时间:2023-08-24 17:02:09
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关键词:高职教育 建筑智能化工程技术 校园跟岗
一、学院对建筑智能化工程技术人才培养的思路与举措
高职院校的人才培养以岗位实践能力培养为主线。在人才培养方案中,必须注重课程技能性、实践性和职业性的内容。笔者学院于2012年在电子工程系开设建筑智能化工程技术专业,每年招生80人。专业发展紧跟东莞智慧城市建设步伐,对接智能楼宇管理师职业标准,重点培养符合智能楼宇、智能工厂和大型社区智能设备维护和管理需要的建筑智能化行业高素质技术技能人才。建筑智能化工程技术专业涉及学科多、应用技术广和产品繁杂,对实践教学环节要求很高。学院为此专业建设了电子技能实训室、电工实训室、单片机实训室、组态技术实训室、PLC实训室等电子工程系各专业共享的基础实验实训室。专业实训室的规划建设获得学院全面支持,建筑智能化综合实训室获2014年中央财政第四批现代职业教育质量提升计划专项资金资助160万,建筑智能化工程实训室获2013年东莞市财政资助263万。专业实训室实现建筑智能化各子系统的独立性、联动性、开放性和综合性系统应用,满足实践教学、职业训导、应用开发、培训与职业技能鉴定一体化需求。在教学团队建设方面,教师结构合理,“双师型”或“双师素质”教师比例适中,专任教师有6人,副高职称1人、中级职称5人,兼职教师有3人,具有智能楼宇管理师二级职业资格7人、智能楼宇管理师三级职业资格2人,皆获智能楼宇管理师(三级)考评资格。
虽然专业的各项教学条件能满足培养学生专业领域实际工作基本能力和基本技能的需求,但是要全面提高学生的职业素质,仅完成课堂上的教学内容并不够,达不到学生满意就业、企业满意用人的目的。校外跟岗实习是促进学生职业技能和职业素质提高的一种行之有效的途径。然而,随着社会经济的快速发展,企业迫切需要大批掌握本专业技术应用的技能型人才,不再欢迎没有掌握专业关键技能的实习生或技术不熟练的毕业生。为了更好地满足校外跟岗实习企业的要求,让学生的知识和能力更好地与岗位相适应,让学生顺利地开展校外跟岗实习以及学生在毕业后能更快地适应工作岗位,笔者学院在建筑智能化工程技术专业人才培养方案中设置在校园跟岗工作的新课程,在与专业相适应的职业环境中进行实训教学,让学生学习解决实际问题。
二、课程建设与实践
1.校园资源整合
建筑智能化工程技术专业涉及的学科领域较多,也受地域和资源等的限制,与专业对口并能全面让学生体现建筑智能化工程技术工作岗位的企业并不多,能够接收非毕业班的学生以低门槛的要求进行有偿报酬跟岗实习的企业更加少之又少。幸运的是建筑智能化工程技g与校园内日常工作和生活联系紧密,而笔者学院是一所新建的现代化、信息化院校,具有面积大、类型多、智能化水平高的特点,涉及建筑、电气自动控制、通信网络、安防、消防等方面,建筑智能化工程技术专业相关知识和技能在校园内的应用比比皆是。结合学院自身发展的优势,通过优化整合学校资源,拓宽实践条件的建设渠道,最大限度地实现资源共享,多方联合组建成利益共同体,为建筑智能化工程技术专业学生在校园内搭建工学结合的学习平台,营造真实的职业环境。
2.课程设置
校园跟岗课程侧重共性职业技能,理论以够用为度,要求学生在校内相关部门跟岗,跟岗的部门包括后勤管理处、产业中心、教育技术中心、保卫处、实训中心、电子工程系等。学生在第二个学期进行分组分岗位,在第三个学期开展课程(见表1),工作任务包括建筑、电气、通信网络、安防、消防等系统的检测、维护和管理(见表2)。根据各部门的实际需要按时间上岗工作,共需完成52学时,实现上岗即上课、上课即上岗。任课老师由专业老师和跟岗部门的指导老师组成,跟岗部门的指导老师为所在部门的职员,主要负责工作任务的规划和分配,以及按工作时间对学生进行考勤。专业老师主要负责按学生的工作时间表进行检查监督,与学生交流、总结。课程考核由专业老师和跟岗部门的指导老师共同对学生进行评价,通过考核者即修满此门课程的学分。
3.课程实践
校园跟岗课程融合了技能性、实践性和职业性,在校内相关部门分时间分任务进行跟岗。在后勤管理处、产业中心,由于学生不具备电工上岗证,不能安排现场作业,主要负责全校建筑的水电运行监测与控制以及建筑失修情况记录、协助工程项目管理,如工程图绘制、招投标文件管理、现场施工检查等。在教育技术中心,学生主要负责全校多媒体教学设备、网络、固定电话等的维护和管理,对基本的设备或线路突发问题进行检修等。在保卫处,学生主要负责全校的门禁、视频监控、防盗报警、校园广播系统的维护和管理,协助校园安保人员调取录像资料,对基本的设备或线路突发问题进行检修等。在实训中心和电子工程系,学生主要负责实训室和实训耗材管理,对基本的实训设备故障进行检修等。
在课程开展的过程中,学生、专业老师、跟岗部门指导老师三方共同完成校园跟岗课程检查登记表,如表3所示,重点记录工作过程中相应专业问题、学生及部门反馈的问题等,对一些典型的现场问题附上照片和相关过程记录资料。要求学生针对实习情况填写相应专业问题的认识和收获,老师及时批阅。专业老师在这些过程资料的基础上整理出《建筑智能化校园跟岗指导书》,指导书分三个部分:熟悉环境、融入岗位,熟悉业务、提升技能,熟悉岗位、探索经管,为课程提供指导、规范、借鉴参考,让学生互动沟通。
校园跟岗课程以培养学生的职业素养为目的,改变传统课程过于注重知识传授的倾向,强调学生形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成价值观的过程。课程中所分配的工作任务难度适中,学生能较快地掌握基本工作技能。专业老师全程指导学生的校园跟岗过程,帮助学生使用专业理论联系实际,加强专业技能和理论知识学习,使知识系统获编排更新,提高工作的积极性。专业老师全面深入指导,学生在不同岗位会遇到不同困难,师生共同总结问题,共同讨论解决方案,处理问题的能力、突发事件应变能力获得提升。学生不仅在专业技能上获得提高,而且在专业综合素质和职业可持续发展上奠定基础。
三、存在的问题及思考
校园跟岗课程的人才培养质量和学习能力目标明确,注重理论联系实际,取得了一定的教学效果。但课程的建设时间较短,在过程管理和质量监测方面还不完善。能力较强的学生对重复性劳动容易感到厌倦,需建立科学的管理和指导方法,如拟以技术方向分为若干模块,让学生主动去发现和解决问题。保障体系还有待完善,需要解决岗位定选、岗位轮换机制和各跟岗部门的反馈不及时等问题。
问:我身边有不少朋友认为,只吃牛奶、米粥、蔬菜汁之类的流食就怎么也长不胖。请问是否天天吃流食,不吃其他食物就能达到减肥的效果?
