建筑方案設計中數字分析技術的應用

何祖君

（廣州科城規劃勘測技術有限公司重慶分公司　重慶　400060）

1　引言

隨著科學技術的進步，數字分析技術在社會生活的各個方面都有著越來越重要的應用，同時數字分析技術也推動了國民經濟的發展，在各個領域都扮演著舉足輕重的角色。建筑行業是重要的國民經濟支柱產業，也是科技產業化的重要組成部分。數字分析技術可以對各種類型的數據信息進行模擬識別，可以縮短建筑設計生產周期，同時對保障生產安全有重要的作用。

2　數字技術概述

2.1　基本含義

數字技術就是運用阿拉伯數字“0”和“1”進行編碼，然后采用現代化的傳輸方式進行傳輸，比如通訊光纜、衛星等現代化的傳輸方式。通常來說，數字技術包含很多內容，比如數字編碼、壓縮、傳輸等內容?！皵底纸ㄖ笔沁\用數字信息對建筑物進行描述，數字技術被包含在建筑設計行業中的數字編碼里，這里所運用的技術也就是所謂的“建筑數字技術”。建筑設計數字技術在當前的建筑各行業中已經得到了非常廣泛的應用，比如其中的計算機輔助教學以及虛擬現實等技術。

現在數字分析化技術到了BIM時代，BIM技術具有信息化、參數化、構件化等特點。BIM技術的這些特點很好的符合建筑行業對數字化工具的要求。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技術使設計者更加注重內部空間的設計，所以也為設計帶來了全新的體驗。

2.2　當前應用現狀

現在看來，數字分析技術已經對整個建筑行業產生了深刻的影響。在建筑行業中，數字分析技術可以使用計算機進行繪圖，可以使建筑效率明顯提升。盡管數字分析技術給建筑行業帶來了明顯的進步，但是我國建筑行業目前對數字分析技術的應用仍然處于初級的技術運用階段。初級的技術運用階段的主要特征就是從最初的有限應用到更多的技術運用和創新轉變。舉例來講就是從最簡單的繪圖效率的提高，到創新技術階段的轉變。

我國多數項目在進行設計施工時都采用的是傳統的CAD模式進行的二維圖紙設計。但是由于信息的不對稱，共享困難，傳統的CAD二維模式設計施工圖很大程度上已經很難滿足當前的需求。這就導致在設計施工過程中出現很多的返工和拆改，不僅加大了設計施工成本，而且嚴重影響進度。面對很多復雜的建筑設計來講，僅靠CAD二維模式的圖紙反應施工信息又很難將其正確表達出來，這就對BIM的運用要求越來越強烈。

隨著我國的建筑業對信息化要求的不斷提高，我國增加了在BIM技術方面的科研投入，同時在軟件開發商的大力宣傳下，一些各部門已經開始著手研究和應用BIM技術。同目前普及應用的CAD技術比較而言，BIM技術具有一個非常突出的優點，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勢。BIM通過建立3D關聯數據庫，可以準確、快速地計算并提取工程量，提高工程算量的精度和效率。BIM模型能實現即時算量，即設計完成或修改，算量隨之完成或修改。當前，我國建設工程的各個方面都有很好的應用軟件基礎，還有較高的市場覆蓋率。我們可以根據這些軟件的系統架構、規范集成功能和市場格局等，來提升其BIM能力和專業功能，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權的專業BIM軟件。

在建筑行業中，數字分析技術主要應用在兩個大方面：建筑能耗模擬與建筑環境模擬。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；建筑環境模擬能夠對建筑的風與光環境進行模擬。以某小別墅設計為例，基于BIM模型的可視化設計的優勢，業主可以主觀的了解到該建筑的室內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技術的某小別墅空間可視化設計

