導(dǎo)語

2015年9月，當(dāng)今世界最有影響力的建筑大師之一安藤忠雄，開始順德和美術(shù)館的設(shè)計(jì)工作。在歷經(jīng)長達(dá)近120天的設(shè)計(jì)工作之后，和美術(shù)館于同年12月動(dòng)工。

設(shè)想一下，如果將重復(fù)、迭代的工作交給AI系統(tǒng)，設(shè)計(jì)師就能夠更高效、更高質(zhì)量地完成設(shè)計(jì)工作，建筑設(shè)計(jì)周期甚至能從120天縮短為60天，且建筑方案更加精細(xì)和完善。這并不是一個(gè)遙不可及的想象，如今，AI正逐漸賦能傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，重新定義著建筑設(shè)計(jì)方向，幫助用戶降本增效，實(shí)現(xiàn)用戶、設(shè)計(jì)師、合作方多方共贏。

和美術(shù)館

AI與建筑設(shè)計(jì)

AI（Artificial Intelligence）：人工智能

它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語音識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。

AI從誕生以來，理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，逐步滲入到傳統(tǒng)的建筑領(lǐng)域，尤其是建筑設(shè)計(jì)階段。

建筑設(shè)計(jì)階段：在廣義上是指建筑物在建造之前的所有相關(guān)設(shè)計(jì)工作。包括：

◆ 建筑專業(yè)設(shè)計(jì)（方案、功能布局、聲、光、熱等）

◆ 結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)（梁、柱、板、墻、節(jié)點(diǎn)、抗震、抗風(fēng)等）

◆ 排水專業(yè)設(shè)計(jì)

◆ 供暖、通風(fēng)、空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)

◆ 電氣專業(yè)設(shè)計(jì)等

AI在建筑設(shè)計(jì)階段應(yīng)用范圍廣泛

目前具體有哪些應(yīng)用？

AI助力建筑設(shè)計(jì)智能發(fā)展

輔助建筑布局規(guī)劃：找到建筑空間規(guī)劃的最優(yōu)解

計(jì)算機(jī)能夠通過對(duì)大量的建筑圖紙進(jìn)行學(xué)習(xí)以及分析，在考慮經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性、舒適性等指標(biāo)下，判斷建筑布局方案的優(yōu)劣，輔助設(shè)計(jì)師規(guī)劃建筑布局。

生成彩色總圖：更生動(dòng)地表達(dá)建筑設(shè)計(jì)方案

通過AI深度學(xué)習(xí)算法，計(jì)算機(jī)可以識(shí)別建筑總圖地塊中多種樓型的復(fù)雜組合與排布方式，自動(dòng)生成與多個(gè)樓型適配的景觀方案，同時(shí)能夠快速生成附帶景觀的多種風(fēng)格的彩色項(xiàng)目總圖。

輔助戶型生成：既能滿足輪廓又能滿足參數(shù)

計(jì)算機(jī)根據(jù)戶型的大致輪廓和簡單的戶型參數(shù)，能快速在戶型庫（包含海量的戶型）中進(jìn)行AI圖形匹配，生成數(shù)十種滿足要求的戶型方案。

輔助車位排布：排布出更多的停車位

在計(jì)算機(jī)識(shí)別出停車場的輪廓信息后，利用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)停車位的自動(dòng)排布設(shè)計(jì)，給出多個(gè)車位排布方案及對(duì)應(yīng)的車位指標(biāo)數(shù)據(jù)，并能夠生成停車場設(shè)計(jì)圖。

輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化：控制成本的同時(shí)保證安全的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在建筑限制條件下，通過AI對(duì)初步結(jié)構(gòu)計(jì)算模型進(jìn)行識(shí)別與分析，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件截面尺寸智能擇優(yōu)、不同結(jié)構(gòu)體系比對(duì)，將衍生出的所有潛在方案進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)比后產(chǎn)生最佳方案。

輔助機(jī)電管線排布：機(jī)電管線做到合理布局

利用AI技術(shù)自動(dòng)生成機(jī)電管線路徑，確保機(jī)電管線的路徑不和建筑、結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，通過機(jī)器學(xué)習(xí)快速生成、分析，得到有效設(shè)計(jì)方案?；谠O(shè)備庫中的設(shè)備實(shí)際參數(shù)，結(jié)合設(shè)計(jì)能耗、舒適度指標(biāo)、空間分區(qū)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)完成設(shè)備的自動(dòng)選型。

