智能建筑與智慧城市設(shè)計研究

房 敏 淄博市建筑設(shè)計研究院高級工程師

關(guān)鍵字：智能建筑；智慧城市；設(shè)計

當今處于網(wǎng)絡(luò)信息時代，人們的生活更加智能化，對智慧城市的建設(shè)迫在眉睫。智慧城市就是利用信息技術(shù)，更加系統(tǒng)、科學地進行城市管理，使城市生活變得更加井然有序，為人們的出行和生活都帶來更多便利。目前，智慧城市的構(gòu)建主要由智能交通、智能醫(yī)療、智能社區(qū)和智能建筑等組成，從人們的衣食住行多方面進行發(fā)展，主流發(fā)展方向是智能建筑。但智能建筑設(shè)計還存在許多不足，缺少統(tǒng)一的框架支撐，而且每個智能建筑的設(shè)計都是相互獨立的，沒有建立彼此的聯(lián)系，對智慧城市整體發(fā)展有著不利的影響，所以本文針對智能建筑提出相應(yīng)的發(fā)展策略，以促進智慧城市發(fā)展。

1 智能建筑和智慧城市的含義

1.1 智能建筑

智能建筑設(shè)計就是利用各種信息將建筑物構(gòu)建成較為智能、系統(tǒng)的整體，且智能建筑要具備一定的感知能力、通信能力，從而給居民提供更多的服務(wù)，營造出良好的居住環(huán)境，使人們的生活更加方便、全面、高效。

智能建筑有許多的優(yōu)點，主要集中在3個方面：一是智能建筑中應(yīng)用的信息技術(shù)較為先進，既能給人們提供安全、便捷的居住環(huán)境，還具備較強的調(diào)整能力，可以根據(jù)人們生活中的實際情況進行適當?shù)母淖儯嵘ㄖ锏恼w作用；二是智能建筑有著節(jié)能特性，城市人口的急劇增加帶來了較大的能源負荷，而基于智能建筑的節(jié)能特性，可以提前設(shè)計各個方面的參數(shù)，避免不必要的浪費，節(jié)約能耗；三是智能建筑有較為完善的電力、水力、通信系統(tǒng)，能為人們提供高質(zhì)量的生活[1]。

1.2 智慧城市

智慧城市不同于智能建筑，含義比較寬泛，不同的人對智慧城市都有著不同的理解。

國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部等八部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》中指出，智慧城市是利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和空間地理信息集成的全新一代信息技術(shù)，促進城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)智慧化的新理念和新模式。簡單來說，就是利用先進信息技術(shù)，促進智能化發(fā)展，實現(xiàn)高效、系統(tǒng)、規(guī)范的城市管理，實現(xiàn)綠色經(jīng)濟發(fā)展，從多方面便利人們的生活，提升人們的生活質(zhì)量，促進城市發(fā)展。

2 智能建筑設(shè)計與智慧城市設(shè)計對比

由于我國的智能建筑起步較晚，目前智能建筑應(yīng)用的大部分技術(shù)和產(chǎn)品來自國外，甚至需要將較難的項目交給國外建筑公司，在很大程度上限制了我國智能建筑的發(fā)展。加之我國建筑行業(yè)競爭激烈，尤其是智能建筑剛剛興起，各個建筑公司都希望得到發(fā)展，但目前的智能建筑設(shè)計具有一定局限性，缺乏專業(yè)人才，供給難以達到平衡，導(dǎo)致我國智能建筑的發(fā)展一直受到影響。

2.1 設(shè)計的共同點

智能建筑和智慧城市其實是同源的，都是為了更好地利用信息技術(shù)，便利人們的生活，再結(jié)合客戶要求和實際情況，設(shè)計合理的方案、滿足客戶的需求。無論是智慧建筑設(shè)計還是智慧城市設(shè)計，都必須嚴格遵守國家標準、行業(yè)標準和企業(yè)標準，符合我國相關(guān)法律法規(guī)。設(shè)計都是基于經(jīng)濟基礎(chǔ)和信息基礎(chǔ)，利用先進信息技術(shù)進行智能建設(shè)，經(jīng)濟基礎(chǔ)決定上層建筑，也是設(shè)計的先決條件。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員必須具備充足的設(shè)計經(jīng)驗和一定的創(chuàng)新能力，在原有的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，只有具備較強的創(chuàng)新意識，進行更加新穎的設(shè)計，才能獲取更多用戶的認可，提升企業(yè)核心競爭力。

