智能建筑在建筑設計上的發展與應用

胡 蓓

深圳市建筑設計研究總院有限公司，深圳 518000

現今科技高速發展，智能手機、掃地機器人等各類智能電子科技已經融入我們的生活中，而智能建筑在我國的普及率還是不高。尤記得前幾年，還在討論我國建筑行業整體還處在手工階段，沒有進入工業化時代，而現如今各個新興產業都進入了互聯網、云計算、大數據、物聯網等與現代制造業結合的年代，工廠和倉庫也已經能做到全面自動化的生產、檢測和篩選，反觀建筑業的技術還處于初始階段，距離大規模生產、施工和應用還有很大的距離。建筑業作為我國支柱型產業，更是在智慧城市的建設發展中起到了推動作用，探索和提升智能建筑產業的創新力和生產力，勢在必行。

1 智能建筑的概念與意義

早在20世紀80年代，美國就出現了世界上第一個現代智能化建筑，建在康尼狄格州的哈特福特市的智能化大樓是運用現代新興科技在建筑領域的創新性發展，它的最大特征就是運用計算機對各類服務進行控制，包括語言通訊、文字的信息化處理、以及快捷高效的市場信息的傳遞。在該大廈的基礎服務設施，比如電梯、水暖、空調以及安全方面實現了自動化處理，是計算機高度綜合應用的典型代表。

所謂的智能建筑就是指通過系統集成的方式來把多項現代技術和現代建筑藝術進行綜合運用，涉及到的現代技術多，覆蓋領域廣泛，主要包括現代通訊技術、現代多媒體技術以及智能化電子計算機等多項現代科技的綜合運用。最大程度上使得現代建筑能夠智慧化服務于人類，創造出高效率、高度安全化以及具有高度靈活性的生活環境。

智能建筑最近幾年得到了很大的發展，尤其在智能家居、智能小區上的應用越來越廣泛，隨著現代建筑科技水平的不斷提高，計算機信息技術以及現代科學技術的高速發展，都是現代建筑朝著智能化方向發展的重要技術保障。國內智能建筑經過了20多年的發展，目前在各種新技術、互聯網運用模式等的影響下，智能建筑行業發展到了一個嶄新的階段。近年來物聯網技術越來越成熟，物聯網、云計算等技術的融合應用對智能建筑行業的影響越來越大、越來越廣闊。

2 BIM技術的應用與推廣

要更好地實現智能建筑，應該在設計初期就進行貫徹和落實。現階段國家和地方政府都在大力推行BIM（Building Information Modeling）技術的應用，這也是智能建筑中的一項核心技術。BIM技術可以滲透一個工程項目的所有環節，每一個環節所得到的成果，都會保留下來，提供給其他環節使用，盡可能減少信息的損耗，降低建造與后期維護的成本。同時，利用BIM平臺存儲整理信息的能力，在完成建造過程驗收交付后，建筑信息也能很好的轉交給物業管理方，相對于傳統物業管理在管理初期需要花費大量時間人力整理資料而言，優勢是十分顯著的。BIM技術在建筑設計上的主要優勢體現在：（1）

BIM 技術可運用俯視與立面圖方式繪制，施工更加清晰，同時降低施工后建筑實體與效果圖之間的認知落差，造成無謂的設計變更損失，實現高質量的設計；（2）分析更精確，BIM技術可以設定建筑參數，并隨時調整參數與數據來檢視工程數量與排程的異動；（3）快速提供建材信息，BIM技術能搜集建筑項目所有信息，隨時依設計者的需求調整模式與輸出視圖，能清晰的找出工程問題與缺漏；（4）沖突問題，BIM技術的協同工作平臺可以消除不同階段與不同專業之間信息不同步的缺點，同時3D界面立體呈現設備專業的管道、結構梁柱以避免各專業的交叉沖突問題。

但現階段BIM技術的應用和推廣還存在一些制約因素：（1）缺少標準規范，就算設計階段BIM模型做得再好，但最后還是需要按照現有的交付標準使用二維圖紙進行交付；（2）設計階段利用BIM平臺可以完成建筑，結構，水、暖、電整合的模型，大量減少了建造過程中人力、物力時間的消耗，但是相對的設計階段時間更長，而國內由于設計周期被大幅度壓縮的原因，造成推廣的不順利；（3）BIM軟件尚不成熟，由于BIM對數據應用是顛覆式， BIM技術伴隨而來的是互聯網技術、圖形技術，這就對相關軟件公司提出了更高要求，同時在相關統計、管理、模擬、協同等專業化應用匱乏，無法為應用推廣提供工具支持，故這對BIM發展具有很大挑戰；（4）國內目前很多施工單位規模小，人員的知識水平、管理意識跟不上，施工管理還沒有精細化的概念，管理人員不懂計算機和信息技術，很多工地現場的管理模式還是一疊圖紙、一把卷尺。

