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摘要：随着经济的发展，我国高层建筑如雨后春笋涌现，数字化时代为建筑设计带来了前所未有的新技术。把数字技术应用在高层建筑中，对促进高层建筑的健康发展提供了技术依据。本文以高层建筑中的数字化技术应用为切入点，通过高层建筑的数字生成、数字建造、高层智能建筑以及高层建筑的数字消防四个方面来阐释数字化技术对高层建筑设计建造及其行为的影响，对人们工作和生活的方式的改变等。数字化技术只是建筑设计的手段，建筑设计不应该陷入“工具主义”的泥潭，建筑内涵才是更为重要的因素。
关键词：数字化技术；高层建筑；数字生成；数字建造；智能建筑；数字消防
Abstract: This paper take the application of digital technology in the high-rise buildings as a starting point, to promote the healthy development of high-rise buildings provide a technical basis. Described the impact of digital technology for high-rise building design and construction of their behavior, and changes to the way people work and live through the digital technology applications, digital buildings, high-rise digital buildings and high-rise building digital fire. The digital technology is only a means of architectural design, architectural design should not be caught in the quagmire of "instrumental", and building connotation is the more important factor.Key words: digital technology; high-rise buildings; number generation; digital construction; intelligent building; digital fire
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
人类社会已经步入数字化的时代，电子技术和数字化媒体的兴起与普及影响着人类社会的方方面面。而20世纪末数字化技术的发展和成就构成了建筑及其设计现状赖以存在的重要背景，推动了建筑在设计、建造和管理等各方面的发展，并使其大为改观。数字化技术在高层建筑中的应用，本文将从以下四个方面加以说明。
一、高层建筑的数字生成
传统的建筑设计中造型的推敲只能依靠模型或手绘来表现，运用空间想象力来塑造形体。计算机技术的发展日新月异，为建筑师的设计提供了更多更好的方法与手段。计算机软硬件所提供的强大运算能力赋予了建筑师操作某些造型的机会，使得这些用传统方法无法控制的造型在今天的建筑设计中得以实现。今天，新的计算机图形技术，如 NURBS 技术(不均匀有理 B 样条曲线造型系统)、三维输入设备技术等的迅速完善，又为我们带来了更自由的空间造型手段。
荷兰建筑设计小组MVRDV 经过长期与其它软件公司合作研究，陆续开发出“功能混合”(Function Mixer，图1)，“区域创造”(RegionMaker)，“气候控制器”(The Climatizer)等计算机软件系统。这些软件构成了数据景观及建筑形态存在的数字世界，他们可以在无限度的虚体空间中任意更换位置，设计师可以通过输入相应的数值与其进行交互设计，体验它真实的视觉存在。现实被看作信息的外部表现形式，现实可以被大量的数据符号所转译，这种方式脱离了建筑师的灵感，通过电脑程序对复杂结构提供更多的可能性，生成新的建筑形态。
二、高层建筑的数字建造
数控制造是高层建筑数字建造的主要技术手段。数控制造手段是由设计人员设计好包含BIM信息的文件，然后在工厂由BIM文件自动产生的数控代码通过数控机床加工构件，最后在现场根据BIM文件产生的构件安装指令通过机械或人工安装。如盖里事务所在德国杜塞多夫的新昭豪夫综合体（图2）中一栋主楼的外墙，它利用数字化模型，由三维数控铣床上切割、打然后在套模板中放置捆扎钢筋并浇注混凝土，最终形状各异的 355 块混凝土大板被运往工地拼装。三维建筑信息模型中的数据资料可被用于施工现场定位，确定每一个组装构件安放地点。一些新的数字技术如电子测量和激光定位，可以与建筑信息模型相结合，精确测定组装构件的现场位置。
数字建造技术不但运用到了建筑异形构件的加工方面，更有科学家和建筑师试图让机器人人直接参与建筑的制造过程。在美国南加利福尼亚大学的工程学教授伯劳科·克霍斯尼维斯发明了一个可喷吐混凝土，在完全无人控制的性况下建起了一段墙体的机器人。克霍斯尼维斯说:“可将它安装在一个工地建造一座房屋或一整排房屋。”他甚至还设计了一种会攀爬的机器人，可以利用它建造摩天大楼。
三、高层智能建筑
美国智能建筑学会（AIBI）对“智能建筑”的定义是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合，并达到最佳组合，所获得的高效率、高功能与高舒适的建筑。
