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Frontier Technology Education Workshop

数字技术下当代公共建筑空间设计策略研究

作者

张杰 高宇

中国中元国际工程有限公司

引言

在数字技术的时代浪潮中,诸多行业正经历着持续而深刻的转型,建筑领域同样面临着新的发展契机。作为承载城市功能与文化内涵的重要实体,公共建筑空间设计不仅关乎使用者的实际体验,更映射出城市发展的阶段性特征与人文风貌。基于此,本研究尝试探索数字技术语境下公共建筑空间设计的创新路径,期望通过对数字技术应用潜力的挖掘,为提升公共建筑的功能适配性、交互体验感、可持续性与文化表达力,提供具有参考价值的设计思路与方法 。

1 数字技术与当代公共建筑空间设计的关联

1.1 数字技术的内涵与范畴

在建筑设计领域,数字技术包含了一系列丰富的工具、方法与系统。BIM 技术作为一种基于数字化模型的协同工作模式,尝试整合建筑项目全生命周期的各类信息,如几何、材料及性能等方面的数据,进而为设计、施工及运维环节提供数据参考。参数化设计通过构建参数化模型,将设计要素间的联系以数学公式和算法的形式呈现,使设计师能够借助调整参数实现设计方案的快速生成与修改,一定程度上体现出设计的灵活性与多样性。

VR/AR 技术为设计师与用户营造出沉浸式的体验场景,在设计过程中,用户有机会提前 “置身” 于虚拟建筑空间,对空间尺度、氛围及功能布局形成初步感知,这或许有助于设计反馈与优化调整。人工智能技术则可通过对海量数据的分析,在方案优化、性能模拟以及用户行为预判等方面为设计师提供辅助,在一定程度上提升设计的科学性与合理性。

.2 当代公共建筑空间设计的特点与需求

当代公共建筑空间往往呈现出开放性、多元化、互动性与可持续性等特征。所谓开放性,即在设计中倾向于为不同群体搭建平等交流与使用的平台;多元化则体现在空间功能的复合性,通常涵盖办公、商业、文化及休闲等多种需求;互动性更强调空间与人、人与人之间的联系,借此增强用户的情感共鸣;可持续性理念下,建筑空间设计多会考量环境影响,融入节能、环保及资源循环利用的设计思路。

伴随社会进步,公众对公共建筑空间的期待逐步深化,除基础功能需求外,开始愈发关注空间品质、文化底蕴与个性化体验。而数字技术的兴起,为回应这些需求提供了新的路径,有望突破传统设计的固有边界,为公共建筑空间的创新与适应性发展带来新的可能。

2 数字技术下当代公共建筑空间设计的现状

在当代公共建筑空间设计领域,数字技术的应用已逐渐崭露头角。在大型公共建筑项目的实践探索中,BIM技术开始展现其在设计与管理环节的价 潜力,部分项目通过引入该技术,在设计效率提升与施工精度把控方面取得了一定成效。参数化设计也在建筑外观与空间形态塑造中进行着积极尝试,例如北京大兴国际机场航站楼,其独特的海星状造型便是这一设计方法的有益探索,在功能布局与美学表达的平衡上做出了新的尝试。

在方案展示与用户参与层面,VR/AR 技术为设计师提供了新的表达途径。借助虚拟漫游动画的制作,能够为业主与用户提供更为直观的方案感知体验。与此同时,智能传感技术与物联网技术在公共建筑设计中的应用,也为建筑环境的动态管理带来了新的可能,在室内环境调节与节能优化方面展现出一定的应用前景 。

3 数字技术下当代公共建筑空间设计策略

3.1 基于 BIM 的协同化设计策略

BIM 技术所构建的协同化平台,为公共建筑空间设计提供了一种颇具潜力的信息交互与协作方式。在设计起始阶段,建筑师、结构工程师、设备工程师等相关专业人员,能够以同一 BIM 模型为基础开展设计工作,通过实时沟通与信息反馈,在一定程度上缓解了传统设计模式下各专业间易出现的矛盾与冲突。

以大型商场设计项目为例,借助 BIM 模型对建筑、结构、给排水、电气等专业信息的整合,设计师得以对各系统在空间中的布局情况有较为直观的认知,进而更有效地识别诸如管线冲突等潜在问题,并进行相应的优化调整。与此同时,BIM 模型所提供的构件尺寸、安装位置等施工信息,或可助力施工单位提升施工精准度与效率,减少施工过程中不必要的修改与资源消耗。

此外,从全生命周期管理的视角来看,BIM 技术在公共建筑空间运营阶段也展现出了一定的应用价值,通过该技术对建筑设备信息进行快速查询与管理维护,或有助于延长建筑的使用周期。

3.2 参数化设计下的动态空间形态策略

参数化设计在公共建筑空间形态塑造中具有一定的应用潜力,通过建立参数化模型关联空间形态与环境因素、功能需求及用户行为等要素,或许能够实现空间的自适应与可调节。

在城市广场设计实践中,尝试引入参数化设计方法,依据日照强度、人流量等参数构思遮阳设施与座椅布局方案,理论上可以达成遮阳设施在日照强烈时展开、人流量大时座椅调整位置扩容的效果。这类动态空间形态,有望在一定程度上契合不同使用场景,对公共空间使用效率与舒适度的提升或存在积极意义。

在展览馆等公共建筑设计方面,借助参数化设计手段,结合展品类型、尺寸及展示需求对展厅空间布局与展墙形态进行灵活规划,这种设计思路或许能够为展览活动提供更为丰富的空间形式,进而在增强展览吸引力与表现力方面发挥作用 。

3.3 VR/AR 赋能的沉浸式体验设计策略

VR/AR 技术所营造的沉浸式虚拟环境,或许能为公共建筑空间设计阶段的方案优化提供一定参考。设计师借助 VR 技术搭建虚拟公共建筑空间模型后,用户佩戴 VR 设备,便可在虚拟空间内进行行走、观察与互动,进而对空间尺度、光线及材质等要素有所感知,由此提出的反馈意见,或能为设计方案的完善提供思路。

以图书馆设计为例,运用 VR 技术,有望让用户预先体验不同阅览区布局与书架排列方式,依据这些体验反馈调整设计,或许能使图书馆空间与用户阅读习惯和需求更为契合。而 AR 技术将虚拟信息叠加于真实环境的特性,在公共建筑施工过程中,或能辅助施工人员借助 AR 设备查看建筑构件安装位置与施工步骤,从而在一定程度上提升施工准确性。

在博物馆展览场景里,AR 技术或许能赋予展品别样的呈现形式,当用户使用手机或平板扫描展品时,相关历史背景、三维模型等信息的展示,有可能增强展览的互动性与趣味性,在一定程度上优化用户的参观体验。

结束语

数字技术的发展为当代公共建筑空间 计领域带来了新的可能性与发展契机。BIM 技术支撑下的的动态形态特征,以及功能优化路径和数字 定程度上为公共建筑空间品质与性能的提升提供了新的思路。在探 何协调技术发展与人文关怀之间的关系值得深入思考。若过于侧重技术 会影响建筑空间的使用体验与人文价值。展望未来,随着 5G、物联网、大数据等前沿技术与建筑设 深度融合,公共建筑空间或将朝着更加智能化、个性化与人性化的方向发展。

参考文献

[1]曹永坤.当代公共建筑空间设计的数字技术应用研究[J].中国地名,2023(12):28-30.

[2]郑光磊.公共建筑空间设计的数字技术应用[J].科学与信息化,2024(9):43-45.

[3]张楠.城市住宅建筑公共空间设计中的智慧养老改造[J].工程抗震与加固改造,2024,46(1):19.