智能建筑與智慧城市設(shè)計(jì)研究

房 敏 淄博市建筑設(shè)計(jì)研究院高級(jí)工程師

關(guān)鍵字：智能建筑；智慧城市；設(shè)計(jì)

當(dāng)今處于網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，人們的生活更加智能化，對(duì)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(xué)地進(jìn)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(lái)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(jìn)行發(fā)展，主流發(fā)展方向是智能建筑。但智能建筑設(shè)計(jì)還存在許多不足，缺少統(tǒng)一的框架支撐，而且每個(gè)智能建筑的設(shè)計(jì)都是相互獨(dú)立的，沒(méi)有建立彼此的聯(lián)系，對(duì)智慧城市整體發(fā)展有著不利的影響，所以本文針對(duì)智能建筑提出相應(yīng)的發(fā)展策略，以促進(jìn)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(jì)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(yíng)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(diǎn)，主要集中在3個(gè)方面：一是智能建筑中應(yīng)用的信息技術(shù)較為先進(jìn)，既能給人們提供安全、便捷的居住環(huán)境，還具備較強(qiáng)的調(diào)整能力，可以根據(jù)人們生活中的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?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(lái)了較大的能源負(fù)荷，而基于智能建筑的節(jié)能特性，可以提前設(shè)計(jì)各個(gè)方面的參數(shù)，避免不必要的浪費(fèi)，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(duì)智慧城市都有著不同的理解。

國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、工業(yè)和信息化部等八部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中指出，智慧城市是利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)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(jìn)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是利用先進(jìn)信息技術(shù)，促進(jìn)智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高效、系統(tǒng)、規(guī)范的城市管理，實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)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(jìn)城市發(fā)展。

2 智能建筑設(shè)計(jì)與智慧城市設(shè)計(jì)對(duì)比

由于我國(guó)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(lái)自國(guó)外，甚至需要將較難的項(xiàng)目交給國(guó)外建筑公司，在很大程度上限制了我國(guó)智能建筑的發(fā)展。加之我國(guó)建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，尤其是智能建筑剛剛興起，各個(gè)建筑公司都希望得到發(fā)展，但目前的智能建筑設(shè)計(jì)具有一定局限性，缺乏專業(yè)人才，供給難以達(dá)到平衡，導(dǎo)致我國(guó)智能建筑的發(fā)展一直受到影響。

2.1 設(shè)計(jì)的共同點(diǎn)

智能建筑和智慧城市其實(shí)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(shí)際情況，設(shè)計(jì)合理的方案、滿足客戶的需求。無(wú)論是智慧建筑設(shè)計(jì)還是智慧城市設(shè)計(jì)，都必須嚴(yán)格遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，符合我國(guó)相關(guān)法律法規(guī)。設(shè)計(jì)都是基于經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和信息基礎(chǔ)，利用先進(jìn)信息技術(shù)進(jìn)行智能建設(shè)，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層建筑，也是設(shè)計(jì)的先決條件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須具備充足的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和一定的創(chuàng)新能力，在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，只有具備較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)行更加新穎的設(shè)計(jì)，才能獲取更多用戶的認(rèn)可，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)

智能建筑設(shè)計(jì)和智慧城市設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)就是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，智能建筑的設(shè)計(jì)是有計(jì)劃的，而智慧城市卻并沒(méi)有明確的要求，雖然已經(jīng)有大量的智慧城市標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，但更多只能結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行城市改良，建立智慧城市。智能建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較為完善、清晰且齊全，可以參考以前的設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)需求方面來(lái)看，智能建筑設(shè)計(jì)有明確需求，招標(biāo)時(shí)有明確的工程量清單、技術(shù)規(guī)格需求書(shū)等內(nèi)容，中標(biāo)后設(shè)計(jì)師進(jìn)行深化設(shè)計(jì)和變更設(shè)計(jì)，但大體不變且工作量較小；智慧城設(shè)計(jì)需求不明確、多變，需要設(shè)計(jì)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(rèn)設(shè)計(jì)需求，設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)且工作量巨大。

