智能建筑設計探究

曾俊植，韓君輝

（中國建筑科學研究院有限公司，北京 100013）

1 智能化建筑發展背景

2019年，黨的十九屆四中全會提出充分發揮技術支撐力量是滿足人民群眾新需求，實現高效社會治理的重要手段。強調“科技支撐”，即將提高社會治理智能化水平擺到更突出的戰略位置。

隨著我國科技和城市的快速發展，智能化設計范圍不斷延伸，涵蓋智慧社區、智能建筑、智能監控、健康醫療、物業管理、數字化生活、超低能耗等諸多領域，綜合打造文化、生活、經濟等在信息智能化時代的新型設計及管理模式，以及面向未來的全新智能化建筑形態。

GB 50314—2015《智能建筑設計標準》中對智能建筑的定義如下：“以建筑物為平臺，基于對各類智能化信息的綜合應用，集架構、系統、應用、管理及優化組合為一體，具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，形成以人、建筑、環境互為協調的整合體，為人們提供安全、高效、便利及可持續發展功能環境的建筑。”所以，智能化設計的愿景就是為了建造更安全、更舒適、更高效、更便捷及更節能環保的公共及住宅建筑。

2 智能化設計原則

2.1 節能環保

辦公建筑的智能化設計原則需要滿足節能環保的需求，在設計原則上保證整體設計及所用材料符合節能環保需求。另外，辦公建筑智能化在建設過程中需要保證美感，對于空間結構的規劃需要符合整體建筑需求；在質量安全、節能環保方面需要保證整體施工組織的周期性管理，確保整體規劃符合節能需求。

2.2 智能舒適

在智能辦公建筑設計中，需要注重人性化，使設計符合辦公需求。隨著經濟的快速發展和生活條件的改善，人們對辦公環境的要求不斷提高，辦公環境的好壞直接影響員工的工作效率。因此，智能舒適是智能化建筑的必要性原則，智能中控系統、溫感濕感智能聯動系統、智能安保系統及各類新型智能化設備的運用，可有效提升辦公環境的舒適度，大大提高員工的工作效率。

2.3 可持續發展

任何一個建筑的設計初衷都是長久地使用，所以，在智能化設計中必須考慮建筑的可持續性。在設計智能建筑時，需要保證辦公建筑的使用壽命較長，整體規劃符合可持續發展要求。智能化設計需要考慮人們的直觀感受及大眾需求，并對設計整體的未來趨勢進行分析，從環境建設、辦公設施的使用等方面進行詳細規定。

3 智能化設計在建筑設計中的運用

3.1 綠色節能設計

綠色節能作為智能化建筑設計的首要條件，需要結合資源管理、環境保護等措施進行智能化設計，主旨是為人們提供綠色健康的工作環境，滿足人們對環境的需求。在具體設計中，可以通過對綠色能源的使用減少對不可再生能源的消耗，優化用水、用電設計，針對節能環保做出相應的規劃設計。在整體規劃時，需要明確整體風格，保證綠色施工技術的使用，減少建筑施工過程中對于周邊環境的破壞。同時，需要對建筑綠化進行設計，確保自然環境與工作環境的融合與協調。綠色節能設計主要技術措施如下。

1）多種方式提高綠化面積 利用架空空間設置室外綠地，作為可共享的公共空間；選擇鄉土植物，采用復層綠化，提高屋頂綠化面積；建筑外墻結合綠地設置室外垂直綠化墻，設置多層次立體綠化。

2）天然采光及照明的合理設置 大空間設置反光板增加內區采光；采用采光天窗、下沉庭院和導光管改善地下空間采光；公共區域設置照明自控系統，根據天然采光調節照明；走廊、大廳、展廳、車庫等區域設置LED燈具。

3）環境調節措施 與建筑立面一體化設置主要光照面外遮陽；樓梯間自然采光通風，以鼓勵大家使用樓梯的行為節能；采用通風陽臺、邊庭，走廊內墻通風窗扇促進建筑自然通風；開敞辦公室設置吊扇促進室內自然通風；裝修采用具有空氣凈化功能的除醛涂料；會議室采用分散式新風換氣機與CO2監控報警系統，并與新風聯動。

