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摘要：将数字化技术应用到建筑设计中，并对应用效果进行分析。在建筑设计中应用数字化技术，能够实现设计可视化、效率提升与可持续。为确保建筑设计的可靠性，设计人员应当结合实际情况选择相应的数字化技术类型，建筑设计中常用的数字化技术类型包括BIM、VR、AR、DT、预测模型。X项目将数字化技术应用到建筑设计中，对项目建筑开展体形设计、围护结构保温隔热设计、场地设计等，实现建筑设计的进一步优化，展现突出的应用效果。

关键词：建筑设计；数字化技术；优化

引言：数字化技术在建筑设计中拥有越来越重要的作用，在建筑设计中应用数字化技术成为主流趋势。数字化技术在转变建筑设计方式的同时，还提升了建筑设计的效率。在数字化技术的支持下，建筑设计水平得到全方位提升，同时能够降低建筑能耗、为使用者带来更为理想的体验。

1建筑设计中应用数字化技术的影响

1.1设计可视化

传统的建筑设计方式以手绘为主，难以将建筑设计的各项细节呈现出来，将数字化技术应用到建筑设计中，能够使建筑设计更加灵活，通过不同角度将建筑设计结果可视化呈现出来，使建筑设计更加直观。

1.2效率提升与可持续

手绘建筑设计的方式需要耗费大量的时间，运用数字化技术能够实现快速、精准建筑设计，并自动输出平面图、剖面图、立面图等不同类型的建筑设计图，使建筑设计效率得到提升[1]。传统的建筑设计方式难以对建筑能耗、环境进行分析，而运用数字化技术进行建筑设计能够实现对建筑能耗、材料利用率的评估，为建筑设计实现能源可持续利用、资源可持续利用提供支持。

2建筑设计中数字化技术的类型

2.1BIM

建筑信息模型（BIM）作为一种前沿的数字化技术在建筑设计领域得到广泛的应用，在建筑设计中应用BIM可构建设计模型、施工模型、运营模型，实现对建筑的统一管理，并在设计阶段确定建筑全生命周期工作要点，并结合实际情况适当更新信息。将BIM应用到建筑设计中，能够展示几何信息、时间信息、成本信息、运营管理信息，实现信息共享，所有建筑设计参与者均能够通过同一BIM平台进行交流、协作。建筑设计人员通过BIM对建筑进行复杂场景模拟与优化，实现设计方案质量、可行性的有效提升。

2.2虚拟现实与增强现实

虚拟现实（VR）和增强现实（AR）作为前沿的数字化技术，能够带来交互式、沉浸式体验。将VR、AR应用于建筑设计中，使设计人员在沉浸式三维空间中直观地看到设计方案所呈现的效果，并在此基础上对建筑设计方案进行评估、调整。在建筑设计中应用AR，能够在现实的建筑设计环境基础上对虚拟信息进行叠加，使建筑设计人员接收反馈信息，同时使建筑设计人员的信息感知能力增强，为精准定位、调整建筑设计元素提供支持，在提升建筑设计效率的同时降低建筑设计失误率，使建筑设计整体效率得到提升[2]。

2.3数字孪生技术

将数字孪生技术（DT）应用到建筑设计当中，能够实现实时数据模拟、建筑模型数字化映射，在设计阶段实现建筑全生命周期管理与运营效率的提升。建筑设计人员使用与数字孪生技术配套的设备对实时数据进行收集，确保数字孪生技术、建筑模型更新同步，对建筑的综合性能予以实时监控[3]。建筑设计中运用数字孪生技术的同时，还可结合实际情况使用大数据技术、机器学习技术，对建筑后续运营过程中潜在的问题进行优化。

2.4预测模型

将预测模型应用到建筑设计中，在时间序列分析、回归分析、深度学习算法的支持下，实现对建筑运行数据的训练、优化处理，回归神经网络（RNN）模型是现阶段被广泛应用于建筑设计中的一种预测模型。

在时间进一步的支持下通过RNN实现递归计算，能够明确时间序列数据当中的依赖关系，建筑设计人员可将这种依赖关系应用于建筑能耗趋势变化当中。建筑设计人员对RNN进行训练、优化，可在建筑历史运行数据的支持下实现对未来建筑能耗的预测，为建筑设计人员调整建筑运营与改进能耗提供支持。

3建筑设计中数字化技术的应用与效果——以X项目为例

3.1项目概况

X项目为住宅群项目，总建筑面积10万m2，包括多层住宅、高层住宅。X项目建筑立面为转角弧线曲面设计形式，在柔和曲线的作用下打破传统建筑线条的设计方式。X项目建筑主色调为米白色、香槟色，配合适量的深灰色，以此衬托出典雅的氛围。

