智慧城市中的建設(shè)理念探析

重慶閎元實業(yè)（集團）有限公司 李仁波

自21世紀以來，3D打印、生物科技、在線教育等熱門行業(yè)橫空出世。作為顛覆傳統(tǒng)認知的產(chǎn)物，從上線伊始就吸引了無數(shù)目光。智慧城市的概念也在最近幾年開始走進大眾視野，在智能設(shè)計的背景下，建筑不單單只是因地制宜地解決人們?nèi)粘５囊率匙⌒行枨蠛蛯Νh(huán)境、美感的追求，而是全方位跟著人的意愿走，和環(huán)境融為一體的智能產(chǎn)物。傳統(tǒng)建筑所能體驗到的人性化、個性化在智能建筑中更加活靈活現(xiàn)。但是建筑物畢竟堅不可摧，所以逐步實現(xiàn)從傳統(tǒng)到智能的轉(zhuǎn)變是當(dāng)下研究的課題。在智慧城市的大背景下，通過對建筑功能和設(shè)備的智能轉(zhuǎn)變，建立智能建筑現(xiàn)代化體系，最終完成智慧城市的宏偉藍圖。

一、智慧城市和智能建筑的定義

（一）智慧城市

在IBM的《智慧城市在中國》白皮書中，結(jié)合新時代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，對智慧城市作了如下的闡述：其一，智能傳感設(shè)備將和城市的公共設(shè)施連為一體，實行實時監(jiān)測；其二，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面對接與整合；其三，各個城市之間通過物聯(lián)網(wǎng)云計算進行聯(lián)合，解決人民賴以關(guān)注的交通、教育、醫(yī)療、電力、財務(wù)等問題；其四，以建筑為基本單元，優(yōu)化整合建筑之間的管理系統(tǒng)、人員服務(wù)，使其具有一定的提前感知能力，為人們提供更全面、高效、便捷的可持續(xù)生活環(huán)境。

（二）智能建筑

智能建筑可以給人們提供一個更舒服和安全的生活體驗，且具有極高的效率和環(huán)保優(yōu)勢。智能建筑通過調(diào)節(jié)內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施的運行，帶給人們更好的出行和居住便利。舉個例子，王某居住在某高層的一樓，由于太陽光長時間照不進屋內(nèi)，給王某的生活帶來極大的不適。如果王某身處在智能建筑的一樓，那么就不會有如此情況發(fā)生。因為在智能建筑中，沒有一樓和三十樓之分，建筑物可以根據(jù)業(yè)主的需要，通過反射照明設(shè)備，使得每一戶人家都能享受充足的光照。其次，面對停車難的問題，智能建筑也可以根據(jù)業(yè)主的出行時間提前對汽車樓中的汽車實施調(diào)層，使得業(yè)主不在汽車的安全和停放上浪費精力。再次，智慧建筑還有健全的通信系統(tǒng)和電力設(shè)備，節(jié)能減排是智慧建筑的標(biāo)準，通過對太陽能到電流的轉(zhuǎn)化，建立綜合布線系統(tǒng)，使建筑在內(nèi)部空間轉(zhuǎn)化中游刃有余。

二、智慧城市的理念特征

（一）以人為本

人性化是智慧城市建設(shè)中的顯要特征，旨在為住戶提供更好的居住體驗，在建筑中融合智能化的元素，使得用戶的居住體驗得到顯著的提升，住戶的居住愿望得到充分的滿足。再加上對施工材料的嚴格把關(guān)，使得智能建筑在建設(shè)中具有低耗能、高實用性的特點。給工人的施工帶來便利，在實行建筑內(nèi)部調(diào)節(jié)的時候也變得更為簡單。

（二）運用智能化信息技術(shù)

俗話說，“工欲善其事，必先利其器”，要想讓智能建筑的愿望變?yōu)楝F(xiàn)實，就要以智能化信息技術(shù)作為支撐。例如，在設(shè)計智能建筑的時候，設(shè)計師要充分利用信息化技術(shù)，了解設(shè)計地區(qū)的降水、日照、地基以及所在地區(qū)的交通、稅務(wù)、周邊環(huán)境等情況。結(jié)合收集的信息，對所設(shè)計的建筑進行綜合考量和計算，在不改變住戶居住意愿的前提下，為設(shè)計提供必要的理論依據(jù)。此外，還可以利用信息化技術(shù)對住戶的居住意愿進行匯總，通過大數(shù)據(jù)整合，羅列出住戶的基本要求，最后因地制宜，在解決住戶的基本需求之外，順便滿足個別住戶的特殊要求，最終實現(xiàn)省時、省力、省材料的建筑目的。

