摘要：簡(jiǎn)要回顧了自20世紀(jì)初以來(lái)建筑設(shè)計(jì)思想、方法和設(shè)計(jì)工具受機(jī)器、計(jì)算機(jī)和人工智能等各種先進(jìn)技術(shù)影響的發(fā)展歷程。針對(duì)當(dāng)前“新基建”“新城建”背景下城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)如何面對(duì)和應(yīng)用人工智能及云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)提出了一些思考。指出了設(shè)計(jì)師在人、設(shè)施(建筑)和環(huán)境這一體系中所扮演的角色的演變。

　　關(guān)鍵詞：建筑機(jī)器;設(shè)計(jì)理念;人工智能;智慧城市

　　20世紀(jì)初，柯布西耶在《走向新建筑》一書中提出了“住宅是居住的機(jī)器”的口號(hào)，表明建筑先驅(qū)們開始洞察到建筑已經(jīng)逐漸變得越來(lái)越復(fù)雜。設(shè)計(jì)師再也不能閉門造車，而需要從社會(huì)其他行業(yè)和領(lǐng)域汲取養(yǎng)料。在當(dāng)時(shí)的背景和條件下，建筑大師們給出了自己的答案，如柯布西耶的機(jī)器美學(xué)，光明城市，密斯的“少即是多”等。一個(gè)世紀(jì)以后的今天，城市和建筑設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題比以往更為復(fù)雜：快速城鎮(zhèn)化、環(huán)境問(wèn)題、多樣化的需求、高技術(shù)的沖擊、審美觀的變化……

　　為了應(yīng)對(duì)城市發(fā)展中的問(wèn)題，國(guó)家在宏觀層面提出了新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的構(gòu)想。在此背景下，在5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，如何實(shí)現(xiàn)集約高效、經(jīng)濟(jì)適用、綠色智能的建筑，既是一種挑戰(zhàn)，也是一種機(jī)遇。然而，目前看來(lái)，絕大部分的設(shè)計(jì)師或設(shè)計(jì)單位是處于一種被動(dòng)應(yīng)對(duì)的狀態(tài)，甚至有些尚未意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題。比如，對(duì)綠色建筑、智能建筑的理解更多是專注于技術(shù)本身而對(duì)技術(shù)的內(nèi)在邏輯的思考比較少;或是集中在具體設(shè)備設(shè)施的設(shè)計(jì)應(yīng)用上而對(duì)其如何影響建筑設(shè)計(jì)的思考比較少。要真正實(shí)現(xiàn)人、設(shè)施(建筑)和環(huán)境的整合，僅考慮某一方面或僅局限于具體的技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要從理念、方法等入手，以更加整體的思維方式去把握設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，把建筑比喻為皮和肉、結(jié)構(gòu)比喻為骨和筋，設(shè)備比喻為組織和器官，今天，人工智能又為建筑增加了大腦。從一個(gè)世紀(jì)以來(lái)建筑先賢們把建筑視為復(fù)雜的機(jī)器，到今天這部復(fù)雜的機(jī)器又逐漸進(jìn)化成了半人半機(jī)器或“人機(jī)復(fù)合體”。這種變化，一方面是由于技術(shù)的進(jìn)步，另一方面也源于需求的推動(dòng)。實(shí)際上反映的是人的需求的不斷外延。需求在進(jìn)步，設(shè)計(jì)手段和方法卻依然落后，這是非常不合理的。

　　1.建筑設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法的發(fā)展歷程

　　建筑設(shè)計(jì)某種意義上可以看成是一個(gè)對(duì)話的過(guò)程。在人、設(shè)施(建筑)、環(huán)境這一體系中，設(shè)計(jì)師究竟扮演著什么樣的角色?決定設(shè)計(jì)成果的又是什么?這其中，既包括了設(shè)計(jì)師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和喜好，更重要的是人的需求以及文化、藝術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和科技等因素的影響。建筑更像是長(zhǎng)遠(yuǎn)需求和現(xiàn)實(shí)條件碰撞的產(chǎn)物。

　　沒(méi)有計(jì)算機(jī)或者計(jì)算機(jī)技術(shù)不發(fā)達(dá)的年代。設(shè)計(jì)師是通過(guò)手繪來(lái)完成設(shè)計(jì)的。最后的成果是一張張紙質(zhì)的藍(lán)圖。這在面對(duì)功能和造型比較簡(jiǎn)單的建筑時(shí)或者建筑雖然復(fù)雜但設(shè)計(jì)總需求量小時(shí)間要求不高時(shí)問(wèn)題不大。但是隨著工業(yè)革命的興起，機(jī)器逐漸取代了手工業(yè)。各行各業(yè)的生產(chǎn)效率極大提高。這時(shí)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)模式已經(jīng)越來(lái)越不能適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的要求。

