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        構(gòu)建智慧建筑設(shè)計(jì)平臺

        2017-03-06 09:05:56北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司北京100045
        智能建筑電氣技術(shù) 2017年1期
        關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計(jì)智慧建筑

        劉 侃(北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司,北京100045)

        構(gòu)建智慧建筑設(shè)計(jì)平臺

        劉 侃(北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司,北京100045)

        1 智慧建筑概念

        近幾年來,BIAD的團(tuán)隊(duì)一直在為華為、騰訊、小米、百度、聯(lián)想等IT互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)服務(wù),的產(chǎn)品已源源不斷地融入人們的生活,手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品已成為日常生活的一部分,為人們帶來便捷和愉悅的同時(shí)也提升了生活品質(zhì)。生活發(fā)生變化,用戶需求也會發(fā)生改變,用戶要看到的是如何應(yīng)對變化、轉(zhuǎn)變觀念以及對用戶的認(rèn)知和態(tài)度。

        IT企業(yè)提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計(jì)劃已寫入李克強(qiáng)總理的政府工作報(bào)告,并強(qiáng)調(diào)“智慧城市”的發(fā)展,國務(wù)院已經(jīng)通過了《“十三五”國家信息化規(guī)劃》和《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》等一系列文件,這都將推進(jìn)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+”建筑已是現(xiàn)代社會人們必備的基礎(chǔ)生活和工作條件,建筑物作為城市規(guī)劃構(gòu)建“智慧城市”的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)單元,其自身的智慧水平尤為重要,要與智慧城市發(fā)展的各項(xiàng)功能和需求相適應(yīng),這需要一個多部門管理、多專業(yè)融合的設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)管理機(jī)制,相應(yīng)地也對綜合設(shè)計(jì)能力提出了更高的要求。

        中國大力推廣和發(fā)展智能建筑已有很多年了,主要是人工智能技術(shù)的應(yīng)用,簡單來說就是研究如何讓計(jì)算機(jī)去做過去只有人才能做的智能工作。最新頒布的GB 50314?2015《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》給出了其術(shù)語定義:“智能建筑是以建筑物為平臺,基于對各類智能化信息的綜合應(yīng)用,集架構(gòu)、系統(tǒng)、應(yīng)用、管理及優(yōu)化組合為一體,具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力,形成以人、建筑、環(huán)境互為協(xié)調(diào)的整合體,為人們提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功能環(huán)境的建筑。”標(biāo)準(zhǔn)總則里還強(qiáng)調(diào)“智能建筑工程設(shè)計(jì)應(yīng)以建設(shè)綠色建筑為目標(biāo)”,主要內(nèi)容還是智能化系統(tǒng)工程,從標(biāo)準(zhǔn)中的工程架構(gòu)及設(shè)計(jì)要素所規(guī)定的智能化系統(tǒng)看,其中雖有一些面向建筑分類的章節(jié),但仍是以滿足管理者和使用者的需求為主要目的。

        業(yè)內(nèi)通常認(rèn)為智能建筑專屬建筑電氣專業(yè)(或智能化專業(yè))的設(shè)計(jì)范疇,將智能建筑與智慧建筑理解為等同的概念。在這里不去追究“智能”與“智慧”一字之差的準(zhǔn)確定義或含義,只研究實(shí)際工作內(nèi)容上的差異。從設(shè)計(jì)角度出發(fā)提出問題,什么樣的建筑是能夠凝聚各專業(yè)共同的設(shè)計(jì)追求,而不僅是局限于完成專業(yè)內(nèi)的本職工作,面向建筑物、管理者和使用者面向?qū)ο蟮闹腔劢ㄖO(shè)計(jì)是一個選擇。目前,建筑設(shè)計(jì)行業(yè)管理和專業(yè)設(shè)置能否適應(yīng)這種變革的迫切需要的關(guān)鍵在于觀念的創(chuàng)新,要做到設(shè)計(jì)意識和行為的根本轉(zhuǎn)變。

