城市智能建筑结构设计优化方法的应用

梁臣

（筑博设计股份有限公司北京分公司，北京100013）

1 引言

近年来，随着科学技术的飞速发展，智能建筑逐渐被应用于城市建设中，这是新时期城市发展的必然趋势，也是人们生活中对建筑的更高要求。相较于传统意义上的普通建筑，智能建筑设计的复杂性与多变性都比较强，以往的结构设计方式已然无法满足智能建筑的需求。此时，为提高智能建筑的整体质量，确保其能够在智能城市建设中发挥更大的作用，及时针对建筑的实际需求优化建筑结构设计非常必要，这也是社会稳定与发展的重要基础。

2 城市智能建筑结构设计的主要特征

2.1 人性化

与普通建筑相比较，智能建筑设计最显著的特征就是人性化，设计人员在规划设计城市智能建筑的过程中，更加注重自动控制系统，确保能够为居住者或使用者创造更良好、更便利的环境。除此之外，这一特征也可体现在智能建筑网络通信设备的使用中，其一方面能促进建筑服务水平的提高；另一方面能提升建筑日常运行效率，在帮助人们享受智能建筑中的便利生活的同时，提供最大程度上的安全保障[1]。

2.2 节约化

智能建筑更加注重绿色设计，通过对各类技术的有效运用实现控制建筑资源的目的，使建筑过程中的生态破坏或资源消耗严重问题得到规避。另外，智能建筑设计中并不主张使用不可再生资源，其更侧重于开发与应用清洁新能源，从已成功建设的智能建筑中也可看出，很多设计人员更多地选择自然照明来代替人工照明，使用了风能与太阳能等新能源，优化了空调与排水系统的设计，对新时期社会的运行非常有利。与此同时，智能建筑也是城市经济发展的主要体现，为促进城市整体的可持续发展，设计节约化的特征必须得到进一步的重视[2]。

2.3 生态化

生态化是城市智能建筑设计的主要特点，能够在很大程度上节省施工资源。在设计智能建筑的过程中，设计人员需考虑建筑对周边生态环境的影响，以确保二者的协调性，尽可能地降低建筑施工与使用期间对周边环境产生的影响。实践证明，只有采取有效措施促进智能建筑与周边自然环境和生态系统的协调发展，才能体现智能建筑的意义。

3 城市智能建筑设计的现状

3.1 对智能建筑设计了解不全面

在城市智能建筑设计行业中，对智能建筑设计的认知水平与接受程度不足的问题普遍存在，尤其在未能充分掌握智能建筑基础知识的情况下，无法有效运用智能建筑建设的先进技术，智能化理念也因此无法在设计过程中真正落实，智能建筑设计方向也必然会出现偏差。如此，智能建筑设计不仅极易出现漏洞与缺陷，智能建筑的施工进度与质量也会受到影响，进而严重降低工程带来的经济效益与社会效益。

3.2 智能建筑设计的先进性较差

城市智能建筑衍生的基础即为智能化时代，而智能化时代的显著标志是信息技术的广泛应用。但目前很多设计人员由于专业水平不足，无法有效运用先进技术与设备等，导致智能建筑最终的设计结果与智能城市的要求完全不符，与此同时，其也无法通过先进的技术优化建筑各项功能，或进行建筑后期维护等工作，从而使智能建筑整体性能受到影响。

4 城市智能建筑结构优化的有效措施

4.1 增强建筑内部环境的舒适度

智能建筑结构优化的目标之一是内部环境舒适度的提升，设计人员应注重控制智能建筑的室内温湿度、光照等环境因子，并确保建筑的稳定性与安全性，确保居住者与使用者能在建筑中获得正向的主观感受。除此之外，应以人体工程学为基础，保证智能建筑中家具、空间与综合网络设计的人性化，一方面提高智能建筑的宜居性；另一方面促进智能建筑设计质量的全面增强。

4.2 找准智能建筑结构设计的关键点

通常情况下，设计人员可对地面、墙面以及天花板结构进行优化。首先是地面设计，设计人员应将智能建筑的特征为根据，通过对架空方式的有效运用将地面下的空间合理扩大，同时设计人员也要注重对弱电与强电系统的物理隔离，如此不仅能为施工提供更多的便利，对建筑改造也十分有帮助。其次是墙面设计。设计人员应充分考虑智能建筑中各功能设备的接口与位置，采取外接的方式，继而确保传感器与设备各项功能的实现以及控制的精准性。最后是天花板设计。施工人员应全面结合暖通与消防系统的特征与功能，设计系统的走线与出口等，全方位确保智能建筑通风、消防、供暖以及照明等各项功能的正常使用[3]。

4.3 选择合适的地基基础设计方式

若智能建筑为框架结构，地下储物空间小且上部荷载大，可采取十字交叉梁条形基础改善地基不稳定的问题，在降低不均匀沉降现象出现概率的基础上，提高整体的稳定程度。

若框架结构的智能建筑地下储物空间较小，但是地基稳定且上部荷载较小，独立柱基础更加适用，可以相关规范为依据将承台或独立柱子相连接的梁设置于抗震设防区；框架钢筋混凝土墙板承重结构，地基稳定性强且地下无空间、荷载均匀的情况下，框架柱、独立柱基础形式的效果更好，若智能建筑处于抗震设防区，则更需加大重视程度；地基稳定的钢筋混凝土墙板承重结构，可适用交叉的条形基础，但若是地基基础强度与相关要求不符，则可选择筏板基础。设计人员必须根据实际情况，选择最佳的地基基础形式，在提高建筑可靠性与安全性的同时，促进结构设计的全面优化[4]。

4.4 确保智能建筑屋顶设计的质量

与外部环境接触最多的即为智能建筑的屋顶结构，将大量设备布置在屋顶上的设计方法也很常见，所以，智能建筑设计中必须考虑设备的协调性，设计人员可采取集成与统一的方法对屋顶上布置的设备进行综合性的绿化与美化处理。另外，设计人员可在智能建筑屋顶上，布置风能发电机与雨水收集器等设备，以节能环保为基点实现对自然界能量与资源的充分利用，使智能建筑的能源消耗与物资循环需求得到满足[5]。

5 结语

综上所述，智能建筑相较于传统建筑的优势，在于舒适度更高、设计感更好、科技感更强，此时若进一步促进智能建筑设计的合理化，相关人员必须将智能建筑设计市场接受度考虑在内，理解智能建筑的定义、明确智能建筑的价值，从各个方面实现建筑结构的优化。