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【摘要】人工智能技術(shù)已經(jīng)初步運用于場地設(shè)計、建筑設(shè)計之中，并在實際的項目設(shè)計流程中逐漸發(fā)揮作用，它能夠簡化設(shè)計流程、提高設(shè)計效率。利用人工智能技術(shù)完成建筑設(shè)計工作將成為未來建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢。論文以人工智能建筑師“小庫xkool”為例，介紹了“小庫xkool”軟件參與建筑設(shè)計的過程，對人工智能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用做了初步探討。

【關(guān)鍵詞】人工智能；建筑設(shè)計；實踐應(yīng)用；場地設(shè)計

1引言

近年來，伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人工智能的應(yīng)用無處不在，包含金融、影像、自動駕駛、醫(yī)療等各個領(lǐng)域，使得諸多行業(yè)能夠簡化工作流程、降低投入、加快工作效率，為行業(yè)的健康發(fā)展帶來深遠的影響。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，人工智能也開始應(yīng)用于建筑設(shè)計、場地設(shè)計之中，“小庫xkool”就是將人工智能技術(shù)運用到建筑設(shè)計中的開始[1]。本文以“小庫xkool”人工智能建筑師為例，探討人工智能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用。

2人工智能建筑設(shè)計軟件簡述

人工智能不同于單一的自動化，其根本區(qū)別就是前者會通過深度學習算法，從大量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)中提取出具有規(guī)律性和特征性的屬性，掌握它們的共性和關(guān)聯(lián)規(guī)則，并做出總結(jié)歸納。當對這些數(shù)據(jù)的規(guī)則掌握到一定程度后，對后期輸入的信息能做出準確的判斷。與傳統(tǒng)的自動化判斷方法相比，自動化是判斷輸入端的數(shù)據(jù)是否滿足人為設(shè)置的條件，并將結(jié)果呈現(xiàn)在輸出端。人工智能算法對信息的分析則要通過大量數(shù)據(jù)的訓練，經(jīng)過自我學習，才能建立數(shù)學模型，具備分析不同場景的能力。與傳統(tǒng)的建筑設(shè)計業(yè)相比，有人工智能技術(shù)加持的建筑設(shè)計行業(yè)，帶來的將是前所未有的高效率工作環(huán)境。人工智能算法通過判斷不同場景，在建筑師輸入場地、容積率需求等經(jīng)濟技術(shù)指標后，軟件通過運算在最短時間給出推薦的樓型組合，不同參數(shù)之間高效協(xié)同，大大提高了設(shè)計效率。實時呈現(xiàn)，所見即所得。并且能夠再次排查設(shè)計項目中的錯誤，如日照需求、規(guī)范要求，等等。另外，人工智能設(shè)計平臺能夠在每一個過程中給出方案的分析結(jié)果，生成方案報告[2]。

3“小庫xkool”的功能介紹

用大數(shù)據(jù)來解決建筑設(shè)計問題在行業(yè)內(nèi)尚存爭議，但有人工智能算法加持，智能建筑師能夠判斷建筑方案實際的場景和需求，以大數(shù)據(jù)作為方案評估的基礎(chǔ)，多角度為設(shè)計師推薦最佳的方案選型，可以最大化場地的商業(yè)價值?！靶靫kool”的原型“云端SaaS系統(tǒng)”就是能夠幫助建筑師在輸入場地信息后，快速生成多個方案的產(chǎn)品[3]。人工智能建筑師“小庫xkool”將大數(shù)據(jù)、云技術(shù)、人工智能等多種科技界領(lǐng)先的技術(shù)運用在實際建筑設(shè)計中，建筑師只需要一臺能夠聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，就能通過設(shè)計平臺完成場地設(shè)計、建筑選型等前期工作。不同建筑師之間互相合作，也能獲得實時的修改反饋。

