智能建筑设计的发展与应用分析

衣海涛

北京城建设计发展集团股份有限公司 北京 100032

伴随我国建筑行业的飞速发展，智能化的建筑设计被越来越多的应用在了智能监控、智慧社区、物业管理等诸多领域，俨然已经成为满足人民群众新生活需求的关键技术类型。从实际的应用情况来看，在智能建筑设计的应用背景下，文化、生活、经济等皆在智能化建筑设计方法的应用背景下产生了极大的改变，形成了智能化的未来新建筑形态。

1 智能建筑设计的基本原则

对于智能建筑设计工作来说，其应遵循的基本原则主要包括节能环保、智能舒适、可持续性发展三点内容：

首先是节能环保。对于办公建筑来说，其智能化设计的基本原则在于需满足对节能环保的基本需求，应保证所使用的建设材料的环保性，并可起到降低建设成本的重要作用[1]。在智能化办公建筑的设计期间，需同时考虑到其建设美观度，做好对空间与结构的规划工作，配合施工组织期间的周期化管理措施，可满足基础的设计规划节能环保要求；

其次是智能舒适。人性化是智能化建筑设计期间应重点考虑的内容，需确保进行的智能化设计可为住户提供诸多便利条件。尤其是在人们的生活质量日益提高的背景下，人们对于居住环境的要求同样也在不断提高，居住环境的舒适度与智能化可决定人们的心情与效率。为此，需提高对智能化与舒适化设计要求的重视，可布设温度、湿度等自动控制系统，并在智能中控系统、智能安全系统的统一协同下实现智能化设备的联动应用，将智能建筑的环境条件进一步提高，保证住户的感官体验；

最后是可持续性发展。保证建筑的使用寿命是智能化建筑的设计基本要求，为此提高对建筑使用可持续性的重视极为关键[2]。智能建筑的设计方案需满足可持续性发展的基本要求，联系人们的使用感受与环境建设要求，展开对设计方案的完善趋势分析，做好对建筑设备设施等相关建设环节的详细规定，以充分发挥智能化建筑的应用优势。

2 智能建筑设计的发展分析

智能建筑设计工作经由长期发展，已经覆盖了多类建筑设计与建设领域，以下以医院、学校、公寓、地铁四个较为典型的建筑类型为例，就智能建筑设计的发展情况进行深入分析。

2.1 医院

人们生活水平的日益提升，使得建筑行业获得了迅速发展的动力，使得智能化建设的发展俨然已经成为整体的发展趋势。从实际应用情况来看，智能化建设设计技术的使用，可有效提高建筑设计质量，避免出现人为操作失误的问题，进而降低安全隐患的发生风险[3]。对于智能建筑设计的发展来说，若能够将其应用于医院的建筑建设过程中，可在使用计算机系统后提高医院的智能化建设水平，提供给患者更为优质的诊疗服务条件，是促进医院进一步发展的重要措施。此外，可在系统网络的应用背景下，对医院的线上服务进行拓展，例如可进行远程的专家会诊，借助组建的数据库获取患者信息，将资源的使用效率予以进一步提高。

2.2 学校

伴随大数据时代的到来，学校的教育过程中同样提高了对智能建筑设计技术的重视。若能够将这一设计方式融入学校，即可组织更为高效的网络教学活动，在革新传统教学方式的同时，也可摆脱存在的空间与时间限制，提供给师生更为便利的资源获取条件，进而全面提高教学质量[4]。教学方式也可在先进建筑设计技术的应用下持续丰富，可利用多种智能建筑设备设施提高教学效率，并同步激活学生的学习积极性。智能建筑的通信质量往往较高，因此在智能建筑设计初期就应从通信稳定与信号覆盖范围扩大等角度出发，在满足基本的建筑通信需求的同时，也应基于学校的特殊性提高通信系统的应用可靠性，避免出现学校通信质量不佳等问题。以此为基础展开的互联网教学活动，使得学生可在家中进行自主学习，将教学资源的利用率予以整体提高，可进一步体现出智能建筑设计的教育优势。

