智能建筑在建筑設(shè)計上的發(fā)展與應(yīng)用

胡 蓓

深圳市建筑設(shè)計研究總院有限公司，深圳 518000

現(xiàn)今科技高速發(fā)展，智能手機(jī)、掃地機(jī)器人等各類智能電子科技已經(jīng)融入我們的生活中，而智能建筑在我國的普及率還是不高。尤記得前幾年，還在討論我國建筑行業(yè)整體還處在手工階段，沒有進(jìn)入工業(yè)化時代，而現(xiàn)如今各個新興產(chǎn)業(yè)都進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合的年代，工廠和倉庫也已經(jīng)能做到全面自動化的生產(chǎn)、檢測和篩選，反觀建筑業(yè)的技術(shù)還處于初始階段，距離大規(guī)模生產(chǎn)、施工和應(yīng)用還有很大的距離。建筑業(yè)作為我國支柱型產(chǎn)業(yè)，更是在智慧城市的建設(shè)發(fā)展中起到了推動作用，探索和提升智能建筑產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力，勢在必行。

1 智能建筑的概念與意義

早在20世紀(jì)80年代，美國就出現(xiàn)了世界上第一個現(xiàn)代智能化建筑，建在康尼狄格州的哈特福特市的智能化大樓是運用現(xiàn)代新興科技在建筑領(lǐng)域的創(chuàng)新性發(fā)展，它的最大特征就是運用計算機(jī)對各類服務(wù)進(jìn)行控制，包括語言通訊、文字的信息化處理、以及快捷高效的市場信息的傳遞。在該大廈的基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施，比如電梯、水暖、空調(diào)以及安全方面實現(xiàn)了自動化處理，是計算機(jī)高度綜合應(yīng)用的典型代表。

所謂的智能建筑就是指通過系統(tǒng)集成的方式來把多項現(xiàn)代技術(shù)和現(xiàn)代建筑藝術(shù)進(jìn)行綜合運用，涉及到的現(xiàn)代技術(shù)多，覆蓋領(lǐng)域廣泛，主要包括現(xiàn)代通訊技術(shù)、現(xiàn)代多媒體技術(shù)以及智能化電子計算機(jī)等多項現(xiàn)代科技的綜合運用。最大程度上使得現(xiàn)代建筑能夠智慧化服務(wù)于人類，創(chuàng)造出高效率、高度安全化以及具有高度靈活性的生活環(huán)境。

智能建筑最近幾年得到了很大的發(fā)展，尤其在智能家居、智能小區(qū)上的應(yīng)用越來越廣泛，隨著現(xiàn)代建筑科技水平的不斷提高，計算機(jī)信息技術(shù)以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，都是現(xiàn)代建筑朝著智能化方向發(fā)展的重要技術(shù)保障。國內(nèi)智能建筑經(jīng)過了20多年的發(fā)展，目前在各種新技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)運用模式等的影響下，智能建筑行業(yè)發(fā)展到了一個嶄新的階段。近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越來越成熟，物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的融合應(yīng)用對智能建筑行業(yè)的影響越來越大、越來越廣闊。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用與推廣

要更好地實現(xiàn)智能建筑，應(yīng)該在設(shè)計初期就進(jìn)行貫徹和落實?，F(xiàn)階段國家和地方政府都在大力推行BIM（Building Information Modeling）技術(shù)的應(yīng)用，這也是智能建筑中的一項核心技術(shù)。BIM技術(shù)可以滲透一個工程項目的所有環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)所得到的成果，都會保留下來，提供給其他環(huán)節(jié)使用，盡可能減少信息的損耗，降低建造與后期維護(hù)的成本。同時，利用BIM平臺存儲整理信息的能力，在完成建造過程驗收交付后，建筑信息也能很好的轉(zhuǎn)交給物業(yè)管理方，相對于傳統(tǒng)物業(yè)管理在管理初期需要花費大量時間人力整理資料而言，優(yōu)勢是十分顯著的。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計上的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在：（1）

