人工智能助力紧凑城市设计丨荷兰丨Mei 建筑师和规划师

联合国估计，到 2100 年世界人口将达到 104 亿。到 2050 年，三分之二的人将以城市为家，前来寻找机会、服务和便利设施。 这给城市地区带来了更大的压力，因为所有这些人都需要获得水、食物、公共空间、良好的基础设施，最重要的是住房。 事实上，估计表明，到 21 世纪末，将需要建造超过 20 亿所房屋来容纳这种人口爆炸。 随着城市的发展，城市扩张也在扩大，这带来了一系列环境和社会挑战。 面对气候变化，可持续城市发展必须确保未来的住房解决方案——无论是新建的还是翻新的——都是为了支持健康的社区，优先考虑人类和环境福祉。 反过来，城市将需要建设得更密集、更快，但并非没有满足一长串严格的标准。 只有这样，我们才能避免不受控制的超密集化给城市发展带来坏名声的负面影响，这些影响往往被忽视。

致密化有不同的形式； 由于每个城市或地点都是独一无二的，因此需要量身定制的方法。 与此同时，我们需要最大限度地利用现有城市中可用的稀缺土地，以最大限度地减少城市扩张。 摩天大楼通常与致密化联系在一起，但其他侵入性较小的解决方案更适合复杂的城市环境。 想想紧凑型、混合用途的社区，这些社区具有更人性化的规模，根据街景和城市质量结合了更高和更低的密度和规模。 15 分钟城市和公交导向型开发就是这样的例子，它们利用紧凑的城市结构，让居民可以方便地步行或骑自行车前往便利设施、公共交通枢纽或上班。 与此同时，填充项目、棕地和适应性再利用项目现在被列为优先事项，以最大限度地利用可用的城市空间并改造被忽视的社区。

在考虑生活质量时，建筑师必须处理范围广泛的因素，以确保建筑居住者和其他城市居民的安全、舒适和健康。 其中，创建功能性和灵活的平面图，结合公共和绿色空间，确保适当的通风和自然光，以及室外公共空间的良好微气候。 由于这些因素都是相互关联的，因此不应孤立地看待它们，而情况往往如此。

紧凑型城市建筑的复杂性带来了多样化的城市条件、法规和利益相关者。 应对这些挑战成为建筑师、城市设计师、市政当局和开发商的一项艰巨任务。 但是有了新技术，使我们的城市变得更加密集并不一定是个问题； 设计师现在可以使用新工具来帮助他们建设他们设想的健康舒适的城市社区。

推动创新、人工智能 (AI) 和数据驱动的数字工具的极限已经深刻地影响了建筑师塑造和重新构想建筑环境的方式。 人工智能使他们能够利用计算机最擅长的领域，即访问和处理无穷无尽的数据，并提出多种解决方案来帮助解决最复杂的问题。 该技术能够简化设计过程，最大限度地减少错误，优化时间，并减少任何项目中的猜测和工作量。

这些新的数据驱动工具通过为建筑师和城市规划师提供基于数据分析的见解和建议、增强他们的直觉和决策过程来帮助他们。 例如，机器学习算法可用于跟踪和预测行人交通或预测建筑物运行所需的能量。 借助生成式设计等概念，可以将参数化设计和 AI 结合起来处理建筑师输入的数据，从而生成多种高性能设计方案。 建筑师可以微调他们喜欢的设计选项，以确保在满足社区需求的同时最大限度地利用空间，同时减少对环境的影响。

考虑到所有这些，Autodesk 强大的基于云的场地规划软件 Spacemaker 可帮助建筑师和城市设计师应对早期设计紧凑型城市的挑战。 该工具计算一块土地的最佳密度。 可以轻松地测试项目选项的可行性。 高级分析可帮助建筑师做出明智的早期决策，以针对自然光、景观、声学和许多其他决定性因素优化他们的设计。 同时，这使他们更容易更全面地了解这些因素如何相互影响。 例如，如果立面升高成为隔音屏障，这将如何影响邻近街区的景观？ 会不会在院子里造成阴影？ 会不会有任何负面的风影响？

每个 Spacemaker 分析的目标都是改善人们在更密集城市中的生活方式。 例如，微气候分析可帮助建筑师优化室外空间的热舒适度，以最大限度地利用全年。 在人们住得很近的紧凑型城市中，更多、更好和更环保的公共区域变得更加重要。 居民需要良好的公共空间来满足、锻炼或只是与他们的社区闲逛，这会鼓励一种归属感——所有这些都会促进居民的身心健康。 微气候分析也是解决城市热岛效应的一个有价值的新工具。 随着越来越多的城市与热浪的影响作斗争，建筑师和城市规划师现在的任务是寻找缓解策略，让我们的城市保持凉爽。

由于 Spacemaker 是一个基于云的平台，参与规划和设计过程的每个参与者都可以随时随地访问同一个 3D 模型。 这有助于提高透明度和信任度，同时也有助于开发商、建筑师、承包商和市政当局协同工作，在现有城市和新城区之间建立更多的一致性——这是一项复杂的任务。

Mei 建筑师和规划师在荷兰的一个城市项目中正是面临着这一挑战，该项目在一个复杂的市中心地点增加了一个巨大的新体量。 需要解决居民的担忧，例如遮蔽，该团队使用易于理解的可视化效果，不仅可以进行交流，还可以为他们的设计解决方案赢得支持和热情。

在另一个项目中使用 Spacemaker，该团队能够改进新结构在现场的定位并测试其影响，以确保公共空间全年都处于良好状态。 正如 Grim 解释的那样，“使用 Spacemaker，我们可以研究如何保持更高密度的好处，以建造大量住房、大量的地面项目组合和一个热闹的社区，同时，拥有一个良好的掌握生活条件。”

在不断发展的建筑和城市设计领域，Spacemaker 等基于数据的人工智能工具使设计专业人员能够更轻松地应对当前和未来的复杂挑战——从气候变化的影响到我们城市的快速增长和密集化。 因此，城市化可以被视为一种机遇，健康、紧凑的城市可以成为提高其中居民生活质量的捷径。