智慧城市理念在城市建筑设计中的应用探究.pdf

.952023年4 月江西建材规划设计与勘察智慧城市理念在城市建筑设计中的应用探究何志强厦门中福元建筑设计研究院有限公司，福建厦门361001摘要：文中对城市建筑设计中智慧城市理念的应用意义进行了论述，提出了智慧城市理念下，城市建筑设计原则及智慧设计措施，以供参考。关键词：城市建筑；智慧城市；渗透措施中图分类号：TU2文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 0 9 5-0 3Exploration of the Infiltration of Smart City Concept in UrbanArchitectural DesignHe ZhiqiangXiamen Zhongfuyuan Architectural Design and Research Institute Co.Ltd.,Xiamen,Fujian 361001Abstract:This article first discusses the significance of the infiltration of the concept of smart city in urban architectural design,and thenproposes the principles and specific smart design measures for urban architectural design under the concept of smart city for reference.Key words:Urban architecture;Smart city;Penetration measures0引言城市建筑设计者应明确智慧城市理念渗透路径。对此，应按感知层、网络层、平台层、展示层的四级架构进行顶层设计，建设满足整体运营和全局性管理模式需求的智慧园区。设计内容主要包括视频监控系统、智能门禁系统、智能停车管理系统、智能消火栓系统、智能井盖系统、智能路灯系统、智能烟感系统。其中，智能消火栓系统、智能井盖系统、智能路灯系统、智能烟感系统为智慧小区试点。应用智慧城市理念的意义长期以来，我国城市始终围绕着人、自然环境、信息内容等核心要素，不断地进行着城市基础设施的建设，以优化城市内部空间结构。智慧城市是一种新模式，不仅包含了诸多信息技术下的感知层、分析层，还将其融合与作用于城市运行的关键信息中，降低对自然资源的消耗，减少环境治理的成本。智能系统有利于满足城市建设、环境保护、信息安全、城市服务工程、工业生产和商务服务的实际需求，达到预期效果。2智慧城市理念下城市规划设计原则2.1安全性原则对智慧城市理念下城市建筑设计情况进行分析，依据智慧理念进行设计不仅可以发挥技术优势，达到科学合理的管理效果，也使业主与来访者的沟通更加便捷，提高居住的安全性和舒适感，而且对保障业主的财产安全、促进智能化系统的发展具有重要意义。2.2绿色性原则在智慧城市核心理念下，城市建筑设计应该将绿色生态理念作为发展的基础，同时，在实际设计过程中，使用无污染、高作者简介：何志强（198 2-），男，福建漳浦人，本科，工程师，主要研究方向为建筑智能化。环保性能的材料。设计人员需遵循智慧绿色建筑设计理念，借鉴科学、创造性的设计思想，以节约能源为设计核心，进而在设计过程中发挥绿色无污染的作用，达到节能减排的目的。2.3经济性原则经济性原则是指，在实际的设计过程中，需结合智慧城市理念，并将大数据技术、云计算技术应用其中，使建筑设计达到科学、合理、经济的效果。在诸多技术的帮助下，可避免设计出现二次更改等问题。基于智慧城市理念下的建筑设计有利于节约成本，促进建筑系统结构与智慧城市理念相融合。2.4人本性原则按照智慧城市发展的核心理念，凸显人文关怀，由此，可将建筑设计与人们的文化需求结合起来，以最大限度地展现建筑的个性。