時間:2024-02-04 14:36:33
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇智能建造存在的問題,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
放在20多年前,對中國鋼鐵人來說,這是一個尷尬的問題。
那時,歐洲、日本等鋼鐵強國陸續用特大型高爐煉鐵時,國內只有上海寶鋼有一座特大型高爐。
一個特大型高爐能夠代替數個小高爐,可降低能耗和排放15%左右,是國際煉鐵行業綠色、可持續發展的方向。
由于國內當時沒有任何特大型高爐的技術積累,只能忍受國外掌握了特大型高爐技術公司的高額要價。
鋼鐵是一個國家工業的脊梁,可中國鋼鐵人卻直不起腰來。
2017年年初,國家科技進步獎公布,中冶賽迪牽頭完成的“高效低耗特大型高爐關鍵技術及應用”獲得二等獎。
這個獎可謂實至名歸――近五年來,海外新建同類特大型高爐中,超過60%的高爐都采用了中冶賽迪的這項技術成果。
在特大型高爐技術上從忍受高額要價到反向輸出技術,中冶賽迪人用20多年如一日的行動告訴世人:中國鋼鐵綠色崛起的科技先鋒是這樣煉成的。
從無到有
1995年,上海寶鋼集團的鋼鐵生產基地。
只要1號高爐的爐腹剛冷卻下來,不等煤炭的焦灼味散去,中冶賽迪返聘的教授級高級工程師項鐘庸就會迫不及待地鉆進去。
一落腳,就會騰起一陣嗆人的煤灰。從爐膛出來后,項鐘庸就成了一個“黑人”。
旁人對此早已見怪不怪。
已過花甲的項鐘庸原已退休,本可頤養天年,如此不辭辛苦,其實只為爭一口氣:搞清楚特大型高爐高效低耗的工作原理。
特大型高爐和普通高爐并不僅僅是體積的差別,其間的工作原理也有天壤之別。
其爐內煤氣是怎么被利用的?除了燃料比外,還有哪些指標能夠控制能耗?
所有這些技術指標,幾乎都要從零開始摸索。
“雖然引進了設備,但里面的工作原理和設計方法,花多少錢對方都不會告訴你。”中冶賽迪煉鐵事業部部長趙瑞海說。
猶如行走在無人區內,成敗未知,這樣的投入是否值得?
可在中冶賽迪看來,這并不是值得不值得的問題,而是必須做、而且必須成功的問題。
鋼鐵是高耗能產業,跟生態環境之間的矛盾由來已久,節能降耗的特大型高爐的發展,代表著一個國家鋼鐵行業發展的未來。
從1991年開始,項鐘庸就帶著團隊跟蹤研究特大型高爐的技術,一干就是十幾年。
2003年,綜合控制高爐節能的指標“爐腹煤氣量指數”終于被找到,并編入國家標準“高爐煉鐵工程設計規范”中。
令人振奮的是,基于自主研究的理論體系,國內特大型高爐的高效低耗指標實現了全球領先。
打破制約
以“爐腹煤氣指數”為核心的設計理念及體系在全行業公布后,中冶賽迪決定參與國際項目的競標。
把“中國造”的特大型高爐輸向海外市場,并不是一件容易的事,常常會“受制于人”。
2005年,巴西蓋爾道集團的鋼鐵生產基地,中冶賽迪的國際項目正在持續推進。
看見眼前正在搭建的特大型高爐,技術負責人、教授級高級工程師鄒忠平卻眉頭緊鎖。
高爐的建造成本已被人為地增高,再這樣下去,以后撬動海外市場會更加吃虧。
雖掌握了特大型高爐的工作原理,但一些核心裝備技術的自主化卻未實現,還必須忍受國外公司的高額要價。
“某些裝備價格甚至被抬高近五倍。”趙瑞海說。
引進價格被抬高,建造成本增加,中冶賽迪的特大型高爐競爭力自然下降。
“中國制造想要走出去,必須實現核心裝備技術自主化。”趙瑞海說。
2006年,中冶賽迪開始著手無料鐘爐頂布料器的研發。
“若把特大型高爐比喻成鋼鐵巨人,爐腹煤氣量指數的工藝就是它的魂,核心裝備技術則是軀干和四肢,兩者缺一不可。”趙瑞海說。
2012年,歷時6年,中冶賽迪成功打破了歐洲鋼鐵巨頭對高爐無料鐘爐頂技術長達30多年的壟斷,實現了特大型高爐核心裝備的國產化。
漸漸地,中冶賽迪的特大型高爐核心技術在海外市場“吃香”起來。
逆向創新
2007年,華北地區。一家鋼鐵廠的特大型高爐正在作業。
看著智能系統,有著30多年豐富操作經驗的的生產專家皺著眉頭,有些抱怨地說:“這套系統的效果不盡如人意。”
智能系統是鋼鐵廠從國際鋼鐵工程巨頭那里引進來的,希望通過它再次降低特大型高爐的能源消耗。殊不知,依靠智能系統進行降耗并不現實。
煉鐵需要的天然原料,每次的微量成分不一樣,爐化反應就會不一樣,爐腹指數控制狀態也會不同。
“目前,幾乎沒有任何鋼鐵廠能夠實現全智能化的煉鐵。”趙瑞海說,“但智能技術的優勢不能被‘拍死’,充分利用依舊能夠帶來技術上的革新。”
2007年底,中冶賽迪決定,朝著國際鋼鐵工程巨頭研制的反方向,研發特大型高爐的智能控制系統。
“我們開發的智能系統,強調智能軟件的判斷,而非操作控制。”趙瑞海說,“通過收集運行數據來幫助人工進行判斷,再進行降耗的調試。”
人工+智能的方式,能夠克服特大型高t智能控制中存在的實時性、復雜性、動態性和多變性等難題。
2012年,這項智能系統研制宣告完成,大幅提高了對高爐的診斷、預判和控制,中冶賽迪的市場地位再次得到鞏固。
截至2016年底,全國21座特大型高爐,有14座由中冶賽迪建造,約占國內市場的70%。
叫響品牌
2017年1月初,國家科技進步獎揭曉后,采訪鄒忠平的邀約紛至沓來。
但鄒忠平都無法赴約――他必須馬不停蹄趕往越南,跟進臺塑集團特大型高爐的建造進度。
幾年前,臺塑集團決定在越南建造特大型高爐,面向全球公開招標高爐建設方案。
最終,中冶賽迪擊敗國際巨頭們,有驚無險地拿下這個項目。
再次與國際鋼鐵工程巨頭同臺競技,中冶賽迪已經掌握主動權。
從煉鐵工藝創新到核心裝備研發,再到智能系統開發,經過20余年的技術革新,在中冶賽迪的引領下,中國特大型高爐工業體系漸漸形成。
截至目前,中冶賽迪有力地推動了全國特大型高爐比例從不足5%提高至近30%,直接建成的特大型高爐已累計節約燃料約6450萬噸,減少二氧化碳排放1.9億噸,帶動全國煉鐵產業累計節能約7.4億噸標準煤。
這樣的技術創新和行業領先,讓中冶賽迪叫響了鋼鐵工業的“中國造”。
除了臺塑集團的項目外,沿著“一帶一路”,中冶賽迪的特大型高爐技術還運用在韓國、馬來西亞、土耳其等國。
但夢想從未止步。鋼鐵工業“中國造”的故事,還在書寫。
關鍵詞:智能控制;機電一體化;應用
社會的飛速發展,經濟的不斷進步,人民對于生活質量的要求越來越高,社會的進步對于生產力也提出了更高的要求,為了滿足現階段社會對于智能控制技術的需求,我們應當更加注意高科技在生產力方面的運用問題。機電一體化領域是現代生產力發展的主要貢獻者,更加需要通過科技進行改善。本文針智能控制及其在機電一體化系統中的應用現狀,結合我國的國情進行了探討。
一、智能控制現狀以及出現的問題
(一)智能控制的現狀