2.2 設(shè)計的不同點

智能建筑設(shè)計和智慧城市設(shè)計的不同點就是設(shè)計標準，智能建筑的設(shè)計是有計劃的，而智慧城市卻并沒有明確的要求，雖然已經(jīng)有大量的智慧城市標準出臺，但更多只能結(jié)合實際情況，進行城市改良，建立智慧城市。智能建筑的設(shè)計標準較為完善、清晰且齊全，可以參考以前的設(shè)計案例，只需要不斷創(chuàng)新即可，但是智慧城市涉及可參照的標準較少，智慧城市的建立處于初期階段，缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃，相關(guān)的制度也在不斷完善。

從設(shè)計需求方面來看，智能建筑設(shè)計有明確需求，招標時有明確的工程量清單、技術(shù)規(guī)格需求書等內(nèi)容，中標后設(shè)計師進行深化設(shè)計和變更設(shè)計，但大體不變且工作量較小；智慧城設(shè)計需求不明確、多變，需要設(shè)計師根據(jù)城市基礎(chǔ)、城市發(fā)展方向、市民生活去挖掘和確認設(shè)計需求，設(shè)計過程時間長且工作量巨大。

從發(fā)展方向來看，智能建筑設(shè)計是要隨著智慧城市設(shè)計而不斷改變的，智能建筑設(shè)計是智慧城市設(shè)計的一部分，智能建筑設(shè)計不能脫離智慧城市設(shè)計。而隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展和人們的需求不斷增加，智能建筑一定是朝著智慧城市方向發(fā)展的，要以智慧城市為最后目標，實現(xiàn)從建筑到城市蛻變的過程。智慧城市的設(shè)計量也與智能建筑不同，工作量較大，要想促進智慧城市發(fā)展，設(shè)計技術(shù)人員需要不斷提升自身職業(yè)素養(yǎng)，不斷積累相關(guān)經(jīng)驗，必要時可借鑒國外同行經(jīng)驗，結(jié)合現(xiàn)場考察完成設(shè)計工作。

智慧建筑設(shè)計范圍小，內(nèi)部系統(tǒng)比較簡單且常見，工程項目模式基本為公司受業(yè)主委托（Engineering Procurement Construction，EPC），基本可以保證資金充足；智慧城市設(shè)計的設(shè)計范圍涵蓋城市、城鎮(zhèn)、縣鄉(xiāng)，設(shè)計系統(tǒng)復(fù)雜且巨大，工程項目模式基本為政府和社會資本合作（Public-Private Partnership，PPP），設(shè)計師還需要關(guān)心融資方式、融資量。

3 將智能建筑融入智慧城市設(shè)計中的策略

3.1 打破智能建筑的獨立性

目前，智能建筑設(shè)計仍處在一個獨立的體系中，每個建筑都有自己較強的特性，而智能建筑之間的差異就使其不能很好地結(jié)合在一起。所以，要想將智能建筑融入智慧城市設(shè)計中，首先要打破智能建筑的獨立性，形成較為完善、統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)體系，實現(xiàn)智能建筑間的相互聯(lián)系，促進智慧城市的形成。智慧建筑適用于民用建筑和通用工業(yè)建筑領(lǐng)域，其中住宅、辦公樓、商用建筑、文化建筑、會展建筑、教育建筑、金融機構(gòu)、交通建筑和醫(yī)療建筑都可以借助信息化和智能化系統(tǒng)進行詳細配置，且在區(qū)域配置上配合智慧城市的設(shè)計規(guī)劃。智慧建筑的外形設(shè)計上也需要參考周邊城市建筑風格，盡量融入環(huán)境。

3.2 充分利用智能云計算技術(shù)

