住宅建筑設(shè)計(jì)中智慧城市理念滲透的方法淺析

朱曉松

（上海原構(gòu)設(shè)計(jì)咨詢有限公司）

1 引言

《中國家庭金融調(diào)查報(bào)告》顯示，我國自有住房擁有率高達(dá)89.68%，而世界平均自有住房擁有率僅為60%，我國自有住房擁有率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出世界平均水平。隨著社會經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展，人們在滿足了基本的住房剛需基礎(chǔ)上，對社區(qū)的居住需求在不斷提高，其中改善型住房的需求尤為突出[1]。為了滿足日益高漲的住房新需求，地產(chǎn)商和設(shè)計(jì)者們在住宅設(shè)計(jì)中融合“科技、文化、生態(tài)、環(huán)?！钡榷喾N理念，開發(fā)出綜合多功能的智能家居。智能家居滿足人們更高水平的衣、食、住、行等需求，有效提升了家居生活的品質(zhì)，這種基于人性化需求的住房很快引起了購房者的關(guān)注[1]，一經(jīng)提出就廣受市場歡迎和追捧。智能家居的使用標(biāo)志著智慧社區(qū)及智慧城市理念的發(fā)展，其作為智慧社區(qū)三個圈（智能家居、物業(yè)、生活圈）之一，充分體現(xiàn)了小區(qū)智能化、家居智能化、社區(qū)服務(wù)及社區(qū)交往一體化的理想生活。智慧社區(qū)的構(gòu)建處處滲透著物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信、智能技術(shù)及新一代技術(shù)的滲透，是智慧城市發(fā)展的第一步。智慧城市則要求住宅建筑設(shè)計(jì)滲透到城市社區(qū)的各個部分。研究智慧城市理念在住宅建筑設(shè)計(jì)中的滲透，對智慧城市的創(chuàng)新發(fā)展和提升社區(qū)居民生活品質(zhì)有重要意義。

2 智慧城市理念概論

2.1 定義

智慧城市以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)及各類社交平臺、購物網(wǎng)絡(luò)、金融APP等綜合集成工具和方法的應(yīng)用，對生產(chǎn)、生活和城市管理實(shí)現(xiàn)全方面滲透，尤其是在互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用及全方位、全體系、全過程創(chuàng)新的增值形態(tài)。狹義上，智慧城市理念是指城市的智能化；廣義上，智慧城市理念是指城市全面發(fā)展。它需要對城市資源進(jìn)行全面優(yōu)化整合和利用，以便提高城市從經(jīng)濟(jì)到人文的全方面發(fā)展[2]。這就要求在城市建設(shè)和規(guī)劃中充分利用“智慧”理念和“智慧”的管理手段，使城市各項(xiàng)功能系統(tǒng)運(yùn)作更加協(xié)調(diào)高效。

2.2 智慧城市的特點(diǎn)

根據(jù)定義，我們可以分析出智慧城市具有集成化、信息化、系統(tǒng)化、全面化的特點(diǎn)，而智慧城市的設(shè)計(jì)理念則具有以人為本、以智能化新一代信息技術(shù)為開展手段的特點(diǎn)。

2.3 “智慧城市”理念的全球?qū)嵺`

從全球的視角來看，智慧城市的規(guī)劃與建設(shè)重在重塑改造。在改造上，以節(jié)能低碳、交通、安全、居住、社區(qū)為主要突破口，旨在通過改造實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、提升綜合效益[3]。目前，全球已有近百個國家應(yīng)用“智慧城市”理念，其綜合應(yīng)用效果如下：

①交通，高峰車流下降18%，碳排放下降4%；

②電力，能耗降低15%，電費(fèi)下降10%；

③醫(yī)療，診斷和運(yùn)營效率提升10%；

④供應(yīng)鏈，成本下降30%，庫存下降25%；

⑤零售，銷售額提升10%。

在國內(nèi)，我國華東地區(qū)的南京、寧波、上海、杭州等城市，都以發(fā)展智慧產(chǎn)業(yè)為核心，以創(chuàng)新推動智慧城市進(jìn)行建設(shè)。以杭州為例，融合“綠色”和“智慧”理念作為城市發(fā)展的突破路徑，重點(diǎn)以新一代信息技術(shù)、環(huán)保及新材料為主，加強(qiáng)城市建設(shè)，打造“生活品質(zhì)之城”。

