浅谈 AI人工智能对建筑设计的影响

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060 | ART AND DESIGN 城市设计 | URBAN DESIGN * 作者简介：姓名，吴奕锦，出生年月1995.11，民族，汉，性别，男，籍贯，天津，单位，天津中天建都市建筑设计有限公司，职位，建筑师，学历，本科，研究方向，建筑 设计。 浅谈 AI人工智能对建筑设计的影响 吴奕锦 * 天津中天建都市建筑设计有限公司，天津 300000 摘 要 ： 建筑设计是一个综合的概念，包括了许多方面的工作，比如建筑方案设计、建筑施工安装等，是一个庞大复杂的工作 系统。随着计算机技术的发展，AI人工智能技术也开始快速发展起来。而将 AI人工智能应用到建筑设计工作中，可以 辅助设计师更好地进行方案设计和方案评估，进而优化建筑功能，打造智慧建筑。基于此，文章阐述了 AI人工智能的 概念及应用优势，之后分析了其在建筑设计工作中的具体应用，并提出了几点优化措施，希望可以为相关人员提供参 考，推进建筑行业的良性发展。 关 键 词 ： AI人工智能；建筑设计；影响 中 图 分 类 号 ： TU2 文献标识码：A 文章编码：2023120114 On the Influence of AI AI on Architectural Design Wu Yijin* Tianjin Zhongtian Jianguo City Architectural Design Co., LTD. Tianjin 300000 A b s t r a c t : Architectural design is a comprehensive concept, including many aspects of work, such as architectural scheme design, architectural construction and installation, etc., is a huge and complex working system. With the development of computer technology, AI artificial intelligence technology also began to develop rapidly. The application of AI artificial intelligence to architectural design work can assist designers to better conduct scheme design and scheme evaluation, and then optimize building functions and build smart buildings. Based on this, the paper expounds the concept and application advantages of AI ARTIFICIAL intelligence, then analyzes its specific application in architectural design, and puts forward several optimization measures, hoping to provide reference for relevant personnel and promote the benign development of the construction industry. Key words : AI artificial intelligence; architectural design; influence 引言 随着科学技术的不断发展，AI人工智能已成为推动各行各业向信息化、现代化发展的重要力量。将人工智能技术应用于建筑业，可 以简化设计过程，减少设计成本，提高施工企业的经济效益。同时，人工智能技术还可以实现建筑设计的可视化、数字化和智能化，进 而极大地提升建筑设计的效率。但是，目前人工智能 AI人工智能技术在建筑设计领域的应用还很少，因此，如何使其在建筑领域的应用 优势得到更好的体现，是建筑行业从业人员必须重视的问题。 一、AI人工智能概述 （一）AI人工智能的概念 AI人工智能是一门新兴的技术，具有鲜明的时代性和实践 性。从20世纪60年代开始，经过科学家们不懈的努力，AI人工 智能技术不断地获得新的突破，并深刻地影响着社会各行业领域 的发展。AI人工智能的四大模块分别是机器智能、语言识别、图 像识别和自动处理 [1]。AI人工智能区别于其他技术，它具备深度 学习、可模拟性等特点，这也是其能够在诸多领域得到广泛应用 的重要原因。