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建筑师如何使用人工智能建筑师?(内含福利)

建筑师的英文是architect,可被拆解为三个部分,“Arch”是建筑的“拱”,英文词根中代表“最高、最强、最大”;中间是“I”,就是“我”;最后是“Tect”,意思是“技术工具”。建筑师这一身份的源起,正是被冠以“以我为主观意识,通过技术工具来做最强的建造”的意义。

时间长河中,建筑师所追求的目标“Arch”,主观观点的“I”以及实现的技术工具“Tect”随着时代和社会环境的大背景的变化而变化,但三要素的内涵以及相互的协同关系并未发生实质性的改变。

在过去的二三十年间,前沿科技加速变革,建筑师们也在尝试发明和重构用于建筑设计与建造的新“技术”工具,努力追上信息化的时代列车。随着人工智能、大数据、云计算等新一轮技术浪潮到来,时代更加坚定地迈向数字化与智能化,“Arch”“I”“Tect”三者的定义与关系必须发生改变,才有可能让建筑师真正打破过往生产关系的约束。

建筑师的“I”不再是设计与建造的唯一主体,而将“I”与“Tect”二者充分结合,产生由人与机器智能相融的复合意识,去影响我们的目的地“Arch”。建筑师的思维方法与设计流程正在转变,集体合作的范式为建筑师带来新的职业模式。

这种主体的转变,区别是什么?
建筑师个体决策vs人与计算机共同决策的区别。

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由 Built Horizons

尼古拉斯·尼葛洛庞帝(Nicholas Negroponte)的《建筑机器》(The Architecture Machine)一书中提到,机器设计助手应该能够使当前的工序自动化,将兼容的工序转换为设计,并迭代计算设计数据。毫无疑问,CAD、BIM、参数化等数字工具,在某种程度上达到设计助手的标准,可以跟从建筑师的操作完成符合建筑师主观观点的设计。

而更高阶的人工智能工具带来的则是基于数据的全新工作方法:根据亿万级的海量数据及案例,构建机器学习模型,拟合设计规则,将经过训练的模型应用于新设计的生成中,并基于训练结果及反馈持续优化决策模型,不断帮助建筑师根据规则与约束穷尽可能性从而做出最优决策。

在我们提到建筑智能时,作为该领域的先行者的小库科技是一个绕不开的名字。最初,小库通过一款智能强排工具引起业内关注,在其最近的产品发布会中,ArchDaily发现小库的智能设计能力早已从单一地块延伸到单体空间、城市规划,从对开发型住宅的单项研究延伸到公建、产城、商业等其他业态中。除智能设计产品之外,更逐步发展出了地产解决方案、智能装配设计等产业链上下游业务线。

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Courtesy of XKool

小库所呈现出的发展态势,让我们看到了建筑+AI背后的逻辑,即“数模规一体化”,将图形驱动变为数据驱动,以ABC(AI-driven BIM on Cloud 云端智能建筑信息模型)模式为底层语言,有效串联起设计工作流程的各个环节,打通数据墙,覆盖产业全周期,实现信息有效共享与联动。

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Courtesy of XKool

使设计变成可描述的、可控的、可优化的过程,这无疑会给设计行业带来新的突破口。下面我们将详细介绍两款具有代表性的智能应用——轻量化的城市设计工具X-UrbanTool和小库核心产品小库设计云XKool Design Cloud,一起来了解小库AI可以做什么,并探讨在智能+的基础上,建筑师可以做什么。

01 城市设计生成工具 X-UrbanTool 

X-Urban Tool,是小库全新推出的一款支持极速生成和评估海量级城市规划设计方案的云端应用。它集合了小库的大数据分析、AI设计生成、空间性能模拟等能力,依托城市规划逻辑和优化生成算法,实现多专业、多模块、多维度联动的全息数智规划。通过提供一种更为高效、客观、一站式的轻量化解决方案,将建筑师们从重复性的拉体块操作和经验性的人工测算中解放出来。

