城市智能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用

梁臣

（筑博設(shè)計(jì)股份有限公司北京分公司，北京100013）

1 引言

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能建筑逐漸被應(yīng)用于城市建設(shè)中，這是新時(shí)期城市發(fā)展的必然趨勢，也是人們生活中對建筑的更高要求。相較于傳統(tǒng)意義上的普通建筑，智能建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜性與多變性都比較強(qiáng)，以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式已然無法滿足智能建筑的需求。此時(shí)，為提高智能建筑的整體質(zhì)量，確保其能夠在智能城市建設(shè)中發(fā)揮更大的作用，及時(shí)針對建筑的實(shí)際需求優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常必要，這也是社會穩(wěn)定與發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

2 城市智能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特征

2.1 人性化

與普通建筑相比較，智能建筑設(shè)計(jì)最顯著的特征就是人性化，設(shè)計(jì)人員在規(guī)劃設(shè)計(jì)城市智能建筑的過程中，更加注重自動控制系統(tǒng)，確保能夠?yàn)榫幼≌呋蚴褂谜邉?chuàng)造更良好、更便利的環(huán)境。除此之外，這一特征也可體現(xiàn)在智能建筑網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的使用中，其一方面能促進(jìn)建筑服務(wù)水平的提高；另一方面能提升建筑日常運(yùn)行效率，在幫助人們享受智能建筑中的便利生活的同時(shí)，提供最大程度上的安全保障[1]。

2.2 節(jié)約化

智能建筑更加注重綠色設(shè)計(jì)，通過對各類技術(shù)的有效運(yùn)用實(shí)現(xiàn)控制建筑資源的目的，使建筑過程中的生態(tài)破壞或資源消耗嚴(yán)重問題得到規(guī)避。另外，智能建筑設(shè)計(jì)中并不主張使用不可再生資源，其更側(cè)重于開發(fā)與應(yīng)用清潔新能源，從已成功建設(shè)的智能建筑中也可看出，很多設(shè)計(jì)人員更多地選擇自然照明來代替人工照明，使用了風(fēng)能與太陽能等新能源，優(yōu)化了空調(diào)與排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對新時(shí)期社會的運(yùn)行非常有利。與此同時(shí)，智能建筑也是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要體現(xiàn)，為促進(jìn)城市整體的可持續(xù)發(fā)展，設(shè)計(jì)節(jié)約化的特征必須得到進(jìn)一步的重視[2]。

2.3 生態(tài)化

生態(tài)化是城市智能建筑設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)，能夠在很大程度上節(jié)省施工資源。在設(shè)計(jì)智能建筑的過程中，設(shè)計(jì)人員需考慮建筑對周邊生態(tài)環(huán)境的影響，以確保二者的協(xié)調(diào)性，盡可能地降低建筑施工與使用期間對周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響。實(shí)踐證明，只有采取有效措施促進(jìn)智能建筑與周邊自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，才能體現(xiàn)智能建筑的意義。

3 城市智能建筑設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

3.1 對智能建筑設(shè)計(jì)了解不全面

在城市智能建筑設(shè)計(jì)行業(yè)中，對智能建筑設(shè)計(jì)的認(rèn)知水平與接受程度不足的問題普遍存在，尤其在未能充分掌握智能建筑基礎(chǔ)知識的情況下，無法有效運(yùn)用智能建筑建設(shè)的先進(jìn)技術(shù)，智能化理念也因此無法在設(shè)計(jì)過程中真正落實(shí)，智能建筑設(shè)計(jì)方向也必然會出現(xiàn)偏差。如此，智能建筑設(shè)計(jì)不僅極易出現(xiàn)漏洞與缺陷，智能建筑的施工進(jìn)度與質(zhì)量也會受到影響，進(jìn)而嚴(yán)重降低工程帶來的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

3.2 智能建筑設(shè)計(jì)的先進(jìn)性較差

城市智能建筑衍生的基礎(chǔ)即為智能化時(shí)代，而智能化時(shí)代的顯著標(biāo)志是信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用。但目前很多設(shè)計(jì)人員由于專業(yè)水平不足，無法有效運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備等，導(dǎo)致智能建筑最終的設(shè)計(jì)結(jié)果與智能城市的要求完全不符，與此同時(shí)，其也無法通過先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)化建筑各項(xiàng)功能，或進(jìn)行建筑后期維護(hù)等工作，從而使智能建筑整體性能受到影響。