AI人工智能还具有，能够模仿、解决更多更复杂的 问题，减轻人工压力，提升各行各业的工作效率。同时，AI人工 智能的发展方向也是一个未知数，值得深入研究。目前，AI人工 智能的应用形式主要有如下几个方面：一是机器学习。机器学习 是人工智能的核心，它通过模拟人类的学习方式、方法，来持续 2023.12 | 061 提升自己的能力水平。机器学习能够通过模仿人的感觉，做出合 理的判断。机器学习的发展离不开海量的数据支持，也离不开计 算机的支持。二是深度学习。深度学习是目前人工智能研究的热 门内容，它通过模仿人体大脑神经网络的学习过程，模仿人的思 考方式，在各种复杂条件下进行决策优化。 （二）AI人工智能技术种类 一是优化算法：优化算法能够从一个特定的系统中寻找最 值，并利用函数的表达方式来寻找问题，并与梯度下降法进行配 合使用。但是，在实践中，各系统的函数表达方式有很大差别； 二是人工神经网络技术：该技术是目前最先进的人工智能技术之 一，在运用人工神经网络技术的过程中，其核心思想就是利用神 经元来进行各种管理工作的开发和调节，从而解决了建筑设计中 存在的复杂的非线性映射问题，提高整个建筑的设计水平；三是 形状语法：该技术就是利用一种特殊的几何方法，对各种2D、3D 图形进行研究，并根据用户的需求和规则，自动构建出相应的图 形；四是集群智能技术：该技术是分布式人工智能技术领域的一 个重要研究方向。在一个特定的群体中，有许多非智能体，它们 之间仅能进行简单的信息传输和处理，而在微观合作中，它们可 以从宏观上表现出复杂的智能行为，在具体的应用中可以通过群 蚁群算法和粒子算法来实现 [2]。 （三）AI人工智能的应用优势 一是能够有效地强化建筑设计效率。传统的建筑设计方法过 于依赖于设计人员的思维方式，存在着很大的局限性。AI人工智 能能够把人类的思想和计算机的超强运算能力有机地结合起来， 从而达到更好的建筑设计效果，同时也大大提高了建筑的设计效 率；二是为实现建筑设计的创新创造条件。在经济社会发展的今 天，人们对建筑的功能和形式提出了更高的要求。人工智能技术 能够为建筑设计人员提供更多的设计资源，为建筑建模带来更多 的可能性，帮助设计人员实现更具创造性的设计；三是确保了工 程设计的科学性和合理性。AI人工智能能够实现对设计的可视化， 使设计者能够借助3D模型对设计方案进行细化，并且能够根据用 户的需求和工程的具体情况，通过 AI人工智能技术在建筑设计中 的应用进行实时的补充、修正 [3]。AI人工智能技术能够直观地展 现建筑的外部形态、内部结构及荷载特征，提高建筑结构设计的 科学性与合理性。 二、AI人工智能在建筑设计中的应用 （一）全面收集与处理建筑信息 借助二维与三维的组合表达方式，可以将建筑物的属性和尺 度信息有效地传递出来，但是目前已经不能适应工业的现代化、 智能化发展的需要。但在 AI人工智能的帮助下，可以实现建筑设 计方案的模拟仿真，并以虚拟的形式展示建筑的实际情况，为项 目管理人员的工作提供重要的决策支持。在进行建筑设计的过程 中，设计人员应通过网络平台，利用计算机语言开发和人工智能 造型的方法，来建立一个更完善的建筑结构虚拟模型，提高建筑 工程设计环节的实用性和普适性，从而使建筑设计的效果得到最 大程度的保证 [4]。 （二）进行多个设计方案的比较 AI人工智能技术也可以在施工过程中，实现高效的方案比 较。在设计阶段，要根据项目的建设需求和结构的特点，制定相 应的设计方案。在建筑物的实际施工和建立建筑物的3D模型构建 过程中，方案的内容可能会有一些差异，但利用人工智能技术， 在不同的施工方案之间进行实时转换，在相同的观测点上，通过 序列比，对各种设计方法的优缺点进行比较，可以获得更经济、 更有效的设计方法，保证设计决策的水平 [5]。此外，利用 AI人工 智能技术，可以对选定的设计方案进行局部优化，保证修正后的 设计方案更符合工程建设的需要。 （三）建立专门的人机接口交互模式 将 AI人工智能技术运用到建筑的设计中，还必须有辅助的人 机接口，从而在满足工程设计目标的基础上，规划计算机程序执 行流程。在建立人机接口时，应能有效地减少用户的系统学习时 间，并根据工程设计和建造情况，对人机接口方式进行优化。当 下，专业人工接口模式可以分为两种，一种是使用者，一种是代 理者：使用者是利用 AI人工智能系统，对工程的设计进行全方位 的观察和交互操作，高效地观察和评价建筑物的三维模型；代理 者是指的当建筑设计过程中发生空间迷失时，代理人可以通过多 个角度对建筑的结构和虚拟环境进行综合评价 [6]。 （四）辅助开展建筑设计工作 目前，在建筑工程设计中，采用了 AI人工智能技术的应用 主要体现在模型构造和图形构造两个模块。模型构建模块充分利 用了智能设计软件的语言建模功能，实现了基于计算机的三维建 模。