答:在相同重量的情况下,把食物加工成流质的形态要比固体形态热量更低,比如一碗粥的热量肯定要低于一碗米饭。这是因为粥里加了很多水,而水只会在胃里暂时起到填充作用,不会给身体增加能量,无法让人长胖。所以,那些“喝凉水都长胖”的人,很可能在喝凉水的同时吃了太多食物或是运动过少。
既然流食热量相对较低,会不会有助于减肥呢?这要看吃的是什么样的流食。把水果、蔬菜榨汁来喝,永远给人喝水的感觉,饱腹感大为下降,反而会摄入过多的糖分。对粗粮豆类而言,做成流食体积会变大,消化吸收率也会提高,有利于减肥。此外,牛奶和豆浆虽是液体,但饱腹感要比米粥强很多,所以想减肥的人在饥饿难忍时,不妨喝上一杯牛奶或豆浆,填饱肚子的同时也不会给身体增加太多能量。
虽然米粥、牛奶、豆浆等流食对减肥有利,但天天只吃流食,营养很难达标。因此,一周内有一两天单吃流食未必不可,但不宜更频繁。吃流食之外,一定要配合蔬菜、豆制品、肉类等食物,才能保持营养均衡全面。比如,晚上以粗粮粥来代替米饭之类的主食,配上少量蔬菜和豆制品,不但能改善口感,帮助人们摄入更多的纤维和矿物质,还能减少能量摄入,从而达到控制体重的目的。
手抖就是帕金森病吗?
问:手抖就是帕金森病吗?
答:帕金森病是一种中老年常见的中枢神经系统变性疾病。主要表现为患者动作缓慢,手脚或身体其他部位的震颤,身体失去柔软性,变得僵硬。我国的帕金森病患者目前已达200多万人,占老年人口的2%左右,也就是说100个老年人中就有两个是帕金森患者。
手抖的确是帕金森病的症状之一,但并非手抖一定是得了帕金森病。许多人把手抖和帕金森病画上等号,这是不科学的。引起手抖的原因很多,如特发性震颤、甲亢、焦虑、心脑血管的疾病等。事实上,人们常说的手抖在医学上被称为震颤,它是帕金森病最常见,也是最容易被发现的症状。除了震颤外,帕金森病患者还会有随意动作减少、主动运动缓慢、面部表情呆板等症状。
震颤、运动迟缓、肌强直和姿势平衡障碍,如果出现以上四种症状中的两种,就需要考虑帕金森病了。
知道得了帕金森病一定要及时就医,在医生指导下进行治疗的患者,绝大多数能够延缓病情的发展。此外,帕金森病患者要加强肢体功能锻炼。患了帕金森病并不意味着与运动说再见,积极恰当的运动既可预防便秘,又能改善心情、有助睡眠。出现运动障碍的患者也可在医生指导下进行。
绿豆会降低药效吗?
问:夏天到了,绿豆汤是常见的饮品。有人说服中药期间不要吃绿豆、喝绿豆汤,因为绿豆有“解药”的作用,也就是会降低药效。这种说法有根据吗?
答:长期以来,民间流传有绿豆能解中药的说法。这种说法的来源,是明代李时珍的《本草纲目》记载,绿豆能解药中金、石、砒霜、草木诸毒。《中医大辞典》中药分册认为,绿豆解乌头、附子、砒石等药毒、酒毒及铅中毒、1059农药中毒。由此可知,绿豆可以解的是药物与食物中的毒性,而不解药性。
不过,这也不是说服用中药时可以随意食用绿豆。中医认为,绿豆性味甘、凉,入心、胃经,有清热解暑、解毒消肿之功,为夏日解暑除烦,清热生津之佳品。在服用黄连、黄芩、黄柏、大青叶、板蓝根、牛黄、金银花、石膏等清热类中药时,与绿豆同服,可起到相辅相成的作用。在服用人参、黄芪、肉桂、附子、丁香、高良姜等温补类药物及桂枝、干姜、细辛等温经散寒类中药时,未经医生许可,不要擅自服用绿豆,以免降低药效,影响治疗效果。
甘草可以泡茶喝吗?
问:甘草泡水可以长期喝吗?
答:夏季气候炎热,人体代谢旺盛,易产生火热证,很多人都喜欢用甘草泡水代替茶水喝,认为可清热解毒,就不注意用量,这种做法不利于健康。甘草的确有补中气、润肺止咳、缓急止痛等用处,而且和药物配伍还可以调和药性、解毒。甘草虽好,但却有药物的偏性,这种偏性用得合适可以治病,不合适的时候就是“毒”,例如甘草服用太多会引起水肿;长期服用,可能引起血压升高、肝功异常等副作用。专家建议,不要把甘草当茶饮,最好要在服用前咨询一下医生。
何时晒太阳才能有效补维生素D?
问:大家都知道晒太阳可以补充维生素D,但是夏天阳光太强烈,很容易晒伤。应该选择在什么时间晒太阳最有效又不会晒伤呢?
答:因为紫外线波长的原因,早上9时前以及17时后,是晒太阳的“黄金时间”,这时的紫外线波长能够很好地帮助维生素D的生成。其他时间的太阳,晒久了很容易导致皮肤晒伤。婴儿晒太阳,应在在早上9时前抱回家,不能直射,要在树荫下,夏天穿个肚兜就足够了。
如何自制松花蛋?
问:我一家都很爱吃松花蛋,但是最近电视上曝光有些不法厂商用有毒原料制作松花蛋,让我对市场上出售的松花蛋很不放心。请问如何自制松花蛋?
答:在家中制作松花蛋,方法其实并不难,有兴趣的不妨一试。
加工松花蛋的主要原料是鲜鸭蛋,有些地区也用鲜鸡蛋。为保证松花蛋的质量,加工前必须通过照光和敲验,对鲜蛋进行逐个检验和挑选,选择新鲜、干净、无水湿、无粪污的质量合格蛋。制作松花蛋的辅料有纯碱(无水碳酸钠)、生石灰(氧化钙)、食盐、红茶、草木灰等,此外还有包料黄泥和谷壳等。
原料:生蛋100个,食盐150克,生石灰150克,纯碱50克,红茶适量,草木灰70克,稻壳适量(或用高粱壳、草灰代替),清水适量。
1.将生石灰碾成粉后过筛备用。
2.将清水、红茶、食盐放进锅内煮沸,再倒进放有生石灰粉、纯碱、草木灰的缸内,搅拌均匀,使成糊状,然后用其包蛋。须注意的是,操作时必须戴上手套,防止烈性碱损伤皮肤。
3.包好的蛋放在稻壳上来回滚动,粘满稻壳后放入另外的缸中。
关键词:智能照明系统;EIB系统;控制;节能
英文摘要:EIB system makes lighting, dimming, blinds, scene control, electricity load control, security, intelligent heating system and become a complete bus system, which can automatically adjust based on the state of the bus equipment changes in the external environment, to safety, energy conservation, human effects, and can increase or modify the system functions according to user's requirements in future use.
