智慧城市发展中的智能建筑设计

智慧城市发展中的智能建筑设计

赖黛思

佛山市岭南建筑设计咨询有限公司

摘要：近年来，信息技术逐渐普及在各行业中，有效推动了智慧城市的发展。智慧城市以数字城市为原型，在日常发展中采用智能控制技术实现服务和管理向智能化方向发展。从目前智慧城市发展情况来看，智能建筑发展仍然存在很多问题，影响智能建筑和智能城市间的融合发展。

关键词：智慧城市；发展；智能建筑设计

引言

随着社会的发展，科技的不断进步和人文思想的不断提升，智慧城市理念在城市规划、建设和管理方面有着更加深入的应用。住宅建筑作为城市之中的主体，作为人们高度置身其中的场所，对智慧城市理念的运用有着更高的标准和要求。一方面，改善用房的体量逐渐增大，人们对住宅的居住要求早已超出了早期的大而全的基本需求，而是追求思想感官、舒适便捷以及安全等方面的体验。另一方面，在住房和环保的宏观政策调整下，开发商必须遵循高效优质的建设理念，以高效的建造过程和优质环保的产品获得市场的青睐。为此，在住宅建筑的设计阶段融入智慧城市理念，以高科技为工具，承载设计师对住宅设计的思想，成就舒适、便捷、安全、高效的住宅建筑设计产品，不仅是为了提升人们的居住体验，更是为了推动建筑行业的向上发展。

1智能建筑的发展历程

改革开放以来，我国经济快速发展，促使房地产行业飞速发展。目前，我国房地产市场是世界上最大的，每年新建的商品房建筑数量和建成面积均居世界首位。虽然我国的智能建筑技术经历了多年发展，形成了一系列的技术体系，但在发展过程中仍然面临着许多问题亟待解决。首先，智慧住宅领域的规划发展缺乏顶层设计。我国房地产市场快速发展，极大地带动了相关产业链发展，与住宅建筑相关的电气、消防、通信等行业都已经向智能化方向发展。但是，这些行业之间并没有有机统一，各行业之间的独立性较强，导致各系统整合时缺乏总体布局和设计，各类型的系统兼容性较差，严重制约了住宅建筑的智能化水平。其次，我国智能住宅的安全性仍存有一定的上升空间，需要运用大量的信息技术设备，如各类监控设备、传感器等。在智慧住宅运行过程中，智慧系统将大量搜集业主的隐私信息，存在泄露风险，威胁个人隐私安全。最后，智能建筑的技术标准体系建设与快速发展的建筑市场不匹配。现阶段，我国并没有形成能够覆盖全建筑领域的技术标准管理体系，在跨专业、跨行业的技术标准体系建设中尤为滞后，亟待解决。

2智能建筑特征

智能建筑设计规范中明确提出智能建筑概念，是将建筑物作为载体，将各种智能信息应用其中，集管理、程序、系统、架构等环节于一体，形成相互协调的整体，并具有全面、便利、高效等特征，给人们营造一个良好的生活环境。智能建筑中的各种技术能给人们创造舒适的生活环境，并能结合实际情况，进行合理调整，有效提高建筑物的整体效率。智能建筑能自动调整建筑物内部的空气质量，通过设置系统中不同方面的参数，避免出现资源浪费。此外，智能建筑还具有健全的通信系统和电力系统，工作人员在设计中要合理设置布线系统，让强弱电有机结合，从而高效实现电缆设计工作。

3智慧城市发展方向

新型智慧城市的本质是利用新一代信息技术对城市进行重塑和再造，是利用现代信息技术与城市固有秩序和利益进行博弈，相较于传统智慧城市建设，更加强调以人为本、数据驱动、改革创新和实战实效。在新发展理念的指引下，新型智慧城市建设正跨入新的发展阶段。新型智慧城市建设将融入“双碳”元素。2020年9月22日，我国领导人在第七十五届联合国大会上向世界宣布了中国2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。2021年，国务院先后印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030年前碳达峰行动方案》，进一步明确我国实现双碳总体目标和实施路径。城市作为人类经济社会活动集中分布的区域，是重要的碳排放源，也是实现“双碳”目标的主战场。“双碳”目标和相关发展战略正在驱动新型智慧城市向宜居、智慧、低碳、绿色方向发展。

4基于智慧城市的智能建筑设计

4.1明确智能化建筑的实施标准

在设计智能建筑过程中，设计人员要根据社会发展水平、建筑使用功能等合理设定智能建筑设计标准。通过总结以往建筑设计经验，在智能建筑设计中，设计人员要以人为本，从居住者的使用需求出发，合理规划建筑的各功能设计，包括采光强度、温度等内容。另外，工作人员可从屋顶、天花板、墙面等方面进行智能化设计，有利于布线架空底板，有效利用空间，且管线不会出现太多交叉点，施工流程比较顺畅。

