智慧城市理念在城市建筑設計中的應用

文／李經(jīng)緯、卜慶新 青島北洋建筑設計有限公司 山東青島 266100

引言：

城市建筑設計是城市發(fā)展建設過程中最重要的部分之一，它既代表了一個城市的面貌，也體現(xiàn)著一個城市的文化和歷史內(nèi)涵，智慧城市理念在城市建筑設計中的應用可以為城市居民的生活帶來極大的便利性、安全性和多元性，有助于提高城市整體建筑設計水平，節(jié)能減排促進城市可持續(xù)發(fā)展，同時更加有利于城市整體科學有效的管理。智慧城市理念在城市建筑設計中的應用涉及到城市發(fā)展和居民生活的方方面面，在推廣和建設智慧化城市的過程中不能追求一蹴而就，要注重循序漸進。

1、智慧城市的基本概念及特點

1.1 智慧城市的基本內(nèi)容

智慧城市理念是運用科技手段分析、整合城市運行系統(tǒng)的各項關鍵信息，對包括民生、環(huán)保、公共安全、工商業(yè)活動等各種需求做出智能響應，從而極大提高人們生活質量的一種理念。智慧城市理念在城市建筑設計中的高效應用有利于實現(xiàn)城市智慧化管理和運行，促進城市和諧發(fā)展和可持續(xù)成長，智慧城市是從人性化出發(fā)的全面發(fā)展的城市。

1.2 智慧城市理念在城市建筑設計中應用的特點

首先，智慧城市相關建筑設計存在人性化的特點，不論是城市公共設施的建筑設計還是居民、商業(yè)活動有關建筑的設計，都應以人為本，一切從人性化出發(fā)，以提高人們生活工作質量、提升人民生活交通便利性為目標；其次，智慧城市相關建筑設計存在科技信息自動化特點，智慧城市理念的現(xiàn)實應用要建立在高科技利用的基礎上，智慧城市的建筑設計把高科技運用到人們?nèi)粘Ｉ畹母黜椩O施和管理流程中，人們獲取信息更快速，需求滿足更高效；智慧城市理念在城市建筑設計中的應用還存在可持續(xù)發(fā)展的特點，智慧城市運用綠色技術合理開發(fā)生態(tài)環(huán)保的技術體系，在一定程度上提高了資源利用率，從而促進城市可持續(xù)發(fā)展。智慧建筑的設計涉及的方面較為廣泛，例如：供水系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、自動化控制、監(jiān)控系統(tǒng)、智能巡查消防系統(tǒng)等。如圖1所示：

圖1 智慧建筑設計系統(tǒng)

2、城市建筑設計存在的問題

2.1 城市建筑設計存在安全隱患

主要包括建筑設計結構隱患、有害氣體隱患和社交安全隱患。建筑設計結構隱患主要存在于城市公共建筑設施和居住建筑設施中，部分設計者對于公共建筑設施的設計存在過分重視設計美感而忽視公共建筑本身功能性的情況，進而出現(xiàn)人們出行擁擠、不便利的情況。居住建筑設施存在的安全隱患主要來源于開發(fā)商偷工減料和和物業(yè)后期維護不及時，建設方偷工減料往往會造成部分建筑設計不達標、整體構造不穩(wěn)固的情況，對于建筑的后期維護不及時也同樣會造成路面沉積塌陷、墻體脫落等問題，對于人民的生活造成了很大的安全隱患。

2.2 城市建筑設計不夠人性化

目前我國城市建筑的開發(fā)缺乏對人性化設計的重視，城市建筑設計開發(fā)要服務于人、便捷于人，始終應該以人為中心。進入20世紀以來，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，城市建設和改造迅速，同時也造成了很多建筑多量低質的情況，建筑設計只滿足于保證人民基本訴求而缺乏對于人民生活工作便利需求、信息共享需求和人體工學等需求的考量，同時也缺乏對于城市歷史文化氣息的體現(xiàn)，龐大的建筑不能體現(xiàn)一個城市的特點，隨著人們對生活質量要求的逐步提升，城市設計缺乏人性化的缺點越來越突出，人民在建筑人性化設計相關方面的需求和訴求也逐漸增多[1]。

2.3 城市建筑設計不夠節(jié)能環(huán)保

傳統(tǒng)的建筑設計缺乏節(jié)能環(huán)保理念，設計師在進行城市建筑設計時不注重對節(jié)能減排、材料利用率、資源循環(huán)等整體使建筑設計可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念，很大程度上造成了建筑材料的浪費、環(huán)境的污染以及對自然生態(tài)環(huán)境的破壞[2]。問題主要存在于一些大型基建項目對于建筑材料的浪費和對周遭生態(tài)環(huán)境的破壞，以及在建筑內(nèi)部裝修時未能使用綠色低碳的裝修材料，從而產(chǎn)生大量有毒氣體，在威脅空氣質量和整體城市環(huán)境的同時也在威脅著人們的生命健康。