中图分类号: TU113.6
长期以来,智能照明在国内一直被忽视,大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式,部分智能大厦采用楼宇自控(BAS)系统来监控照明,但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下,智能照明系统体现出强大的优越性,它在智能建筑中的应用越来越广泛。
智能照明控制系统,就是根据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自控制照明。其中最便捷的一点就是可进行预设,即具有将照明亮度转变为一系列设置的功能。相对商业楼宇而言,大学校园里的大功率动力和制冷设备比重较少,照明灯具则相对比重更多。使用照明控制系统,更能体现其在节能与管理方面的优势,提高学校的科学管理水平。校园的建设也要适应网络时代的发展,引入智能化的概念。
智能照明控制系统的优越性
1.1 达到良好的节能效果,延长灯具寿命
节能是照明控制系统的最大优势。传统的楼宇公共区域照明工作模式,只能是白天关灯,晚上开灯。而采用了智能照明控制系统后,我们可以根据不同场合、不同的人流量,进行时间段、工作模式的细分,把不必要的照明关掉,在需要时自动开启。同时,系统还能充分利用自然光,自动调节室内照度。
1.2 改善工作环境,提高工作效率
智能照明控制系统具有开关和调光两种控制方法,可以有效地控制各种照明场所的平均照度值,从而提高照度均匀性。同时,系统能根据不同的时间段,人们的不同需要,自动调节照度。
1.3 实现多种的照明效果
多种照明控制方式,可以使同一建筑物具备多种艺术效果,为建筑增色不少。现代建筑物中,照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果,更应具备多种的控制方案,使建筑物更加生动,艺术性更强,给人丰富的视觉效果和美感。
1.4 提高管理水平
智能照明控制系统是以自动控制为主、人工控制为辅的系统。在一般的情况下,不需要有人的参与,照明系统自动实现开关和调光功能。既大大减少了管理人员的数量,也排除了由于人为因素而出现的不定时开关,影响学校的正常教学、生活秩序的情况出现。
1.5 较好的投资收益效果
智能照明控制系统在节能和节省灯具使用的同时,有效节省了电费与管理费用的支出。根据一般的办公大楼运营的经验来看,节能效果能达到40%以上,一般的商场、酒店、地铁站等节能效果也能达到25%-30%;学校在这方面还没有得到具体的统计数据,但根据分析,效果还是令人满意的。
2、I-bus系统介绍
传统的控制和布线方式,往往需要敷设大量的导线,形成越来越复杂的电气安装系统,一方面造成了设计与施工的难度,另一方面大大降低了系统的可靠性、易用性,为促使传统的电气安装系统转向智能、灵活的方式。EIB智能安装系统作为欧洲安装总线标准利用一条双绞线作为控制总线,使照明、调光、百叶窗、场景控制、用电负荷控制、安保、供热系统实现智能化,并成为一个完整的总线系统,可依据外部环境的变化自动调节总线中设备的状态,达到安全、节能、人性化的效果,并能在今后的使用中根据用户的要求增加或修改系统的功能,方法是连接计算机重新编程,而无须重新敷设电缆,真正成为灵活的电气安装系统,这是传统的电缆敷设方式所无法做到的。
3、系统硬件组成
智能开关控制,所采用的总线元件均为模块式元件。开关模块为双值输出AT/S4.16.1,有4个无电源的16A触点,可对4个独立的负载回路进行合断控制,分别安装在大学校园的几十个照明箱里。开关模块可对图书馆的各种灯具进行开关控制。
中央控制站通过EIB总线与照明控制器之间可直接通讯,通讯速率为9600bps。中央控制中心装有电话开关TS/AP,如需要可加装电话控制盒实现电话网络远程控制。通过中央计算机的编程设置,可对任何回路进行开关控制,各回路状态通过LCD显示。并在必要时通过电话开关送出设备故障报警、状态信号。
4、 系统软件
在中央控制室,设一台智能照明中央监控计算机,安装监控软件、编程软件,操作人员可以在中文图形化显示的界面进行监控和操作,监视整个智能照明系统的运行状态,在照明设备平面布置图上以形象直观的方式实时动态地显示各区域的照明设备使用状况。
5、I-bus智能系统的安装方式
I-bus智能安装系统使得灯光控制方式有如下三种方式:
(1)自动方式。结合时间继电器和感光模块,把感光模块设定一个值(200lux),当光线的亮度低于这个值后,需要控制的灯会依次全部打开。当外界光线的亮度高于这个设定值后,这套系统会自动把剩余的灯全部关掉。
(2)手动方式。按区域来控制,在控制室EIB系统有三个五联控制器,在相应的面板上都有标志,当按下面板的左键,就给一个关信号,相应区域的灯就会关掉,当按下面板的右键,就给一个开信号,相应区域的灯就会打开。
(3)可视化软件控制。在中央控制室里把PC机和这套系统相连,在PC机上安装这套系统的可视化软件,可以实时显示区域灯的状态,也可以在PC机上控制这些灯的状态,比如开启灯、关闭灯。在校园里可视化软件也是按区域控制。
这些功能根据实际需要可以调整,而且设置非常简单,工作人员可以自己设置,设置好以后,系统以后会自动完成这些功能。通过RS232接口完成计算机和EIB总线的连接,完成对总线元件的参数进行设置或更改,也可对系统进行程序修改或编程。
4、结束语
BIM模型对于三维建筑设计上的应用,能提供各类合适的信息,协助决策者做出准确的判断,可以更加直观地在建筑施工之前修正设计图纸上的问题,通过计算机模拟降低成本与风险,提高项目规划设计的质量,加快项目实施进度,加强各相关部门对于项目的认知、了解和管理。对工程的各个参与方来说,减少错误对降低成本有很重要的影响,还因此减少建造所需要的时间,同时也有助于降低工程的成本。应用BIM有许多知名案例,均为使用该项技术来完成整个设计项目。下面以多个建筑实例说明BIM技术在空间造型、流程控制、沟通效率等方面对传统设计方法的影响和冲击。
1.1拓展空间造型能力
现阶段的建筑设计是将3D的建筑转变为2D的三视图,制图多且效率低,且对于造型复杂的建筑缺乏表达能力,有时为了表达一个曲线扭转的形体,往往要画几十个甚至上百个平面,但仍然不能直观的表现建筑的真实面貌。造型复杂,尤其是结构、内部空间复杂的建筑,如果采用传统的设计流程很容易发生错漏碰缺的情况。同时结构的构件还存在空间定位不准确的情况,如果采用传统的二维设计方式将非常难以描述,在施工过程中也很难精确定位,无法保障后续施工。BIM技术在建筑“空间设计”上较之传统的二维图形拥有无可比拟的优势,它具有不同以往的造型能力和空间的先验性。从“空间设计”角度,BIM是一个很好的可视化载体,能回归建筑的“三维”本质,让设计师真正做到空间设计。通过BIM三维模型,设计师可以进行全方位的3D漫游展示,做到“所见即所得”,能够分析和确立各类复杂曲面的空间搭接位置及空间定位问题等。BIM使建筑师们抛弃了传统的二维图纸,不再苦于如何用传统的二维施工图来表达一个空间的三维复杂形态,从而极大地拓展了建筑师对建筑形态探索的可实施性,空间定位、结构布局等都很难在二维图纸中反映,复杂自由的造型不再成为设计师的羁绊。如今造型各异的建筑不断拔地而起,它们在造型上已经突破了人们的想象,那些过去只存在于建筑师大脑中的影像在BIM的帮助下同样可以成为现实。例如大家熟悉的2008年奥运会主体育场“鸟巢”,其外壳的型钢不是直的,而是曲线的(图2),如果用二维图表达就非常困难。而使用BIM技术就可以直观地看到“鸟巢”的三维模型,甚至可以使用这个模型通过计算机直接加工那些异型钢构件,从而实现无纸化建造。基于BIM的三维模型不同于通常效果图所示的三维模型,而是包含了材料信息、工艺设备信息、进度及成本信息等,它是一个完整的建筑信息。建筑师基于BIM实现三维空间曲面造型的定位,以便在任意位置可以切出平面、立面、剖面,引出详图,并转化为二维图纸指导施工。
