如何用“數(shù)字”蓋房子

互聯(lián)網(wǎng)時代，利用數(shù)字技術進行建筑設計是最前沿的建筑潮流。在清華大學建筑學院建筑系主任徐衛(wèi)國看來，利用各種先進技術和手段進行建筑設計的數(shù)字建筑不僅顛覆了傳統(tǒng)建筑的設計觀，也影響著中國建筑的變革。

互聯(lián)網(wǎng)時代的建筑潮流

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速躍遷，很多傳統(tǒng)行業(yè)正在發(fā)生革命性的轉(zhuǎn)變，建筑行業(yè)也不例外。“互聯(lián)網(wǎng)時代數(shù)字技術正在改變傳統(tǒng)的建筑業(yè)生產(chǎn)模式，它推動著一個包括設計、加工、施工及物業(yè)管理在內(nèi)的數(shù)字建筑產(chǎn)業(yè)化的形成。”這是徐衛(wèi)國對互聯(lián)網(wǎng)時代建筑潮流的判斷。

2003年底，徐衛(wèi)國在旅歐期間，觀看了一場題為“非標準建筑”的展覽。展覽會上展出了當時世界上用數(shù)字技術做建筑設計最為出色的12位建筑師的作品。

“當時我甚至誤認為這是一個藝術展，并沒有把它想作是一個建筑展。”徐衛(wèi)國回憶稱，他們的作品跟當時的建筑或者說是一般建筑師的設計最大的不同在于，那些建筑都是不規(guī)則形體，視覺上更流暢、生動。

由于此前徐衛(wèi)國曾在日本著名建筑師村野藤吾建筑事務所工作過，受村野藤吾更接近自然形態(tài)的設計風格的影響，徐衛(wèi)國對當時展覽上的“另類建筑”所產(chǎn)生的興趣更為濃厚。

2004年，徐衛(wèi)國成為中國國際建筑藝術雙年展·國際前衛(wèi)建筑作品展策展人時，第一個想法就落到了數(shù)字建筑上，并且如愿邀請到包括7位參加2003年巴黎非標準建筑展的建筑師在內(nèi)的13位當時最有影響力的前衛(wèi)建筑師來參展。

也正是這場以“快進”為主題的展覽，按動了中國建筑進入數(shù)字技術時代的快進鍵，同時也為中外建筑師提供了一次直接對話的機會。

互聯(lián)網(wǎng)時代的數(shù)字技術正在變革建筑業(yè)

采訪中，徐衛(wèi)國指著窗外的建筑感慨，大眾視野所及的眾多傳統(tǒng)建筑，基本上都是方方正正的幾何形體。這樣的存在并非因為它們具有強大的優(yōu)越性，而是受制于客觀技術條件的產(chǎn)物，是一種不得已而為之的選擇。在自然界中很難找出規(guī)則的幾何形體，它們是遵循了自然法則而存在的形體，具有潛在的最優(yōu)化和合理性。建筑應該追求最貼近自然的形體。

在徐衛(wèi)國看來，互聯(lián)網(wǎng)時代數(shù)字技術的最大潛力在于能夠把人的行為，以及環(huán)境對建筑的要求表現(xiàn)在建筑形象上。從建筑師角度而言，以前也一直希望最大程度地把人的需求，以及環(huán)境各種影響因素轉(zhuǎn)移成這種形式，但僅靠建筑師的手來畫實際上是做不到的，而數(shù)字設計則能把愿望變成現(xiàn)實。

“互聯(lián)網(wǎng)的大潮下，我們掌握了數(shù)字設計、數(shù)控加工的能力，為什么不還原建筑的本質(zhì)，回到人本身對建筑的要求？”徐衛(wèi)國認為，數(shù)字設計及數(shù)控加工打破了建筑師的束縛、為設計開辟了無限廣闊的新的形體領域。

以欽州交投賓館及辦公樓為例，建筑從水的自然形態(tài)以及海豚的優(yōu)美身軀中抽象出流動的形態(tài)，加以升華，寓于建筑立面的變化中。同時，賓館及辦公樓建筑形象還汲取了當?shù)卮罅糠N植的“發(fā)財樹”的形態(tài)特征，將其借鑒到建筑形體的生成中。建筑設計對水、白海豚、特色植物的提煉，表達了情與景的交融。設計既要在簡單的形體變化中，抽象地表達建筑與環(huán)境的形態(tài)聯(lián)系，又要將當?shù)刭Y源和人文的形態(tài)精簡地寓于建筑的形體和立面表情中。建筑形體也試圖打破高層設計豎向設計的單一性，建立豎向流動性，力圖創(chuàng)造建筑功能和空間在垂直方向上的變化，將建筑與人和環(huán)境更好地結合。