        目前,諸多民用建筑設(shè)計(jì)院大體設(shè)置建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣、經(jīng)濟(jì)等幾個主要專業(yè),或根據(jù)行業(yè)需求增加綠色建筑、智能化、BIM等專項(xiàng)設(shè)計(jì)部門,以建筑專業(yè)為龍頭,依據(jù)建設(shè)部頒布的《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》(2016版)文件服務(wù)于顧客。設(shè)計(jì)常以建筑規(guī)劃為導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)使用功能需求,專業(yè)工種間協(xié)調(diào)配合,主要依賴于互提需求資料,對圖或BIM綜合等措施,努力達(dá)到各自專業(yè)設(shè)計(jì)需求,力爭綜合平衡各專業(yè)優(yōu)化與完善,追求美觀藝術(shù)的建筑主體,但作品與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)的現(xiàn)象還是很嚴(yán)重。一方面,缺乏對用戶需求調(diào)研及個性化功能的重視,在滿足用戶使用便捷方面做的不夠;另一方面,市場要求更加專業(yè)化的細(xì)分,需要更趨完美的專業(yè)整合或集成。面向?qū)ο蟮闹腔劢ㄖO(shè)計(jì)能否來完善彌補(bǔ)這些不足呢?

        人工智能化技術(shù)正在逐步滲透到各個領(lǐng)域,并改變著人們的工作和生活。BIM的設(shè)計(jì)方式也正在推動建筑行業(yè)的變革。筆者認(rèn)為,智慧建筑設(shè)計(jì)不應(yīng)成為電氣專業(yè)(或智能化專業(yè))的專利,智能是指人的智慧和行動能力,智慧是對事物能迅速、靈活、正確地理解和解決的能力,都是在強(qiáng)調(diào)“能力”這個詞。智慧建筑就是以建筑物為載體,具有人體智能特征的、正確的、自適應(yīng)的反應(yīng)能力。正確的反應(yīng)能力是指經(jīng)過正確的理解、思維判斷做出的符合正常邏輯的操作、動作或行動的結(jié)果,不是隨意發(fā)生的擾動;自適應(yīng)的反應(yīng)能力體現(xiàn)在迅速、靈活的解決問題的能力,自主學(xué)習(xí)與模擬仿真的能力。設(shè)計(jì)智慧建筑這種反應(yīng)能力主要體現(xiàn)在四個方面,一是面向自然環(huán)境的反應(yīng)能力;二是面向物業(yè)管理或服務(wù)的反應(yīng)能力;三是面向使用者的反應(yīng)能力;四是面向可持續(xù)發(fā)展的反應(yīng)能力。從設(shè)計(jì)的角度出發(fā),實(shí)現(xiàn)這些能力需要各專業(yè)、各專項(xiàng)工程師轉(zhuǎn)變觀念,不僅僅是通過BIM追求室內(nèi)六面的直觀再現(xiàn),還要從面向用戶、面向使用功能上著手,提升建筑功能的綜合設(shè)計(jì)能力。具體可參見圖1。

        圖1 面向?qū)ο蟮闹腔劢ㄖO(shè)計(jì)分析圖

        2 面向自然環(huán)境的反應(yīng)能力

        人類在地球上生存了幾千年,經(jīng)受了大自然環(huán)境的萬千歷練,取得了大量經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識,具備了一定的適應(yīng)能力。建筑物做為人類的生存工具,扮演著陪伴人類與大自然和平相處的角色。建筑設(shè)計(jì)中要考慮建筑物所處地的地質(zhì)地貌、地震災(zāi)害、風(fēng)災(zāi)、雨水災(zāi)害、溫/濕度、空氣品質(zhì)、雷電災(zāi)害等自然環(huán)境因素對建筑的影響,因此需要提升建筑物面向自然環(huán)境的反應(yīng)能力。

        通常,建筑專業(yè)設(shè)計(jì)把控建筑物外觀,使其與自然環(huán)境有機(jī)融合,總圖將道路、高程、排水、建筑物等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,園林景觀設(shè)計(jì)考慮植被生存與自然環(huán)境的融合,將綠化、道路照明進(jìn)行完美體現(xiàn),建筑物需有基本的遮陽、保溫、防水等功能;結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)建筑物抗震、抗風(fēng)、承載能力,抵御自然因素對建筑物的損害;設(shè)備專業(yè)要依據(jù)室外環(huán)境溫/濕度、空氣品質(zhì)參數(shù)來保障室內(nèi)舒適環(huán)境;電氣專業(yè)要設(shè)計(jì)建筑物的防雷,另外還有機(jī)電設(shè)備抗震設(shè)計(jì)等。實(shí)現(xiàn)這些功能所體現(xiàn)的是建筑物對所處環(huán)境的綜合反應(yīng)能力,那么恰當(dāng)、正確的反應(yīng)能力也是一種智慧的表現(xiàn),這種能力反應(yīng)出的數(shù)據(jù)、參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)之初的建筑規(guī)劃階段就應(yīng)該有所定論,依據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速、地震強(qiáng)度、雨季降水量、年平均雷暴日、四季溫濕度等當(dāng)?shù)貧庀髼l件,以及環(huán)境影響、水土保持等分析建造可行性。

