智慧城市背景下的建筑設(shè)計(jì)問題分析與對策研究

郭子強(qiáng) 太原市軌道交通智慧建造科技有限公司

1 前言

智慧城市的概念起源于2010年，智慧城市的理念是將最新的信息技術(shù)運(yùn)用到城市的各行各業(yè)中，并形成基于知識創(chuàng)新2.0的城市信息化高級形態(tài)，這就要求信息化與城鎮(zhèn)化高度結(jié)合，同時(shí)也蘊(yùn)含著全新的建筑設(shè)計(jì)理念。建筑設(shè)計(jì)是建筑工程的前期工作，需要梳理業(yè)主的需求并幫助業(yè)主解決施工和使用過程中可以遇見的困難，并在建筑設(shè)計(jì)階段盡可能地避免。

建筑設(shè)計(jì)的圖紙和文件是表達(dá)解決辦法的直接展現(xiàn)形式，優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)可以讓建筑工程在既定的投資范圍內(nèi)，按照圖紙和方案的設(shè)計(jì)，順利的施工。在智慧城市的背景下，由于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、地理空間技術(shù)的要求較高，在建筑設(shè)計(jì)的過程中面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，建筑設(shè)計(jì)除考慮基本的結(jié)構(gòu)、造價(jià)等因素外，還需要重點(diǎn)考慮使用者的舒適度以及綠色環(huán)保等方面的要求。

2 建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展史與科學(xué)范疇

2.1 建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展史

在近代之前，建筑工程的設(shè)計(jì)和施工過程是融為一體的，建筑的設(shè)計(jì)者往往也是施工者，他們一般按照建筑使用者的需求，加上一些自己的經(jīng)驗(yàn)或者創(chuàng)意進(jìn)行建造，此時(shí)的建筑設(shè)計(jì)理念與技巧多依靠師徒之間的口口相傳。

進(jìn)入近代后，建筑設(shè)計(jì)逐漸從建筑工程中剝離出來，成為一門專門的學(xué)科。在歐洲的文藝復(fù)興時(shí)期，建筑設(shè)計(jì)學(xué)科開始萌芽，到產(chǎn)業(yè)革命時(shí)期已完全成為一門獨(dú)立的成熟學(xué)科。在我國清代的后期，在西方文化的影響下，建筑設(shè)計(jì)專業(yè)才逐步推廣開來。

隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，建筑設(shè)計(jì)需要考慮的問題更加廣泛，除考慮建筑的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、使用舒適度、造型以外，還需要對建筑的節(jié)能、信息化布局進(jìn)行綜合考量，使得建筑設(shè)計(jì)的難度大大提高。

如今的建筑設(shè)計(jì)已成為一門獨(dú)立的學(xué)科，除學(xué)習(xí)各項(xiàng)專業(yè)基礎(chǔ)課外，還需要學(xué)習(xí)大量藝術(shù)、工程方面的知識，是一門綜合藝術(shù)與工程的學(xué)科分支。

2.2 建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)范疇

如今建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)范疇不僅包含建筑學(xué)的內(nèi)容，也涉及給排水、溫濕度調(diào)節(jié)、燃?xì)?、消防、園林、節(jié)能、智能化等多個(gè)子項(xiàng)目。建筑設(shè)計(jì)需要解決建筑物內(nèi)外部的空間與功能的合理性、內(nèi)外部的協(xié)調(diào)性、藝術(shù)性、細(xì)節(jié)構(gòu)造、設(shè)備技術(shù)的協(xié)調(diào)性，同時(shí)在保證質(zhì)量和工期的前提下，減少材料、人工和資金的投入，使建筑物最終呈現(xiàn)出安全性、實(shí)用性和美觀性。

3 智慧城市背景下建筑設(shè)計(jì)存在的問題

建筑設(shè)計(jì)的主要工作就是要用準(zhǔn)確的預(yù)見性目光，解決建筑工程施工中可能會(huì)遇到的各種矛盾，這就需要一套經(jīng)過科學(xué)總結(jié)的建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐方法。但是隨著人們需求的不斷變化，以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，原有的建筑設(shè)計(jì)方法論中的部分內(nèi)容已不能適應(yīng)當(dāng)代的需求，建筑設(shè)計(jì)的過程中存在一些問題亟須完善和解決，這樣才能保證建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3.1 設(shè)計(jì)前對設(shè)計(jì)對象的信息掌握不夠全面