2.3　數字分析技術在建筑設計中的特點

2.3.1可操作性強

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

2.3.2可靠性好

可靠性作為一個數字技術標準，在建筑設計中來說主要體現在數據的精準性與應用的廣泛性兩個方面。具體一點，數據的精確性的具體表現就是，來源于數據組成的指令具有相應的可操作性與邏輯性等一系列的指導作用。數字分析技術在建筑設計過程中的應用，可以明顯提高建筑設計的可靠性。并且在建筑設計過程中如果出現錯誤能夠更為便捷和迅速的判斷和處理。同時這種數字分析技術也能夠大大提高建筑設計的安全性。就可靠性這一方面而言，這種數字分析技術已經廣泛應用到我國的建筑行業中。可靠的數字分析技術在建筑行業的廣泛應用，也將會對我國的建筑行業帶來重要的發展意義。

2.3.3高性價比

數字分析技術具有很多的優勢，其中除了可靠性高和可操作性強外，高性價比也是其優勢之一。盡管性價比聽起來像是在對一件商品進行評價，但是數字分析技術憑借對輸入的大量信息進行邏輯判斷，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。所以數字分析技術在建筑設計中會有很高的性價比。總體來講，數字分析技術在建筑過程中可以縮短勞動時間減少不必要的工作量，帶來最大的經濟效益。數字分析技術還可以實現在建筑過程中的人機互動，這也從另一個方面說明，建筑設計能夠在數字分析技術的支持下更好的發展。

3　數字分析技術在建筑設計中的運用

建筑設計的最終確定是需要建筑師經過不斷地改進與完善。而數字分析技術在建筑設計的每個環節中都起著重要的作用，數字分析技術的充分利用則很好的提升了建筑設計的效率和精度。

3.1　建筑設計初期的數據獲取

通常建筑師在建筑設計的開始階段，首先要進行的就是對信息和數據的收集和整理，但是這一個過程比較分散，還要進行分析處理。由于建筑施工所涉及到的內容比較多，所以建筑師都不能簡單的去根據收集到的信息和數據考慮設計方案，而是要根據整個建筑環境的整體考慮。所以數字分析技術的應用，使得建筑師在設計初期的信息需求就發生了巨大的轉變。

互聯網已經成為我們去獲取信息和數據的重要方式之一，比如各種大型的搜索網站，例如谷歌、百度等。建筑師可以通過網絡的大型搜索平臺，或者各種專業類建筑信息網站，快速地獲得自己所需要的準確信息和各種數據。還可以通過互聯網來了解建筑的周邊環境，以便從事實出發去考慮設計思路。同時還可以通過互聯網上其他建筑師的意見和想法來實現建筑設計的創新。

3.2　建筑方案的設計

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

圖2　數字分析技術輔助建筑節能設計與經驗得出的設計方法

在建筑設計過程中，建筑師需要更快、更便捷的數字分析技術，也就是模型建立滿足思維需求。例如我們可以根據BIM標準對信息進行標準化管理和分類編碼，使信息標準化和規范化，降低信息共享中的溝通成本。既可以減少了工程數據管理系統對網絡及云端存儲的依賴，提高了系統工作的安全性和可靠性，也減少了數據傳輸時間，縮短工作流程，提高系統工作效率。

3.3　建筑設計方案的評估

光照性能、生態性能以及其他性能的評估是建筑設計方案最主要的幾種評估方法。隨著可持續性發展理念的提出，生態性能被擺在非常重要的層面。隨著生態評價的方法越來越多，生態建筑也慢慢從理論走向現實。而數字分析技術的使用則可以保障建筑設計方案更加的合理。我國目前已建立了較為完善的光照性能評估系統，光照性能評估系統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計方案中，這樣一來還可以提高整個方案的科學性。

4　結束語

在建筑設計中對數字技術的運用，主要體現在建筑設計初期的信息收集、建筑方案的設計和建筑設計方案的評估等。數字分析技術在建筑中的廣泛運用，不僅提升了建筑的設計效率，還加快了建筑設計的創新發展。同時促進我國建筑行業的不斷發展，進一步提高建筑行業的經濟效益。

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