网络协作技术建筑设计论文

[摘要]以上海视觉艺术学院的建筑设计课程教学实践为例，提出结合课程特点和教学目标，从建构主义认知发展理论出发，探索混合式教学模式。建立开放的教学资源平台、开放的学习共同体，深化交互学习，帮助学生实现自我知识建构和个性化成长。今天小编为大家精心挑选了关于《网络协作技术建筑设计论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

网络协作技术建筑设计论文 篇1：

智能化建筑弱电系统设计的原则分析

摘要：在现代化网络信息技术不断发展下，建筑工业也逐步朝着智能化的方向发展。文章对智能化建筑弱电系统的概念进行了介绍，主要围绕智能化建筑弱电系统的设计原则及应用展开了探讨。

关键词：智能化建筑;弱电系统;自动化系统

1引言

建筑智能化技术是一种以通信技术、计算机技术为基础的一种控制技术，集成了楼宇自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统，可以为居住者提供舒适、安全、环保、节能的生活办公环境。通过合理的弱电系统设计可以建立一个资源集成和信息共享的平台，实现数据的智能化管理，提高建筑的自动化控制水平。

2智能化系统介绍

随着互联网时代的到来，为了进一步解放生产力，互联网技术已经渗透到生产生活中的各个环节和领域。为了提高小区的智能化水平，方便居民日常生活，在建设小区的时候需要应用到互联网技术。互联网技术在小区设计方面的应用可以改善居民的生活环境，进一步提升居民的生活质量。建筑智能化过程中，由于相关的智能化技术和设备较为复杂，不便于管理，为了实现科学统一的管理，企业有必要建立完善的管理系统。只有不断改善和提高小区弱电系统水平，才能提高小区智能化建设水平。

3智能化弱电系统设计原则

3.1先进性

优质的智能化设计通常不会发生过多的变更，另外需要充分考虑施工条件，尽可能降低复试试验和现场返工的情况。所以，智能化设计应用的过程中以满足各类需求为前提，尽量应用更为成熟、稳定、先进的设备以及技术。特别是某些现代化大型智能建筑，在建筑设计的过程中为了增加相关设计的兼容性以及可扩展性，需要留有一定的余地。

3.2实用性

智能化系統的相关设计通常需要应用更为先进、成熟、稳定和可靠的设备和技术，但是所有设计的基础均为具体的实际需求。如果相关设计只追求高科技的应用，不能从实际项目需要出发，就会造成使用成本大大提高，相关产品投入使用后并没有发挥应有的功能，导致人力、财力的浪费。因此，在设计的过程中需要以实际需要为基础，以经济适用为目的，并考虑未来的发展方向，旨在设计经济适用、适合未来发展的现代化智能建筑。

3.3以人为本

现代化建筑智能化设计的宗旨是以人为本。在智能化建筑设计的过程中不仅需要考虑业主，还需要站在使用者角度去考虑问题，尽量使设计结果人性化。智能化建筑最终的目的是为业主提供更为舒适、环保和节能的办公环境和居住环境，智能化建筑设计的最终目标实际就是业主最终的主观感受。

3.4集成、共享智能化

通常情况下，一个建筑由多个子系统构成，所有子系统之间是相互独立的关系，另外，为了进行不同程度的调度，需要设置一个统一的接口，建筑的集成方式主要有两种，分别是局域网-子系统和以BAS为中心的集成方式。共享的基础是集成，智能化建筑可以集成建筑的各类信息，继而创建更大的平台，该平台的创建方便信息资源的集成和共享，适合现代大楼智能化建设。

4智能化建筑弱电系统设计

4.1楼宇自动化控制系统

近年来，大多楼宇都具备自动化控制系统，这类自动化控制系统包含空调监控系统、照明监控系统、热水交换系统、电梯监控系统、通风系统以及给排水监控系统等。某医院建筑项目中，在设置各类监控系统时充分考虑设备数量以及具体的监控需求，系统需要设置中心控制站1个、子系统控制分站2个、现场DDC控制器200个和温度、湿度传感器300个以及I/O监控点5000多个，这些设备同时对大楼内的相关设备进行监控、控制以及测量。

其具备的优点是以统一管理楼内相关设备为目的，充分考虑本文涉及工程相关节能特点，为了使建筑更可靠、节能地为居民服务，对大楼设计进行了优化。完成优化后可以满足以下要求：定制化用户界面更为完整;可以对控制器的数据进行同步、保存和备份处理;多级别密码保护，更为安全;可以进行节能分析、能量管理;自定义非标准控制程序;正在运行的工作站和网络之间可以进行通信连接;离线通信功能。

4.2安全防范自动化系统

①视频监控系统、防盗报警系统以及门禁巡更系统构成了安全防范自动化系统。

视频监控系统在解决相关问题时应用的是数模结合方式，存储、传输相关数字信息是通过模拟采集、网络传输以及数字编码等方式。在大楼内部设置的监控点多达1000余路，可以对所有区域的情况进行视频监控，实现无死角覆盖。

