【IBE】构建智慧建筑设计平台

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1 智慧建筑概念

近几年来，BIAD的团队一直在为华为、腾讯、小米、百度、联想等IT互联网企业服务，他们的产品已源源不断地融入人们的生活，手机、互联网产品已成为日常生活的一部分，为人们带来便捷和愉悦的同时也提升了生活品质。生活发生变化，用户需求也会发生改变，用户要看到的是如何应对变化、转变观念、以及对用户的认知和态度。

IT企业提出的“互联网+”行动计划已写入李克强总理的政府工作报告，并强调 “智慧城市”的发展，国务院已经通过了《“十三五”国家信息化规划》和《促进大数据发展行动纲要》等一系列文件，这都将推进大数据、云计算、物联网等信息技术在建筑行业的应用。“互联网+”建筑已是现代社会人们必备的基础生活和工作条件，建筑物作为城市规划构建“智慧城市”的网络节点单元，其自身的智慧水平尤为重要，要与智慧城市发展的各项功能和需求相适应，这需要一个多部门管理、多专业融合的设计协调管理机制，相应地也对综合设计能力提出了更高的要求。

中国大力推广和发展智能建筑已有很多年了，主要是人工智能技术的应用，简单来说就是研究如何让计算机去做过去只有人才能做的智能工作。最新颁布的GB 50314-2015《智能建筑设计标准》给出了其术语定义：“智能建筑是以建筑物为平台，基于对各类智能化信息的综合应用，集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体，具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境互为协调的整合体，为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。”标准总则里还强调“智能建筑工程设计应以建设绿色建筑为目标”，主要内容还是智能化系统工程，从标准中的工程架构及设计要素所规定的智能化系统看，其中虽有一些面向建筑分类的章节，但仍是以满足管理者和使用者的需求为主要目的。

业内通常认为智能建筑专属建筑电气专业（或智能化专业）的设计范畴，将智能建筑与智慧建筑理解为等同的概念。在这里不去追究“智能”与“智慧”一字之差的准确定义或含义，只研究实际工作内容上的差异。从设计角度出发提出问题，什么样的建筑是能够凝聚各专业共同的设计追求，而不仅是局限于完成专业内的本职工作，面向建筑物、管理者和使用者，面向对象的智慧建筑设计是一个选择。目前，建筑设计行业管理和专业设置能否适应这种变革的迫切需要的关键在于观念的创新，要做到设计意识和行为的根本转变。

目前，诸多民用建筑设计院大体设置建筑、结构、设备、电气、经济等几个主要专业，或根据行业需求增加绿色建筑、智能化、BIM等专项设计部门，以建筑专业为龙头，依据建设部颁布的《建筑工程设计文件编制深度规定》（2016版）文件服务于顾客。设计常以建筑规划为导向实现使用功能需求，专业工种间协调配合，主要依赖于互提需求资料，对图或BIM综合等措施，努力达到各自专业设计需求，力争综合平衡各专业优化与完善，追求美观艺术的建筑主体，但作品与实际应用脱节的现象还是很严重。一方面，缺乏对用户需求调研及个性化功能的重视，在满足用户使用便捷方面做的不够；另一方面，市场要求更加专业化的细分，需要更趋完美的专业整合或集成。面向对象的智慧建筑设计能否来完善弥补这些不足呢？

人工智能化技术正在逐步渗透到各个领域，并改变着人们的工作和生活。BIM的设计方式也正在推动建筑行业的变革。笔者认为，智慧建筑设计不应成为电气专业（或智能化专业）的专利，智能是指人的智慧和行动能力，智慧是对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力，都是在强调“能力”这个词。智慧建筑就是以建筑物为载体，具有人体智能特征的、正确的、自适应的反应能力。正确的反应能力是指经过正确的理解、思维判断做出的符合正常逻辑的操作、动作或行动的结果，不是随意发生的扰动；自适应的反应能力体现在迅速、灵活的解决问题的能力，自主学习与模拟仿真的能力。设计智慧建筑这种反应能力主要体现在四个方面，一是面向自然环境的反应能力；二是面向物业管理或服务的反应能力；三是面向使用者的反应能力；四是面向可持续发展的反应能力。从设计的角度出发，实现这些能力需要各专业、各专项工程师转变观念，不仅仅是通过BIM追求室内六面的直观再现，还要从面向用户、面向使用功能上着手，提升建筑功能的综合设计能力。具体可参见图1。

图1 面向对象的智慧建筑设计分析图

2 面向自然环境的反应能力

人类在地球上生存了几千年，经受了大自然环境的万千历练，取得了大量经验和认识，具备了一定的适应能力。建筑物做为人类的生存工具，扮演者陪伴人类与大自然和平相处的角色。建筑设计中要考虑建筑物所处地的地质地貌、地震灾害、风灾、雨水灾害、温/湿度、空气品质、雷电灾害等自然环境因素对建筑的影响，因此需要提升建筑物面向自然环境的反应能力。

通常，建筑专业设计把控建筑物外观，使其与自然环境有机融合，总图将道路、高程、排水、建筑物等内容进行统一规划，园林景观设计考虑植被生存与自然环境的融合，将绿化、道路照明进行完美体现，建筑物需有基本的遮阳、保温、防水等功能；结构专业设计建筑物抗震、抗风、承载能力，抵御自然因素对建筑物的损害；设备专业要依据室外环境温/湿度、空气品质参数来保障室内舒适环境；电气专业要设计建筑物的防雷，另外还有机电设备抗震设计等。实现这些功能所体现的是建筑物对所处环境的综合反应能力，那么恰当、正确的反应能力也是一种智慧的表现，这种能力反应出的数据、参数、标准在设计之初的建筑规划阶段就应该有所定论，依据风向、风速、地震强度、雨季降水量、年平均雷暴日、四季温湿度等当地气象条件，以及环境影响、水土保持等分析建造可行性。

3 面向物业管理或服务的反应能力

在日常生活和工作中经常接触到的环境卫生、绿化、垃圾回收、电梯维护、停车收费、房屋修缮、缴纳水/电/燃气及管理费等物业管理活动，其实际体现的是面向业主的服务。物业管理者需要通过提供高标准的服务来获得业主的认可和满意度，这种需要人和物完美结合提供的服务，也需要高水平的设计支撑，应将合理的服务条件、应用配置融于设计之中，并将所有物业和使用者的外部功能需求与城市市政接轨。

建筑专业设计中要事先考虑垃圾分类存放、处理、运输、回收场所和方法并结合物业管理需求规划应用场所；设备专业进行供水、排水、生活热水、采暖与通风空调、消防、动力、燃气等设备的设计，提供建筑设备功能需求；电气专业设计供电，以及停车场（库）收费管理系统、水/电/气收费系统、访客对讲或来访登记系统、安全防范系统、建筑设备管理系统等智能化系统，主要用于辅助物业管理。

管理存在各式各样的措施和方法，向不同物业提供差异化服务条件也是设计要考虑的问题，设计不应主观地进行千篇一律的复制服务，而应面向管理者区别通用与特殊功能需求，如用户变电室设计，通常高压柜、变压器、低压柜可以布置在一起，但也有用户管理要求高、低压要分室布置，变压器随高压或低压布置。

另外，随着BIM技术的发展，基于BIM的建筑数字参数化档案资料管理也会得到广泛的应用。

4 面向使用者的反应能力