3 智慧城市理論在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 智慧城市智慧家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在城市住宅建筑設(shè)計(jì)中，充分融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建物聯(lián)網(wǎng)智慧社區(qū)服務(wù)平臺，設(shè)計(jì)者可以更從容地以住宅規(guī)劃設(shè)計(jì)的目標(biāo)進(jìn)行社區(qū)定位。在住宅設(shè)計(jì)中增加智能感應(yīng)設(shè)備，提升住宅環(huán)境的品質(zhì)及家庭終端的智能性。如安裝智能攝像頭、智能語音系統(tǒng)、智能燈具、安防報(bào)警、生活機(jī)器人等。此外，智能家居設(shè)計(jì)中的設(shè)備還通過手機(jī)等移動終端與個人智能相連。同時(shí)，住宅中的家庭智能終端與社區(qū)智能終端相連，如智能門禁、可視對講、一卡通等。物聯(lián)網(wǎng)智慧社區(qū)服務(wù)平臺整合了個人智能、家庭智能及社區(qū)智能所有的資源，并通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息共享和利用，從而實(shí)現(xiàn)智能住宅全智慧化的設(shè)計(jì)。如來訪者到訪，按需要摁響住戶門鈴后，住戶可通過可視對講系統(tǒng)與來訪者對話，并通過手機(jī)終端控制小區(qū)門禁、樓下門鎖和住宅門鎖的開關(guān)[3]。

3.2 智慧城市建筑安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

智慧城市理念在住宅建筑設(shè)計(jì)中可以通過引入智能安防設(shè)備，構(gòu)建智能安防系統(tǒng)，并將智能安防系統(tǒng)連接到家庭智能終端，將家電控制、情景聯(lián)動、云監(jiān)控、安防報(bào)警、室內(nèi)環(huán)境感知、生活機(jī)器人等等相關(guān)聯(lián)，也為智能安防系統(tǒng)自動預(yù)警和安防報(bào)警提供一個物聯(lián)網(wǎng)一體化控制的智慧環(huán)境。住宅的安全管理都可通過安裝在內(nèi)部居室空間的智能感應(yīng)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集，并通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街悄馨卜老到y(tǒng)，再通過大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和管理。在安全隱患處于萌芽狀態(tài)時(shí)，自動報(bào)警系統(tǒng)能及時(shí)感知，在作出住宅是否安全的評估后，向智能安防系統(tǒng)管理平臺傳輸動態(tài)信息。當(dāng)感應(yīng)到有安全問題時(shí)，能及時(shí)發(fā)出報(bào)警，提示物業(yè)并指出精準(zhǔn)的位置對安全問題進(jìn)行處理。如在住宅入戶系統(tǒng)中錄入家庭成員信息，在建筑出入口設(shè)置權(quán)限管理后，當(dāng)自動攝像系統(tǒng)采集到與業(yè)主錄入的用戶信息不同時(shí)，會將信息反饋給智能安防系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)核查，當(dāng)人員身份與權(quán)限不符時(shí)，將無法自動打開入戶大門。發(fā)現(xiàn)可疑人員，還可自動向用戶手機(jī)等發(fā)送提示，便于及時(shí)查看和處理。

3.3 智慧城市社區(qū)一體化管理的設(shè)計(jì)

智慧城市理念在住宅建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)城市管理智慧化，而城市管理智慧化必須基于社區(qū)管理智慧化，并在住宅建筑設(shè)計(jì)中引入云計(jì)算技術(shù)，并構(gòu)建完善的云計(jì)算服務(wù)平臺，依靠大數(shù)據(jù)及云計(jì)算對住宅建筑實(shí)施集成化管理模式，并將住宅智慧與社區(qū)智慧及城市智慧相關(guān)聯(lián)，創(chuàng)新出基于城市一體化的智慧元素。其中，包含社區(qū)一體化管理、社區(qū)服務(wù)與運(yùn)營、社區(qū)物聯(lián)感知、社區(qū)信息傳輸、社區(qū)一體化服務(wù)等。智慧社區(qū)通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的集成應(yīng)用，形成一種基于信息化、智能化的管理與服務(wù)模式，為使用者提供更加便捷、安全、舒適及智慧化的生活環(huán)境及運(yùn)營管理服務(wù)。