视频监控系统将监视图像传送给监控中心，监视器构成电视墙，以四分割画面进行轮询播放。此外该系统配备了专门的网络设备、视频存储服务器以及视频管理服务器，通过计算机可以对图像随时调取和查看。

②防盗报警系统实现功能所应用的是探测器，通常情况下，该系统设置在存放贵重财产和重要资料的区域，探测器具有极强的防温度变化和环境干扰的能力。系统可以科学划分防区，然后精准确定位置，和视频监控系统协作实现报警视频功能。

③门禁巡更系统。为了进一步提高该系统的安全性能，需要采用国密算法的CPU卡。在大楼内部设置门禁控制点500余个，具有特殊功能的特殊房间需要设置指纹门禁以控制人员的出入。同时确保了病患和医护通道分开，方便安保人员巡检工作。

文中涉及到的安全防范自动化系统具有监视和控制、异常报警、设备分布显示、信息集成和处理、相关联动时间管理以及报表处理等基本功能。另外，可以优化和共享各类系统监控信息。同时，该系统也充分考虑了经济性和技术的先进性。例如，该系统信息的采集凭借的是前端的模拟采集，为了获取更为优质的数据，后端的存储方式也起到一定功能。

4.3综合布线系统

1）工作区子系统

近年来，为了不断适应国内网络的发展，进一步提高系统的相关性能，不管是工作区的语音信息还是数据信息，均需要凭借六类模块化信息插座进行处理。依据实际需要，前端设置14000个信息点，应用六类非屏蔽信息插座，同时针对特殊办公室设置了相应的光纤点。

2）水平子系统

水平子系统所应用的均为六类UTP线缆，可以实现数据线和电话线互相转换，从而实现数据点和语音点之间的信息互换。

3）垂直子系统

垂直子系统所应用的是星形网络结构，语音的主管所采用的是三类100对的大对数铜缆，数据主干所采用的是48芯多模光缆。

4）管理子系统

在管理子系统的设计过程中，需要依据每个楼层信息点的具体分布情况设置IDF。所有的IDF都由机架式配线架、垂直语音、110配线架数据主干构成。

5）建筑群子系统

为了更好地和其他建筑进行连接，新楼的计算机机房需要和数据中心以及老园区进行数据的传递。医院网络信息的基础是综合布线系统，可以实现门诊部门、住院部门以及急诊部门之间信息共享和互换，属于医院先进可靠的信息窗口。

该系统在设置的过程中，基本目的是为了满足医院业务，按照就医的不同流程，设置数量、高度和位置均不同的信息点，同时为无线AP预留一定的点位，实现大楼技术和数量上的全覆盖。

4.4停车场管理系统

地下二、三层设置停车场，具体的车流走向为西进东出。充分考虑停车场具有较大的车流量、复杂的车辆收费情况以及集中的高峰时段，需要优化停車管理系统。停车管理系统分为两个部分，分别是软件部分和硬件部分，软件部分的设计需要应用C/S架构，使其和在线计费模式相连接，硬件上需要使工控机和服务器进行连接。这样的设置模式可以使车辆在入口的位置取得取卡机，在出口的位置设置一定数量的收费点，这样形成了出口收费和中央收费的结合模式，实现了分流，收费吞卡后系统会设置自动抬杆放行，具体流程如图1所示。

4.5住户报警系统

智能化弱电系统的应用不仅可以实现室外小区墙上安装报警系统，还能实现居民家中安装报警系统。凭借脸部或者指纹的识别功能和技术，切实提高居民室内的安全性。一旦有不法分子入侵，该报警系统首先对不法分子的身体特性进行详细监测，一旦监测出陌生特征，该系统的报警系统即刻发出自动警报报警声，保证保安和居民可以随时了解室内动向，及时采取有效的解决方案，切实保护好居民的生命财产安全。

5结语

综上所述，在互联网技术的快速发展下，建筑工程建设也逐步朝着智能化的方向发展，在智能化工程建设过程中，首先要做好弱电系统的设计。本文通过对弱电系统的设计要点进行了分析，提高了建筑工程的智能化水平，改善了居民的生活质量。

参考文献：

[1]曲宇宁.住宅小区智能化设计与多功能集成[D].天津：河北工业大学，2015.

[2]于江利.住宅小区智能化系统及其集成的设计[D].北京：北京建筑大学，2013.

[3]寻湘楚.某小区智能化管理系统的设计[D].长沙：湖南大学，2013.