房地產(chǎn)開發(fā)迎蛻變

隨著數(shù)字技術對建筑業(yè)滲透式的影響的深入，房地產(chǎn)開發(fā)也在進行著一場深層次的蛻變，包括技術的運用，以及觀念的革新。

在房地產(chǎn)市場持續(xù)低迷態(tài)勢，房價回落、土地成本攀升直接導致開發(fā)商利潤下滑的大前提下，運用建筑數(shù)字技術之一的BIM（建筑信息模型），則能直接降低項目建造成本，甚至縮短施工工期。

對此，徐衛(wèi)國進行了進一步闡述。在傳統(tǒng)的建筑制造中，最終交付和效果圖存在很大的區(qū)別是時有發(fā)生的事情。例如，建筑師把設計圖交給加工商，要求對方將設計圖按照設計好的尺寸加工成所需要的構件，但由于過程中信息的變異或丟失，加工商就可能把圓形的設計加工成多邊形。“但現(xiàn)在我們運用能夠把設計、加工、施工一體化的BIM，把從設計到加工再到施工這些過程中的信息通過統(tǒng)一的標準融合在一個三維模型中，從而把各階段銜接誤差減到最小，這樣施工當中會遇到的問題提前解決，減少不必要的返工，而且通過互聯(lián)網(wǎng)將產(chǎn)品價格、消耗量指標、造價數(shù)據(jù)信息進行透明化，在控制了工期的同時還有效地節(jié)約了預算成本。”徐衛(wèi)國認為，這和開發(fā)商節(jié)省成本的出發(fā)點不謀而合。

值得一提的是，在數(shù)字建筑的框架內(nèi)，設計作品的誕生，好比生物體的自我繁殖，以胚胎發(fā)育為例，不是先長眼睛再長鼻子，先長這一部分再長那一部分，而是各部分按比例同步發(fā)育成長，這體現(xiàn)在運用3D模型的設計方法。另外，加工及施工的方法也發(fā)生了變化，“就是將構件預先在工廠利用數(shù)控加工制作完成后，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，再進行拼裝。提高施工效率之余，也實現(xiàn)了‘綠色’施工。”徐衛(wèi)國指出。

雖然利用數(shù)字進行建筑建造，可以降低不止10%的總項目成本，但由于前期設計費用投入的提高，仍然不被有些開發(fā)商所接受。徐衛(wèi)國提醒，作為房地產(chǎn)的開發(fā)商，或者房地產(chǎn)的中間人，在擁抱互聯(lián)網(wǎng)的契機下，以數(shù)字技術為切入口，重新認識建筑設計及建筑產(chǎn)業(yè)，只有客觀地認識到新的數(shù)字建筑產(chǎn)業(yè)化本質(zhì)，才能認識到市場的潛力。

TIPS

建筑信息模型（Building Information Modeling，or BIM） 是將規(guī)劃、設計、施工、運營等各階段的數(shù)據(jù)，全部逐漸累積于一個數(shù)據(jù)結構，其中既包含著三維模型的信息也存儲著具體構件的參數(shù)數(shù)據(jù)。

作為設計工具，BIM整合了設計師的各項工作。設計師繪圖工作不再分圖面進行，設計內(nèi)容與編檔內(nèi)容關聯(lián)映射，極大地提高了設計生產(chǎn)率和設計質(zhì)量。作為數(shù)據(jù)載體，BIM 整合了來自各方信息的管理工作。因為減少了人們在不同軟件系統(tǒng)上輸入相同項目信息時而發(fā)生不必要的數(shù)據(jù)錯誤，并通過使用電腦對項目數(shù)據(jù)多次復用，所以設計信息不會在轉(zhuǎn)交、傳遞或調(diào)整中遺漏丟失，減少重建信息勞動消耗作為交流平臺，BIM 整合了信息資源，支持同步共享。