建筑智慧化设计面临的机遇和挑战

摘要: 随着信息技术的不断进步和快速迭代，数字化和智慧化相关理论和技术已被广泛应用于各行业及社会领域。建筑行业作为我国核心支柱产业之一，建筑的智慧化设计已成为推动行业数字化转型以及高质量发展的重要抓手，也是智慧城市建设的重要组成部分。文章从解读智慧建筑的内涵切入，探讨建筑智慧化设计对智慧城市发展的重要性。

关键词：数字化转型; 智慧化设计; 智慧城市

随着经济社会发展特别是城镇化的持续推进，包括建筑业在内的诸多行业在稳定增长的同时，都面临着人力成本上升和劳动力不足的困境。传统的粗放式发展模式已难以支撑行业的可持续发展。工业化、信息化以及相关技术的迅猛发展，为建筑行业提供了新的发展契机。以智能化和数字化为着眼点，以建筑业高质量、高效率、低成本发展为目标，可实现建筑行业的精细化、绿色低碳和可持续发展。

建筑数字化和信息化的相关研究和工程实践，已成为本行业的研究或关注热点。

具体来讲，建筑智慧化设计是实现建筑领域智慧化发展的基础，更是建设智慧城市的核心要素。广义的智慧建筑须实现建造和运维管理全过程的智能化，包括智慧化设计、智慧化施工、智慧化运营、智慧化拆除以及与智慧城市互联互通或相互融合，并助力行业乃至全社会的绿色低碳与可持续发展目标。

作为智慧建筑的首要环节，智慧化设计对实现建筑全生命周期智慧化和构建智 慧城市有着基石的作用。而目前对建筑智慧化设计的理论分析和工程实践的相关研究较少。 

通过加强建筑智慧化设计促进建筑行业数字化转型和可持续发展，下面提出了相应的建议。 一. 建筑智慧化设计的含义 

本文所讨论的建筑智慧化设计，是指基于智慧、绿色理念，以信息网络技术驱动的设计数字化，实现以设计定义的工程项目全生命周期各环节信息高度集成和共享，打造建筑的数字孪生体，并可融入智慧城市的建设。换言之，建筑的智慧化设计是智慧城市建设系统解决方案的前置条件或关键技术。

二. 建筑智慧化设计的主体内容

建筑智慧化设计包括对环境的模拟仿真、设计方案的比选、成本预算的控制、多专业协同等方面。根据不同的设计阶段，具体的智慧化设计内容如下: 概念设计阶段，主要利用智慧化技术进行可行性研究，如场地环境模拟仿真; 草图设计阶段，主要利用智慧化技术进行多方案比选，即通过使用智慧化技术手段，调整设计参数，对比分析不同方案之间的优缺点; 初步设计阶段，主要使用软件对建筑的各种环境进行分析和优化，尤其是声环境、光环境，最后确定适合于项目的环境状态;施工图设计阶段，使用多专业协 同软件进行碰撞检查、形成3D 施工图等。

三. 建筑智慧化设计的重要意义

早在 2006 年，吴志强院士提出的“智慧城市”的概念，指出城市的智慧化是一个必然的过程:一个让城市越来越好的过程。作为智慧城市的重要组织，建筑业，特别是建筑设计业需要随之快速发展，特别是随着信息化、数字化相关理论和技术的进步和解决工程实际问题能力的提升，建筑智慧化设计势在必行，且需要不断迭代演进，也需要与“本原设计”思想相互融合。 

建筑的智慧化设计，尽管从狭义上来看仅仅是提高了项目整体的综合效益，如降低成本、提高效率并提高工程质量，但从广义上来看其对智慧城市的发展有着巨大的推动作用。在实现建筑智慧化设计后，建筑有望实现绿色低碳、健康舒适和智能化，在互联网和数字化技术的支撑下，建筑具有智能感知的能力。通过结合大数据技术，实时对建筑数据进行采集和传输，进而打造数字孪生信息化平台，整个过程中相关利益方可以实时沟通和管控。建筑单元或社区、城区作为智慧城市的核心模块，在实现智慧化以后，与城市交通系统、城市通信系统以及城市水电燃气等系统进行全面的结合，最终可实现智慧城市的建设。