作者：叶一大

网络协作技术建筑设计论文 篇2：

建筑设计课程混合式教学研究与实践

[摘           要]  以上海视觉艺术学院的建筑设计课程教学实践为例，提出结合课程特点和教学目标，从建构主义认知发展理论出发，探索混合式教学模式。建立开放的教学资源平台、开放的学习共同体，深化交互学习，帮助学生实现自我知识建构和个性化成长。

[关    键   词]  建筑设计;混合式教学;交互学习;开放

飞速发展的网络信息技术使当今教学活动具备了从线下拓展到线上、由课堂延伸到课后的物质技术条件。教育部2018年4月13日发布的《教育信息化2.0行动计划》是加快实现教育现代化的有效途径。没有信息化就没有现代化，教育信息化是教育现代化的基本内涵和显著特征，是《中国教育现代化2035》的重点内容和重要标志。[1]面向新时代和信息社会人才培养需要推进新技术与教育教学的深度融合。混合式教学满足了学生个性化、多样化、碎片化的学习需求，在增强学生主动学习能力，培养知识体系自我建构能力、合作与交流能力等多方面发挥了重要作用。结合建筑设计课程特点与教学目标，分析比较各教学环节在传统线下与线上教学模式的教学实效，探索建筑设计课程混合式教学改革路径。

一、建筑设计课程特点与教学目标

在上海视觉艺术学院，建筑设計课程是面向环境设计专业方向学生在大二第一学期开设的核心主干课程，对引导初学者进入环境空间设计领域起着举足轻重的影响。课程教学以项目为导向围绕一个小型公共建筑专题设计项目展开。教师根据专题内容集中解析相关理论知识，学生经过调研分析在基本设计要求框架内提出个性化的设计任务书，并在教师指导下进行方案设计与解析。学生通过学习掌握建筑设计的基本原理和设计方法，培养创造性的设计思维能力，激发自主学习与研究能力、合作及表达能力，注重通过建筑设计实践实现学生的个性化发展是建筑设计课程教学的特点与目标。

二、交互学习

（一）交互学习在教学中的作用

当代著名教育家和心理学家布鲁姆将认知领域的教育目标分为记忆、理解、应用、分析、评价和创造六个层级。学生对自身信息的加工与群体协同学习的交互，可以有效地促进学生自我知识体系的建构。建筑设计课程教学的核心思想体现为根据学生的认知发展规律，在设定的教学情境下，通过协作共享和对话交流主动完成所学知识的建构。学生所经历的知识建构和知识运用的学习过程是高度个性化的。

（二）传统建筑设计课程教学中交互学习的特点与局限

学习中的协作共享有利于激发学生的设计灵感，增强思维的灵活性和广阔性。传统线下课程教学中主要通过师生面对面的授课、研讨交流。学生按教师的进度进行学习，这一模式在保障教学内容的整体性、连贯性、系统性以及明确的指导性上发挥了极大的效力。[2]然而传统建筑设计课堂教学受到时间、空间影响，难免限制课堂的教学实效以及学生的个性发展。

建筑设计课堂教学主要有理论教学和设计实践两个环节，理论为辅，设计为主。

（1）传统的课程教学主要集中在课堂与课后下答疑时间内，无法保证过程的跟踪与信息互动，严重影响学生专业知识的拓展面和认知深度。[3]建筑设计课程引导环境艺术设计专业学生进入专业设计，理论教学以教师课堂讲授基本原理知识、方法为主。然而互联网时代学生主动学习获取知识的途径很多，认知理解的内容和水平存在差异，如果以教师为教学中心单向传达知识，则对引导学生自主学习、思考、研究应用的针对性和力度不足。

（2）设计实践环节教学中主要以面对面指导、图纸评定来完成教学环节。学生以语言、二维图像、三维模型、动画等形式展现、汇报设计阶段成果或最终成果。教师在课堂上针对设计成果进行个别评价和指导，对具有共性问题或示范效应的方案进行公开评价、讲解。建筑设计课程的传统教学中，设计成果评价指导的来源以教师为主，兼顾启发学生思考探究采用生生互评的交互学习方式。由于建筑设计作品蕴含的信息量大，受课堂教学时间所限，师生往往难以快速做出全面深入的思考和评价。此外受教室空间大小、学生人数的限制，师生、生生交互学习存在不能完整清晰传达信息的可能性，无疑会降低课堂教学效率和学习实效。

三、深化混合式教学中交互学习的策略

在混合式教学模式中，“交互学习”的设计、组织与实施是贯穿始终的要素。以学生为中心的教学不是通过教师向学生单向传递知识，而是学生通过主动探索、主动发现、以交互学习实现新旧知识的融合和知识体系的自我建构。互联网时代，“开放”“共享”的教育理念已经从教学资源走向教学过程和学习过程。[2]结合建筑设计课程的特点和教学目标，制定课程混合式教学的总体原则：根据不同教学环节的学习特点、教学目标，构建开放的信息资源平台和学习共同体，实现深度交互学习，使学生完成自我知识建构。