3智慧城市理念的应用策略3.1提高设计人员对智慧城市理念的认识（1）智慧城市理念下的建筑设计工作，对设计人员提出了更高的要求。（2）建设单位应通过研讨、培训等方式，不断提升设计人员对智慧城市理念的认识，保障整体建筑项目设计效果，发挥特殊功能。在实际设计过程中，若缺乏这方面的设计经验，不仅难以达到预期的质量指标，而且容易产生产品质量问题【2)。（3）设计人员需了解智慧城市建设对建筑设计的影响，并从大数据、BIM、云计算等方面深入剖析技术软件与设计图纸结合应用的办法，由此认识到智能建筑设计和当前智慧城市发展之间的联系，进而提高自身的职业素质和设计水平，符合智慧建筑设计理念，达到城市居民对智慧型建筑的预期。（4）设计人员需理解云计算和大数据在“智慧城市”中的应用情况，理解“智慧城市”的概念，分析传统的城市建筑规划和设计办法以及未来的发展趋势。在确定了智慧设计理念发展962023年4 月规划设计与勘察江西建材趋势之后，再把高科技融人实际的建筑设计流程中，突出智慧建筑设计效用。同时，设计人员需具备良好的专业技术与创新能力，由此保障自身的设计理念可满足智慧城市的发展需求，提高业主满意度。3.2优化建筑空间内部安全性3.2.1智慧AI安防系统（1）安装AI安防系统后，物业管理人员可以通过智能保安系统，对五个独立的子系统进行实时监控，主要包括通道占用情况（特别是消防通道占用情况）、人脸识别、人员跌倒情况、垃圾溢出情况、相关人员情况等。（2）一屏、一触、一眼的智能AI安保系统可实现智慧赋能全域管理，由此确保建筑安全性，并省去了多个部门之间繁琐的询问流程，不仅可提升安全保障效率，还可彰显服务细节与安全管理效用 3 。（3）智能AI安防系统以全天2 4 h全域监控覆盖为基础，从纵向地图到横向事件，设置了6 大基本模块，将6 类报警事件进行细分，将数据进行可视化显示。每次进出，都会留下痕迹，每个小区的工作人员都有GPS和监控。同时，智能AI安保系统还可以对数据进行智能整合、分析，为社区的安保服务提供科技支持，为秩序维护和数据提供帮助。3.2.2智能消火栓系统结合建筑智能设计理念，在加强建筑内部安全性能时，设置消火栓智能监测装置，实现对消火栓的水压监测、开水监测、流量监测。监控数据通过NB-LOT无线通信方式，远程传输到运营商后端管理平台，发挥现场消火栓数据的实时监测、告警处理、统计分析等作用。3.2.3电力建设智慧安监管管/管理系统全（1）重视人员/机械信息。该系统在建筑设计中，主要对工程项目中的人员、机械基本属性、进场等信息进行全面集成，为工程项目的信息化管理提供基础数据。通过系统数据中心以及多维度的信息处理，可形成信息化系统各个管理模块所需的基本安全生产要素、信息等 4 。（2）关注安全基础信息。结合项目具体施工情况，明确在施工过程中作业标准执行情况，有关技术方案、管理活动、文件视频信息、专家评价沟通管理情况等，可形成安全生产管理基础信息，并监督管理过程，确保安全生产管理呈现出有效性、合理性的特征。（3）建立“全员参与”机制。利用手机应用程序，保障项目参建各方以及各级管理人员均可对施工人员、机械活动进行现场实况异地查阅以及决策工作，保障安全管理信息交换速度，有效增强安全生产管理透明度，使各方人员均可在更大范围内参加到实际的安全生产管理活动中。3.3加强建筑空间内部感应功能3.3.1智能门禁管理结合建筑空间内部感应性能特点，在明确系统特点后，设计智能门禁管理系统。本系统具有安全性高和易操作的特点。通过对刷卡记录数据进行分析与管理，可以得到诸如考勤之类的增值功能。该系统采用了RS485、T C P/I P、NB-I o T 等通信方式，具有高速、覆盖面大、通信稳定性好等特点，由此增加了内部感应性能，并且，这种智能门禁也提高了建筑物使用安全性。3.3.2输入与输出设备的安装（1）输人设备。为了适应传感器的实际需要，需加强建筑空间内部感应性能，在安装输入和输出装置时，应尽可能地使其与建筑物的实际情况和产品设计要求相符。