智慧建筑设计方法研究

智慧建筑设计方法研究

顾培林

浙江创新建筑设计有限公司桐乡分公司 浙江省桐乡市 314500

摘要：随着信息技术的不断进步和快速迭代，数字化和智慧化相关理论和技术已被广泛应用于各行业及社会领域。建筑行业作为我国核心支柱产业之一，建筑的智慧化设计已成为推动行业数字化转型以及高质量发展的重要抓手，也是智慧城市建设的重要组成部分。文章基于对智慧建筑设计理论的研究，以及近年来大量智慧建筑项目设计的实践总结，提出了一套适用智慧建筑项目建设的工程设计法则，可以更好地完成项目设计任务，为智慧建筑建设运营提供良好的保障。

关键词：智慧建筑；建筑设计；设计方法

引言

随着经济社会发展特别是城镇化的持续推进，包括建筑业在内的诸多行业在稳定增长的同时，都面临着人力成本上升和劳动力不足的困境。传统的粗放式发展模式已难以支撑行业的可持续发展。工业化、信息化以及相关技术的迅猛发展，为建筑行业提供了新的发展契机。以智能化和数字化为着眼点，以建筑业高质量、高效率、低成本发展为目标，可实现建筑行业的精细化、绿色低碳和可持续发展。

1智慧建筑发展方向

1.1由表及里的深刻变革

智慧建筑不只用数字化技术为用户带来“安全、便捷、高效、绿色”的体验，而且通过这些表象的用户触达来洞察其内部深入的需求期望。逐步形成设计师与用户（投资方、使用者、运营方等）的共创、共享、共融，从而达到从持续满足用户需求，到创造用户新需求的目标。通过不断探索服务设计的思想理念和深入挖掘数字科技驱动能力，智慧建筑将会带来整个产业生态的深刻变革。

1.2数据驱动的商业形态

在数字经济时代，办公、商业、酒店、产业园区等建筑楼宇已不再是简单的基础设施和固定资产，将楼宇空间效率、设备设施效能、工作环境改善、人员效率提升、运营成本优化等多方面智慧建筑运营能力与企业线上、线下各类业务数据贯通融合，形成多维度的“企业大数据”资源，进而使得智慧建筑能够成为使能企业的有效工具和促进企业发展的一种新商业形态。

2智慧建筑现状

2.1筑能耗大，运行维护成本高

我国现有的建筑能耗消耗较大，占比我国总能耗的40%，并且每年都在逐步的增长，根据相关的调查分析，我国最近两年建设的建筑中大部分都是高耗能建筑，这些高耗能建筑的平均耗能相较于国外发达国家建筑的平均耗能提高了2～3倍。与高能耗相比，我国的能源储备紧张。我国人均煤炭储量低于世界平均水平的30%，人均石油仅为11%。因此我国要加大力度发展绿色智慧建筑，减少能源的消耗，充分地利用现有的能源。绿色智慧建筑对能源的消耗量相较于普通建筑可以降低70%左右。此外在建设绿色能源建筑时要确保建筑的稳定性和可持续性，保证绿色能源建筑在实际的使用中维护的成本较低。

2.2建筑装修材料污染严重

随着经济的发展，人们对居住环境和生活水平的要求越来越高。目前许多人非常注重对房屋的装修，一些建筑材料不能达到国家规定的环保标准，甚至包含一些有毒的挥发性物质造成室内环境严重污染，而且现在建筑设计结构较为封闭。当外界环境变化较大时，就会造成室内环境质量大幅度下降，例如空气质量、温度、湿度、舒适度、自然采光、隔音等条件的大幅度变化，室内环境往往不利于健康，不能满足人们对居住环境健康舒适度的要求。此外，新建房屋的二次装修也给人们的居住环境带来了诸多问题。购买的新房在入住前，通常要重新装修，拆除一些未使用的建筑构件和设备，造成材料、劳动力和经济的巨大浪费。同时，在拆迁和重新装修过程中会产生大量的建筑垃圾，这不仅增加了建筑材料，也对环境增加了污染。在重新装修的过程中，也有可能将重要的建筑构件拆除，对整个建筑产生较大的安全隐患。