在建筑设计课程混合式教学中，利用网络在线学习平台传授基础知识技能，并结合留言讨论及社交软件互动等形式，使学生完成个性化学习;线下课堂教学则可以发挥互动直观便捷的优势，尤其在答疑、辅导、交流、研讨等环节提高学生个性化学习的实效。

（一）构建开放的资源信息平台

构建开放的教学资源共享平台，打破教育资源开发利用的传统壁垒，利用大数据技术采集、汇聚互联网上丰富的教学、科研、文化资源，能为学生提供海量、适切的学习资源服务。[3]开放的资源信息平台能将群体学习拓展到网络空间，实现深度交互学习。

师生都可以运用网络信息技术上传、下载课程教学的相关教学资料，实现教学数据储存和共享。建筑设计课程教学中，学生将个体的调研分析、设计（阶段）成果上传到资源信息平台供其他学生理解分析同伴间不同视角或认知层次的差异，拓宽视野，激发自主思考与自主学习探究。同时，开放的资源信息平台有利于教师做好以下工作：（1）通过学习平台的信息数据及早发现教学过程中隐藏的共性、个性问题，并将其有针对性地反馈到后续的课堂教学组织中。（2）教学过程可留存，也可量化分析管理，为持续的教学改革提供实践依据。

（二）建立开放的学习共同体

建筑设计课程实践性强的特点决定了校企合作、联合教学、公众参与这些多元化的教学手段能行之有效地缩短课堂教学与工作实践的对接距离。建筑设计课程混合式教学中，学习共同体不再局限于教师和学生。运用网络信息技术能引入建筑行业业内人员、业主、社会公众、其他高校专家学者等多方参与到教学中，共同构建开放的学习共同体，使教学突破传统教学所受的时空限制，走出课堂，与设计实践深度结合。学生通过与教师、设计师、社会公众等多方研讨互动，增长知识技能、拓展知识体系，实现从应用、分析、评价到创造的认知层次的跨越，完成自我知识体系构建。

四、建筑设计课程混合式教学的实施

在传统教学模式的基础上，发挥网络信息平台的技术优势，重构混合式教学模式，采取理论授课、远程教学、多媒体汇报、互动辅导、网上答疑、网络评图等多元并行的教学方式。

（一）理论教学环节

理论教学采用传统课堂授课与线上预习、复习巩固相结合的方法，学生自主地通过超星等学习平台完成基本原理知识的个性化学习。教师通过平台学情统计（学习任务完成率、主题互动讨论等），了解掌握学生的学习情况，提高后续课堂教学的针对性，并提升教学效果。

（二）设计实践环节

在传统的建筑设计课程设计实践环节教学中，主要教学形式是围绕设计成果进行面对面汇报、指导和评定。建筑设计课程混合式教学则可以组织开放的学习共同体以任务导向进行线上线下相结合的集中研讨和评价。设计实践教学环节课堂教学组织充分考虑建筑设计课程特点，以多种交互学习方式激发学生自主构建知识体系。

设计前期，调研阶段采用线上线下相结合的方式完成设计需求调研和场地调研。学生对业主、社会公众以面谈及（网络）调研问卷的方式完成设计需求调研，较传统调研方式能增加调研对象的样本量，使调研成果更客观、准确、快捷。与此同时，调用分析场地相关的网络信息数据能对实地踏勘形成多维度、全方位的补充。师生将调研资料成果上传至网络资源信息平台，实现协作共享、群体学习。在上海视觉艺术学院，依据个性化发展的课程指向，课程教学方案设计相应地要求每位学生基于调研进行分析策划并在基本设计任务书的框架内自拟并细化设计任务书。拟定和评价设计任务书的依据之一是师生基于共享资源数据获得对设计项目和场地、使用者等全方位、多角度的共识共鸣。设计构思、表现及评价阶段由教师联合校外专业人士，不限于教师评价、生生互评，采用网络评图，设计成果展览、汇报、讨论等多种教学方式，使學生得到多元有效的评价指导。

《中国教育现代化2035》提出了推进教育现代化的八大基本理念中包括了“更加注重因材施教，更加注重知行合一，更加注重融合发展”。[4]在上海视觉艺术学院，建筑设计课程教学秉持教育现代化的基本理念，与“互联网+”思维结合探索混合式教学模式。结合建筑设计课程特点组织教学，构建开放的网络资源平台和学习共同体，深化各教学环节的交互式学习方式，突出了学生的主体地位，对优化教学效果、实现人才培养目标具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL].[2018-04-18]（2020-10-25），http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[2]陈朝晖.基于知识建构与交互学习的混合式教学模式研究与实践[J].中国大学教学，2018（8）：33-37.

[3]薛芸.基于网络资源共享云平台的建筑设计课程混合式教学模式的重构与实施[J].城市建筑，2019（10）：57-59.