        3 面向物業(yè)管理或服務(wù)的反應(yīng)能力

        在日常生活和工作中經(jīng)常接觸到的環(huán)境衛(wèi)生、綠化、垃圾回收、電梯維護(hù)、停車收費(fèi)、房屋修繕、繳納水/電/燃?xì)饧肮芾碣M(fèi)等物業(yè)管理活動,其實(shí)際體現(xiàn)的是面向業(yè)主的服務(wù)。物業(yè)管理者需要通過提供高標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)來獲得業(yè)主的認(rèn)可和滿意度,這種需要人和物完美結(jié)合提供的服務(wù),也需要高水平的設(shè)計(jì)支撐,應(yīng)將合理的服務(wù)條件、應(yīng)用配置融于設(shè)計(jì)之中,并將所有物業(yè)和使用者的外部功能需求與城市市政接軌。

        建筑專業(yè)設(shè)計(jì)中要事先考慮垃圾分類存放、處理、運(yùn)輸、回收場所和方法并結(jié)合物業(yè)管理需求規(guī)劃應(yīng)用場所;設(shè)備專業(yè)進(jìn)行供水、排水、生活熱水、采暖與通風(fēng)空調(diào)、消防、動力、燃?xì)獾仍O(shè)備的設(shè)計(jì),提供建筑設(shè)備功能需求;電氣專業(yè)設(shè)計(jì)供電,以及停車場(庫)收費(fèi)管理系統(tǒng)、水/電/氣收費(fèi)系統(tǒng)、訪客對講或來訪登記系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)等智能化系統(tǒng),主要用于輔助物業(yè)管理。

        管理存在各式各樣的措施和方法,向不同物業(yè)提供差異化服務(wù)條件也是設(shè)計(jì)要考慮的問題,設(shè)計(jì)不應(yīng)主觀地進(jìn)行千篇一律的復(fù)制服務(wù),而應(yīng)面向管理者區(qū)別通用與特殊功能需求,如用戶變電室設(shè)計(jì),通常高壓柜、變壓器、低壓柜可以布置在一起,但也有用戶管理要求高、低壓要分室布置,變壓器隨高壓或低壓布置。

        另外,隨著BIM技術(shù)的發(fā)展,基于BIM的建筑數(shù)字參數(shù)化檔案資料管理也會得到廣泛的應(yīng)用。

        4 面向使用者的反應(yīng)能力

        無論是住宅、辦公、商業(yè)、文化、體育、金融,還是機(jī)場、鐵路、港口、旅店等建筑,人是其最終使用者,設(shè)計(jì)的宗旨就是讓使用者用著好用、住著舒適。

        建筑專業(yè)裝修設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)視覺感官與藝術(shù)、布置和使用場所相協(xié)調(diào),滿足人們?nèi)粘5纳詈凸ぷ髁?xí)慣以及應(yīng)用流程;設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)用水、用氣、用暖需求,營造舒適或工藝要求的生存環(huán)境;電氣專業(yè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)用電需求,以及電話、電視等日常通訊要求。

        作為設(shè)計(jì)者應(yīng)有面向使用者的心態(tài),提供正常使用所需功能,同時(shí)兼顧個性差異化需求,適應(yīng)不同人群的生活和工作習(xí)慣(如有些人喜歡淋浴,有些人喜歡泡澡),能提供讓使用者滿意的服務(wù)是唯一評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

        5 面向可持續(xù)發(fā)展的反應(yīng)能力

        人們已認(rèn)識到資源的持續(xù)利用和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的保持是人類社會可持續(xù)發(fā)展的首要條件。那么,當(dāng)代建筑的可持續(xù)發(fā)展就是以建設(shè)綠色建筑為目標(biāo)。

