城市智能建筑結構設計優化方法的應用

梁臣

（筑博設計股份有限公司北京分公司，北京100013）

1 引言

近年來，隨著科學技術的飛速發展，智能建筑逐漸被應用于城市建設中，這是新時期城市發展的必然趨勢，也是人們生活中對建筑的更高要求。相較于傳統意義上的普通建筑，智能建筑設計的復雜性與多變性都比較強，以往的結構設計方式已然無法滿足智能建筑的需求。此時，為提高智能建筑的整體質量，確保其能夠在智能城市建設中發揮更大的作用，及時針對建筑的實際需求優化建筑結構設計非常必要，這也是社會穩定與發展的重要基礎。

2 城市智能建筑結構設計的主要特征

2.1 人性化

與普通建筑相比較，智能建筑設計最顯著的特征就是人性化，設計人員在規劃設計城市智能建筑的過程中，更加注重自動控制系統，確保能夠為居住者或使用者創造更良好、更便利的環境。除此之外，這一特征也可體現在智能建筑網絡通信設備的使用中，其一方面能促進建筑服務水平的提高；另一方面能提升建筑日常運行效率，在幫助人們享受智能建筑中的便利生活的同時，提供最大程度上的安全保障[1]。

2.2 節約化

智能建筑更加注重綠色設計，通過對各類技術的有效運用實現控制建筑資源的目的，使建筑過程中的生態破壞或資源消耗嚴重問題得到規避。另外，智能建筑設計中并不主張使用不可再生資源，其更側重于開發與應用清潔新能源，從已成功建設的智能建筑中也可看出，很多設計人員更多地選擇自然照明來代替人工照明，使用了風能與太陽能等新能源，優化了空調與排水系統的設計，對新時期社會的運行非常有利。與此同時，智能建筑也是城市經濟發展的主要體現，為促進城市整體的可持續發展，設計節約化的特征必須得到進一步的重視[2]。

2.3 生態化

生態化是城市智能建筑設計的主要特點，能夠在很大程度上節省施工資源。在設計智能建筑的過程中，設計人員需考慮建筑對周邊生態環境的影響，以確保二者的協調性，盡可能地降低建筑施工與使用期間對周邊環境產生的影響。實踐證明，只有采取有效措施促進智能建筑與周邊自然環境和生態系統的協調發展，才能體現智能建筑的意義。

3 城市智能建筑設計的現狀

3.1 對智能建筑設計了解不全面

在城市智能建筑設計行業中，對智能建筑設計的認知水平與接受程度不足的問題普遍存在，尤其在未能充分掌握智能建筑基礎知識的情況下，無法有效運用智能建筑建設的先進技術，智能化理念也因此無法在設計過程中真正落實，智能建筑設計方向也必然會出現偏差。如此，智能建筑設計不僅極易出現漏洞與缺陷，智能建筑的施工進度與質量也會受到影響，進而嚴重降低工程帶來的經濟效益與社會效益。

3.2 智能建筑設計的先進性較差

城市智能建筑衍生的基礎即為智能化時代，而智能化時代的顯著標志是信息技術的廣泛應用。但目前很多設計人員由于專業水平不足，無法有效運用先進技術與設備等，導致智能建筑最終的設計結果與智能城市的要求完全不符，與此同時，其也無法通過先進的技術優化建筑各項功能，或進行建筑后期維護等工作，從而使智能建筑整體性能受到影響。

4 城市智能建筑結構優化的有效措施

4.1 增強建筑內部環境的舒適度

智能建筑結構優化的目標之一是內部環境舒適度的提升，設計人員應注重控制智能建筑的室內溫濕度、光照等環境因子，并確保建筑的穩定性與安全性，確保居住者與使用者能在建筑中獲得正向的主觀感受。除此之外，應以人體工程學為基礎，保證智能建筑中家具、空間與綜合網絡設計的人性化，一方面提高智能建筑的宜居性；另一方面促進智能建筑設計質量的全面增強。

4.2 找準智能建筑結構設計的關鍵點

通常情況下，設計人員可對地面、墻面以及天花板結構進行優化。首先是地面設計，設計人員應將智能建筑的特征為根據，通過對架空方式的有效運用將地面下的空間合理擴大，同時設計人員也要注重對弱電與強電系統的物理隔離，如此不僅能為施工提供更多的便利，對建筑改造也十分有幫助。其次是墻面設計。設計人員應充分考慮智能建筑中各功能設備的接口與位置，采取外接的方式，繼而確保傳感器與設備各項功能的實現以及控制的精準性。最后是天花板設計。施工人員應全面結合暖通與消防系統的特征與功能，設計系統的走線與出口等，全方位確保智能建筑通風、消防、供暖以及照明等各項功能的正常使用[3]。

4.3 選擇合適的地基基礎設計方式

若智能建筑為框架結構，地下儲物空間小且上部荷載大，可采取十字交叉梁條形基礎改善地基不穩定的問題，在降低不均勻沉降現象出現概率的基礎上，提高整體的穩定程度。

若框架結構的智能建筑地下儲物空間較小，但是地基穩定且上部荷載較小，獨立柱基礎更加適用，可以相關規范為依據將承臺或獨立柱子相連接的梁設置于抗震設防區；框架鋼筋混凝土墻板承重結構，地基穩定性強且地下無空間、荷載均勻的情況下，框架柱、獨立柱基礎形式的效果更好，若智能建筑處于抗震設防區，則更需加大重視程度；地基穩定的鋼筋混凝土墻板承重結構，可適用交叉的條形基礎，但若是地基基礎強度與相關要求不符，則可選擇筏板基礎。設計人員必須根據實際情況，選擇最佳的地基基礎形式，在提高建筑可靠性與安全性的同時，促進結構設計的全面優化[4]。

4.4 確保智能建筑屋頂設計的質量

與外部環境接觸最多的即為智能建筑的屋頂結構，將大量設備布置在屋頂上的設計方法也很常見，所以，智能建筑設計中必須考慮設備的協調性，設計人員可采取集成與統一的方法對屋頂上布置的設備進行綜合性的綠化與美化處理。另外，設計人員可在智能建筑屋頂上，布置風能發電機與雨水收集器等設備，以節能環保為基點實現對自然界能量與資源的充分利用，使智能建筑的能源消耗與物資循環需求得到滿足[5]。

5 結語

綜上所述，智能建筑相較于傳統建筑的優勢，在于舒適度更高、設計感更好、科技感更強，此時若進一步促進智能建筑設計的合理化，相關人員必須將智能建筑設計市場接受度考慮在內，理解智能建筑的定義、明確智能建筑的價值，從各個方面實現建筑結構的優化。