[4]中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》[EB/OL].[2019-02-23].http：//www.gov.cn/xinwen/2019-02/23/content_5367987.htm.

编辑 薛直艳

作者：庄艳

网络协作技术建筑设计论文 篇3：

数字化时代对建筑设计的影响

摘 要：数字化时代为建筑设计带来了前所未有的新技术。本文以技术手段为切入点，通过虚拟现实技术、智能科技、数据库以及计算机网络三个方面来阐释数字化技术对建筑设计发展及其行为的影响，对建筑形式及空间结构的改变，对人们工作和生活的方式的改变等。数字化技术只是建筑设计的手段，建筑设计不应该陷入“工具主义”的泥潭，形式之外，建筑内涵才是更为重要的因素。

关键词：数字化时代； 虚拟现实； 智能建筑； 网络

文献标识码：A

人类社会已经步入数字化的时代，电子技术和数字化媒体的兴起与普及影响着人类社会的方方面面。而20世纪末数字化技术的发展和成就构成了建筑及其设计现状赖以存在的重要背景，推动了建筑在设计、建造和管理等各方面的发展，并使其大为改观。尼葛洛庞帝在《数字化生存》一书中，充分展示了数字化科技对我们生活、工作、教育和娱乐带来的各种冲击，由此，“数字化”一词，俨然成为了信息时代最重要的象征。“数字化技术”是泛指将信息对象转化成数字信号，通过电脑存储、处理，由计算机网络进行传输的诸多软硬件技术。其中，虚拟现实技术、智能科技、大型数据库系统以及计算机网络对于建筑设计的初期构思、设计方案的优化和施工管理等方面都发挥着巨大的作用。

1虚拟现实技术

1.1“虚拟现实”技术的产生与定义

早在20世纪50年代，电子技术还处于以真空电子管为基础的时候，美国的Morton Heilig就成功地利用电影技术，通过“轮廓体验”让观众经历了一次沿着麦哈顿的想象之旅，虚拟现实技术进入探索阶段。直到20世纪80年代初，美国VRL公司的创始人Jaron Lanier正式提出了“virtual reality”——“虚拟现实”一词。

虚拟现实技术是指以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境，用户可以借助各种特殊的硬件设备（如空间位置跟踪器、数据手套、力反馈设备等）与虚拟环境中的物体进行交互，从而产生身临其境的感受和体验。虚拟现实技术所虚拟的环境可以是真实世界的再现，如真实建筑物的虚拟创建；也可以是纯粹构想的虚拟世界，如三维动画中的建筑及环境。

1.2“虚拟现实”技术的特征

虚拟现实技术的特征主要表现在三个方面：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和想象性(Imagination)。虚拟现实的沉浸性是指使用户感觉到好像完全置身于虚拟世界之中一样，它来源于对虚拟世界的多感知性，这包括视觉感知、听觉感知、触觉感知、嗅觉感知、身体感知等所有人在现实客观世界中具有的感知功能。交互性是指虚拟现实系统强调人与虚拟世界之间进行自然的交互方式，并实时产生在真实世界中一样的感知，由此观察个人对环境的控制和反馈及环境发生的相应变化。而想象性是指虚拟现实技术可根据设计者的想象进行设计与仿真，使人类突破时间与空间，经历或体验世界上早已发生或尚未发生的事件；也可忽略客观存在的困难和局限，完成难以完成的事情。

1.3“虚拟现实”技术在建筑领域中的应用

数字化技术日新月异，使得三维电子模型在建筑表现方面的运用已经不再陌生。随处可见的电脑渲染表现图和多媒体动画早已让人们领略到数字化表现媒介的无穷魅力。如今，超写实的电脑透视效果在很大程度上已经取代了传统水彩、油墨等创作的图画，大多数的设计单位更倾向于将数字化工具用于制作效果表现图呈献给客户。无论是在设计概念分析和空间表达方面，数字化的虚拟表现确实展示了令人信服的结果。虚拟现实技术打破了专业化和非专业化之间的沟通障碍，是数字化的交流媒介，同时也为多学科、多专业信息的兼容带来了交叉合作。

虚拟电子模型所表现的并不仅仅是几何形状构成的视觉因素，还拓展到三维空间以外的光照条件、材料质感、声场音效、能源利用等方面。光影效果和材料质感极大地影响着空间的视觉冲击力，通过对光线阴影运动的模拟，可以观察到一天内光环境的变化；场地音效的模拟可以探索不同方位的声音效果，从而发现和解决设计中出现的声响问题，也可以依此来调节房间内部空间的尺度；通过对建筑物内部及其与其他建筑物之间的温度、湿度和气流变化状况的仿真，考量热传导和自然通风中能源效率的应用，从而指导建筑中开放空间及房间比例的设计。例如，国家体育场——“鸟巢”（图1-2）在设计中对热舒适度和风舒适度进行研究时，就采用了流体力学（CFD）模拟手段进行模拟分析，对自然通風气流组织进行评价，并根据结果提出对现有设计是否调整或调整建议（如调整吊顶分块间隙宽度、通风口的数量位置等）。

