时间:2023-03-21 17:12:26
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为解决模型的问题,构建统一的工程信息模型是一个有效的方法,建筑结构设计的信息包含了工程的物理模型、模型的边界的条件、模型管理等很多方面的信息,物理模型包括了构件信息、截面信息、节点情况以及很多截面信息等,管理信息主要有不同构件的的关系以及模型与模型之间的关系等。建筑工程信息的管理性和一致性都比较好,相对而言可以更好的建立工程数据源,实现不同构件之间信息的共享,实现模型的全局共享,对建筑结构设计的模型自动转化的实现具有十分重要的意义。图1为建筑就该信息转化的基本流程,建筑结构设计包括结构设计以及施工图设计等,实现建筑结构模型的转化基本流程是:首先要提前结构设计信息,构件建筑结构设计的一些基本模型;然后对已经分析好的模型通过接口导出,对结构模型提取、分析、计算;接着将分析好模型通过接口导入结构设计构件模型,实现施工图设计;最后对设计好的结构模型进行工程量的计算,从经济学角度控制工程造价。通过件PKPM和CAD之间的转化解释模型转化的程序,当今结构设计中,软件PKPM应用较为广泛,其作为一个国产软件,相对国际上的软件易学而起比较好上手,但CAD和PKPM能够实现转换一直是工程师关系的问题,首先打开PKPM,选中AutoCAD平面图向建筑模型转化,导入的内容有轴网、梁、柱、剪力墙以及各种尺寸和标注,而要进行转化的则有梁、柱、剪力墙以及轴网,进入建筑模型与荷载输入,对各种模型进行修改。
2建筑设计模型转化为结构设计模型
在建筑工程中二维图形应用较多,设计人员主要进行结构图和施工图的设计,采用图元识别方法获取建筑轴网及定位墙、柱等,采用IFC文件导出,基于结构的设计模型和孔壁的实体的对结构墙体进行描述。材料相关和实体相关能够建造墙体定义的多材料模型,基于识别材料实体实现本构模型的建立,除了实体墙如此建立之外,结构也可以用这种方法定义。
3结构设计模型转化为结构分析模型
结构设计完成之后就要进行结构分析,国际上常用的结构析软件结构一般采用的都是公开数据的模型格式,这样方法将国产简化了很多,但这种转化的前提是基于不同分析软件之间,而不是实现设计模型到分析模型的转化。为此,需要遍历结构设计模型,利用软件导出结构构件信息写入模型文件;然后定义模型的约束条件以及荷载的情况;然后把设计结果导出到数据库;最后将构件配筋信息及其结构构件建立相对比较完整结构施工图的设计模型。
4建筑结构施工图的设计模型转化
为工程算量模型由施工图设计形成结构施工图设计模式,包括工程模型中的所有计算的信息量算工程量直接的数据源的模式,国内计数的当前应用的三维图形软件的数量尚未实现,现在的国际金融公司(IFC)等国际标准进行数据交换的支持,实现模型数据转换功能只能通过开发了一个专用接口。基于更广泛的取样的国内应用广联达钢筋软件,XML映射模型的结构模型的方式进入施工图设计的工程计算该模型的量来实现的。元语言定义了XML语言提供的XML模式的机制,可以通过文档类型定义有两种方法来定义和模型模板用于XML模式定义。可以以替代方式的文档类型定义文件的方式相比,由于元语言的具有XML文档法律的一致性、可扩展性、灵活的出来数据等优点,所以利用现替代文档类型方式定义XML文档类型的模型模板。
5结论与展望
关键词:建筑工程;电气自动化;自动化;施工管理
电气自动化作为自动化技术领域中的一大重点分支,包含着较为繁琐的工作内容以及较为庞大的施工运行体制。实际电气自动化施工工程的建设工作也包含着较为广泛的实际内容,主要包含配电系统、照明系统、动力系统、弱电系统、保护系统、防雷接地六大系统的实际建设工作。就此而言,如此庞大的系统性工程施工如若想要保证其施工工程中工作运行的稳定性以及科学性,对其进行施工管理工作就存在着相应的价值。但现如今,我国在建筑工程电气自动化的相关施工工作中施工管理工作的建设现状并不十分完善,在实际施工过程中依旧存在着施工管理的缺失以及施工管理体系建设不完善的现状,就此来看在建筑工程电气自动化相关施工工作中进行工程管理有效性的相关研究就具有着一定的积极价值。
一、我国建筑施工中电气自动化施工管理现状分析
就我国当前多数建筑工程的实际施工现状来看,实际工程管理工作中存在着普遍性的缺失。其中,管理体制建设以及管理工作内涵缺失作为我国建筑工程中的实际现状,具有着较高的研究价值。就其缺失现状来看,我国建筑工程中存在的相关缺失现状主要体现在以下两个方面。现就其实际缺失内容,浅析我国建筑工程电气自动化施工管理建设工作的主要重点内容。1.缺乏完善健全的管理体制。由于电气自动化相关施工工程在我国建筑施工单位中具有着工作强度大、工作内容丰富以及实际施工工作覆盖面较广的特点,在电气自动化相关施工工程中进行施工管理就需要对电气自动化相关工程施工领域的各个细节进行覆盖。这一施工方式就与传统的建筑工程施工方式存在着较大的区别,管理工作的实际职能也与传统建筑工程施工管理的职能存在着较大的差异性。就此看来,传统的工程施工管理工作在管理内容上以及管理机制的构建方面都需要得到相应的加强。然而就我国建筑工程电气自动化工程施工管理的现状来看,多数施工工程的管理者都没有对管理体制的构建做到较为深化的认识,实际管理机制的构建依旧进行着与传统管理体制的构建模式完全相同的方式进行。这就使得我国建筑工程在电气自动化相关施工工作中表现出了较为不完善的实际管理体制,管理工作的实际内涵出现了目的与实际不符的现状。管理体制的完善性对管理工作的实际进行具有着较为高度的促进作用,进行较为完善的实际管理体制建设也能直接提升我国电气自动化相关建筑施工工程的质量提升,并直接提高电气自动化相关建筑工程的品质以及效率。就此看来,缺乏健全的电气工程自动化相关建筑工程管理体制作为我国建筑施工工程中较为严重的缺失,需要得到相关革新。2.缺乏正确的管理方法。由于电气自动化相关建筑工程在管理机制以及管理模式上均与传统的建筑施工工程存在着较为明显的差异性,因而在实际管理方法上也存在着相应的差异性。因建筑工程电气自动化工程的工程量较多,且涉及面广等特点,这使得电气自动化工程施工管理需要负责的内容较多。为了保证施工管理充分发挥作用,通常在具体执行施工管理之前根据建筑工程实际情况及电气自动化施工特点及要求,合理规划设计施工管理方案,选用适合的管理方法,以便在电气自动化施工中有计划的、有序的执行施工管理。但就我国建筑工程电气自动化相关施工工程的管理现状来看,管理的方法以及实际内容与传统建筑工程依旧存在着较大的相似度。这在提升了实际管理机制的效率同时却忽视了电气自动化相关建筑工程与传统建筑工程之间的体制差异,进而在实际管理工作上存在着重点管理方向缺失的问题。相关管理者在实际管理工作进行之前,往往忽视了对实际管理机制覆盖面的实际考察,在实际管理方法上也一味采用着较为固定的管理内容与管理手段,这在电气自动化相关施工工程的实际进行中往往只能降低施工工程的有效性,并降低管理机制发挥的实际效力,进而导致后续电气自动化施工中按照方案所实施的施工管理方法不尽人意,使施工管理效果不佳,不利于保证电气自动化工程质量。
二、优化建筑工程电气自动化的施工管理相关有效措施分析
由于现阶段我国在建筑工程相关电气自动化施工工程中依旧存在着较多方面的缺失,既制约了我国建筑施工领域的实际发展,同时对我国电气自动化相关领域的施工工程存在着管理工作相关的实际制约性,因而就我国建筑工程领域的实际发展前景而言,对建筑工程相关电气自动化施工管理进行优化革新具有着较大的积极意义与研究价值。为保证我国建筑工程相关电气自动化施工工作的高效性,笔者建议从以下方面开展相关优化工作。1.做好电气自动化相关施工工作的准备工作。良好的准备工作在一定意义上来讲能够为后续施工工作提供有效的管理工作的相关帮助。因此为提升我国建筑工程相关电气自动化施工管理,对电气自动化相关施工工程进行施工工作准备阶段的监督提升具有着良好的应用价值。首先,应当做好施工工程的前期准备。由于电气自动化相关施工工程能够有效在后续施工工作中对管理的实际内容进行优化与简化。电气自动化相关施工工作由于其存在着较为广泛的涉及内容,因而在准备阶段如果没有对实际设计内容进行较为良好的优化,实际施工工作没有了相应依据则会导致因设计施工不合理而返工或施工工作不达标而引发建筑施工的质量问题。而相应质量问题的变数一旦产生,就会对传统的建筑施工电气自动化相关工作的管理问题造成影响。其次,应保证设备选型的科学性。由于建筑工程中电气自动化相关施工工程的实际内容较为丰富,在设备的使用方面也存在着相应的广泛需求,因而就建筑施工的实际内涵来看,想要保证工程管理工作的科学性,在设备选型方面同样应加强相应重视型号、规格不同的电气设备的性能和标准,进而对采购的电气设备进行质量检查、功能测试、使用分析,进而根据不同设备的相应质量来满足对于施工工作的具体要求。2.电气工程自动化施工管理。在实际施工管理的直接提升方面,需要管理者对以下两方面进行管理工作的革新加强。首先,需要监督工作人员加强做好日常的监督检查工作。在工程施工过程中就需要结合建筑工程实际情况及电气自动化施工要求,规范化、合理化地实施施工质量管理,可以有效控制电气自动化施工工艺,避免质量隐患遗留。加强施工管理的实际规范性,不仅能够促进工程施工相关工作人员提升自我防范意识,在实际施工管理工作中加强对管理工作的重视程度,且就其施工管理的工作内容来看需要使施工人员端正态度,并就实际管理职能来完善其管理的相关体系,做到建筑工程电气自动化相关施工的科学性与完善性。
作者:黄炎 单位:中国二十二冶集团有限公司
参考文献:
[1]彭公俊.现代建筑中电气自动化的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2016(9):3884.
