【摘 要】隨著科學技術的日新月異，建筑行業也處于蓬勃發展的態勢。在現代社會中，數字化設計被廣泛的應用于各行各業，本文著重對數字化設計在建筑行業中的應用以及設計模式進行探討。隨著城市化建設進程不斷加快，城市中的各種建筑如雨后春筍般涌現出來，在現代的建筑工程中，建筑結構之所以能夠呈現出各種各樣的形態和具有不同的功能，是因為建筑工程在設計過程中，運用數字化設計對建筑的外形態和建筑功能進行了精心的設計。本文通過對數字化設計的深入理解，并對建筑工程中所運應用到的數字化設計進行了詳細的探析，并針對這些設計模式提出了個人的看法，希望能夠起到拋磚引玉的效果，從而達到共同提高的目的。
【關鍵詞】數字化；建筑設計；應用
引言
在現代社會的生產過程中，數字化設計被廣泛的應用到各行業各業中。隨著社會的不斷發展，建筑行業也呈現出高速發展的態勢，在現代建筑工程中也在從各個方面應用到數字化技術。在建筑領域應用數字化技術最多的就是多媒體數字建模和建筑新型表皮等方面。本文通過對數字化建筑設計模式與應用的深入理解，并對現代建筑工程中應用較為廣泛的數字化設計模式進行了分類，本文還通過實例對數字化設計模式與應用進行分析，進而找出了現代建筑形體結構和功能呈多樣性的根本原因。
一、數字化簡介
數字化就是將許多復雜多變的信息轉變為可以度量的數字、數據，再以這些數字、數據建立起合理的數字化模型，把它們轉變為一系列二進制代碼，引入計算機內部，進行統一處理，這就是數字化的基本過程。當今時代是信息化時代，而信息的數字化也越來越為研究人員所重視。早在40年代，香農證明了采樣定理，即在一定條件下，用離散的序列可以完全代表一個連續函數。就實質而言，采樣定理為數字化技術奠定了重要基礎。
二、數字化建筑設計模式與應用
數字化作為一項新技術在現代建筑上得到了廣泛的應用，例如多媒體數字建模、建筑新型表皮的應用、以及那些利用無處不在的商業廣告、電子屏幕等裝飾下的建筑，都在無時無刻的影響著現代建筑的各個方面，這些都可以稱為是數字建筑。建筑外部形體及內部功能呈現紛繁變化的原因是由于在設計過程中運用了數字化設計中的衍生式設計、性能驅動式設計以及更高層次的一體化設計方法。這種方法能夠較為直觀地闡述現代建筑多樣形體產生的過程，可以為建筑設計人員更好地實現設計效果。
1、衍生式設計
衍生式設計是一種基于傳統算法或者說是基于傳統規則的設計過程，這些傳統規則可以由多種方法來定義。衍生式設計一般會產生兩種結果：一種是規則豐富的幾何建筑形體；另一種是自由流動的非幾何建筑形體。
1.1規格幾何式衍生
理論例子：在規則的正方形內輸入一段編碼，讓這段編碼按照一個隨機的直線漫步，經過幾次運算便生成了這種內部十分豐富的圖案，將其作為一個整體的一個面，等待所有面都運算結束后，將他們拼貼到一起，就產生了這種很豐富的“帶孔的盒子”，其結果就是規則豐富的幾何形體。同樣也是運用了這種衍生設計模式，使小型建筑在形體與造型上達到了完美平衡。
1.2自由流動式衍生
理論例子：在程序中輸入預想的建筑特定形體，然后讓這個形體按照規定的形體文法，例如旋轉、縮放等方式將其原有的形態置換，產生新的形態，這種衍生方式被稱為“置換理論”。最后形成像火焰跳動一樣形體，象征著迪拜建筑的逐漸演變和創新成果。
2、性能驅動式設計
所謂性能驅動式設計就是以性能為出發點進行設計。它最初被應用于汽車、飛機制造等領域；它涉及社會、文化到技術、經濟等諸多領域，力求確保建筑師的個人風格設計和社會的實效性、環境質量，以及建筑物本身的完整性相融合的一種數字設計方式。許多人都錯誤的把性能驅動式設計等同于可持續式設計或者“綠色設計”。其實這種觀點是錯誤的。兩者的區別在于：“可持續設計”關注的主要是建筑的“綠色環保”方面的性能，它致力于使建筑對環境的影響降低至最小；而性能驅動式設計則是令建筑本身成為一個小環境，自給自足，滿足多方面的需求。以一間實驗室的天花板作為該性能驅動的設計原本，在系統中輸入一個標準天花板的參數，對它進行日照測試，通過對日照的參數進行調整，來分析該實驗室天花板的可取目標點與缺欠目標點，當然影響室內的因素還有很多，如降水、風力等諸多條件，就需要輸入相關參數進行再運算。另外它還充分利用了太陽能，自然光和自然通風，以非常低的能耗實現了十分舒適的室內環境；再如羅杰斯設計的德國泰晤士河谷大學學術資源中心借助了這種性能驅動式設計模式，經過多次氣流分析，得到了這種流線形屋頂，以此達到了室內氣流的最佳流動效果。以上兩種就是目前在建筑設計領域中比較占主導地位數字設計模式。
3、一體化設計
一體化設計就是將衍生式設計與性能驅動式設計結合起來的一種新型設計模式，又被稱作“衍生式多重性能驅動式設計”。從理論上講，它是前兩種設計模式的簡單結合，但是從實際運算過程看，它的運算方法并不是前兩種模式相加之和。
一體化設計包括了“造型與性能的一體化”和“多重建筑系統一體化”，“造型與性能的一體化”就是既滿足造型要求又滿足功能要求；“多重建筑系統一體化”簡單的解釋就是影響建筑的制約條件有許多，例如建筑所受的風力、光照、降水等多方面條件的影響，每一個制約條件都稱為是一個系統，那么“一體化設計模式”就是設法解決多方面問題的一種設計方法。
理論上，（一體化大廈）假設一高層建筑，輸入其主要數據，例如場地長度、寬度和建筑物的幾何形態，包括它的高度、平面形狀以及核心筒大小等。“達·芬奇塔”不僅能實現能源自給自足，而且還能將多余電力供給周圍五棟相同規模建筑的用電。如果達芬奇塔建成，那么它將為數字化建筑的歷史翻開一頁新的篇章。
解析三種設計模式之后我們不難看出：衍生式設計注重的是建筑的形體設計；性能驅動式設計傾向于建筑的使用功能設計；而一體化設計更高一層次，它既注重建筑的形體同時又注重建筑的功能。
三、結論
在現代的工程建筑設計中，建筑的設計并非是建筑設計時一時的靈感，而是建筑設計師對用戶的需求進行深入分析，并且根據用戶的需求和一些其他相關因素進行綜合考慮，然后進行精確的數據計算，從而使建筑的功能和形態能夠滿足用戶的需求。數字化建筑設計的應用使建筑設計師們在進行建筑設計時的思維模式有了根本性的改變，在數字化建筑設計應用之前，建筑設計師們的創作思維通常是理性思維，而在數字化建筑設計過程中則轉變成了更加自由化的混沌思維模式。但是，數字化設計設計雖然能夠使建筑的功能更加完善和形態更加復雜，卻使建筑少了一些人文底蘊和藝術氣息，因此在現代建筑領域中，對建筑進行數字化設計時，建筑設計師必須提高自身的綜合素質，讓現代建筑富有時代氣息的同時，還應該適當的加入一些人文氣息。