　　二戰(zhàn)期間軍事計(jì)算的要求催生了電子計(jì)算機(jī)。隨著戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)束，電子計(jì)算機(jī)又被應(yīng)用于民用領(lǐng)域以應(yīng)對(duì)高速發(fā)展的需求。20世紀(jì)60年代，建筑電訊派的“插入城市”“行走城市”、建筑機(jī)器組的“建筑機(jī)器”等的設(shè)計(jì)理念和思想反映了設(shè)計(jì)師們對(duì)當(dāng)時(shí)各種社會(huì)和建筑問(wèn)題的思考。古老的建筑學(xué)與新興的計(jì)算機(jī)科學(xué)所面臨的問(wèn)題是相似的，某些理念也相互影響。到了20世紀(jì)70年代，基于對(duì)城市和建筑等一系列問(wèn)題的不斷思考和研究，比爾·希列爾提出了空間句法的概念，亞歷山大提出了建筑模式語(yǔ)言的理論[1]等。這些都反映了當(dāng)時(shí)的建筑師們?cè)噲D借助計(jì)算技術(shù)和人工智能技術(shù)來(lái)解決日益復(fù)雜的城市和建筑問(wèn)題的努力。正是這些需求的發(fā)展推動(dòng)著技術(shù)的不斷進(jìn)步。如今空間句法已形成一套完整的理論體系、成熟的方法論，并出現(xiàn)了以其理論為指導(dǎo)的分析軟件[2]。如CPlan發(fā)布的基于空間句法的城市生成軟件DeCodingSpaces Toolbox for Grasshopper。此外，還有Depthmap、Axwoman等城市規(guī)劃方面的軟件。這些軟件是人工智能在城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的初級(jí)應(yīng)用形態(tài)，部分具備了判斷、推理和決策的功能。可見，利用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)改革傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)方法一直是設(shè)計(jì)師的探索方向。

　　20世紀(jì)80年代，計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域圖形軟件的出現(xiàn)，進(jìn)而又?jǐn)U展到建筑領(lǐng)域并推動(dòng)著建筑設(shè)計(jì)和制圖方式逐漸發(fā)生了變化。其中較早普遍應(yīng)用的軟件是二維圖形化軟件如AutoCAD等。1975年，查克·伊士曼借鑒制造業(yè)的產(chǎn)品信息模型，首次提出了BIM的概念。而BIM技術(shù)的興起，以及Revit、ArchiCAD等三維模型軟件的出現(xiàn)又進(jìn)一步推動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)方式的變化。然而，盡管這些三維軟件的應(yīng)用只是起到輔助設(shè)計(jì)的作用，其集成的信息所導(dǎo)致的復(fù)雜程度已經(jīng)超出了相當(dāng)一部分傳統(tǒng)從業(yè)者(包括設(shè)計(jì)師、施工方、甲方等)所能駕馭的范疇。因此，AutoCAD目前依舊是建筑設(shè)計(jì)公司的主流設(shè)計(jì)軟件。

　　Revit、ArchiCAD等BIM軟件在推行十幾年后仍然未能得到普及。作為正向設(shè)計(jì)僅被用于某些復(fù)雜的公共建筑、綠色建筑和裝配式建筑中。以及在二維軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)的日照、采光、結(jié)構(gòu)計(jì)算等建筑技術(shù)分析中。其余都只是起到施工圖完成后的翻模作用。從2D到3D+的鴻溝為什么如此巨大難以跨越?軟件自身的完善性和易操作性不夠好是一個(gè)原因，另一方面也非常重要，那就是建筑業(yè)各環(huán)節(jié)對(duì)設(shè)計(jì)成果交付方式的需求止步不前。

　　2D軟件可以通過(guò)打印機(jī)直接輸出最終的藍(lán)圖，對(duì)于不復(fù)雜的項(xiàng)目，效率非常高，施工方使用也比較方便。但對(duì)于復(fù)雜的建筑如商業(yè)綜合體、地庫(kù)、體育館或者是博物館等，如果僅僅采用二維藍(lán)圖交付的話，無(wú)論是設(shè)計(jì)還是施工都非常不方便，而且也很容易出錯(cuò)，導(dǎo)致大量的變更和返工情況，效率下去了，成本提高了。這時(shí)，利用BIM技術(shù)交付成果成為了一個(gè)必然的選擇。BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的推行如此不易，而相關(guān)技術(shù)在其它行業(yè)和領(lǐng)域的發(fā)展又是日新月異，這就逼的政府部門不斷出臺(tái)相關(guān)政策，來(lái)鼓勵(lì)和促使建筑設(shè)計(jì)公司進(jìn)行改革。近年來(lái)，不少地方相繼出臺(tái)了BIM審圖相關(guān)政策要求，再加上原有的BIM相關(guān)政策也陸續(xù)進(jìn)入實(shí)施期，使得外部對(duì)交付成果的要求逐漸發(fā)生變化，這將在一定程度上促使建筑設(shè)計(jì)企業(yè)轉(zhuǎn)變觀念，開始注重BIM技術(shù)的應(yīng)用。

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