1.2增强流程控制能力
过去,建筑内部情况、建设环境缺乏设计和掌控,最多是对规范条文等文件的落实,缺乏可以量化的软件,传统的物理模型和工程图根据CAD中的图形来评估建筑性能,这需要大量的人员干预和解释说明,显著增加了分析时间和成本。现在BIM的应用在技术和分析质量上都为我们提供了有力的保障。有了BIM平台中的各种软件,比如对建筑的通风、采光等进行分析和优化,还可以做出即时的分析评判,拓展设计的思考范围和深度,使得建筑更加节能环保。此外,BIM还与众多商用分析工具相集成,可极大地简化日常繁重、复杂的分析工作。通过将建筑模型直接与分析软件相关联,使建筑师可以轻松利用工具,从而在设计流程初期获得有关设计备选方案的即时反馈信息。比如世博文化中心项目设计,按照3R原则对新能源利用、节能、节水、资源回收和再利用进行了统筹安排,同时采用了多种有效的节能技术手段。通过对能源、水消耗、室内空气品质和可再生材料的使用等多方面进行控制,使世博文化中心被评为中国“三星级绿色建筑”。建筑80%的能效是在设计早期决定的,因此要在设计早期对建筑能效做出评估,以利后续设计、施工、运营中更好的决策。世博文化中心项目就使用了BIM平台下的Ecotect软件进行日照分析、采光分析、热环境模拟等分析,使得上述各种绿色技术手段得以在项目中更加高效、顺畅的实施(图3)。
1.3提升沟通效率
建筑设计是一个多工种的平台,能及时参与信息的反馈是决定设计有效性的关键因素。
1.3.1业主和设计方的交流
对于业主来说,对建筑的理解,与设计、施工方的沟通,特别是空间体验都是相当重要的,这直接决定了建筑的发展方向。建立建筑信息模型后,可以很方便地引入虚拟现实技术,实现在虚拟建筑中的漫游。以前业主主要是通过平面户型图、建筑模型、效果图及各种媒体广告的形式来了解建筑,而借助基于建筑信息模型的虚拟漫游技术,可进入虚拟建筑中的任何一个位置,亲身感受建筑空间,实时查询信息,可以在几年后才建成的虚拟建筑中漫游,身临其境地观看、感受建成后的环境和氛围,从而方便地实现与设计师的协调。
1.3.2各专业间协调沟通
对参与建筑设计的各专业工种来说,突破2D限制,进行可视化的建筑设计,实现设计师之间的理解和即时沟通,对保证设计意图和施工质量都有重要的意义。BIM是一个信息的数据库,它的信息完善、功能植入、数据的联动与实时更新,都关系着各专业的合作。BIM使建筑、结构、给排水、空调、电气等各个专业基于同一个模型进行工作,从而使真正意义上的三维集成协同设计成为可能。在二维图纸时代,各个专业的协调是一个繁琐费时的工作,做得不好会经常引起施工中的反复变更。而BIM将整个设计整合到一个共享的建筑信息模型中,结构与设备、建筑与设备间的冲突会直观地显现出来,工程师可在三维模型中随意查看,并且能准确查看到可能存在问题的地方,并及时调整自己的设计,从而极大地避免了施工中的浪费,使得设计修改更容易。即从三维模型转化为二维图纸,包括从整体的平面引出局部的平面、局部的详图。这一关联非常具有优势,在传统画图纸的过程中,一张图修改,其他的图都要跟着改,工作量很大。运用BIM,只要对项目做出更改,由此产生的所有结果都会在整个项目中自动协调,各个视图中的平、立、剖面图及相关数据也会随之自动调整,包括尺寸标注等都能自动修改,这一功能大大节省了工作时间,提高了工作效率。降低了工作成本,剖面图和立面图将不需要分配人力,详图索引之间的错误也不会再出现,而这在二维制图时代,各类统计数据是一个非常庞杂、枯燥、单调且极易出错的工作,也是一个相当耗费人力成本的工作。在中国建筑设计研究院设计的徐州建筑职业技术学院图书馆(图4)这个项目中,图纸目录、门窗表、防火分区面积表和材料做法表等,全部应用BIM信息进行自动统计,且同步更新,几乎省掉了一个人力成本。BIM的出现和应用,将设计工作从二维模式转变为三维模式,将设计师大脑空间内的感知转变为设计系统中的理性元素,将各专业枯燥的工程图纸转化为真实、生动的视觉体验,可以在设计的过程中提前体验建筑空间感受,各类设计问题、制图问题和低级错误可以完全依靠规范化的设计模式进行避免。例如,在方案设计中,关于适合在哪里放楼梯的问题,建筑和结构专业也许会有不同意见。若在这里增设一个相机,生成实际的视觉效果,大家就能立刻达成共识。同时可以让设计师之间更加快速和清晰地了解对方所做的工作,提前暴露工程中可能遇到的各类问题。有了BIM这个平台,专业人员的素养和个人能力的培养也得到了极大的提高和改善。
1.3.3施工阶段的交流
在建筑生命周期的施工阶段,BIM可以同步提供有关建筑质量、进度以及成本的信息。它可以方便地提供工程量清单、概预算、各阶段材料准备等施工过程中需要的信息,甚至可以帮助人们实现建筑构件的直接无纸化加工建造,比如前面提到的鸟巢就是一个典型的例子。利用BIM可以实现整个施工周期的可视化模拟与可视化管理,帮助施工人员促进建筑的量化,以进行评估和工程估价,对方案的施工图纸也可根据数据模型增设全方位的透视图,为施工方了解图纸提供方便。建筑中无论任何位置,如果施工方对此部分设计没有理解,都可以立刻进行虚拟观察。过去在施工中才能发现的冲突,现在在虚拟的BIM模型中就可以发现,从而大大提升设计速度和质量。施工人员可以迅速为业主制定展示场地使用情况或更新调整情况的规划,从而和业主进行沟通,将施工过程对业主的运营和人员的影响降到最低。
2结论
【论文摘要】室内设计发展至今,早已突破了原有学科本位思想的束缚,把生态设计引入室内设计,扩展室内设计的内涵,将把室内设计推向更高的层次和境界。随着计算机图形学的飞速发展,虚拟现实成为当前国内外的一个研究热点。本文围绕面向对象的新型三维实体造型设计系统中的问题进行研究和探讨,旨在为建立环保、廉价的经济实用住房。
一、引言
当今社会随着人民生活水平的提高,购房后一次装修和旧房子再次装修非常频繁。现在装修房屋,尤其是在二手房重新装修中装修师傅往往面临着因为没有水电装修布线图纸,对原来的水管布置,电路走线不清楚的问题,导致装修时经常出现水管或电线损伤,给装修带来不必要的麻烦。所以为施工单位提供准确可靠的水电装修布线信息,已成为一个迫切需要解决的问题。
二、新型室内设计系统研究的背景、目的和意义