2.4 城市建筑設計中智慧城市建筑設計利用率不高

目前我國部分城市已經(jīng)將智慧城市理念投入到了城市建筑設計中，但是在現(xiàn)實的生活中人們對于智慧城市相關設施的利用率并不是很高。對于公共建筑來說，智慧城市相關設施利用率不高主要是由于建筑內(nèi)外部缺乏正確、快捷的引導和人們對于智慧城市相關設計理念的不熟悉以及設施運用不熟練兩個方面。對于私人生活建筑來說，對智慧城市設計利用率不高主要是由于收入差距造成的內(nèi)部設施需求檔次不同以及人們對于相關設計的不了解不熟悉，大部分家庭仍舊習慣于傳統(tǒng)的建筑格局和內(nèi)部設施陳列。

3、智慧城市理念在城市建筑設計中的應用策略

3.1 加大城市建筑設計應用智慧城市理念的資金和人才支持

城市管理者自身要樹立智慧城市觀念，加大城市建筑設計向智慧城市轉變的資金投入和人才支持。要將智慧城市理念科學地應用到城市建筑設計過程中，就需要大量的資金投入和人才的加入，在此基礎上才能為城市建筑設計走出一個好的開端。我國目前的經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)進入到穩(wěn)步增長的階段，同時也擁有雄厚的資金實力和豐富的建筑設計相關人才，在將智慧城市理念應用到城市建筑設計的過程中，大量的資金投入是前提，在此基礎上才能吸引人才投入到相關的建設工作中。城市管理者應當引入更多智慧化城市的相關高科技手段，在技術層面保障智慧城市理念應用的可實施性，同時可以成立具體的智慧化城市建筑設計部門，對城市建筑設計的智慧化采取項目式的推進，對于舊城市建筑進行科學的改造，對于新城市建筑設計引用智慧城市理念制定具體的設計思路和圖表，加快推進智慧城市進程。

3.2 建筑內(nèi)外部設計的智能化

建筑設計智能化包括內(nèi)部和外部兩個方面。內(nèi)部設計智能化主要是建筑整體和人的聯(lián)動性，對于公共基礎設施、內(nèi)部設計的智能化主要體現(xiàn)在內(nèi)部設施陳列的合理化和對信息技術的運用，內(nèi)部設施陳列的具體設計和擺放地點都要符合人們需求，另外內(nèi)部陳列設施要運用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術讓人們隨時隨地可以尋求到指引和幫助，整體內(nèi)部設計要明顯，具體的引導和界面要簡潔，要降低公共區(qū)域人們使用公共設施的難度，縮短人們無效停留時間。對于住宅內(nèi)部設計的智能化，主要體現(xiàn)在智能材料和智能家居的應用，住宅內(nèi)部設計要增強建筑本身與使用者之間的聯(lián)動性，增設智能感溫、智能打掃、智能開關和監(jiān)測等設備，讓使用者可以更加便捷地把室內(nèi)環(huán)境調整到最適合的狀態(tài)，同時智能監(jiān)測設備的應用為建筑的安全性提供了保障。城市建筑外部設計的智能化主要體現(xiàn)在城市道路、城市照明和交通工具管理等方面[3]。城市道路的智能化在于道路交通指示、道路建設改造和互聯(lián)網(wǎng)定位系統(tǒng)的實時聯(lián)動以及特殊路段道路設施可變性的實施建設；城市照明系統(tǒng)智能化體現(xiàn)在照明設施科學的位置擺放，聲控、光控技術在城市照明設施中的合理應用；交通工具管理方面的智能化體現(xiàn)在地上地下自動化車輛管理方面，智慧城市理念下交通工具的儲存和管理不用局限于舊的地下車庫和地上車輛停放點，應該運用自動化設備，將城市車輛進行疊放儲存，縮小占地面積，同時緩解車輛停放緊張的現(xiàn)狀，改善人們停車難以及車輛亂停的現(xiàn)象。除此之外，建筑內(nèi)外部設計的自動化還可以應用到生活的方方面面，其核心在于高效與便捷。

3.3 重視城市建筑設計人文關懷

城市建筑設計人員在設計過程中不僅要考慮到建筑對自身功能性的滿足，還要考慮到建筑外型所代表的文化歷史內(nèi)涵，城市居民對建筑設計的精神需求以及建筑內(nèi)部設施對于人體工學的考量[4]。公共建筑設計的人文關懷體現(xiàn)在建筑設計外型的多樣性和建筑內(nèi)部設施的便利性，單一的、缺乏文化歷史內(nèi)涵的建筑設計外型容易造成人們的審美疲勞。以及對城市的情感缺失，智慧城市理念下的城市建筑設計要帶有情感，能夠體現(xiàn)一座城市的特點和涵養(yǎng)，能夠引發(fā)人們對所在城市的文化、歷史、情感共鳴。公共建筑內(nèi)部的設施陳列要符合人體工學設計，如公共休息區(qū)座椅的擺放和設計、公共衛(wèi)生間位置的確定、大型運輸工具座椅的合理設計，一切的設計應該以減輕人們生活疲勞、為人們生活帶來便利性為主。住宅設計也應該注意人文關懷，住宅選址、住宅結構形狀設計、內(nèi)部結構設計都應該考慮到人對于精神內(nèi)涵、對于外界環(huán)境聯(lián)動的需求，要做到合理劃分內(nèi)部區(qū)域，符合居民居住對于陽光、溫度的基本要求，內(nèi)部的裝修也應該做到綠色環(huán)保，內(nèi)部的家居設計也應該從人體工學的角度出發(fā)，讓人們的精神和身體壓力能在家中得到最大的緩解和放松。