4）新能源及可再生能源利用 采用太陽能熱水系統為廚房、淋浴提供生活熱水；收集洗滌廢水做中水原水，經處理后用于雜用水；屋面雨水經處理后作為中水系統補充水；室外透水地面面積比達到40%，大量采用透水硬質鋪裝和下凹綠地增加雨水入滲；綠化采用微灌的節水灌溉形式；裙房屋頂安裝光伏板，供裙房展廳和地下車庫用電。

項目綠色設計根據建筑的特點，充分協調各類建筑在規劃布局、功能設置、工藝流程、安全、衛生、環境保護和配套設施等方面的特殊要求，因地制宜、有針對性地選擇一系列成熟適宜的綠色技術，充分體現環境效益、社會效益和經濟效益的統一。

3.2 智能化系統專項設計

智能化系統專項設計包含但不限于智能化集成系統（IIS）、信息設施系統（ITSI）、信息化應用系統（ITAS）、建筑設備管理系統（BMS）、公共安全系統（PSS）、機房與環境工程（EEEP）等相關設計。

智能化系統秉承實用性、先進性、開放性、安全性、兼容性、專業性的設計原則，從實際出發，追求高品質的實踐，從而使建筑保持長久的競爭力。

3.2.1 高效節能

辦公樓內配套機電設備根據實際用量自行調節運行模式，以達到節能降耗的目的；主、備設備之間定期輪換、維護，以延長設備生命周期；進一步優化運營管理手段，以更少的人員配置滿足更高效的日常運作。

3.2.2 安全舒適

根據建筑內外環境的變化，設備可自主調節溫度、濕度、照度等；采用人機配合的方式，更好地保障業主在建筑物內的感官舒適度。

3.2.3 智能通信

為滿足客戶內外部交流的需求，可自由選取不同的溝通方式，例如語音、傳真、網絡、視訊等，不受距離和速度的限制。綜合管控管理員在監控室就可以對不同的子系統進行監控、管理，并能對建筑內外相關設備進行同、異地遠程設置及監控。

4 BIM技術應用

在建筑智能化設計方案形成階段，設計人員需要在建筑智能化裝修、建筑智能化工程設計和設備安裝設計等方面，利用BIM技術對三維建筑智能化模型進行設計，對建筑智能化預制構件的生產加工、安裝等構成經濟性和規范性進行統籌規劃。大量的建筑智能化部品由車間生產加工完成，構件種類主要有外墻板、內墻板、疊合板、陽臺、空調板、樓梯、預制梁、預制柱等。然后對預制構件進行多維度設計，在確保使用功能充分發揮的基礎上，提高模板的使用效率，讓預制構件形成標準化和集成化。通過BIM技術在方案設計初期的應用，實現建筑智能化設計的合理性。利用BIM技術，生產工作人員能夠對模型進行拆分，將拆分后的設計模型形成二維生產加工圖或施工圖。圖紙和三維建筑智能化模型形成動態連接的關系，能夠使施工圖隨著數據變化實現自動更新，降低施工圖出錯概率。

5 圖像處理技術應用

1）圖像增強 圖像增強的目的是改善圖像的視覺效果，它匯集了各種圖像相關處理技術，例如對比度處理、邊緣增強、噪點處理、各種變換處理和偽彩色處理等。

2）圖像恢復 圖像恢復的目的是力求圖像保持本來面目，用來糾正圖像在形成、傳輸、存儲、記錄和顯示過程中產生的變質和失真。

3）圖像識別 圖像識別也叫模式識別，將已知圖像進行特征提取，之后依照抽象圖形的幾何及機理特征對圖像進行分類，并將整個圖像進行結構分析處理。

4）圖像編碼 圖像編碼的目的是解決圖像數字信息量過大，占用存儲空間及傳輸帶寬問題。圖像編碼技術就是對圖像進行壓縮。綜合考慮對圖像質量、大小、傳輸方式、存儲空間的需求，根據各類需求進行數據合并壓縮，降低設備荷載壓力及傳輸壓力，從而最大程度提高效率，節約資源。

6 結語

隨著社會的發展，新的潮流和趨勢使人們的生活發生了變化。將智能化技術應用到當代建筑設計中，不僅能更好地滿足人們在數字、網絡及信息產業蓬勃發展下的需求，而且能滿足社會對資源集約、環境友好的追求，更為建筑業打造全產業鏈的商業模式創造了條件，提供了廣闊的發展空間。