近些年隨著科學技術的迅猛發展,高科技已經滲入到社會生活的各個方面,高科技為人們的生活帶來極大的快捷,其中智能控制及其在機電一體化系統中的運用最為廣泛,智能控制作為高科技的產物之一,智能控制在無人干預的情況下能夠自主的驅動智能機器實現自動控制技術,從20世紀80年代以來,計算機技術和信息技術的快速發展,推動了控制科學和工程研究的相互滲透,只能控制系統的發展將引領潮流,成為人們生活中不可或缺的技術。在實際的操作過程中,我們可以發現機電一體化系統的有效運作是一個非常復雜的運作過程,在機電領域中,機電一體化系統涉及眾多領域與眾多專業學科知識,這就需要一個高素質的人才能控制,而且不僅是要有高素質、高技能,還要對設備有極高的責任感,對設備有保護意思,能夠確保設備能夠正常的工作。智能控制技術可以通過計算機網絡的編程對機電一體化設備進行自動化運作控制,智能控制技術可以很好的控制機電一體化工作,能夠代替人進行工作,這種復雜煩瑣的工作,人類工作極易產生錯誤,智能控制技術還能降低失誤率,在企業工作室實現電氣設備自動化的運作,能夠提高工作效率,還能減少人力資源成本。
(二)智能控制在機電一體化系統中的應用
智能控制技術在機電一體化控制中的應用中,在故障診斷和電氣事故過程有很重要的作用,我們知道,模糊理論、神經網絡、專家系統技術是智能控制技術重要的組成部分,在實際的工作過程中,機電一體化容易出現故障,而且一出現故障將會對企業造成巨大的經濟損失,所以在工作之前都要對機電一體化設備進行檢查,智能控制技術在機電一體化設備中應用后,能準確的檢查出機電一體化設備的故障,能夠提前檢查出機電一體化設備存在的故障,避免在生產的過程中出現不可挽救的事故,智能控制技術通過迷糊理論和神經網絡的有效配合,能夠巧妙地解決機電一體化設備存在的問題,并且大大的提高工作效率。
二、智能控制在機電一體化系統中的應用效果
(一)智能控制在建造行業的應用
在建造行業中,智能化控制主要表現在兩個方面:第一、合理利用照明燈方面。智能控制技術主要通過互聯網輔助控制,對制造行業每一個時段的照明系統進行控制,主要控制照明的時間和照明系統。第二、在冬季對空調進行智能控制。冬季的智能控制和夏季的不同,在冬季需要將空調的風閥進行智能的調節,來保證室內空氣的溫度,同時減少對電的消耗。智能控制技術在現代科技領域中是一門新的技術科學,對于計算機技術來講是最重要的組成部分之一,智能控制系統主要是以計算機理論作為重要基礎,同時它還與許多專業學科有關聯。智能控制系統功能已經從愿望變成了現實,智能控制技術已經在現實生活中運用,具體有以下幾個方面:第一、數控的采集和處理功能。數控的采集和處理這個功能可以實現智能控制技術對于機電一體化設備的開關量和模擬量的數控進行采集和處理,還可以對處理過的數控進行儲存。第二、系統運行監視以及時間報警功能。這個功能不僅可以監控機電一體化系統的主要設備的模擬數量,還可以監控設備的開關量狀態,這個功能具有事故事故報警的功能,對于發生的事情進行報警,以便于發生故障時工人能夠及時的補救,防止錯過最佳補救時間。第三、操作控制功能。智能控制技術在機電一體化控制中可以借助鍵盤或者鼠標控制斷路器,還可以對開關進行電動隔離,對電流進行調整。
(二)智能控制在數控領域中的應用
數控領域的操作步驟比較煩瑣,操作過程相對于其他操作系統也比較嚴格,因此在操作的過程中很容易出現問題,操作的過程一旦出現了問題就會引起很大的故障,造成不可估計的損失。智能控制技術的引入能夠將數控領域的日常復雜的操作變得簡單,并且能提高操作的效率和準確性,保證系統運行安全。現階段,隨著經濟技術的飛速發展,智能控制技術也逐步成熟,國家電網和廣州電網等等的電網公司都相繼運用了智能控制技術,智能控制技術建設的智能電網在實際的運作中取得了非常好的效果,這樣的技術應當大力推進,國家應當積極的重視,社會各界也應當加大對這類技g的支持,為社會的進步貢獻一份薄利。在數控領域,還可以利用遺傳進化算法,找到最佳的數控系統加工路徑,運用只能控制中的預算和預測功能,在數控在高速加工的時候能夠控制數控的綜合運動,現階段數控系統對其性能有很高的要求,不僅要求可靠性、精準度,還要求有高速的運算能力。所以,為了實現這些功能,在數控領域必須應用只能控制,運用智能控制降低數控領域工作的復雜性。
三、總結
智能控制技術對于現代人來講,是人類智力技術的代替、延伸和發展,在當前的生產和控制力下,智能控制技術發揮了極大的作用,為人們的生產和生活提供了高質量的服務。總而言之,智能控制控制技術在機電一體化中能夠廣泛應用,無論是數控領域還是機器人領域,智能控制都能實現傳統的機械自動化技術無法實現的功能。
Bentley公司負責全球電力業務的副總裁Arthur Sawall(亞瑟?斯瓦爾)認為,要采用數字化設計手段從設計源頭開始構建智能電網。
根據國家電網中國電力科學研究院對智能電網的定義,智能電網是以物理電網為基礎,將現代先進的傳感測量技術、通信技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。
其中提到的各種技術“與物理電網高度集成”不容忽視。要集成,就要有數據作為基礎。中南電力設計院信息檔案部主任吳剛曾指出,作為智能電網的基礎,70%的數據都產生于設計。因此,我國很多業內人士都已經充分認識到,智能電網的建設要從設計做起。
亞瑟對智能電網的理解,是能夠根據需求智能地進行調控的電網。他認為,現在智能電網的推進不盡如人意,是因為現在的設備和變電站不夠智能,因此Bentley希望通過為電網基礎設施相關的設計工程師提供Bentley Substation這樣的軟件平臺以進行數字化設計,幫助用戶建造智能的電網基礎設施,使得智能設計成為智能電網的一部分,并將設計數據流轉到這些基礎設施的整個生命周期以進行智能化運維。
他介紹,Bentley提供的設計工具涵蓋從發電廠設計到把電輸送入戶的整個過程。Bentley Substation能夠提供很好的三維設計工具,結合Bentley ProjectWise協同設計平臺,設計工程師就可以更加高效、合理、精確地進行變電站的設計,還能在三維仿真模擬環境中審查變電站建造過程是否合理。更為重要的是,由Bentley Substation產生的電網基礎設施數據,可以為基礎設施的全生命周期管理提供依據。這些數據可以提交給業主和相關的運維機構。業主可以據此實現基礎設施與智能電網的對接,而運維機構則可以據此進行更加有的放矢的運維工作。而在以往,設計院給業主交付的往往只是變電站的圖紙,很難變成有用的機器語言。如果要找到相關的設計數據,業主就要請設計院翻看很多資料后才能找到。
亞瑟介紹,在北美、歐洲和亞洲都有很多用戶使用Substation解決方案來創建智能設施,從而推進智能電網的建設。據了解,在中國,Bentley通過為電力設計院提供智能設計平臺,使得設計院的設計工程師能夠從基礎設施的設計源頭去建造數字化的智能變電站或其他相關基礎設施。
借助三維設計工具從設計源頭開始構建智能電網基礎設施,顯然是智能電網建設的一個行之有效的辦法。但是,已建的基礎設施就很難用這種方法來處理了。那么,這些基礎設施該怎么辦呢?
