数字化建筑设计的应用及变革

2024年8月9日发(作者：榻榻米图片100张)

数字化建筑设计的应用及变革

摘要：数字时代，产业数字化，数字产业化，数字技术创新应用已成为建筑

行业发展新动能。建筑行业实现数字化转型升级、科技创新，数字建筑的工程应

用与实践是发展基础。数字化建筑，立足新设计，在新时代下脱颖而出。成为建

筑行业的发展新方向。基于此，本文就数字化建筑设计的应用及变革进行简要探

讨。

关键词：数字化；建筑设计；应用；变革；

1 数字化建筑设计概述

1.1参数化

通过数字技术，区别工程类别、项目、主要建设经济指标，以工程建设标准

规范的要求，结合工程应用实践，形成数字建筑五维（BIM建筑模型）的设计参

数、造价参数、施工参数、设备参数等开展设计。

1.2 场景化

涉及部分重要建筑物或特殊功能场所的（隔）声环境、（传）热环境、（采）

光环境等物理环境性能设计，数字建筑通过BIM建筑信息模型深化应用，进行仿

真模拟其物理环境场景进行专业设计。

1.3 集成化

数字建筑主要包括（住宅套型组合）建筑使用功能、（整体式厨房或卫生间）

房间功能、（公共楼梯或电梯）使用部位、（门或窗）建筑构件、（建筑结构和

安装机电）专业施工、（规划、设计、施工、运维）建设项目全过程等集成化设

计，划分不同系列、规格和型号、标准与非标准，实施多样性选型配对组合，有

效提高数字设计使用率。

1.4 新运维

数字建筑是物理世界，也是数字世界。以智能建造过程，数字建筑建立

“数字全景态势图”，形成工程项目数字档案。即建成交付使用的数字建筑智能

运维管理“数字全景态势图”。 根据工程规模、建设标准、建筑使用功能、系

统类型、工艺管理要求等因素，选择现场控制器与中央监控管理系统，采取数字

技术措施，对建筑能耗数据管理、智能设备数据管理、智能空间数据管理、智能

车库数据管理、智能安防数据管理、智能消防应急管理等，适时动态数据统计，

实施智能监测与管控。

2 数字化建筑设计的应用及变革

2.1 新基建中的应用

2.1.1数字化

通过BIM技术深化应用，数字建筑实现建筑本体的数字表现，即数字勘察、

数字设计、数字施工、数字验收、数字运维的建筑活动全过程。建筑产品的主要

经济指标和工程设计参数、建筑施工常用数据、建筑实体质量控制标准规范规定

值或允许偏差等等，通过数据获取、采集、存储、分析、整理、共享，反映建筑

活动状态及其状态过程走势变化，是以数据形式的记录和数据信息的服务。

2.1.2 在线化

数字建筑是建筑技术的数据驱动，实现数据的图像化和可视化。通过数字技

术创新引领，（建筑信息模型）虚体建筑到实体建筑，再到各种运用场景的可视

化，实现建设工程项目全过程全时域全天候的在线监管。因此，数字建筑的在线

化，为建设工程质量安全“互联网＋监管” 的业务系统、各类监管数据，实现

跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务间互联互通、共建共享，开展“双随

机、一公开”监管、联合监管、信用监管等提供技术支撑，从而推动数字建筑建

设项目的工程质量控制、建筑施工安全规范监管、精准监管、联合监管。

2.1.3 智能化

数字建筑是建筑活动过程管理的价值创造、品质提升。通过BIM的建筑、结

构、机电、安装专业模型设计，实施数字建筑项目三维设计基础数据协同集成，

开展建筑电气、给排水、暖通、管线综合碰撞检查，建筑工程计项算量与统计，

现场三维模拟场地规划、辅助施工部署，建立BIM集成协同管理工作平台，延伸

5D（ BIM模型）平台管理范围，施工组织设计和安全验算等，贯穿建设项目全过

程的建筑活动，实现各专业无缝对接，设计施工运维管理一体化，优化建筑性能

和施工顺序，降本减耗，提质增效。

2.2 变革发展

数字时代，数据驱动，开展数字建筑工程质量安全监管，用数据说话，用数

据管理、用数据决策、用数据创新，强基固本，是新时代数字建筑业高质量发展

