智能建筑的发展现状及其设计探析

摘    要：　本文就智能建筑目前的发展现状, 深入探究和讨论智能建筑的建筑设计。

　　关键词：　智能建筑; 建筑设计; 发展方向;

　　1、 智能建筑的概念

　　智能建筑将建筑物当作平台, 兼具公共安全系统、信息系统、管理系统等, 集结构、管理、系统和服务等多项功能于一体, 创造一个满足健康舒适、环保高效等多方面要求的便捷的建筑环境。

　　一般而言, 智能建筑具有以下基本要素: (1) 针对建筑的使用者而言, 为工作人员创造一个舒适的环境, 有效提升工作人员的创造能力和工作效率; (2) 针对建筑管理者而言, 建筑兼具信息自动处理, 设备自动管理, 设备实时监控, 办公自动化, 垃圾自动处理等功能, 运行成本比较低, 是一种高精尖的建筑类型, 可以实时将具体情况汇报给相关管理部门。

　　2 、我国建筑智能化的现状分析

　　目前我国智能建筑尚处于发展阶段, 还在不断的和经济较发达的国家努力学习, 最开始主要运用在酒店和商务楼内, 之后便应用到其他建筑中, 比如政府、医院、高校、企业甚至住宅小区, 这样做的目的不仅能够促进建筑在实际发展过程中的智能化, 同时还能朝着多样化方向发展。当前对于我国建筑智能化而言, 其楼宇工程在实际投资过程中的比重大致为:土木工程为40%左右, 机电安装工程则为25%左右, 装修比例为30%左右。

　　3 、智能建筑设计分析

　　3.1、 各智能化子系统

　　确保智能建筑品质的核心基础之一即为智能建筑的设计工作。在设计工作中, 无论是设计方、施工方还是建设方都必须在做好技术人员的安排工作, 将智能建筑的基本原则作为设计基础, 合理协调好技术与管理工作的关系, 将整个设计过程的核心思想以及要素协调统一, 使其充分满足经济性的特点, 同时也要将先进高效的技术应用在我们的设计工作中, 充分保证构造系统与建筑本体统一, 使设计以及施工工作都能顺利开展, 在具体实施过程中, 我们还应充分了解各个单位所需承担责任以及作为标杆的行业标准, 只有这样, 我们才能既保证施工方的新需求又能确保整个体系的完备灵活。在设计工作中, 各类高新技术都得到了充分的应用, 例如电子通信技术、IP网络技术、电视技术、光纤技术等, 这些高新的技术构成了我们设计蓝图中的智能化系统。因此, 考虑到目前的技术局限性与其他条件限制, 智能建筑的核心主要包括以下六点: (1) CA通信自动化系统, (2) OA办公自动化系统, (3) BA建筑设备自动化系统, (4) SA安全自动化系统, (5) FA火灾自动报警系统, (6) GCS综合布线系统。

　　3.2 、比较优势

　　(1) 智能建筑可以通过先进的技术为人类创造安全、舒适的生活环境, 例如, 可以根据人类的需求自动调整建筑内部的各种条件, 改变湿度、温度、色声音等各个方面, 进而提升整个建筑系统的效率。

　　(2) 与普通建筑系统相比, 智能建筑系统具有的一大优势就是节能, 前者由于空调和照明系统无法自动调节导致长时间使用的能源浪费, 而后者可以利用自身的程序设定, 最大程度的改善室内各系统运营状况, 达到节能的目的。

　　(3) 智能建筑建设过程中需要建设大量的线缆, 先设计出综合系统的布线系统, 再根据设计的蓝图实行强弱电的完美布置, 促进了建筑内通信系统以及电力系统的建设。

　　3.3、 存在的问题

　　我国智能化建筑正处于上升发展阶段, 很多主要技术与产品无法实现自给自足, 只能依赖于外商供应, 许多大项目的系统集成工作也只能交由国外大公司全权负责, 无论是在建筑的技术、施工以及维护发展方面都存在着漏洞。同时, 由于市场大环境趋势, 标榜智能化的智能公司数量激增。而这些公司往往在技术、管理、维护等方面存在非常大的差异, 智能建筑市场上鱼目混珠, 十分混乱, 这种情况也影响了该类新型技术的健康长足发展。同时, 由于人才的培养跟不上行业的发展, 建筑电气从业人员压力往往十分巨大, 高校设置该类课程的稀有性导致培养出的人才往往供不应求, 但是短期的培训工作又往往无法达到企业要求的技术层面。因此, 人才短缺稀少的问题, 使得整个设计、施工以及管理工作漏洞百出, 达不到预期的设计效果。

　　4、 智能建筑中的建筑设计

　　4.1、 自然采光设计

　　在衡量建筑物的居住质量时, 人们往往比较关注其采光条件。一般情况下, 传统建筑设计具备较小的自然采光区域, 即使自然光线可以覆盖某些区域, 如若没有对光线进行控制, 直射下来的光线感非常强烈, 给居民造成不适的感觉。伴随科学技术的发展, 设计师深入了解了自然采光的特点, 研发出了系统全面的新型玻璃、光线控制器等先进设备, 使建筑的采光条件得到充分提升。除此之外, 建筑设计师们还可以有效的将天然的自然光线加以利用, 借助光导纤维、百叶、中庭等因素, 提升居住的舒适感。例如, 设计师在对松下公司总部办公楼进行设计时, 将一个大的中庭作为中心进行布置, 同时利用自动遮阳百叶调解办公室内的采光, 通过上下收放或转动百叶, 调节室内的采光条件, 有效改善办公环境。