[2]陈红燕.电气自动化施工项目管理研究[J].建筑工程技术与设计,2015(17):1500.
数字动画技术是基于数字技术生成的动画艺术系统。数字动画的互动性以及特有的虚拟现实性使得动画成为一种典型的数字艺术形式。数字动画的创作所具有的特点和优势使得各个领域中展现了一片新的光彩。
1.现代化的设计方式
设计师的思维能够利用动画技术来加以呈现。例如,在大型的建筑项目设计中,首先就应该对建筑的功能进行平面设计,包括建筑的剖面以及立面等,再使用数字动画技术对建筑的内部、外部、视觉效果等进行设计,以实现建筑的构思。在动画制作的过程中,其实也就是设计者思维的一种实际体现,以直观的动画方式,方便于设计者创作和构思,这就建立了现代化的建筑方式。
2.良好的展示平台
数字动画技术直观的反映了建筑空间的整体效果,体现了建筑内部空间和外部环境,对建筑中的各个功能设计联系加以明确,为设计师的设计提供了基础。通过数字动画技术应用到建筑设计中建立了灵活、方便的建筑设计以及平台。
3.现代化的营销模式的建立
在销售建筑的过程中,传统的销售是以制作大型建筑沙盘模型展示给客户看的,但是这种销售模式的成本较高,而且占据的空间也很大。相比之下,建筑动画可以真实的模拟建筑环境,从动画中体会到建筑的空间环境,推动客户快速做出决定。建筑动画其实也是一种广告的形式,能够以电视和网络的形式进行宣传。数字动画技术尽管通过3Dstudio软件完成以上功能,但是还应该掌握其关键技术:第一,在三维动画建模时,有的物体的形状较为特色,需要钻孔、削边等处理,这样就要对这些物体进行粘贴和做交集运算。因为使用的CAD软件中是由点组成线和线组成面的,在运算交集时,就会可能出现切割失败等问题。因此,在建模时就要特别重视刀子和切割物体的位置。第二,材质的制作和选择。3DS给予了丰富的材质库,不过在具体的配色中还要对一些具体的颜色进行额外的制作。在选择材质时,要从物体的透明性上来选择,不然就会导致着色后会看得清楚里面物体的轮廓,影响效果。第三,动画的编辑。对于已经生成的动画片,应该把动画分解成一张张的图片,在图像处理软件中对这些图片进行编辑和修改。反之,也可以把图片合成动画片段。第四,画中画的实现:为了实现动画中的一些动作,就要从不同的角度进行观察。可以在同一个屏幕上显示多个画面。例如,在设置场面时使用投影机再配合文字说明把动画投影到模建筑模型表面,实现画中画的效果。
二、数字动画对建筑设计的意义
实现建筑动画是数字动画技术的一个表现方向,即建筑三维动画。通过使用动画虚拟数码技术结合电影的方式,根据房地产的建筑、园林等设计图纸把建筑的外观和室内的结构等今后建成的场景提前展示给人们看,拓宽了人们的事业,而且能提前享受美好的家园生活。通过数字动画技术实现建筑设计的动画化,以全方位的镜头观察,逼真的展现了建筑整体的形象,能够拍到相机所不能拍到的镜头,把设计者的思想和艺术形象展现出来。建筑设计中利用动画技术时可视化的建筑设计是一种重要的表现手段。通过建筑物动画,在其设计的最初阶段就能够通过可视和动态的方式来展示建筑物的地理环境、外貌、附属设施等,让人们提前感受这美妙的情境。因此,数字动画技术也已经成为了建筑设计方案的效果展示、投标以及论证的有力工具,在建设设计业、房地产等利于有着良好的应用前景。而由数字动画技术制作的建筑物三维动画画面,压缩比高,能够以真彩色和大幅面细腻的展现出建筑物的造型和内部效果、材料质感、光照环境等等。几乎可以“以假乱真”。
市场类型是多种多样的,随着商品经济的发展,市场上的各种局面越来越丰富多彩。建筑设计市场作为一个持续发展且与人民生活紧密联系的地产市场,凭借着其高含量的技术不断增值。传统的建筑设计通常都是通过平面和静态效果图展现的。而数字动画技术的应用则使得建筑设计以三维图动画的形态立体和动态的表现了建筑设计。同平面设计相比,建筑动画有了更多的时间和空间概念。不仅仅是基于平面设计法则,更多的是依据艺术的规律拓展了更广阔的表现天地。建筑动画能够从多个角度反映设计师的设计理念,让人有身临其境的感觉,在建筑动画艺术氛围中实现观众和设计者的心灵上的共鸣。对于那么还没有实现甚至是没有准备的项目,客户能够提前领略到精彩实施后的结果。当今,通过多媒体传播的数字时代,数字动画技术在建筑设计中的应用效果是平面建筑设计无法比拟的。作为一个新兴的艺术技术,数字动画技术对建筑设计市场发展具有重要的意义。
三、数字动画技术建筑设计中的实际应用
1.制作模型建筑
一般使用AutoCAD来制作建筑模型,首先要把不同的图层进行分离,然后绘制建筑的平面文件,再把结果导入到3DSMAX的软件中去,在经过挤压以及放样等处理后建立建筑的三维模型,最后进行整合成为完整的场景。在模型的制作过程中还要对灯光加以布置,灯光的布置要能够使得亮度均匀,而且要去除阴影,去掉动态的光线反射,减少环境因素对于建筑的影响,以提供清晰明亮的建筑整体效果。
2.动画设置
在完成建筑的模型的制作后,就可以到动画模型的制作中。在不同的关键帧中使用变形、位移等工具实现爬模模型的建立。单个建筑模型的动画制作要规范,要和实际的施工情况相符合,而且多个模型动画要保持位置准确,根据先后顺序排列。在摄像机动画制作之前,应该先了解摄像机体现的重点,提前设计好摄像机的路线、镜头的拉伸和移动等等,表现动画的主题。在制作摄像机动画时,切不可出现抖动和镜头中断的现象,要进行自然地过渡。图四是某建筑动画的静帧效果图。
3.动画输出
在建筑动画设计中的输出动画阶段其实际就是摄像机拍摄的视图进行渲染的过程。建筑的最终效果图是展现建筑成果的方式,同虚拟现实技术相比,渲染技术的更为的精细,而且还能够对建筑的最终结果进行再现,更具有真实感。在渲染前要对建设好的模型进行环境的温完善和布置,调整相关的参数,实现渲染的最佳效果。对于建筑动画的输出,可从以下几个方面进行。
光源:在建筑动画设计的光源问题上要根据不同的场景以及建筑的角度选择不同角度的光源,并且对光源的位置加以调整,以达到光源位置的最佳设置。
材质:在选择建筑的材质时可通过设置坐标的方法,对建筑环境的光源、透明度、折射等的参数加以设置,给予建筑材质纹理。在这个过程中,设置的材质也可以利用修改工具进行后期的修改或者调整。
视点和相机:在数字动画设计和渲染的过程中,为了提高展示的效果,利于设计师进行修改以及相关人员的观察,在制作和渲染动画的过程中,可设置动画的观察角度,进行综合考虑,在最佳的地点设置视点,提出要渲染的建筑主体,通过关注环境场景和整体的效果来为最后的动画效果典型构图基础。
配景:完成建筑的渲染图后,要加入一些配景,诸如人、车辆以及标志牌等等,以更好的达到逼真的效果。数字动画技术软件中的配景图片可以根据实际的比例进行缩放,插入到渲染图中去,实现仿真效果。
四、结论
论文摘要:从办学思路、教材设置、师资结构等方面讨论了目前高校建筑环境与设备工程专业中出现的问题和应改革的内容;结合中南大学建筑环境与设备工程专业教学实践,提出了明确办学思路、强调专业特色、加强实践环节等方面的专业教学体系改革的思路。
科学技术是第一生产力,是推动社会进步的巨大动力。人是从事科学技术的主体,因此当今社会的竞争就是人才的竞争。而人才核心竞争力的培养,主要来源于大学教育。为了适应社会的发展,教育部在上世纪末对大学很多专业都进行了调整,包括建筑环境与设备专业。建筑环境与设备工程专业是根据教育部1998年颁布的全国普通高等学校本科专业目录,将“供热通风与空调工程”和“燃气工程”两专业合并,调整、拓宽组建而成的新专业[1]。该专业以培养从事工业与民用建筑室内环境及建筑设备、公共设施、建筑热能供应系统的设计和建筑自动化与能源管理工作的人才为目标。这次调整,不是简单的合并,而是产生了一个面向21世纪新的专业学科。近年来,该专业如雨后春笋般在全国范围91所各类众多高校中涌现出来,问题也随之凸现。笔者认为有必要进行深入的、切实可行的教学改革。
