智慧城市理念下的城市建筑設(shè)計(jì)問題分析

劉顯夫

（中京（武漢）工程技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430071）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)與科技的迅猛發(fā)展，智慧城市建設(shè)的社會認(rèn)知與實(shí)踐基礎(chǔ)不斷走向成熟。在此背景下，城市建筑設(shè)計(jì)開始受到智慧城市理念的影響，建筑設(shè)計(jì)不斷向智能化、人性化方向發(fā)展，為城市居民提供智能便捷的生活方式，進(jìn)一步推動宜居城市建設(shè)。為此，深入探討智慧城市理念下的城市建筑設(shè)計(jì)問題，把握好城市建筑設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，對于推進(jìn)城市現(xiàn)代化發(fā)展、建設(shè)智慧城市具有重要意義。

1 智慧城市理念下城市建筑設(shè)計(jì)必備條件

1.1 高新技術(shù)支持

城市建筑是城市居民生產(chǎn)和生活的主要場所。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平的提升，要求城市建筑不僅具備完善的使用功能，同時(shí)還要滿足人們的審美與享受等各種精神層次的需求。在智慧城市理念的指導(dǎo)下，城市建筑設(shè)計(jì)要求加強(qiáng)對物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、智能技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)建筑的智能感知、互聯(lián)互通，從而更好地滿足人們各方面的需求。

1.2 設(shè)計(jì)人才支撐

城市建筑設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)思維、設(shè)計(jì)能力等均是影響智慧建筑設(shè)計(jì)的直接因素。智慧城市建設(shè)需要具有先進(jìn)科學(xué)理念和較強(qiáng)綜合水平的設(shè)計(jì)人才作為支撐。綜合型建筑設(shè)計(jì)人才能夠充分理解并掌握智慧城市理念，并將其有機(jī)滲透到城市建筑設(shè)計(jì)中，打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思維限制，創(chuàng)新建筑設(shè)計(jì)形式，適應(yīng)智慧城市建筑發(fā)展。

2 智能呼吸式幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 智能呼吸式幕墻的定義

智能呼吸式幕墻是一種新型節(jié)能環(huán)保型幕墻，主要由外層幕墻、空氣交換通道、進(jìn)風(fēng)裝置、出風(fēng)裝置、智能遮陽系統(tǒng)以及內(nèi)層幕墻等組成，是建筑的“雙層綠色外套”。智能呼吸式幕墻有顯著的隔聲效果，結(jié)構(gòu)的特質(zhì)也賦予了建筑可以隨著太陽方位的不同而產(chǎn)生“呼吸效應(yīng)”，使用者能夠體驗(yàn)到真正的智慧型冬暖夏涼的效果。

2.2 智能呼吸式幕墻的分類

智能呼吸式幕墻分為封閉內(nèi)循環(huán)式及敞開外循環(huán)式2大類（見圖1）。

圖1 智能呼吸式幕墻分類示意

1）封閉內(nèi)循環(huán)式幕墻 一般在冬季較為寒冷的地區(qū)使用。其外層原則上是完全封閉的，由斷熱型材與中空玻璃組成外層玻璃幕墻；其內(nèi)層一般為單層玻璃組成的玻璃幕墻或可開啟窗，以便對外層幕墻進(jìn)行清洗。封閉式內(nèi)循環(huán)通風(fēng)幕墻兩層幕墻之間的通風(fēng)換氣層一般為100～200mm。通風(fēng)換氣層與吊頂部位設(shè)置的暖通系統(tǒng)抽風(fēng)管相連，形成自下而上的強(qiáng)制性空氣循環(huán)，室內(nèi)空氣通過內(nèi)層玻璃下部的通風(fēng)口進(jìn)入換氣層，使內(nèi)側(cè)幕墻玻璃溫度達(dá)到或接近室內(nèi)溫度，從而形成優(yōu)越的溫度條件，達(dá)到節(jié)能效果（見圖1a）。

2）敞開外循環(huán)式幕墻 其外層是由單層玻璃與非斷熱型材組成的玻璃幕墻，內(nèi)層是由中空玻璃與斷熱型材組成的幕墻。與封閉內(nèi)循環(huán)式幕墻的外幕墻是封閉的相反，開敞式外循環(huán)幕墻的內(nèi)幕墻是封閉的，采用中空玻璃。其外幕墻采用單層玻璃，幕墻形式可采用框架式幕墻、單元式幕墻以及點(diǎn)支式玻璃幕墻；內(nèi)幕墻則采用中空玻璃和斷熱鋁型材組合而成的幕墻或鋁門窗，內(nèi)外幕墻之間通風(fēng)道寬度為500～600mm（見圖1b）。