對于這一個問題,亞瑟回答說,可以參考歐美國家,特別是幾乎不再新建任何變電站的歐洲國家的經驗。那就是用點云解決方案對舊的變電站進行掃描,將其轉換成智能模型放到Bentley Substation中,然后再跟智能電網對接。
盡管點云解決方案被認為投資太大,但是亞瑟指出,如果不接受這樣的新技術,舊的變電站就永遠無法成為智能電網的一部分,這樣帶來的損失更大。“我們的工具能夠幫助業主節省很多費用,在三年左右就能收回投資。”亞瑟補充說。
虛擬存儲 服務萬家
――杭州市西湖區衛生局打造高效區域醫療信息平臺
隨著醫療衛生體制改革的逐步深入,基于互聯網的醫療信息系統建設在全國各醫療單位普遍開展,用以提高醫療機構的整體服務水平與核心競爭力。然而,在各醫療機構各自開發、各自建設的狀態下,先進的信息化系統也只能供各醫院內部使用,存在很大的局限性,使醫療系統信息處于一座座“孤島”的狀態,無法實現區域內數據共享、統一服務及互聯互通等。
杭州市西湖區衛生局下屬的11家社區衛生服務中心,地理位置分散,技術力量分布不均勻,在對傳統的IT系統進行維護管理、數據備份及故障修復等,給各醫院和西湖區衛生局都帶來了種種不便。
為加快推進西湖區基本醫療保障體系建設,實現區域衛生信息化的互聯互通和數據共享,西湖區衛生局計劃建立區域醫療信息平臺,連接區域內所有的醫療衛生機構和相關單位,搭建方便各信息化系統之間進行數據交換和共享的綜合業務平臺。為此,西湖區衛生局采購了大量戴爾服務器,分配給下屬社區衛生服務中心,并初步實施了服務器虛擬化。
為了進一步完善區域醫療信息平臺,西湖區衛生局計劃重點引進一批安全穩定、擴展性好、高度支持虛擬化的存儲設備,建設完全虛擬化的信息系統環境,并部署高效的存儲和災備系統,為各社區衛生服務中心提供高效、安全的存儲平臺。
西湖區衛生局采用戴爾存儲虛擬化整體解決方案,部署了包括戴爾EqualLogic PS6100XV虛擬化存儲、戴爾Networking 6224交換機和VMware虛擬化管理軟件等在內的諸多設備,構建了高效的存儲和災備系統,并與已有的服務器虛擬化平美結合,為西湖區11家社區衛生服務中心建立了完全虛擬化的IT環境,搭建了高效靈活、高度共享的區域醫療信息平臺,實現了對各醫院IT系統的遠程集中維護和管理。西湖區采取虛擬化模式來建設區域醫療信息平臺,可以方便靈活地對區域衛生應用系統的擴展性、靈活性和安全性進行改進。
戴爾EqualLogic PS6100XV存儲陣列采用虛擬化的橫向擴展體系結構,可以支持自動精簡配置、自動分層和在線擴展等豐富的功能,同一個虛擬存儲池中的硬盤和多個存儲陣列之間還可以自動實現負載均衡,使得存儲系統的性能可以隨容量進行線性擴展。
戴爾EqualLogic存儲系統采用雙控制器等多種冗余配置,因此基于它打造的存儲平臺本身就具有很高的穩定性。此外,單臺戴爾EqualLogic存儲設備還擁有快照等強大功能,每兩個社區衛生服務中心的EqualLogic存儲實現了相互備份,并可隨時快速驗證備份數據的有效性,充分確保醫療數據的高度安全。
依托戴爾EqualLogic搭建的存儲平臺的故障修復時間和數據恢復時間都不到10分鐘。此外,EqualLogic還自帶了一系列的免費管理軟件,無需人工操作即可完成數據安全備份及故障遷移等,大大增加了管理和維護的便捷性。“從IT管理和維護角度來看,基于戴爾EqualLogic PS6100XV打造的統一存儲平臺,技術人員只需了解網絡便可輕松管理全套系統。戴爾還為我們提供了原廠培訓,讓我們可以更好地管理和維護存儲平臺。”杭州市西湖區衛生局信息中心程偉介紹說。
西湖區醫療信息平臺的建設,為西湖區衛生局建立全民健康檔案、實現區域衛生信息化的互聯互通和數據共享提供了可靠的基礎平臺。
關鍵詞:建筑;電氣弱電智能化系統;工程施工
引言:建筑智能化系統是工程建設的新興領域。隨著我國電子信息產業的加速發展,智能弱電技術已經廣泛運用于樓房建設中,成為建筑環境智能化的重要手段。建筑智能化已成為現代化建設的發展方向。在建筑電氣施工管理中,弱電系統的有效應用能夠使建筑的整體服務能力得以提高,此外還可以符合建筑物電氣化的標準。
1 建筑電氣弱電智能化系統工程施工存在的問題
1.1 施工單位電氣弱電智能化系統工程缺乏重視
建筑建造的過程中,由于空間和資源的限制導致資源的分配成了施工過程中極為重要的部分。建造過程中土建一直以來占據著極為重要的地位,在資源等的利用上有著絕對優先權,反觀電氣弱電智能化系統工程則相對弱勢許多,在施工過程中受到磣鑰占浜妥試吹雀鞲齜矯嫻拇蜓埂
1.2 電氣弱電智能化系統施工的管理不夠
在現如今的建筑智能化的建設過程中,由于資源分配的限制,不受重視的電氣弱電智能化系統工程通常是由相關工作人員來兼任,而由于對電氣弱電智能化系統的新技術等缺乏了解,加上電氣弱電智能化系統施工的弱勢地位,導致電氣弱電智能化系統工程的施工監管極其不到位。
1.3 施工人員缺乏專業素養
由于現在大部分有關施工單位都普遍缺乏專業的工作人員和隊伍,常常是由一人兼職多項工作,導致相關施工人員的專業素養得不到保證,不具有專業的施工技術,加之對于電氣弱電智能化系統工程的疏于管理,給電氣弱電智能化系統工程的安全埋下了極大的隱患。
2 建筑電氣弱電智能化系y工程施工要點
2.1 做好施工前的準備
在進行電氣弱電智能化系統的施工前,施工單位需要對施工地點及其周圍進行充分的勘測和檢查,對任何有關施工的因素都要做足充分的了解和準備,同時,在進行工程預算的時候,工作人員需要大量收集歷史資料,來最大化的利用有限的資源和保證資金利益的最大化。在施工前需要有著許多方面的準備,以此來確保電氣弱電智能化系統的安全施工,減少后續施工過程中引起不必要的麻煩。
2.2 制定合理有效的施工方案
一份合理并且有效的施工方案往往能為后續的實際施工省去不少的麻煩,在遇到問題時也能及時對其做出解決調整。因此,在電氣弱電智能化系統施工開展之前,施工單位需要制定嚴謹合格的施工方案,組織更為專業的施工團隊,在施工過程中對施工隊伍進行各項任務的安排和交接,致力于以最為完備的施工方案來為電氣弱電智能化系統施工保駕護航。
2.3 對電氣弱電智能化系統網絡進行綜合布設
在現代智能化建筑的建造施工過程中,想要合理應用電氣弱電智能化系統技術,對電氣弱電智能化系統技術有著更為有效的管理,就必須要對施工的電氣弱電智能化系統網絡進行綜合布設,從而使其能夠更好的契合現代智能化建筑對電氣弱電智能化系統的高要求,更好的保護電氣弱電智能化系統技術的安全應用。
2.4 電氣弱電智能化系統母線的安裝
所謂電氣弱電智能化系統母線的安裝,即在建筑的電氣弱電智能化系統設置中根據系統運行的實際情況,對系統的母線安裝過程進行嚴格的管理和保證,不僅要提前做好母線的絕對絕緣工作,更要保證在母線安裝前各項細節的完整。避免由于零件的缺陷或者母線的連接問題影響整個電氣弱電智能化系統的安全運作。
2.5 防雷擊技術的合理應用
由于有限的土地資源的限制,現代化的建筑越發趨向于高層化和超高層發展,而超高層建筑所帶來的問題也是顯而易見的,即雷電對于智能高層建筑的影響。因此,在電氣弱電智能化系統的施工中合理安插防雷擊技術顯得尤為重要,要著重注意電氣弱電智能化系統的防雷安全,注重電流攔截、電流保護等措施的實施,從而使得電氣弱電智能化系統的防雷性得到保障和提升。
2.6 電氣弱電智能化系統綜合布線系統管理
在數字建筑中,綜合布線結構主要由6個子結構組成,分別是水平區子結構、工作區子結構、垂直干線子結構、管理間子結構、建筑群子結構以及設備間子結構。綜合布線結構在規劃時采用的時星型拓撲結構,因此每個子結構都可以獨立地連接到綜合布線結構當中,各個子結構之間不會相互干擾,不但方便子結構的擴充,同時還能夠方便更改組合和檢測維修。工作區子結構是一個獨立設置終端的區域,由連接信息插座、水平配線結構的信息插座、終端設備的跳線和適配器組成。工作區需要的面積不是很大,而工作區內信息點的數量應該根據建筑的實際情況進行規劃;水平區子結構由信息插座、樓層配線設備、樓層分配縣以及跳線等線路組成;管理間子結構由輸入輸出設備以及交換間的配線設備組成;垂直干線子結構的組成部分主要有跳線、配線設備、設備間連接各樓層分配間的電纜;設備間子結構的組成部分主要有建筑物進線設備、數據、電話、計算機等主機設備以及保安配線設備組成,設備間子結構應該設置在值班室中;建筑群子結構指的是建筑物之間相互連接的電纜及配線設備。
2.7 電氣弱電智能化系統安全施工管理