三、城市設(shè)計中融入智慧城市的方向

（一）優(yōu)化建筑空間的性能

近幾年來，城市發(fā)展腳步不斷加快，出現(xiàn)了很多的問題建筑，其中隱藏的問題也更加突出。首先，建筑本身承擔(dān)著巨大的責(zé)任，建筑秩序和管理混亂，會使得建筑工作變得一團糟。再加上一些設(shè)計團隊偷工減料，使用一些不符合安全規(guī)定的產(chǎn)品，為后續(xù)的施工帶來極大的壓力。智能建筑在建筑伊始就承擔(dān)著很大的責(zé)任，在智慧城市的大背景下，智能建筑能夠為城市的管理和運營提供很大的便利。因此，要想滿足智慧城市的建設(shè)，首先要加強對智能建筑的質(zhì)量把控。在設(shè)計的過程中，既要保證安全性，又要保證建筑的合理性，使它成為智慧城市的一分子。安全建筑體現(xiàn)在兩點，即建筑物的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部空間。外部建筑主要包括建筑物的色彩、造型、采光，同時也包括基礎(chǔ)環(huán)境設(shè)施，如健身設(shè)備、綠化、安保、物業(yè)等一系列維護業(yè)主日常生活的條件。外部設(shè)計時要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對所有的維穩(wěn)系統(tǒng)及人員進行編排。在采光方面，加強智能反射鏡協(xié)助光線的傳播，通過對紫外線的監(jiān)測，結(jié)合人體適合光照的感應(yīng)以及光線的強度，對鏡片實行智能化控制。在減少不良照射的同時，使得每一戶人家都能夠雨露均沾，享受舒適的光照。對于外部花草的維護，應(yīng)當(dāng)對地下水進行監(jiān)測，當(dāng)土地缺水的時候，能夠自動出水，保證植被有充足的水源。對于內(nèi)部建筑，可以選擇智能家具來代替原有的不動設(shè)備。目前在網(wǎng)上很流行“沉浸式”回家的概念，就是智能家具能夠根據(jù)人們的意愿來調(diào)整工作，通過智能編程的輸入，能夠在保證居住環(huán)境安全、舒適的前提下，自動為住戶設(shè)計好溫度、濕度、燈光等。如此一來，業(yè)主不必事事親力親為，只要在事先設(shè)定好所需的環(huán)境，智能家具就能夠順勢調(diào)整完成。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用加強了智能家具的內(nèi)部感應(yīng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市的發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用，正是因為入此，智能建筑的進行才能做到有條不紊。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是智能建筑運行的關(guān)鍵。通過射頻識別（RFID）、紅外傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議把任意物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、監(jiān)控和管理。以PLC、集散控制系統(tǒng)控制器為例，當(dāng)屋主在其他地方時，如有維護工人進入房間內(nèi)維修設(shè)備，當(dāng)他觸摸到門上的按鍵時，信息就會發(fā)送到業(yè)主手機上，在攝像頭的作用之下，維修工人能夠與戶主直接通話，而且維護工作并非毫無重點，因為系統(tǒng)會自動報告設(shè)備的哪些功能需要維修，在增加維修針對性的同時，也避免了“眉毛胡子一把抓”的現(xiàn)象，為戶主和維修工人省去了不必要的麻煩。另一方面，屋內(nèi)的濕度和溫度處在一個動態(tài)平衡的狀態(tài)下人才會感到舒適，當(dāng)屋內(nèi)的溫度、濕度失衡時，系統(tǒng)會自動打開加濕器和空調(diào)，直到屋內(nèi)的環(huán)境達到相對適宜的狀態(tài)。當(dāng)屋內(nèi)的采光偏暗時，系統(tǒng)就會自動調(diào)節(jié)打開窗簾。再比如，在陽臺上設(shè)計智能窗戶，通過對外部風(fēng)速的感知，傳感器自動傳輸數(shù)據(jù)給系統(tǒng)，由系統(tǒng)來調(diào)整窗戶打開的大小，加快室內(nèi)的通風(fēng)換氣。對于這些很簡單的有針對性的事情，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能充分發(fā)揮其優(yōu)勢，在很大程度上推動智慧城市的發(fā)展。

（三）加強屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計

屋頂是智能建筑的設(shè)計要點，作為建筑和外界主要的交接點，對智能建筑的發(fā)展和升級有著至關(guān)重要的參考作用。與此同時，屋頂也是布置智能設(shè)備的地方，集中了防水處理器、太陽能集成版及雨水收集器，這些都在智能建筑領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，是自然資源重復(fù)利用的有效保障。在樓頂?shù)慕ㄔO(shè)中，首先要使用節(jié)約環(huán)保材料，使得屋頂?shù)谋睾透魺嵊兴ＷC。根據(jù)當(dāng)?shù)氐娜照铡囟?、溫差、降水等，對屋頂上的設(shè)備進行合理擺放。另外，對設(shè)備的需求也不能一成不變，對于那些降水多的地方，要及時放置雨水收集器，對于太陽光照射強烈的地方，就要多擺放太陽能電路板。通過對環(huán)境的利用，充分發(fā)揮地區(qū)優(yōu)勢和屋頂資源。對于運行的設(shè)備，要就地取材，利用已發(fā)的電力，做好降噪和輻射處理，全方位提升智慧城市的多樣性和智能建筑的功能性，保證設(shè)備運行的安全、高效。