3 智能電梯及設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 智能電梯的概念

電梯的拖動控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜的過程，現(xiàn)代智能電梯主要由曳引機(jī)、導(dǎo)軌、對重裝置、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。智能電梯供電梯轎廂內(nèi)管制人員出入特定樓層。

3.2 智能電梯的發(fā)展需求

新的智能電梯解決方案，用成千上萬的傳感器監(jiān)測電梯的一切，包括電機(jī)溫度、電梯速度、電梯門的運(yùn)作等。這些傳感器會將手機(jī)上的數(shù)據(jù)傳送到云智能系統(tǒng)中，云智能系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的算法，提供如上下班高峰期最優(yōu)的電梯升降搭配等各種應(yīng)用。

該解決方案還可以利用算法確定故障原因，系統(tǒng)中包含一個(gè)智能信息循環(huán)系統(tǒng)，電梯數(shù)據(jù)被輸入動態(tài)預(yù)測模型中，通過與智能系統(tǒng)服務(wù)的無縫集成，分析出現(xiàn)故障的原因。

電梯是人們在樓宇中垂直走動的主要搭乘工具，智能電梯的廣泛使用給人們帶來了諸多便利。隨著社會的發(fā)展，需求電梯的建筑物越來越普及。智能電梯的廣泛使用可以大大提高建筑物的利用效率，為智能城市帶來更高的時(shí)間效益。

4 城市智能停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對智能停車導(dǎo)航系統(tǒng)整體架構(gòu)具體分析如下。

基于智能終端的停車導(dǎo)航系統(tǒng)，是在無線互聯(lián)網(wǎng)與用戶智能設(shè)備連接的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)為用戶提供車位預(yù)約、場內(nèi)路徑規(guī)劃導(dǎo)航、反向?qū)ぼ嚒⒃诰€支付等服務(wù)。系統(tǒng)整體架構(gòu)主要包括停車場后臺管理系統(tǒng)（車位檢測）、室內(nèi)定位及云端管理系統(tǒng)、智能移動終端系統(tǒng)（見圖2）。

圖2 智能停車系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1）停車場本地管理后臺系統(tǒng) 該系統(tǒng)中，通過無線地磁探測器對車位占用情況進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測信息上傳至管理中心。本地管理后臺為管理人員提供實(shí)時(shí)停車場車位狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，同時(shí)與停車場自動道閘系統(tǒng)連接，控制車輛進(jìn)出，并將車位感知數(shù)據(jù)信息利用網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至云端服務(wù)器。

2）室內(nèi)定位及云端管理系統(tǒng) 該系統(tǒng)架構(gòu)主要包括云服務(wù)器與定位引擎兩大部分，二者有效結(jié)合，借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)同停車場監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息互通，對相關(guān)信息進(jìn)行收集處理，并實(shí)施數(shù)據(jù)庫管理，對車位及相關(guān)狀態(tài)信息進(jìn)行篩選、分類處理。同時(shí)，與用戶的智能移動終端設(shè)備進(jìn)行連接，完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互（見圖3）。

圖3 室內(nèi)定位與云端管理系統(tǒng)

3）智能終端App 車輛駛進(jìn)停車場后，用戶可以打開智能移動終端藍(lán)牙接收定位標(biāo)簽信息，與自身慣性傳感器數(shù)據(jù)融合處理，向云端服務(wù)器發(fā)送。同時(shí)，用戶還可以從終端獲取車位預(yù)約、查詢、導(dǎo)航服務(wù)。

5 結(jié)語

在智慧城市理念下，城市建筑設(shè)計(jì)人員需要加快轉(zhuǎn)變設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)思維，不斷提升自身綜合能力，以高新技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)城市建筑的智能化設(shè)計(jì)，充分滿足時(shí)代和社會發(fā)展需求。同時(shí)，智慧化的城市建筑設(shè)計(jì)體現(xiàn)在方方面面，融入最新科技與設(shè)計(jì)理念，使其朝著智能化、多功能方向發(fā)展，為智慧城市的穩(wěn)步發(fā)展提供助力。