以下是小库利用X-Urban Tool ,为重庆某地块设计的城市更新改造方案。

首先,将地块(*.3dm)格式文件上传,标出红线范围。

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Courtesy of XKool

接着,设置全局指标参数(如建筑密度、容积率、绿化率、建筑限高、建筑层高等),绘制意向规划轴线,设置分区与立面模式,即可生成带立面效果深度的城市设计方案和方案三维模型(*.3dm)格式文件。

建筑师可通过动态交互实时查看设计方案的量化统计分析,如城市尺度的轴线分析、建筑密度/容积率分析、亲水性分析等,以及建筑组团的功能分布、屋顶绿化分布、交通盒分布等,为多方案的横向比较与推敲提供量化评估与理论依据。

优势一:极速性·全流程
<5分钟,完成从方案生成到分析出图及多方案比较推敲的全设计流程,在有限的时间内大大提升了产出效率和成果的多样性。

优势二:智能化·客观性
不用担心生成僵化、千篇一律的城市“模板”,X-Urban Tool 充分结合建筑师的设计理念与意图,综合量化和评估规划条件中的优势地形条件和景观、交通资源,多维度考虑城市特征和最优价值取向,例如滨水区块的强亲水性、丰富的天际线以及和规划轴线协同的高密度城市CBD等等。

02 小库设计云 XKool Design Cloud

小库设计云是小库的核心产品,从2017年6月内测版发布以来,一直在持续迭代升级。小库将设计云定位为给建筑设计端打造的云端一站式智能设计产品,致力于打造一款国产智能建筑设计软件

小库认为设计是一个从宏观到中观再到微观、从高维到低维不断细化的过程,因此智能设计也应该遵循正向设计的逻辑,即从概念到方案到施工图、从规划到单体再到细部,而这也构成了小库设计云产品规划的三个阶段。小库从最宏观尺度的规划场景切入,目前已经完成了各阶段可共用的底层架构搭建,进入到单体尺度,并在正持续推进细部尺度的研发。

在具体操作层面,小库设计云将建筑师传统工作模式中的24个复杂流程归纳为调-做-改-核-协-出6道简化工序,集成数据文件调用分析、AI辅助做合规设计、智能辅助云端修改、方案实时校验审核、设计成果多方协同、多种格式文件出图六大能力,包含智能规划智能单体以及彩总智图三大功能模块。

下面让我们跟随一个前期概念方案的产出,来感受小库设计云的“智能设计力”。

#1 项目分析

拿到项目的基础资料后,在地图上圈出红线范围或直接上传红线文件,即可快速获取项目周边可视化数据模型,以及周边业态、房价、商业及人流数据等全面信息。

支持一键输出包含省市区卫星图、区位分析图、周边资源分析图等前期分析图的PPT文件,辅助进行项目汇报。

亮点:快速获取项目周边基础数据,同时可输出地块分析PPT文件,大大缩短实地考察、网络搜索、地块研究等前期工作的用时,可快速对项目周边情况进行了解、判断土地价值。

#2 规划设计

将项目CAD文件整理红线和退线后导入,输入建筑面积、容积率、建筑密度等用地条件指标,即可自动匹配所在城市的规范和日照核验要求,并提供两种规划方案的生成方式——全局生成和闪电草图。

全局生成
全局生成模式下,小库设计云将通过指定的设计条件自动生成排布方案。小库楼型库有大量楼型素材可以选择,建筑师可通过梯户、高度、地区等多种条件精准筛选出最合适的楼型,也可以自行上传CAD户型文件到小库设计云中使用。

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Courtesy of XKool

添加需要的楼型并设置对应的参数后,选择生成策略和偏好,全过程无需建筑师本人过多的想法介入,快速生成多个方案。每个方案的详细指标如容积率、户配比、楼栋数等都可以自由查看,方便比选。

