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摘要：大数据可构建更为完善的土木工程建筑设计信息环境，对各类建筑信息进行立体化、模型化与多样化表达，并且能够在数据挖掘、数据分析等技术手段的辅助下推动土木工程建筑设计朝向科学化、标准化发展，从而缩短设计周期、提升设计方案可行性与合理性。基于此，文章从土木工程建筑设计基本要求为切入点，简要分析大数据在土木工程建筑设计中的应用价值，重点从化解设计矛盾、建筑材料及构造选择、建筑设计创新、绿色设计四个层面探究大数据在土木工程建筑设计中的应用策略。
关键词：大数据;土木工程;建筑设计;
土木工程建筑设计是工程建设施工的前端环节，设计方案的可行性、科学性与合理性直接影响建筑功能体现与建筑物使用寿命。在高度信息化时代背景下，大数据技术的应用为土木工程建筑设计领域发展注入了新的活力，但也对设计人员的大数据应用意识、数据挖掘技能、数据辅助设计方法等提出了更高的要求，再加上当代公众追求建筑功能的个性化，设计人员需要以业主需求为导向，以土木工程建筑设计基本要求为底线，以大数据为支撑不断提升设计工作效率与质量，利用大数据彰显土木工程建筑设计方案的人性化、全面化与深入化。
一、土木工程建筑设计基本要求
土木工程建筑设计的基本要求为安全性、耐久性、稳定性及功能性。设计人员在了解业主需求的前提下根据前期勘察资料、建筑功能及实体信息、当地政策法规及法律条例等对建筑布局、建筑规模、建筑物立面及造型、建筑物内部空间等进行设计规划，首先需保证土木工程建筑满足安全性使用需求，能够抵御地震、洪水等自然灾害，避免长期使用后主体结构损坏、倾斜或不均匀沉降。其次要考虑极端条件下建筑物承载的负荷，尽量延长建筑物的使用寿命;再次，需设计好土木工程建筑结构即材料，避免建筑物发生倾覆;最后，建筑物外观、内部空间需兼具美观性与实用性[1]。
除此之外，当代公众对土木工程建筑的个性化提出了更高的要求，如节能降耗、绿色环保等，设计人员在满足设计基本要求的基础上还需综合考虑建筑能耗。
二、大数据在土木工程建筑设计中的应用价值
土木工程建筑设计是一项系统性、复杂性的工作，在初步设计阶段需要根据业主需求、设计资料等提出概念模型，初步形成土木工程建筑设计方案;在深度设计阶段要进一步细化设计细节，调整各项设计参数以实现土木工程建筑的功能;在图纸制作及审查阶段，需要将设计方案切实转化为施工图纸。在不同设计阶段，设计人员都需要依靠海量数据。这些数据包含结构化数据，如建筑物规模、建筑空间尺寸、建筑造价概算等，還包括非结构化数据，如当地政策法规、人文环境信息等。传统以人工为主的土木工程建筑设计难以对多源异构数据进行格式统一，因此在设计中只能依靠部分可以量化、直接使用或经推算可利用的数据，将会降低设计方案的科学性与全面性。大数据在土木工程建筑设计中的应用，可以依靠大数据强大的运算、数据挖掘、数据分析能力对多源异构数据进行统一化处理，保证土木工程建筑设计数据的全覆盖，并且能够基于历史数据、自学习功能等自动化输出相应模型、三维图等，不仅可以为设计人员提供便利，还能显著提升设计工作质量、效率。
三、大数据在土木工程建筑设计中的应用策略
基于对土木工程建筑设计基本要求、大数据应用价值的分析，建议设计人员从以下几个方面入手以大数据辅助设计工作。
（1）大数据在化解设计矛盾中的应用
