大數據背景下建筑設計的改變

1 邵帥 2 侯憲偉

（1 山東新興建筑規劃設計研究院，山東 濰坊 261000；2 濰坊昌大房地產發展有限公司，山東 濰坊 261000）

引言

在對建筑進行施工時，應該對施工現場進行有效管理，促使施工進度和相關的設計質量取得顯著效果，這樣才能確保建筑企業的管理質量，從而推動建筑企業順利開展施工作業。保證施工現場的秩序，增加建筑工程的施工質量，這也將在很大程度上提升相關工作人員的使命感以及責任意識，從而全面落實建筑工程中各個環節人員可以充分承擔起責任，將責任落實到個人，進而推動建筑行業的健康發展。

一、現代建筑設計的轉變

在20 世紀50、60 年代，由于當時處于新中國成立之初，資源條件非常有限，城市住宅建筑設計多側重于低標準、小戶型的節約型住宅，為的是節約成本，控制造價，以適應當時的社會經濟條件。隨著社會經濟條件的逐步改善，在70 年代左右，城市住宅建筑仍然保持經濟節約的特點，但是其標準也在不斷提高，例如，住宅建筑開始以獨門獨戶的標準設計，不僅注重住宅建筑的使用性能，同時也對住宅的內部空間進行合理劃分，使住戶能夠在一個舒適、通風良好的環境內居住。到了80、90 年代，城市住宅建筑又從獨門獨戶向一套多戶的合住戶型轉變，城市住宅建筑的類型逐漸多樣化，出現了錯層、疊復式單元等住宅類型。住宅內部的舒適度不斷提高，人們的滿意度也有所增加。到了90 年代中期，人們開始追求生活品質，對住宅建筑美感和藝術氣息的要求逐漸顯露，對城市住宅建筑的設計開始追求舒適度和景觀特色。但是，隨著社會的發展，這種價格過高、浪費資源的景觀舒適型住宅建筑，逐漸被社會淘汰。現如今，城市住宅建筑的設計開始以資源節約、可持續發展等理念為依托，爭取建設空間適宜、環境質量高的生態文化型住宅，以滿足人們在物質和精神層面的不同需求。

二、大數據背景下建筑設計所面臨的機遇及挑戰

時代的進步與發展讓科學技術逐漸向專業化和綜合化的方向發展，使定量化程度逐漸成為衡量學科發展程度的重要標志，其中也包括建筑設計。在大數據背景下，建筑設計正面臨著嚴峻的信息化、科技化及可持續發展的挑戰。在進行建筑設計時，過去依賴建筑設計師個人經驗和直覺的設計已逐步被淘汰，傳統的建筑設計手段已經不能適應現代建筑的需求。在此背景下，可以將學科優秀成果向建筑設計的方向進行引入，為建筑設計提供全新的“方法論”，以構建全新的建筑設計理論及方法體系。隨著新興學科的不斷發展，在建筑設計領域也出現了全新的方法。首先，設計條件包含了人文特征、地理信息及建造技術和實體功能空間等多個領域，既包含了定量的工程技術數據，也包含了對使用者心理感受和評價信息的定性分析。在進行建筑設計時，不僅要關注柵格數據，也需要關注矢量數據，因此人們無法在缺乏輔助工具的情況下明確建筑設計數據的實際價值。為此，需要積極關注建筑設計的數據運用，結合現有住宅建筑設計中的缺陷，將建筑設計當作一個復雜的系統，以構建系統完善的建筑設計體系。

三、大數據在建筑設計中的運用

（一）社會趨同

建筑設計學的發展與人文發展是同步進行的，隨著大數據時代的到來，很多建筑設計人員都開始利用大數據技術，在人類發展特征的研究中結合人文知識來創建完整的數據分析體系。這不僅可以優化建筑設計，還有助于建筑行業的長遠發展。在建筑設計中，個性化需求不斷提高，大數據可以分析當地人們的消費水平和收入情況，建立科學的建筑支出計劃。在文化選擇過程中，大數據技術也可以更好的滿足個性化需求。大數據技術在不斷的積累中會更加客觀的反映規律。在公共建筑設計過程中，數據分析的主要方面是人們的消費傾向，通過大數據分析可以指明建筑設計的方向，這也是傳統建筑設計與大數據技術結合的重要運用，使建筑行業在大數據背景下取得更好的發展。隨著工業化時代的到來，大量創新的施工技術涌現，大數據技術可以讓每個設計團隊都可以在最短的時間內選擇最為科學的設計方案。

（二）提高設計者的素質

對于設計圖紙而言，它是在施工現場的基礎上來進行的，因此應該保證施工現場的一致，這樣才能推動后續工作的順利進行，使其更加科學合理，同時在一定程度上還能幫助相關施工人員，為其工作展開提供理論引導。然而，從當前實際狀況來看，有一些住宅建筑設計者的圖紙比較形式化。首先，相關的設計者實際上沒有到過施工現場，沒有對施工現場有全面的認識與了解，這將導致設計者在設計過程中圖紙和施工主體缺少一定的關聯性，并且只是一些形式設計缺少相關的創意思維。其次，相關的設計者缺少相應的技術能力，并且沒有同施工現場人員進行溝通與交流，這將致使其設計的圖紙不能符合實際工程需要，這也將在很大程度上影響接下來的施工作業，使其作業更加困難，嚴重的情況下可能會導致返工以及建筑結構不穩定等現象。對此建筑施工企業應該強化對相關設計者的培訓工作，增強相關人員的職業技能。在增強設計者綜合素養的基礎上，再提升他們的責任意識以及使命感，從而全面增強設計者的綜合素養，以此保證其設計能夠符合實際住宅建筑工程的需要。

