智慧城市背景下的建筑設計問題分析與對策研究

郭子強 太原市軌道交通智慧建造科技有限公司

1 前言

智慧城市的概念起源于2010年，智慧城市的理念是將最新的信息技術運用到城市的各行各業(yè)中，并形成基于知識創(chuàng)新2.0的城市信息化高級形態(tài)，這就要求信息化與城鎮(zhèn)化高度結合，同時也蘊含著全新的建筑設計理念。建筑設計是建筑工程的前期工作，需要梳理業(yè)主的需求并幫助業(yè)主解決施工和使用過程中可以遇見的困難，并在建筑設計階段盡可能地避免。

建筑設計的圖紙和文件是表達解決辦法的直接展現形式，優(yōu)秀的建筑設計可以讓建筑工程在既定的投資范圍內，按照圖紙和方案的設計，順利的施工。在智慧城市的背景下，由于物聯網、云計算、地理空間技術的要求較高，在建筑設計的過程中面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，建筑設計除考慮基本的結構、造價等因素外，還需要重點考慮使用者的舒適度以及綠色環(huán)保等方面的要求。

2 建筑設計的發(fā)展史與科學范疇

2.1 建筑設計的發(fā)展史

在近代之前，建筑工程的設計和施工過程是融為一體的，建筑的設計者往往也是施工者，他們一般按照建筑使用者的需求，加上一些自己的經驗或者創(chuàng)意進行建造，此時的建筑設計理念與技巧多依靠師徒之間的口口相傳。

進入近代后，建筑設計逐漸從建筑工程中剝離出來，成為一門專門的學科。在歐洲的文藝復興時期，建筑設計學科開始萌芽，到產業(yè)革命時期已完全成為一門獨立的成熟學科。在我國清代的后期，在西方文化的影響下，建筑設計專業(yè)才逐步推廣開來。

隨著現代科技的進步，建筑設計需要考慮的問題更加廣泛，除考慮建筑的結構、強度、使用舒適度、造型以外，還需要對建筑的節(jié)能、信息化布局進行綜合考量，使得建筑設計的難度大大提高。

如今的建筑設計已成為一門獨立的學科，除學習各項專業(yè)基礎課外，還需要學習大量藝術、工程方面的知識，是一門綜合藝術與工程的學科分支。

2.2 建筑設計的科學范疇

如今建筑設計的科學范疇不僅包含建筑學的內容，也涉及給排水、溫濕度調節(jié)、燃氣、消防、園林、節(jié)能、智能化等多個子項目。建筑設計需要解決建筑物內外部的空間與功能的合理性、內外部的協調性、藝術性、細節(jié)構造、設備技術的協調性，同時在保證質量和工期的前提下，減少材料、人工和資金的投入，使建筑物最終呈現出安全性、實用性和美觀性。

3 智慧城市背景下建筑設計存在的問題

建筑設計的主要工作就是要用準確的預見性目光，解決建筑工程施工中可能會遇到的各種矛盾，這就需要一套經過科學總結的建筑設計實踐方法。但是隨著人們需求的不斷變化，以及科學技術的不斷發(fā)展，原有的建筑設計方法論中的部分內容已不能適應當代的需求，建筑設計的過程中存在一些問題亟須完善和解決，這樣才能保證建筑設計的質量。

3.1 設計前對設計對象的信息掌握不夠全面

現代社會的顯著特征是人們的生活節(jié)奏越來越快，在此背景下，建筑設計也就更講求效率。一些建筑設計公司為了提高設計效率，不斷壓縮掌握外部條件和現場勘察的時間，使得設計者在信息掌握不全面的前提下開始了設計，這樣不僅沒有起到化解施工中可能會遇到各種矛盾的目的，更可能會產生許多新的衍生問題。

例如：前期的自然氣候條件信息掌握不全，可能造成排水、抗震等級等設計不達標的情況。一些設計師在沒有對建筑所處的地形、所處位置進行實地勘察，造成建筑物的設計缺乏合理性。當然在建筑設計中，與業(yè)主方的溝通交流必不可少，包括工期、預算，甚至包括建筑每一層或者每一個空間的用途、材質等都需要前期進行細致的摸排。如果信息掌握不全面，會對建筑工程的工期、質量等產生較大的影響。

3.2 建筑物各局部的設計不合理

不少設計師為了加快設計的速度，往往采用套用設計模板的方式，俗稱“套娃式”設計。這種設計存在使用功能不合理、空間劃分不合理的現象。這些不合理不僅會造成業(yè)主方的需求不能在建筑設計中充分的表達，更可能出現對建筑工程的預算估算不準的情況，同時也會造成交付后業(yè)主方的使用不便，隨之而來的則是業(yè)主方的滿意度降低。

空間劃分的不合理還可能加大后期施工的難度，導致一些不必要的費用發(fā)生。當然建筑物各局部設計得不合理還包括材料的使用設計不合理、節(jié)能環(huán)保的設計方式不合理等。