一、主要凸现的问题
(一)办学思路不清晰
虽然很多学校秉承了“厚基础、宽口径”的办学思想,在教学内容上增加了建筑环境、建筑热能供应以及建筑自动化等方面的知识,并把建筑环境学列为了专业的平台,搭建了新的本科专业的框架体系。但是“厚而宽”不是“大而全”。知识口径的拓宽不是各种知识的堆积和罗列。专业的办学首先要服从于所在大学的办学思路,即学校的定位。一般院校和重点院校不同,创新型大学与研究型大学和综合型大学也不同。如果全国九十一所建筑环境与设备专业的教学体系都参照某一两个名牌大学的教学体系,那么这样的后果是显而易见的:一,专业建设没有或者散失了原有专业的特色;二,专业培养出来的人才也没有特色。
(二)教材建设的质量不容乐观
目前围绕建筑环境与设备专业的教材种类繁多,质量参差不一。教材是教学内容的具体体现,教学体系中的教材应该具有知识的系统性、延续性和完整性。而不是各个知识块之间简单的粘贴或移动的关系。以《暖通空调》为例,集结了原来供热、供燃气及通风空调工程专业的主要专业课:《空气调节》、《工业通风》以及《供热工程》的主要内容。剔出了三门课管网输配的交叉部分,而另设了一门课:《流体输配管网》。但就这两门课程的教材来看,共同的缺点是把原来空调、通风和供热三门课的三个系统简单地归类总结,系统总结有余,阐述不足。使得在具体教学过程中,出现老师觉得不好讲,学生不易接受的情况。
(三)配套的师资队伍结构有待改善
由于建筑环境与设备专业由原来的暖通空调专业或燃气专业演变而来,因此师资基本上是暖通空调或燃气专业的。但是专业的领域已经扩充到建筑室内环境、建筑设备、公用设备和智能建筑等方面。专业的内涵已经由原来的设备或系统扩充到既包括设备、系统,也包括智能建筑。其中的弱势部分是智能建筑。因为智能建筑技术也是一门交叉学科,而大部分搞自动控制的人才是自动化专业、电气工程及其自动化专业或计算机专业的人员。对智能建筑、智能化系统及设备缺乏全面的了解和掌握,缺乏建筑结构、建筑设备、供热空调等方面的专业知识和理解。另一方面,搞设备的人才又缺少对建筑自动化、BAS功能科学要求的理解,缺少有效的上层控制管理逻辑与算法。两方面人才又缺少“接口”,从而制约了智能建筑技术的发展[2]。因此合理搭配师资,在教学安排方面与其它专业知识交叉融合,才能培养出新时代的建筑环境与设备复合型人才。
二、改革的内容
(一)明确办学思路,办出专业特色[3]
明确办学思路是确定专业人才培养目标和教学体系的前提和基础。是以科研人才为主,还是以工程技术人员为主,不仅与专业本身的内涵有关,更重要的是与专业所在大学的性质有关。这样才能形成专业建设和发展的良性竞争。办学思路还与专业特色有着密切联系。专业特色与专业在多年的建设发展过程中的教学和科研历史有关,如有的学校在暖通空调的系统工程方面是强项,而有的学校在制冷空调设备的研究与开发方面是强项。那么在培养人才方面,这些特色就应该很好的继承和发挥,在课程设置和训练中要体现出来。
(二)稳固基础知识,拓宽专业口径
建筑环境与设备专业是一门跨学科的工科专业,学生基础知识应包括数理方面、工程热物理方面、流体机械方面、建筑热物理方面和自动化控制的知识。只有牢固的基础知识, 学生才能深刻地理解专业课程,拓宽本专业的服务领域。当然,正如前面强调的,专业办学的前提是要继承和发扬本专业的特色。这些基础知识本身就是属于很多领域,要与专业在建设和发展过程中的特色结合起来,构造和稳固所必需的专业基础知识。
专业知识的拓宽,是构架新时代建筑环境与设备专业教学体系的重要部分。专业教学体系不仅仅局限于暖通空调,或是供热供燃气,或是把这两方面的课程全部笼统地包括进去,或是把建筑环境、公用设备和智能建筑方面的知识硬塞进去。在专业学时有限的条件下,很有可能会造成各种知识的七拼八凑。因此,要有侧重点地把某些方面作为原本专业特色的延伸和发展,切忌一口吃成一个胖子的思想,盲目地贪大。
(三)编制优秀的教材,配备合理的师资队伍
正如前面所说,由于原有专业教学体系架构的割断和组合,使得最近几年采用的教材在编制上都有这样或那样的问题,因此在教材的建设方面还必需投入更多的精力。而选用合适的优秀教材的基础正是现在的教学体系的完善,必需从根本上理解和制定本专业的教学体系和知识模块。
师资的知识结构要分布合理,除了保留原来专业特色的知识结构以外,还要补充新的知识,如智能建筑和建筑环境方面的知识结构。师资的梯队建设也很重要。教学梯队的形成有利于知识传授的传承和不断更新。每个专业知识模块,也就是我们所说的课群下面,形成以教授为龙头,教授副教授主讲,青年教师为重要组成的教学梯队。
三、我校建筑环境与设备专业教学体系改革的几点思路
中南大学建筑环境与设备工程专业主要源于长沙铁道学院的制冷空调学科。长沙铁道学院从上世纪70年代起,就开展了制冷空调及冷藏运输方面的研究工作, 1985年在机车车辆系成立制冷空调教研室,并开始招收制冷空调专业专科学生; 1989年开始招收供热通风与空调专业本科学生; 1998年根据教育部文件调整为建筑环境与设备专业。因此,在二十多年的建设中,形成了制冷与暖调、系统与设备并重的特色。我专业在调整后修订了教学计划,增加了供燃气、建筑环境和建筑自动化方面的知识模块,保留了原来的制冷方面的知识模块,包括有制冷原理、制冷压缩机和铁路车辆制冷、制冷装置自动化等课程。 转贴于
目前已拟定完2008级新的教学体系和教学计划,主要的思路有如下几点。
(一)明确办学思路,与学校的定位一致。
我专业隶属于以本科生、研究生教育为主的高层次综合性大学——中南大学,学校的定位是立足湖南,面向全国,放眼世界,努力建设国内一流、国际上有重要影响的高水平、综合性、研究型、创新型大学[4]。因此,我专业的办学思路是以创新素质教育为核心,坚持全面发展的人才培养标准,面向社会主义市场经济的人才需求,培养出具有实践能力、创新能力,既懂技术又懂管理的复合型人才。
(二)继承和发扬专业特色,整合知识架构。
充分利用能源知识的平台。从2008年开始本专业与同属能源科学与工程学院的热能专业进行能源与动力大类招生,使学生在低年级的时候的基础知识面广,起到“厚基础、宽口径”的作用。
继续保留专业的特色之一:制冷模块。从毕业生就业的反馈来看,用人单位对既懂制冷,又懂暖通,既了解系统,又了解设备的人才非常欢迎。
加强暖通和建筑环境的优势。把空调、供热、通风和建筑环境的节能、环保、热舒适与空气品质结合起来,也是当前时展的需求。
减弱供燃气和燃烧模块。从本系教师多年从事的科研工作来看,燃气和燃烧模块并没有形成特色,因此可以适当减少其份额,作为选修课程开设。
加强智能建筑模块。智能建筑是楼宇发展的重要方向。本系在制冷和空调系统的自动化控制方面有着多年的研究和实 践经验。可以在此基础上进一步扩充相关领域的知识内容。
(四)加强实践环节,培养创新人才
实践环节包括实习、课程设计和毕业设计。实践环节应受到更多的重视。既保证实践环节的“量”,又要保证实践环节的“质”。即:实践环节的课时量必需严格保证,同时要求学生在实践环节动手、动脑,培养其综合运用所学知识和创新能力。
毕业设计从选题开始抓起,选题来源于教师的科研课题或工程实际,具有很强的实际意义和理论研究价值,有利于培养学生的综合能力。
严格把握好实践环节的考核。本系在近两年所有的专业实践环节考核中都涵盖有答辩部分的考核,既锻炼了学生的胆量、自信和表达能力,又能很客观地反映实际的情况。
参考文献
[1]肖勇全,李岱森.建筑环境与设备工程专业[J].高等建筑教育,2002, (2).
