智慧城市理念在城市建筑设计中的应用

文／李经纬、卜庆新 青岛北洋建筑设计有限公司 山东青岛 266100

引言：

城市建筑设计是城市发展建设过程中最重要的部分之一，它既代表了一个城市的面貌，也体现着一个城市的文化和历史内涵，智慧城市理念在城市建筑设计中的应用可以为城市居民的生活带来极大的便利性、安全性和多元性，有助于提高城市整体建筑设计水平，节能减排促进城市可持续发展，同时更加有利于城市整体科学有效的管理。智慧城市理念在城市建筑设计中的应用涉及到城市发展和居民生活的方方面面，在推广和建设智慧化城市的过程中不能追求一蹴而就，要注重循序渐进。

1、智慧城市的基本概念及特点

1.1 智慧城市的基本内容

智慧城市理念是运用科技手段分析、整合城市运行系统的各项关键信息，对包括民生、环保、公共安全、工商业活动等各种需求做出智能响应，从而极大提高人们生活质量的一种理念。智慧城市理念在城市建筑设计中的高效应用有利于实现城市智慧化管理和运行，促进城市和谐发展和可持续成长，智慧城市是从人性化出发的全面发展的城市。

1.2 智慧城市理念在城市建筑设计中应用的特点

首先，智慧城市相关建筑设计存在人性化的特点，不论是城市公共设施的建筑设计还是居民、商业活动有关建筑的设计，都应以人为本，一切从人性化出发，以提高人们生活工作质量、提升人民生活交通便利性为目标；其次，智慧城市相关建筑设计存在科技信息自动化特点，智慧城市理念的现实应用要建立在高科技利用的基础上，智慧城市的建筑设计把高科技运用到人们日常生活的各项设施和管理流程中，人们获取信息更快速，需求满足更高效；智慧城市理念在城市建筑设计中的应用还存在可持续发展的特点，智慧城市运用绿色技术合理开发生态环保的技术体系，在一定程度上提高了资源利用率，从而促进城市可持续发展。智慧建筑的设计涉及的方面较为广泛，例如：供水系统、空调系统、自动化控制、监控系统、智能巡查消防系统等。如图1所示：

图1 智慧建筑设计系统

2、城市建筑设计存在的问题

2.1 城市建筑设计存在安全隐患

主要包括建筑设计结构隐患、有害气体隐患和社交安全隐患。建筑设计结构隐患主要存在于城市公共建筑设施和居住建筑设施中，部分设计者对于公共建筑设施的设计存在过分重视设计美感而忽视公共建筑本身功能性的情况，进而出现人们出行拥挤、不便利的情况。居住建筑设施存在的安全隐患主要来源于开发商偷工减料和和物业后期维护不及时，建设方偷工减料往往会造成部分建筑设计不达标、整体构造不稳固的情况，对于建筑的后期维护不及时也同样会造成路面沉积塌陷、墙体脱落等问题，对于人民的生活造成了很大的安全隐患。

2.2 城市建筑设计不够人性化

目前我国城市建筑的开发缺乏对人性化设计的重视，城市建筑设计开发要服务于人、便捷于人，始终应该以人为中心。进入20世纪以来，我国经济快速发展，城市建设和改造迅速，同时也造成了很多建筑多量低质的情况，建筑设计只满足于保证人民基本诉求而缺乏对于人民生活工作便利需求、信息共享需求和人体工学等需求的考量，同时也缺乏对于城市历史文化气息的体现，庞大的建筑不能体现一个城市的特点，随着人们对生活质量要求的逐步提升，城市设计缺乏人性化的缺点越来越突出，人民在建筑人性化设计相关方面的需求和诉求也逐渐增多[1]。

2.3 城市建筑设计不够节能环保

传统的建筑设计缺乏节能环保理念，设计师在进行城市建筑设计时不注重对节能减排、材料利用率、资源循环等整体使建筑设计可持续发展的环保理念，很大程度上造成了建筑材料的浪费、环境的污染以及对自然生态环境的破坏[2]。问题主要存在于一些大型基建项目对于建筑材料的浪费和对周遭生态环境的破坏，以及在建筑内部装修时未能使用绿色低碳的装修材料，从而产生大量有毒气体，在威胁空气质量和整体城市环境的同时也在威胁着人们的生命健康。