土木工程建筑设计中，设计人员需要综合考虑内部空间与外部环境的相互影响关系，从而实现对设计方案的优化。但内部空间与外部环境往往存在对立性，如为保证土木工程建筑室内通风良好、光照充裕，一般要加大建筑门窗面积，但在开窗通风中会对室内温度产生影响，并加大噪声污染，不仅会影响建筑物使用的舒适度，而且会加大建筑能耗。在化解此类内部空间与外部环境的设计矛盾时，设计人员可以利用大数据强大的数据分析能力构建门窗面积与室内温度、建筑能耗、噪音指标之间的隐性关联，了解建筑门窗面积对各项设计指标的影响机制，借助大数据系统计算出门窗面积“最优解”，即在室内噪音及温度变化最低可接受程度下最大门窗面积，可以综合解决建筑内部光照、通风、噪音、温度等问题。
（2）大数据在建筑材料及构造选择中的应用
土木工程建筑设计中，不仅需要考虑材料质量、构造施工性，还需要对比优选成本低、可操作性强、材料易获取的设计方案。对于设计人员而言，在设计阶段控制工程造价是设计重点、难点，主要原因在于材料及构造多种多样，不同组合下工程造价差异性较大。设计人员可以运用大数据对历史数据进行挖掘与分析，总结现有技术水平下土木工程建筑领域成本低廉、标准化程度较高的材料与构造。在此基础上运用大数据系统结合本工程相关资料、业主需求等对比不同构造下材料类别及用量、材料运输距离及成本、施工成本等，可以保证土木工程建筑设计技术性与经济性相统一。此外，还可以利用大数据实现材料的有效配比、实行标准化设计，从而为后续的土木工程建筑施工提供便利[2]。
（3）大数据在土木工程建筑设计创新中的应用
创新是土木工程建筑设计发展的驱动力，尤其是在土木工程规模扩大、设计需求激增的新时代背景下，设计人员个性化、创新化的设计方案能够瞬间吸引业主注意力，获得业主的青睐。其一，大数据有助于实现土木工程建筑的人性化设计，设计人员利用数据挖掘技术对各类型属性数据进行描述，以舒适度、美观性、功能性及安全性为基本原则设计建筑室内空间大小、形状等，可以在满足人们生活与使用需求的同时提升人们的幸福感，从而彰显土木工程建筑设计的人本理念;其二，大数据有助于促进土木工程建筑设计与周边人文环境、自然环境的协同，设计人员应用大数据分析当地并挖掘设计中可以利用的人文因素、自然因素等，设计出人文内涵深刻、彰显地域特色的设计，能够提升土木工程建筑设计水平。
（4）大数据在土木工程建筑绿色设计中的应用
绿色设计理念主张以最小的工程投入达到最优化的工程功能效果。土木工程建筑建造成本产生于各个阶段，如施工阶段的人力消耗、材料使用，建成运行后的能源消耗及维护保养等。设计人员可利用大数据构建土木工程建筑实体模型，模拟建筑物真实运行环境提取能耗相关数据，再利用聚类算法、集中度模型等发现直接、显著影响建筑能耗的设计要素，以此为依据对土木工程建筑设计方案进行优化改进，如选择节能环保材料、调整建筑结构、增加建筑室内自然光照、采用遮阳棚遮蔽阳光、增设太阳能装置等。除此之外，设计人员可以利用实体模型检测建筑破坏结果，挖掘导致土木工程建筑结构损坏、耐久性降低的因素并采取加固等设计措施，可以在实现绿色设计的同时保障土木工程建筑的安全性[3]。
结束语
土木工程建筑设计的基本要求为安全性、耐久性、稳定性与功能性。随着社会发展及时代进步，大数据与土木工程建筑设计领域融合程度进一步加深，可以提升设计方案科学性、缩短设计周期，但也对设计人员技能提出更高要求。为此，应加大对大数据的研究与应用力度，借助大数据的分析、挖掘优势化解土木工程建筑设计矛盾问题、科学选择建筑材料及构造、加强建筑设计创新并践行绿色设计理念。
参考文献
[1]刘鹏跃，文丽丽.大数据背景下建筑设计的改变[J].智能建筑与智慧城市，2021（05）：82-83.