作为设计与表现的媒介和工具，数字化虚拟技术不断激发人们的想象力，使复杂的建筑形式及建造成为现实，其结构形式及组织构件都依赖于计算机迅速而精准的运算能力。近些年我国在这方面的实例也有很多，如扎哈·哈迪德的广州歌剧院（图3）、库哈斯的央视办公大楼、安德鲁的国家大剧院（如图4）、“鸟巢”、“水立方”等一系列的建筑设计创作，都与数字化技术息息相关，才使得建筑师的奇思妙想得以真正的实现。建筑师在建筑设计的实践中，数字化的虚拟技术可以帮助建筑师将创作理念转化为物理现实，通过建筑模型表现设计结果，变“不可能”为可能；也可以成为建筑师建立设计概念的起点，在虚拟环境中生成概念，在模型推敲中进行创作与再创作。弗兰克·盖里是数字化建筑创作的典型代表，他设计的西班牙毕尔巴赫古根海姆博物馆（图5）就采用了这种技术，其全部设计建立在150万个电脑模型基础上，被视为是数字时代建筑的里程碑。在F·盖里早期的项目中，数字化手段只是作为高级建模工具层面的应用，计算机只在他天马行空的设计发展完备以后才介入。如今计算机在设计过程模型阶段就提前介入，作为设计思维层面的应用被纳入整个设计过程，在初期就用CATIA软件（在“鸟巢”设计中被采用，在我国建筑行业属首例）扑捉出曲面形态，软件往往带给他意想不到的结果，F·盖里及时对每个过程及其结果进行反馈、控制、筛选与决策，逐步形成最后的建筑作品。

2智能技术

2.1智能建筑的兴起及定义

数字化对建筑的影响除了数字化虚拟空间与实体建筑的结合，还应包括数字化技术支持下建筑智能环境的创造。1984年，美国康涅狄格州的哈特福德市采用计算机技术对一幢旧金融大厦进行改造，对大楼内的空调、电梯、照明等设备进行监控，并提供语音通信、电子邮件和情报资料等方面的信息化服务，建成了“城市广场”——世界公认的第一座智能大厦。此后，智能建筑以一种崭新的面貌和技术迅速在世界各地展开，领先的范例包括日本东芝总部大厦（1984）、日本电报电话双塔楼（1986）、伦敦的Lloyds大厦（1994）、香港银行总部大厦（1995）。据2004年的数据统计，我国大陆地区共有不低于4500幢智能大厦，这包括北京发展大厦、上海金茂大厦、深圳地王大厦、南京金鹰国际商城等。2008年奥运体育场馆更是当今世界智能建筑的杰出代表。

美国智能建筑学会（AIBI）对“智能建筑”的定义是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合，并达到最佳组合，所获得的高效率、高功能与高舒适的建筑。与这种抽象的描述相比，建筑的智能化系统更像是建筑的“神经系统”，它将数字化技术所特有的性能带入僵硬的建筑中，对栖居其中的人作出合适的反应，不仅仅局限于传统概念上的消防、保安、空调，以及照明系统，而是扩展到几乎所有的部分，满足人们各个方面不同的需求，提供人们更多的选择。

2.2智能建筑的系统构成

智能建筑的智能环境无不以数字化信息技术为基础，其主要由三个方面的自动化构成，即建筑设备自动化系统BAS (Building Automation System)、办公自动化系统OAS (Office Automation System)、通讯自动化系统CAS(CommunicationAutomation System)，每个系统中还有许多不同的子系统，由系统集成中心（SIC）利用综合布线系统（PDS）进行连接和控制，如表1所示。

2.3智能技术在建筑设计的影响

智能建筑的发展已经并将继续呈现出多样化的特征，从单幢大楼到成片的建筑广场，大到摩天大厦，小到家庭住宅，从集中布局的楼宇到规划分散的居民小区，均属于智能建筑的范畴。建筑的智能环境不再局限于办公类大厦，而是像公寓、酒店、商场、医院、学校等建筑种类扩展。而成片开发的建筑智能广场还拥有系统更大、结构更复杂的集成管理系统（IBMS）,能对智能广场中所有的楼宇进行全面和综合的管理。不仅大型的公共建筑拥有舒适、高效的智能环境，数字化的智能技术在家庭环境中也得到了更为人性化的发展，它可以扩展到住宅内任何带有电子开关的东西，除了包括水电、暖通、安全警戒、声像联络、电话通讯、门窗构件等，还延伸至从动作和温度感应到生物传感器的诸多电子化设备。台湾首座高科技管家、智能型住宅“似水年华”，就可以通过玄关的系统控制面板，依据当时的温度或心情自动控制室内的冷气、灯光、窗帘，还可以呼叫电梯；到洗浴室洗浴时，秀出个人芯片卡，浴室就会自动播放自己喜爱的影音节目，测量体重的精确值则可以在镜面上显示，而非体重计。美国麻生理工曾经研究的“聪明屋”住宅，在暴风雨来临时可以自我保护和修复，建筑墙壁可以自动过滤汽车鸣笛的噪声，而接收鸟鸣和雨声。