第一,報警結構。總線控制法是報警結構常采用的結構規劃模式,對于報警結構的規劃,一般會設置在消防中心或者是防控中心。一旦建筑物內有危險源發生,通過本結構可以精確的發現危險所處的具置。并通過計算機的顯示屏準確的顯示,同時發出報警的燈光。安保人員可根據提供險情的具置采取相應的布防措施。同時可以根據電子地圖進行操作,利用管理軟件發出警報。當出現重大異常情況時,監控室的顯示屏會自動切換到報警位置,可以準確的為監控人員提供實時情況,并能夠在第一時間進行處理,可以有效預防災害事故的擴散,減少經濟損失;第二,視頻安防結構。該結構通過數字化、模塊化的有機結合可實現安防監控結構的功能,對于監控的自動錄像可以根據使用者不同需求設置保存的時間,方便后期需要時可以隨時調閱,監控結構的傳輸一般采用二級架構的模式進行信號傳輸,所需監控網點的設備可以通過視頻網線或光纖進行連接,通過現代通信技術完成數據的傳輸以及數據的備份功能。
2.8 對工程材料以及設備加強管理
在進行電氣弱電智能化系統施工前,施工單位需要對即將進行施工的材料有著極為嚴格的控制標準,保證工程材料的合格和完整,而電氣弱電智能化系統中的設備問題也同樣不可小覷。對電氣弱電智能化系統設備的嚴格管理,定期檢查和記錄設備運行情況,保證電氣弱電智能化系統設備的安全調試和維護,確保設備和零部件的安全運作,從而加強電氣弱電智能化系統的安全性,保證工程施工的高質量完成。
關鍵詞:綠色建筑;采暖;空調
一.綠色建筑的基本概念
(一)概念
所謂“綠色建筑”的“綠色”,并不是指一般意義的立體綠化、屋頂綠色建筑花園,而是代表一種概念或象征,指建筑對環境無害,能充分利用環境自然資源,并且在不破壞環境基本生態平衡條件下建造的一種建筑,又可稱為可持續發展建筑、生態建筑、回歸大自然建筑、節能環保建筑等。綠色建筑的室內布局十分合理,盡量減少使用合成材料,充分利用陽光,節省能源,為居住者創造一種接近自然的感覺。以人、建筑和自然環境的協調發展為目標,在利用天然條件和人工手段創造良好、健康的居住環境的同時,盡可能地控制和減少對自然環境的使用和破壞,充分體現向大自然的索取和回報之間的平衡。
(二)內涵
綠色建筑的基本內涵可歸納為:減輕建筑對環境的負荷,即節約能源及資源;提供安全、健康、舒適性良好的生活空間;與自然環境親和,做到人及建筑與環境的和諧共處、永續發展。
(三)設計理念
綠色建筑設計理念包括以下幾個方面:
1、節能能源
充分利用太陽能,采用節能的建筑圍護結構以及采暖和空調,減少采暖和空調的使用。根據自然通風的原理設置風冷系統,使建筑能夠有效地利用夏季的主導風向。建筑采用適應當地氣候條件的平面形式及總體布局。
2、節約資源
在建筑設計、建造和建筑材料的選擇中,均考慮資源的合理使用和處置。要減少資源的使用,力求使資源可再生利用。節約水資源,包括綠化的節約用水。
3、回歸自然
綠色建筑外部要強調與周邊環境相融合,和諧一致、動靜互補,做到保護自然生態環境。舒適和健康的生活環境:建筑內部不使用對人體有害的建筑材料和裝修材料。室內空氣清新,溫、濕度適當,使居住者感覺良好,身心健康。
(1)綠色建筑的建造特點包括:對建筑的地理條件有明確的要求,土壤中不存在綠色建筑有毒、有害物質,地溫適宜,地下水純凈,地磁適中。
(2)綠色建筑應盡量采用天然材料。建筑中采用的木材、樹皮、竹材、石塊、石灰、油漆等,要經過檢驗處理,確保對人體無害。
(3)綠色建筑還要根據地理條件,設置太陽能采暖、熱水、發電及風力發電裝置,以充分利用環境提供的天然可再生能源。
隨著全球氣候的變暖,世界各國對建筑節能的關注程度正日益增加。人們越來越認識到,建筑使用能源所產生的CO2是造成氣候變暖的主要來源。節能建筑成為建筑發展的必然趨勢,綠色建筑也應運而生。
二、綠色建筑存在的三大誤區
隨著可持續發展思想在建筑業的深入,綠色建筑日益受到人們的關注。在當前市場經濟的背景下,經濟因素是影響綠色建筑推廣的關鍵所在,一般建筑開發商只看到綠色建筑所帶來成本增加的一面,而綠色建筑巨大的生態環境效益被忽略了。因此,對綠色建筑進行技術經濟和費用效益的研究是必不可少的。目前,人們對綠色建筑的認識還存在著三個方面的誤區:
1、綠色并不等于高價和高成本
在樓盤銷售以廣告轟炸和概念炒作盛行的年代,“綠色建筑”也毫無例外地成為房地產商們朗朗上口的新詞兒,以至于讓人們誤以為綠色建筑就是高檔建筑。
綠色建筑是一個廣泛的概念,綠色并不意味著高價和高成本。比如延安窯洞冬暖夏涼,把它改造成中國式的綠色建筑,造價并不高;新疆有一種具有當地特色的建筑,它的墻壁由當地的石膏和透氣性好的秸稈組合而成,保溫性很高,再加上非常當地化的屋頂,就是一種典型的鄉村綠色建筑,其造價只有800元/平方米,可謂價廉物美。
并不是現代化的、高科技的就是綠色的,要突破這樣的認識誤區。把綠色建筑和建筑節能的發展道路定位在高端、貴族化,不會取得成功;事實證明把發展道路確定為中國式、普通老百姓式、適用技術式,綠色建筑才能健康發展。以前的智能化就走過彎路,許多智能建筑,停留在保安、音響控制等方面,線路搞得非常復雜,造價也非常高,甚至耗電量居高不下,這不是智能建筑應有的發展道路。信息時代,智能化應該是多用信息,少用能源。現在有些地方推行智能開關,用手機就可以控制家里的能源開關,冬天走的時候,就把供熱開關關掉,下班之前半個小時,手機一按,就能把供熱開關啟動,這樣回到家里時,屋里已經暖洋洋的。主人在外邊工作的時候,家中不供熱,能省1/3的能源。把綠色建筑從一個簡單的概念變成定量化的檢測標準,對達到標準的給予綠色建筑的標識,這樣偽綠色就會現原形,最終會退出房地產市場。
2、綠色建筑不僅局限于新建筑
“我國新建建筑節能工作做得較好,基本遵循了綠色建筑的標準;但把大量既有建筑改造成綠色建筑的工作推進得不是很順利,許多既有建筑仍是耗能大戶。”業內專家提出了這樣一個問題。既有建筑現在從樓上到樓下都是一條管道供熱,是串聯式的,每一戶裝一只計熱表,不可行。現在技術上已經有所突破,引進歐洲的先進技術,在每個散熱片上裝一個計量表,成本低,非常適合中國的計量改造。這使得供熱也像供水、供電一樣,是嚴格計量的,是可以調控的。據估算,在北方地區,如果房間里供熱是可以調節的,不用開窗,就可以節約15%的能耗;如果是可計量的,主人出差或者上班時把暖氣關掉,回來以后再開,就可以節約30%的能耗。
關鍵詞:職工公寓 智能化管理 管理模式 安全管理
職工公寓屬于員工福利的范疇,為員工提供了安全與保障,受到廣大職工的歡迎,但是,由于居住人員存在較大的流動性,這給職工公寓的管理帶來了很大的挑戰。伴隨科學技術和信息技術的發展,職工管理系統在眾多領域被廣泛應用,許多職工公寓都采用了智能化管理系統,這在很大程度上提高了職工公寓管理的科學性與安全性,改善了職工公寓的治安管理環境與居住環境。
一、職工公寓管理中存在的問題
1.人員配備不到位,責任劃分不明確
職工公寓的管理中缺乏足夠的人員配備,為了降低成本,物業公司在管理中通常減少工作人員數量,從而造成許多崗位無人管理,而且,這些工作人員中很少有過專業素養訓練,工作能力偏低,導致整體的工作水平不高。此外,在職工公寓管理的工作中,雖然建立了基本的公寓管理制度,但是這些管理制度的執行性與可操作性不強,對于管理的權利與責任劃分不明確,致使在管理過程中存在很多無人管理的情況。
2.安全隱患多
由于部分職工公寓樓建造時間較早,樓內存在眾多安全設備老化等現象,有些設備常年不用,或者經久不修,增加了公寓樓的安全隱患。在新的公寓樓中存在設備配置不到位的情況,這也影響了職工公寓的安全。加之部分職工的安全意識比較淡薄,違規使用電器或者使用大功率電器,以及沒有良好的用電習慣等,都加大了公寓樓的危險因素。
3.能源浪費現象嚴重
在職工公寓管理中存在較為嚴重的問題之一就是對于能源的浪費,許多職工的責任意識差,缺少環境保護意識,不懂得合理利用資源和能源,存在很嚴重的浪費現象。
4.車輛管理混亂
由于汽車、電瓶車擁有量的不斷提升,現在職工公寓的汽車數量也越來越多,但是,由于公寓管理中對于車輛沒有專門的管理規定,而且管理人員也沒有盡到應盡職責,公寓車輛的管理非常混亂。車輛出入無人管理、車輛被偷竊現象也時有發生。
二、職工公寓的智能化管理措施
1.堅持以人為本,積極宣傳智能化管理理念
為了充分調動各方資源力量共同參與到職工公寓的智能化管理,使智能化管理模式得到真正的貫徹與落實,贏得更多職工住戶的支持,物業管理等部門應當堅持“以人為本”的原則,主動出擊,深入職工基層,積極宣傳智能化的管理理念,與街道、治安等部門加強協調,統一思想認識,通過掛橫幅、發通知、張貼告知單等形式對智能化管理進行積極的宣傳。