3.3 建筑設計方案的趨同性

科技改變了世界，同樣也改變了建筑設計行業(yè)。在計算機輔助設計已經廣泛普及的今天，在大數據和人工智能技術的幫助下，建筑設計的時效性得到了很大的飛躍。但是科技讓建筑方案的設計變得缺乏創(chuàng)造力，使得不少方案的設計亮點近似。

這也讓一些敢于進行藝術創(chuàng)造的設計師，深深感受到了壓力。部分設計師基本完全依靠計算機輔助技術進行數據的收集與分析、建筑功能的區(qū)分，讓自己變成了信息的錄入員，而不是設計者，缺乏設計應有的創(chuàng)造力和想象力，方案千篇一律，毫無變化，讓建筑的使用者很難感受到其藝術的魅力和獨特的功能。

4 智慧城市背景下建筑設計的提升策略

智能城市背景下的建筑設計在利用好各項信息技術使建筑設計過程智能化的同時，也要利用好信息技術做好資金、效果兩方面的平衡，更要充分發(fā)揮人的想象力和創(chuàng)造力，讓建筑設計能夠從設計圖紙完全落地成等效的建筑物。

4.1 運用信息技術完善建筑設計的各個環(huán)節(jié)

在建筑設計中，前期調研的重要性不能忽視，需要對設計對象的外部環(huán)境進行現場觀察和勘測，對地基和地塊整體的形狀進行觀察。當然還需要對設計對象的氣候信息、地質結構等資料進行查閱。信息技術是建筑設計前期調研中必不可少的工具，通過地理信息系統等，能夠準確地獲得設計對象的相關信息。

城市建筑的設計需要在設計的前期調研中，了解建筑的紅線信息，并且對建筑的高度和密度進行控制。信息技術可以在只錄入相關數據的前提下，自動對比各種方案的優(yōu)缺點，在設計師設定的范圍內，計算出最合理的建筑形狀，大大節(jié)省了建筑設計的時間。在建筑設計的過程中，會涉及資金、工期的大致估算，這些都能依賴于信息系統得以實現。

總的來說，在建筑設計的過程中，涉及數據收集、資料查找、模擬量運算等機械且重復度高的工作，必須借助信息技術提高設計人員的工作效率。

4.2 改進建筑物各局部的設計

智慧城市背景下的建筑設計需要更加注重使用者的感受，切記為了追求藝術上的形式美或者嚴控建筑工程的預算而導致設計得不合理。在設計時，要充分考慮建筑物與周邊環(huán)境的協調性，更要考慮每個獨立空間的劃分和功能設計是否合理。當然建筑信息化模型、大數據技術和人工智能技術是檢驗各局部空間是否合理的利器。

建筑設計不僅需要充分考慮使用者的需求，更要從實際情況出發(fā)，將藝術、工程、環(huán)保、園林、光學等各學科結合起來，達到設計的相對平衡狀態(tài)。建筑信息化模型已廣泛應用于建筑設計環(huán)節(jié)，相信通過數字仿真建模，設計師能發(fā)現設計中的缺點，不斷改進，最終獲得性價比最優(yōu)的建筑設計方案。

4.3 突出建筑設計的特色

過分追求效率的“套娃式”設計讓原本富有藝術創(chuàng)造力的建筑設計變得如出一轍，讓不少建筑物建成后給人似曾相識的感覺。美觀是建筑設計四大要素之一，經典的建筑物之所以能夠長期獲得人們的認可，依靠的是其自身的特色和不可復制性。當然建筑設計的特色不完全依賴于美觀，還可能在風格、比例、尺寸和環(huán)保節(jié)能等多個方面進行改造和創(chuàng)新。

設計者在前期的勘察和調研中，要細心觀察和體會客觀實際，綜合現場的各種情況，善于抓住實際條件中的優(yōu)勢，最大限度地避免其劣勢，這樣不僅能使所設計的建筑物達到最佳的使用功能和設計效果，還能形成結合地方特色，形成自身的建筑特色。建筑特色是建筑設計的靈魂，不能因為經費、工期等原因而放棄，要敢于通過平面布局、手法運用、形態(tài)構成和藝術處理和等方面展示出獨創(chuàng)的風格。

5 結束語

建筑設計是一門綜合性的學科，要想做好建筑設計離不開精準的前期調研、勘察工作，也離不開豐富的各學科知識儲備。在計算機輔助技術和信息系統日益完善的今天，人們更容易追求建筑設計的效率而忽略了建筑設計的靈魂——建筑物的特色。

在智慧城市建設的大背景下，建筑設計師們應該清醒地認識到當前建筑設計中面臨的各項問題，以認真的態(tài)度分析并解決問題，讓建筑設計在解決建筑工程中各項矛盾的同時，提高自身的設計價值，真正達到建筑物內外部各系統協調統一的效果，也讓建筑工程的人力、資金、工期和質量達到均衡，呈現出最佳的設計效果。