国内也有一些公司致力于水电布线管理或施工软件的开发,但大多数系统是2D或者2.5D的[1]。墙壁的水电布线纵横交错,用平面来表示并不充分,无法体现房屋布线后的三维整体状态,没有直观的效果。目前国内市场施工常用的布线设计以平面布线图处理为主,接近工程设计人员的实际,有很好的应用价值,但是开发者不是从房屋用户角度出发的,房屋用户对图纸理解困难,安装起来比较麻烦,而且不是三维的,无法给人一个房屋三维布线的立体感受,而且安装工程中经常出现二维设计不直观、设计图纸不协调、施工图设计阶段图纸综合会审困难等问题。采用虚拟现实技术(Virtual Reality),Delphi面向对象编程技术,将隐藏的水电布线清晰、直观地从三维角度呈现在用户面前,并将装修时的水电布线图纸保留下来,每次装修的时候可以打开、编辑、存储。具备这样功能的软件,不仅适合装修公司使用,还适合施工人员和屋主来使用,为他们提供很大的方便, 有着极大的市场潜力。
施工人员在装修初期,建立房屋三维模型,选取具体施工的各个墙面,把水电安装图纸输入电脑,并保存在数据库中。再次装修时,相关人员可以从数据库中调出图纸,以房屋三维的状态显示,做到水管的布置及电路的走线一目了然,然后根据本次装修的具体情况,调出所需墙面,修改和编辑相对应的原施工图纸,并再次保存到数据库中。这样不仅能帮助施工人员合理的安排好水管和电路的走向,还可以为再装修留下可供参考的依据,再次装修时房屋的水电分布心中有数。
三、房屋装修水电布线的模型化与可视化
房屋是装修时水电布线的几何对象,同时也是建筑物的基础。由房屋模型的数据结构可以知道,对于复杂的房屋,其实也是由许多简单的部分组成的,每一部分都占据一定大小的空间范围,而且房屋的每一个面都可能具有不同的颜色或纹理的属性特征。其次,在大多数情况下,房屋模型是一个个的单体状态存在的,例如一间房间是由几个墙面和一个屋顶组成。因此,简化房屋模型在三维绘制时可以减少几何数据的容量提高三维显示速度。房屋模型场景树结构的建立根据三维目标模型的数据结构,可以分解为屋顶、墙面以及各个面的纹理数据。
房屋的可视化主要由房屋侧面的可视化和复杂的房屋顶面的可视化构成。房屋侧面主要是由一个个四边形构成,可以用三角形组成的面片来表达。而对于房屋的顶面,一般是个复杂的多边形结构,同时考虑到三角形是最基本的图形,适合图形的显示,所以对房屋屋顶的多边形分割为三角形进行可视化,对于复杂房屋屋顶需要设计算法实现[2]。
对于建筑物和构筑物几何对象的模型建立的方法,国内外对此有广泛的研究,主要的研究重点是建筑物模型的自动或半自动的三维重建[3],研究的主要内容是建筑物屋顶模型的自动提取与三维重建。这些研究主要重点都是集中在单个房屋模型的立体重建,对于三维模型的编辑与交互操作方面的研究存在一定的欠缺,如:模型的形状改变、分析功能的开发等。
房屋表面几何对象经过模型化后,以数字的形式存储在计算机中,只有将其模型进行可视化,才能看到虚拟的房屋。必须采用计算机图形学的知识,通过一定的算法,将房屋各模型通过计算机显示出来,同时,通过有效的数据处理、LOD算法、多分辨率的图像处理和逼真的纹理贴图,来优化房屋三维模型系统[4]。
四、室内水电装修布线的综合布线系统
水电改造属于装修的隐蔽工程,也是装修的前奏工程。因此,在装修过程一定要考虑周全。具体在施工过程中也需严格把好质量关,以免留下遗憾。水电安装的综合布线系统是指将水线、电器等设备进行集中控制的电子系统。电路布线中,布线时线管尽量一根使用不要接头,除特殊需要才截断(比如长度小于2.8米),有底盒之间也是需要截断的。另外从使用安全上讲布线时线管内是一条线到底的,中间不能有接头,一般照明和一般插座2.5m㎡就够了,厨房电器和空调插座必须4mm2 (以上均为强电)。水路布线改造完后必须打压测试,通过打压测试后方可封槽进行下一工序。具体到水电布线三维模型图上,首先考虑水电布线图映射模型:
将水电布线图映射到房屋三维模型上,用的是贴图的方法。在房屋几何对象模型表面逐个面进行水电线路绘制时,在二维编辑器上先做好图像,然后进行贴图,不仅可以节省绘制时间,同时可以增加模型的逼真性和现实性。贴图是一个平面区域与指定的颜色或图像区域之间的映射ξ:CR。因此,平面区域上每一个点都有自己的颜色值。由于贴图只是离散的图像表示,它只是记录了一个颜色矩阵。因而为了取得正确的结果,必须建立颜色空间与几何对象模型空间的正确的映射关系。
一般情况下通过仿射变换的方法建立二维的纹理数据(像素空间)与三维的物体空间(三维物方坐标系)之间的映射关系。对于三角形或四边形只需要指定三个点之间的((u)v),即可根据上述公式进行求解,从而得出矩阵中的各个系数的数值大小。
对于属性数据的管理,在数字表面房屋三维模型中,可以把属性数据分为贴图数据和几何模型的语意描述数据两大类型。对于前一类数据使用属性数据库进行管理,至于属性数据的查询与更新通过对象的标识码进行关联。因为几何模型中面片的属性中保存了贴图的名称,因此在三维显示时,能够保证正确的贴图映射结果。在三维虚拟现实系统中,贴图是其最为成功的技术之一,其是通过将图像粘贴于几何表面来增强图形的真实感,既能增加绘制真实感又不影响几何图形本身的几何复杂度。
五、三维模型在实体设计中的理论意义和环保效应
房屋模型是三维的,而各个面上水电布线则在二维平面上进行,并将水电布线图粘贴到房屋三维模型对应的面上,所以,系统必须解决人机交互和墙面拾取的问题。
但是房屋室内水电布线三维可视化的理论和应用的研究目前还处于研究与探索阶段,一些实际的问题还需要解决,将三维建模和图形图像处理较好地结合在一起,使水电布线在三维表现上得到较好的体现,而且对于单面墙的布线也能很好地调用、编辑、修改与存储,解决了三维建模和二维图片在三维物体上拾取、贴图、存储的问题。
另外,作为环境的创造者的室内设计师,应在具体设计中充分体现环保,水电布线应充分考虑环保节能,其实是一个有机联系的整体:光、色、水让人们能综合地感受室内环境,光照下界面和家具等是色彩和造型的依托“载体”,灯具、水管陈设又必须和空间尺度、界面风格相协调。
总之,水电布线是房屋使用的物质基础之一,是“数字房屋”的重要组成部分,对其三维模型的可视化和空间分析的室内装修水电设计研究具有十分重要的现实意义。
参考文献
[1]严勇《地下管线的三维可视化研究》,武汉大学硕士学位论文,2003。
[2]李志林,朱庆著《数字高程模型》,武汉大学出版社,2001.7。
(中国农业大学烟台研究院,山东 烟台 264670)
【摘要】智能用电是实现电网与用户之间实时交互响应,实施用电节能技术措施,提升服务水平的重要手段。探索智能用电技术的理论基础和发展方向,利于建设友好开放、双向互动的智能用电模式。
关键词 智能用电;交互响应;技术措施
智能用电是实现电网与用户之间实时交互响应,满足互动营销需求,实施各项用电节能技术措施,提升服务水平的重要手段。可加强能源综合规划和用电需求侧管理,促进能源的合理使用与效率的提高,有利于减少大气污染,保护地球环境。探索适合国情的智能用电技术,利于建设友好开放、双向互动的智能用电模式、促进智慧城市的建设和发展。
1技术研究的理论认识
