智能建筑在建筑设计上的发展与应用

胡 蓓

深圳市建筑设计研究总院有限公司，深圳 518000

现今科技高速发展，智能手机、扫地机器人等各类智能电子科技已经融入我们的生活中，而智能建筑在我国的普及率还是不高。尤记得前几年，还在讨论我国建筑行业整体还处在手工阶段，没有进入工业化时代，而现如今各个新兴产业都进入了互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合的年代，工厂和仓库也已经能做到全面自动化的生产、检测和筛选，反观建筑业的技术还处于初始阶段，距离大规模生产、施工和应用还有很大的距离。建筑业作为我国支柱型产业，更是在智慧城市的建设发展中起到了推动作用，探索和提升智能建筑产业的创新力和生产力，势在必行。

1 智能建筑的概念与意义

早在20世纪80年代，美国就出现了世界上第一个现代智能化建筑，建在康尼狄格州的哈特福特市的智能化大楼是运用现代新兴科技在建筑领域的创新性发展，它的最大特征就是运用计算机对各类服务进行控制，包括语言通讯、文字的信息化处理、以及快捷高效的市场信息的传递。在该大厦的基础服务设施，比如电梯、水暖、空调以及安全方面实现了自动化处理，是计算机高度综合应用的典型代表。

所谓的智能建筑就是指通过系统集成的方式来把多项现代技术和现代建筑艺术进行综合运用，涉及到的现代技术多，覆盖领域广泛，主要包括现代通讯技术、现代多媒体技术以及智能化电子计算机等多项现代科技的综合运用。最大程度上使得现代建筑能够智慧化服务于人类，创造出高效率、高度安全化以及具有高度灵活性的生活环境。

智能建筑最近几年得到了很大的发展，尤其在智能家居、智能小区上的应用越来越广泛，随着现代建筑科技水平的不断提高，计算机信息技术以及现代科学技术的高速发展，都是现代建筑朝着智能化方向发展的重要技术保障。国内智能建筑经过了20多年的发展，目前在各种新技术、互联网运用模式等的影响下，智能建筑行业发展到了一个崭新的阶段。近年来物联网技术越来越成熟，物联网、云计算等技术的融合应用对智能建筑行业的影响越来越大、越来越广阔。

2 BIM技术的应用与推广

要更好地实现智能建筑，应该在设计初期就进行贯彻和落实。现阶段国家和地方政府都在大力推行BIM（Building Information Modeling）技术的应用，这也是智能建筑中的一项核心技术。BIM技术可以渗透一个工程项目的所有环节，每一个环节所得到的成果，都会保留下来，提供给其他环节使用，尽可能减少信息的损耗，降低建造与后期维护的成本。同时，利用BIM平台存储整理信息的能力，在完成建造过程验收交付后，建筑信息也能很好的转交给物业管理方，相对于传统物业管理在管理初期需要花费大量时间人力整理资料而言，优势是十分显著的。BIM技术在建筑设计上的主要优势体现在：（1）

BIM 技术可运用俯视与立面图方式绘制，施工更加清晰，同时降低施工后建筑实体与效果图之间的认知落差，造成无谓的设计变更损失，实现高质量的设计；（2）分析更精确，BIM技术可以设定建筑参数，并随时调整参数与数据来检视工程数量与排程的异动；（3）快速提供建材信息，BIM技术能搜集建筑项目所有信息，随时依设计者的需求调整模式与输出视图，能清晰的找出工程问题与缺漏；（4）冲突问题，BIM技术的协同工作平台可以消除不同阶段与不同专业之间信息不同步的缺点，同时3D界面立体呈现设备专业的管道、结构梁柱以避免各专业的交叉冲突问题。

但现阶段BIM技术的应用和推广还存在一些制约因素：（1）缺少标准规范，就算设计阶段BIM模型做得再好，但最后还是需要按照现有的交付标准使用二维图纸进行交付；（2）设计阶段利用BIM平台可以完成建筑，结构，水、暖、电整合的模型，大量减少了建造过程中人力、物力时间的消耗，但是相对的设计阶段时间更长，而国内由于设计周期被大幅度压缩的原因，造成推广的不顺利；（3）BIM软件尚不成熟，由于BIM对数据应用是颠覆式， BIM技术伴随而来的是互联网技术、图形技术，这就对相关软件公司提出了更高要求，同时在相关统计、管理、模拟、协同等专业化应用匮乏，无法为应用推广提供工具支持，故这对BIM发展具有很大挑战；（4）国内目前很多施工单位规模小，人员的知识水平、管理意识跟不上，施工管理还没有精细化的概念，管理人员不懂计算机和信息技术，很多工地现场的管理模式还是一叠图纸、一把卷尺。