[2]乔凤武.大数据技术及其在土木工程中的应用[J].居业，2020（09）：160+162.
[3]蒋文娟.大数据背景下的绿色建筑技术选择改进[J].甘肃科技纵横，2020，49（04）：58-60.
关键词：大数据;土木工程;建筑设计;
土木工程建筑设计是工程建设施工的前端环节，设计方案的可行性、科学性与合理性直接影响建筑功能体现与建筑物使用寿命。在高度信息化时代背景下，大数据技术的应用为土木工程建筑设计领域发展注入了新的活力，但也对设计人员的大数据应用意识、数据挖掘技能、数据辅助设计方法等提出了更高的要求，再加上当代公众追求建筑功能的个性化，设计人员需要以业主需求为导向，以土木工程建筑设计基本要求为底线，以大数据为支撑不断提升设计工作效率与质量，利用大数据彰显土木工程建筑设计方案的人性化、全面化与深入化。
一、土木工程建筑设计基本要求
土木工程建筑设计的基本要求为安全性、耐久性、稳定性及功能性。设计人员在了解业主需求的前提下根据前期勘察资料、建筑功能及实体信息、当地政策法规及法律条例等对建筑布局、建筑规模、建筑物立面及造型、建筑物内部空间等进行设计规划，首先需保证土木工程建筑满足安全性使用需求，能够抵御地震、洪水等自然灾害，避免长期使用后主体结构损坏、倾斜或不均匀沉降。其次要考虑极端条件下建筑物承载的负荷，尽量延长建筑物的使用寿命;再次，需设计好土木工程建筑结构即材料，避免建筑物发生倾覆;最后，建筑物外观、内部空间需兼具美观性与实用性[1]。
除此之外，当代公众对土木工程建筑的个性化提出了更高的要求，如节能降耗、绿色环保等，设计人员在满足设计基本要求的基础上还需综合考虑建筑能耗。
二、大数据在土木工程建筑设计中的应用价值
土木工程建筑设计是一项系统性、复杂性的工作，在初步设计阶段需要根据业主需求、设计资料等提出概念模型，初步形成土木工程建筑设计方案;在深度设计阶段要进一步细化设计细节，调整各项设计参数以实现土木工程建筑的功能;在图纸制作及审查阶段，需要将设计方案切实转化为施工图纸。在不同设计阶段，设计人员都需要依靠海量数据。这些数据包含结构化数据，如建筑物规模、建筑空间尺寸、建筑造价概算等，還包括非结构化数据，如当地政策法规、人文环境信息等。传统以人工为主的土木工程建筑设计难以对多源异构数据进行格式统一，因此在设计中只能依靠部分可以量化、直接使用或经推算可利用的数据，将会降低设计方案的科学性与全面性。大数据在土木工程建筑设计中的应用，可以依靠大数据强大的运算、数据挖掘、数据分析能力对多源异构数据进行统一化处理，保证土木工程建筑设计数据的全覆盖，并且能够基于历史数据、自学习功能等自动化输出相应模型、三维图等，不仅可以为设计人员提供便利，还能显著提升设计工作质量、效率。
三、大数据在土木工程建筑设计中的应用策略
基于对土木工程建筑设计基本要求、大数据应用价值的分析，建议设计人员从以下几个方面入手以大数据辅助设计工作。
（1）大数据在化解设计矛盾中的应用
土木工程建筑设计中，设计人员需要综合考虑内部空间与外部环境的相互影响关系，从而实现对设计方案的优化。但内部空间与外部环境往往存在对立性，如为保证土木工程建筑室内通风良好、光照充裕，一般要加大建筑门窗面积，但在开窗通风中会对室内温度产生影响，并加大噪声污染，不仅会影响建筑物使用的舒适度，而且会加大建筑能耗。在化解此类内部空间与外部环境的设计矛盾时，设计人员可以利用大数据强大的数据分析能力构建门窗面积与室内温度、建筑能耗、噪音指标之间的隐性关联，了解建筑门窗面积对各项设计指标的影响机制，借助大数据系统计算出门窗面积“最优解”，即在室内噪音及温度变化最低可接受程度下最大门窗面积，可以综合解决建筑内部光照、通风、噪音、温度等问题。