（三）三維協同設計數據交互模式

異形建筑的空間關系、結構形式、節點構造較為復雜，而二維圖紙中的信息數據屬于分散的半結構化數據，設計人員難以完全理解異形建筑中的相關信息，也更容易導致專業內、專業間不協調的情況出現。BIM 三維正向設計可以使中心文件數據庫集成各專業設計數據，有效地組織專業設計協同，提高多專業協同配合效率，更快發現并解決問題。此外，BIM 技術可將設計數據通過信息化、參數化、可視化等方式進行表達，也可以有效地支持設計階段多專業協同設計工作?；贐IM 的協同設計工作方式分為兩種：中心文件模式和鏈接模式。中心文件模式是一種數據在服務器端，支持多個設計人員實時協同工作的模式。在這種工作模式下，多個設計人員的設計數據可以集成在同一個中心文件中，并實時進行數據交互，及時發現設計工作中存在的問題。鏈接模式是在一個BIM 模型基礎上鏈接其他一個或多個BIM 模型的映射工作模式。這種工作模式下，可以將多個BIM 模型文件集成到同一個中心文件數據庫中，各專業的模型數據也可以實現實時同步更新。BIM 三維正向設計采用兩種協同設計模式，中心文件模式適用于專業內的協同設計工作，而鏈接模式適用于專業間的協同設計工作，兩種工作模式共同促進設計數據流通。

（四）創建設計知識數據庫

建筑設計數據大多以分散的非結構化形式或半結構化形式存在，難以進行有效的數據儲存和知識回溯。數據中蘊含的設計知識和內容只能依靠工程師進行人工識別和讀取，無法由計算機及產業鏈下游參與方使用的軟件直接識別、進行分析和管理，且文檔采取簡單的檔案管理系統，通過人工進行數據分類和保存，無法將數據積累和知識沉淀工作常態化。因此，需要創建可用于設計數據存儲的數據庫。在建筑設計中，完成項目歸檔后，采用SQL 關系型數據庫對設計施工圖BIM 模型中的數據進行結構化儲存。為了保證數據庫在使用中的一致性和連貫性，每個BIM 三維正向設計項目以單個數據庫的形式存在，且以唯一編碼名稱對項目數據庫命名。此外，還需對需要提取的數據信息進行規劃，在項目中提取建筑、結構、設備等專業的BIM 模型基本數據，并將形成數據的表單儲存在數據庫中。以后出現類似設計項目，可以直接從本項目設計施工圖BIM 模型中獲取相關參考數據。

（五）對施工現場安全進行智慧化管理

在建筑施工現場管理中，施工安全管理有著重要的意義，應針對其中的隱患進行跟蹤及處理，有效解決施工中的安全問題，通過開展有效的安全管理來加強對人員的安全保障。傳統的安全管理中主要采用檢查表法、經驗法等來處理安全隱患，這種方式存在信息雜亂、問題跟蹤不便及事后統計困難的問題，安全管理人員需要消耗大量的時間進行資料整理，這使安全隱患處理受到了較大的影響，因此，可借助現代化技術來改善現場管理，通過建立相應的安全防護系統來實現對施工現場的全面監控管理，使監控管理發揮出良好的作用，為現場施工提供安全的條件。由于建筑施工現場存在著較多的安全隱患，這些安全隱患對于建筑工程建設效果和質量安全有極大影響。這就應強化各類現代化技術應用力度，加大安全隱患分析力度，同時合理規劃處理方案。保障建筑施工現場指揮管理力度和安全水平，從而落實相應施工和綜合管理良性開展目標。例如，使用區域安防監控系統來實現高度集中化的監控，將區域中的視頻監控進行整合，還可實現煙霧感應、溫濕監控及網絡報警等，能夠起到防水、防火的作用，加強了安全防護效果，同時，系統能夠進行視頻錄像、云臺控制及語音對講等，實時獲取現場的信息，對施工各環節的情況有全面的了解，使管理人員在開展管理工作的過程中獲得有效的支持，提升了管理的效率，還能夠減少管理工作量，進一步提升安全管理水平。

（六）選址和布局

建筑業的發展與其他行業有著密切的聯系，需要利用大數據實現各方面信息的無縫集成。在建筑物的選型和設置過程中，利用BIM 軟件對不同的數據進行了集成，為工作人員的實際工作提供了技術依據。在開發使用大數據技術的智能建筑時，如在設計工作中的選址，充分考慮到工作場所的人口變化和人口流動以及其他因素，如家庭收入，綜合數據分析和運用信息技術的核心技術，貼近城市、安全行業的公司，并能有效地利用所提供的信息進行營銷的科學知識。智能建筑空間布局，公共建筑合理謹慎空間布局，使用大數據量技術分析消費傾向，提出智能建筑空間布局建議，使用OASYSMASMOTION 軟件可以模擬建筑空間布局，總體配置看是否合理。大數據技術在商業項目網站建設中具有巨大的潛力。利用大數據，我們可以捕捉到特定地區的人口密度，并比較人口分布在分布期間的變化。

結束語

綜上所述，建筑設計行業和科學技術的飛速發展在一定程度上促進了建筑設計和大數據技術的高效整合，不僅可以在解決城市化建設問題的基礎上開辟出全新的路徑，還可以推動我國多個領域的發展，對于我國城市化建設有著非常重要的現實意義。伴隨著我國城市化進程的加快，建筑設計大數據成為重要的融合性技術，具有十分突出的應用價值。在推動建筑行業發展的同時，使其可以與現代建筑市場相適應。