4“小庫xkool”在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

設(shè)計師通過“小庫xkool”人工智能設(shè)計平臺，導入場地信息。首先輸入基地指標，如是否嚴格日照、考慮山地,基地總面積以及容積率需求，如圖1所示，此時人工智能建筑師在后臺會評估場地，分析場地周邊的功能以及商業(yè)價值，同時能夠考慮周邊日照影響。圖1用地指標設(shè)置面板在這個過程中，建筑師無須上傳場地CAD文件，只在平臺中圈出基地范圍，周邊環(huán)境和其他信息都會同步考慮在內(nèi)。接著輸入功能戶型比的配置參數(shù)，如建筑限高、密度、綠地率、車位配比、功能配比（住宅、商業(yè)、辦公）等，再搭配場地內(nèi)的樓型組合。輸入每個樓型的單位造價，生成方案，即可在幾種強排方案中選擇滿足建筑師需求，同時將利潤最大化的設(shè)計產(chǎn)品，如圖2所示。圖2功能戶型比設(shè)置面板此時，“小庫xkool”能夠迅速提供方案的經(jīng)濟技術(shù)指標，給出不同方案的評價。建筑師可以直接生成智能PPT用于項目匯報，其中包含場地分析和項目分析等，如圖3所示。從目前來看，“小庫xkool”能夠代替建筑師完成住宅方案的強排工作。考慮到規(guī)劃要求、規(guī)范限制、日照、商業(yè)熱度、交通等環(huán)境因素，在短時間內(nèi)給出幾種場地利潤最大化的方案。與Grasshopper優(yōu)化強排方案相比，“小庫xkool”在直觀性上更具優(yōu)勢，后者不僅具備更高的工作效率，也無須過高的學習成本。當前，人工智能建筑設(shè)計方式不具備創(chuàng)造建筑的理念和表現(xiàn)力，在建筑設(shè)計領(lǐng)域想讓人工智能技術(shù)和設(shè)計師一樣具備發(fā)散思維、自由創(chuàng)作的能力，還需要技術(shù)上的繼續(xù)迭代，但“小庫xkool”的誕生預(yù)示著人工智能技術(shù)正在給建筑設(shè)計行業(yè)帶來巨大的改變[4~8]。

5人工智能建筑設(shè)計的優(yōu)勢

從用地價值的評估到住宅建筑強排的階段，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計方式中存在諸多反復修改的過程。采用人工智能技術(shù)加持的智能設(shè)計方式會大大降低工作時長和設(shè)計成本，提高設(shè)計效率。建筑師只需將場地位置、容積率等參數(shù)輸入到軟件界面，通過自身的運算成果評估方案，將最佳的成果推薦給建筑師，大大地降低了前期投入的時間和人力成本。另外，智能設(shè)計方法還能夠在短時間內(nèi)生成多個方案，也保證了工作的高效性和精確性。一個方案的產(chǎn)生到落地，需要滿足政府對開發(fā)商提出的硬性指標（如建筑密度、容積率等），對開發(fā)商而言，需要將建筑的利潤最大化，每一個步驟都需要對方案反復地調(diào)整，而方案的表達和呈現(xiàn)更需要時間。運用人工智能技術(shù)的智能設(shè)計方式，在各種指標的限制下快速創(chuàng)造利潤最大化的方案，極大地改變當前行業(yè)的現(xiàn)狀，擺脫硬性指標對方案構(gòu)思和創(chuàng)意實現(xiàn)上的束縛。人工智能配合大數(shù)據(jù)，能夠精準地反映場地及周邊環(huán)境，人的行為需求和規(guī)律。通過海量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)進行整理和分析，能夠更加客觀可靠地反映場地的經(jīng)濟價值。同時，對技術(shù)指標的修改也能夠及時地反映在方案中，以更直觀的方式將方案的分析結(jié)果輸出給建筑師。另外，伴隨著云技術(shù)的應(yīng)用，智能設(shè)計方式能降低設(shè)計過程中的硬件費用，有助于控制設(shè)計成本，同時，使隨時隨地查看或修改方案成為了可能[5]。當下人工智能創(chuàng)作尚停留在強排階段，未來人工智能技術(shù)還可能學習建筑師設(shè)計手法和設(shè)計風格，引入美學創(chuàng)造。這個能力并不意味著人工智能在未來完全取代建筑師的職位，而是將建筑師的設(shè)計智慧加以歸納和總結(jié)，融合當下的邏輯風格和設(shè)計思維，以深度學習的方式理解建筑師的風格，協(xié)助建筑師完成方案創(chuàng)作。

6結(jié)語

時代的發(fā)展和人類對物質(zhì)的需求改變著建筑學領(lǐng)域需要解決的問題。當前建筑設(shè)計領(lǐng)域的矛盾，一邊是城市建設(shè)對設(shè)計行業(yè)日益增多的需求，一邊是傳統(tǒng)設(shè)計方式流程復雜、效率較慢，設(shè)計方式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代人對建筑更高的需求。目前，人工智能技術(shù)在地產(chǎn)方案中的強排階段已經(jīng)具備了應(yīng)用價值，并為后期的設(shè)計決策提供了參考依據(jù)。在人工智能產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，建筑師應(yīng)該開始了解并接受建筑領(lǐng)域人工智的能相關(guān)軟件，將其運用于輔助方案設(shè)計的過程中，脫離重復的方案修改和再優(yōu)化，使建筑師更專注于方案設(shè)計本身，創(chuàng)造建筑價值，促進行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

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作者:梁晏愷 單位:沈陽建筑大學