4.2云计算和大数据技术

（1）技术的作用。云计算与大数据技术相比于其他的智能建筑技术而言，功能考量以系统数据和信息资源为主，是对现代建筑工程中产生的各种互联网数据和建筑资源数据进行共享和分析的技术。这两种技术不直接作用于智能建筑的实体建设环节，但能够通过对建筑资源和数据信息的合理调整，对实际应用于智能建筑的数据参数进行分析，将数据信息作为合理调配建筑资源的重要参考，同时完成数据共享，简化了智能建筑管理流程，有效提高了各种资源的调取和查找效率。（2）技术的应用。云计算技术的发展需要以大量数据信息作为支撑，而数据信息作为智能建筑领域发展的重要标签之一，为云计算和大数据技术的应用提供充分的条件。在实际应用云计算和大数据技术的过程中，需要构建一个以云计算技术为基础的服务平台，将平台作为云计算和大数据技术的应用载体，在平台中配置传感器监测、物联网络等管理系统，能够从整体构建一个基于数据和网络的虚拟化管理体系，为智能建筑的建设提供包括施工管理、人员管理以及施工安全监测等多方面的功能和作用。

4.3地理信息系统的应用路径

在现代化城市建设和发展中，城市基础设施建设是智慧城市夯实基础的核心部分，不同城市所处区域不同，经济水平各有不同，发展的侧重点具有明显差异性。在不同类型的建筑物建设过程中，做好城市规划和设计，必须要分析周边环境，提高建设活动的合理性和科学性，提高智慧城市的建设效率，为城市的健康、可持续发展奠定基础。技术人员要借助地理信息系统收集测绘数据，建立地理信息三维模型，用直观、立体的方式了解地物信息，对物与物之间的空间位置关系进行分析，全盘考虑整个城市的建设情况，展开统一管理。对比现有的地理信息系统数据库中的数据值，了解资源分布、城市人口情况，对城市基础设施的密度、数量、种类等信息进行确认，优化城市规划设计方案，提高方案的科学性，降低经济成本。

4.4充分应用B/S访问模式

由于智能建筑中数据参数和种类趋于多样化，构建标准通信协议成为传感网络的重要内容。值得注意的是，在建立标准通信协议前必须将建筑物现有检测信息特点考虑其中，形成相互兼容的通信规则，有利于提高物联网建筑中多源异构数据的传输效率。在智能建筑优化方面，设计人员要根据功能需求，合理规划集成设计工作。同时，为推动城市建设发展的可持续性，设计人员要结合智慧城市实际情况，完善智能建筑系统体系。设计人员可通过B/S访问模式、门户技术等，保证智能建筑系统安全运行。

4.5 BIM技术

基于BIM技术的可视化属性以及能够贯穿整个建筑工程的应用优势，在现代建筑工程中可以应用BIM体系统筹各利益方对于工程建设的要求，对不同主体间的职责进行合理分配，使整个项目能够在各方的协同下顺利完成。从智能建筑技术的角度出发，BIM技术的应用是其他各类智能建筑技术推广深化的前提，也是能够对其他智能建筑技术的应用效果和工程的全周期进行智能管理的有效手段。现阶段，BIM技术已经广泛应用到建筑工程当中。建设单位在对BIM技术和BIM体系进行创新研发的过程中，将对BIM技术的开发重点转移至设计层面，从共享协同、深化设计以及可视化设计控制等方面对BIM技术进行优化配置，扩大BIM技术在现代建筑工程中的应用范围。

4.6智能化弱电技术

（1）技术的组成。弱电技术能够对智能建筑工程中的各个运行系统进行管理控制，结合当前已经建成的智能建筑工程来看，智能化弱电技术能够作用于建筑的公共安全系统、设备集成管理系统、信息化应用系统以及信息设施系统当中。（2）具体的应用形式。在公共安全系统方面，通过弱电技术实现一些灾害和应急情况的系统控制要求。以消防报警系统为例，当发生火情时，探测器能够通过烟气和温度变化对火情进行分析并通过告警装置将信息传送至控制主机，由控制主机响应并及时向消防部门发出火情通知。在设备集成管理系统方面，应用弱电技术可以将多个不同类型的设备进行整合，统一调控，在系统运行中实现所有数据信息的共享，以强化系统管理的方式充分发挥不同设备在建筑智能化管理中的作用，实现对建设资源的合理配置。

5智慧城建设持续优化的路径选择

5.1拓宽智慧应用场景

一要拓宽智慧服务应用场景。要聚焦需求驱动，充分利用12345热线、网格、舆情等数据金矿，定期开展智慧医疗、智慧教育、智慧养老等服务需求大调研，做好分析，挖掘真需求、真问题、真痛点，并编制和实时开放智慧服务项目机会清单、需求清单，指导企业研发投入项目，提升智慧服务供给的针对性、靶向性，实现供需高效对接。二要拓宽智慧治理应用场景。相关部门和企业要加强技术创新与跨界合作，推动新兴数字技术与智慧治理深度融合，以“问题—场景—算法—解法”的数字化思维，加大智慧网格、智慧交通、智慧应急等热点问题解决方案供给，推出一批务实管用、触手可及的智慧治理应用场景。三要拓宽智慧产业应用场景。要制定可定量、可追溯、可考核的产业智慧应用评价标准。要鼓励企业、高校、科研机构等组建技术联盟、产业联盟，引导智能中枢层的平台型企业为联盟“领头羊”，通过开放其自身平台架构吸引各分领域优势企业加盟，从而以“平台+产业”模式加大智慧旅游、智慧农业、智慧制造业等各类智慧产业的开发力度，打造一批具有牵引性、普惠性的应用场景。