1.1需求侧管理(DSM)和需求响应(DR)理论
美国电力科学研究院1986年,首先提出DSM的概念,它是在负荷管理的基础上推行的调荷、节电工程,通过加强能源综合规划和用电需求侧管理促进了能源的合理使用与效率的提高,并减少大气污染,保护地球环境。逐步被世界各国采用。随着电力市场的发展与完善,电力系统的利益主体逐步多元化,需求侧资源在竞争市场中的作用正在被重新认识。把DSM分为长期机制和短期机制,这进一步丰富了DSM的内容。长效机制一旦实施将长期起作用,而需求响应DR是在短时间内起作用。为用于处理系统的急需调节运行状态引入,通过价格信号和激励机制来增加需求侧在市场中的作用,并将供应侧和需求侧的资源进行综合资源规划,是适应电力市场发展的必然要求。
1.2数值分析和数理统计理论
数值分析和数理统计是对采集能效数据高级处理的理论基础。根据数理统计和数值分析相关原理,对于现场短期实测电力参数和热工参量分别采用多元线性回归统计方法和非线性插值迭代方法进行数据辨识和拟合,最大程度上真实反映现场能效现状,为后续的能效评估提供有效的基础数据支撑。
1.3数据挖掘技术
数据挖掘(Data Mining)就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中,提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘所能发现的知识有如下几种:广义型知识,反映同类事物共同性质的知识;特征型知识,反映事物各方面的特征知识;差异型知识,反映不同事物之间属性差别的知识;关联型知识,反映事物之间依赖或关联的知识;预测型知识,根据历史的和当前的数据推测未来数据;偏离型知识,揭示事物偏离常规的异常现象。所有这些知识都可以在不同的概念层次上被发现,它的任务主要是分类、预测、时间序列模式、聚类分析、关联分析预测和偏差分析等。整个过程由数据准备、数据挖掘、模式评估、巩固知识和运用知识等步骤组成。数据挖掘的常用方法有决策树方法、神经网络方法、粗糙集方法、遗传算法。
1.4模糊控制理论
它是以模糊数学为基础,用语言规则表示方法和先进的计算机技术,由模糊推理进行决策的一种高级控制策略。模糊控制实质上是一种非线性控制,从属于智能控制的范畴。所谓模糊控制,就是在控制方法上应用模糊集理论、模糊语言变量及模糊逻辑推理的知识来模拟人的模糊思维方法,用计算机实现与操作者相同的控制。该理论以模糊集合、模糊语言变量和模糊逻辑为基础,用比较简单的数学形式直接将人的判断、思维过程表达出来,从而逐渐得到了广泛应用。应用领域包括图像识别、自动机理论、语言研究、控制论以及信号处理等方面。
1.5数据可视化技术
数据可视化技术是关于数据之视觉表现形式的研究,基本思想是将数据库中每一个数据项作为单个图元元素表示,大量的数据集构成数据图像,同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示,可以从不同的维度观察数据,从而对数据进行更深入的观察和分析。目前数据可视化已经提出了许多方法,这些方法根据其可视化的原理不同可以划分为基于几何的技术、面向像素技术、基于图标的技术、基于层次的技术、基于图像的技术和分布式技术等等。
另外,目前已经开展的优化技术、空调系统热力学理论、现代通信和物联网技术、集群数据库管理技术、海量数据处理技术、信息安全技术等方面的理论研究,将为开展智能用电应用深化研究提供坚实的理论依据。
2智能用电的发展建设
2.1多种电价政策下家庭用电信息交互服务关键技术及应用
目前,国内正积极进行智能用户能量管理系统、智能家居和智能小区的研究与建设。在智能用户能量管理系统的研究中建立双向的通信联系,包括为用户提供实时电价和用电信息、监视和控制用电设备等,实现与电力用户信息相关的系统集成,与智能电网的实施相适应,最大限度地延长换代的生命周期。2010年6月,就选取过小区78 位住户进行智能化生活试点建设,安装智能家庭网关、智能交互终端、智能插座、智能家电等能效管理设备,家庭内部通信采用电力线通信和微功率无线通信相结合的方式;在小区部署社区主站,实现对家庭用能设备用电信息的汇聚。已于2011年2月建成正式投运。此外,对具体电价模式下智能用电系统也进行了研究,有文献提出了基于实时电价的智能用电系统框架,阐述了系统各部分的功能需求,给出了智能用电系统的信息流程,比较了实时电价阶段的智能用电与传统用电方式的不同。
2.2支撑工商业用户能效提升的用电节能关键技术
目前我国采取的支撑工商业用户能效提升的用电节能关键技术主要包括:使用节能型供配电系统,包括采用合理的供电电压、采用节能型变压器和采用无功补偿装接;选择节能设备,包括推广使用变频器、使用Y型高效电动机和节能型照明电器、使用低阻电缆,并合理选择导线截面;加强工厂用电管理,合理使用峰谷电力资源;加强工厂电力计量管理,大力开展能效电厂项目等。2005年以来,江苏、广东、上海等省市开展了能效电厂试点工作,北京、河北等地也正积极探讨能效电厂建设。广东省作为试点省利用亚洲开发银行(简称亚行)贷款开展能效电厂项目,项目计划先尝试在高耗能工商企业的电机工程改造、绿色照明、用高效变压器替换低效变压器和空调系统节能改造等方面实施。
2.3智能空调在电网负荷管理中的应用机理和关键技术
国内的研究主要集中在对智能空调的协调控制模型和算法设计上,有文献将模糊控制应用在智能空调上,设计了智能变频空调模糊神经网络控制系统,这样的空调不仅给人带来更舒适的感觉,而且节约更多的电能;有文献对中央空调轮停技术进行研究,由于建筑物的热惰性和循环水的蓄能性,可以在短时间内继续保持对建筑物的供冷能力,节约空调用电的同时不影响空调使用效果;有文献基于人体工程及非均匀温度场智能空调系统研究,通过对出风口进行控制,实现每个单元独立地温度控制,这种智能空调系统能实现自动与用户进行交互,从而降低空调功耗。总结国内研究发现,缺乏智能空调负荷控制管理平台的研究,缺乏基于需求响应下智能空调协调控制的研究。
2.4面向需求响应的智能用电数据在线分析关键技术
我国的大客户负荷管理和低压集中抄表系统已安装使用近千万户。国家电网公司在十多个个网省公司上线运行了营销业务系统,建成了营销分析与辅助决策系统。智能用电数据在线分析平台主要分析的数据包括家庭用户和工商业用户,可以进行远程能效评估和健康诊断。查阅相关资料,目前国内外还没有明确建设智能用电数据在线分析平台的项目,大多数围绕智能用电交互平台展开。
综上所述,国内对智能用电也开展了一些研究,但尚未形成完整体系,不能与传统的营销业务很好地结合。而基于传统营销模式的用电服务体系和业务流程难以适应未来灵活互动用(下转第258页)(上接第199页)电场景的需要,满足电力用户个性化、差异化服务需求的互动技术手段有待丰富,还需要在需求响应决策、仿真技术和用能评测管理技术等方面进行系统性研究,在用电互动支撑平台及系统集成等方面的进一步缩小与国外先进水平的差距,以能满足日益增长的灵活互动的智能用电需要。
参考文献
[1]王广庆,谢传胜.电力市场营销基础[M].北京:中国电力出版社,2004.