3智慧建筑设计方法优化

3.1传统建筑智能化

“传统建筑智能化”是在建筑基础上配备的弱电系统，如建筑状态管理、网络系统、辅助办公、设备用能管理等，这种方式以所建设的智能化系统的数量多少来评价建筑智能化程度的高低，并且重点拓展每个系统的细节功能。

3.2提升技术系统功能

信息技术的提升是智慧化设计的关键。现阶段，虽然建筑设计相关软件种类较多，但是存在信息交互困难的问题，同时部分智慧化设计软件是逆向设计，浪费了时间和资源，对推动项目没有实质性的作用。要解决上述问题，必须以建筑设计正向导入为基础，不断丰富模型插件工具，进一步规范数字交互协议标准，实现设计、施工、运营等工程项目生命周期信息高度集成和共享。

3.3能耗管理精确化、全面化实现“降碳”

传统建筑智能化中通过一些智能技术元素做到了对照明、暖通空调、水供给等系统的远程控制管理，但由于系统集成能力较弱、自动化水平不足，大多数情况下依然由物业运维人员花费大量的时间精力去判断操作，存在无法按照实际使用情况调整、全区域设备运行一个状态、无法及时发现设备故障、无效设备损耗、无有效管理机制等问题，难以达到系统建设之初所设想的节能效果。智慧建筑中的“智慧能效管理”系统为节能运行的精细化管理提供了可靠手段。通过设备层的物联网传感器和智能终端可以实施采集建筑物内的温湿度、人员分布、热源分布和能耗分布，在平台层经过数据模型的分析，可以准确分析不同空间内的负荷需求，在保障建筑室内环境健康舒适的前提下，智能优化控制管理，提高设备的运行效率；通过能源数据远程实时传输、能源动态监测、能效分析评估、节能目标预测与控制可以为运营者提供有效的能源优化策略；通过用能诊断分析、预告警管理，帮助运营者及时排除故障。

3.4“帽子式”智能建筑

“帽子式”智能建筑是指在“传统建筑智能化”的基础上，将各垂直、独立的子系统，主要包含如建筑自动化控制、安防自动化控制、消防自动化控制、通讯自动化控制、照明自动控制、办公自动化控制等系统，通过搭建一套集成化建筑管理系统进行数据整合，行业中称之为IBMS，并进行有限的不同系统数据联接、处理、展示或后期加工。这种方式类似于在系统之上搭建一个数据库，将建筑设备、子系统、人的数据集成展示在同一个平台上，在一定程度上解决了各子系统之间信息孤岛的现象，缓解了独立系统数据使用不便的情况。

3.5服务指挥城市建设

建筑智慧化是实现智慧城市的第一步。在智慧化设计的起步阶段，就要以目标为导向，考虑整个城市系统的互联互通，提前做好布局和规划，加强一体化设计，提高系统解决方案能力，统筹感知层和外网环境数据资源，打造数字孪生体，实现建筑数字资产交付，联通城市信息模型（CIM），构筑智慧城市空间数字底座。要以智能识别、实时传输、动态控制为闭环，打造高度数字化和智慧化的数字孪生平台，为智慧城市建设打好基础，不断提高建筑智慧化是为智慧城市服务的意识，用大局观和发展的眼光来推动建筑智慧化设计。

结束语

智慧建筑操作系统通过对建筑数据的采集、处理、存储、融合和呈现，实现建筑的智慧化，为建筑的运营维护、节能减排提升效率和保障品质。智慧建筑操作系统通过模块的解耦，实现了系统的敏捷开发、快速迭代，解决系统的纵横向扩展问题。通过模块的聚合打通数据全链条，结合大数据、人工智能等技术，提供丰富的智能化分析服务，实现建筑数据的增值与应用。

参考文献

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［2］孙晓蕾．绿色智能建筑对建筑学的设计要求运用［J］．建材发展导向，2020(1):182-183．

［3］史春伍，于永松．建筑学中绿色建筑设计的发展趋势探讨［J］．商品与质量，2020(001):5-6．