找到答案。

2 智能設計軟件的運用優勢

2.1 設計時間周期

在數字智能技術進入建筑設計領域之前，由于房屋的建造要受諸多因素的影響，設計是一個煞費苦心的過程。再加上業務分工還不明確，在方案構思過程中，建筑師幾乎要承擔設計中的全部工作(如建筑基地、環境交通等)。因此一項規模稍大的項目可能就需要一位建筑師嘔心瀝血一生才可能得以實現。比如世界上最大的天主教堂工程——圣彼得大教堂。雖然整體宏觀壯麗，但這需要它在漫長的120年建造期里凝聚了幾代著名匠師的智慧才得以實現。而隨著數字智能軟件應用于建筑設計，給建筑設計領域帶來了空前浩大的效率變革。隨著數字智能軟件的提升，以前低等軟件程序不能或低效解決的許多問題，現在都可以借助智能程序來加以解決。在設計過程中許多難以準確定奪的難題，比如體量，角度等都可以在相關軟件的數字分析中輕松解決。這樣建筑師就可以全身心的投身于建筑的設計決策上，首先通過內心對方案的初步理解構思，在方案設計的深度和廣度上更為投入。同時還可以利用建筑智能軟件快速、準確處理問題的能力，及時對錯誤作出更正調整，作出更優秀合理的設計答案。據調查了解:“英國用于住宅設計的計算機輔助建筑設計綜合系統SSHA，使施工圖和技術設計階段的設計效率分別提高了25%和40%;用于郵局設計的計算機輔助建筑合系統CEDAR，使結構設計從原先的38天減少到2天;而用于醫院設計的計算機輔助建筑設計綜合系HARNESS，使通常要用5年時間才能完成的大型醫院設計現在只用9個月就全部設計完畢。日本清水建設公司利用計算機輔助建筑設計綜合系統，據估計使總設計效率提高了近10%”[2]。這種效率和效益的時間跨度變革是傳統的軟件所難以企及的，智能數字軟件為建筑設計領域的周期階段性帶來了一次技術革新。

2.2 設計思維創作

在傳統的設計方式中由于受限于低端的設備條件，設計的構思層次更多的依賴于設計者自身的經驗和思維方式，相比而言，數字智能軟件為設計者提供了更為廣闊的選擇和思維擴展空間。當設計者用大腦思維進行方案創作和設計時，為了提高思維效率，降低全局思考的難度，一般先將復雜多點的設計思路分解成小環節，使問題變得單純易解，然后把小環節逐一攻破，最終在重新通盤考慮，組合成型。這樣雖然設計出了方案結果，但這種缺乏綜合性的統籌會使建筑空間整體思考的距離擴大，在實際設計中擁有很大的統籌缺陷。數字智能軟件在這方面有巨大優勢，它克服了傳統思維模式片面單調的缺陷，使得設計者在思維創作時擁有更為寬廣的思考范圍和全局性的把握。同時數字智能技術擁有強大的分析與存儲能力，這種能力與設計者的設計巧妙融合，可以大大提高解決問題的效率和完成作品的空間。這種空間建立在強大軟件功能提供的高效易得的模式背景與相關分析下，這可以幫助設計者進行數字化思維方式的分析，使方案在更加簡易高效的前提下找到一種全局性優化型的總體把握和解決[3]。例如1997年建成的畢爾巴鄂市古根海姆博物館，通過借用先進的數字技術手段，在其空間的形體設置、結構安排中不斷進行分析組合，再分解重置，通過扭曲，旋轉，重疊等方法逐步建立其建筑的外型特征。整個博物館結構體系是由建筑師藉助一套為空氣動力學使用的電腦軟件(從法國軍用飛機制造商達索公司引進，名叫CATIA)逐步設計而成[4]。形體上的流線型傾向徹底摒棄了傳統建筑的創作思路，形體的錯位連通，邊界的模糊排列，充分展現出建筑熱情奔放、簡約素凈的性格特征。最終以其自身獨樹一幟的形態造型成為后現代建筑的一顆明珠。這就為建筑師發揮其空間組織的創造力提供了保證，使建筑的功能和造型結合的更完美。

2.3 設計內容調整

在方案設計中，建筑師不僅僅需要進行創作性思考，同時還要對建筑設計過程中的很多方面和因素進行全面的評估和判斷，這些因素有很大的易變性和不穩定性，給整個建筑設計的過程帶來了相當大的模糊性。這種評估和判斷還是主要依靠建筑師的經驗和思維判斷。實際上，這種問題的解決需要做很全面的思考和多次模擬實驗才能使其妥善處理的，傳統軟件常常因程式運算邏輯性低而無法完成。而數字智能軟件依靠其強大的分析和模擬能力，為問題的解決提供了一種更加可靠方便有效的途徑。這種快捷精確的軟件特性可為設計者提供更為詳細精確的評估和剖析，對設計的創作和思考提供一種借鑒。使設計更加具有獨到性和整體性，使觀者眼前為之一亮[5]。例如在建筑設計創作過程中，為了使建筑功能滿足人們的使用需求，往往要對人的行為舉止的習慣進行評估，在傳統的方式對人的行為舉止分析及預測中，因為囊括的頻率數據較為繁雜，所以想簡易的以方程式的形式來體現比較困難。與此類似的關于人與空間的對應關系，因為其未知數較多、可變性較大，所以人和空間之間的對應關系不穩定。而解決這類問題僅僅通過做成實體小比例模型，邊觀察邊進行分析是遠遠不夠的，缺乏可靠性而擁有較強的主觀性。通過數字智能軟件的應用，可以可靠有效的解決人體行為預測和各個項目的評估，其可以建立起類似于人活動的空間模型并通過更為客觀的邊活動邊分析的方式來進行整體性的建筑空間方案評價。在進行方案設計過程中，給建筑師提供了強大的系統功能支持，對方案的細化和質的提升提供了保障。

3 小結

綜上所述，伴隨著計算機軟件技術的廣泛應用，數字智能軟件在建筑輔助設計中的作用日漸顯著，尤其是在當前對建筑設計質量要求越來越高的今天，要想還能在競爭中處于不敗，就必須很好的利用數字智能軟件，發揮軟件的強大優勢，尤其是在推敲設計方案階段的優勢。這樣才能充分發揮建筑設計人員的創作設計潛力，真正體現自身價值。

[1]孫澄，付本臣，陳平.從數字到建筑—談數字技術推動下的建筑創作[J].新建筑，2008(3):P10－P12.

[2]呂列克、張富文等.計算機輔助建筑設計的思考[J].沈陽建筑工程學院學報，2003，02.

[3]張利.從CAAD到cyberspace—信息時代的建筑與建筑設計[M].東南大學出版社，2008.

[4]紹拉帕耶(英).當代建筑與數字化設計過程[M].中國建筑工業出版社，2007.

[5]張顏媛，數字化技術對建筑設計的影響[J].企業導報，2009，12:P32－P33.