數字化工具在空港建筑空間塑造中的應用

楊洪順 張 強 魏凱杰 梁兆侃

在數字化時代，建筑領域日新月異的發展催生了許多先進技術，其中數字化工具作為一項引領性技術，不僅在各個領域展現出巨大的應用潛力，而且在空港建筑空間塑造中發揮出獨特的作用。隨著全球交通的不斷發展，空港作為連接不同地域的重要節點，其建筑空間的塑造愈發受到重視。數字化工具在空港建筑中的應用，旨在通過創新性的方式提升空港環境的舒適度、便捷性和功能性[1]。

1 數字化工具的應用優勢

1.1 創意表達和可視化

空港建筑的設計過程中，創意表達和可視化是不可或缺的環節。數字化工具通過豐富的功能和直觀的展示方式，可豐富設計師表達創意的手段：

1）數字化工具幫助設計師以更直觀的方式呈現想法。通過三維建模、虛擬現實等技術，設計師可以將復雜的設計概念轉化為生動的圖像或動畫，使非專業人士也能深刻理解設計思想。這種創意表達方式不僅促進了與利益相關者的有效溝通，而且增強了設計團隊之間的協作。

2）數字化工具為設計師提供了更大的創作空間。通過數字化平臺，設計師可以便捷地嘗試各種設計方案，調整各種參數和元素，實時查看設計效果，并根據實際需要進行優化[2]。這種迭代和實驗的方式有助于挖掘出更多可能性，使設計更具創新性。

3）數字化工具能夠將設計從紙面或計算機屏幕上解放出來。通過虛擬現實技術，設計師和利益相關者可以置身于建筑空間中，親身感受設計的氛圍、尺度和細節。這種親身體驗有助于人們更好地理解設計意圖，發現潛在的問題，及時進行調整和改進，從而打造出更符合需求的建筑。

1.2 設計精度較為突出

在空港建筑空間塑造中應用數字化工具時，對于設計精度的提升十分顯著。數字化工具以其精確的建模和超強的分析能力，為空港建筑的設計和規劃提供了更高的準確度，幫助設計人員在建筑設計的各個階段都能取得令人矚目的成果。數字化工具通過先進的建模技術，能夠在建筑設計的初期就以較高的精度捕捉空間要素。傳統的平面圖難以完整表達三維空間，而數字化工具通過三維建模技術能夠精準呈現建筑的形態、結構和比例。設計師可以在數字化平臺上創建精細的建筑模型，準確反映每個空間的尺寸、形狀和布局，更好地滿足空港建筑的功能需求。在設計過程中，設計人員借助數字化工具，能夠進行極為精確的仿真分析。例如，基于數字化建模，設計師可以進行結構分析，預測建筑在不同負荷下的受力情況，確保建筑結構的穩定性[3]。

1.3 用戶體驗較為顯著

數字化工具的應用使得空港建筑的設計更加注重用戶體驗：首先，通過數字化工具，設計人員可以提供準確實時的導航和信息展示。旅客在空港內可以輕松獲取航班信息、登機門指引以及商店、餐廳等相關設施的位置信息，降低旅途中的焦慮感。這種人性化的信息傳遞使得旅客在空港中能夠更加舒適地移動，提升整體的旅行體驗。其次，數字化工具為空港建筑增添了諸多樂趣。虛擬現實和增強現實技術能夠為旅客帶來全新的體驗，如虛擬游覽、互動展覽等方式增加了旅途的趣味性。最后，數字化工具還有助于提升服務的定制化水平。通過數字化平臺，旅客可以根據自身需求定制個性化服務，如定制的旅行計劃、推薦的餐飲選擇等。這種定制化服務不僅滿足了旅客的特定需求，也增強了旅客與空港之間的聯系，使在旅途中的人們感受到更多關懷。

1.4 項目溝通較為便利

數字化工具提供了多樣化的溝通手段，使項目團隊能夠便利溝通：首先，通過數字化平臺，團隊成員可以便捷地進行遠程會議，不再受制于地理位置的限制。這種便利的溝通方式能夠加速決策的制定，提高了項目效率。其次，數字化工具的可視化呈現使項目團隊之間能夠更直觀地理解設計思想。通過數字化建模、虛擬現實等技術，設計方案和建筑模型能夠以更清晰、生動的方式得到展示，消除了傳統紙質資料的局限性。這使得團隊成員能夠共享和理解設計概念，減少了信息傳遞和解釋上的誤差。最后，數字化工具可以為項目團隊提供良好的反饋渠道和參與機會。借助數字化平臺，項目團隊成員可以實時討論和反饋設計方案，指出存在的問題，并及時提出解決方案。這種即時的反饋機制，有助于團隊持續優化方案，使設計更加符合實際需求。

