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從20世紀80年代以來，電訊、衛星、網絡技術的興起，切切實實改變了人類的生存方式，也使人類的社會生活發生了巨大的變化[1]。人類逐漸由大機器生產為代表的工業社會逐漸進入了以計算機信息技術為特征的信息社會。在信息社會，以數字化技術為代表的新興技術給新世紀人類的生活和工作帶來了史無前例的影響和巨變。面對時代進步所帶來的變化，作為一門綜合體現社會發展水平的學科，建筑學不可避免的要吸收時代其他學科的成果，自身做出變革和進步，來適應時代的要求。作為人類棲居環境學科的成果，建筑學的變化都是源于實際生活和社會心理、行為的需要。這些需要隨著時代的變遷不斷變化，同時由內到外地影響著建筑自身內涵和表征的轉變。

1數字建構的特點

廣義的數字建筑是一個寬泛的概念，只要設計、施工或管理和運行過程中運用了數字化工具，如AutoCAD、智能管理系統等的建筑都納入數字建筑的范疇。而本文探討的“數字建構”主要指在建筑設計和建造的各個階段和各個層面運用數字化的工具模擬實現建筑目標的狀態和過程，其中以算法設計（AlgorithmicDesign）和參數化設計（ParametricDesign）為典型的核心技術。數字建構是繼現代主義運動后，又一次基于技術革新的設計革新。它體現了以下一些特點：“數字建構”是一種建筑設計方法和工具的變革，與當今時代最先進的信息技術緊密結合，展現了新技術強大的革新能力。不論是設計過程還是成果表達以及項目實施，都必需通過現代的計算機、網絡技術才能實現，這是數字建構與以往建筑設計最大的區別。數字建構通過以計算機為代表的技術工具，大大提高了建筑設計的效率，其工具本身的能動性和自主性更加強大，可以幫助人類進行能動的分析和思考。技術工具在建筑設計中承擔的角色和作用更加重要，已從以往的輔助性的“助手”角色上升為互動性的“伙伴”角色。利用計算機強大的儲存和計算能力，數字建構實現了在多重、復雜、多變條件下，對多元組合進行無限的比較和優化，并達到史無前例的精確性[2]。計算機技術的不斷進步使人類克服了人腦的生理局限性。雖然現代醫學技術能夠證明人腦的記憶能力是非常強大的，但是就普通人所具有的記憶力和計算能力與計算機相比較而言，是非常微不足道的。在傳統的建筑設計過程中，建筑師只能依賴自己的直覺和經驗，選擇少數的幾個或者數十個可能性較大的方案進行比較和優化。而數字建構下，建筑師只需在計算機方案的生成過程中，設定限制條件，即可剔除不符合條件的方案，建筑師最重要的作用是在眾多的方案中做出合理的判斷，選擇最優方案，省卻了不同方案生成過程中的時間和精力；還可以在施工前進行全過程的模擬建造，發現不合理的部分立即進行修正，避免實際建造中許多不可預知的浪費和危險。進入實際建造的過程時，一切都按照程序的指令有條不紊地高效推進，有效地減少了人工誤差（當然機器的故障離不開人的監督和制定應急措施）（圖1~3）。數字建構追求個性化與高效率、高精確率的結合。傳統的手工制作雖可實現個性化制作，卻不得不面對效率低下的制約；而以往批量生產則是以犧牲多元化為代價、大量制作統一標準的產品實現高效的目的。多元化只能是在有限的產品類型中進行組合而產生變化，這一定程度上限制了個性化、多元化的發展。數字建構依靠從設計到生產全過程的數字控制，可以在高效和節約的前提下，實現產品的多元化和個性化設計的完美結合（圖4）。例如，在建筑設計創作過程中，傳統設計需要大量制作模型進行方案對比。而現在可以采用參數化設計，依靠計算機技術，對某些影響形式的參數進行控制和調整，就可以在短時間內得到大量的階段成果進行比較，從而節約了時間和人力。數字建構體現了可控性與不可預知性的結合。當前數字建構一個突出的特征就是將設計過程以程序邏輯的理性方式進行處理（常常是超出常人大腦的能力），將感性的形式轉化成一種理性的計算過程。在數字建構的設計過程中，雖然設計條件的設定是由建筑師來決定的，但是由此而呈現的多元化形態有可能是建筑師無法預先想象的。它用計算機編碼的精確手段模擬，替代建筑師大腦的模糊推理，但是最終的決策仍然離不開建筑師的藝術審美和功能技術的理性判斷。這對于強調個性化設計的建筑師來說，提供了更加豐富的選擇性。建筑師對設計過程的控制無需像傳統設計那樣深入到所有的細節（那樣耗費的精力和時間太高了），而是對條件和程序的控制與調節，決策權卻仍然掌握在建筑師的手中。

