智能建筑与智慧城市设计研究

房 敏 淄博市建筑设计研究院高级工程师

关键字：智能建筑；智慧城市；设计

当今处于网络信息时代，人们的生活更加智能化，对智慧城市的建设迫在眉睫。智慧城市就是利用信息技术，更加系统、科学地进行城市管理，使城市生活变得更加井然有序，为人们的出行和生活都带来更多便利。目前，智慧城市的构建主要由智能交通、智能医疗、智能社区和智能建筑等组成，从人们的衣食住行多方面进行发展，主流发展方向是智能建筑。但智能建筑设计还存在许多不足，缺少统一的框架支撑，而且每个智能建筑的设计都是相互独立的，没有建立彼此的联系，对智慧城市整体发展有着不利的影响，所以本文针对智能建筑提出相应的发展策略，以促进智慧城市发展。

1 智能建筑和智慧城市的含义

1.1 智能建筑

智能建筑设计就是利用各种信息将建筑物构建成较为智能、系统的整体，且智能建筑要具备一定的感知能力、通信能力，从而给居民提供更多的服务，营造出良好的居住环境，使人们的生活更加方便、全面、高效。

智能建筑有许多的优点，主要集中在3个方面：一是智能建筑中应用的信息技术较为先进，既能给人们提供安全、便捷的居住环境，还具备较强的调整能力，可以根据人们生活中的实际情况进行适当的改变，提升建筑物的整体作用；二是智能建筑有着节能特性，城市人口的急剧增加带来了较大的能源负荷，而基于智能建筑的节能特性，可以提前设计各个方面的参数，避免不必要的浪费，节约能耗；三是智能建筑有较为完善的电力、水力、通信系统，能为人们提供高质量的生活[1]。

1.2 智慧城市

智慧城市不同于智能建筑，含义比较宽泛，不同的人对智慧城市都有着不同的理解。

国家发展和改革委员会、工业和信息化部等八部委联合发布《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》中指出，智慧城市是利用物联网、云计算、大数据和空间地理信息集成的全新一代信息技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式。简单来说，就是利用先进信息技术，促进智能化发展，实现高效、系统、规范的城市管理，实现绿色经济发展，从多方面便利人们的生活，提升人们的生活质量，促进城市发展。

2 智能建筑设计与智慧城市设计对比

由于我国的智能建筑起步较晚，目前智能建筑应用的大部分技术和产品来自国外，甚至需要将较难的项目交给国外建筑公司，在很大程度上限制了我国智能建筑的发展。加之我国建筑行业竞争激烈，尤其是智能建筑刚刚兴起，各个建筑公司都希望得到发展，但目前的智能建筑设计具有一定局限性，缺乏专业人才，供给难以达到平衡，导致我国智能建筑的发展一直受到影响。

2.1 设计的共同点

智能建筑和智慧城市其实是同源的，都是为了更好地利用信息技术，便利人们的生活，再结合客户要求和实际情况，设计合理的方案、满足客户的需求。无论是智慧建筑设计还是智慧城市设计，都必须严格遵守国家标准、行业标准和企业标准，符合我国相关法律法规。设计都是基于经济基础和信息基础，利用先进信息技术进行智能建设，经济基础决定上层建筑，也是设计的先决条件。在设计过程中，设计人员必须具备充足的设计经验和一定的创新能力，在原有的基础上进行优化，只有具备较强的创新意识，进行更加新颖的设计，才能获取更多用户的认可，提升企业核心竞争力。

2.2 设计的不同点

智能建筑设计和智慧城市设计的不同点就是设计标准，智能建筑的设计是有计划的，而智慧城市却并没有明确的要求，虽然已经有大量的智慧城市标准出台，但更多只能结合实际情况，进行城市改良，建立智慧城市。智能建筑的设计标准较为完善、清晰且齐全，可以参考以前的设计案例，只需要不断创新即可，但是智慧城市涉及可参照的标准较少，智慧城市的建立处于初期阶段，缺乏系统的规划，相关的制度也在不断完善。

从设计需求方面来看，智能建筑设计有明确需求，招标时有明确的工程量清单、技术规格需求书等内容，中标后设计师进行深化设计和变更设计，但大体不变且工作量较小；智慧城设计需求不明确、多变，需要设计师根据城市基础、城市发展方向、市民生活去挖掘和确认设计需求，设计过程时间长且工作量巨大。

从发展方向来看，智能建筑设计是要随着智慧城市设计而不断改变的，智能建筑设计是智慧城市设计的一部分，智能建筑设计不能脱离智慧城市设计。而随着科学技术的迅猛发展和人们的需求不断增加，智能建筑一定是朝着智慧城市方向发展的，要以智慧城市为最后目标，实现从建筑到城市蜕变的过程。智慧城市的设计量也与智能建筑不同，工作量较大，要想促进智慧城市发展，设计技术人员需要不断提升自身职业素养，不断积累相关经验，必要时可借鉴国外同行经验，结合现场考察完成设计工作。