永恒的话题。只有强化数字引领、加快数据集成、建立数据共享、实现数据增值，

才能进一步提升数字建筑业工程质量安全治理体系和治理能力建设水平。

2.2.1 数字引领

加快工程配建5G移动通信基础设施。根据数字建筑项目工程条件，涉及移

动通信（基站或室分）机房、通信电源和管道、安装发射和接收设备的支撑设施，

应实现与建设项目（规划、设计、施工和验收）四同步，且满足防雷与接地、共

建共享的技术要求。同时，积极推广集成应用数字技术。以5G、云计算、人工智

能、区块链、大数据、物联网等数字技术，通过探索、批量应用具备人机协调、

自然交互、自主学习多功能的各种建筑机器人，以及提升各类施工机具的性能和

效率等，进一步推进数字建筑数字施工提质增效。

2.2.2 数据集成

现阶段，广泛利用RFID（电子标签）、二维码等物联网技术，实现建筑、部

品、部件从工厂专业设计、生产加工、入库、储存、调拨、出库、运输、进场验

收等全过程的智能识别、定位、跟踪、监控和管理。推广使用5G＋区块链技术，

对数字施工现场物资、工程材料实施信息化、可视化管理。以物料管理数据使用

唯一溯源标识标记，建立溯源档案库，实现每个环节更新和区块链数据和文件存

证；同时实施后台分级管理，全流程操作上链、全过程可追溯。使用智能感知设

备现场采集。通过视频监控设备、智能移动终端设备、扬尘（或噪声）在线监测

仪、气象监测传感器等采集质量监管数据、安全监管数据、现场环境监管数据和

从业人员实名制监管数据等。

2.2.3 数据共享

以数字建筑建设项目全生命周期管理为主线，立足于各类数据深度分析与建

模、多场景数据管理、咨询服务为基础，通过搭建数字建筑云平台，推动建设工

程质量安全数字监管应用场景一体化建设，实现政企联动、行业联动、多元主体

协同的新发展格局，健全完善跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的数字

项目、数字企业、数字建筑业或数字住建的建设工程质量安全数据综合管理，推

动数字建筑的创新成果转化、推广应用。

2.2.4 数据增值

建筑设备运维管理。数字建筑采用BIM建筑模型的设备数据，为建筑（电气、

给水排水、暖通空调等）设备的日常维护、检修和更换零件等，或设备损坏严重

局部或整体拆除与更换时，提供精细化维修专业技术服务。房屋建筑维修与修缮。

为保障房屋建筑正常设计使用期限内使用安全、保持和提高完好程度与使用功能，

或延长房屋建筑耐用年限，对数字建筑房屋或其地基基础、主体结构等组成部分、

承重结构构件或建筑材料，进行必要的维护、维修、拆解、翻修、再装饰时，利

用数字建筑的基础数据、过程数据等，开展修缮部位、项目、数量等现状查勘、

修缮工程设计与施工。房屋结构安全鉴定和抗震加固处理。因不可抗力的地质灾

害或地区性季节性台风袭击等，造成建筑房屋移位倾斜、建筑结构严重损害影响

安全使用等，需要进行房屋建筑结构安全等级鉴定与评估、结构抗震加固处理、

建筑增层改造时，通过采用数字建筑的地质勘察数据、基础和主体结构数据等，

进行场地、地基基础抗震鉴定与加固，房屋建筑抗震承载力和抗震措施鉴定、

（抗震加固改造、移位纠倾或增层）的方法及其方案选择、抗震设计与施工质量

评定等，提供建筑构造施工技术措施，从而保证数字建筑工程品质和结构设计正

常使用年限的安全。

结束语

综上所述，在数字化建筑设计中，通过BIM＋、互联网＋、物联网＋等数字

技术的深化应用，加强数字建筑数据集成管理、数字企业数据综合管理、数字建

筑业或数字住建政务数据服务与监管平台建设，数字建筑工程应用与实践，实现

数据可视化、管理精细化、服务精准化。

参考文献：

[1] 王清波，张洪艳.信息化加速建筑企业转型升级[J].土木建筑工程信息

技术，2010（01）：103-108.

[2] 牟海伟.数字化建筑设计的应用探讨[D].山东：青岛理工大学，2015.

[3] 张玮.数字化建筑设计的管理信息系统研究[D].陕西：西安建筑科技大

学，2019.