BIM 技術(shù)可運用俯視與立面圖方式繪制，施工更加清晰，同時降低施工后建筑實體與效果圖之間的認(rèn)知落差，造成無謂的設(shè)計變更損失，實現(xiàn)高質(zhì)量的設(shè)計；（2）分析更精確，BIM技術(shù)可以設(shè)定建筑參數(shù)，并隨時調(diào)整參數(shù)與數(shù)據(jù)來檢視工程數(shù)量與排程的異動；（3）快速提供建材信息，BIM技術(shù)能搜集建筑項目所有信息，隨時依設(shè)計者的需求調(diào)整模式與輸出視圖，能清晰的找出工程問題與缺漏；（4）沖突問題，BIM技術(shù)的協(xié)同工作平臺可以消除不同階段與不同專業(yè)之間信息不同步的缺點，同時3D界面立體呈現(xiàn)設(shè)備專業(yè)的管道、結(jié)構(gòu)梁柱以避免各專業(yè)的交叉沖突問題。

但現(xiàn)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用和推廣還存在一些制約因素：（1）缺少標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，就算設(shè)計階段BIM模型做得再好，但最后還是需要按照現(xiàn)有的交付標(biāo)準(zhǔn)使用二維圖紙進(jìn)行交付；（2）設(shè)計階段利用BIM平臺可以完成建筑，結(jié)構(gòu)，水、暖、電整合的模型，大量減少了建造過程中人力、物力時間的消耗，但是相對的設(shè)計階段時間更長，而國內(nèi)由于設(shè)計周期被大幅度壓縮的原因，造成推廣的不順利；（3）BIM軟件尚不成熟，由于BIM對數(shù)據(jù)應(yīng)用是顛覆式， BIM技術(shù)伴隨而來的是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、圖形技術(shù)，這就對相關(guān)軟件公司提出了更高要求，同時在相關(guān)統(tǒng)計、管理、模擬、協(xié)同等專業(yè)化應(yīng)用匱乏，無法為應(yīng)用推廣提供工具支持，故這對BIM發(fā)展具有很大挑戰(zhàn)；（4）國內(nèi)目前很多施工單位規(guī)模小，人員的知識水平、管理意識跟不上，施工管理還沒有精細(xì)化的概念，管理人員不懂計算機(jī)和信息技術(shù)，很多工地現(xiàn)場的管理模式還是一疊圖紙、一把卷尺。

3 3D技術(shù)的發(fā)展運用

BIM技術(shù)運用在建筑行業(yè)從理論上來講是十分可行的，但畢竟新技術(shù)的出現(xiàn)需要通過大量的實踐來進(jìn)行驗證，這將是一個相對較漫長的過程，可以確定的是未來隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，以及現(xiàn)代建筑行業(yè)管理水平的不斷提高，管理意識的不斷專業(yè)化，這項技術(shù)必將會惠及整個建筑領(lǐng)域。而相對制約的施工技術(shù)也必然隨著科技的發(fā)展，尤其是伴隨著3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，建筑施工也許將出現(xiàn)一場翻天覆地的變革。3D打印在建筑行業(yè)還處在摸索階段，但可以預(yù)見， 3D打印技術(shù)的發(fā)展將使大規(guī)模的個性化生產(chǎn)成為可能，這也就意味著會出現(xiàn)很多依靠傳統(tǒng)工藝無法生產(chǎn)的創(chuàng)新型建筑材料，這不僅會顛復(fù)傳統(tǒng)的建筑領(lǐng)域，更會在全球制造業(yè)中掀起一股新的改革潮流。為解決傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)建筑材料所產(chǎn)生的高污染、高成本、高能耗的諸多問題提供解決思路。需要認(rèn)清的是3D打印技術(shù)現(xiàn)在處于起步階段，在很多方面仍然不夠成熟，存在的諸多問題也需要一個個的解決后才能更好地服務(wù)于人類。若要解決目前存在的問題，就要改變當(dāng)前3D打印技術(shù)所呈現(xiàn)的高成本問題，只有把生產(chǎn)成本給降下去，才會對解決全球化的問題有所幫助，這是一項重大課題，成熟的3D打印技術(shù)不僅使建筑行業(yè)受益，更對未來社會的和諧發(fā)展具有重要推動作用。