3 3D技术的发展运用

BIM技术运用在建筑行业从理论上来讲是十分可行的，但毕竟新技术的出现需要通过大量的实践来进行验证，这将是一个相对较漫长的过程，可以确定的是未来随着BIM技术的不断发展与完善，以及现代建筑行业管理水平的不断提高，管理意识的不断专业化，这项技术必将会惠及整个建筑领域。而相对制约的施工技术也必然随着科技的发展，尤其是伴随着3D打印技术的出现，建筑施工也许将出现一场翻天覆地的变革。3D打印在建筑行业还处在摸索阶段，但可以预见， 3D打印技术的发展将使大规模的个性化生产成为可能，这也就意味着会出现很多依靠传统工艺无法生产的创新型建筑材料，这不仅会颠复传统的建筑领域，更会在全球制造业中掀起一股新的改革潮流。为解决传统工艺生产建筑材料所产生的高污染、高成本、高能耗的诸多问题提供解决思路。需要认清的是3D打印技术现在处于起步阶段，在很多方面仍然不够成熟，存在的诸多问题也需要一个个的解决后才能更好地服务于人类。若要解决目前存在的问题，就要改变当前3D打印技术所呈现的高成本问题，只有把生产成本给降下去，才会对解决全球化的问题有所帮助，这是一项重大课题，成熟的3D打印技术不仅使建筑行业受益，更对未来社会的和谐发展具有重要推动作用。

3D打印和BIM技术不断的发展与完善，也必将推动着智能建筑体系的发展与完善。智能建筑并不应仅指一栋两栋智能化、信息化的建筑物，而应该是整个建筑行业上通过各种技术、互联网思维、创新的运用模式的一个运行体系。随着物联网技术及应用的发展，信息化、通信、物联网、云计算等技术的融合应用对智能建筑体系的影响越来越大、越来越深入，智能建筑体系在社会发展的过程中必将占据十分重要的地位。目前3D打印技术在国内建筑上的制约因素有以下几点：（1）材料限制，虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印，但打印的材料都是比较昂贵和稀缺的；（2）经济费用高，3D打印技术在批量化方面明显存在短板，匹配的材料较少，且价格较高昂，理论上说所有的材料都可以用于3D打印，但是大量经常使用的工业材料仍不具备3D打印的能力，而工业化低成本技术研究又十分欠缺。故而材料与经济是严重制约现阶段3D打印技术在建筑行业的发展的原因，还需要不断的完善与发展。

4 结语

现代智能化的建筑体系是对各类智能信息技术的综合运用，它的搭建平台是建筑物，综合运用系统集成、智能管理等现代技术，实现综合控制系统对外界环境的感知、信息传递、事物判别的高效自动化处理。是站在一体化的角度把人类和建筑以及周围环境进行高度融合，从而创造出既安全又便利舒适的生活工作环境。

近年来大数据、物联网、模型、云计算成为热议的话题，这些创新性的技术应用的也越来越广泛，这些都是搭建智能化建筑所必需的技术支持。有了以上这些创新技术的成熟，现代智能化建筑也就为现代世界带来了无尽的可能。在一栋现代化智能建筑中，里面的物业基础设施比如电梯运行、楼道照明等都可以通过云服务进行操作，这极大地提高了效率也节省了大量时间成本。大数据的运用则可以实现对可能出现的状况进行预警，提前解决安全隐患。

随着现代智能化技术的运用，现代人类的生活、生产方式必会发生重大变化，现代科技的运用使得人类生产效率大幅度的提高，对环境的污染也越来越小，随之科技城市与青山绿水必会同时出现，人类也会得益于现代技术的高度智能化而从单调重复的工作中解放出来，更富有创造力跟趣味性的工作将是现代人类追求实现的目标。建设“智慧城市”就要求信息在各个方面流通更加迅速便捷，建筑物更加人性化，在可以看到的将来智能建筑将真正走进人们的日常生活，并成为日常生活中不可缺少的一部分。