【摘要】隨著現代科學技術的發展，民用建筑土木工程的結構智能化已成為了當今世界上最熱門的發展研究熱點之一。作者首先對土木智能結構的概念和組成結構進行了分析，然后對民用建筑土木智能化的措施進行了總結分析，最后討論這項技術的未來發展趨勢。

　　【關鍵詞】智能結構;土木工程;民用建筑

　　自智能建筑概念被提出后直到今天的近30 年之間，智能建筑已經得到了極大的發展。尤其在當代計算機信息技術、電子科技技術等高新建筑科技的不斷推動下，民用建筑中土木智能化逐漸成為了世界各國廣受關注的建筑形式。建筑智能化為建筑業的發展掀起了一次新的改革浪潮，這種趨勢使傳統的建筑功能結構發生了根本性的改變。現代智能建筑不僅僅是磚石的結合體，設計者更是把現代先進科技融合在土木結構的設計中，使民用建筑富有靈性，更加智能化、人性化。

　　1. 土木智能結構的概念

　　所謂建筑智能化就是采用通訊技術以及計算機技術對民用建筑的各種設備進行自動監控，并對信息資源進行處理，最后為用戶提供相關的信息服務等。美國智能建筑研究機構把建筑智能化定義為：設計者通過對建筑物的結構、服務、系統與管理四個基本要素和它們之間的內在聯系的最優組合來給用戶提供一個投資造價合理，同時具備具有高效、便利、舒適的居住環境。對于這種定義，我們可以這樣來理解，智能建筑必須滿足兩個基本條件：首先，對于建筑居住者來講，智能建筑應當為其創造一個舒適、和諧、安全、便捷的生活環境。其次對于建筑管理者來說，智能建筑必須具備一套控制、管理、維護與通信的相關設施，可以使管理者在比較小的成本條件下，對建筑進行有效的環境控制、報警監視與安全檢查，從而實時地和所在城市的管理部門保持聯系。

　　2. 土木智能結構控制的組成

　　土木智能結構的設計原理來自仿生學，也就是通過模仿生物對外界環境的認識和感知方式來進行民用建筑內部結構的信息的傳輸，信號傳感器、處理器、傳導器與控制器組成了智能結構的主要控制系統。許多智能結構在設計上運用末端傳感器與信號驅動元件對檢測到的外部進行集成處理。當傳感器發現結構出現風險或存在隱患時，它先可以對這一信號進行外部加工，同時使其連接信號控制器，最后利用信號控制器來進行直接的決策，形成處理結果和指令反饋給居住者，從而實現了智能結構檢測、反饋、調節的良性循環。

　　當民用建筑結構在受到外界環境影響的情況下，其建筑物的工程結構特性就會發生相應的變化，這樣通過反饋的這些信息，居住者或建筑管理者就能夠根據自適應裝置來改變建筑整體的結構狀態，例如在遇到地震或強風情況下，土木智能結構可以保證建筑物基本的結構安全。另外，通過利用智能化的結構材料，可以真實的實現結構控制的一體化。在外界環境影響條件不確定的情況下，處理器可以自動做出簡單的控制性反應，這也是智能材料在土木工程結構和智能控制中的關鍵應用之一。土木智能結構的出現對民用建筑的設

　　計、維修、施工帶來了全新的理念變革。

　　3. 土木智能結構的設計方法

　　3.1 屋頂的設計

　　一般來說，民用建筑物的屋頂是直接平面敞開的接觸到大自然的空間，在進行土木智能結構的設計時，除了考慮屋頂的美觀和綠化以外，智能建筑的屋頂可以設置大量的設備，例如，利用太陽能、風能以太陽能電池板、熱能利用、降水收集裝置等，這類裝置可以充分吸收利用自然界的一切熱能量與物質，同時在設計時還應考慮到要防止自然力量對這類設施造成侵襲。

　　3.2 墻體的智能化設計

　　對于民用建筑來說，墻體的作用除了隔斷和承重之外，在建筑的墻面上還要預留出各種型號的接線口，以便于在墻體內部空間布置各種重力、震動傳感器和控制設施。

　　3.3 地面的智能化設計

　　民用建筑內的地面智能化設計可采用預制線槽、架空地面的樓板面層或者地毯地面等設計方式。一般來說，架空地面的布線比較方便，地下空間容量大，對于雙層的地面結構可以分別布設強電和弱電走線，這種地面結構更適合用于舊樓的改造施工，但這種處理方式會造成室內、室外的地面落差，對于某些居住者來說可能需要時間來適應這種落差。對于具有預制線槽的樓板面層，施工者可在民用建筑的房間內部任何部位做走線接口，而且這種結構不會產生高低落差，施工簡單方便，管道和走線可以布設在樓板面層下方10cm 的空間的范圍內。對于方塊地毯的地面結構，可以在地毯下方設置布線系統，考慮到建筑物層高的限制因素，這種布線結構要具有線路交叉點少的分支線路，設計者可以采用扁平線來進行設備的連接，這種布線結構的施工過程非常方便，但在設計時需考慮到此種布線結構和室內其他家具以及電器設施的配合，對于這些敏感的電器設備要做好防靜電屏蔽的處理工作。

　　3.4 天花板的智能化設計

　　智能民用建筑內的天花板主要是用來完成照明燈具的懸掛、排氣出風設施、煙霧傳感設施、消防噴灑等的走線和出口的布設。

　　3.5 建筑物外部空間的智能化設計

　　作為開放的外部空間，民用建筑的外部空間通常來說應具備一定的實用功能。一般來說，按空間的利用功能來劃分，民用建筑物的外部空間可以人的活動領域和除人之外的其他領域，包括交通工具的存放和活動領域。而為了使居住者獲得舒適的人物逗留空間，設計者就需要用限定空間的方法為居住者刨造一定的封閉空間。設計時可以采用標高的變化以及運用不同的墻體，這些方法都可以給居住者帶來不同程度的心理封閉感。同時，對于民用建筑的外部空間來說，它不同于建筑物的內部空間，此類空間應具備流動、開敞的特點。另外，設計一定的意念空間也是限定空間區域的重要手段之一。智能建筑設計者可利用獨特的空間布局來刻意區分不同空間的應用功能。考慮到民用建筑的外部空間規模尺度會受日照范圍、城市規劃以及不同的生活習慣的限制，外部空間的不同尺度給居住者不同的感受。智能建筑者進行設計時可以利用這種尺度的差異來使民用建筑的外部空間呈現不同的形態，以彌補原有室內空間的先天不足，為了創造有秩序、豐富的建筑物外部空間，智能建筑的設計者就要考慮建筑物外部空間的層次感問題。

　　4. 結束語

　　作為一種全新的科學技術概念，民用建筑土木結構的智能化包含的范圍很廣。目前看來，雖然民用建筑土木結構的智能化的研究費用和技術需求很大，但是這種技術在加強民用建筑自身舒適性、安全性方面具有非常大的潛力和應用前景?？v向來看，在智能結構科學領域的相關研究已取得了一定的成果，它對于現代民用建筑的設計產生了巨大的影響。相信隨著智能建筑技術的不斷發展，民用建筑的智能結構的發展方向也會日趨變樣化。因此設計者應結合民用建筑的特點，對其進行相應的結構智能化設計，使其成為真正的智能化、結構化的系統工程。

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