2.3 公寓

新型智能化公寓的数量伴随时间的推移而逐渐增多，使得公寓内的管理部门可进行对用户信息的统一管理，建立与公寓内不同住户之间的稳定联系，用以提高公寓居住安全性[5]。此外，新型的智能化公寓同样可用于对人员的数据信息进行记录与评估，并在智能化系统的应用下，节省逐一统计与整理信息所或耗费的人力资源。从公寓消防的角度来看，智能建筑设计技术的应用，在提供给住户更多便利舒适条件的同时，也可消除存在的火灾隐患，一旦发现火源可及时通过温度传感器与自动报警系统进行预警，可将火源消灭于萌芽之中[6]。同时，由于消防水源可与自动监控系统进行连接，因此可根据火势大小进行自动的水炮喷射，解决了以往高层公寓火灾隐患较多、灭火难度较高等问题，确保了住户的居住安全。

2.4 地铁

当下在各个城市中，地铁已然成为现代人出行的首选交通方式，为此需要保证地铁建设的稳定性与运行的安全性。为此，建议在建设过程中融入智能建筑设计，可在保证施工质量的同时，强化对地铁建设各个部分的安全状态的实时监测，从而充分发挥地铁智能建筑系统的应用优势。此外，施工期间为保证施工进程的顺利推进，需要对使用的施工设备设施、危险源等进行功能层面的检测，避免出现运行问题[7]。地铁施工期间容易出现结构变形等情况，为此可在系统设计与施工期间采取自动化变化监测技术，在起到智能报警与异常自动检测作用的同时，也可实现地铁结构变形等信息的全面搜集，充分了解地铁结构的受力状况，从而作出相应的设计方案调整。地铁建设完毕后，可融入信息系统对来往人员进行自动化的信息采集，其也是保证地铁的建设质量与运行稳定性的关键措施。图1为常见的地铁站智能化建筑信息监测功能设计流程图。

图1 地铁站智能化建筑信息监测功能设计流程图

3 智能建筑设计的应用要点

3.1 绿色节能

作为进行智能化建筑设计的基础条件，绿色节能需要与环境保护、能源管理等多点内容相结合才能够保证智能化设计质量，进而为人们提供绿色且健康的工作与生活环境，可用以满足人们对绿色环境的需求。在实际的建筑设计环节，需从绿色能源的使用角度出发，将不可再生能源的消耗量予以减少，例如对用电、用水等环节予以优化设计，制定详细的节能环保规划方案[8]。规划期间，需预先对建筑整体风格予以明确，确保在使用绿色施工技术后，可避免建筑施工期间破坏周边的生态环境。此外，需要做好建筑绿色设计工作，保证人们所处工作环境与自然环境可进行全面融合，达到协调统一的设计目的，所采取的主要措施包括：

首先是采取多种方法用以将绿化面积予以扩大。例如，可基于架空空间设置开辟更多的室外绿地，提供给人们可进行共享的绿色公共空间。种植的植物可选择乡土植物，配合复层绿化技术，将屋顶绿化面积予以同时扩大。对于建筑外墙，可与绿地相配合，设置具有垂直化特点的绿化墙面，实现多层次的立体绿化建设目标；

其次是保证照明与天然采光的设置合理性。若有大空间的建设需求，则建议设置更多的反光板用以将室内光源予以增加。同时，可使用采光天窗或导光管道，用以对地下空间的采光情况予以改造[9]。建筑的公共区域，可设置具有自控型特点的照明系统，并基于天然采光情况对照明系统进行调节，并同时在车库、大厅等铺设适量的LED灯具；

再次是采取环境科学调节措施。对于建筑立面来说，采取立面一体化设置技术极为关键，可实现光照面外遮阳。楼梯间需设置自然采光通风区域，给予人们更多使用楼梯的行为鼓励，以达到节能目的、阳台、走廊等皆可通过设置通风扇的方式，用以提供给建筑更多的自然通风条件。装修期间，可使用具有空气净化功能的涂料，以减少室内甲醛。写字楼内可使用具有分散式特点的新风换气机，配合全天候的二氧化碳监控系统，可在与新风系统联动后保证区域的温度与湿度调节效果；

最后是需保证新能源与可再生能源的利用效果。对于厨房、卫浴来说，可借助太阳能热水器获取热水。洗涤所产生的废水，可在经过科学处理后作为中水用以冲洗地面或清洁卫具。屋顶所收集的雨水，经由定期处理后同样可获得中水用以补充清洁水箱[10]。对于建筑外部空间，则应确保铺设的透水地面的面积在40%以上。同时，需采取下凹绿地与透水硬质铺装方式，强化雨水下渗，同时使用具有微灌特点的节水灌溉措施，用以提供给绿化工作相应的支持。若建设的为裙房屋顶，则建议安装光伏板，产生的电能可用于车库或客厅的用电。