（四）加強大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑中的安防作用

在智能建筑中引入大數(shù)據(jù)技術(shù)可以建立更加智慧的安防系統(tǒng)，使得智慧城市中的建筑物更加安全。出于保護戶主人身和財產(chǎn)安全的考慮，除了安裝必要的門鎖設(shè)備之外，還要注重由于人員流通所帶來的安全隱患。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠及時對整個安防系統(tǒng)中設(shè)備不合理的信息進行匯總和比較，對未知的事態(tài)能夠提前預(yù)防，起到防患于未然的作用。不僅如此，在智能建筑安全防控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的支持下，相關(guān)工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)周邊環(huán)境和建筑本身的安全漏洞，有利于技術(shù)人員及時處理并糾正。再結(jié)合其他地區(qū)相同問題數(shù)據(jù)的分析和匯總，找到事故多發(fā)的點，提前做好補救措施。在建筑行業(yè)，如若出現(xiàn)重大安全問題，很可能會波及無辜。所以說，加強大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑中的使用是大勢所趨。

（五）完成智能體系架構(gòu)

智能建筑雖說優(yōu)點很多，但在實際的建設(shè)和內(nèi)部管理過程中卻相當(dāng)復(fù)雜。雖說該建筑的實用性能很高，但是在目前還沒有完全普及的情況下，過于放大智能建筑的優(yōu)點未免有些“畫餅充饑”，有一些問題仍會成為阻礙智能建筑與智慧城市發(fā)展的因素。因此，要想建設(shè)一個切合實際的智慧城市系統(tǒng)，在智能建筑方面就不得不處理好這些因素。首先就是建立相應(yīng)的體系框架。常言道，沒有規(guī)矩不成方圓，現(xiàn)如今的壟斷市場阻礙了新技術(shù)的普及和應(yīng)用。所以說，相關(guān)政府要加強對智能建筑開發(fā)商的鼓勵，積極宣傳智能建筑的好處，號召外來智能建筑客商落戶當(dāng)?shù)?，實現(xiàn)跨地區(qū)的交流和融合。對于那些不符合標(biāo)準的樓房，政府要動用法律武器，懲治那些“金玉其外，敗絮其內(nèi)”的開發(fā)商，還地產(chǎn)行業(yè)一方凈土。此外，政府還應(yīng)成立相關(guān)部門，對智能建筑的質(zhì)量安全、環(huán)境問題、材料來源、用戶體驗等多方面的問題進行監(jiān)督和回饋，及時撥亂反正，積累用戶口碑，為以后智能建筑的再發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

四、智能建筑設(shè)計需要克服的問題

（一）過程管理

智能建筑的科技含量極高，首先要有專業(yè)的團隊才能勝任。在施工之前，要先了解建筑的目的、意義、前提以及設(shè)立應(yīng)急機制。對于那些硬性的設(shè)計要求，不能囫圇吞棗，要錙銖必較地處理好細節(jié)。在技術(shù)的使用上也不能含糊，可以事先了解B/S訪問模式、Web服務(wù)和IP以太網(wǎng)集成平臺，預(yù)先設(shè)想項目的集成效果，專注于技術(shù)的更新迭代。其次，要設(shè)立目標(biāo)，從建筑物的外表、層高、內(nèi)部設(shè)施、布線空間、維護窗口等多方面制定補強措施，參考設(shè)計的穩(wěn)定性，以期做到對智能建筑危險的防控。

（二）做好智能建筑的內(nèi)部設(shè)計

建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計總結(jié)有三，分別是墻、地面、天花板。按照智能建筑的設(shè)計要求，地面的設(shè)計應(yīng)選用架空的方式，這樣不僅能能夠擴大地面的面積，還能夠使布電系統(tǒng)不用承擔(dān)過大的壓力，方便施工的同時，對于后期的維護和翻新步驟的簡化也提供了便利。

墻面的設(shè)計通常要注意設(shè)備的接線口位置，以便在后期實現(xiàn)對設(shè)備功能的精準控制，天花板的設(shè)計往往需要加入暖通、消防系統(tǒng)等因素，預(yù)設(shè)好通風(fēng)口和通風(fēng)路線，以及相關(guān)系統(tǒng)的走線，最終實現(xiàn)一板多用，實現(xiàn)建筑的照明、消防等各項功能。

五、結(jié)語

建筑行業(yè)同人民的生活休憩相關(guān)，好的建筑往往能在發(fā)揮本身作用的同時，影響其他的方面。作為建設(shè)智慧城市的先鋒官，智能建筑的發(fā)展起到一錘定音的作用。面對復(fù)雜多變的行業(yè)形勢、繁雜敏感的操作環(huán)境，還有艱難繁重的普及和發(fā)展任務(wù)，建筑師生逢其時也重任在肩。習(xí)近平總書記曾說過，“人民日益增長的對美好生活的向往，就是我們的奮斗目標(biāo)”。對于建筑行業(yè)來說，人民對居住環(huán)境的更高追求，催生了智能建筑面向普羅大眾的動力。

智能建筑行業(yè)雖然說前途光明，但也困難重重?！皻v史只會眷顧堅定者、奮進者、搏擊者，而不會等待猶豫者、懈怠者、畏難者”，所以說，在新時代的潮流下，要勇于披荊斬棘，書寫智能建筑新篇章。