輔助繪圖出圖：保證圖紙質(zhì)量

通過建立建筑設(shè)計(jì)繪圖知識(shí)庫，利用AI技術(shù)給出繪圖的優(yōu)化建議，保證圖紙質(zhì)量，大幅縮短設(shè)計(jì)周期。同時(shí)基于建筑出圖知識(shí)庫，AI推薦出圖邏輯與方案，在圖紙中自動(dòng)繪制標(biāo)準(zhǔn)化圖框、構(gòu)件等并進(jìn)行深化，快速便捷地輸出施工圖。

建筑設(shè)計(jì)：AI時(shí)代奔赴而來

未來，隨著建筑設(shè)計(jì)過程中所涉及的功能、數(shù)據(jù)、流程都逐步模塊化，AI與建筑設(shè)計(jì)的融合將會(huì)越來越廣泛、越來越深入，會(huì)有更多的應(yīng)用場景。

比如：

◆ 依靠AI識(shí)圖能力強(qiáng)這個(gè)特點(diǎn)，通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)能夠做到給排水、暖通空調(diào)、電氣的智能設(shè)計(jì)；通過參數(shù)和圖紙能夠推薦最合適的機(jī)電設(shè)備，同時(shí)給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。

◆ 構(gòu)建一個(gè)龐大的建筑設(shè)計(jì)知識(shí)庫，里面不僅有海量的戶型庫、樓型庫，還有各種各樣的核心筒庫、構(gòu)件庫、機(jī)電設(shè)備庫，以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范庫等等。

◆ 有一個(gè)能夠宏觀調(diào)度的通用建筑設(shè)計(jì)引擎，它是一個(gè)集感知、決策、認(rèn)知三位一體的設(shè)計(jì)AI系統(tǒng)，輔助建筑設(shè)計(jì)整個(gè)過程的智能衍生、人機(jī)交互和智能優(yōu)化，并且普遍適用于設(shè)計(jì)的各個(gè)場景。

◆ 利用算法去衍生設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)師只要通過簡單輸入、動(dòng)態(tài)調(diào)整，就能得到滿意的設(shè)計(jì)方案。

通過AI把計(jì)算機(jī)擅長的重復(fù)、低智能、迭代工作發(fā)揮到極致。未來的建筑設(shè)計(jì)也能夠通過AI把設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范串聯(lián)起來，為建筑設(shè)計(jì)提供一體聯(lián)動(dòng)能力，打通數(shù)據(jù)壁壘、實(shí)現(xiàn)信息的有效傳遞和共享，讓AI賦能建筑設(shè)計(jì)，促進(jìn)設(shè)計(jì)和管理的精細(xì)化。

把復(fù)雜留給美的，讓用戶更簡單

美的樓宇科技作為樓宇智慧生態(tài)集成解決方案引領(lǐng)者，致力用智慧賦能建筑，為城市創(chuàng)造更多可持續(xù)的價(jià)值。運(yùn)用AI技術(shù)，用智慧賦活建筑。當(dāng)建筑可感知、有溫度、會(huì)思考，它便擁有了生命。一個(gè)個(gè)智慧的建筑生命體，最終會(huì)構(gòu)建出智慧城市的藍(lán)圖。

結(jié)語

據(jù)調(diào)研，在建筑設(shè)計(jì)過程中，有27%的工作需要人來創(chuàng)造、溝通、協(xié)作，而剩下73%的程序化工作則能由計(jì)算機(jī)完成。隨著AI在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用的深入，大大提升了建筑設(shè)計(jì)師的效率，助力設(shè)計(jì)師把更多的時(shí)間專注于創(chuàng)意、文化融合、人群心理等方面的思考與探究。然而，由于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不聯(lián)通、設(shè)計(jì)方法與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范難串聯(lián)、操作流程復(fù)雜、參數(shù)輸入繁多、技術(shù)學(xué)習(xí)成本高、二次開發(fā)成本高等原因，目前AI在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用并不是很廣泛和深入。只有當(dāng)AI技術(shù)成本能被大眾消費(fèi)得起，操作方式能被大眾簡單接受時(shí)，AI才能真正地做到普惠建筑設(shè)計(jì)師群體，才能真正對(duì)人類社會(huì)有作用。

* 圖片來源網(wǎng)絡(luò)