5.2与先进技术相融合

从现代建筑实际建设角度分析，各种智能建筑技术的应用能够有效优化建筑物本身性能，提升工程建设质量，但受限于技术推广成本以及技术应用难度，部分新技术尚未有效应用至实际建设当中。基于此类问题，在未来发展中，需要将智能建筑技术与更多的先进技术进行扩展搭接，建立技术基站，扩大产品功能，减少技术冗杂程度，扩大各种智能建筑技术的应用范围，降低技术应用成本。如智能建筑技术可以与移动互联技术相结合，以人机协同的方式，解决以往建筑工程中存在的运营管理方与施工单位之间信息互通障碍的问题。通过构建基于用户服务的IT架构，将智能手机作为联系和控制智能建筑弱电系统的主要工具，能够有效解决建筑工程在实际施工中存在的问题。在智能建筑施工建设的发展趋势下，万物互联作为一种能够满足智能化控制要求的技术概念，关注度逐渐上升。在未来的建筑行业发展中，可将物联网技术作为智能建筑实现万物互联的基础，推动物联网技术与传感器、互联网等技术之间的有效融合，实现对智能建筑内各智能系统和弱电系统的有效控制。

5.3数据分析的智能化模型

传统的城市规划建立在对需求函数进行分析的基础上，建立了多种空间尺度分析模式，这些模式大多建立在规划前期。交通和土地利用的模拟和预报均基于经济和人口。这些模式主要是针对实体的空间活动，而相关的仿真结果是设计者和政策制定者的交流。许多社会人士几乎不会参加这样的计划参谋，而为了保证数据的正式性，通常设计者及决策者都会基于新的信息和通信技术，如大数据、云计算等，对社会层面的各大设备设施进行数据剖析，以确保顺利在人群中开展智慧城建计划。

5.4探索可持续的建设运营发展模式

在数字中国建设的大环境下，需要政府、企业、科研院校、媒体等发挥各方优势，推进创新。政府要设计合理的商业模式，创新投融资机制，充分引入社会资源，激发市场活力，培育优质的智慧城市建设和运营服务商，为城市提供专业化的业务运营和增值服务。同时，要因地制宜，为项目量身定制契合的长效运营方式，实现项目自身造血和发挥产业带动作用，不断提升可持续发展的内生动力。此外，要建立可持续性评价框架，以评促改提升长效运营水平。只有政府引导，市场主导，企业创新，公众参与，形成“政产学研用”融合发展生态圈，才能实现新型智慧城市的长效化、可持续化发展。

5.5建设数字基础设施

一要加快推进网络基础设施建设。其一，要推进5G网络规模组网，实现在重点企业、产业园区、商务楼宇等场所的深度覆盖，以及主城区、县城、乡镇、重点行政村5G网络信号全覆盖。其二，要加快实施千兆宽带网络建设。要完成宽带核心网络向太字节（TB）演进，打造一批全光网工厂、企业、园区，实现县级以上城市家庭千兆接入能力和商务楼宇万兆接入能力全覆盖。要加快实现乡镇光纤网络全覆盖，推进农村地区光纤通达和升级改造。二要加快推进信息服务基础设施建设。其一，要加快构建全域感知的物联网络平台。要全面提升平台固移融合、宽窄结合的物联接入能力，推动部署千万级感知节点，以完善城市全时空感知体系。要加大窄带物联网络（NB-IoT）部署力度，实现县级及以上城区普遍覆盖，室内、交通路网、地下管网等应用场景深度覆盖。其二，要加快打造“地域特色+快速迭代”的智能化“城市大脑”。“城市大脑”是系统、平台、数据、业务交互融合的总枢纽。因此，要构建包含数据中台、技术中台、人工智能中台、业务中台在内的“城市大脑”枢纽平台，将分散在城市各个部门的数据连接沟通，完成城市神经网络构建，实现上下对接、横向连通的城市运行“一网统管”。

5.6智能与综合

一方面，科技发展、人工智能等新技术的发展，使规划方法发生了变化，使不同方案之间的对比发生变化，或模拟自然、阳光等自然条件。这给传统规划技术带来了新的挑战，也带来了新的机会。智能城市所依赖的各类资讯与通信技术，是多部门、多学科的综合，超出一般规划师所能掌握的知识结构与专长。国内许多专家就提出了“智慧城建”这一概念，其核心在于把新一代的信息技术运用到城市的各个方面，从而达到精细、动态的管理。

结束语

综上所述，本文以智慧城市和智能建筑的相关内容为基础，分析了智能化技术在智能建筑中的应用，可有效提高智慧城市的建设水平。

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