4 城市智能建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有效措施

4.1 增強(qiáng)建筑內(nèi)部環(huán)境的舒適度

智能建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)之一是內(nèi)部環(huán)境舒適度的提升，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注重控制智能建筑的室內(nèi)溫濕度、光照等環(huán)境因子，并確保建筑的穩(wěn)定性與安全性，確保居住者與使用者能在建筑中獲得正向的主觀感受。除此之外，應(yīng)以人體工程學(xué)為基礎(chǔ)，保證智能建筑中家具、空間與綜合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的人性化，一方面提高智能建筑的宜居性；另一方面促進(jìn)智能建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的全面增強(qiáng)。

4.2 找準(zhǔn)智能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

通常情況下，設(shè)計(jì)人員可對地面、墻面以及天花板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。首先是地面設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將智能建筑的特征為根據(jù)，通過對架空方式的有效運(yùn)用將地面下的空間合理擴(kuò)大，同時(shí)設(shè)計(jì)人員也要注重對弱電與強(qiáng)電系統(tǒng)的物理隔離，如此不僅能為施工提供更多的便利，對建筑改造也十分有幫助。其次是墻面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮智能建筑中各功能設(shè)備的接口與位置，采取外接的方式，繼而確保傳感器與設(shè)備各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)以及控制的精準(zhǔn)性。最后是天花板設(shè)計(jì)。施工人員應(yīng)全面結(jié)合暖通與消防系統(tǒng)的特征與功能，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的走線與出口等，全方位確保智能建筑通風(fēng)、消防、供暖以及照明等各項(xiàng)功能的正常使用[3]。

4.3 選擇合適的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方式

若智能建筑為框架結(jié)構(gòu)，地下儲物空間小且上部荷載大，可采取十字交叉梁條形基礎(chǔ)改善地基不穩(wěn)定的問題，在降低不均勻沉降現(xiàn)象出現(xiàn)概率的基礎(chǔ)上，提高整體的穩(wěn)定程度。

若框架結(jié)構(gòu)的智能建筑地下儲物空間較小，但是地基穩(wěn)定且上部荷載較小，獨(dú)立柱基礎(chǔ)更加適用，可以相關(guān)規(guī)范為依據(jù)將承臺或獨(dú)立柱子相連接的梁設(shè)置于抗震設(shè)防區(qū)；框架鋼筋混凝土墻板承重結(jié)構(gòu)，地基穩(wěn)定性強(qiáng)且地下無空間、荷載均勻的情況下，框架柱、獨(dú)立柱基礎(chǔ)形式的效果更好，若智能建筑處于抗震設(shè)防區(qū)，則更需加大重視程度；地基穩(wěn)定的鋼筋混凝土墻板承重結(jié)構(gòu)，可適用交叉的條形基礎(chǔ)，但若是地基基礎(chǔ)強(qiáng)度與相關(guān)要求不符，則可選擇筏板基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)實(shí)際情況，選擇最佳的地基基礎(chǔ)形式，在提高建筑可靠性與安全性的同時(shí)，促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全面優(yōu)化[4]。

4.4 確保智能建筑屋頂設(shè)計(jì)的質(zhì)量

與外部環(huán)境接觸最多的即為智能建筑的屋頂結(jié)構(gòu)，將大量設(shè)備布置在屋頂上的設(shè)計(jì)方法也很常見，所以，智能建筑設(shè)計(jì)中必須考慮設(shè)備的協(xié)調(diào)性，設(shè)計(jì)人員可采取集成與統(tǒng)一的方法對屋頂上布置的設(shè)備進(jìn)行綜合性的綠化與美化處理。另外，設(shè)計(jì)人員可在智能建筑屋頂上，布置風(fēng)能發(fā)電機(jī)與雨水收集器等設(shè)備，以節(jié)能環(huán)保為基點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對自然界能量與資源的充分利用，使智能建筑的能源消耗與物資循環(huán)需求得到滿足[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，智能建筑相較于傳統(tǒng)建筑的優(yōu)勢，在于舒適度更高、設(shè)計(jì)感更好、科技感更強(qiáng)，此時(shí)若進(jìn)一步促進(jìn)智能建筑設(shè)計(jì)的合理化，相關(guān)人員必須將智能建筑設(shè)計(jì)市場接受度考慮在內(nèi)，理解智能建筑的定義、明確智能建筑的價(jià)值，從各個方面實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。