智慧建筑设计方法研究：智慧建筑4D设计法则探讨
尽管“智慧”与“智能”的定义还在纠缠不清，但是似乎超越了“智能建筑”的“智慧建筑”在三年前已被众人推崇成为建设行业的热词。近年来，围绕着智慧建筑的规划设计、技术规范、运行模式以及综合评估等，就推出了近10项的相关国家标准、行业标准及团体标准。
智慧建筑针对公共建筑、住宅建筑的使用和运营，应用了AI、大数据、物联网等新技术，确实有着很大的进步，它顺应公共建筑各种业态的业务需求和服务质量的提升要求，尤其是抵御新冠疫情的技术措施，形成了更为先进、严密的数字化方案。
在中国推行城乡建设绿色发展和智慧社会建设的背景下，厘清“智慧建筑”的建设目标，紧密结合双碳、环境保护、健康生活和智慧城市等的工作要求，从全生命期的视角来探索、完善具有中国特色的智慧建筑建设和运营模式，具有重要的意义。
——特邀专栏主编 程大章
智慧建筑设计方法研究
顾小军，周贤静，唐觉民
智慧建筑4D设计法则探讨
在互联网思维模式下，基于我们对智慧建筑设计理论的研究，以及近年来大量智慧建筑项目设计实践，我们逐步总结出了一套适用智慧建筑项目建设的工程设计法则，即定义需求、定义架构、定义数据、定义硬件的“智慧建筑设计4D法则”。
图1 智慧建筑4D设计法则
1. 定义需求
确定需求是“以用户为中心”原则的体现，通过在项目初始的需求调研，到概念方案设计阶段的需求确认，进一步收敛为用户场景规划。定义需求应坚持与用户“共创”的原则，通过不同形式及方式与用户协同沟通达成统一的需求目标和应用场景。在此基础上，在实施项目智能化工程前，设计师应完成应用产品规划。这些设计工作在项目中的交付成果应包括用户需求调研报告、产品功能列表、产品设计原型文档等文件。
2. 定义架构
在智慧建筑标准架构基础上，根据用户需求和项目外部条件来选择智慧建筑具体架构体系和平台产品。在定义架构的过程中，“整体性”原则即满足软硬件一体化交付、云边协同工作；“迭代”原则即满足软硬件解耦能力，保证软硬件产品分别可升级、可扩展；“安全”原则保证网络、平台、数据安全性。这些设计工作在项目中的交付成果应该包括云平台工作说明书、技术架构方案书、网络安全设计文件（或者网络产品安全等级证书）。
3. 定义数据
智慧建筑的数据源包括“由北向南由上向下”应用端数据、“由南向北由下向上”边缘侧数据、以及建筑实体的建筑数据。同时，定义数据还应包括数据分类、命名、编码、数据类型、数据字典，应用产品数据链路规划，以及建筑空间和设备的数字初始化等多项工作。定义数据是智慧建筑实现应用的重要环节，在项目设计交付成果包括应用产品数据链路规划图，项目统一数据标准，建筑空间和设备的初始化列表等。
图2 应用产品数据链路规划图
4. 定义硬件
针对智慧建筑的硬件定义除了传统智能化设计工作之外，更重要的是满足功能需求、数据需求、以及平台需求的各类硬件系统。定义硬件系统在项目设计文件的交付中包括各类硬件系统的接口、协议、API文件，以及在智能化设计中硬件系统应满足软件应用的数据准确性的特殊设备安装要求、环境要求等文件。
“4D设计法则”是针对应用户为中心、软硬件一体化交付和数据驱动为特征的智慧建筑的工程设计方法论，包含了服务设计的理论思想、智能化系统工程设计顾问的各项工作。在实际项目应用中这四个环节的工作也是相互贯穿和相互交融的。将这套设计法则与项目建设流程和建设进度密切匹配后，设计师能够依据项目发展脉络，把握好各节点的工作内容、方法和成果，交互协作、逐步推进，更好地完成项目设计任务，为智慧建筑建设运营提供良好的保障。
