數字化時代背景下的建筑設計

黨宏偉

陜西地建房地產開發集團有限責任公司 陜西 西安 710000

引言

隨著城市的不斷發展，人們對建筑項目建設質量提出了更高的要求。為更好地提升建筑項目建設水平，保障建筑項目建設質量，需要在建筑項目相關建筑工程管理中引入數字化管理技術。通過對數字化管理技術的應用，建筑工程項目管理能夠在建筑項目中發揮出應有的作用，進而有效提升建筑項目管理水平。

1 數字化建筑發展要求

數字建筑不僅是一種趨勢，而且是建筑設計發展的必然過程。對于建筑師而言，這是對傳統建筑設計過程的革新和運動，筆者希望在建筑設計過程中采用一種新的設計理念來思考建筑設計的問題。這種新的設計理念可以在建筑設計之初通過數字化運算將問題盡可能地呈現出來，進而提出最優解。數字化建筑的發展不僅影響著建筑師的思維方式，同時還促使建筑師朝著綠色建筑、可持續發展、協同設計等新技術及方向的轉變。

1.1 建筑信息立體化表達

在傳統的建筑設計中，建筑師通常借助SU、3DsMax、Rhino等常見的建模軟件來實現一些復雜的建筑形體，但建筑的結構、材料、指標等信息在建筑模型中往往無法清楚地呈現。隨著數字化技術的發展，伴隨而來的Revit建筑信息模型能夠很好地將建筑的幾何圖形與各個構件聯系起來，準確地完成建筑平、立、剖及建筑結構、材料和細部表達。此外，數字化技術的使用不僅打破了傳統平面流線分析的方法，同時還通過對虛擬場景的渲染、漫游等手段創造性構筑出建筑立體行為流線，使建筑內外環境得到真實的呈現，從而使建筑得到更清楚的表達。

1.2 建筑形態的多樣化

在數字化建筑設計方法到來之前，非線性的建筑體型往往很難做到體型與結構的完美銜接，建筑師通常采用簡單的幾何形體來“呼應”環境因素，這就造成了一種“為了適應建筑而改造環境”的現象。隨著數字技術進入建筑領域，建筑師不僅能在復雜的環境因素中進行思考，同時還能使建筑復雜的形體結構與建造分析變得簡單與高效。此外，建筑師還通過引入參數和算法來形成與環境相適應的建筑形體，并通過數字化分析來驗證建筑的可行性。這樣一來，過去那些似乎不可能完成的建筑復雜形體成為可能，各式各樣的建筑應運而生，帶來建筑形態多樣化[1]。

1.3 項目施工的精準化

數字化技術除了為建筑本身帶來革新，同時還使項目施工朝著高效、精準化的方向發展。從建筑設計到施工甚至到后期物業管理，數字化設計方法實現了全程可視化的操作流程。同時，包括開發商、設計方以及管理人員在內的所有人員都可以通過數字化技術來了解項目進程中的各個節點與建筑信息，進而做出合理、科學的決策，避免設計施工中的重大錯誤，提高工程效率。

1.4 業務線條數據化

根據建筑企業管理的特性，業務管理層主要應用于日常生產經營，通過業務數據進行有效的資源調配，支撐企業的各業務管理工作。第一，要快速完善核心業務系統的建設與迭代，實現企業業務管理的數據化，業務的辦理及信息流轉都以數字方式進行，臺賬、報表在系統能自動生成，業務數據有效利用、持續改進，業務管控實現自動分析及預警；第二，要變革監管方式，業務管控通過在線化的手段，解決在現實世界中跨時間、跨空間的管理問題，構建各層級數據管理模型，推進線上檢查、線上考核；第三，要形成數據資產積累，優化數據治理與數據服務，設計數據服務業務應用，挖掘數據價值。

1.5 數據連接共享化

數字化升級的基礎是實現數據采集自動化，打通內部業務數據，獲取外部數據，實現數據一次采集，共享使用，數據真實、準確、完整，用數據服務業務、輔助決策。數據連接是解決業務系統協同問題，自下而上收集源數據，各層級各部門橫向共享、管理數據，管理數據縱向互聯互通，通過連接下的數據沉淀，形成數據服務能力反哺業務。

2 建筑設計中涉及的數字化技術

2.1 參數化設計

建筑設計中所涉及的數字化技術是指利用數字化設計軟件，在限制條件和設計形式之間建立關聯關系，并基于編碼技術形成三維模型。比如可對建筑造價、氣候、密度等設計參數進行編碼的過程中，借助數字化技術，將非形式信息轉化為可度的形式數據信息，以此能夠更為直觀和明確的設計和修改參數，保障建筑設計的可行性、合理性。

2.2 虛擬現實技術

建筑設計中包含的數字化技術，主要是設計虛擬現實技術，其是一種以計算機技術為基礎，創建虛擬的建筑物以再現真實世界。通過與虛擬環境的交互以體現出沉浸性、交互性和想象性的特點。在建筑設計實踐中，該技術可在三維模型、渲染、多媒體以及動畫等方面實現應用，為設計方案的完善奠定良好基礎[2]。

2.3 智能技術

智能技術是建筑設計中設計的重要數字化技術，其是全面綜合建筑系統結構和運營服務，尋求最優的結合方式以獲取高效率，并提高建筑的舒適性。尤其是對建筑消防、保安以及照明等對參數要求較好的設計領域，利用數字化技術可滿足人們的不同需求，同時借助數字化模擬技術能夠為用戶提供相對較多的選擇。