2.完善智能管理體系
2.1 水電的智能化管理
針對職工公寓用電量過大、存在能源浪費的情況,職工公寓采用多用戶智能電子表,統一安放在職工公寓的配電室內,該電子表具有預購電、最大用電負荷控制、惡性負載識別、通斷電控制、數據收發等功能,可以實現對職工用戶用電量的動態管理,在加強用電管理、防止用電意外等方面發揮了十分積極的作用。在用水管理方面,通過屏蔽阻水電纜把所有多用戶智能電子表、水表連接起來,從管理控制中心PC機布線連接每一采集查詢終端,將職工用水量的數據進行自動采集、傳輸、處理和控制,借助抄表軟件對各職工用戶的水表數據進行定期的抄收、保存和費用結算,有效克服了人工抄表易出錯、效率低等問題,實現了用水計量的智能化管理。
2.2車輛的智能化管理
為了提高職工公寓車輛智能化管理水平,對職工電動車亂停亂放、車輛被偷竊、車輛堵塞消防通道等問題進行有效的規避,籌建智能停車管理系統,通過智能射頻芯片對職工的電動車停放進行規范化的管理,有效減少了各類安全隱患。
2.3 智能門禁管理系統
針對職工公寓人員出入混亂的情況,公寓籌建智能門禁管理系統,在企業人力資源部和物業公司的幫助下,及時采集公寓住戶的身份信息,確認無誤的發放門禁卡,這是職工出入公寓的唯一工具。同時,在門禁管理系統中配備終端管理機等智能設備,對進出公寓的人員實現了有效的管理,能夠有效減少公寓失竊等安全問題的出現。
2.4 安全的智能化管理
安全管理始終是職工公寓管理中的重中之重,因此職工公寓的出入口和每個樓層都加裝了電子監控探頭等智能信息設備,對各類違法犯罪活動能夠起到有效的預防和控制作用。同時,在消防安全、用電安全等方面,在加強信息化水平的同時,制定了嚴格的安全管理制度,在平時有計劃的對公寓住戶開展了安全教育方面的培育,提高了公寓住戶的安全意識。
3.完善智能管理的職責
針對公寓內衛生境普遍較差,垃圾死角多、花草樹木雖然有人修剪但標準低、管理缺失的情況等問題,在完善公寓智能管理體系的基礎上,對智能管理中各部門的管理責任進行了明確,物業公司的管理水平實現了有針對性的提升。同時,對傳統的公寓管理措施進行創新,創新舉措,配套了一系列與之相關的便民利民機制,合理安排物業保安人員值班執勤,實行24小時全天候值班執勤制度,加大了社區的日常巡查力度,對各類犯罪行為起到了有效的預防作用。
三、結束語
綜上所述,職工公寓智能化管理模式的構建,在很大程度上有效減少了職工管理中環境差、能源浪費、管理責任缺失等問題,對各類安全隱患實現了動態、智能化的管理,有效減少了各類安全事故和犯罪活動的發生,大大提高了職工公寓的管理效率和智能化水平,實現了很高的經濟效益和管理效益。
參考文獻
[1]楊旭東, 劉培軍, 趙方強. 智能用電管理系統在高校學生公寓防火工作中的作用[J]. 泰山鄉鎮企業職工大學學報, 2010, (2): 43-44.
[2]李新雨. 全自動公寓智能監控系統的設計[J]. 黑龍江科技信息, 2011, (21): 45-46.
關鍵字:綠色建筑節能智能調光控制系統
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
引言
綠色建筑,即在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節地、節能、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。目前,我國的能源危機,環境污染形勢仍然嚴峻,的人均建筑能耗雖低于世界平均水平,但這一定程度上是建立在放棄室內空氣與熱環境舒適度的基礎上的,同時由于人口基數龐大帶來的巨大總能耗,也日益成為制約國家發展的瓶頸。綠色建筑正是源于建筑對資源、環境問題的響應。綠色建筑既能切實節約有限的資源,減少二氧化碳的排放,又能提高建筑品質,降低建筑日常運營費用,對實現可持續發展,促進建筑節能減排具有重要意義。
一、我國建筑內照明系統存在的問題及未來趨勢
我國現有的建筑的形成大多是根據建筑的功能、性能和造價進行設計,很少或沒有考慮資源利用的效率問題,這種人凌駕于自然之上的建筑形式顯然與可持續發展的理念漸行漸遠。而綠色建筑在設計階段就要考慮減少資源的使用量和資源利用的效率問題,同時考慮對生態環境、經濟、社會效益的影響,減少廢棄物,對廢棄物降解和回收,盡量實現“天人合一”。我國各地區的氣候條件,地理環境、自然資源、城鄉發展和經濟發展、生活水平與社會習俗等存在差異,對建筑綜合要求因此而不同,萬不能盲目的使用高新技術或生硬的照搬國外技術。例如,南方地區的建筑盲目學習歐陸風,大面積采用玻璃幕墻,結果又沒有采用有效措施減少太陽輻射,結果空調能耗比一般建筑高出1-2倍。
實現照明系統的節能亦是實現綠建必不可少的一部分。公共建筑內都需要長時間開啟的公共照明,實現綠色照明早已成為一種趨勢,這不僅需要節能型燈具,還需要一系列可行的調光控制解決方案。采用調光方式控制照明比用其他控制方式有更多優勢,尤其是調光系統能夠在不關燈的條件下實現“節電、省燈”,不僅在一定時間內用節省下來的電費和維護費用收回調光系統的全部投資,而且符合綠色建筑倡導的理念。
二、智能調光系統概念
所謂智能調光系統,就是根據某一區域的功能、每天不同時間、室外光亮度或該區域的用途來控制照明。其中最重要的一點就是可以進行預設,即具有將照明亮度轉變為一系列設置的功能。這些設置也稱為場景,可由調光器系統或中央建筑控制系統自動調用。智能調光系統集強電、弱電為一體,巧妙地融入計算機技術、通信技術、控制技術,使燈光藝術為創造環境氣氛服務,使對燈光進行智能化控制、使燈光和各種設備集成聯動成為可能。
三、可調光熒光燈電子鎮流器的應用
國家在推廣節能燈的同時,白熾燈逐漸被淘汰,留下的市場空間為節能燈帶來了巨大的發展潛力。目前被廣泛應用的熒光燈光源,為實現節能環保的綠色照明做出了突破貢獻。但依靠目前熒光燈光源的制造技術,如需要創造高效節能、明亮舒適的照明環境,必須選用自身消耗極低、能效等級為A1級、具有可控的調光控制接口、能在1-100%的范圍調光、大于50000小時壽命設計、能自動識別燈管的類型及功率、且有效延長熒光燈光源壽命的調光鎮流器產品,才能發揮熒光燈最大的效用,這也是熒光燈未來使用方向的主流選擇。熒光燈的調光控制,在現代照明中具有極為重要的地位。目前先進的熒光燈節能調光控制技術,已可實現節能30%,可以延長光源壽命2-4倍,系統配置科學優化的,甚至可以達到節能75%。熒光燈只有實現了只能的自動可調光照明以后,才能真正做到優化節能的目的。
近幾年,可調光熒光燈電子鎮流器得到長足發展,成為倍受用戶青睬的典型“綠色照明”產品。由于熒光燈是一種非線性負載,并且燈管有額定導通電壓,如果燈管上的電壓低于額定值,則會熄滅或不能發光,所以熒光燈的調光并非像白熾燈調光那樣簡單。熒光燈調光電子鎮流器分為模擬調光和數字調光,而具體的調光方法主要有頻率調制(即調頻)和相位控制。從本質上講,熒光燈調光是通過調節燈管電流實現的。燈管額定功率上有最大輸出電平,亮度調節不能超過最大輸出電平(即100%)。性能優良的調光電子鎮流器的調光范圍為100%~10%。可調光熒光燈電子鎮流器具有明顯的節電效果,故在近幾年中得到了迅速發展和應用。對于緊湊型節能燈的調光,通常采用模擬技術。而對于用于家庭、辦公室、商場、車間等場所照明的調光熒光燈,則采用數字調光方案。數字調光電子鎮流器,代表了該照明電器未來發展的方向。
運用可調光熒光燈電子鎮流器的智能調光系統可延長燈具的壽命。燈具損壞的致命原因是電網過電壓,只要能控制過電壓就可以延長燈具的壽命。智能照明控制系統采用軟啟動的方式,能控制電網沖擊電壓和浪涌電壓,使燈絲免受熱沖擊,燈具壽命得到延長。智能照明系統通常能使燈具壽命延長2~4倍,不僅節省大量燈具,而且大大減少更換燈具的工作量,有效地降低了照明系統的運行費用,對于大量使用燈具和安裝困難的區域具有特殊的意義。采用智能照明控制系統不僅可滿足便捷控制、燈光效果等要求,而且由于可觀的節能效果(節電可達到20%~50%)及燈具壽命的延長(燈具壽命延長2~4倍),又能在降低運行費用中得到經濟回報,還能省去常規照明所需的大部分配電控制設備,大大簡化和節省穿管布線工作量。
四、工程實例