現(xiàn)代社會(huì)的顯著特征是人們的生活節(jié)奏越來越快，在此背景下，建筑設(shè)計(jì)也就更講求效率。一些建筑設(shè)計(jì)公司為了提高設(shè)計(jì)效率，不斷壓縮掌握外部條件和現(xiàn)場勘察的時(shí)間，使得設(shè)計(jì)者在信息掌握不全面的前提下開始了設(shè)計(jì)，這樣不僅沒有起到化解施工中可能會(huì)遇到各種矛盾的目的，更可能會(huì)產(chǎn)生許多新的衍生問題。

例如：前期的自然氣候條件信息掌握不全，可能造成排水、抗震等級等設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)的情況。一些設(shè)計(jì)師在沒有對建筑所處的地形、所處位置進(jìn)行實(shí)地勘察，造成建筑物的設(shè)計(jì)缺乏合理性。當(dāng)然在建筑設(shè)計(jì)中，與業(yè)主方的溝通交流必不可少，包括工期、預(yù)算，甚至包括建筑每一層或者每一個(gè)空間的用途、材質(zhì)等都需要前期進(jìn)行細(xì)致的摸排。如果信息掌握不全面，會(huì)對建筑工程的工期、質(zhì)量等產(chǎn)生較大的影響。

3.2 建筑物各局部的設(shè)計(jì)不合理

不少設(shè)計(jì)師為了加快設(shè)計(jì)的速度，往往采用套用設(shè)計(jì)模板的方式，俗稱“套娃式”設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)存在使用功能不合理、空間劃分不合理的現(xiàn)象。這些不合理不僅會(huì)造成業(yè)主方的需求不能在建筑設(shè)計(jì)中充分的表達(dá)，更可能出現(xiàn)對建筑工程的預(yù)算估算不準(zhǔn)的情況，同時(shí)也會(huì)造成交付后業(yè)主方的使用不便，隨之而來的則是業(yè)主方的滿意度降低。

空間劃分的不合理還可能加大后期施工的難度，導(dǎo)致一些不必要的費(fèi)用發(fā)生。當(dāng)然建筑物各局部設(shè)計(jì)得不合理還包括材料的使用設(shè)計(jì)不合理、節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)方式不合理等。

3.3 建筑設(shè)計(jì)方案的趨同性

科技改變了世界，同樣也改變了建筑設(shè)計(jì)行業(yè)。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)廣泛普及的今天，在大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的幫助下，建筑設(shè)計(jì)的時(shí)效性得到了很大的飛躍。但是科技讓建筑方案的設(shè)計(jì)變得缺乏創(chuàng)造力，使得不少方案的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)近似。

這也讓一些敢于進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)造的設(shè)計(jì)師，深深感受到了壓力。部分設(shè)計(jì)師基本完全依靠計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集與分析、建筑功能的區(qū)分，讓自己變成了信息的錄入員，而不是設(shè)計(jì)者，缺乏設(shè)計(jì)應(yīng)有的創(chuàng)造力和想象力，方案千篇一律，毫無變化，讓建筑的使用者很難感受到其藝術(shù)的魅力和獨(dú)特的功能。

4 智慧城市背景下建筑設(shè)計(jì)的提升策略

智能城市背景下的建筑設(shè)計(jì)在利用好各項(xiàng)信息技術(shù)使建筑設(shè)計(jì)過程智能化的同時(shí)，也要利用好信息技術(shù)做好資金、效果兩方面的平衡，更要充分發(fā)揮人的想象力和創(chuàng)造力，讓建筑設(shè)計(jì)能夠從設(shè)計(jì)圖紙完全落地成等效的建筑物。

4.1 運(yùn)用信息技術(shù)完善建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)

在建筑設(shè)計(jì)中，前期調(diào)研的重要性不能忽視，需要對設(shè)計(jì)對象的外部環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場觀察和勘測，對地基和地塊整體的形狀進(jìn)行觀察。當(dāng)然還需要對設(shè)計(jì)對象的氣候信息、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等資料進(jìn)行查閱。信息技術(shù)是建筑設(shè)計(jì)前期調(diào)研中必不可少的工具，通過地理信息系統(tǒng)等，能夠準(zhǔn)確地獲得設(shè)計(jì)對象的相關(guān)信息。