[2]刘春蕾,赵三元,海.智能建筑相关专业课程体系建设研究[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版), 2004, (4).
关键词:智能化 建筑 计算机 科学 技术
中图分类号:TS958文献标识码: A
目前,已经有越来越多计算机科学技术运用于现代建筑的通信连接方面,科学、合理的分布监控系统、安全防范系统等,已在智能化建筑中应用,使建筑各个系统之间进行有效协调。 在设备和功能方面形成整体智能化的特性,则就是智能化建筑的体现。1 建筑电气工程的智能化设备
建筑智能化系统主要是经由建筑物里面分散装置的远程处理机和中央处理设备等来实现,以总线桥来实现信息的通信和交换,包括输出设备、系统输入设备和系统设备三种,根据智能化设备的构造方式可分为以下的几种:中央处理设备,其主要包括的是显示屏、中央电脑、数字化仪、操作键盘和打印机组成;远程处理机,一般都采用 TA6711 以及 TA6585 两种型号的远程处理设备,这两种设备和接收处理设备的功能差不多是相同的,能够实现对建筑物的数据通信和实时监控,远程处理机也能经过总线桥直接的连到 M7 的中央系统之中,变成二级控制的独用系统;总线桥是主要用在二级操控系统通信的处理器之中,共有八条通信的线路,每一条通信的线路能够连到起码三十个地区的控制器;测量元件和控制键,不一样型号的测量元件在湿度传感器、流量传感器、压差传感器和温度传感器等方面是不一样的,控制键主要包括的是三通阀、二通阀和继电器。
2 智能化建筑
2.1 智能建筑自动化系统的应用
一座智能化建筑,其设备数量、设备本身自动化程度以及这些设备智能化的管理系统,组成了设备自动化系统。 这些设备包括用于监控整个设备状态的中央监控系统,给建筑内提供水、电、气以及智能照明、智能空调、智能门禁系统、防火防盗系统、影像监控系统、电梯等,同时也包括这些设备正常运营管理系统,以实现根据不同的客户进行差异化的调控和科学管理,为客户提供一个舒适(温度、湿度、空气净化等)、便捷、节能、安全的环境。 智能化建筑系统及其子系统是一个开放的系统,并备有符合标准的通信协议接口,为系统不断升级兼容创造了条件。 这个庞大的系统包括几个子系统,具有几个基本的功能。
(1)科技应用安全监控功能。 计算机应用技术在建筑安全监控设备方面可以同其他的安全设备联动使用,比如门禁系统,当发现有人非正常进入建筑物内部时,系统就会发出警示,提醒安保人员到现场处理等。当然对重要部位的监控警示, 可以直接与 110 报警系统联动。
(2)消防灭火报警监控功能。 现在智能型建筑都有烟火探测传感器以及自动喷水装置,也就是当烟火探测传感器探测到“烟火”指标超过一定程度时,就自动将信息传给控制中心(包括位置、烟火指标等信息),并自动进行报警,必要时还会开启自动喷淋阀门(消防栓),进行自动灭火。 当然这里还有一些系统会联动,比如事故照明电源等监视系统、逃生系统(应急疏散指示路标和路灯开启帮助被困人员离开现场)。
(3)实施集中监控功能。 公共设施是关系到整个建筑的安全问题,其中一些设备包括:A.配电中心的变压器、配电箱、公共设施照明电源、电梯电源、锅炉房电源、水泵电源等设施进行必要的监控;B.对给水系统、排水系统和卫生系统的设备也要进行有效的监控;C. 取暖、通风和空调等设备运行状况的有效监控;D.对电梯的运行情况、锅炉的运行状况以及公用饮水设备的运行状况进行有效的监控;E.对出入停车场或车库的车辆人员自动管理系统运行情况的监控。
2.2 多系统集成化建筑的结构
集成化建筑结构由多个系统组成,结构平台作为系统的总管理端, 负责整个建筑系统的信息收集和处理,对计算机技术应用中处理的结构之间应有控制和决策方式。 运用计算机科学技术将建筑物智能化进行系统设计展现出科技应有的特征,对总体的设计结构综合信息管理,形成有效的建筑系统之间信息的协调工作。 对建筑的方案设计和分布计算技术应用系统做出软件方面的支持,使其能够灵活地在计算机技术应用方面作出合理的分布使用。 在智能化建筑中计算机系统中对技术的运用应协调配合,实现共同的功能分配需要。
2.3 计算机技术系统管理智能化建筑
智能化建筑中存在组织模式上的差异,早期的数据应用技术已经不符合现代化建设的需求,要求更新数据库的组织信息形式,保障信息资源结构的完善性。 运用计算机科学技术设计出符合智能化建筑的特征,进行总体的信息系统管理和协调。 根据计算机应用技术系统管理对数据和程序之间起到相互调节作用,用对等关系将智能化建筑中各方面内容结合。
3 系统集成化模型管理的应用
3.1 系统集成技术原理
(1)协议转换器解决了网络匹配问题 ,可以任意把新系统集成到原有的系统中。(2)为解决软件开发与硬件厂商的矛盾 ,也就是软件操作系统和设备控制系统的矛盾,OPC 标准应运而生,可以完成系统的集成,而且可以进行软、硬件数据读取和录入,并且使各个设备互联互通,提高了系统的开放度和可互操作性。
3.2 智能化建筑的关键技术
说到智能化建筑的关键技术离不开数据通信技术、计算机技术、图像处理显示技术以及自动化控制技术。
3.3 多系统集成化模型管理应用
对于每个智能化建筑的多系统集成模型都存在一定的差异,也就是信息的组织模式都或多或少地存在着差异。 我们将集成平台分为三层分平台:首先就是数据通信,做到互通,也就是标准接口和子系统之间的任务交换;第二层就是分析控制;第三层就是协助决策层。 接下来就是各个子系统,各个子系统是实现集成平台和整日模型的一个重要环节。按照智能化建筑 5A 组成要求,共有包括数据通信设备、保安监控、办公、通讯联络以及火灾隐患应急预警自动操系统接口在内的五大自动化系统接接口类型,并通过集成平台实现各个子系统之间文件、程序、数据信息的调用以及对等交换。
4 计算机技术与通讯监控系统的应用
(1) 现场监控单元系统。 简单地说就是起到上情下达,下情上传的作用,以达到智能化调节现场环境的目的。(2)区域性监控中心系统。 “区域性的监控中心”就是一个中转站,是一个进入智能化、远程化的起始点。 它是通过接口接收到控制单元传来的信息,依据标准条件设置数据,对当前信息进行甄别,并对数据进项保存、统计、分析,然后将结果反馈给集中化监控中心。(3)集中化监控中心系统。 集中监控中心通过相同的访问来获取相应的区域监控中心反馈数据信息,其形式以文本、图像或声音等进行人机交互,将监控实际对象状态信息和紧急数据真实反映出来,并对分析各种参数进行保存。 由另一个访问接口将分析结果反馈给区域监控中心,来发出控制指令,以实现控制目标的所有设备,并根据需求生成各种报告存档。 集中监控中心系统的建设来促进整个监控系统的集中控制管理,并实现智能建筑控制中心实现自动化操作、管理和控制,以改善所有设备的可靠性和安全性,全面促进智能建筑自动化和集成的水平和程度。(4)计算机技术监控终端。 要完成计算机技术在智能建筑通信监视应用程序任务,自然离不开先进的监控终端设备,这些监控终端设备包括智能开关、显示屏、电源以及包括温度计、湿度计在内的环境监测设备、温度、湿度控制设备―――空调、通风设备以及控制设备等监控终端。
5 结束语
综上所述,在智能化建筑中能够将各种智能的系统有机的整合,能够在一个监控平台对全局建筑进行掌控, 将建筑内的信息汇集在一起,展现建筑的智能化优点。随着我国经济的快速发展以及国力的增强, 为城市化的建设起着关键的推进作用, 为智能建筑的发展建设作出重要的保障。
参考文献
程卫东,博士、副教授,毕业于清华大学精密仪器及机械专业。多年从事信息化系统集成等方面的研究开发及管理工作,拥有发明专利一项,在核心期刊发表专业论文多篇。现工作于北京交通大学机电学院。
曾参加编写:北京市地方标准DB11/146-2002《建筑智能化工程检测验收规范》;国家标准GB/T 20299.1-2006《建筑及居住区数字化技术应用》第1部分:系统通用要求;国家标准GB/T 20299.2-2006《建筑及居住区数字化技术应用》第2部分:检测验收。
记者:多年来,您一直从事信息化系统集成方面的研究、开发及管理工作。作为这一领域内的专家,请您为我们谈谈目前国内信息化系统集成的发展现状?目前在发展过程中还存在着哪些亟待解决问题?