闪电草图
闪电草图模式则更加以建筑师的想法为主导,建筑师可以自行绘制出不同的楼型分区,如南北分区、L型分区等,再将相应的楼型拖拽进对应的分区,即可自动生成符合规范和日照的建筑方案排布,更好地满足建筑师在不同尺寸地块进行分区设计的需求。

基于全局生成和闪电草图生成的结果,可以随时进入手动调整模式,利用定向间距移动、智能吸附、捕捉等智能编辑工具对方案进行调整。在调整的同时,小库设计云将实时进行规范间距和日照时长的核验,同时支持SketchUP模型导入平台作为周边建筑参与日照计算,避免了传统工作流中在多个软件间来回切换的繁琐。

更加便利的是,小库设计云能够实现CAD软件的双向联动编辑,进一步提高了建筑师的工作效率。

亮点:耗时耗力的规划工作将在小库设计云内快速完成,与机器协作获取更优的地块排布方案,同时支持人工干预方案生成过程,减少低效重复工作。并通过联动编辑,减少建筑师在多个软件来回切换所消耗的时间。

#3 单体细化

规划界面可直接跳转至单体编辑,实现规划和单体的联动。建筑师可以直接调整户型的平面,甚至能够一键生成门窗、家具、轴网等排布方案。

此外,小库设计云还提供从0开始进行户型设计的草图模式,支持以空间为编辑对象,“空间泡泡”自带尺寸、面积和属性,通过简单排布操作可以轻松推敲空间功能与流线,完成从草图到户型的生成,并带有墙体、门窗,甚至是具体尺寸信息。

内置国标体系下的面积指标计算规则,编辑过程中可以实时查看楼型平面和户型的各项指标,节省了繁琐的计算时间,无需担心一旦平面微调,一切数据计算就得“从头再来”。

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小库设计云还提供了七大评分维度,从合理性、宜居性等角度出发,评估户型设计的质量,辅助建筑师设计出更优质的户型。 

最后,小库设计云根据《房屋建筑制图统一标准》对方案进行自动标注,建筑师可以一键生成符合出图标准的CAD平面图纸和方案彩图。

亮点:小库设计云自带业务规范与设计经验辅助产品设计,以智能生成替代建筑师重复性的绘制工作,实时检测面积指标与合规性,最后实现一键导出图纸与彩图。云端编辑流畅,建筑户型和楼型的设计过程更加简单、高效、精准。

#4 彩总设计

在小库设计云中上传设计完成的规划方案CAD图,即可一键生成多种风格的彩色总平,并且每种元素的贴图都可以自由定义。 

此外,还可以导出高精度分图层PSD格式文件进行二次编辑,满足概念阶段的彩图需求。原本需要数小时的工作,在这里可能只需要几分钟便可以完成。 

亮点:针对需要花费大量时间做表现的彩色总图工作,可以实现多种绘图风格,一键迅速出图,极大减少了建筑师工作量。

#5 输出与分享

整体方案确定后,可以利用小库设计云下载功能一键输出CAD二维图纸文件、DAE/OBJ/IFC三维模型文件、户型分布图、户型彩色平面图、日照分析图、经济技术指标表、演示PPT等格式文件。省去反复制图、建模、算日照、计算指标和制作文本的时间。

此外,支持以二维码的形式将设计文件发送给甲方或同事,对方在手机上即可查看三维文件与对应数据、在方案特定位置添加评论和回复,实现线上同步协作与项目管理,提高设计沟通效率。