2.4 城市建筑设计中智慧城市建筑设计利用率不高

目前我国部分城市已经将智慧城市理念投入到了城市建筑设计中，但是在现实的生活中人们对于智慧城市相关设施的利用率并不是很高。对于公共建筑来说，智慧城市相关设施利用率不高主要是由于建筑内外部缺乏正确、快捷的引导和人们对于智慧城市相关设计理念的不熟悉以及设施运用不熟练两个方面。对于私人生活建筑来说，对智慧城市设计利用率不高主要是由于收入差距造成的内部设施需求档次不同以及人们对于相关设计的不了解不熟悉，大部分家庭仍旧习惯于传统的建筑格局和内部设施陈列。

3、智慧城市理念在城市建筑设计中的应用策略

3.1 加大城市建筑设计应用智慧城市理念的资金和人才支持

城市管理者自身要树立智慧城市观念，加大城市建筑设计向智慧城市转变的资金投入和人才支持。要将智慧城市理念科学地应用到城市建筑设计过程中，就需要大量的资金投入和人才的加入，在此基础上才能为城市建筑设计走出一个好的开端。我国目前的经济发展已经进入到稳步增长的阶段，同时也拥有雄厚的资金实力和丰富的建筑设计相关人才，在将智慧城市理念应用到城市建筑设计的过程中，大量的资金投入是前提，在此基础上才能吸引人才投入到相关的建设工作中。城市管理者应当引入更多智慧化城市的相关高科技手段，在技术层面保障智慧城市理念应用的可实施性，同时可以成立具体的智慧化城市建筑设计部门，对城市建筑设计的智慧化采取项目式的推进，对于旧城市建筑进行科学的改造，对于新城市建筑设计引用智慧城市理念制定具体的设计思路和图表，加快推进智慧城市进程。

3.2 建筑内外部设计的智能化

建筑设计智能化包括内部和外部两个方面。内部设计智能化主要是建筑整体和人的联动性，对于公共基础设施、内部设计的智能化主要体现在内部设施陈列的合理化和对信息技术的运用，内部设施陈列的具体设计和摆放地点都要符合人们需求，另外内部陈列设施要运用互联网、物联网技术让人们随时随地可以寻求到指引和帮助，整体内部设计要明显，具体的引导和界面要简洁，要降低公共区域人们使用公共设施的难度，缩短人们无效停留时间。对于住宅内部设计的智能化，主要体现在智能材料和智能家居的应用，住宅内部设计要增强建筑本身与使用者之间的联动性，增设智能感温、智能打扫、智能开关和监测等设备，让使用者可以更加便捷地把室内环境调整到最适合的状态，同时智能监测设备的应用为建筑的安全性提供了保障。城市建筑外部设计的智能化主要体现在城市道路、城市照明和交通工具管理等方面[3]。城市道路的智能化在于道路交通指示、道路建设改造和互联网定位系统的实时联动以及特殊路段道路设施可变性的实施建设；城市照明系统智能化体现在照明设施科学的位置摆放，声控、光控技术在城市照明设施中的合理应用；交通工具管理方面的智能化体现在地上地下自动化车辆管理方面，智慧城市理念下交通工具的储存和管理不用局限于旧的地下车库和地上车辆停放点，应该运用自动化设备，将城市车辆进行叠放储存，缩小占地面积，同时缓解车辆停放紧张的现状，改善人们停车难以及车辆乱停的现象。除此之外，建筑内外部设计的自动化还可以应用到生活的方方面面，其核心在于高效与便捷。

3.3 重视城市建筑设计人文关怀

城市建筑设计人员在设计过程中不仅要考虑到建筑对自身功能性的满足，还要考虑到建筑外型所代表的文化历史内涵，城市居民对建筑设计的精神需求以及建筑内部设施对于人体工学的考量[4]。公共建筑设计的人文关怀体现在建筑设计外型的多样性和建筑内部设施的便利性，单一的、缺乏文化历史内涵的建筑设计外型容易造成人们的审美疲劳。以及对城市的情感缺失，智慧城市理念下的城市建筑设计要带有情感，能够体现一座城市的特点和涵养，能够引发人们对所在城市的文化、历史、情感共鸣。公共建筑内部的设施陈列要符合人体工学设计，如公共休息区座椅的摆放和设计、公共卫生间位置的确定、大型运输工具座椅的合理设计，一切的设计应该以减轻人们生活疲劳、为人们生活带来便利性为主。住宅设计也应该注意人文关怀，住宅选址、住宅结构形状设计、内部结构设计都应该考虑到人对于精神内涵、对于外界环境联动的需求，要做到合理划分内部区域，符合居民居住对于阳光、温度的基本要求，内部的装修也应该做到绿色环保，内部的家居设计也应该从人体工学的角度出发，让人们的精神和身体压力能在家中得到最大的缓解和放松。