程教授:信息化过程中的系统集成,就是将各个分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,使资源达到充分共享,实现集中、高效、便利的管理。系统集成应采用功能集成、网络集成、软件界面集成等多种集成技术。系统集成实现的关键在于解决系统之间的互连和互操作性问题,它是一个多厂商、多协议和面向各种应用的体系结构。这需要解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与子系统、建筑环境、施工配合、组织管理和人员配备相关的一切面向集成的问题。
建筑及居住区数字化应用系统正在向着开放性和规范化的方向发展。采用开放系统规范,构成一体化集成的系统,为工程设计、工程实施、系统配置、物业管理、运营及增值服务构筑一个通用的系统平台,是建筑和居住区数字化建设的一项重要任务。
开放的建筑与社区数字化应用系统的基础是公开的、通用的、标准的控制网络通信协议。参照国际上广泛采用的、有众多制造商支持的控制网络通信协议,制定建筑与居住区数字化应用系统的规范和标准,对指导城市和社区数字化建设具有十分重要的意义。
建筑与居住区数字化应用系统应采用标准的通信协议,使用各厂商符合标准的可互操作的产品,采用符合标准的网络管理工具,进行网络设计、安装和启动,采用功能分散化的设计,为建筑及居住区设备监控和物业管理构建一体化的应用平台。
正是为了解决系统集成发展中的亟待解决的统一标准问题,《建筑及居住区数字化技术应用》国家标准的制定和,是建筑及居住区数字化应用领域的一件大事。该标准涵盖了建筑及居住区数字技术应用领域的各个方面,包括控制网络通信协议、产品设计、系统构建、检测验收和物业管理实施等方面。是目前国内该行业内覆盖面最全的一个国家标准。
记者:社区数字化工程由数字化系统集成、计算机网络和通讯网络三个系统和所属九个子系统以及四个相关技术设施等组成,体系庞大且结构复杂。《建筑及居住区数字化技术应用》国家标准在制定过程中,对于保证系统的稳定性和兼容性是如何考虑的?
程教授:《建筑及居住区数字化技术应用》国家标准首先给出了建筑及居住区数字化的明确定义,即以信息技术为核心,通过建筑及住宅社区信息的数字化和网络化以及管理服务规范化,实现建筑物及住宅社区内部及外部之间的各类信息与资源的交换与共享,并是将来数字城市的基本构成单元。《建筑及居住区数字化技术应用》国家标准按照内容划分,分为四个部分:系统通用要求、检测与验收、物业管理和控制网络通信协议应用要求。标准涉及的内容多,体系庞大且结构复杂。
系统通用要求部分规定了建筑及居住区数字化技术应用平台的构成及功能、技术要求,适用于建筑及居住区数字化技术应用系统平台的设计和实施,也作为建筑及居住区选择数字化技术系统配置的依据。
检测验收部分规定了建筑及居住区数字化技术应用的检测内容、方法和验收要求,适用于对建筑及居住区数字化技术应用系统的功能与质量的检测。物业管理部分规定了管理服务规范化。
控制网络通信协议应用要求部分规定了建筑及居住区控制网络系统的管理、通信协议、控制网络的安全性、控制网络的开放性、控制网络的可互操作性、控制网络设备的要求及设备对象分类描述应用。
在标准的体系结构上,各个子系统分开编写,各自规定功能及技术要求,在基础系统集成章节、家用电子系统章节、控制网络通信协议应用要求部分有关于互通互联互操作的规定,可以保证系统的稳定性和兼容性,使整个平台是一个协调的整体。
记者:在本次数字化国标的编制过程中,您参与了包括第二部分:“检测验收”在内的编写工作。在您看来在数字化技术应用系统的检测验收过程中有哪些方面是值得注意的?
另据了解,在此之前您也参与编写了北京市地方标准《建筑智能化工程检测验收规范》的工作。同为检测验收方面的标准,智能化与数字化标准在检测验收过程中的侧重点有哪些差异?
程教授:检测验收过程中在下列方面是值得注意的:首先,本标准编制的目的是为了规范和指导建筑及居住区数字化建设,提高工程设计和施工的质量,维护消费者利益。
其次,本标准是面向建筑和居住区的数字化技术应用服务,规范建立包括通信系统、信息系统、监控系统的数字化技术应用平台。
再次,信息安全是指为防止内部或外部、人为或非人为、意外事故或恶意攻击对信息基础设施、应用服务系统和信息内容的破坏而进行的安全保护。信息安全工作应贯穿于信息系统整个生命周期,因此本标准将信息安全作为内容列入是非常必要的。
此外,本标准中的消防、信息安全和安全保密要求符合国家相关法规及标准规定。
两者的差异和侧重点在于:数字化国标编制组紧紧按照“标准编制要具有一定的先进性、科学性,加强示范工程的结合,确保标准的实用性和可操作性”、“积极采用国际标准和国外先进标准”等六项编制原则及其他相关管理要求,在充分利用北京市地方标准DB11/146-2002《建筑及住宅小区智能化工程检测验收规范》已有成果基础上,结合示范工程应用需求,在“信息网络平台与其他应用服务系统”、“家用电子系统”、“IC卡应用”、“信息安全”等方面作了重要研究与补充;同时,系统研究了相关国际标准,合理采用符合我国国情的技术要求。
记者:在目前的基础系统集成领域BACnet与Lonworks作为两个重要的开放标准,请您为我们介绍一下二者在功能与特点上有何差异?用户在选择技术时应该主要从哪些方面进行考虑?
程教授:在建筑自动化系统市场上,有很多种开放系统技术,每种都有自己的优点。在目前智能建筑领域,应用较多的开放系统技术有BACnet标准和LonWorks技术等。在建筑自动化开放系统中,它们各自发挥着各自的长处,既为竞争对手,又是合作伙伴;它们各自扬长避短,共同促进建筑自动化开放系统的集成技术发展;两个不同的开放系统集成在一个计算机网络中。
用户在选择技术时,应该考虑以下主要技术要求:
1. 系统的开放性。
2. 互可操作性与互用性,互可操作性,是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通,可实行点对点,一点对多点的数字通信。
3. 现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成,仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能,并可随时诊断设备的运行状态。
4. 系统结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完成自动控制的基本功能,使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。
5. 对现场环境的适应性。
记者:如今网络化已经取代以处理器或服务器为中心的集成方式,从而成为系统集成新的发展方向。请您给大家谈谈网络化的系统集成在数字化国标中是如何体现的?
程教授:系统集成的技术发展变化很快,作为国家标准,没有直接规定建成什么样的具体集成系统,而是在技术合理性,技术的可扩展性,互联互通互操作上,提出了具体的技术要求。
集成系统工程的实施以满足用户需求的设计方案进行,体现了系统集成“按需集成”的思想,集成系统的实施和验收应依据建筑物的功能需求、用户的使用需求和投资规模的实际情况进行。
记者:作为信息化系统集成领域的专家,您认为用户在选择信息化系统集成商时,如何从市场上众多的系统集成商中挑选出符合自己要求的供应商,主要应该从哪些方面进行把握?
程教授:挑选符合要求集成商,我想有以下几个方面需要考虑:
一是资质问题,必须取得国家主管部门颁发的相关资质;
二是价格问题,选择适合自己项目的系统品质和合理的价格;
三是以往工程业绩,承建单位应在业界具有相当的成功业绩;
四是在同行中有良好的声誉。
总之,资质高的大公司不一定适合你,小公司不是都没有实力,根据项目情况综合衡量。
记者:最后请您为我们展望一下《建筑及居住区数字化技术应用》国家标准的制定对于国内信息化系统集成领域的发展趋势会产生怎样的影响?