利用建筑效果图、施工图纸和数据库，实现对建筑项目施工 的整个过程的仿真和分析。AI人造模型还可以将建筑的主要布局 和内容，都显示在终端上，通过 AI人工智能语言对装置过程进行 浏览，可以将各种建筑的设计信息，在计算机平台上转换为更加 直观的几何形体，让设计人员能够对建筑的结构特性和建筑活动 的场景进行仿真。图形构造模块的作用是根据人们在观察物体的 过程中的动作特点，来优化建筑物的构造。在图形观测方面，设 定左、右环顾功能，并基于人眼的影像特性，构造独特的图形模 块，对建模的时间和成本进行进一步的控制 [7]。 三、运用 AI人工智能提升建筑设计质量的有效策略 （一）加大对 AI人工智能发展的支持力度 随着现代科学技术水平的不断提高，将人工智能技术应用到 建筑设计中已是大势所趋。AI人工智能的出现，极大地提高了建 筑设计的全面性，让整个建筑业都能朝着数字化和智能化的方向 发展。但是，人工智能的发展和突破需要一个好的环境支持。因 此，首先，政府应该制定相关的政策和制度来扶持 AI人工智能 的发展，比如为研发 AI人工智能的企业和研究单位提供足够的 经费，让他们能够更好地投入到技术研发过程中去，获得创新成 果。同时，有关院校要将人工智能技术应用于建筑设计领域作为 常规项目，并加强对人工智能技术人才的培养与教育。其次，相 062 | ART AND DESIGN 城市设计 | URBAN DESIGN 关部门应加大数据中心的建设力度，实现数据资源的合理集成。 在人工智能时代，数据信息占有举足轻重的地位，海量的数据支 撑着建筑设计工作的顺利开展 [8]。通过数据中心对建筑设计相关 数据进行存储、分析，并根据建筑工程的具体特征，提升其设计 方案的针对性，充分利用数据信息的核心功能，优化 AI人工智能 在建筑设计中的应用效果。最后，建筑企业应制定适用于建筑设 计的 AI人工智能管理体系，确定其适用方向及使用关键点，确保 其工作的顺利进行。 （二）加大 AI人工智能应用型人才培养力度 为了更好地将 AI人工智能用于建筑设计，设计人员需要对人 工智能技术有更为深入的认识，并把握其应用要点。而设计人员 对于 AI人工智能的运用能力，同样会直接关系到建筑设计的最终 质量。因此，建筑设计人员要主动地转变自己的思维方式，充分 认识信息化时代对建筑设计行业提出的新挑战，通过强化专业学 习，并有针对性地提升自身的信息技术水平，强化 AI人工智能应 用能力，以适应新时代背景下建筑设计工作需求 [9]。同时，为充 分体现 AI人工智能的使用价值，建筑设计人员应注意提高自己 的专业素质。建筑设计是一项综合性的工作，它关系到工程的最 终质量。建筑设计人员要有精益求精的工作态度和严谨的工作作 风，不忘设计初衷，从而促进建筑设计工作的不断创新。最后， 建筑企业领导应针对 AI人工智能的应用要点，对建筑设计人员进 行系统性的专业培训，促进设计人员在工作中不断更新自己的工 作理念。 （三）强化数据储存与应用的安全性 随着人工智能技术的兴起，建筑设计领域也迎来了新的发展 机遇，但在提升建筑设计质量与效率的同时，也存在着大量的数 据信息泄露风险。随着大数据技术的发展，建筑设计领域中涉及 的数据信息越来越多，但由于其中涉及的个人隐私问题，使得其 泄漏很可能会对使用者的财产和人身安全构成威胁。因此，在运 用 AI人工智能技术来改善施工质量的同时，必须对施工过程中 的数据存储和使用安全进行保障。首先，建筑企业要加强对施工 设计资料的存储和应用的有效监管，建立专门的监理小组，对施 工设计资料的存储和应用进行全面的监控，尽可能地保障施工设 计资料的使用安全。建筑企业的领导人员还要对监理人员进行培 训，同时要加强内部工作人员的信息保密意识，并制定有效的奖 惩机制，来提升企业内部员工对建筑设计信息的保密意识 [10]。其 次，建筑企业应增加对信息化工作设施的资金投入，通过对市场 的全面调研，挑选出高品质、高性价比的软硬件设备，并对杀毒 软件和防火墙进行定期的升级，提高其抵御病毒和黑客的能力。 结束语： 综上所述，将 AI人工智能技术引入到建筑设计中，对于提升 建筑设计师人员的工作效率，减少建筑设计的成本费用，保障建 筑设计的科学性和合理性都具有十分重要的作用，是提升建筑企 业核心竞争力的重要手段。AI人工智能在建筑风格、建筑结构和 建筑空间等方面具有巨大的应用价值，因此，政府部门要加强对 AI人工智能的发展扶持，建设企业也要大力培养 AI人工智能的应 用型人才，加强数据存储和应用的安全保障，推动建筑行业的稳 步发展。 参考文献： [1]刘向东．基于人工智能的建筑工程设计与应用［J］．江西建材，2023,(10):322-324. 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