3 建筑企業數字化建設策略

3.1 加快數字化平臺質量升級速度

為了能夠有效解決建筑企業數字化平臺建設滯后性的問題，應結合建筑業整體規范管理流程，應用人性化界面設計方式，構建具有先進性和安全性的跨平臺動態網絡操作系統。與此同時，還要積極引入樹形導航模式，不斷簡化建筑企業管理人員的操作步驟，防止產生信息錄入錯誤的問題；正確應用模塊化結構設計方式，針對建筑企業施工建設與管理要求分析，依據遠程辦公自動化系統，將數字化平臺建設過程中的工程管理、人力資源管理、成本管理等不同功能作用的模塊整合在一起，在逐步擴大建筑企業數字化管理范圍的同時，形成具有完整性和全面性的數字化管理體系。實際完成構建的數字化平臺，具體包括權限管理模塊、成本管理模塊、文檔管理模塊，其中每一個模塊還會被細致分為多個模塊。這就要不斷加快數字化平臺質量的升級速度，緊跟建筑業數字化方向趨勢，從而為建筑設計企業提升管理效率提供保障[3]。

3.2 完善管理數字化標準體系

完善的建筑企業數字化管理標準體系對建筑企業落實各項管理工作具有重要指導作用。基于此，應將制定標準規范的數字化管理體系作為基礎條件，充分應用建筑工程用料、制定標準價格、做好細化分類等多項工作，從而為后續制定出具有統一性和標準性的數字化管理提供幫助。在數字化管理系統中錄入設計標準，結合管理方面和技術方面提出的具體要求，不斷完善管理系統數字化標準體系。將建筑工程項目整體作為參考依據，做好數據管理標準體系備案工作。比如，對管理數字化標準數據進行統一劃分，可有效解決管理數字化標準分散問題。數字化管理工作人員在日常工作期間，注重開展數據積累和整理等多項工作，逐步提升數據的可用性，最終以“信息聯盟”的形式不斷擴大信息收集范圍，實現信息共享目標；同時，還要對具有代表性的建筑工程項目進行編碼分類，優化建筑工程資料和數據格式處理結構，將具有應用價值的信息數據存放在云管理數據庫中，從而形成完善的數據管理標準，為后期建筑企業提升數字化管理標準、創新數字化管理模式創造條件。此外，還要著重開展智慧管理系統搭建工作，為了能夠保障建筑施工質量，應在施工現場安裝監控系統，對施工技術人員的工作行為進行實時監管，并要做好各項數字化設備維護與管理工作。

3.3 網絡支持與數據庫

由于數字化技術在建筑設計中的應用主要是采用虛擬技術和智能技術，即是在虛擬系統中，可對網絡以及數據庫等與不同位置的用戶實現關聯和交互，并形成協同工作體系。而數據庫中關聯信息的儲存以及操作等，都能夠為建筑設計提供比較完備的背景研究，進一步縮短設計準備時間。比如建立高效的局域網，實現設計團隊的高效合作、開展實時交流，能夠充分提高團體的協作能力。除此之外，數字化技術能夠融合設計人員和使用者的雙重身份，充分體現出人文關懷，提高建筑設計的合理性。

3.4 產業發展協同化

以數字化為手段，加強BIM+云、物、移、大、智等新技術與建造工程的應用與創新，加快全業務、全產業鏈、全方位升級，提升全產業鏈一體化協同服務能力，積極探索智慧停車、智慧管廊、智慧園區等“智慧+”產品。建設建筑工業化生產運營管理、產品生命周期管理、智能生產制造以及裝配式建筑智能建造等信息系統，運用BIM、數字孿生技術，將產業鏈各種要素進行數字化定義，完成研發、設計、生產、物流、施工、運維的全過程，通過建筑工業物聯網，以數據驅動，指導現場的實施，促進企業業務轉型，培育新的價值增長點。讓數字技術覆蓋非主營業務，綜合投資、地產等業務，應從土地市場、投資、計劃、成本、銷售、回款、商業及社區管理等全產業生態鏈、全生命周期的管理，讓全業務場景更高效、更便捷，數據實時預警預控，快速決策，提升企業運營效率，降低企業運營成本。

3.5 資源優勢社會化

將建筑企業信息化與數字化能力轉化為企業資源優勢，依托數字化平臺的延伸，向相關方外延，通過數字建造驅動，構建工程數字化生態圈，把傳統工程管理、傳統基建融入信息化、數字化平臺，推動工程設計、采購、建造、調試、運維等各環節的無縫銜接、高效協同，推動產業鏈上下游企業間數據貫通、資源共享和業務協同，形成新設計、新建造和新運維，帶動關聯建筑產業發展和催生建造服務新業態，如政府平臺、行業監管、金融稅務等社會化數據平臺集成應用等，打造互利共贏的價值網絡，構建跨界融合的數字化產業生態。

3.6 加強管理人才培養

為保證建筑工程項目管理得到不斷優化，需要加強管理人才培養，讓具有豐富管理經驗的管理人員在具體的項目管理過程中帶領新生代管理人才開展工作。采用這一方式能給予新生代管理人才更多的項目管理機會，積累相應的管理經驗，從而幫助新生代管理人才分析項目管理中的優點與不足，讓其更加快速地成長。同時，新生代管理人才的加入也會使新型管理理念能夠在建筑項目管理中得到更好的運用，從而在保證建筑項目管理質量的同時，能夠有效提升項目管理水平[4]。

4 結束語

在科技日新月異的今天，數字化建筑越來越受到建筑界的關注，數字化設計也已經取得極大的發展，在這樣的時代背景下，設計師應將數字化更好地為建筑所用。雖然處在數字化超前于設計理論的時代，但設計的本質是由設計師主導，所以應該尋找機會，合理有效地控制數字基礎，不能讓數字化束縛思想。