[关键词] 建环专业;教学团队;建设
一、教学团队的含义与发展
团队(Workteams)是由少数技能互补,愿意为了共同的目的、业绩目标和方法而承担责任的人们组成的的群体。它作为一个学术概念最初来源于企业管理,团队管理被认为是企业成功的基本保障。把团队引入教育领域以后出现了教学团队的概念。教学团队比较典型的定义是“由一个专业或某一课程的教师组成的,以提高教学质量为目标而相互协作、共同承担责任的教师群体。”
美国在上世纪50年代中期开始在中小学推行团队教学,70年代以后在高校应用团队教学,目前美国的大中小学中存在80%左右实施某种形式的团队教学。我国高校在上世纪90年代后期才开始进行教学团队实验。2007年国务院、教育部、财政部先后出台了国发(2007)14号文件、教高(2007)1号文件和2文件,全面实施高等学校本科教学质量与教学改革工程(简称“质量工程”),明确提出“加强本科教学团队建设,重点遴选和建设一批教学质量高、结构合理的教学团队,建立有效的团队合作机制,推动教学内容和方法改革和研究,促进教学研讨和教学经验交流,开发教学资源,推进教学工作的老中青相结合,发扬传、帮、带的作用,加强青年教师培养。”同年教育部在全国选出100个国家级教学团队,并成为全国教学团队建设的范例。
下文对本校省品牌专业-建环专业教学团队的设置特色、专业特色、创新性改革措施、资源建设与网络教学等特色内容分别进行总结,以供其他高校教学团队建设借鉴。
二、建环专业教学团队的建设内容与特色
建环专业是1998年教育部将原供热通风与空调工程专业和燃气工程专业(简称“暖通专业”)经调整拓宽组建而成的新专业,它主要培养从事燃气工程、供热工程、通风空调工程等方面的设计、施工、运行管理等方面的高级复合型人才。目前,全国已有140余所高校设置了建环专业,每年培养专业技术人才过万人。本校建环专业是湖北省高校中最早开办建环专业的学校。生源地涉及全国20多个省、自治区和直辖市。建环专业教学团队从1985年组建以来,经过创始、稳定发展与快速发展三个阶段20多年的建设和发展,拥有了一个特色鲜明的优秀教学队伍。
(一)教学团队的设置特色
1.团队成员高学历、高层次,知识与年龄结构合理。团队由14人组成,其中教授4人、副教授5人、讲师3人;具有博士学位的4人(博士后1人)、1位教师正在攻读博士学位,硕士学位的7人;硕士生导师6人。团队成员中,50岁以上4人、40岁以上5人、35~40岁4人、35岁以下1人,老中青配置合理,年龄结构优化,是可持续发展的教学团队。
2.以品牌专业建设为契机,全面发展,打造精品教学团队。经过团队成员多年不懈的共同努力,目前团队具有了良好的发展平台。2008年“建筑环境与设备工程专业”被评为省级品牌专业,2009年“建筑设备实验教学示范中心”被评为省级教学实验示范中心,2009年建筑自动化课程被评为省级精品课程,2009年“建筑环境与设备工程专业课程体系改革的研究”与“土建类人才培养的立体化教学模式研究与实践”均获省教改立项。另外,还有关于专业发展定位与人才培养模式、专业课程教学、双语教学等方面的研究获校教研立项。这些教研项目既有对专业发展进行全面的宏观研究,也有就某门专业课程的教学进行微观的教改研究,还有对实验等实践教学环节进行的教研。它们既相对独立,又相互促进,是全面建设“建筑环境与设备工程专业”省级品牌专业的重要内容。
3.分工协作、优势互补、充分发挥团队优势。本专业开设专业基础课、专业方向课与专业选修课共35门。团队12名专业教师均承担1门及以上专业主干课程与2至3门专业选修课程的理论课堂教学,每门专业主干课程都由2个及以上教师组成课程教学小组共同负责。
除实验外本专业共完成42周实践教学,其中36周是专业实习、设计由专业教师负责指导完成。团队12名专业教师每年均要承担毕业实习与毕业设计的工作,每人指导6至8名学生,毕业设计1生1题,选题由设计指导小组把关;认识实习和生产实习主要由中青年教师承担,分小组指导,集中答辩与评定成绩;课程设计由任课教师组织课程教学小组集中对学生进行设计指导、答疑与成绩评定。
课程实验由任课教师与专职实验员共同指导,实验分组进行。课外开放与创新实验以学生为主体,申请相关教师课外指导。
以上教学工作安排充分发挥了分工协作、优势互补的团队优势,取得了很好的教学效果。
4.教研结合,以研促教,教研并重。根据教学需要,目前本专业已经形成了三个教学科研团队:团队A主要研究本专业课程体系如何适应科学技术的发展、市场经济的需求;团队B主要研究学生工程能力与创新意识的培养:团队c主要研究供热空调系统与建筑智能化的有机结合,扩展专业范围,适应智能建筑的发展。
在科研方面,各个团队都有自己的研究方向与特色。团队十分重视科研转化教学工作,同时也积极鼓励学生参与到科研课题中来,培养学生创新思维和实践动手能力。
5.立足教书育人,开放办系,服务社会。团队紧紧抓住“以学生为本”的教育宗旨,以培养本专业工程应用型人才为目标,结合当前复合型人才培养模式和社会需求,开放办系。鼓励教师积极参加专业教研与科研等会议、专业教学与技能等培训,并给予经费支持。每年毕业设计都定期邀请知名专家来我校为师生作专题讲座。另外,本系是“湖北省土木建筑学会暖通空调专业委员会”和“武汉土木建筑学会暖通空调专业委员会”的挂靠单位,依托这个资源优势,本系在社会上有一定的影响力,在学生落实实习单位与教师开展对外技术服务方面都有一定的优势。
在服务社会方面,要抓住两型社会对环境与节能的永恒需求这个契机,充分利用本专业节能环保的专业知识优势,通过“产、学、研”结合,使本专业人才能更好地服务于社会,将知识转化为生产力,创造价值,通过进一步的建设,使团队形成自己的特色,为学生服务,为社会服务。
(二)教学团队的专业特色
1.结合专业的技术发展和社会需要开展科学研究。本团队成员在暖通空调系统节能、建筑节能、泵与风机的节能应用研究、平衡阀的应用研究、智能控制、暖通空调CFD、室内空气品质、蓄能技术应用、地源热泵、太阳能除湿空调、制冷系统的匹配等领域开展了深入的理论与应用研究,取得了一批有价值的科研成果,既服务了两型社会的建设需要,同时也丰富了课堂教学内容。
2.实习方式的改革和教学体系改革是本专业教学改革的
两个主要方面。暖通专业“顶岗实习”实施方式及效果研究曾获原冶金部教改成果二等奖。几年来仍在不断探索和改进学生的专业实习方式。关于本专业的教学体系改革,不断完善培养方案、编制实践性教学环节体系,结合自身优势开设了暖通空调新进展、冷热源工程、热泵及应用、智能建筑概论、暖通空调工程设计方法与系统分析、小型制冷设备的组装与维修、蓄能空调技术等多门特色专业选修课。另外在大一、大二年级实行了专业导师制度,对学生进入大学后如何有效的学习和做好未来的职业规划进行引导,培养学生对本专业浓厚的学习兴趣,建立师生沟通的良好渠道。
(三)教学团队的创新性改革措施
本校建环专业历来重视教学改革研究,倡导用正确的理论指导教学实践。教学改革是一个渐进的过程,经过团队成员多年的实践探索,及时总结有关经验,参与相关教研课题工作,取得了些阶段性教学成果,得到了几点切实可行的创新性改革措施。
1.依据社会发展和市场需要,提出了地方高校建环专业发展定位与人才培养模式的新要求。社会的发展对建筑环境与设备专业的人才提出新了的要求。“以人为本,舒适、便捷、安全、健康、环保、节能”的思想已成为本专业的核心理念。而高校要发展,专业要适应社会需求,就必须及时掌握社会发展需求与专业设置和教育模式之间的差距。通过调查研究,并根据我校的办学优势和地方特点,探讨本校建环专业学科的发展定位是主要培养从事燃气工程、供热工程、通风空调工程等方面的设计、施工、运行管理等方面的高级应用型人才,能适应其专业服务面广、跨行业特色的需要。面对新的形势,应对专业教学体系与人才培养目标进行及时的调整,配置适应市场要求的课程体系和教学内容,真正体现教育面向社会经济发展、服务于市场经济建设的精神。
2.改革教学体系,加强实践环节的教学投入,突出应用型人才的培养特色。加强实践环节的教学投入,实践环节的教学主要是通过做设计、实验或论文培养学生发现问题的能力,综合运用所学知识分析问题、解决问题,培养实际动手能力。
团队主要通过三方面的措施来加强实践环节的教学投入。首先,优化实践教学队伍。选派认真负责、实践经验丰富的教师指导实习与设计实践教学:专业任课教师与专任实验教师共同指导课程实验;科研能力强的教师指导学生的创新实践等。其次,灵活安排实践教学时间。根据本专业特点,把4周的生产实习调整到第七学期前4周,便于学生充分暑假进行实习,一方面夏季更容易找到实习工地,另一方面,可以满足学生与实习单位要求实习时间延长的实际需求。由于毕业就业找工作与考研的冲击,毕业设计可提前布置给学生,以便能保证设计时间与质量。通过几年的实施,取得满意的效果。最后,尽可能地加大实践经费的投入,以保证实践效果。比如向实习单位争取报销学生的交通费与适量的实习补足等。
3.设置特色课程,培养知识面宽的专业人才,满足市场需求。经济建设的发展和科学技术的进步使得节约能源已成为建筑设备管理十分紧迫的任务。建筑设备的能效管理必然成为今后的一大热点领域和重要市场。所以计划增设中央空调系统运行管理和物业设施管理等方砸相关选修课程。
另一方面,原暖通专业的教授内容主要是建筑物单纯的供热和空调,缺少建筑物内热、湿、声、光及空气质量等方面的综合考虑,尤其对创造人工建筑环境对生活和生产质量的影响的重要性认识不足,因此应对建筑环境学、建筑环境测试技术等课程的内容进行重新调整,并充分重视建筑设备动化与智能建筑等课程在专业教学中的作用。
