智慧城市理念下的城市建筑设计问题分析

刘显夫

（中京（武汉）工程技术有限公司，湖北 武汉 430071）

0 引言

随着社会经济与科技的迅猛发展，智慧城市建设的社会认知与实践基础不断走向成熟。在此背景下，城市建筑设计开始受到智慧城市理念的影响，建筑设计不断向智能化、人性化方向发展，为城市居民提供智能便捷的生活方式，进一步推动宜居城市建设。为此，深入探讨智慧城市理念下的城市建筑设计问题，把握好城市建筑设计细节，对于推进城市现代化发展、建设智慧城市具有重要意义。

1 智慧城市理念下城市建筑设计必备条件

1.1 高新技术支持

城市建筑是城市居民生产和生活的主要场所。随着社会经济的发展、人民生活水平的提升，要求城市建筑不仅具备完善的使用功能，同时还要满足人们的审美与享受等各种精神层次的需求。在智慧城市理念的指导下，城市建筑设计要求加强对物联网、互联网、智能技术的运用，实现建筑的智能感知、互联互通，从而更好地满足人们各方面的需求。

1.2 设计人才支撑

城市建筑设计者的设计理念、设计思维、设计能力等均是影响智慧建筑设计的直接因素。智慧城市建设需要具有先进科学理念和较强综合水平的设计人才作为支撑。综合型建筑设计人才能够充分理解并掌握智慧城市理念，并将其有机渗透到城市建筑设计中，打破传统设计思维限制，创新建筑设计形式，适应智慧城市建筑发展。

2 智能呼吸式幕墙系统设计

2.1 智能呼吸式幕墙的定义

智能呼吸式幕墙是一种新型节能环保型幕墙，主要由外层幕墙、空气交换通道、进风装置、出风装置、智能遮阳系统以及内层幕墙等组成，是建筑的“双层绿色外套”。智能呼吸式幕墙有显著的隔声效果，结构的特质也赋予了建筑可以随着太阳方位的不同而产生“呼吸效应”，使用者能够体验到真正的智慧型冬暖夏凉的效果。

2.2 智能呼吸式幕墙的分类

智能呼吸式幕墙分为封闭内循环式及敞开外循环式2大类（见图1）。

图1 智能呼吸式幕墙分类示意

1）封闭内循环式幕墙 一般在冬季较为寒冷的地区使用。其外层原则上是完全封闭的，由断热型材与中空玻璃组成外层玻璃幕墙；其内层一般为单层玻璃组成的玻璃幕墙或可开启窗，以便对外层幕墙进行清洗。封闭式内循环通风幕墙两层幕墙之间的通风换气层一般为100～200mm。通风换气层与吊顶部位设置的暖通系统抽风管相连，形成自下而上的强制性空气循环，室内空气通过内层玻璃下部的通风口进入换气层，使内侧幕墙玻璃温度达到或接近室内温度，从而形成优越的温度条件，达到节能效果（见图1a）。

2）敞开外循环式幕墙 其外层是由单层玻璃与非断热型材组成的玻璃幕墙，内层是由中空玻璃与断热型材组成的幕墙。与封闭内循环式幕墙的外幕墙是封闭的相反，开敞式外循环幕墙的内幕墙是封闭的，采用中空玻璃。其外幕墙采用单层玻璃，幕墙形式可采用框架式幕墙、单元式幕墙以及点支式玻璃幕墙；内幕墙则采用中空玻璃和断热铝型材组合而成的幕墙或铝门窗，内外幕墙之间通风道宽度为500～600mm（见图1b）。

3 智能电梯及设备系统设计

3.1 智能电梯的概念

电梯的拖动控制系统经历了从简单到复杂的过程，现代智能电梯主要由曳引机、导轨、对重装置、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。智能电梯供电梯轿厢内管制人员出入特定楼层。

3.2 智能电梯的发展需求

新的智能电梯解决方案，用成千上万的传感器监测电梯的一切，包括电机温度、电梯速度、电梯门的运作等。这些传感器会将手机上的数据传送到云智能系统中，云智能系统会根据预先设定好的算法，提供如上下班高峰期最优的电梯升降搭配等各种应用。

该解决方案还可以利用算法确定故障原因，系统中包含一个智能信息循环系统，电梯数据被输入动态预测模型中，通过与智能系统服务的无缝集成，分析出现故障的原因。

电梯是人们在楼宇中垂直走动的主要搭乘工具，智能电梯的广泛使用给人们带来了诸多便利。随着社会的发展，需求电梯的建筑物越来越普及。智能电梯的广泛使用可以大大提高建筑物的利用效率，为智能城市带来更高的时间效益。

4 城市智能停车系统设计

对智能停车导航系统整体架构具体分析如下。

基于智能终端的停车导航系统，是在无线互联网与用户智能设备连接的基础上进行系统设计，从而实现为用户提供车位预约、场内路径规划导航、反向寻车、在线支付等服务。系统整体架构主要包括停车场后台管理系统（车位检测）、室内定位及云端管理系统、智能移动终端系统（见图2）。

图2 智能停车系统拓扑结构

1）停车场本地管理后台系统 该系统中，通过无线地磁探测器对车位占用情况进行监测，并将监测信息上传至管理中心。本地管理后台为管理人员提供实时停车场车位状态信息数据，同时与停车场自动道闸系统连接，控制车辆进出，并将车位感知数据信息利用网络发送至云端服务器。

2）室内定位及云端管理系统 该系统架构主要包括云服务器与定位引擎两大部分，二者有效结合，借助网络实现同停车场监测系统的实时信息互通，对相关信息进行收集处理，并实施数据库管理，对车位及相关状态信息进行筛选、分类处理。同时，与用户的智能移动终端设备进行连接，完成数据的实时交互（见图3）。

图3 室内定位与云端管理系统

3）智能终端App 车辆驶进停车场后，用户可以打开智能移动终端蓝牙接收定位标签信息，与自身惯性传感器数据融合处理，向云端服务器发送。同时，用户还可以从终端获取车位预约、查询、导航服务。

5 结语

在智慧城市理念下，城市建筑设计人员需要加快转变设计理念与设计思维，不断提升自身综合能力，以高新技术为支撑，实现城市建筑的智能化设计，充分满足时代和社会发展需求。同时，智慧化的城市建筑设计体现在方方面面，融入最新科技与设计理念，使其朝着智能化、多功能方向发展，为智慧城市的稳步发展提供助力。