坐落于北京三環的某國際學校幼兒園設計標準之一為要通過LEED認證(金獎),為能實現高效的能源利用,照明系統的節能效果也是需重要考慮的一部分。此工程根據各房間功能進行燈位布置,各教室、辦公室等選用電子整流直管(單管或雙管)熒光燈,公共場所、衛生間等均選用帶玻璃罩環形熒光燈,幼兒寢室設置夜間巡視照明燈具,醫務保健室設置紫外線燈具,其余場所均選用高效電子節能燈。辦公室、廚房主要采用高光效的三基色熒光燈和低損耗的高頻電子鎮流器或節能型電感鎮流器配高效照明燈具。所選燈具均為節能型。燈具cosΦ≥0.9。主要通道、樓梯間、門廳等人員較多的公共場所的照明均由雙電源供電的照明配電箱電源供電。事故照明、疏散照明燈具由應急照明柜集中供電,要求EPS的蓄電池初裝容量應保證備用時間不小于90min。
為了節約能源及提高管理效率,教室、公共場所照明、室外照明等設置智能照明控制系統,擬通過KNX/EIB控制總線連接至中央控制室。附圖為教室照明系統平面圖和調光鎮流器手動調光配線圖。
二層照明平面圖
調光鎮流器手動調光配線圖
該工程通過樓宇管理控制系統可對教室內的燈光環境進行智能控制。通過中控電腦圖形化界面可以對學校內的燈光監視和控制。教室門口的存在感應器做到人來打開亮度感應器對燈光的控制,人走關閉亮度感應器同時關閉燈光。通過光感開關控制器可對照明進行自動控制,當自然光不足時,可自動將燈光調亮,當自然光充足時,可自動關閉或調暗燈光。也可通過教室內的智能面板對相應區域的燈光進行手動控制,可做備用,更安全。光線感應開關通過測定工作面的照度,與設定值比較,來控制照明開關,這樣可以最大限度地利用自然光,達到節能的目的,也可提供一個不受季節與外部氣候環境影響的相對穩定的視覺環境。總之,此工程照明系統的設計體現了綠色照明的一部分理念和調光控制系統的未來趨勢。
【關鍵詞】綠色建筑;設計;存在的問題 ;措施
一.綠色建筑設計存在的問題
1. 對綠色建筑設計認識不準確
目前,綠色建筑設計風靡建筑設計行業,但是很多人把綠色設計的概念和綠化設計的概念兩者混為一談,由此導致有很多問題出現。許多房地產商標榜自己的建筑是綠色建筑,但其實只是花心思設計綠化的構景要素,并沒有考慮到建造過程中及使用過程中的節能減排、保護環境等要求,因此達不到綠色建筑的設計所期望得到的可持續發展的效果。
2.缺乏實踐經驗
現在我國綠色建筑領域在理論方面發展得很好,但是在把理論應用到實際工程項目中時卻產生了一些問題,最為尖銳的是綠色建筑領域一線人才的匱乏。縱使設計得再好再完美,沒人將其實現也是空談。許多從事綠色建筑的工作人員缺少實踐經驗,只是憑著自己的感覺去做,在檢測、標準體系方面的專業人才也不多。
3技術支撐能力有待提高
我國的建筑工業化處于起步狀態,資源和能源的綜合開發利用水平明顯偏低,綠色建筑許多核心的技術國內仍不掌握,如一些關鍵性的部件還得依賴進口,沒有自主開發的能力,這不但限制了綠色建筑的發展推廣,還增加了綠色建筑的建造成本;新能源建筑的應用仍停留在簡單的直接運用層面,比如太陽能房、風能發電等深度利用非常有限。
二、綠色建筑的設計理念
綠色建筑的基本內涵可歸納為:減輕建筑對環境的負荷,即節約能源及資源并提供安全、健康、舒適性良好的生活空間;建筑師借助于各種技術手段,利用綠色植物的光合作用和蒸騰作用來幫助減少建筑廢棄物的排放量,改善建筑局部的微氣候條件,從而降低建筑物的能源消耗,減輕建筑物的環境負荷,以達到建筑生態化的目的。與自然環境親和,做到人及建筑與環境的和諧共處、永續發展。
1. 舒適和健康的生活環境
建筑的土壤中不存在有毒、有害物質,地溫適宜,地下水純凈,地磁適中。建筑內部不使用對人體有害的建筑材料和裝修材料。室內空氣清新,溫、濕度適當,使居住者感覺良好,身心健康。
2. 設計建造過程中材料的節約
在建造的設計過程中,在滿足結構要求的基礎上節約材料,充分發揮材料的性能,例如結構工程師可以根據經驗和計算使鋼筋滿足最小配筋率的要求下盡量減少鋼筋的用量,在水泥中添加一些添加劑減少水泥的用量,另外還可通過建筑體形設計達到節能效果,如平面布局、平面形狀、進深、體形系數、表面面積、長寬比和朝向,合理設計建筑的墻體、門窗、屋頂、熱緩沖區及有效遮陽,提高護結構的保溫隔熱性能,也對建筑材料的節約有著重大意義。
3.節約能源資源
在建筑設計過程中,一方面要注重使用過程中的節能,另一方面還要考慮蘊含在建筑材料本身中的能源消耗量。在滿足建筑的使用功能和結構安全的前提下,應盡可能地選用生產能耗低的建筑材料,回收利用率較高的建筑材料。在材料的選擇上也應該盡量就地選材減少運輸過程中的能耗和污染。
三 綠色建筑設計方法
1.整體環境的設計。所謂整體環境設計,不是針對某一個建筑,而是建立在一定區域范圍內,從城市總體規劃要求出發,從場地的基本條件、地形地貌、地質水文、氣候條件、動植物生長狀況等方面分析設計的可行性和經濟性,進行綜合分析、整體設計。
首先,引入綠色建筑理論。城市開發建設應與當地自然環境、資源、社會、人文等背景相結合,在加快建設的同時,創造性地保護和利用已有條件。一方面,改變不合理的布局模式、區域劃分、空間結構和資源配置;另一方面,讓城市的歷史文脈、自然地理特征得以沿襲。
其次,加強環境綠化。用綠化覆蓋地面,由于大量水分蒸發,往往可以造成比較涼爽、舒適的環境;高大的喬木在地面上形成了較大樹蔭,減少路面吸熱,同時可以凈化空氣,提高空間的氧含量。因此,在人居環境住宅區的設計中,一定要注意綠化環境設計,創造出良好的微氣候,應該將綠化量化標準引入設計規范。當前,環境綠化主要包括小區周圍環境綠化和建筑立體綠化。
小區周圍環境的綠化即盡量減少硬質鋪地,擴大草坪面積,并盡可能多種植高大喬木。目前,多數住宅小區常采用水泥磚鋪地,這對小區環境很不利,應盡量采用具有滲透性的生態鋪地。
立體綠化引入“土地空間化”的概念,包括墻面綠化、屋頂綠化和陽臺綠化。墻面綠化主要是在強烈陽光直射面爬滿綠色藤狀植物,避免陽光直射墻面,降低外墻表面溫度,保證室內溫度的穩定性。
2 建筑單體的設計方法。1)建筑的體型系數即建筑物表面積與建筑的體積比,它與建筑的熱工性能密不可分。曲面建筑的熱耗小于直面建筑,在相同體積時分散的布局模式要比集中布局的建筑熱耗大,具體設計時減少建筑外墻面積、控制層高,減少體形凹凸變化,盡量采用規則平面形式。2)外墻設計要滿足自然采光、自然通風要求,減少對電器設備的依賴,設計時采用明廳、明臥、明衛、明廚的設計,外墻設計要努力提高室內環境的熱穩定。3)建筑節能設計。要節約利用不可再生能源,如煤、石油、天燃氣等,積極開發可再生的新能源,如太陽能、風能、水能等無污染能源。4)建筑智能設計。目前,大量電子通訊和自動化技術在建筑中得以運用,出現了智能化建筑,可以根據溫度、濕度、風力的情況自動調節“智能殼體”的開閉和空調量,保證了智能化大樓中智能化生產和腦力勞動的高生產率,智能化的發展可以促進綠色建筑在“高標準低能耗、高效能、低污染”狀態下持續發展。
3綠色建筑的推廣
綠色建筑是在經濟方面需要更多的前期費用,而利益回報速度又相對緩慢的項目。坦白來講,綠色建筑體系方面的投資所帶來的回報,最終并不一定能讓開發商受益,而多由使用者和社會所分享。即使這樣,一般也是在若干年之后才會見到節約資源的價值大于用于生態方面投資的價值。介于這類經濟因素,很可能就使決策者和開發商望而卻步,或者力不從心。要使人們接受綠色建筑,就要實行限制性和鼓勵性政策并舉的方針,對于達不到節能設計標準的建筑,采取禁止投入等強制性措施加以限制;對于按標準節能設計或采用可再生資源的建筑,給予減免稅收、貼息貸款、財政補貼等優惠政策,從而增強綠色建筑項目開發的經濟可行性。特別是在開始階段,如果沒有好的經濟、社會和道德方面的激勵機制用于補償開發商額外投資的損失,綠色建筑的推廣就面臨著極大的困難。因此,應結合我國當前的經濟實力和社會發展總體水平,盡快確定目標并建立一套可行的制度體系,將局部利益和整體利益結合起來,公正合理地分享社會資源。
結束語
隨著社會經濟的發展,綠色建材的大量出現,科技的發展,人們生活水平的提高,資源的短缺,從可持續發展的方針出發,綠色建筑愈來愈受到世人的青睞,它的發展前景十分廣闊,未來的建筑將會更加理想。
參考文獻:
1、普適計算
隨著智能手機技術的不斷發展,Gartner認為,跟以往僅僅專注于設備不同,滿足不同環境下移動用戶的多元化需要將成為重點。Gartner指出,智能手機和可穿戴設備將成為更廣闊計算產品的一部分,可以連接到辦公地點和公共區域的顯示屏上。用戶體驗式設計將變得非常重要。
2、物聯網
物聯網將繼續發展,受到用戶導向的普適計算推動。Gartner設想,物聯網在各行業和操作環境中都將得到復制,并將專注于數字業務產品和流程。更深層次的嵌入式技術將為無處不在的用戶創造接觸點。它將成為數字業務創立的基礎。
3、3D打印