进入21世纪，智能建筑技术中的信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等，都得到了更加广泛而具体的发展和应用。但与此同时，智能环境中网络化计算机和多媒体设备的普遍应用也为建筑师的设计工作增加了更大的复杂性。建筑师不但要了解计算机通信及多媒体环境的设计含义，更要在建筑设计的方案阶段就考虑到自动化设备机房的布局，弱电竖井的配置，吊顶、架空地板需要的层高等，对整个空间做出计划和部署。无形的数字信息和网络技术将会促进多元、层级的无线智能场所空间的形成，从而引起建筑布局从形式到内容的巨大变化。例如，通过智能技术在家可做的工作越来越多，家庭空间相应需要不断地增多增大，甚或发展成为家庭办公的SOHO形式。

在数字化信息技术的高速发展下，智能建筑比传统建筑在能源效率方面具有无可比拟的优势。然而，智能建筑在关注效率和功能的同时，发展人居环境与生态环境的和谐才是最为核心的目标。数字化的智能技术只是一种途径与方法，可持续发展的战略对智能建筑的设计与内容提出了新的方向，即绿色建筑。数字化技术与材料资源和损耗有着密切的关系，建筑设计应为控制物质浪费和能源消耗提供解决方案，寻找和研究新的材料和结构系统以适应信息环境所應有的功能。因此，新兴的生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学和新材料学等科学技术都会逐步渗透到建筑智能化的多学科多技术领域中，实现真正的建筑与人和自然的和谐发展。“新材料、新结构、新技术”的应用在2008奥运体育场馆的设计和建造中得到了充分的体现。

例如，我国国家游泳中心——“水立方”就是响应了“绿色奥运”的理念，其设计综合展示了人文、科技与绿色的结合。国家游泳中心自由的结构形式和ETFE气泡外墙是整个建筑的亮点(图6)。其结构设计的灵感来源与Kelvin的“泡沫理论”，将水泡的结构放大到建筑结构的尺度，这种结构模型普遍的存在于自然界，如细胞组织单元的基本排列形式和水晶矿物结构等，但被用于建筑结构模型还属首次。而ETFE（四氟乙烯）膜材料的应用就更加充分体现了绿色和科技的主题，这种材料的选用不仅大大减低了屋顶和外墙的重量，而且成本合理、热学性能高、透光性强，具有良好的阻燃性和自熄性，其表面附着力及极小，对灰尘、污水的自洁性能远远大于玻璃，在北京的特殊气候下，无疑是最为理想的透明半透明材料。ETFE还在国家体育场-“鸟巢”的屋顶围护结构中作为防雨层，在一个建筑中如此大面积的应用单层ETFE膜结构，在世界上也还是首例。(图7)

3数据库系统和网络技术对建筑设计的支持

3.1数据库管理系统和网络技术的组成

数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的集合。而数据库管理系统(database management system)则是一种操纵和管理数据库的软件应用程序，用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。数据库管理系统可分为广泛的两种类型：前台工具和后台工具。前台工具是指用于与现有客户或潜在客户进行直接交流的系统，包括宣传手册、提案简报、网络站点等；后台工具则包括创造和管理前台使用的交流信息的系统工具，主要就是数据库管理、单位内部的局域网络等。

计算机网络把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件运行下，实现网络中资源的共享。计算机网络分为局域网、广域网和将局域网、广域网通过一定协议组成的国际互联网络。

3.2 数据库管理系统和网络技术在建筑设计中的应用

数据库系统和网络技术在“虚拟现实技术”以及“智能技术”中都起到至关重要的作用。在虚拟现实系统中，数据库存放着整个虚拟世界中所有物体各个方面的信息和大量物体的模型。通过网络，将位于不同物理位置的多个用户或虚拟世界相联结，形成分布式虚拟现实系统（DVR,Distribute VR），使不同用户同时参与到一个虚拟空间，进行交互，共同体验虚拟经历，以达到协同工作的目的。在智能建筑中，网络业务也已经成为用户最为经常的行为，从早期的通信（E-mail、BBS）到后来的资源共享、网上银行服务、网上电视IPIT、多媒体信息查询、远程医疗、远程教学、视讯会议、视频点播等。

