導語(yǔ)

2015年9月，當今世界最有影響力的建筑大師之一安藤忠雄，開(kāi)始順德和美術(shù)館的設計工作。在歷經(jīng)長(cháng)達近120天的設計工作之后，和美術(shù)館于同年12月動(dòng)工。

設想一下，如果將重復、迭代的工作交給AI系統，設計師就能夠更高效、更高質(zhì)量地完成設計工作，建筑設計周期甚至能從120天縮短為60天，且建筑方案更加精細和完善。這并不是一個(gè)遙不可及的想象，如今，AI正逐漸賦能傳統的建筑設計領(lǐng)域，重新定義著(zhù)建筑設計方向，幫助用戶(hù)降本增效，實(shí)現用戶(hù)、設計師、合作方多方共贏(yíng)。

和美術(shù)館

AI與建筑設計

AI（Artificial Intelligence）：人工智能

它是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。該領(lǐng)域的研究包括機器人、語(yǔ)音識別、圖像識別、自然語(yǔ)言處理和專(zhuān)家系統等。

AI從誕生以來(lái)，理論和技術(shù)日益成熟，應用領(lǐng)域也不斷擴大，逐步滲入到傳統的建筑領(lǐng)域，尤其是建筑設計階段。

建筑設計階段：在廣義上是指建筑物在建造之前的所有相關(guān)設計工作。包括：

◆ 建筑專(zhuān)業(yè)設計（方案、功能布局、聲、光、熱等）

◆ 結構專(zhuān)業(yè)設計（梁、柱、板、墻、節點(diǎn)、抗震、抗風(fēng)等）

◆ 排水專(zhuān)業(yè)設計

◆ 供暖、通風(fēng)、空調專(zhuān)業(yè)設計

◆ 電氣專(zhuān)業(yè)設計等

AI在建筑設計階段應用范圍廣泛

目前具體有哪些應用？

AI助力建筑設計智能發(fā)展

輔助建筑布局規劃：找到建筑空間規劃的最優(yōu)解

計算機能夠通過(guò)對大量的建筑圖紙進(jìn)行學(xué)習以及分析，在考慮經(jīng)濟性、科學(xué)性、舒適性等指標下，判斷建筑布局方案的優(yōu)劣，輔助設計師規劃建筑布局。

生成彩色總圖：更生動(dòng)地表達建筑設計方案

通過(guò)AI深度學(xué)習算法，計算機可以識別建筑總圖地塊中多種樓型的復雜組合與排布方式，自動(dòng)生成與多個(gè)樓型適配的景觀(guān)方案，同時(shí)能夠快速生成附帶景觀(guān)的多種風(fēng)格的彩色項目總圖。

輔助戶(hù)型生成：既能滿(mǎn)足輪廓又能滿(mǎn)足參數

計算機根據戶(hù)型的大致輪廓和簡(jiǎn)單的戶(hù)型參數，能快速在戶(hù)型庫（包含海量的戶(hù)型）中進(jìn)行AI圖形匹配，生成數十種滿(mǎn)足要求的戶(hù)型方案。

輔助車(chē)位排布：排布出更多的停車(chē)位

在計算機識別出停車(chē)場(chǎng)的輪廓信息后，利用深度強化學(xué)習，實(shí)現停車(chē)位的自動(dòng)排布設計，給出多個(gè)車(chē)位排布方案及對應的車(chē)位指標數據，并能夠生成停車(chē)場(chǎng)設計圖。

輔助結構設計優(yōu)化：控制成本的同時(shí)保證安全的結構優(yōu)化

在建筑限制條件下，通過(guò)AI對初步結構計算模型進(jìn)行識別與分析，實(shí)現構件截面尺寸智能擇優(yōu)、不同結構體系比對，將衍生出的所有潛在方案進(jìn)行計算分析，對比后產(chǎn)生最佳方案。

輔助機電管線(xiàn)排布：機電管線(xiàn)做到合理布局

利用AI技術(shù)自動(dòng)生成機電管線(xiàn)路徑，確保機電管線(xiàn)的路徑不和建筑、結構發(fā)生碰撞，通過(guò)機器學(xué)習快速生成、分析，得到有效設計方案?；谠O備庫中的設備實(shí)際參數，結合設計能耗、舒適度指標、空間分區，通過(guò)機器學(xué)習完成設備的自動(dòng)選型。

輔助繪圖出圖：保證圖紙質(zhì)量

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

建筑設計：AI時(shí)代奔赴而來(lái)

未來(lái)，隨著(zhù)建筑設計過(guò)程中所涉及的功能、數據、流程都逐步模塊化，AI與建筑設計的融合將會(huì )越來(lái)越廣泛、越來(lái)越深入，會(huì )有更多的應用場(chǎng)景。

比如：

◆ 依靠AI識圖能力強這個(gè)特點(diǎn)，通過(guò)強化學(xué)習能夠做到給排水、暖通空調、電氣的智能設計；通過(guò)參數和圖紙能夠推薦最合適的機電設備，同時(shí)給出相應的設計方案。

◆ 構建一個(gè)龐大的建筑設計知識庫，里面不僅有海量的戶(hù)型庫、樓型庫，還有各種各樣的核心筒庫、構件庫、機電設備庫，以及標準規范庫等等。

◆ 有一個(gè)能夠宏觀(guān)調度的通用建筑設計引擎，它是一個(gè)集感知、決策、認知三位一體的設計AI系統，輔助建筑設計整個(gè)過(guò)程的智能衍生、人機交互和智能優(yōu)化，并且普遍適用于設計的各個(gè)場(chǎng)景。

◆ 利用算法去衍生設計方案，設計師只要通過(guò)簡(jiǎn)單輸入、動(dòng)態(tài)調整，就能得到滿(mǎn)意的設計方案。

通過(guò)AI把計算機擅長(cháng)的重復、低智能、迭代工作發(fā)揮到極致。未來(lái)的建筑設計也能夠通過(guò)AI把設計數據、設計方法和標準規范串聯(lián)起來(lái)，為建筑設計提供一體聯(lián)動(dòng)能力，打通數據壁壘、實(shí)現信息的有效傳遞和共享，讓AI賦能建筑設計，促進(jìn)設計和管理的精細化。

把復雜留給美的，讓用戶(hù)更簡(jiǎn)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 )造更多可持續的價(jià)值。運用AI技術(shù)，用智慧賦活建筑。當建筑可感知、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 )構建出智慧城市的藍圖。

結語(yǔ)

據調研，在建筑設計過(guò)程中，有27%的工作需要人來(lái)創(chuàng )造、溝通、協(xié)作，而剩下73%的程序化工作則能由計算機完成。隨著(zhù)AI在建筑設計領(lǐng)域應用的深入，大大提升了建筑設計師的效率，助力設計師把更多的時(shí)間專(zhuān)注于創(chuàng )意、文化融合、人群心理等方面的思考與探究。然而，由于設計數據不聯(lián)通、設計方法與標準規范難串聯(lián)、操作流程復雜、參數輸入繁多、技術(shù)學(xué)習成本高、二次開(kāi)發(fā)成本高等原因，目前AI在建筑設計中的應用并不是很廣泛和深入。只有當AI技術(shù)成本能被大眾消費得起，操作方式能被大眾簡(jiǎn)單接受時(shí)，AI才能真正地做到普惠建筑設計師群體，才能真正對人類(lèi)社會(huì )有作用。