孙澄：面向未来的计算性设计

工业4.0时代，建筑行业正经历着一场信息化的全面转型，复杂性科学与人工智能技术的介入引发了计算性设计思维的产生，并推动着相关理论、方法与工具的发展和完善，逐一回应了当代城市与建筑实践中的各种困境。

哈尔滨工业大学建筑学院院长孙澄分享了在计算性设计领域的最新研究成果与实践项目，探讨当下计算性设计所面临的新挑战和新机遇，相信可以为我国人居环境的高品质营造和智能高效发展释放新动能。

孙澄

国家级高层次人才，国家百千万人才工程入选者

哈尔滨工业大学建筑学院院长、深圳国际设计学院院长、教授、博士生导师

20 世纪中后期，计算机科学与信息技术被逐步运用到人居环境领域的科学研究与工程实践中，关于计算如何介入建筑设计过程的思辨与探索不断涌现，以期通过建筑学与哲学、史学、计算机科学等领域间的关联互动，拓展其理论内涵和思维方法。与此同时，云计算、大数据、人工智能、虚拟现实等新兴技术的蓬勃发展，也推动了设计行业的信息化转型，为解决复杂工程问题提供了重要技术支撑。

计算之于人居环境设计，并未囿于对非标准建筑形态的过度探索，抑或对技术理性的一味追求。当下，科技的高度发展和专业分工细化为人居环境建设营造了全新的时代语境，由技术革命和信息洪流裹挟而来的新思维、新理论、新方法与新工具，是计算性设计对于当代城市与建筑实践中各种复杂困局的逐一回应。面对社会、经济、文化、技术等多方面发展所带来的复杂科学问题和高难度工程挑战，计算性设计对于高质量人居环境营造的影响是广泛而深远的——不仅是对空间形式结果的启示，更是对设计思维的创新； 不仅是对技术工具的应用实践，还有随之而来的伦理思考。

我国新型城镇化与建筑工业化进程日渐深入，面临新的经济形势和绿色低碳发展目标，人居环境建设在其中承担着重要的社会职责，需要对当下行业存在的问题进行回应和解答。例如：如何建立更为科学高效、智慧协同的计算性设计方法，为建筑师的设计决策提供支持，以保证结果的合理性和最优化，避免设计过程中不可控因素造成的浪费？如何在设计思考和实施阶段充分运用数据集成、智能模拟、信息管理等数字技术，达到形式创造与环境协调、结构合理、建造精准等理性需求的互相融合，以提高各环节的衔接效率？与此同时，面对建筑产业的信息化转型与工业化升级趋势，传统建筑学中以经验和知识积累为基础的设计思维模式已无法满足实践中的生产需求，如何建构能够适应时代需求的学科体系，夯实数字化与计算性设计的核心理论和技术基础，激发学生的创新潜能，真正提升对其思维和能力的培养？

在数字化浪潮中，关于计算与人居环境设计相结合方向的探索在学术研究和工程实践方面渐次展开，构建了一种以数据计算与人工智能为基础的计算性设计发展技术语境。近年来，国内学者发挥人工智能算法在智能学习与决策方面的技术优势，分别在建筑环境信息集成、建筑性能映射建模、性能驱动设计决策以及人机协同智慧建造等方面展开了深入研究，为计算性设计渗入建筑全生命周期的各环节提供了理论和技术支持。在实践领域，数字化技术的应用与BIM平台的建设也已为设计施工一体化的实现奠定了基础，为更高效节能的数字化产业升级增强了信心。未来，数字孪生、元宇宙技术的进一步成熟将为虚实交互的协同设计与运维管理带来新的发展契机。