3 3D技術的發展運用

BIM技術運用在建筑行業從理論上來講是十分可行的，但畢竟新技術的出現需要通過大量的實踐來進行驗證，這將是一個相對較漫長的過程，可以確定的是未來隨著BIM技術的不斷發展與完善，以及現代建筑行業管理水平的不斷提高，管理意識的不斷專業化，這項技術必將會惠及整個建筑領域。而相對制約的施工技術也必然隨著科技的發展，尤其是伴隨著3D打印技術的出現，建筑施工也許將出現一場翻天覆地的變革。3D打印在建筑行業還處在摸索階段，但可以預見， 3D打印技術的發展將使大規模的個性化生產成為可能，這也就意味著會出現很多依靠傳統工藝無法生產的創新型建筑材料，這不僅會顛復傳統的建筑領域，更會在全球制造業中掀起一股新的改革潮流。為解決傳統工藝生產建筑材料所產生的高污染、高成本、高能耗的諸多問題提供解決思路。需要認清的是3D打印技術現在處于起步階段，在很多方面仍然不夠成熟，存在的諸多問題也需要一個個的解決后才能更好地服務于人類。若要解決目前存在的問題，就要改變當前3D打印技術所呈現的高成本問題，只有把生產成本給降下去，才會對解決全球化的問題有所幫助，這是一項重大課題，成熟的3D打印技術不僅使建筑行業受益，更對未來社會的和諧發展具有重要推動作用。

3D打印和BIM技術不斷的發展與完善，也必將推動著智能建筑體系的發展與完善。智能建筑并不應僅指一棟兩棟智能化、信息化的建筑物，而應該是整個建筑行業上通過各種技術、互聯網思維、創新的運用模式的一個運行體系。隨著物聯網技術及應用的發展，信息化、通信、物聯網、云計算等技術的融合應用對智能建筑體系的影響越來越大、越來越深入，智能建筑體系在社會發展的過程中必將占據十分重要的地位。目前3D打印技術在國內建筑上的制約因素有以下幾點：（1）材料限制，雖然高端工業印刷可以實現塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但打印的材料都是比較昂貴和稀缺的；（2）經濟費用高，3D打印技術在批量化方面明顯存在短板，匹配的材料較少，且價格較高昂，理論上說所有的材料都可以用于3D打印，但是大量經常使用的工業材料仍不具備3D打印的能力，而工業化低成本技術研究又十分欠缺。故而材料與經濟是嚴重制約現階段3D打印技術在建筑行業的發展的原因，還需要不斷的完善與發展。

4 結語

現代智能化的建筑體系是對各類智能信息技術的綜合運用，它的搭建平臺是建筑物，綜合運用系統集成、智能管理等現代技術，實現綜合控制系統對外界環境的感知、信息傳遞、事物判別的高效自動化處理。是站在一體化的角度把人類和建筑以及周圍環境進行高度融合，從而創造出既安全又便利舒適的生活工作環境。

近年來大數據、物聯網、模型、云計算成為熱議的話題，這些創新性的技術應用的也越來越廣泛，這些都是搭建智能化建筑所必需的技術支持。有了以上這些創新技術的成熟，現代智能化建筑也就為現代世界帶來了無盡的可能。在一棟現代化智能建筑中，里面的物業基礎設施比如電梯運行、樓道照明等都可以通過云服務進行操作，這極大地提高了效率也節省了大量時間成本。大數據的運用則可以實現對可能出現的狀況進行預警，提前解決安全隱患。

隨著現代智能化技術的運用，現代人類的生活、生產方式必會發生重大變化，現代科技的運用使得人類生產效率大幅度的提高，對環境的污染也越來越小，隨之科技城市與青山綠水必會同時出現，人類也會得益于現代技術的高度智能化而從單調重復的工作中解放出來，更富有創造力跟趣味性的工作將是現代人類追求實現的目標。建設“智慧城市”就要求信息在各個方面流通更加迅速便捷，建筑物更加人性化，在可以看到的將來智能建筑將真正走進人們的日常生活，并成為日常生活中不可缺少的一部分。