3.4 新能源的引入和高耗能建筑设计的管理

智慧城市理念具有可持续发展的特点，这就要求管理者在开展智慧化城市理念应用时做到节能减排，提高资源利用率，在城市发展的同时保护好生态环境，维持人与自然相平衡的关系[5]。城市智慧化建设过程中要引入大量的科学技术，耗费大量的资源、能源以及人力，在建设过程中对新能源的引入能极大程度上减少对资源的浪费，提高资源利用率。我国幅员辽阔，自然资源丰富，在拥有相应技术手段的基础上，风能、水能、太阳能等自然资源都可以成为城市建筑设计智慧化的原动力，风能、水能在经过转化后可以为城市建筑提供电力，太阳能在经过转化之后可以为城市居民供暖供热，还可以为人们提供光照，资源的循环利用能在很大程度上降低原始资源的耗费和自然资源的过度开发。除此之外，由于经济的快速发展，各个城市也成为人员聚集的地方，这就导致公共区域的基础设施从投入使用到更新换代一直处于工作状态，从而产生大量资源耗费的情况，这就需要城市建筑设计者在保障人们生活需求的前提下设计好可以科学合理地管控城市公共设施开关和利用的时间及区域分布的程序，如利用声控和光控技术管理部分照明设施，合理安排不同区域公共设施数量和地点等手段，减少对于城市资源的浪费。

3.5 提高智慧城市设施在现实生活中的利用率

现阶段我国部分城市虽然已经在建筑设计中引入了智慧城市理念，但是相关设施和渠道的利用率并不高，主要原因在于人们对于高新技术的陌生和对信息自动化设备操作的不熟练。管理者应当加大对智慧城市理念的普及力度，让广大城市居民知道和了解智慧城市理念，让居民们了解智慧城市的便利性，同时要在城市建筑中增设智能引导岗位，在智慧城市理念投入的初期，帮助和引导人们进行新设施设备的操作和应用。另外设计者在设计城市建筑时要充分考虑到建筑内外部的信息间接性和使用便利程度，尽量简化人们使用高新技术设施的步骤，降低人们的操作难度，在建设初期要划分出不同的人工和智能区域，人体动线区域要采取醒目的引导标识，让人们逐渐接触智能设施和设备，感受智慧城市为他们带来的便利性。同时，城市居民收入结构也需要进一步调整，我国大部分城市智慧化进程较慢还有另外一部分原因是人们收入差距较大，而智能化材料和智能家居家电的消费档次却普遍较高，能真正获得相关红利的人群较少，使得智慧化进程一度受阻，国家和城市管理者也可以在智能材料及家居消费等方面采取一些补贴措施，扩大消费受众，加深智慧城市理念在家庭生活中的应用。

3.6 重视智慧消防系统的建设

消防系统是建筑设计的重点内容，只有对消防系统进行不断优化和完善，才能进一步确保建筑的正常使用和安全运行。建筑消防施工标准涉及建筑位置、间距、电梯、疏散楼梯、消防房、防火窗、消防车道等的设计。消防应急照明装置、自动灭火系统、火灾报警系统、排烟系统、通风设备等。因此，消防设计在建筑设计中占有重要地位。智慧建筑消防系统的设置要求消防设备实施利用现代化信息技术，对消防情况随时监测，对火情及时报警，与救援平台、智慧平台以及维修平台等进行实施对接。（图2）

图2

结语：

智慧城市的建设任重道远，管理者和设计者要对城市建筑设计需求进行合理分析，采取符合城市发展进程的措施推广和应用智慧城市理念。要合理地建设智慧化城市就要做到加大城市建筑设计应用智慧城市理念的资金投入和人才支持，建筑内外部设计的智能化，重视城市建筑设计人文关怀，新能源的引入和高耗能建筑设计的管理，最后还要注意在建设完成后提高智慧城市设施在现实生活中的利用率。对我国大部分城市而言，智慧城市理念在城市建筑设计中的应用为城市发展开拓了新思路，注入了新动力，是未来城市发展建设不可或缺的也是最重要的环节之一。