建筑学学科发展报告

《2016-2017建筑学学科发展报告》（以下简称《报告》）由综合报告和 6 篇专题报告构成。共有 7 家单位60 余位学者和科技人员参与了《报告》的调研和撰写工作。

《报告》的第一部分为综合报告，包括引言、本学科我国近年的最新研究进展、本学科国内外研究进展比较和本学科发展趋势及展望。《报告》的第二至七部分为 6 篇专题报告，主题分别是“新型城镇化背景下的城市设计”、“全球化进程中的建筑文化”、“应对全球气候变化的建筑环境可持续发展”、“城乡统筹发展背景下乡村建设”、“信息化时代建筑数字技术”、“产业现代化背景下的建筑工业化”。

与往年的学科发展报告相比，本《报告》具有如下创新和特色：第一、综合报告通过系统的文献研究，立足国内、放眼世界，全面梳理了建筑学学科国内外的研究动态并对其发展趋势进行了展望；第二、基于当前建筑学学科的总体现状，精心挑选确定了 6 个专题，并与对应的社会、经济、行业的背景和热点问题有机结合，展开调研和分析，使得专题研究成果更具针对性和指导意义。第三、在注重建筑学学科社会和人文属性的同时，加强了对技术内涵的关注，结合新时代数字技术、绿色生态技术、节能环保技术的持续发展和普遍应用，将最新的技术发展动态融入综合报告和各专题报告中。

建筑学学科重大研究进展及研究成果

建筑设计与创造和革新紧密相关，随着信息数字技术的介入，其方法也处于不断变迁的状态，新的理论与系统方法不仅使其成果新颖独特，同时诠释着全新的设计理念。如今，数字技术已横向渗透到与建筑学相关的众多学科领域的科研前沿，并在各学科纵向设计进程中扮演重要角色。随着数字技术在建筑学中的深入，建筑学及其子学科均有数字技术延伸，如：方案设计阶段的生成设计；建筑结构的拓扑优化；与建筑构造相关的数字建构；建筑物理相关性能优化；建造与施工阶段的数控建造等等。以下是近期国内建筑数字技术研究取得的主要成果：

1. 数字技术的设计方法

运算化设计方法的研究，通过大量关于算法驱动的建筑模拟对建筑进行设计与优化，其研究对象包括复杂建筑空间的生成设计、建筑空间优化、建筑立面优化、结构空间优化、大型基础设施乃至城市设计、景观设计的生成与运算等。这些运算化设计的成果，有些直接指导了实际工程项目，有些则被运用到数控建造中。运算化设计方法在集成的数字程序控制下，整合逻辑算法、程序规则、建造以及施工的各阶段成果，能从时间、材料、建造及管理各层面优化资源，在设计阶段实现成本与效益的最优化。

此外，随着传感器技术的发展，交互式设计得到了长足的进步，在输入和输出方面出现了越来越多的人机交互设备。例如，手势输入设备、动作捕捉设备、激光定位系统，乃至用于脑波监测的EEG设备。在输出方面，有已经消费产品化了的虚拟现实和增强现实技术。建筑师通过手势或体感设备可以像操作实体一样操作虚拟形体，省去了将造型意向通过鼠标或画笔转化成二维图纸等中间步骤。在实践中，已有大量建筑师通过VR技术直接沉浸式地体验建成后的空间感受，实时修正自己想法和实际效果间的偏差。结合模拟算法，不仅可以还原真实，还可以获得真实环境无法提供的更多的分析数据，为设计提供数据支撑。

2. 数字技术的建造方法

当下，由于数字制造平台的加速，全世界涌现了许多通过机器人或械手臂完成预制、模块化以及定制设计来进一步提高自动化的公司。随着预制和模块化进一步融入设计和施工过程中，建筑师、工程师和承包商

掌握了更复杂的 BIM 技术以及更强的项目整合能力，这就导致预制部件并不仅仅局限于建造方面，还包括满足复杂客户所需的美学与功能兼顾的高级定制。另外，随着机器人制造工艺的进步以及相关的计算设计工具和模拟方法的发展，以机器人技术为代表的数控建造技术把设计与建造重新融合起来，使建筑的数字化与物质化获得了历史性的统一，为当今的建筑学提供了一个全新而系统化的视角来研究形式、材料、结构等建筑元素。

国内在此方面的学术研究在世界性技术变革的驱动下，近年也有了长足进步，主要体现于东南大学、同济大学、清华大学、华南理工大学及相关院校利用自动化技术在材料和建造方式上的教研探索。这些建筑院校探索的数控建造技术，已经在科研和实践层面取得了长足进步，并陆续设立了相关研究机构和课程。在机器人砌块砌筑、金属加工、木材加工等多种数控加工工艺上进行尝试，并开展了项目实践。

3. 数字技术的人性环境支撑

目前国内数字机书的人性环境支撑研究与应用主要体现在互动装置、互动建筑、互联建筑，以及由此集成的智能建筑等几方面。

互动装置指通过赋予建筑构件、元素以互动的功能来提供新的服务，产生新的空间体验，提高建筑性能。在建筑表皮、空间、结构、媒体中都有应用的案例。

互动建筑将互动技术应用于建成环境中。例如，传感器将环境信息转化成控制器的输入数据，控制器根据输入数据进行计算处理后产生执行器的输出数据，执行器根据输出数据改变自身状态，反馈到现实环境等。对应到建筑领域，环境中需要观测的不再仅仅是建筑内、外的物理环境参数，也包括建筑设备的使用状况以及建筑内部人的活动。

互联建筑，是指将建筑内的电子电器设备、传感器相互连接实现数据的交互。利用传统的总线系统，或者 WiFi 、Zigbee、无线传感网络等，设备可以随时被加入和移除网络，无需太多的依赖原有的线路基础设施。原本不具备互联功能的设备也可以通过附加上智能开关等装置加入控制系统。建筑内部设备的互联以及建筑与互联网的连接，使得建筑管理能够实现远程控制。

这些跨学科的研究正在为智能建筑的实现做前期铺垫。

来源：中国建筑学会