2 數字化工具的應用表現

2.1 建筑漫游和評估

數字化工具為用戶提供了沉浸式的建筑漫游體驗。通過使用虛擬現實技術，用戶可以置身于尚未建成的建筑中，實時感受空間的比例、布局和氛圍。這種虛擬的漫游體驗使設計方案生動具體，有助于及時發現潛在的設計問題，從而避免在后期施工或使用階段做出不必要的改變。另外，數字化工具還支持建筑的視覺評估。通過數字化模型，設計師和決策者可以從多個角度觀察建筑的外觀，不僅可以實時查看建筑在不同光線下的表現，還能夠根據設計需求進行燈光模擬，預測建筑在不同時間段的光影變化。這種視覺評估可以確保建筑外觀的美觀性以及與環境的協調性[4]。

2.2 流量管理和預測

數字化工具在流量管理方面提供了實時監測和分析功能。通過使用傳感器、攝像頭等設備，可以實時了解旅客在不同區域的分布情況，生成實時的熱度圖，分析整體流量數據，使得空港管理者能夠了解區域的擁堵情況，從而更好地調配資源，優化人流管理。同時，數字化工具能夠幫助管理人員預測旅客流量。通過對歷史數據進行模型分析，可以預測在未來的某一時段內的人流變化趨勢。空港管理者能夠據此提前制定應對措施，例如增加安檢通道、調整人員配置等，以應對預計的人流壓力，確保空港的正常運營。

2.3 實時導航和信息展示

數字化工具為旅客提供了準確、實時的導航功能。通過數字化平臺，旅客輸入目的地信息，系統將為其提供最佳的導航路徑，不僅包括航站樓內部的導航，還覆蓋到停車場、公共交通站點等外部區域，從而使旅客在整個旅程中能夠更加便捷地到達目的地。數字化工具還支持實時的信息展示。例如在空港內，旅客可以通過數字化屏幕、移動應用等途徑，獲取航班信息、登機口指引、延誤通知等實時信息，避免因信息不準確或延遲而產生焦慮情緒。

3 數字化工具的應用挑戰

3.1 技術復雜性較大

數字化工具涉及多種復雜的技術，如三維建模、虛擬現實和大數據分析等。在空港建筑的實際應用中，這些技術需要高度專業的知識和技能來開發、定制和維護，需要聘請專業的技術人員或團隊，從而增加了人力和培訓成本[5]。

不同的數字化工具可能需要不同的技術平臺提供支撐，這就需要復雜的集成和較高的適配性能，增加了技術系統的復雜性，進而提升系統的維護和升級難度。面對技術的快速更新和演進，需要持續投入和跟進新的技術趨勢，以保持數字化工具的有效性。對于空港管理團隊和設計師而言，掌握和應用這些復雜的技術，必將投入大量的時間和資源成本。

3.2 數據隱私和安全問題

在應用數字化工具的過程中，需要進行數據收集、存儲和傳輸等操作，包括建筑設計數據、旅客信息和運營數據等。這些數據包含一些敏感信息，如個人身份信息、航班計劃、財務數據等。如果這些數據不能得到充分保護，可能會引發嚴重的隱私泄露問題，損害個人和組織的權益。數字化工具的應用，涉及多個參與方，如設計師、建筑師、空港管理者和科技供應商等。不同參與方之間的數據共享和交換存在數據泄露的風險。例如，設計師要訪問建筑模型數據，而空港管理者要訪問運營數據，如果數據權限和訪問控制不當，將導致數據被濫用或泄露。

3.3 用戶體驗要求高

用戶在使用數字化工具的過程中，需要適應新的界面、交互方式和使用習慣。例如，虛擬現實導航和移動應用操作等，與傳統的導航方式和信息獲取方式存在較大差異，一些用戶需要經歷一定的學習和適應過程，尤其是對于年齡較大或技術不熟悉的用戶，將會花費更多的時間適應。另外，數字化工具的應用將帶來信息過載問題。雖然數字化工具可以提供大量的信息和豐富的功能，但用戶也會因為信息過多而感到困惑。在空港內，旅客需要同時關注航班信息、導航指引和服務推薦等多方面的信息，如何呈現這些信息，并確保用戶能夠快速有效地獲取所需信息是一個挑戰。