3.4 新能源的引入和高耗能建筑設計的管理

智慧城市理念具有可持續(xù)發(fā)展的特點，這就要求管理者在開展智慧化城市理念應用時做到節(jié)能減排，提高資源利用率，在城市發(fā)展的同時保護好生態(tài)環(huán)境，維持人與自然相平衡的關系[5]。城市智慧化建設過程中要引入大量的科學技術，耗費大量的資源、能源以及人力，在建設過程中對新能源的引入能極大程度上減少對資源的浪費，提高資源利用率。我國幅員遼闊，自然資源豐富，在擁有相應技術手段的基礎上，風能、水能、太陽能等自然資源都可以成為城市建筑設計智慧化的原動力，風能、水能在經(jīng)過轉化后可以為城市建筑提供電力，太陽能在經(jīng)過轉化之后可以為城市居民供暖供熱，還可以為人們提供光照，資源的循環(huán)利用能在很大程度上降低原始資源的耗費和自然資源的過度開發(fā)。除此之外，由于經(jīng)濟的快速發(fā)展，各個城市也成為人員聚集的地方，這就導致公共區(qū)域的基礎設施從投入使用到更新?lián)Q代一直處于工作狀態(tài)，從而產(chǎn)生大量資源耗費的情況，這就需要城市建筑設計者在保障人們生活需求的前提下設計好可以科學合理地管控城市公共設施開關和利用的時間及區(qū)域分布的程序，如利用聲控和光控技術管理部分照明設施，合理安排不同區(qū)域公共設施數(shù)量和地點等手段，減少對于城市資源的浪費。

3.5 提高智慧城市設施在現(xiàn)實生活中的利用率

現(xiàn)階段我國部分城市雖然已經(jīng)在建筑設計中引入了智慧城市理念，但是相關設施和渠道的利用率并不高，主要原因在于人們對于高新技術的陌生和對信息自動化設備操作的不熟練。管理者應當加大對智慧城市理念的普及力度，讓廣大城市居民知道和了解智慧城市理念，讓居民們了解智慧城市的便利性，同時要在城市建筑中增設智能引導崗位，在智慧城市理念投入的初期，幫助和引導人們進行新設施設備的操作和應用。另外設計者在設計城市建筑時要充分考慮到建筑內(nèi)外部的信息間接性和使用便利程度，盡量簡化人們使用高新技術設施的步驟，降低人們的操作難度，在建設初期要劃分出不同的人工和智能區(qū)域，人體動線區(qū)域要采取醒目的引導標識，讓人們逐漸接觸智能設施和設備，感受智慧城市為他們帶來的便利性。同時，城市居民收入結構也需要進一步調整，我國大部分城市智慧化進程較慢還有另外一部分原因是人們收入差距較大，而智能化材料和智能家居家電的消費檔次卻普遍較高，能真正獲得相關紅利的人群較少，使得智慧化進程一度受阻，國家和城市管理者也可以在智能材料及家居消費等方面采取一些補貼措施，擴大消費受眾，加深智慧城市理念在家庭生活中的應用。

3.6 重視智慧消防系統(tǒng)的建設

消防系統(tǒng)是建筑設計的重點內(nèi)容，只有對消防系統(tǒng)進行不斷優(yōu)化和完善，才能進一步確保建筑的正常使用和安全運行。建筑消防施工標準涉及建筑位置、間距、電梯、疏散樓梯、消防房、防火窗、消防車道等的設計。消防應急照明裝置、自動滅火系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、通風設備等。因此，消防設計在建筑設計中占有重要地位。智慧建筑消防系統(tǒng)的設置要求消防設備實施利用現(xiàn)代化信息技術，對消防情況隨時監(jiān)測，對火情及時報警，與救援平臺、智慧平臺以及維修平臺等進行實施對接。（圖2）

圖2

結語：

智慧城市的建設任重道遠，管理者和設計者要對城市建筑設計需求進行合理分析，采取符合城市發(fā)展進程的措施推廣和應用智慧城市理念。要合理地建設智慧化城市就要做到加大城市建筑設計應用智慧城市理念的資金投入和人才支持，建筑內(nèi)外部設計的智能化，重視城市建筑設計人文關懷，新能源的引入和高耗能建筑設計的管理，最后還要注意在建設完成后提高智慧城市設施在現(xiàn)實生活中的利用率。對我國大部分城市而言，智慧城市理念在城市建筑設計中的應用為城市發(fā)展開拓了新思路，注入了新動力，是未來城市發(fā)展建設不可或缺的也是最重要的環(huán)節(jié)之一。