城市建筑的設(shè)計(jì)需要在設(shè)計(jì)的前期調(diào)研中，了解建筑的紅線信息，并且對建筑的高度和密度進(jìn)行控制。信息技術(shù)可以在只錄入相關(guān)數(shù)據(jù)的前提下，自動(dòng)對比各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，在設(shè)計(jì)師設(shè)定的范圍內(nèi)，計(jì)算出最合理的建筑形狀，大大節(jié)省了建筑設(shè)計(jì)的時(shí)間。在建筑設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)涉及資金、工期的大致估算，這些都能依賴于信息系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。

總的來說，在建筑設(shè)計(jì)的過程中，涉及數(shù)據(jù)收集、資料查找、模擬量運(yùn)算等機(jī)械且重復(fù)度高的工作，必須借助信息技術(shù)提高設(shè)計(jì)人員的工作效率。

4.2 改進(jìn)建筑物各局部的設(shè)計(jì)

智慧城市背景下的建筑設(shè)計(jì)需要更加注重使用者的感受，切記為了追求藝術(shù)上的形式美或者嚴(yán)控建筑工程的預(yù)算而導(dǎo)致設(shè)計(jì)得不合理。在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮建筑物與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性，更要考慮每個(gè)獨(dú)立空間的劃分和功能設(shè)計(jì)是否合理。當(dāng)然建筑信息化模型、大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)是檢驗(yàn)各局部空間是否合理的利器。

建筑設(shè)計(jì)不僅需要充分考慮使用者的需求，更要從實(shí)際情況出發(fā)，將藝術(shù)、工程、環(huán)保、園林、光學(xué)等各學(xué)科結(jié)合起來，達(dá)到設(shè)計(jì)的相對平衡狀態(tài)。建筑信息化模型已廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相信通過數(shù)字仿真建模，設(shè)計(jì)師能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺點(diǎn)，不斷改進(jìn)，最終獲得性價(jià)比最優(yōu)的建筑設(shè)計(jì)方案。

4.3 突出建筑設(shè)計(jì)的特色

過分追求效率的“套娃式”設(shè)計(jì)讓原本富有藝術(shù)創(chuàng)造力的建筑設(shè)計(jì)變得如出一轍，讓不少建筑物建成后給人似曾相識的感覺。美觀是建筑設(shè)計(jì)四大要素之一，經(jīng)典的建筑物之所以能夠長期獲得人們的認(rèn)可，依靠的是其自身的特色和不可復(fù)制性。當(dāng)然建筑設(shè)計(jì)的特色不完全依賴于美觀，還可能在風(fēng)格、比例、尺寸和環(huán)保節(jié)能等多個(gè)方面進(jìn)行改造和創(chuàng)新。

設(shè)計(jì)者在前期的勘察和調(diào)研中，要細(xì)心觀察和體會(huì)客觀實(shí)際，綜合現(xiàn)場的各種情況，善于抓住實(shí)際條件中的優(yōu)勢，最大限度地避免其劣勢，這樣不僅能使所設(shè)計(jì)的建筑物達(dá)到最佳的使用功能和設(shè)計(jì)效果，還能形成結(jié)合地方特色，形成自身的建筑特色。建筑特色是建筑設(shè)計(jì)的靈魂，不能因?yàn)榻?jīng)費(fèi)、工期等原因而放棄，要敢于通過平面布局、手法運(yùn)用、形態(tài)構(gòu)成和藝術(shù)處理和等方面展示出獨(dú)創(chuàng)的風(fēng)格。

5 結(jié)束語

建筑設(shè)計(jì)是一門綜合性的學(xué)科，要想做好建筑設(shè)計(jì)離不開精準(zhǔn)的前期調(diào)研、勘察工作，也離不開豐富的各學(xué)科知識儲(chǔ)備。在計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和信息系統(tǒng)日益完善的今天，人們更容易追求建筑設(shè)計(jì)的效率而忽略了建筑設(shè)計(jì)的靈魂——建筑物的特色。

在智慧城市建設(shè)的大背景下，建筑設(shè)計(jì)師們應(yīng)該清醒地認(rèn)識到當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)中面臨的各項(xiàng)問題，以認(rèn)真的態(tài)度分析并解決問題，讓建筑設(shè)計(jì)在解決建筑工程中各項(xiàng)矛盾的同時(shí)，提高自身的設(shè)計(jì)價(jià)值，真正達(dá)到建筑物內(nèi)外部各系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的效果，也讓建筑工程的人力、資金、工期和質(zhì)量達(dá)到均衡，呈現(xiàn)出最佳的設(shè)計(jì)效果。