另外,随着经济的全球化发展需要,应强化学生的英语与计算机应用能力,计划多开些双语课程。
(四)教学团队的资源建设与网络教学
1.网站与多媒体课件建设。为了充分发挥计算机和网络通信技术在专业教学中的重要作用,本教学团队十分注重专业信息平台和网络环境的建设,建立了网络化的教学和管理信息平台,实现网上辅助教学和网络化、智能化管理。在资源建设与网络教学方面主要做了许多工作。团队购买了一批专业课动画索材,自行开发了一批多媒体课件,目前本专业所有主干课程均采用了多媒体课件辅助教学,教学效果很好,深受学生的欢迎。先后建设了建筑自动化省级精品课程网,建筑智能化教学网http://hvac.省略/,建筑设备实验教学示范中心网http://jzsblab.wust.省略/,专业基础课教师博客http://zhou3.woku.eom/,QQ答疑与师生交流群等。
2.教材建设。教材是体现大学教学内容和教学方法的知识载体,是进行教学的基本工具,也是深化教育教学改革,全面推进素质教育,培养创新人才的重要保证。本团队教师注重教材,近几年主编、参编教材《建筑自动化》、《建筑安装工程概预算与运行管理》、《室内污染控制与洁净技术》、《制冷装置管理技术》、《热泵技术与应用》、《燃气供应工程》、《自动控制原理与CAI教程》、《制冷技术与装置》以及《建筑环境学》等9部,这些教材的编写、出版和使用对教学效果的提高起到了很好的保障作用。
3.实践教学资源建设。本专业的教学非常注重理论与实践的结合,注重学生实践能力与工程能力的培养。本专业设有开放实验室,大学生科技创新基地,实验教学示范中心等,为培养学生动手能力,科研能力,创新能力等提供了较好的平台,学生积极参加各种科技竞赛活动,取得了一些可喜的成果。
经过近20年的发展,已形成了比较稳定的实习基地,学生的金工实习、认识实习、生产实习以及毕业实习均有比较固定的地点,建有8个校外实习基地,4个签订实习协议单位,2个校内实习基地,实习基地为学生各类实习提供了很好的保障。另外,本专业同湖北省内多家设计院建立了长期稳定的合作关系,定期与不定期邀请一些工程设计专家到校举办学术和技术讲座,开拓师生的视野,深受师生欢迎。
关键词:智能建筑标准及设计规范
智能建筑最近几年在我国发展很快。许多公共设施、高层建筑、住宅小区都已智能化。任何新事物从出现到认识都有个过程,一旦被人们认识了,很快就会引起一股热潮,当热过了头的就要适当冷一下,要去重新认识一下,否则会热过了头就会生病,智能建筑也一样。
1. 我国智能建筑概况
我国90年代就建成了不少智能建筑,但据资料介绍及实践接触的情况,已建成的智能建筑有70%以上运行不正常,至今真正达到并运行正常的智能建筑标准的确实为数不多。造成投资浪费现象惊人。国家已经发现了再这样下去会造成更大的浪费,因此成立了智能建筑专家委员会,开始着手编制有关标准与设计规定。
智能建筑运行不正常,可分为以下几种情况:一些系统处于停运状态;一些仍在运行,但只能进行显示与人为手动控制。。达到自动运行及实现经济效益的工程简直寥寥无几。
造成大量智能建筑不能正常运行的原因是多方面的,有对智能建筑定义认识不正确,有设计不合理的原因,有验收程序不规范及培训工作不完善的原因,有供货商的售后服务问题(产品质量与维修费用高问题,或者产品已更新换代无法匹配问题)及产品功能设计缺陷原因,有施工单位施工工艺粗糙的原因,有期物业企业服务技术含量偏低的原因,有使用人素质偏低不会使用等等原因。
只有在近几年来人们注意了对供货商或商资质的审查,并对设计、调试、验收、培训及后期服务在合同中都作了明确规定之后,情况才有好转。需要进行认真分析,总结经验,不断改进。
由于人们对智能建筑的定义认识不足,加上一些开发商的不切实际的宣传,以及智能系统后期运行的等等现况,就会对智能建筑产生误解,这不仅有损于智能建筑,也对智能建筑运行发挥的经济效益与社会效益形成负面的作用。
2. 智能建筑标准的制定
智能建筑中正常投运率低,造成投资与能源的大量浪费,己引起政府有关部门的重视,专门成立了智能化系统工程设计专家工作委员会,该委员会作为建设部勘筹设计司的顾问,参谋和助手,协助设计司开展工作,其中一项任务是协助政府制定有关标准、规范与行业法规。
市场经济情况下能化建筑标准如何制订,制订出来以后又如何去执行,这是一个新问题。有些专家建议标准按建筑面积制定,有些专家建议按行业划分来制定,有些专家建议按地区划分来制定,这些都需要去论证,但作为一个政府部门制定出来的标准规范,就要能在全国建筑范围内都适用。笔者人为其主要原因是大家对智能建筑及其标准的制定理解与认识上差异较大。所以智能化建筑标准的制定如何适应市场经济的发展应该引起标准制定者的高度重视。
3. 智能化建筑设计规范的制定
设计规范在设计中起到法律的作用,国家制定的设计规范实际上就是建设单位与设计单位必须遵守的法规。安全性在智能化建筑中的位置是非常重要的,没有安全性,舒适性和使用性都无法保证。安全性包括人身安全与设备安全。智能化建筑人员集中,设备昂贵,安全性就尤为重要,所以智能化建筑必须严格遵守设计规范,所以大家都希望智能化建筑的设计规范早日制定。但仔细分析一下智能化建筑的设计规范如何制定,制定出来又如何执行都存在不少问题。就这个问题曾经咨询过国内制定电气专业有关设计规范编制的专家学者,他们介绍,设计规范一般都按专业制定,它要求各种类型的建筑物都要遵守,国外还没有类似的智能化建筑的设计规范供参考。
对建筑其他专业来讲,国家已经颁布了许多规范,如电气、消防、计算机、接地等专业的规范,智能建筑物的设计首先必须要遵守上述规范,否则就会给建设工作造成混乱。当然智能化建筑是一门技术先进的新的学科,在现有国家规范与法规不能满足智能建筑的要求的情况下,然后再进行补充或修订,认真论证,再制定一套科学可行的智能建筑设计规范。
4. 针对智能建筑目前现状建议采取的措施
4.1客观独立的市场需求分析是智能建筑建设的首要前提
不同的客户、不同的建筑物就有不同的需求。比如在普通工薪阶层的安居房或拆迁安置房中,大量应用千兆网络布线就是一处不必要的浪费,因为客户暂时没有这种需求。所以了解客户需求,是有效进行智能建筑建设的首要前提。
目前在上海、深圳等城市工程建设的环节中,由专业顾问公司进行需求分析。顾问公司通过编制技术规格书规定系统技术性能,对产品选择和实施方案具有否决权但对产品不具备推荐权。。
在合理的工程实施架构里,顾问、设计的角色与承建商、集成商的角色一定要分开。如果设计和施工由同一家公司完成,就有可能引起方案偏向乙方和在工程实施中产生偏向乙方和工程变更。从而很难产生有利于客户的需求分析,容易引起“求高、求全”的浪费。
4.2 严谨、合理的方案设计是智能建筑建设的关键
方案设计必须以需求分析为首要依据,必须针对建筑的具体要求作出符合该建筑物要求的的方案。现实中,设计初期业主以至建筑师基本不考虑或很少考虑智能系统的要求。因此,建筑师和各专业工程师之间必须要紧密配合,才可能创造出完美的智能建筑作品。假设建筑师和不同专业的工程师分别来自不同的公司,实践证明其配合是非常困难的。所以,建设部专门发文,要求主体设计单位对智能建筑系统的设计总体负责。所谓“总体负责”,其实就是设计总承包的概念。业主、设计、监理、施工等建设各方都应该认识到:总体设计是整个工程建设的龙头,马虎不得。
“以客户需求为依据,按照实际需求进行集成”是一种务实的、正确的智能建筑设计技术思想。作为设计人员,应该认识到:技术最终是为用户服务的,而不能让用户屈从于技术。
4.3弱电承包商的选择是智能建筑建设的重点
目前智能建筑的工程管理并没有形成一个公认的模式,但就效率最高、效果最好而言应是弱电总承包这种模式。如果业主将弱电系统划分成若干个子系统分包,就要求业主具备很强的智能建筑方面的专业知识和施工管理的经验。而目前的情况是,一般单位的业主对弱电工程缺乏较深的了解,即使是一些大单位,对新兴的建筑智能化方面的知识仍有欠缺,这就难免造成对弱电系统的管理力不从心。负责的人员费了很大的心血但效果不好,巨大的投资不能收到相应的回报。因此,业主单个系统分包的这种办法要求业主方面有很强的技术能力和工程管理能力,而这又是目前实际情况很难达到的。
由弱电总承包商对整个弱电系统进行统一管理,这符合国际上专业化的趋势。弱电总承包商是专业从事建筑智能化工作的,他们会不断跟踪新技术,力求把事情做到尽善尽美。。
4.4完善的售后服务、培训工作、物业管理是智能建筑正常运行的基本保障
在实践工作中,经常发现弱电总承包商简单应付的培训后,拿了钱就找不到人,或者找到人以设备免保期结束为由不派人维修,再加上物业服务企业或管理人员频繁更换造成使用维护无法连续,以致现在大多的智能建筑不智能。笔者建议我们政府的主管部门及开发商要在工程合同中的售后服务予以更多细节的捆绑,如免保无条件终身合理有偿维修,要让更多施工单位与供货商负起更多的社会责任。
5.结束语
现在国内智能化建筑选用的设备大部分都从国外进口。但近几年来我国计算机系统技术水平与产品质量提高的也非常快,造价比国外同类系统低很多。有些公司与大专院校也开发出国产的楼字自动化系统,但由于敏感元件、执行机构、阀门与变送器等没有形成配套开发与生产,给国产建筑自动化系统的推广与应用造成较大影响,希望能引起政府有关部门与专家工作委员会的足够重视,并给予大胆而必要的扶持,为楼宇智能化系统早日实现国产化生产以及智能建筑“智能化”作出应有的贡献。
【参考文献】
[1]段文凯. 弱电总包工程项目管理实践及思索.智能建筑,2000,10 .