对于设计单位而言，无论是设计院还是设计公司，都涉及内部人事管理和外部项目管理，以及介于两者之间的资料信息管理，三者协同运作，缺一不可。这些任务都适于使用数据库管理系统完成。数据库中所关联的信息储存和操作可以包括项目历史、设计人员的个人资料、图片资料库以及商业洽谈联系的追踪记录等等。对设计人员来讲，设计资料数据库的建立为他们提供了方便、完备的设计背景，使他们不必再将额外的时间过多地花费在前期准备阶段，从而更快地进入角色。而设计单位的行销也越来越依赖于计算机以确定市场客户，通过网络，公司可在准备介入某项设计竞标的工作时，方便地获取目标客户的相关信息及该项目所涉及的内容进行背景研究。设计单位也可以建立自己的网络站点展示单位的主要设计作品和正在开展的项目，甚至企业形象。而客户可以从任何地方找到涉及公司的信息，同设计者进行实时、在线的联系。如果说数据库管理系统是一个设计单位内部充分利用数字化手段，实现资源共享、优化管理的系统，那么，网络的介入则为这个系统提供了开放的行销机会，使它真正融入到广阔无边的信息社会中。

设计单位局域网的建立为设计团体带来了新型高效的合作方式，实时交流的合作加强了不同专业部门的同时协作。例如，设计人员和结构人员在不同時间、不同地点对图纸提出的修改意见都可以同步地及时反映在对方的电脑屏幕上，而非像传统的流水作业必须一步一步，任何一项逆序反复的改动都会提高预算，降低效率。而广域网和互联网的普及，为更大范围的设计合作和交流提供了更广阔的平台，使得建筑师能够随时关注当前的设计动态，并保持与业主、材料供应商等之间的良好沟通，甚至是与其他建筑师进行远程合作。

另外值得一提的是，数字化技术的发展为设计者和使用者的角色融合提供了可能性。新兴的虚拟网络社区在更好地表达设计者意图的同时，为公众参与设计发展出一种新的方式——自助式设计。专业人员建立的案例样板库可以让客户根据自己的需要在方案构思阶段就参与决策，提出自己的想法和意见。这种参与于设计人员来说，有助于他们对建筑生命周期的深入参与和渗透把握，而于设计本身，它争取了最大范围的主动参与，将人文关怀、社会民主与公共立意赋予了更多现实意义。

4对数字化时代的建筑设计的反思

数字化时代的新技术为建筑设计带来了诸多新的可能，为建筑师在形式创新方面提供了更自由的选择，使“复杂”不再成为令人望洋兴叹的畏途。在数字化技术影响下，建筑材料形态与特性的变化使得建筑形式“无所不能”，但在某种程度上，这种“无所不能”使设计陷入一种“数字化工具主义”的误区，过分关注形式本身，为追求表面化的新形式而创造新形式，造成所谓的“数位皮层”与建筑脱节。如许多曲面古怪、造型夸张而设计简陋的建筑以“数字化建筑”自居，注重单纯、孤立、静态的细部和材料的物质属性，缺乏与技术体系、建构工艺、社会文化相互关联的综合性系统思考。

另外，数字化信息时代的无限复制导致建筑本体价值的贬值，建筑意义的缺失以及地域文化艺术的缺失，独一无二的“形象”向无数“类象”分解转化，甚至看到一幢建筑就可以知道它在设计过程中所采用的软件。新的数字软件通过简便易行的复制手段和可调参数的灵活性，将复杂部件的大量使用大大简化的同时，也不可避免地在采用此类手段的设计对象身上打下了自己的烙印——所谓的“低强度美感”和“高资讯内涵”。我们应该认识到，新技术所带来的可能性并不是带来对“形式拓展”的趋之若鹜，而是为建筑结构和塑形提供更多元的支持。在任何时候，人类栖居的建筑环境与空间形式，在更大程度上依赖于实际生活和社会行为的需要，建筑的意义应该回归建筑的真实体验，从文脉、场所、社会、生活等人类根本需求中寻找“形式”的基点。

建筑本身是一种信息媒介，它包括的不仅仅是结构、构造、节点细部等技术因素，它还承载一个社会时代的生活、审美方式等诸多信息，起着文化载体的作用。建筑形式应当表达形式构成的自然规则与自然属性，表达的是人类对构成自然的要素和自然的规律的认识。建筑形式自身的构成是一个科学与技术的问题，比如材料科学、结构科学都是研究建筑形式的科学构成问题。但“建筑构成形式的表达”却不单是一个科学技术的问题，“材料的特性”与人类某种情感契合，以及建筑构成体系的理性所揭示的自然规律是建筑建构性的本质。而建构性的表达正是建筑艺术的本质。

参考文献：

[1] 俞传飞.数字化信息集成下的建筑、设计与建造.北京：中国建筑工业出版社，2008.

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[7] 郑方.“水立方”的设计思想和新技术应用.建筑创作，2007.

[8] 从智能建筑到绿色建筑.世界标准信息，2008.

作者：王葆华　王晶晶