云計算技術(shù)在智能建筑設(shè)計中能發(fā)揮重要作用，在進行智能建筑設(shè)計時，只有加強對云計算服務(wù)體系的構(gòu)建，才能提高智能建筑服務(wù)質(zhì)量，提升智能建筑的實用性，確保其具有較高的應(yīng)用效率，讓智能建筑不只存在于理論中，而具有真實效果，才能促進智慧城市發(fā)展。智能建筑要根據(jù)智慧城市的發(fā)展方向進行設(shè)計，利用云計算技術(shù)，創(chuàng)新出一套符合智慧城市發(fā)展方向的設(shè)計方案[2]。同時，利用全業(yè)務(wù)云計算平臺能形成智能建筑云服務(wù)中心，為人們提供智能的服務(wù)，支持智能建筑行業(yè)發(fā)展。

3.3 秉持綠色節(jié)能理念

建筑行業(yè)一直都是資源耗費量較高的行業(yè)。當今綠色節(jié)能理念越發(fā)受到重視，在智能建筑中綠色節(jié)能理念也能得到充分應(yīng)用，既符合智慧城市的發(fā)展方向，也可促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在發(fā)展過程中，采取綠色節(jié)能施工技術(shù)，減少建筑業(yè)造成的環(huán)境污染，保證資源最大化利用，實現(xiàn)建筑行業(yè)節(jié)能減排。如北京水立方的建設(shè)設(shè)計，通過膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，利用太陽光照進行照明，極大程度地減少了電力消耗，同時屋頂能收集雨水，實現(xiàn)資源循環(huán)利用[3]；2022年北京冬奧會正在籌備，水立方建筑以遮擋頂部膜結(jié)構(gòu)的方式改建為冰立方，將原本的標準泳池改建為冰場，配備降溫、控溫、制冰等設(shè)備，實現(xiàn)智慧建筑的循環(huán)利用。

3.4 以人為本

智能建筑設(shè)計和智慧城市設(shè)計的目的就是給人們提供安全、高效、便捷、舒適的生活環(huán)境，所以智能建筑設(shè)計要想融入智慧城市設(shè)計中，進行建筑設(shè)計時應(yīng)更多地站在住戶的角度考慮。例如，日本的一座現(xiàn)代化建筑，可以根據(jù)氣候變化對門窗和空調(diào)進行智能調(diào)控，使居住者不會受到氣候變化的影響，時刻都處于舒適的環(huán)境中。所以，進行智能建筑設(shè)計時，應(yīng)以舒適、智能作為首要目標，實現(xiàn)建造出智能建筑。

3.5 創(chuàng)新設(shè)計提升競爭力

智慧建筑的設(shè)計、智慧城市的設(shè)計都需要向著可持續(xù)發(fā)展方向進行創(chuàng)新，逐漸滿足客戶需求，滿足資金要求。設(shè)計企業(yè)需要不斷提升設(shè)計水平，積累設(shè)計經(jīng)驗。設(shè)計師需積極創(chuàng)建智慧建筑設(shè)計的生態(tài)程度，盡量應(yīng)用可再生的太陽能、風能、水能、生物能等新能源，充分考慮建筑所在地區(qū)的地勢、氣候、朝向，提高智慧建筑的自然通風、采光效果，提高對建筑面積的充分利用。進行智慧建筑設(shè)計時，設(shè)計師需要充分結(jié)合智慧城市項目設(shè)計，充分考慮對舊有資源的利用，使智慧建筑、智慧城市的設(shè)計走上共享共建之路，使子項目與總項目和諧統(tǒng)一。

4 結(jié)語

智慧城市已成為未來社會的發(fā)展趨勢，提高人們的生活水平是建設(shè)智慧城市的基本目標，但目前智慧城市發(fā)展還存在許多不足，尤其是智慧建筑建設(shè)，需要不斷進行完善、優(yōu)化。只有提升建筑的智能、節(jié)能、先進特性，才能促進智能建筑和智慧城市的共同發(fā)展。從智慧建筑走向智慧城市，所涉及的技術(shù)水平、設(shè)計知識量、設(shè)計師工作量都在急劇上升，設(shè)計行業(yè)需要抓住發(fā)展的機會，積極應(yīng)對嚴峻的考驗。