[2]曾建国. 科学有序地进行建筑智能化建设.智能建筑技术文集2000版 .
关键词:中央空调,节能,变频
0.引言
能源的利用情况标志着一个国家科技进步的水平。在我国大力推广节能产品,禁止使用耗能过大的设备,提高能源的利用率,以缩短与世界先进国家的差距,为中国的现代建设提供能源的保证。在中央空调使用中,它的耗能量是很大的,约占整个供电部门供电量的40%左右。例如一家建筑面积为8万多平方米综合性的大型医院,有门诊大楼1栋,住院大楼2栋,中央空调系统有800 kW冷却主机3台,冷冻水泵机组有93 kW电机4台,冷却水泵机组有93 kW电机4台,通过对冷冻水泵机组和冷却水泵机组的变频节能的改造使用11个月,节约电费41.5万元,为中央空调的节能,创造了有益的经验。现将其系统组成、设计、实现方法作一介绍。论文格式。
1.中央空调变频节能的原理系统组成
中央空调进行变频节能系统,需要硬件及软件技术的组合,利用矢量控制手段将动态过程相应补偿,恒转矩调压、瞬流干扰负向抑制技术综合使用。变频调速技术产生的新产品,通过同步跟踪,调压、调相、调节频率、瞬流抑制于一体,具有:
(1)恒转矩的条件下调节控制电压,限制电流,使电机负载处于最适当、最小、最省电力的电压和电流运行状态;
(2)矢量控制和模糊逻辑控制的优化调频技术,具有最先进通用变频器的全部功能;
(3)由微机采样跟踪,实现功率因数动态补偿;
(4)瞬流干扰抑制技术,过滤瞬流波动减小其所造成的损失和干扰。
正是由于这些优势,使中央空调变频节能有实施的理论依据和进行控制的可行性。其主要应考虑的因素有:
1)在中央空调设计时为保证在天气温度最高的情况下能满足要求,所以按最大的负荷设计并有15%左右的富裕量,而平时使用时并不能达到满负荷,所以存在较大的裕度,其中主机常常可以根据负载变化自动加载,卸载,而水泵的流量却不能随主机匹配调节,存在很大浪费;
2)系统的流量压力必须靠截流阀和旁路阀调节来完成,因此不可避免存在较大截流损失和消耗大流量高压力主机,以及低流量小温差的现象。论文格式。不仅大量浪费电能,而且还可能造成空调冷暖不适的情形,同时对系统设备带来不利的影响;
3)电机起动电流为额定值的5倍左右。电机在如此大的电流冲击下,进行频繁的起停,对电机、接触器触点、空气形状触点带来电弧冲击,同时也会给电网带来一定的有害冲击。同时起动时带来的机械冲击和停止时的承重现象也会给机械传动、轴承、阀门等带来疲劳损伤。
4)变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势,因此这不仅能有效改良现代空调系统的工艺不足,还能大幅降低能耗节省运行成本。因此,在中央空调系统中安装变频控制系统并设置闭环自动调节,使节能效果更好。
2.中央空调变频系统设计的依据
在我国的南方地区周围,每年空调开的时间大约8个月左右。这样一年之中,中央空调系统中的冷却泵机组和冷冻水泵机组都在固定的大流量下工作。另外由于季节、昼夜和用户负荷的变化,实际上空调负载在绝大部分时间内比设计负载低很多可由建筑物的实测得到热负载变化率的情况。这样,就可以决定水泵流量和压力的最大(100%)设计负载,这样相比,一年中负载率在50%以下的时间占全部运行时间的50%以上,一般冷冻水设计温差为5 ~7℃,冷却水的设计温差为4~6℃,在系统流量固定的情况下,全年绝大部分运行时间温差仅为1~3℃,即在温差低、流量大的情况下工作,增加了管路系统的能量损失,浪费了水泵运行的输送能量。一般空调水泵的耗电量占空调系统耗电的20~30%。因此,节约水泵在低负载时系统供水输出能量具有很重要的意义,所以随负荷而改变水流量的空调水泵系统就显示出巨大的优越性,而得到越来越广泛的重视及应用。采用变频器调节泵的转速可以很方便地调节水的流量,其节能率通常可达35% ~ 50%左右
3.中央空调变频系统的设计
变频系统只涉及冷冻水机组和冷却水机组的变频调节控制。
3.1 冷冻水系统
它的水温取决于蒸发器的设定值,回水温度取决于蒸发器接收的热量,中央空调冷冻水出的温度与冷冻水的回水温度设计最大温差为5℃(出水为8℃,回水为13℃)。论文格式。现采用在蒸发器的出水管和回水管上装有检测温度的变送器。再与PID温度调节器、PLC和变频器组成闭环控制系统,通过冷冻水的温差来控制,使冷冻水泵机组的转速相应于热负载的变化而变化,当第一台电机已达到工频时,还达不到要求时就可起动第二台电机,工频运行,然后调控第一台电机。这样不断调整控制,使其达到
最佳的效果。
3.2 冷却水系统
降低水的温度取决于冷却塔的工作状态,我们只需控制高温冷却水的温度(冷凝器出水口)即可控制温差。现采用温度变送器,PID调节器,PLC变频器组成的闭环控制系统,冷凝器出水温度控制在T2(例如38℃),使冷却水泵的转速相应于热负载的变化而变化。同样,当第一台电机已达到工频时,还达不到要求时,就可起动第二台电机实行工频运行,然后调控第一台电机,使之达最佳的状态。
4.系统的特点及效果
变频节能系统由于采用闭环控制,电机按需要设定温度,使设备容量随时间季节变化,热负荷通过转速调节能在满足要求的前提下最大限度的节能,并减少对电网的冲击。由于本系统加入了各种保护措施,使安全可靠性大大提高。
本系统进行变频节能改造后,一直稳定连续运行,累计运行了11个月以电机容量90 kW为例,计算其变频节能效益。
(1)冷冻水泵变频节能效益
实际耗电量5298×4 = 211920kW;变频后平均功率211920/5839 = 363kW;
节电率(1-36.9/90)×100% = 59.7%节约费用(90×5839- 211920)×0.78 =244660元;
(2)冷却水泵变频节能效益
实际耗电量3452×40 = 138080 kWh;变频后平均功率138080/3968 = 34.8kW;
节电率(1-34.8/90)×100% = 61.3%;节约费用(90×3968 - 138080)×0.78 =170 851元,两项节约费用共计415.511元。由此可见,采用此系统为用户节约了成本,提高了效益,取得较好的社会收益。
5.结论
本文分析了所设计的中央空调节能系统的原理,设计方法和经济效益。由于此系统节能效果显著,不少酒店大厦中央空调的物业管理部门都十分关注,并不断的加入节能的改造行列,所以前景十分好。因此会产生较大的影响,为节能做出贡献。
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