從發(fā)展方向來(lái)看，智能建筑設(shè)計(jì)是要隨著智慧城市設(shè)計(jì)而不斷改變的，智能建筑設(shè)計(jì)是智慧城市設(shè)計(jì)的一部分，智能建筑設(shè)計(jì)不能脫離智慧城市設(shè)計(jì)。而隨著科學(xué)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(biāo)，實(shí)現(xiàn)從建筑到城市蛻變的過(guò)程。智慧城市的設(shè)計(jì)量也與智能建筑不同，工作量較大，要想促進(jìn)智慧城市發(fā)展，設(shè)計(jì)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(yàn)，必要時(shí)可借鑒國(guó)外同行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)考察完成設(shè)計(jì)工作。

智慧建筑設(shè)計(jì)范圍小，內(nèi)部系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單且常見(jiàn)，工程項(xiàng)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(jì)的設(shè)計(jì)范圍涵蓋城市、城鎮(zhèn)、縣鄉(xiāng)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)復(fù)雜且巨大，工程項(xiàng)目模式基本為政府和社會(huì)資本合作（Public-Private Partnership，PPP），設(shè)計(jì)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(jì)中的策略

3.1 打破智能建筑的獨(dú)立性

目前，智能建筑設(shè)計(jì)仍處在一個(gè)獨(dú)立的體系中，每個(gè)建筑都有自己較強(qiáng)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(jì)中，首先要打破智能建筑的獨(dú)立性，形成較為完善、統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)智能建筑間的相互聯(lián)系，促進(jìn)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(huì)展建筑、教育建筑、金融機(jī)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(jìn)行詳細(xì)配置，且在區(qū)域配置上配合智慧城市的設(shè)計(jì)規(guī)劃。智慧建筑的外形設(shè)計(jì)上也需要參考周邊城市建筑風(fēng)格，盡量融入環(huán)境。

3.2 充分利用智能云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)在智能建筑設(shè)計(jì)中能發(fā)揮重要作用，在進(jìn)行智能建筑設(shè)計(jì)時(shí)，只有加強(qiáng)對(duì)云計(jì)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(shí)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(shí)效果，才能促進(jìn)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(jìn)行設(shè)計(jì)，利用云計(jì)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(jì)方案[2]。同時(shí)，利用全業(yè)務(wù)云計(jì)算平臺(tái)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(fèi)量較高的行業(yè)。當(dāng)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(jìn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在發(fā)展過(guò)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(shí)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(jì)，通過(guò)膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，利用太陽(yáng)光照進(jìn)行照明，極大程度地減少了電力消耗，同時(shí)屋頂能收集雨水，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用[3]；2022年北京冬奧會(huì)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(biāo)準(zhǔn)泳池改建為冰場(chǎng)，配備降溫、控溫、制冰等設(shè)備，實(shí)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(jì)和智慧城市設(shè)計(jì)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(jì)要想融入智慧城市設(shè)計(jì)中，進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)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(duì)門窗和空調(diào)進(jìn)行智能調(diào)控，使居住者不會(huì)受到氣候變化的影響，時(shí)刻都處于舒適的環(huán)境中。所以，進(jìn)行智能建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以舒適、智能作為首要目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)建造出智能建筑。

3.5 創(chuàng)新設(shè)計(jì)提升競(jìng)爭(zhēng)力

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

4 結(jié)語(yǔ)

智慧城市已成為未來(lái)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，提高人們的生活水平是建設(shè)智慧城市的基本目標(biāo)，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(jìn)行完善、優(yōu)化。只有提升建筑的智能、節(jié)能、先進(jìn)特性，才能促進(jìn)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(jì)知識(shí)量、設(shè)計(jì)師工作量都在急劇上升，設(shè)計(jì)行業(yè)需要抓住發(fā)展的機(jī)會(huì)，積極應(yīng)對(duì)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。