4 智慧城市理念的滲透途徑分析

4.1 案例介紹

4.1.1 案例一：浙江杭州某智慧小鎮(zhèn)項(xiàng)目

杭州某智慧小鎮(zhèn)位于江干區(qū)東北部，北靠上塘河，南臨大農(nóng)港路，西接華豐板塊，東側(cè)為長虹路。該小鎮(zhèn)定位于產(chǎn)業(yè)、社區(qū)、文化、旅游“四位一體”和生產(chǎn)、生活、生態(tài)“三生融合”發(fā)展，旨在打造智慧社區(qū)、智慧景區(qū)及生活服務(wù)、文化旅游、信息服務(wù)、健康產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的智慧園區(qū)。在住宅設(shè)計(jì)中，為解決杭州地區(qū)夏熱冬冷的問題，采用建筑能耗模擬分析軟件對住宅的負(fù)荷模塊、空氣系統(tǒng)模塊、機(jī)房模塊及經(jīng)濟(jì)分析模塊等進(jìn)行動態(tài)模擬，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)進(jìn)行分析。最終，依據(jù)計(jì)算結(jié)果，融入智慧城市設(shè)計(jì)理念及人性化服務(wù)理念，選擇建筑物朝向、建筑體形系數(shù)、建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能、立面材料等進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，在建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)及保溫隔熱性能上，選擇有利于保溫散熱和節(jié)能的材料。設(shè)計(jì)時(shí)，在節(jié)能軟件輸入界面輸入設(shè)計(jì)保溫隔熱的要求，并錄入建筑外墻各層材料名稱、熱物性質(zhì)參數(shù)、修正系數(shù)等，軟件就會自動計(jì)算外墻屋頂熱阻值及熱損失，并判斷外墻節(jié)能設(shè)計(jì)是否合理。在門窗節(jié)能設(shè)計(jì)中，可通過調(diào)整窗墻比、設(shè)置遮陽設(shè)施等方法實(shí)現(xiàn)節(jié)能與控?zé)岬哪康?，外窗的遮陽通過中空百葉、外遮陽、窗簾等多種遮陽措施提高節(jié)能效果。

4.1.2 案例二：陜西西安某項(xiàng)目

某項(xiàng)目位于驪山大道，整體地勢中間高、兩邊低、南側(cè)高、北側(cè)低，道路縱橫高差達(dá)到96m，橫向高差達(dá)到23m。在住宅建筑設(shè)計(jì)中，也采用了建筑能耗模擬分析軟件。根據(jù)分析結(jié)果選用了綠色環(huán)保的保溫材料，有效增強(qiáng)了對內(nèi)部空間的保溫效果。此外，在小區(qū)的水、電、氣、供熱、停車、小額消費(fèi)等功能上，按照全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會的標(biāo)準(zhǔn)及文件構(gòu)建了智慧社區(qū)系統(tǒng)，實(shí)施一卡通管理，手持一卡通，即可解決冬季供熱、水、電費(fèi)繳納等的問題。

4.1.3 案例三

為應(yīng)對疫情，某住宅物業(yè)采用信息化無接觸遠(yuǎn)程操作管理，具體如下：

①通過實(shí)時(shí)交互和現(xiàn)居住人的動態(tài)數(shù)據(jù)采集與更新，形成智能基礎(chǔ)信息庫；

②通過多數(shù)據(jù)分析，隨時(shí)調(diào)整自身管理方式，提供人性化服務(wù)；

③整合安監(jiān)和網(wǎng)格數(shù)據(jù)，通過輕量可視化，快速在移動端傳遞，并結(jié)合智能物業(yè)平臺形成物業(yè)、街道、上級監(jiān)管部門聯(lián)動處理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了各類安全隱患的統(tǒng)籌處理[4]。

4.2 案例分析

以上三個案例，或是在住宅設(shè)計(jì)中應(yīng)用了節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，并結(jié)合建筑設(shè)計(jì)來降低建筑能耗，提高建筑整體效能；或是以智慧城市的智能家居、智能社區(qū)理念為核心，圍繞一體化智慧管理與服務(wù)，打造多功能一體化的建筑住宅，從中我們可以得出，以智慧城市理念為導(dǎo)向的建筑住宅設(shè)計(jì)的核心將住宅建筑的設(shè)計(jì)作為一個鮮活的生命體進(jìn)行創(chuàng)造，將居室內(nèi)的設(shè)計(jì)作為一種動態(tài)的、能動的、生態(tài)的行為，通過新一代信息科技及智能技術(shù)整合內(nèi)外部資源，進(jìn)而提升建筑住宅設(shè)計(jì)中的人機(jī)交互性，促進(jìn)住宅建筑向智慧化轉(zhuǎn)型。

5 結(jié)語

綜上所述，智慧理念在住宅建筑設(shè)計(jì)中主要通過新一代信息技術(shù)與建筑空間發(fā)生融合，該融合包括建筑空間安全性、建筑空間環(huán)保性、建筑空間感應(yīng)性、建筑空間多樣性、建筑空間情感性等領(lǐng)域。智慧城市理念在住宅建筑設(shè)計(jì)中的滲透使建筑功能更加多樣化、生態(tài)環(huán)境更加自然化、生活空間更加智能化、鄰里社交更加便捷化。從本質(zhì)上講，基于智慧城市理念的住宅建筑設(shè)計(jì)將處處滲透以人為本的設(shè)計(jì)理念，并更好地面向更加智能化的家居生活與社區(qū)生活及管理。通過智慧城市理念在住宅建筑設(shè)計(jì)中的全面滲透，實(shí)現(xiàn)個人智能化與家庭安防、社區(qū)管理、商圈電子商務(wù)及公共服務(wù)全面智慧化的新業(yè)態(tài)。