[2]戴宇.市场运营环境下电力供应链优化协调研究[D].长沙理工大学,2010.
乔说:“过去我们通过人眼观看二维草图,再通过耗时的传统方式将其直接转化为手工打造的铝合金车身,这些一次性的车身随后被扫描到计算机上,修改曲面用于加工,这种方式不能对汽车曲面快速生成实时渲染的图形,因而需要团队拥有高超的手工技能,很耗费时间,在制造过程中进行完善的空间也很有限。”
这其实是整个汽车业共同的难题。迈克(Mike Russell)是全球二维和三维设计、工程及娱乐软件开发商欧特克(Autodesk)的解决方案工程师,他提到,汽车业早期的设计流程是,先用手绘制一幅汽车草图,然后制作一个四分之一或二分之一大小的油泥模型,这时可以初步判断汽车的外观,再制作一比一的油泥模型,基本合适后,再测量整体数据进行结构设计。这本身就是一个大量占据时间和资金的过程。
随着技术的发展,软件开始介入到汽车设计师的工作中,比如利用二维设计软件进行绘图,但在三维可视化软件被广泛应用前,汽车业始终无法摆脱物理样车设计的“顽疾”:由于物理样车成本高昂,而且模型修改复杂度和难度很高,设计师很难获得多个样本并实时调整。同时,并非每款设计都会上市量产,这也会造成巨大的浪费。迈克说:“在传统的业务流程里,一开始可能提出100款设计,然后压缩到10款,最终压缩到4款实体样品。”
传统汽车设计流程还牵涉到工厂和工厂之间的协作难题。一款汽车并非所有的部件都由汽车厂家设计,比如灯具通常会委托灯具厂设计生产,汽车厂商会给车上留出“洞”,限定好尺寸,同时灯的造型还要符合整个车的造型,灯具厂即便设计出五到六款车灯也可能达不到汽车厂家的要求,拖长了整个项目周期和成本。
三维可视化软件为汽车厂家改造设计流程提供了可能。以工业造型设计软件Autodesk Alias Studiotools为例,它提供从早期的草图绘制、造型,一直到制作可供加工采用的最终模型各个阶段的设计。关键在于,软件能够为工程师提供一个可操控的三维空间以及照片级的渲染效果,而且随着技术的发展,操控和渲染的自由度不断提升。由此,一款汽车产品对外形、成本、结构的设计和修改就可以完全放在数字化环境中进行,草图-模型-修改的设计流程被颠覆:理论上,草图阶段完全可以设计出1000款产品,然后不断在数字化环境中预览、调整和优化,压缩数量,最终只生产出一款样机,同时,包括灯具这样的零部件设计也可以实现早期协同,使之更匹配整车的设计感。
设计流程的重塑对那些庞大的汽车企业至关重要。但对每年生产1000辆汽车,以手工定制为核心价值的摩根汽车意义到底有多大?乔说:“在我来到摩根后,我极力推广三维可视化软件在公司的应用。这使我们缩短了开发时间,可以快速生成多个概念,并且在昂贵的物理模型生成之前可视化——部门总监能直接根据实时渲染效果图签字批准设计,我们也可以在软件中生成栩栩如生的新车图像。”
事实上,利用三维软件实现汽车内部和外部的可视化并不是一个特别新鲜的话题,但随着软件本身的发展,以及其他技术的涌现,比如云计算,软件与汽车设计结合得愈来愈紧密。
欧特克公司提供了一组数据:在“云”中做单一的设计渲染比在实体设备上快3到5倍,建筑师甚至可以借助云技术把制作设计渲染的时间从90分钟缩短为12分钟;美国工业机械制造商Balzer Pacific利用云技术,把4项设计的分析时间从4天缩短到90分钟。简单地说,云计算让软件计算效率成倍提高。
效率成倍提高让软件和汽车设计中的一项应用具有了普及的可能性,这就是软件仿真。厂商可以通过软件仿真实现一些测试环境,比如数字化风洞,对车型的加热、空气流通、散热等方面进行仿真测试,甚至对引擎能效本身的情况也可以进行测试,从而优化和调整。
1 技术节能
建筑物能耗包括两个方面,一是与建筑物建造相关的能源消耗,包括建筑材料生产用能,建筑材料运输用能,房屋建造和维修过程中的用能;另一方面是建筑运行的能耗,即建筑物照明、采暖、空调、给排水系统、办公设备和电梯等设备的能耗,这些能耗将一直伴随建筑物的使用过程而发生。在建筑的全生命周期中,建筑材料和建造过程所消耗的能源一般只占其总的能源消耗的20%左右,大部分能源消耗发生在建筑物运行过程中。由此而知,建筑运行能耗是建筑节能任务中最主要的关注点,也最具有节能潜力。实现建筑节能的技术途径:尽量减少建筑内能源总需求量的同时,
大力开发利用可再生的新能源,
从而减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。
2 管理节能
很多企业及单位都完成了大量的节能改造。例如:更换低效的设备、照明改造、变频器、热回收、楼字自控系统等。对于管理节能,大部分都是零散的、账单式能源管理方式。能源管理系统在数据监测(电、水、燃气、油、蒸汽、热水等各种能源)的基础上,着重干对各种能耗数据进行监测、统计、整理和分析,帮助管理层进行高效的能源管理,建立内部能耗基准线,生成各种E-KPI(Energy KPI),建立高效能源管理体系,持续降低能耗。
一套良好的能源管理系统,可以帮助用户从以下几点提高能源管理效率:(1)规范和加强能源管理,从粗放式的能源管理模式到科学的能源管理模式。(2)发现能源使用过程中浪费的情况。(3)生成各种用户需要的能源经济性指标,例如:分项能耗、分类能耗、分类建筑能耗等等。(4)帮助客户建立能耗基准线。(5)帮助客户管理各个环节的能耗。(6)发现各个系统或设备低效的环节。(7)对节能措施产生的节能效果进行测量和验证。(8)分析各种变量对能耗的影响,如天气、运行时间等。(9)帮助客户将能源价格的影响考虑至实际使用中,帮助用户进行电量峰值管理。进行有效的需求侧管理。(10)和用户的ERP系统(如sAP,Oracle等系统)对接,为用户提供各种能耗指标。(11)和原有的楼控系统(BAS)系统对接,共享资源信息。
3 校园能源管理系统构成
节约型校园节能监管平台主要由三个部分组成:前端采集、数据传输、终端数据统计分析公示。需要注意的是与远程集抄、楼宇自控系统在需求与定位上有所不同,不可简单套用。
楼宇自控系统,特别是建筑能耗中的大户一空调制冷设备系统,运行控制参数需要以分秒为单位的高频率反馈和通讯传输,要求较高精度的传感器具,要求复杂的控制逻辑,而建筑能源管理系统基本上仅要求以小时为单位的数据采集,传输,数据量和传输速度都与前者有很大差别,精度要求也不在同一个层次。因此,除了在部分参数计测上存在可共享之处外,两者基本上是特性相异的系统,现实中的失败就在于过于“贪婪”、硬性地将这两个目的不同,特性相异的系统捆绑在一起,看似功能多,综合性强,却并不合理的也不实用。
事实证明,将建筑能源管理与建筑设备自控系统分开更趋于合理,当然,这并不妨碍两个系统之间必要的数据共享和联动。目前我国的大型公共建筑能源管理也正在向这个方向发展,即建筑分项计量系统相对干BA系统独立设置,但尽量共享数据、考虑联动控制接口。而对于校园来说。除少数大型建筑外,中小规模建筑居多、量大、用能密度小,更是应该把握好校园节能管理的需求,为校园建筑节能监管系统进行科学合理的定位,分类与分项计量相结合(粗略计测与详细分项计测相结合,综合近期宏观监控与长远细化管理的布局),注重实用和高效。