（2）大数据在建筑材料及构造选择中的应用
土木工程建筑设计中，不仅需要考虑材料质量、构造施工性，还需要对比优选成本低、可操作性强、材料易获取的设计方案。对于设计人员而言，在设计阶段控制工程造价是设计重点、难点，主要原因在于材料及构造多种多样，不同组合下工程造价差异性较大。设计人员可以运用大数据对历史数据进行挖掘与分析，总结现有技术水平下土木工程建筑领域成本低廉、标准化程度较高的材料与构造。在此基础上运用大数据系统结合本工程相关资料、业主需求等对比不同构造下材料类别及用量、材料运输距离及成本、施工成本等，可以保证土木工程建筑设计技术性与经济性相统一。此外，还可以利用大数据实现材料的有效配比、实行标准化设计，从而为后续的土木工程建筑施工提供便利[2]。
（3）大数据在土木工程建筑设计创新中的应用
创新是土木工程建筑设计发展的驱动力，尤其是在土木工程规模扩大、设计需求激增的新时代背景下，设计人员个性化、创新化的设计方案能够瞬间吸引业主注意力，获得业主的青睐。其一，大数据有助于实现土木工程建筑的人性化设计，设计人员利用数据挖掘技术对各类型属性数据进行描述，以舒适度、美观性、功能性及安全性为基本原则设计建筑室内空间大小、形状等，可以在满足人们生活与使用需求的同时提升人们的幸福感，从而彰显土木工程建筑设计的人本理念;其二，大数据有助于促进土木工程建筑设计与周边人文环境、自然环境的协同，设计人员应用大数据分析当地并挖掘设计中可以利用的人文因素、自然因素等，设计出人文内涵深刻、彰显地域特色的设计，能够提升土木工程建筑设计水平。
（4）大数据在土木工程建筑绿色设计中的应用
绿色设计理念主张以最小的工程投入达到最优化的工程功能效果。土木工程建筑建造成本产生于各个阶段，如施工阶段的人力消耗、材料使用，建成运行后的能源消耗及维护保养等。设计人员可利用大数据构建土木工程建筑实体模型，模拟建筑物真实运行环境提取能耗相关数据，再利用聚类算法、集中度模型等发现直接、显著影响建筑能耗的设计要素，以此为依据对土木工程建筑设计方案进行优化改进，如选择节能环保材料、调整建筑结构、增加建筑室内自然光照、采用遮阳棚遮蔽阳光、增设太阳能装置等。除此之外，设计人员可以利用实体模型检测建筑破坏结果，挖掘导致土木工程建筑结构损坏、耐久性降低的因素并采取加固等设计措施，可以在实现绿色设计的同时保障土木工程建筑的安全性[3]。
结束语
土木工程建筑设计的基本要求为安全性、耐久性、稳定性与功能性。随着社会发展及时代进步，大数据与土木工程建筑设计领域融合程度进一步加深，可以提升设计方案科学性、缩短设计周期，但也对设计人员技能提出更高要求。为此，应加大对大数据的研究与应用力度，借助大数据的分析、挖掘优势化解土木工程建筑设计矛盾问题、科学选择建筑材料及构造、加强建筑设计创新并践行绿色设计理念。
参考文献
[1]刘鹏跃，文丽丽.大数据背景下建筑设计的改变[J].智能建筑与智慧城市，2021（05）：82-83.
[2]乔凤武.大数据技术及其在土木工程中的应用[J].居业，2020（09）：160+162.
[3]蒋文娟.大数据背景下的绿色建筑技术选择改进[J].甘肃科技纵横，2020，49（04）：58-60.