3.2数字化技术应用

3.2.1体形设计

（1）体形系数

体形系数与建筑能耗存在直接关系，二者之间为正比关系，表现为体形系数越小、建筑能耗越低。尽管减小建筑体形系数有助于控制建筑能耗，但是建筑体形系数过小会对设计效果造成影响[4]。

（2）建筑层高、层数和体形系数间的关系

X项目不同高度的建筑层高不同，具体包括2.8m、2.9m、3.0m、3.1m。X 项目建筑设计人员根据建筑限高、层数的不同，对建筑体形系数进行分析。表1所示为X项目建筑层高、层数和体形系数间存在的关系。

通过对表1进行分析发现，X项目建筑体形系数会伴随层高的增加而减小，而建筑限高越小则刚性越大、安全性越高。X项目建筑设计人员结合建造成本、室内空间、结构安全等因素，在合理范围内适当增加建筑层数，实现对建筑体形系数的控制，为建筑节能提供支持。

（3）空间尺寸

建筑内部空间是建筑设计过程中的基本元素，实际设计过程中应当结合建筑使用要求的差异对建筑空间尺寸、面积等参数进行调整。X项目建筑设计人员对不同建筑空间的尺寸参数进行整理。表2所示为X项目建筑空间的尺寸参数。

（4）窗墙比

建筑外窗的热功能性不如墙体、屋面，会对建筑能耗造成影响。X项目建筑设计人员运用Designbuilder模拟分析建筑能耗与建筑东、西、南、北外窗朝向、窗墙之间的关系。

通过对比进行分析发现，西向窗墙比的提升影响建筑单位面积能耗较为明显，而增加建筑东向窗墙比影响单位面积能耗相对较小，相应的增加建筑南北窗墙比与增加东向窗墙比对单位面积能耗的影响相当。为最大限度上降低窗墙比对建筑能耗的影响，X项目建筑设计人员应当对西向窗墙比进行控制、缩小南北向窗墙比。

3.2.2围护结构保温隔热

（1）外墙

外墙保温隔热形式包括外墙外保温、外墙内保温、外墙夹芯保温、外墙自保温。X项目设计人员分析了不同类型的外墙保温材料，包括EPS（聚苯乙烯）板、保温岩棉板、XPS（挤塑聚苯乙烯）板、聚氨酯保温板，分析材料最大厚度110mm、最小厚度50mm。表3所示为不同保温材料与厚度对建筑能耗的影响。

通过对表3数据进行分析发现，在材料厚度恒定的情况下，在建筑设计中使用保温岩棉板能够在一定程度上降低建筑的单位能耗面积[5]。建筑单位面积能耗与保温层厚度成反比，表现为保温层厚度越大、建筑单位面积能耗越低，当保温层的厚度继续增加，对建筑能耗变化的影响越小。X项目建筑设计人员经过综合分析，最终确定建筑保温材料厚度90mm。

（2）屋面

常用的屋面保温隔热方式包括正置屋面、倒置屋面、通风屋面、种植屋面，不同的方式拥有不同的特点，表4所示为屋面保温隔热常见做法与特点。

X项目建筑设计人员经过对比分析发现，倒置屋面适用于本项目建筑，配合使用XPS板与保温岩棉作为保温材料。

（3）门窗

X项目建筑设计人员要求门窗具有良好的热工性能、良好的采光性、通风性、通风性、隔音性，虽然门窗传热系数超过墙体、面积小于墙体，但是门窗热损失超过墙体，鉴于此X项目建筑设计人员需要对外墙进行节能处理，现阶段常用的外窗节能方式包括塑钢窗、玻璃钢窗、断桥铝合金窗。X项目建筑设计人员将各类型外窗节能方式进行对比，在此基础上选择合适的门窗。表5所示为不同类型外窗节能方式优缺点对比。

X项目建筑设计人员结合实际情况，最终确定使用断桥铝合金窗。

3.2.3方案优化

X项目建筑设计人员在选定方案的基础上进行优化设计。

（1）场地设计

X项目建筑最佳朝向角度为西偏南30°，在未进行优化前建筑受到道路的影响，其朝向为南偏西26°，在合理朝向范围内接受最佳朝向，因此设计人员未进行调整。X项目建筑设计人员经过实地调研分析发现，尽管建筑间距与日照要求相符，但是周边植物的遮挡对建筑采光造成影响。X项目建筑设计人员通过对植物进行合理搭配，最大限度上降低植物遮挡对建筑采光造成的负面影响。