        設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能多地利用太陽能、風(fēng)能、空氣能、地?zé)崮?、地溫能等可再生能源,?jié)約資源,節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、保護(hù)環(huán)境和減少污染,設(shè)備和材料選用低耗、高效產(chǎn)品。北京新頒布的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)已率先實(shí)施住宅節(jié)能75%、辦公建筑節(jié)能50%的目標(biāo)。建筑專業(yè)設(shè)計(jì)主要從外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)出發(fā),設(shè)備專業(yè)動力、暖通及空調(diào)設(shè)計(jì)是節(jié)能重點(diǎn),電氣專業(yè)電能計(jì)量及照明功率密度值是考核設(shè)計(jì)指標(biāo),通過運(yùn)用多種綜合節(jié)能措施和節(jié)能運(yùn)行策略,大幅提升建筑節(jié)能及能效水平。

        此外,設(shè)計(jì)應(yīng)注意區(qū)分能耗與能效指標(biāo)的差別,現(xiàn)在很多設(shè)備或產(chǎn)品的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)是用能效指標(biāo)來衡量的,建筑用能管理的重要考核指標(biāo)最終也會從能耗過渡到能效,應(yīng)依據(jù)能效計(jì)算模型設(shè)置監(jiān)測和采集參數(shù),收集建筑能耗的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并且建筑用能監(jiān)測也應(yīng)從電量監(jiān)測逐步擴(kuò)展到全能監(jiān)測,有助于提升建筑物業(yè)管理、發(fā)展智慧城市管理水平。

        6 構(gòu)建智慧建筑設(shè)計(jì)平臺愿景

        面向?qū)ο笞髟O(shè)計(jì)需要綜合提升建筑這四個方面的能力。實(shí)踐證明,按專業(yè)條塊分割拼接的設(shè)計(jì)模式,思維異構(gòu),責(zé)任不清,建筑產(chǎn)品容易存在缺陷,設(shè)計(jì)者需轉(zhuǎn)變設(shè)計(jì)觀念,建筑設(shè)計(jì)應(yīng)面向自然環(huán)境、物業(yè)管理或服務(wù)、使用者、可持續(xù)發(fā)展等方方面面,通過面向?qū)ο蟮母鞣N使用需求,應(yīng)對提供綜合或組合的系統(tǒng)和設(shè)備。這就要求構(gòu)建一個基于智慧建筑設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)的平臺,創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法,并與現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)管理體制相適應(yīng),使建筑設(shè)計(jì)符合時(shí)代的要求,希望涌現(xiàn)出大量、理性、包容、負(fù)責(zé)的設(shè)計(jì)師,共建智慧建筑設(shè)計(jì)平臺。

        劉 侃

        教授級高工,現(xiàn)任北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司電氣副總工。

        參編的規(guī)范包括:GB 50311?2007《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50312?2007《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范》、DBJ/T 11?626?2007《建筑物供配電系統(tǒng)諧波抑制設(shè)計(jì)規(guī)程》、《建筑電氣專業(yè)技術(shù)措施》。

        獲得獎項(xiàng):北京電視中心、首都機(jī)場T3航站樓、北京市高級人民法院審判業(yè)務(wù)用房、國家奧林匹克中心綜合館、首都圖書大廈均獲得北京市優(yōu)秀工程一等獎;天津紫金花園獲得北京市優(yōu)秀工程二等獎;北京西西工程一號地(中國電信業(yè)務(wù)樓)獲北京市優(yōu)秀工程三等獎。

        ConstructionofIntelligentArchitecture Design Platform

        Liu Kan

        闡述智慧建筑所具有的四個方面能力,包括面向自然環(huán)境的反應(yīng)能力、面向物業(yè)管理或服務(wù)的反應(yīng)能力、面向使用者的反應(yīng)能力和面向可持續(xù)發(fā)展的反應(yīng)能力,并提出時(shí)代需求構(gòu)建智慧建筑設(shè)計(jì)平臺的愿景。

        智慧建筑 面向建筑物 管理者和使用者 反應(yīng)能力 可持續(xù)發(fā)展

        The four aspects ability of intelligent architecture is introduced,which are re?action capability to natural environment,property management or services,users and sus?tainable development.The vision is put forward that times need to build intelligent archi?tecture design platform.

        intelligent building,facing the building,managers and users,reaction ca?pability,sustainable development

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