智慧建筑设计范围小，内部系统比较简单且常见，工程项目模式基本为公司受业主委托（Engineering Procurement Construction，EPC），基本可以保证资金充足；智慧城市设计的设计范围涵盖城市、城镇、县乡，设计系统复杂且巨大，工程项目模式基本为政府和社会资本合作（Public-Private Partnership，PPP），设计师还需要关心融资方式、融资量。

3 将智能建筑融入智慧城市设计中的策略

3.1 打破智能建筑的独立性

目前，智能建筑设计仍处在一个独立的体系中，每个建筑都有自己较强的特性，而智能建筑之间的差异就使其不能很好地结合在一起。所以，要想将智能建筑融入智慧城市设计中，首先要打破智能建筑的独立性，形成较为完善、统一的结构体系，实现智能建筑间的相互联系，促进智慧城市的形成。智慧建筑适用于民用建筑和通用工业建筑领域，其中住宅、办公楼、商用建筑、文化建筑、会展建筑、教育建筑、金融机构、交通建筑和医疗建筑都可以借助信息化和智能化系统进行详细配置，且在区域配置上配合智慧城市的设计规划。智慧建筑的外形设计上也需要参考周边城市建筑风格，尽量融入环境。

3.2 充分利用智能云计算技术

云计算技术在智能建筑设计中能发挥重要作用，在进行智能建筑设计时，只有加强对云计算服务体系的构建，才能提高智能建筑服务质量，提升智能建筑的实用性，确保其具有较高的应用效率，让智能建筑不只存在于理论中，而具有真实效果，才能促进智慧城市发展。智能建筑要根据智慧城市的发展方向进行设计，利用云计算技术，创新出一套符合智慧城市发展方向的设计方案[2]。同时，利用全业务云计算平台能形成智能建筑云服务中心，为人们提供智能的服务，支持智能建筑行业发展。

3.3 秉持绿色节能理念

建筑行业一直都是资源耗费量较高的行业。当今绿色节能理念越发受到重视，在智能建筑中绿色节能理念也能得到充分应用，既符合智慧城市的发展方向，也可促进行业可持续发展。在发展过程中，采取绿色节能施工技术，减少建筑业造成的环境污染，保证资源最大化利用，实现建筑行业节能减排。如北京水立方的建设设计，通过膜结构的优势，利用太阳光照进行照明，极大程度地减少了电力消耗，同时屋顶能收集雨水，实现资源循环利用[3]；2022年北京冬奥会正在筹备，水立方建筑以遮挡顶部膜结构的方式改建为冰立方，将原本的标准泳池改建为冰场，配备降温、控温、制冰等设备，实现智慧建筑的循环利用。

3.4 以人为本

智能建筑设计和智慧城市设计的目的就是给人们提供安全、高效、便捷、舒适的生活环境，所以智能建筑设计要想融入智慧城市设计中，进行建筑设计时应更多地站在住户的角度考虑。例如，日本的一座现代化建筑，可以根据气候变化对门窗和空调进行智能调控，使居住者不会受到气候变化的影响，时刻都处于舒适的环境中。所以，进行智能建筑设计时，应以舒适、智能作为首要目标，实现建造出智能建筑。

3.5 创新设计提升竞争力

智慧建筑的设计、智慧城市的设计都需要向着可持续发展方向进行创新，逐渐满足客户需求，满足资金要求。设计企业需要不断提升设计水平，积累设计经验。设计师需积极创建智慧建筑设计的生态程度，尽量应用可再生的太阳能、风能、水能、生物能等新能源，充分考虑建筑所在地区的地势、气候、朝向，提高智慧建筑的自然通风、采光效果，提高对建筑面积的充分利用。进行智慧建筑设计时，设计师需要充分结合智慧城市项目设计，充分考虑对旧有资源的利用，使智慧建筑、智慧城市的设计走上共享共建之路，使子项目与总项目和谐统一。

4 结语

智慧城市已成为未来社会的发展趋势，提高人们的生活水平是建设智慧城市的基本目标，但目前智慧城市发展还存在许多不足，尤其是智慧建筑建设，需要不断进行完善、优化。只有提升建筑的智能、节能、先进特性，才能促进智能建筑和智慧城市的共同发展。从智慧建筑走向智慧城市，所涉及的技术水平、设计知识量、设计师工作量都在急剧上升，设计行业需要抓住发展的机会，积极应对严峻的考验。