3.4 投資成本比較大

引入數字化工具，涉及硬件設備、軟件開發、系統集成等多方面的成本。例如，在建設虛擬現實導航系統時，需購買高質量的虛擬現實（Virtual Reality，VR）設備和傳感器；在開發移動應用時，需雇用開發團隊；在搭建大數據平臺時，需購買服務器和存儲設備。對于預算有限的空港建筑項目來說，無疑是一筆較大的花費。數字化工具的引入，也涉及培訓和人員配備的成本。例如，為了充分發揮數字化工具的功能，需要對員工進行培訓，以提升他們的技術操作能力，而一些新的職位如數據分析師、數字化工程師等，需要聘請或培訓相關人才，從而增加了人力成本。

4 數字化工具的應用創新

4.1 引入先進技術人才

數字化工具的開發和應用涉及多種技術，如虛擬現實、大數據分析和人工智能等[6]。為了充分發揮數字化工具的潛力，空港建筑項目需要引入具有專業知識和經驗的先進技術人才。這些技術人才在技術開發、系統集成和數據分析等實踐中擔任著關鍵角色，推動數字化工具的升級。先進技術人才不僅具備專業技能，而且能夠將最新的技術應用到空港建筑項目中，以提升數字化工具的性能。例如，引入虛擬現實和增強現實技術，可以為旅客提供沉浸式的導航服務；引入人工智能技術，可以進行數據分析和預測，優化空港運營管理。先進技術人才還能夠推動數字化工具的創新應用，借鑒其他行業的經驗，將先進技術與空港建筑管理相結合，開發出獨特的解決方案。例如，通過使用傳感器和數據分析技術，可以實現智能化的人流管理和資源分配，提升空港的運行效率，為旅客帶來良好的體驗。

4.2 做好數據安全保障

數據安全是數字化工具應用的基石，尤其在涉及旅客個人信息、航班計劃、運營數據等敏感信息時，更加具有現實意義。為了保障數據安全，空港建筑項目可以采取多種創新策略。一方面，確保數據加密和傳輸安全。在傳輸過程中，使用加密技術對敏感數據進行保護，防止在傳輸途中數據被竊取或篡改。采用安全的通信協議和加密算法，確保數據在傳輸中的機密性和完整性。另一方面，建立嚴格的數據訪問控制和權限管理機制。只有經過授權的人員，才可以訪問特定的數據，根據角色和需求細分訪問權限。通過采用這種方式，可以有效避免未經授權的人員訪問敏感信息，降低數據泄露的風險。

4.3 提高全感官性體驗

在應用數字化工具過程中，可以利用多種技術手段，從視覺、聽覺、觸覺等多個感官入手，為旅客提供更全面的體驗[7]：

1）虛擬現實與增強現實技術。通過引入虛擬現實和增強現實技術，旅客可以在數字環境中獲得身臨其境的體驗。例如，在空港內提供虛擬現實導覽，旅客可以透過虛擬現實眼鏡探索航站樓，獲取信息、導航并感受空港的氛圍。

2）聲音導引與音頻體驗。數字化工具可以結合聲音導引、音頻解說等方式，為旅客提供引人入勝的聲音體驗。在數字導覽中加入音頻解說，解釋空港的歷史、文化等，為旅客帶來更加豐富的感知。

3）觸感體驗。可以引入觸感反饋技術，讓旅客在使用數字化工具時能夠感受到觸覺上的反饋。例如，在觸摸屏幕進行操作時，通過觸感反饋模擬按鍵的感覺，可以增強用戶的操作體驗。

4.4 適當拓展融資渠道

在空港建筑空間塑造中應用數字化工具時，適當拓展融資渠道是一項重要的策略。融資在數字化工具的研發、應用和推廣過程中具有決定性作用，多元化的融資渠道可以保證項目發展的可持續性，為數字化工具的成功應用奠定堅實的基礎[8]。傳統融資途徑包括銀行貸款、風險投資和天使投資，這些途徑不僅可以為項目提供所需的資金支持，而且能夠引入投資者的專業知識，助力數字化工具的升級。與相關企業、機構建立合作伙伴關系，吸引合作伙伴進行投資，也是一種創新的融資策略。通過與技術供應商、數字化工具開發公司等開展合作，共同投資開發項目，可以分擔研發和投資風險，實現資源共享和協同創新。政府資助在數字化工具應用中也起著重要作用。申請政府科技創新資助、產業發展基金等，可以獲得資金支持，促進技術創新和產業升級。

5 結語

數字化工具在空港建筑空間塑造中，具有巨大的應用潛力，通過創新應用可以優化設計效率。從多個角度探討數字化工具的應用優勢，深入剖析面臨的應用挑戰，并提出可行性的創新策略，以推動數字化工具在空港建筑領域的蓬勃發展。在不斷變革的數字化浪潮中，確保工具應用的穩定、安全和創新，將為空港建筑營造更加優質、智能的體驗。