例如，在施工过程中，温度传感器、水流控制开关、蒸汽压力传感器等的安装过程要符合建筑物的实际情况。同时，在管道保温完成后，必须进行管道的安装，在安装管道式湿度传感器和温度传感器时，要避开出风口和蒸汽排放口 5。（2）输出设备。在设备安装之前，技术人员需要进行仿真操作。在安装时，要注意风阀、电动阀门的箭头要符合实际工作中的开启、关闭和水流流向；检查回水管是否安装了电动和电磁控制阀。此外，在电子控制阀与管径不相符的情况下，可采用渐缩管件，需经多次试验，以达到设计要求。3.3.3智能井盖系统本项目手孔井井盖下方，设置井盖状态监测仪和无线液位变送器。井盖状态监测仪可实现对井盖状态的主动感知、实时监控，一旦井盖发生非法开启、位移等异常情况，立即通过NB-LOT无线通信方式向运营商平台发送报警信息。无线液位变送器可实现对手孔井内液位的监测，通过NB-LOT无线通信方式将数据远程传输到运营商云平台。3.3.4智能烟感系统本项目在小区电动车密集场所安装独立智慧烟感系统，可以第一时间检测出室内烟雾浓度变化，提升火灾快速预警、实时监控能力。基于NB-IoT技术的智能烟感系统，具备烟雾区分、温度感知等多项功能，可以有效降低误报概率，进行故障自检，降低人身及财产损失风险，在加强建筑空间内部感应后，还可提升救援效率 6 3.4突出人文关怀理念3.4.1智能路灯系统为满足业主对小区灯光照明的需求，提升业主夜晚出行的便利性，需基于智慧建设体系实现城市路灯照明，突出建筑设计的人文关怀理念。并且，智慧路灯可结合无线远程操作，促进科学节能减排与满足城市管理精细化的实际要求。在本项目路灯灯杆内设置路灯控制器，通过NB-LOT无线通信方式实现对路灯的损坏检测、功耗检测、远程监控等功能。照明管理系统可将城市居民用电模式、城市商业夜间服务模式等有机地结合起来，确定最优的照明方案，并以分时段、分区域的方式，实现节约减排。比如，在灯光监控系统中，管理人员可利用智能监控系统提升监督管理质量，并且针对封闭式管理区的设施问题，加强与街道和社区的沟通，在做好保护措施的前提下，保证照明设施正常运转 7 。3.4.2停车区域检测使用NB-IoT地磁感应装置，能够完成车辆停放区域管理工作。（1）停车位占用管理。小区内划定停车位的占用情况一目了然。（2）非停车区域占用管理。非停车区域出现车辆滞留时，可以直接通知管理者到达现场，及时阻止违章占用道路。（3）僵户车辆监控。对长期占据停车位的僵尸车实施监控并进行有效检测。3.4.3智慧停车（1）停车控制系统。利用高清识别技术，可以实现不停车、免取卡管理，从而有效提升地下停车场出入口的车辆通行效率。其中，可视化的交通引导系统可有效利用泊位资源，四排显示屏可以显示剩余车位的位置、车牌号码、温馨提示、缴费金额、停车时间以及广告等。（2）停车诱导管理。利用地磁探测技术，可与每一个停车（下转第99页）：9 9上接第96 页）填旧血测奴2023年4 月江西建材规划设计与勘察水平位移/mm-12581114 17200-12-3-4-6-7-8-9-10-11一4 月2 8 日一5月1日一4 月3 0 日图3基坑回由5月1日监测数据可以看出，支护桩ZT1最大深层水平位移为累计变量18.2 6 mm，发生在距离桩顶4.0 m位置处。该数值相对于4 月3 0 日的监测数值累计变量17.7 8 mm，已有明显收敛；在5月4 日监测数据中，支护桩ZT1最大深层水平位移为18.2 5mm，发生在距离桩顶4.0 m位置处。从以上监测数据来看，变形速率在减小，累计变量也趋于稳定，说明回填处理效果良好。1.5基坑支护结构预警诱因分析根据监测方案，设计单位在主坑的三面分别选择三根支护桩ZT1、ZT 2 以及ZT3，在浇桩之前埋置了深层水平位移观测点。其中,ZT1坡顶环境已经发生了变化，坡顶荷载增加，ZT2、ZT3坡顶无加载。根据2 0 2 2 年4 月2 6 日 2 0 2 2 年5月4 日的监测数据显示，除ZT1监测数据异常外，ZT2、ZT 3 的监测数据均无异常。