3D打印和BIM技術(shù)不斷的發(fā)展與完善，也必將推動著智能建筑體系的發(fā)展與完善。智能建筑并不應(yīng)僅指一棟兩棟智能化、信息化的建筑物，而應(yīng)該是整個建筑行業(yè)上通過各種技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)思維、創(chuàng)新的運用模式的一個運行體系。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展，信息化、通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的融合應(yīng)用對智能建筑體系的影響越來越大、越來越深入，智能建筑體系在社會發(fā)展的過程中必將占據(jù)十分重要的地位。目前3D打印技術(shù)在國內(nèi)建筑上的制約因素有以下幾點：（1）材料限制，雖然高端工業(yè)印刷可以實現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但打印的材料都是比較昂貴和稀缺的；（2）經(jīng)濟(jì)費用高，3D打印技術(shù)在批量化方面明顯存在短板，匹配的材料較少，且價格較高昂，理論上說所有的材料都可以用于3D打印，但是大量經(jīng)常使用的工業(yè)材料仍不具備3D打印的能力，而工業(yè)化低成本技術(shù)研究又十分欠缺。故而材料與經(jīng)濟(jì)是嚴(yán)重制約現(xiàn)階段3D打印技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展的原因，還需要不斷的完善與發(fā)展。

4 結(jié)語

現(xiàn)代智能化的建筑體系是對各類智能信息技術(shù)的綜合運用，它的搭建平臺是建筑物，綜合運用系統(tǒng)集成、智能管理等現(xiàn)代技術(shù)，實現(xiàn)綜合控制系統(tǒng)對外界環(huán)境的感知、信息傳遞、事物判別的高效自動化處理。是站在一體化的角度把人類和建筑以及周圍環(huán)境進(jìn)行高度融合，從而創(chuàng)造出既安全又便利舒適的生活工作環(huán)境。

近年來大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、模型、云計算成為熱議的話題，這些創(chuàng)新性的技術(shù)應(yīng)用的也越來越廣泛，這些都是搭建智能化建筑所必需的技術(shù)支持。有了以上這些創(chuàng)新技術(shù)的成熟，現(xiàn)代智能化建筑也就為現(xiàn)代世界帶來了無盡的可能。在一棟現(xiàn)代化智能建筑中，里面的物業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施比如電梯運行、樓道照明等都可以通過云服務(wù)進(jìn)行操作，這極大地提高了效率也節(jié)省了大量時間成本。大數(shù)據(jù)的運用則可以實現(xiàn)對可能出現(xiàn)的狀況進(jìn)行預(yù)警，提前解決安全隱患。

隨著現(xiàn)代智能化技術(shù)的運用，現(xiàn)代人類的生活、生產(chǎn)方式必會發(fā)生重大變化，現(xiàn)代科技的運用使得人類生產(chǎn)效率大幅度的提高，對環(huán)境的污染也越來越小，隨之科技城市與青山綠水必會同時出現(xiàn)，人類也會得益于現(xiàn)代技術(shù)的高度智能化而從單調(diào)重復(fù)的工作中解放出來，更富有創(chuàng)造力跟趣味性的工作將是現(xiàn)代人類追求實現(xiàn)的目標(biāo)。建設(shè)“智慧城市”就要求信息在各個方面流通更加迅速便捷，建筑物更加人性化，在可以看到的將來智能建筑將真正走進(jìn)人們的日常生活，并成為日常生活中不可缺少的一部分。