未來三年3D打印的成本將下降,促使行業內相關的低價機器快速增長。3D打印的工業使用發展也將持續。Gartner強調,這種發展將集中在工業、生物醫學和消費應用領域,并且真實存在。3D打印已經是一種可行的、劃算的方法,可以為設計、改進樣機和短期生產降低成本。
4、先進、無處不在、看不見的分析
由于物聯網和嵌入式設備的發展,分析也將繼續發展。各公司內外有組織和無組織的數據將繼續整合。Gartner指出,每個應用將需要一個分析應用。分析也將使大問題和大答案的重要程度超過大數據。
5、豐富環境系統
嵌入式智能系統,加上無處不在和分析將促成相關系統的發展,它們對于周圍環境可以做出敏捷的反應。Gartner強調,環境警覺安保產品是這一趨勢的早期應用,后續還會有其他相關產品。
6、智能機器
整合了環境理解技術的分析將促使智能機器的誕生。更先進的算法將使系統可以自我學習,并做出反應。Gartner指出,這些機器包括自動駕駛汽車、更先進的機器人、虛擬個人助理和智能咨詢師。智能機器時代將成為IT歷史上極具顛覆性的一段時期。
7、云端/客戶端架構
移動計算和云計算會持續聚集,引導中央協同應用的發展,這種應用可以傳輸到任何一臺設備上。Gartner指出,云計算是規模可伸縮的自服務計算的基礎。利用客戶設備的智能和存儲的應用將受益于云基礎上更低的帶寬、協同和管理成本。未來,游戲和商用應用將變得越來越像,使用多塊屏幕,利用可穿戴產品和其他設備提供更好的體驗。
8、軟件定義架構和應用
從基礎架構到應用,無處不在的程序設計敏捷開發方法讓公司根據不同情況進行靈活處置成為可能。軟件定義的網絡、存儲、數據中心和安全已經成熟。應用程序界面可以對云服務軟件進行配置,應用有豐富的API可以用編程方式訪問功能和內容。Gartner指出,為了處理數字行業快速變化的需要,計算需要從靜態轉換到動態模式。
9、網絡規模IT
越來越多的公司會建造類似亞馬遜、Google和Facebook的應用和架構。這將使網絡規模IT成為商用的硬件平臺,使得新模式、云優化和軟件定義方法成為主流。開發和操縱的協同是朝網絡規模IT發展的第一步。
關鍵詞:電力系統;自動化;智能枝術;控制系統
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前言
隨著我國電力系統市場化的逐步深入,對電力行業的投資也越來越大,各種智能化設備和高科技技術的運用也越來越多。各個電力設備的連接復雜緊密,各個電力系統的自動化運行也互相聯系和互相制約。由于電力系統地域分布較為廣闊,大多數元件顯示出磁滯、延遲、飽和等復雜的物理特征,因此要對這樣的系統進行有效控制必將面臨較大的困難。實際生活中,隨著新建高壓線路的日益增加、電力網的不斷擴大以及線路造價尤其是走廊使用權的費用逐漸趨于昂貴等,人們開始對電力系統的控制提出了新的要求。同時也正是由于電力系統中存在以上的問題,先進的控制手段才能源源不斷地引入到電力系統當中。智能技術的開發以及在電力系統自動化中的應用,必然會推動電力系統自動化的發展。整個電力系統自動化未來的發展趨勢也會越來越依賴智能技術系統。
1、模糊控制
模糊理論(FT)是將語言變量和近似推理的模糊邏輯引入進來,具有完整推理體系的智能技術。模糊控制在現代工業中采用的方法具有復雜性、不確定性,系統結構和參數的高維、時變、高度非線性以及系統內部的位置和不確定因素導致了模糊控制系統產生的必然性。這種智能技術在電力系統自動化控制中非常實用,它能夠對人的模糊推理和決策過程進行有效的模擬。通過已經存在的控制規則和數據,模糊理論可以對模糊輸入量進行推導,得到模糊控制輸出,輸出結果的組成部分是:模糊化、模糊推理與模糊判決。模糊理論在電力系統自動化控制中的應用越來越廣泛,這種智能技術的優勢在于對于那些具有不確定性、不精確性的問題能夠進行有效的處理,也能夠處理由于噪聲而造成的問題;專家的經驗通過模糊知識的語言變量進行表達,與人的表達方式更接近,知識的抽取和表達更加容易完成;魯棒性強,提高了自學習能力和容錯能力,如果電力系統出現問題或者改變了網絡拓撲圖和環境變量的設置等,那么通過模糊理論的應用,能夠進行及時應對并且給出完全正確的解決方法。
2、專家系統控制
專家控制系統(ES)在電力系統中的應用發展比較早,應用較為廣泛,技術相對比較成熟。該系統控制對電力系統是處于警告狀態下還是緊急狀態下進行辨識,并提出緊急處理方法,以全面恢復系統控制。它由狀態轉換分析、系統規劃、切負荷、故障點的隔離、調度員培訓、電壓無功控制、電力系統的短期負荷預報、配電系統自動化、靜態與動態安全分析以及先進的人機接口等多個方面組成。同時,專家控制系統中還存在以下幾點問題:
(1)當系統規模較大、規則較多時,完成推理的速度受到限制,然而目前已有的專家系統大多是用于離線,或者在線解決屬于系統分析方面的問題,而在實時控制方面的應用還處于起步階段。
(2)現有的專家系統缺乏有效的學習機制,對付新情況的能力有限,而且容錯能力較差,當系統發生故障或網絡結構、系統參數、設備控制器配置等發生變化的情況下,將有可能得不到結果或給出錯誤的結果。
(3)大型專家系統的建造周期長,知識的獲取和校核比較困難,要建立完備的知識庫,維護難度比較大,在建造專家系統之前必須充分考慮這些問題。
因此,對于以上幾點問題,還是有必要對其進行研究和探索,同時必須將專家控制系統與模糊控制系統或者其他智能系統相互融合,在保證較長周期的運行的同時,才能準確完成校核。
3、神經網絡控制
人工神經網絡(ANN)是模擬人類傳遞和處理信息的基本特性,由人工仿制大量簡單的神經元以一定的方式連接而成。作為人工神經網絡理論與控制理論相結合的產物,神經網絡控制是智能控制的一個全新的分支,它在電力系統自動化中的應用也具有十分重要的意義。神經網絡控制和最優線性控制不同,它具有非線性的特征,很強的處理能力。神經網絡控制中的人工智能系統、數學系統、計算機科學理論以及自動控制系統,都能很好運用到電力系統中,比如,自動化設備管理中數據庫的統計,分析和計算電力系統的總能耗和各個設備的能量消耗,以及根據數據自行分析設備的耗損情況。在電力系統自動化中,神經網絡系統目前主要集中研究神經網絡結構和模型、神經網絡的硬件相關問題等。
4、線性最優控制
最優控制是現代控制理論的一個主要組成部分,也是將最優化理論用于控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多、最成熟的一個分支。在提高遠距離輸電的效率時,最優勵磁控制的應用取得了一系列成效。勵磁控制器通過測量發電機電壓與給定電壓比較,把偏差按PID方法計算出控制電壓,將其控制電壓轉換為相應的移相角就能改可控硅整流橋的輸出電壓(轉子電壓),從而達到控制發電機電壓的目的。勵磁控制器中使用了線性最優控制技術,此項技術也在控制器發揮著重要的作用。最優控制作為組成現代控制理論的重要部分,在很多領域都得到了廣泛應用。然而,需要指出的是這種線性最優控制技術只適用于局部的線性化模型,并非適用于電力系統中所有自動化程序。
5、綜合智能系統
綜合智能控制一方面包含了智能控制與現代控制方法的結合,如模糊變結構控制,自適應或自組織模糊控制,自適應神經網絡控制,神經網絡變結構控制等。另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉結合,對電力系統這樣一個復雜的大系統來講,綜合智能控制更有巨大的應用潛力。現在,在電力系統中研究得較多的有神經網絡與專家系統的結合,專家系統與模糊控制的結合,神經網絡與模糊控制的結合,神經網絡、模糊控制與自適應控制的結合等方面。神經網絡適合于處理非結構化信息,而模糊系統對處理結構化的知識更有效。因此,模糊邏輯和人工神經網絡的結合有良好的技術基礎。這兩種技術從不同角度服務于智能系統,人工神經網絡主要應用在低層的計算方法上,模糊邏輯則用以處理非統計性的不確定性問題,是高層次(語義層或語言層)的推理,這兩種技術正好起互補作用。神經網絡把感知器送來的大量數據進行安排和解釋,而模糊邏輯則提供應用和挖掘潛力的框架。
結語
綜上所述,智能技術的廣泛應用必將推動整個電力系統的自動化的進程,在未來電力系統的發展進程中,隨著計算機的廣泛應用,控制技術的深入研究,自動化控制智能技術將朝著全面智能化的方向發展。從而實現智能性工作環境,減少人員的值守,甚至于無人值班。同時,也有效的促進與提高電力系統平穩、安全和經濟的運行。
參考文獻:
[1]莫娜,田建設.模糊電力系統穩定器的研究[D]:[碩士學位論文].保定:華北電力大學,2006.