（2）单体设计

①建筑体形。X项目建筑设计在未进行优化前，建筑体形系数较大，不符合项目规范要求。建筑人员为确保建筑体形系数符合要求，通过减少建筑的长宽比使建筑体形凹凸，将多余的装饰构件去除以此达到降低建筑体形系数的效果。在未进行优化前，X项目建筑层高2.9m，不仅保证体系性系数合理性，还最大限度上降低建筑能耗水平，因此不进行调整[6]。

②风环境

X项目建筑设计人员使用 Ecotect软件对建筑所在环境与主导风向的关系进行分析，分析发现当建筑物与主导风向为垂直关系时，相应的建筑迎风面与背风面存在较大的压差，此时建筑内部通风效果理想。建筑内部气流过大的情况下，相应的热损失也变大、建筑迎风面夹角位置风速大，使室内外风环境不舒适。建筑与主导风向平行的状态下，建筑内部通风效果较差，迎风面形成高速风区，从而使建筑周边风环境受到影响。对此X项目设计人员应当最大限度上减小迎风面与主导风向间的夹角[7]。

X项目建筑未进行优化前为板式住宅，南北方向拥有理想的通透性，流过的气流能够形成穿堂风。当门窗位置相对且位于门的一侧的情况下，窗位于中间房间拥有理想的通风效果。X项目建筑设计人员结合实际情况优化门窗位置关系，以此使房间拥有理想的对流通风效果。

③光环境

X项目建筑设计人员对户型空间组合进行优化，最大限度上降低阳台对主要使用空间的采光遮挡， 让主要使用空间与外开窗直接相对，同时使阳台与主要使用空间的窗洞面积增加，以此达到提升透光量的效果。

④热环境

设计人员确定外墙保温材料为厚度为90mm的高温岩棉板，强化分户墙、楼梯间隔墙、分户楼板的保温效果。屋面做法为倒置屋面，南北窗为5+15Ar+5中空玻璃、东西窗为 LOW-E 玻璃，采用断桥铝合金窗框。表6所示为X项目建筑优化后做法。

（3）细部设计

①遮阳设计

X项目建筑设计人员为建筑南窗、东西窗安装百叶，其中南窗百叶的叶片宽度200m、间距300mm，东西窗百叶的叶片宽度350mm、叶片间距200mm。

②无障碍设计

设计人员选择在建筑的单元门入口、楼梯间等公共区域配备无障碍坡道、扶手，无障碍坡道、扶手与场外的公共绿地、道路共同组成无障碍步道系统。

3.3数字化技术应用效果

3.3.1热环境

（1）能耗

表7所示为 X项目建筑经过优化后热工指标与现行规范相关要求比较。

通过对表7分析发现，X项目建筑经过优化后热工参数与现行规范相关要求相符，围护结构传热系数相比现行规范相关要求更佳，全年热负荷最大值、全年冷负荷最大值、耗热量指标明显减少。

（2）热舒适

通过对比进行分析发现，X项目建筑经过优化后，室内温度处于平稳状态，室外温度变化幅度大的情况下，室内温度波动幅度较小，采暖室内温度可控制在20°，室内全年湿度最大70%、最小40%。

结束语

建筑设计人员以实际情况为依据选择恰当的数字化技术开展设计工作。建筑设计过程中运用数字化技术对相关数据进行分析，并根据分析结果制定设计方案，

使建筑各项参数在数字化技术的支持下均符合现行规范相关要求，在提升建筑质量的同时，为使用者带来更为理想的体验感。

参考文献

[1]马艺华，张启菊，王佳彤，等.数字化技术在建筑空间沉浸式叙事设计中的应用[J].四川水泥，2025，（01）：84-86+93.

[2]樊飞.BIM技术在建筑幕墙数字化设计与施工上的增效与创新[J].中国科技论文在线精品论文，2024，17（04）：429-434.

[3]陈政，甘丞.基于BIM的多元数字化协同技术赋能建筑设计发展[J].有色金属设计，2024，51（04）：83-86.

[4]薛瑞星.数字化技术在建筑室内装饰设计中的应用研究[J].中国建筑装饰装修，2024，（20）：73-75.

[5]宋政桦.基于数字化技术的建筑室内装饰设计方法研究[J].中国建筑装饰装修，2024，（20）：97-99.

[6]蔡宇凌，杨署，沈新为.大型既有建筑改造设计的数字化技术路径探索[J].土木建筑工程信息技术，2024，16（05）：131-135.

[7]邱小玲，龚芸.数字化技术在房屋建筑设计过程中的应用研究[J].佛山陶瓷，2024，34（10）：60-62.