基坑三面的坡顶沉降位移均因雨水而有明显增加，甚至个别数据已经超过预警值。1.5.1周边环境因素该基坑支护设计施工图于2 0 19年10 月完成，在施工图完成之前，场地内周边环境比较简单，无附加荷载。2 0 2 0 年9月动工，后经现场踏勘，基坑服役期间，西侧（支护桩ZT1侧）距离基坑坡顶约2 0 m位置处修建了拟与该基坑转运站联结的数条货运铁路线，路基填土高度约3.0 m；另外，在坡顶与路基填位实现智能联网和数据上传，从而实时发布每一个停车位的数据，解决停车难问题。4结语综上所述，为推进建设行业发展，我们需围绕建筑产业智慧进阶方向，着力打造智慧建设项目，依托智慧建设软件、技术以及设计图纸等，提升智能化建筑设计效果。同时，设计人员需发挥自身的专业知识技能，以减少建设工程设计过程中的时间、资源消耗等，保障数字化设计成果，突出智慧城市发展内涵，促进建筑行业的升级，实现未来建筑数字化和智慧化的全场景应用。参考文献【1】袁迪.浅析建筑设计中智慧城市理念的渗透J。中文科技期水平位移/m一12 58111417200-1-2-3-4-5一67-89-10-114月3 0 日5月2 日5月1日三收测数土之间新建一处3 层机电室，长度10.0 m，宽度6.0 m，独立柱基础。这都使基坑服役期间的附加荷载增加，周边环境变得更加复杂。1.5.2施工因素设计图纸中，基坑0 5.6 m，采用1：1放坡、简易土钉墙支护方案，经过现场踏勘发现，施工现场放坡角度目测约6 0 使得坡顶土压力增加；另外，深基坑施工应采用先深后浅的施工顺序，即3 层货运机电室应在转运站深基坑回填之后再进行施工，而施工单位为了赶进度颠倒了施工顺序。1.5.3雨季及排水因素降雨会使软土基坑的支护变形增大、整体安全性降低，存在基坑倒塌的风险 7 。经调查，4 月2 3 日 4 月2 6 日，连续几天中雨，加之施工单位未按图施工坡顶截排水和坡面泄水管，导致坡顶、坡面排水不畅，无形中增加了支护结构的安全隐患。2结语基坑事故的原因多种多样。基坑周边环境会增大基坑失稳的可能性，施工单位不按图施工也会为基坑带来安全隐患，尤其雨季，更应当做好截排水措施。本文认为，围绕基坑工程，应提倡信息化施工，做好监测，及时预警，减少施工风险。参考文献【1】黄涛，段晨辉，姜凤飞.复杂环境下深大基坑支护工程设计实例J】.岩土工程学报，3 6（增刊）：8 6-90.2弓张怀文，吉晓朋，车东.邻近建筑物有限宽度土体深基坑支护设计与施工J】.岩土工程技术，2 2（6）：3 12-3 15.3陈安生，张丽君.某深基坑工程施工安全监测与险情排除J。建筑技术，4 2（7）：6 4 1-6 4 4.4欧长红，姜早龙，陈大川，等.复杂环境下基坑支护方案优化及位移预测研究.施工技术J】.50（14）：6 6-7 0.5张建锋.建筑工程中的深基坑支护施工技术的若干思考.施工技术J.49（增刊）：18 4-18 6.【6】肖路.复杂环境下深基坑支护施工技术研究J】.居舍，2 0 18（2 7）:38,49.【7】刘畅，季凡凡，郑刚，等.降雨对软土基坑支护结构影响实测及机理研究J】.4 2（3）：4 4 7-4 56.刊数据库：文摘版，工程技术，2 0 2 2（9）：3.2杨慧.关于城市建筑设计中智慧城市理念的渗透中文科技期刊数据库：文摘版，工程技术，2 0 2 2（6）：3.3刘鹏跃，文丽丽.城市建筑设计中智慧城市理念的渗透【J，智能建筑与智慧城市，2 0 2 1（4）：4 9-50.4黄逸.探析智慧城市理念在城市建筑设计中的渗透J】：中国房地产业，2 0 2 0（2 4）：56.5谢建华.基于智慧城市理念的城市建筑设计问题探究J.装备维修技术，2 0 2 0（15）：2.6林姗，朱刻.智慧城市理念在城市建筑设计中的渗透【J】.智能建筑与智慧城市，2 0 2 0（5）：2.7高琦琛，吴奉蔚。智慧城市的建筑安全管理技术初探J.建筑与文化，2 0 18（3）：2.