3.2 智能化系统

信息设施、信息化应用、智能化集成等系统皆为智能化系统的专项设计要点，要求系统的设计需要严格遵循先进性、开放性、实用性以及安全性的基本原则，进而维持智能化建筑可持续性发展的建筑市场中有利的竞争状态。

首先是高效节能。若建设的为办公楼，则配套的机电设备应给予实际的用量，对设备的使用进行自动调节，从而起到节能降耗的作用。常用设备与备用设备需进行定期轮换，做好维护工作，用以将设备使用周期予以延长。配合落实相应的科学运营管理手段，可基于较少的人力资源满足日常的系统运行需求；

其次是需要保证智能化系统使用的安全性与舒适性。作为智能建筑设计人员，需确保所布设的智能化系统可基于建筑的内外环境变化情况，对温度。亮度以及湿度等进行自动调节。此外，需采取人机配合的形式，用以确保业主能够在建筑物内获得最佳的感官体验；

最后是智能化通信。想要满足住户的内外交流的实际需求，就需要使用不同类型的沟通方式以建立完善且稳定的沟通渠道。例如语音、视频等可不受到传递速度与距离限制。而想要实现这一目标，关键在于智能建筑管理人员对子系统的全天候监管，也可使用智能家居控制系统建立与建筑内外设备之间的自动连接，实现远程监控、异地设置等管控目标。

3.3 BIM

作为智能建筑设计人员，应在设计方案形成期间提高对工程设计、设备安装、智能装修等环节的重视，可基于BIM技术预先制作建筑的三维智能控制模型，提前进行建筑的内外部预制构件的生产、加工等工作，提供给后续安装更多的方便条件，实现全方位的设计与建设的建筑统筹规划。车间可生产与加工多数的建筑智能化构件，例如内外墙板、阳台、楼梯、空调板、预制梁柱等[11]。随后可展开针对预制构件的多维度设计工作，确保在将建筑构件优势予以充分发挥的同时，将模板使用效率予以进一步提高，实现构件的集成化与标准化安装。在BIM技术的应用支持下，更可在方案设计之初，对方案的使用合理性进行预先验证。生产人员可预先基于智能建筑的三维模型进行要素拆分，将拆分后的模型转化为二维施工图纸，建立与三维模型之间的动态关系，确保施工图纸可跟随三维模型的数据变化达到自动更新的目的，可避免出现施工图纸错漏或部分工序缺失等情况。

3.4 图像处理

首先是图像增强。图像增强可将图像视觉效果予以全面改善，由于融合了多种图像处理技术，例如边缘增强。对比度处理。噪点处理等方式，可保证施工图纸的精准性，以及制作出三维建筑模型的完整性；

其次是图像恢复。部分施工图纸中的数据在传输过程中可能会出现错漏的情况，极容易影响到后续的模型建设。而图像恢复技术的使用，可维持图像数据传输的稳定性，用以对图像在传输期间的形成、存储等环节进行自动纠正，避免出现数据失真的情况；

再次是图像识别。作为一类模式识别方式，图像识别可对二维图纸中的数据进行自动化的特征提取，并基于抽象图形的几何处理方式，展开基于机理特征的图像分类工作，可基于此保证图像的整体解析与结构组合的质量；

最后是图像编码技术。基于图像编码技术可有效避免出现施工图纸或立体模型数据量过大的问题，避免冗余数据长时间占据过多的带宽与空间。编码技术的核心在于压缩图像数据，可根据使用的实际情况对图像质量或大小予以改变，合并压缩后即可将设备的整体荷载予以有效降低，提高整体的设计与建设效率，实现资源节约的目标。

4 结束语

综上所述，人们的日常生活在现代化的社会发展背景下发生了极大的改变。以建筑行业为例，若能够将智能化技术融入建筑设计过程中，即可在满足人们对数字化技术使用与网络化技术应用等多点内容需求的同时，实现对资源集约与环境友好的基本发展目标。智能建筑将以更智能、更环保、更舒适方式继续改善人们的生活质量，同时减少能源消耗和降低碳排放，为可持续发展做出贡献。我们将不断推动智能建筑设计进步，实现更加智慧和可持续的未来。