亮点:支持多种设计工具的格式输出,方便后续设计的开展。同时也支持方案的分享查看与评论,建立良好即时的沟通。



以上两个小库智能应用,让我们看到了一个项目从无到有,由建筑构思具象表达为图形和模型的过程和结果。设计不再是一笔一划地绘制建模,大脑与新工具正形成一种全新的关系。

小库充分考虑了建筑师设计过程中的痛点,将原有复杂流程化繁为简,支持在线编辑、分析评估和合规性审查,还可以多方协作和随时同步,并输出多种格式,与主流软件无缝对接。以机器之能让建筑师从繁琐、重复、机械的工作中解脱出来,从传统的建造思维和方式中跳脱出来,从而拥有更多精力和时间从事智能设计之外的设计,即寻找“设计+”的可能性。这是“设计+”的第一层含义,即人类建筑师的“+”

“设计+”的第二层含义,是人类+人工智能的“+”。布莱恩·马苏米(Brian Massumi)在为《事物的通感:拉斯金和设计生态学》书所撰写的前言中,将这种人、工具、材料之间的通感解读为一种扁平化本体论——生命体和无生命体之间的界限被消解。这呼应了当代数字建造中关于工具对设计思维的反馈作用的讨论,机器不再仅仅是制造所用的工具,同时还是思考所用的工具。

当设计的主体不再局限于人类,机器同样成为了主体的一部分。随着机器能力的持续训练与提升,人能够与机器进行更高效、更深入的沟通与协作,相互补足短板、增强长板,实现真正意义上的人机协同。此时,机器的应用便超越了单纯的工具性,而是作为一种思考的工具成为建筑创新流程的一部分,成为人机合作后未知的“设计+”

“设计+”的更深层次的逻辑是寻找当代“新的创造力”,到底什么是创造力?玛格丽特·博登(Margaret Boden)曾说,“创造力可以被定义为产生新颖和有价值的想法的能力。” 当代最高效寻找创造的方法便是与人工智能共处,无论是将智能作为工具,还是与智能共同成长,都需要我们站在宏观的视角来寻找答案。

小库科技便为这样的愿景提供了一个基础,五岁的小库科技历经了人们对于AI技术的怀疑与观望、期待与追逐、冷静与反思,并坚守在建筑智能之路上前行。其创始人何宛余曾说过:“小库产品是从最本质的逻辑上去思考,当前和未来的建筑学面临的问题是什么,根因是什么,我们要如何设计一套机制(mechanism)来解决这个系统性问题,以及如何运用最领先的科技来实现这个更宏观的设计。”以建筑产业know how和深度洞见作为出发点,利用云端算力和链接优势,发挥AI降本增效能力,让设计不再只靠人力堆积,得以创造更大价值。

逻辑完整,未来可期,ArchDaily 作为行业内观察者,以积极的态度期待小库持续为建筑领域带来更快捷、精准、智能的AI应用,也更加期待建筑师在拥有更多智能工具之后所创造出的新世界。

03 ArchDaily x 小库科技福利

小库已经累计协助近十万基础用户,近千家建筑设计机构、地产房企及相关政府部门。小库设计云个人版、城市设计工具X-UrbanTool开放体验中:

Step1 【注册账号】
进入⼩库科技官⽹www.xkool.ai注册账号

Step2 【产品体验】
-在官网体验小库设计云
-登录arp.xkool.ai体验⼩库城市设计⼯具X-UrbanTool

同时,我们向小库科技争取到ArchDaily读者福利,小库设计云专业版体验30天,限量20名!完成注册后,添加小库助理企微号备注“AD读者”,前20名即可解锁更多体验权限。

此外,小库智能设计春季训练营即将开始,通过系列线上课程和交流,快速掌握小库产品使用技巧,获得全新设计体验。添加小库助理企微号备注“训练营”,即可预约报名。

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Courtesy of XKool

(除注明外,所有图片均来自小库科技)

关于这位作者
引用: 韩双羽. "建筑师如何使用人工智能建筑师?(内含福利)" 20 1月 2022. ArchDaily. Accesed . <https://www.archdaily.cn/cn/975379/jian-zhu-shi-cheng-chang-de-xin-ji-hui-yu-ke-ji-gong-chu-si-kao-she-ji-plus-de-yi-yi>

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