　　图1 松下公司总部办公楼

　　4.2 、热舒适系统设计

　　在智能建筑设计中, 往往需要投入电子设备以及仪器的使用, 例如投影仪、计算机、打印机等其他办公设施, 它们不仅增加了建筑物的耗能, 也增加了其冷负荷。因此, 在智能建筑的设计过程中, 设计师尤其着重处理建筑的节能问题。在智能建筑节能设计中, 通过有机结合建筑基本架构、暖通空调设备和自动控制系统等, 创造一个舒适的办公环境。

　　4.3、 层高设计

　　在智能建筑设计中, 层高设计是一个关键因素。在设计智能建筑的层高时, 必须综合考虑经济因素和使用舒适感等因素, 如果层高过高, 就会产生大量材料流失的现象, 在保证实现建筑物基础功能的同时, 要尽量降低建筑物的层高。然而, 在实际使用过程中, 如若层高过低, 就会对人们造成一定的心理压力感。基于我国的实际情况, 建筑物净高的下限为2.6米, 智能建筑的设计也要满足该项要求。除此之外, 智能建筑具有一定的特殊属性, 它的管线系统比较复杂, 包含了保安监控、风道、共用电视、给水排水等各个方面的管线, 同时包括大量兼具综合性、系统性的数据线等, 影响了智能建筑的楼层设计高度, 所以智能建筑的楼层高度只能略高于普通建筑。基于建设项目设计施工的实践经验, 为了确保建筑的净空间高度达到2.7米, 必须确保层高大于3.6米。在确定智能建筑的层高时, 必须综合考虑强弱电、结构、给排水和暖通空调等施工情况, 明确各种管线的走向、标高以及梁的布置情况等, 确定出合理的层高, 确保建筑施工的稳定高效进行。

　　4.4 、综合布线系统

　　综合布线系统既可以传输数据又可以将各个终端紧密联系在一起, 堪称智能建筑的中枢神经系统。在其设计中, 设计师们必须采取科学的措施, 快捷、有序的布置错综复杂的管线系统, 确保建筑用电、用水的安全。针对线路布置而言, 主要涉及垂直线路和水平线路两个方向。在垂直方向上, 一般管线布置在每一层的管道井及设备间之间, 除此之外, 因为需要大量综合性的管道以及其他设备的安装, 务必保证智能建筑的设备间与普通建筑相比大得多, 还要准备出适当的备用空间。在实际设计过程中, 设备间的面积大概在8m2左右为宜。主机房连通的管线向每一层的设备间输送, 是整栋建筑的核心。在主机房的设计时, 要进行程控交换设备、主配线桥架和光纤配线架等设备的布置。所以, 为了确保主机房正常运行, 发挥指挥中心的功能, 其设计面积也要比普通建筑大, 经验表明主机房的面积一般介于100m2-120m2。在星形连接时, 经常采用网络拓扑结构, 有效提升网络的节点和扩展的移动效率。在具体的单个节点无法正常运行时, 采用HV智能诊断技术, 可以快速确定故障发生的位置以及具体原因, 制定针对性解决措施, 提升了检修的效率, 确保了整个网络系统的安全性和可靠性。

　　5、 智能建筑的发展方向

　　时代在不断地进步, 智能建筑的范围也在不断的扩展。除去在公共建筑中发挥智能建筑中的特长, 近年来, 在城市智能小区中, 这项科技也开始逐渐显现作用, 促进人们享受更加智能化、信息化、数字化的高品质生活。智能化住宅的建设与发展, 不仅与一个国家的经济状况息息相关, 也能作为衡量一个国家科技水平监测值之一。在智能家居领域里, 涉及范围很广也有很多技术已经相对成熟, 例如:门禁对讲、远程监控、安全报警、智能照明、电器控制、门窗智控、中央空调、新风除尘、环境监测、智能灌溉、健康管理及养老照护等。但是这些具备了现代化的充满了智能建筑的居住小区, 对于整个城市来讲, 它们仍只是一个个功能齐全的信息孤岛。如何有效联系起这一个个小小的孤岛, 使他们的功能得到充分的施展, 将城市建设推向现代化、信息化和智能化的进程, 才是未来智能建筑设计的要点。这种观点可以概括为“数字化城市”, 它是“智能建筑”概念中的一个特殊的扩展。设想如果把住宅、社区、医院、银行等所有智能建筑连接形成“数字化城市”信息平台上的的智能建筑或小区, 它将会获得不可限量的发展空间, 也会成为一种未来智能化的必然趋势。

　　6 、结语

　　综上所述, 智能建筑是建筑设计行业未来的发展方向, 对实现建筑人性化和智能化具有重要意义。建筑设计师要加强对智能建筑设计的学习和研究, 使得智能建筑的开发设计实现规范、系统、标准的目标, 同时, 促进节能减排目标的实现, 实现智能建筑行业的持续发展与长足稳定。

　　参考文献

　　[1]康钰.建筑智能化的交互性审美嬗变研究[D].苏州大学, 2018.