2數字建構的緣起與發展

數字建構當前受到許多建筑師和廣大民眾的歡迎和追捧，除了因其緊貼時代的技術步伐之外，更由于它在建筑造型上符合當代社會審美趣味的需求，為個性化和多元化提供了新的可能性和相應的技術保障。現代主義建筑所奉行的一元線性的機械推理造型路線，造成了單調乏味的國際式建筑風格，被建筑師們所詬病。后現代主義為突破現代主義的局限，回歸傳統風格，但其無病呻吟或過度夸張的做法，讓普羅大眾難以接受。但鑒于建筑作為一門實用科學，大多數當代建筑師在仍然堅持理性根基的同時，不斷探索造型上的多元化策略。在推進建筑學的道路上，數字建構在平衡理性與多元化上為當代建筑師提供了新的可能性。使得一些表面看來非常復雜的形式通過理性的數字控制手段而獲得表達，與那些隨機的、即興發揮的風格截然不同，為普羅大眾提供了重新解讀建筑的可能性，也從傳統理性的現代主義找到了思想發展體系上的脈絡。傳統的平立剖表達方式以及人腦的思考局限等因素使多元復雜的建筑造型受到制約，而計算機技術使得原來技術上的障礙得以突破。通過虛擬三維建模技術，數控技術解決了現實制造和建造工藝上的精確性和復雜性問題，實現了從虛擬到現實的跨越，這是傳統二維圖紙表達所無法達到的。從歷史發展的遞進關系來看，數字建構應當是工業化建構的更高階段的形式。因為數字建構必然依靠工業化的更高階段——數控自動化工業的支持才能得以實現，從這層意義上來說，工業現代化仍然是建筑現代化的基礎。西方工業革命后建筑技術和思潮的發展，充分體現了這種新的趨勢。中國社會目前雖然經濟發展迅速，但在建筑領域尚未完全實現工業現代化的建造過程，期待著引進先進技術而縮短與發達國家的差距，實際上面臨著多重的困難。因其缺乏強大的工業現代化生產的支持，數字化生產和建造能力顯得底氣不足，步履蹣跚。

3數字建構對建筑創作的影響

數字建構是促進當代建筑創新的有力工具。最突出的一點是它克服人腦的生理局限性。強大的記憶功能、高效的統計分析和高強度重復性勞動，“能想人之不能想”；其次，它克服傳統建筑工藝的局限性，能夠模擬制造復雜的造型，“能做人之不能做”（圖5）。數字建構對于建筑創作的影響既是巨大的，也是革命性的，體現在以下幾個方面：

首先，數字建構作為一種系統化的工具，極大地改變了建筑設計的過程。對于建筑師而言，雖然我們從傳統的圖板丁字尺已經過渡到了計算機輔助設計階段，但是設計過程的生產方式仍停留在傳統的孤立分散式的合作設計階段。數字建構是一種整體的系統化的設計方法，將傳統的分階段分技術工種的分散設計操作，轉化為即時同步的協同設計過程。

其次，給建筑師帶來根本變化的是內在思考方式的變化：作為使用了上千年的建筑師圖紙語言，從二維圖紙轉換成了計算機三維（甚至四維）模擬表達。數字建構的設計過程，不再是從二維到三維的想象過程，而是直接從三維著手進行空間動態式的設計和調整，二維圖紙只是三維模型的輸出表達結果而已。建筑師不再需要通過閱讀二維圖紙想象出三維的空間形態。建筑師、工程師乃至業主則可以隨時觀摩三維模型，甚至可以模擬不同時間、不同人群使用空間的場景，隨時進行調整和修正。建筑師與業主之間的交流，可以直接模擬觀看建成之后的效果，甚至可以利用3D技術實際體驗空間的變化。

此外，數字建構作為一種智能化的技術，對建筑的建造邏輯產生了巨大的影響。當前許多運用數字建構技術設計的建筑大多因其獨特的造型而為大家所認識和追捧，實際上數字建構解決的不單是外觀造型的個性化問題，而且是對空間設計和建造的數字化和智能化控制與管理。數字化技術改變當代人的生活和工作方式，也挑戰著傳統審美觀念，在復雜和多樣化的造型之下，把直觀的視覺形象與理性的算法邏輯、把設計與建造的過程有機地結合起來，逐漸形成了新的審美標準[3]。數字建構對于建筑的建造邏輯帶來了新的變化，體現在對傳統石材、木頭、鋼材和玻璃等材料的拓展運用，將原來靜止受力狀態所不可能實現的空間結構，通過動態多元的受力分析，使材料性能得到極致的發揮。此外，也改變了各種材料傳統組合的構造節點和做法，形成了新的加工、組裝和建造的模式。數字建構所具有的智能化和信息化特點，對于建筑內部環境的物理性能控制與調節起到積極的作用。根據室外環境的變化(朝向、溫濕度、風速等)，以節能環保為原則，能動地調整外圍護構件的形式和方位，形成符合可持續發展的最優的綠色建筑方案[4]。

結語

從數字建構與當代新技術不可剝離的緊密關系來看，數字建構并不是作為一個建筑風格而存在，而是作為一種為當代建筑師所共同探索的技術智慧，逐漸得到廣泛的應用。從歷史的角度來看，當代建筑的發展除了建筑師個體的貢獻之外，更有賴于數字建構技術本身的發展。建筑師對形式與空間上的創意，主要是依靠個人的想象力，同時也依賴于對數字化技術的理解和掌握。數字建構將為建筑師提供更為廣闊而自由的發展前景。當然，數字建構是時代的產物，必然有其時代的局限性：一方面，由于計算機技術的應用只是設計手段和方法的變化，并沒有觸及根本的建造技術和材料的變革，因此，還不能說是真正意義上的技術革命；另一方面，計算機結果生成的隨機性也在無形中鼓勵了“怪”、“異”、“特”造型的出現，掩蓋了所帶來的經濟、功能、人文方面的不合理性，使其在材料、空間、環保上的綜合效率反而被降低了。此外，數字建構帶有強烈的“技術主導”的色彩，那些在信息技術上處于領先地位的國家和地區容易獲得控制地位，而其他國家，特別是一些落后地區在發展的過程中就容易被邊緣化。