智能建筑的发展已经并将继续呈现出多样化的特征，尤其在高层建筑及其群体建筑，智能技术体现了它拥有系统更大、结构更复杂的集成管理系统（IBMS）,能对智能广场中所有的楼宇进行全面和综合的管理。智能建筑技术覆盖了建筑的方方面面，从拥有舒适、高效的智能环境，数字化的智能技术在家庭环境中也得到了更为人性化的发展，它可以扩展到住宅内任何带有电子开关的东西。
智能建筑技术中的信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等，都在高层建筑中得到了更加广泛而具体的发展和应用。但与此同时，智能环境中网络化计算机和多媒体设备的普遍应用也为建筑师的设计工作增加了更大的复杂性。建筑师不但要了解计算机通信及多媒体环境的设计含义，更要在建筑设计的方案阶段就考虑到自动化设备机房的布局，弱电竖井的配置，吊顶、架空地板需要的层高等，对整个空间做出计划和部署。
四、数字化技术与高层建筑消防系统
由于高层建筑火灾时人员疏散困难、火灾扑救难度大的火灾特性，高层建筑在防火设计时主要考虑以自救为主，高层建筑的防火是百年大计，必须做到防患于未"燃"。随着数字化技术的发展，数字化技术在高层建筑消防领域也逐渐显示出它的优点来，上海消防在世博会时期依托计算机网络数据平台完成的高层建筑数字化灭火预案便是一个例子。
将虚拟现实技术用于消防模拟仿真，计算机防灾模拟技术可以对防火、疏散等方面进行安全性检验。比如目前的疏散仿真系统逐渐由定性向定量深化，通进计算机分析研究建筑物发生火灾后的人员疏散行为活动的因果关系，将不同人员在不同时刻的几何位置变化记录下来，同时在计算机上直接模拟显示出人员在建筑内部的疏散移动全过程，并经过分析计算出疏散时间。
正在兴起的物联网技术可应用于高层建筑消防应急救援及远程监控，为火灾救援赢得宝贵的时间，对于全面提升高层建筑公共消防安全防范能力和管理水平显得尤为重要。
结论
数字化时代的新技术为高层建筑设计带来了诸多新的可能，为建筑师在形式创新方面提供了更自由的选择，使“复杂”不再成为令人望洋兴叹的畏途。在数字化技术影响下，建筑材料形态与特性的变化使得建筑形式“无所不能”，只要能想的出，都可以建的出。智能化的高层建筑为使用的人群提供舒适的环境、便捷的管理，数字化技术对解决高层建筑消防难的问题起到了巨大的促进作用……
我们在享受数字化技术带来的方便的同时，也应注意避免陷入“数字化工具”的误区，避免数字化信息时代的无限复制导致建筑本体价值的贬值，建筑意義的缺失以及地域文化艺术的缺失。一切新的技术的应用，都会是有利有弊的，我们要积极利用它有利的一面，同时不能被技术所牵引，让数字化技术来为我们服务，建造出人性化、智能化、绿色的高层建筑。
参考文献：
[1] 俞传飞.数字化信息集成下的建筑、设计与建造.北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2] 数字化时代对建筑设计的影响; 中外建筑,2009,6:139
[3] 彭赞编译. 新世纪摩天楼的发展趋势.时代建筑.2005,4 :25
[4] 石晶. 数字化进程中建筑设计方式的发展变迁. 湖南大学硕士学位论文.2007,4 :46
[5] 任秋凌. 机器人建摩天楼. 中华建筑.2005,3:59
[6] 阎俊爱.智能建筑技术与设计.北京：清华大学出版社，2005.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：数字化技术；高层建筑；数字生成；数字建造；智能建筑；数字消防
Abstract: This paper take the application of digital technology in the high-rise buildings as a starting point, to promote the healthy development of high-rise buildings provide a technical basis. Described the impact of digital technology for high-rise building design and construction of their behavior, and changes to the way people work and live through the digital technology applications, digital buildings, high-rise digital buildings and high-rise building digital fire. The digital technology is only a means of architectural design, architectural design should not be caught in the quagmire of "instrumental", and building connotation is the more important factor.Key words: digital technology; high-rise buildings; number generation; digital construction; intelligent building; digital fire
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
人类社会已经步入数字化的时代，电子技术和数字化媒体的兴起与普及影响着人类社会的方方面面。而20世纪末数字化技术的发展和成就构成了建筑及其设计现状赖以存在的重要背景，推动了建筑在设计、建造和管理等各方面的发展，并使其大为改观。数字化技术在高层建筑中的应用，本文将从以下四个方面加以说明。
一、高层建筑的数字生成