在对系统的构架、硬件(计量表具,网关设备、网络系统)和软件(管理平台、通讯协议等)进行了广泛深入研究后,制定了《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》(已颁布),各大学应该参照这些技术导则,科学的建立起校园建筑节能监管系统。系统支持在线监测、数据比对,能耗统计审计分析、能耗预测、指标定额、专家诊断等功能。校园节能监管平台既能够使管理者及时发现建筑高能耗环节以及照明,空调等系统的故障和不合理的运行方式。为节能诊断分析及管理提供依据;也可为校园能耗数据和指标公示,实现能耗数据可视化、节能效果定量化,节能管理指标化目标,同时,作为基于校园网的校园的互动平台,可在树立校园节能环保风尚,促进行为节能、形成绿色校园文化方面发挥巨大作用。
关键词:BIM技术;土木工程;创新能力
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.079
1 BIM简介
BIM是建筑信息化模型(Building Information Modeling)的简称, 是一个共享的知识资源,一种应用于工程设计、建造、和管理的数据化工具,并以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础,建立模型,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息而得到的所有数字信息的总和。BIM技术被誉为建筑产业革命性技术,同时具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图形五大优势。
2 BIM在国内外土建行业中的应用
2.1 BIM技术在国外应用
在国际上,BIM技术从提出想法到完善,进而在工程建设中的普遍应用接受,经历了几十年的历程。BIM技术起初由挪威、芬兰、新加坡、美国等国家主导。BIM技术在一些国家的建筑行业中逐渐发展成为主流。美国曾经实施了一项关于BIM的项目,主要是为了进一步实现技术转变、提高建筑行业中的经济效益和社会效益。英国强制要求在建筑行业的建设中使用BIM技术,英国的企业与世界其它国家地方相比发展速度较快;北欧一些国家,由于当地气候要求及建筑信息技术软件的推动,BIM技术的发展也逐渐发展起来。
2.2 BIM技术在国内的应用
我国对BIM的应用虽刚刚起步,但发展速度很快。目前,已经有很多地方采用BIM技术。利用BIM技术可以在建筑的设计阶段,建立专业模型,通过优化模型、三维检验以及对管线、设备的基本排布,使管线、设备整体的布局得到合理、有序、美观的规划,使建筑物的空间得到充分的利用;利用BIM技术在施工阶段中,通过BIM技术的模拟性、可优化性的特点,对建筑的危险薄弱部位进行合理的优化。另外通过对模型的定位,进行施工现场的可视化、信息化、时效化,可减少了施工中复杂工程的检验。
3 利用BIM技术在高校中的应用
3.1 利用BIM技术参赛
近几年,许多高校让学生积极参加BIM技术相关的比赛,参赛学生在掌握好BIM技术的同时,不但提高自身的实践能力,也在一定程度上锻炼了学生的创新能力。BIM技术可以更好的、更直观的将建筑模型的三维立体、实际空间、房间的日照通风、钢筋、工程造价等信息详细表达出来,让我们及时发现工程中不合理的地方、及时进行修改和改正。
3.2 利用BIM参加比赛流程
3.2.1 BIM技术参赛的准备工作
在土木工程专业里,土木工程制图是我们学习计算机绘图的基础。计算机绘图课程能够使我们更好地掌握使用CAD绘图手段。为了更深入了解建筑物建筑构件和结构构件的组成关系,土木工程材料这门课提供了这方面的知识结构。
当我们熟练利用CAD绘制图纸时,遇到复杂的图纸,建立建筑的三维空间概念和立体感,需要利用BIM技术来解决这方面的问题。利用BIM技术的创新训练,可以让我们将土木工程制图、计算机绘图、土木工程材料、土木工程概论、房屋建筑学等土木类的相关课程有机的联系起来,可提高学生的创造思维能力、动手能力以及更加熟练的掌握计算机绘图技能。
3.2.2 BIM技术参赛的实际应用
首先详细了解BIM技术的应用状况,明确BIM技术都可以做哪些方面的内容,同时对相应的BIM类软件有一个总体的了解;通过官网中的视频进行BIM软件的自学,同时合理利用网络资源和通过和官方的客服技术人员请教,加深对软件的理解和掌握,也可以与同学或者老师进行积极地交流不理解和不太明白的地方,锻炼自主学习的能力,又开拓我们的视野。
其次是图纸阅读与理解。作为建筑专业人员,应学会看图、读图。我们可以按照建筑、结构、水、暖、电的图纸表达顺序,仔细的阅读图纸,读懂图中所有设备、符号、标注等信息。
最后是BIM软件的实际应用。在BIM类软件中,有很多不同种类的BIM类软件。其中鲁班BIM中有鲁班土建、鲁班安装、鲁班钢构、鲁班钢筋、鲁班施工、鲁班造价、鲁班总体等软件。绿建斯维尔软件中有建筑设计、建筑通风、节能设计、能效测评、暖通负荷、热环境、日照分析等软件。由上面可以看出,每个软件都有自己的功能,并且他们之间相互协调、相互联系。
鲁班土建与建筑设计是绘制、转化图纸,能够真实的模拟施工的实际情况,鲁班BIM软件在进行云检查时,能够及时找出图纸中设计不合理的位置并提醒相关人员进行修改;鲁班安装可利用三维技术解决造价复杂问题,利用碰撞检查及技术对虚拟现场精细化;鲁班钢筋可以对建筑快速配筋,对钢筋下料可以快速计算出结果,并可真实的模拟现场钢筋的分布,避免造价工程师不必要的往返;鲁班钢构可以快速的直接出量复杂的钢结构三维模型;鲁班总体内部有许多三维图形,可智能转化植物、草坪、道路等,并可能轻松的计算出土方工程量。
团队在参赛的过程中,两次荣获由中国教育协会颁发的BIM类高校比赛三等奖和由黑龙江省教育厅颁发的基于BIM的建筑物理模型类的优秀奖。
4 利用BIM参赛的收获与感想
利用BIM类软件所做的参赛作品部分如下图所示:
通过学习BIM技术及相关软件,更好地加深了专业课程知识的掌握和了解,同时初步掌握了建筑的设计方法,建筑的施工建造过程以及建筑物后期维护工作等工程。参加全国大学生BIM类的比赛,既检验知识掌握的实际水平,也提高创造思维能力,通过分工协作,锻炼了沟通能力、协作能力。BIM技术提供的虚拟协作、基于问题的学习方式、以及基于角色的实验练习,能够显著提高我们的综合素质。
5 对BIM技术的一点看法
BIM技术对于了解建筑业来说是一个很好地切入软件,可省时、省力,又可安全、高效、快速、实用地完成一个建筑。通过参加BIM类相应的比赛,能更好地掌握建筑工程中的绘图、识图能力、增强创新能力、提高实践动手能力,能够为早日进入建筑业的的工作中打下坚实的基础。
参考文献:
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