传统的建筑设计中造型的推敲只能依靠模型或手绘来表现，运用空间想象力来塑造形体。计算机技术的发展日新月异，为建筑师的设计提供了更多更好的方法与手段。计算机软硬件所提供的强大运算能力赋予了建筑师操作某些造型的机会，使得这些用传统方法无法控制的造型在今天的建筑设计中得以实现。今天，新的计算机图形技术，如 NURBS 技术(不均匀有理 B 样条曲线造型系统)、三维输入设备技术等的迅速完善，又为我们带来了更自由的空间造型手段。
荷兰建筑设计小组MVRDV 经过长期与其它软件公司合作研究，陆续开发出“功能混合”(Function Mixer，图1)，“区域创造”(RegionMaker)，“气候控制器”(The Climatizer)等计算机软件系统。这些软件构成了数据景观及建筑形态存在的数字世界，他们可以在无限度的虚体空间中任意更换位置，设计师可以通过输入相应的数值与其进行交互设计，体验它真实的视觉存在。现实被看作信息的外部表现形式，现实可以被大量的数据符号所转译，这种方式脱离了建筑师的灵感，通过电脑程序对复杂结构提供更多的可能性，生成新的建筑形态。
二、高层建筑的数字建造
数控制造是高层建筑数字建造的主要技术手段。数控制造手段是由设计人员设计好包含BIM信息的文件，然后在工厂由BIM文件自动产生的数控代码通过数控机床加工构件，最后在现场根据BIM文件产生的构件安装指令通过机械或人工安装。如盖里事务所在德国杜塞多夫的新昭豪夫综合体（图2）中一栋主楼的外墙，它利用数字化模型，由三维数控铣床上切割、打然后在套模板中放置捆扎钢筋并浇注混凝土，最终形状各异的 355 块混凝土大板被运往工地拼装。三维建筑信息模型中的数据资料可被用于施工现场定位，确定每一个组装构件安放地点。一些新的数字技术如电子测量和激光定位，可以与建筑信息模型相结合，精确测定组装构件的现场位置。
数字建造技术不但运用到了建筑异形构件的加工方面，更有科学家和建筑师试图让机器人人直接参与建筑的制造过程。在美国南加利福尼亚大学的工程学教授伯劳科·克霍斯尼维斯发明了一个可喷吐混凝土，在完全无人控制的性况下建起了一段墙体的机器人。克霍斯尼维斯说:“可将它安装在一个工地建造一座房屋或一整排房屋。”他甚至还设计了一种会攀爬的机器人，可以利用它建造摩天大楼。
三、高层智能建筑
美国智能建筑学会（AIBI）对“智能建筑”的定义是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合，并达到最佳组合，所获得的高效率、高功能与高舒适的建筑。
智能建筑的发展已经并将继续呈现出多样化的特征，尤其在高层建筑及其群体建筑，智能技术体现了它拥有系统更大、结构更复杂的集成管理系统（IBMS）,能对智能广场中所有的楼宇进行全面和综合的管理。智能建筑技术覆盖了建筑的方方面面，从拥有舒适、高效的智能环境，数字化的智能技术在家庭环境中也得到了更为人性化的发展，它可以扩展到住宅内任何带有电子开关的东西。
智能建筑技术中的信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等，都在高层建筑中得到了更加广泛而具体的发展和应用。但与此同时，智能环境中网络化计算机和多媒体设备的普遍应用也为建筑师的设计工作增加了更大的复杂性。建筑师不但要了解计算机通信及多媒体环境的设计含义，更要在建筑设计的方案阶段就考虑到自动化设备机房的布局，弱电竖井的配置，吊顶、架空地板需要的层高等，对整个空间做出计划和部署。
四、数字化技术与高层建筑消防系统
由于高层建筑火灾时人员疏散困难、火灾扑救难度大的火灾特性，高层建筑在防火设计时主要考虑以自救为主，高层建筑的防火是百年大计，必须做到防患于未"燃"。随着数字化技术的发展，数字化技术在高层建筑消防领域也逐渐显示出它的优点来，上海消防在世博会时期依托计算机网络数据平台完成的高层建筑数字化灭火预案便是一个例子。
将虚拟现实技术用于消防模拟仿真，计算机防灾模拟技术可以对防火、疏散等方面进行安全性检验。比如目前的疏散仿真系统逐渐由定性向定量深化，通进计算机分析研究建筑物发生火灾后的人员疏散行为活动的因果关系，将不同人员在不同时刻的几何位置变化记录下来，同时在计算机上直接模拟显示出人员在建筑内部的疏散移动全过程，并经过分析计算出疏散时间。
正在兴起的物联网技术可应用于高层建筑消防应急救援及远程监控，为火灾救援赢得宝贵的时间，对于全面提升高层建筑公共消防安全防范能力和管理水平显得尤为重要。
结论
数字化时代的新技术为高层建筑设计带来了诸多新的可能，为建筑师在形式创新方面提供了更自由的选择，使“复杂”不再成为令人望洋兴叹的畏途。在数字化技术影响下，建筑材料形态与特性的变化使得建筑形式“无所不能”，只要能想的出，都可以建的出。智能化的高层建筑为使用的人群提供舒适的环境、便捷的管理，数字化技术对解决高层建筑消防难的问题起到了巨大的促进作用……
我们在享受数字化技术带来的方便的同时，也应注意避免陷入“数字化工具”的误区，避免数字化信息时代的无限复制导致建筑本体价值的贬值，建筑意義的缺失以及地域文化艺术的缺失。一切新的技术的应用，都会是有利有弊的，我们要积极利用它有利的一面，同时不能被技术所牵引，让数字化技术来为我们服务，建造出人性化、智能化、绿色的高层建筑。
参考文献：
[1] 俞传飞.数字化信息集成下的建筑、设计与建造.北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2] 数字化时代对建筑设计的影响; 中外建筑,2009,6:139
[3] 彭赞编译. 新世纪摩天楼的发展趋势.时代建筑.2005,4 :25
[4] 石晶. 数字化进程中建筑设计方式的发展变迁. 湖南大学硕士学位论文.2007,4 :46
[5] 任秋凌. 机器人建摩天楼. 中华建筑.2005,3:59
[6] 阎俊爱.智能建筑技术与设计.北京：清华大学出版社，2005.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。