[2]韓學山;楊明;張利;價值調度推進智能化電網發展的思考[J];電力系統自動化;2010.
[3]楊正瓴.21世紀的電力系統控制[J].寧夏電力,1999.
關鍵詞:幕墻裝飾;綠色節能;生態幕墻
Abstract: The building curtain wall as a modern large and common high-rise building with decorative effect of the light wall, the utility model has the advantages of beautiful appearance, energy saving, easy to maintain, but there are a lot of quality problems in construction. With the development of society, the progress of science and technology, technical content of modern architecture is constantly improving, the green building more and more attention, intelligent type, environmental protection type curtain wall decoration will become the mainstream of the times. This paper mainly discusses the present situation and existing problems of the curtain wall decoration, and anticipate the new wall materials and technology in the exterior wall decoration trend in the future to bring people more wonderful.
Keywords: curtain wall decoration; green energy; ecological wall
中國分類號:TU53 文獻標識碼:A 文章標號:2095-2104(2012)03-0001-02
一、當前幕墻施工存在的主要質量問題
時光荏苒,許多在“玻璃大廈”里辦公和居住的人們發現,盡管玻璃使建筑物看上去輕盈亮麗、簡潔明快,但是玻璃幕墻的許多缺點也日益凸現。
(一)耗能問題 自上世紀70年代能源危機后,世界各國越來越重視節能工作。同樣,能源問題目前也正困擾著中國的經濟建設和發展,建設節約型社會已經成為全社會關注的焦點。據統計,目前北京、上海等大城市的建筑能耗已占全市總能耗的1/4,居于能耗的首位,其中公共建筑能耗又占建筑總能耗的大部分,玻璃幕墻夏季的吸熱和冬季的散熱,在給建筑物帶來美觀亮麗的同時也大量的消耗著能源。 (二)光污染 光污染危害來源的主要對象仍是城市高層建筑的玻璃幕墻,一幢幢矗立在馬路兩側的玻璃幕墻,就像一面面巨大的鏡子,其產生的光反射,極易誘發意外交通事故。而如果人們長期受到玻璃幕墻的“白光污染”,人會深感精神壓抑,心情煩躁,除視力因長時間遭反射光刺激而下降外,還會誘發某些疾病。在國內和國外,隨著玻璃幕墻在各大城市建設中大行其道,各地近年來接到市民對光污染的投訴也直線上升。 (三)安全隱患 據有關專家介紹,目前市面上很多用于黏結玻璃幕墻結構膠水會隨著時間推移老化,甚至失效。一般而言,廠家對硅膠、結構膠承諾的保質期為10年。即便按照現行技術規范,玻璃幕墻的設計年限也不超過25年。玻璃幕墻如果年久失修,會產生許多安全隱患,成為“空中定時炸彈”。 隨著2005年7月1日《公共建筑節能設計標準》的實施,玻璃幕墻的耗能、安全隱患等問題使其處于一種尷尬的境界,玻璃幕墻將被叫停甚至遭封殺的消息不絕于耳二、新型幕墻的探索與發展
如何能讓玻璃幕墻既能美化城市又能保障安全環保呢?經過科技研發和多項建筑實驗,一些新型的玻璃幕墻正在興起,已解決現有的建筑幕墻問題。
(一)光電暮墻 光電幕墻是一種集發電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一體的新型建筑幕墻.它是用光電池、光電板技術,把太陽光轉化為電能,它關鍵的技術是太陽能光電池技術。太陽能光電池是利用太陽光的光子能量。使得被照射的電解液或者半導體材料的電子移動,從而產生電壓.這稱為光電效應。
光電幕墻體現了智能化特點,太陽能電池發電不會排放二氧化碳或產生對溫室效應有害的氣體,也無噪音污染,并可用來發電,由此可見,光電幕墻是一種凈能源,與環境有很好的相容性。同時太陽能光電技術集成到幕墻中不僅不占有建筑面積,而且太陽能光電板晶瑩優美的外觀,具有特殊的裝飾效果,更賦予建筑物鮮明的現代科技色彩,代表著幕墻技術發展的新方向。
(二)雙層動態節能暮墻
雙層動態節能幕墻.它是由雙層結構組合而成的幕墻,由外層幕墻、內層幕墻、遮陽幕墻、進風幕墻、出風裝置組成。內層一般都有能夠開啟的門窗。在外層幕墻的遮擋下,室外環境再惡劣也能保證內層門窗的正常開啟.外層幕墻的進出風口和內層門窗的開啟均能控制。內外層之間的熱通道。可利用太陽能產生煙囪效應或溫室效應,從而做到既保證必要的通風、換氣,又能夠節約能源。因此。雙層動態節能幕墻又被稱為熱通道幕墻,按通風原理分為自然通風和強制通風兩種系統。
雙層動態節能幕墻,在動態節能上具有極大的優勢。它具有的技術性能包括: 1)運用動氣熱壓原理和煙囪效應。讓新鮮的空氣進入室內,把室內污濁的空氣排到室外,并且能夠有效防止灰塵進入室內,具有綠色的環保功效。 2)它對冬天的“冷處理”和夏天的“熱處理”非常合理,具有卓越的冬季保溫和夏季隔熱功能。因此具有典型的動態節能性。 3)合理的采光功能,可根據使用者的需要,調整光線的變化,改善室內環境。 4)卓越的隔聲降噪功能,為使用者創造寧靜地工作生活環境。 5)技術含量高,構造特殊,具有良好的視覺美感。從上述的幾個特點可以看出,雙層動態節能幕墻具有良好的綠色環保節能性。
(三)生態幕墻
生態幕墻,可以在建筑與周圍生態環境之間,建立的一個緩沖區域,既可以在一定程度防止各種極端氣候對室內影響,又可以強化各種微觀氣候調節的效果,進而滿足人們種種舒適的要求,并且能夠達到適當節能的目標。生態幕墻建造,超出常規建筑學和建筑工程學的范疇。是一個系統工程,需要建筑師、結構工程師和幕墻工程師熟悉機械傳動原理,了解機械加工、裝配以及物理、化學和自動控制等相關科學專業的知識,需要多學科的協調,各專業的通力合作。
這種幕墻在德國研發和使用較早,技術成熟得到廣泛的發展,典型工程如德國柏林得比斯大廈、法蘭克福銀行大廈以及美國紐約42大街的新攝影棚、英國建筑研究所辦公樓、荷蘭戴爾夫特大學圖書館等都屬這類幕墻。
Abstract: With the rapid development of information technology and the rapid growth of data resources, big data technologies has been applied to all aspects of our lives and it improves the quality of our life. In recent years, big data technologies are also becoming an important role in construction and urban engineering. It is important to improve its information level and to promote the development of construction industry. This paper firstly introduces the concept, characteristics and key steps of big data technologies, then analyzes the application status of big data in construction and urban engineering based on academic journals, finally summarizes the value of big data and puts forward proposals for the development of big data: ①solve the problem of insufficient data; ②realize intelligent construction; ③create smart cities.
關鍵詞: 大數據;建筑和城市工程;應用;建議
Key words: big data;construction and urban engineering;application;proposal
中D分類號:TP274 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)04-0205-03
0 引言
近年來,隨著互聯網、云計算、物聯網等新興技術的快速發展,全球數據量正以前所未有的態勢高速增長,給各行各業帶來了嚴峻的挑戰和寶貴的機遇,由此,我們正式步入了大數據時代。大數據已經應用到了我們生活的方方面面,改變了我們的工作、生活方式,改變了企業的管理運營理念和組織業務流程,從根本上提高了我們的生活質量。在大數據時代,建筑和城市工程也是大數據技術的主要應用領域。在整個建造和運營過程中,建筑業會產生大量的數據,比如工程的結構數據、成本數據、能源數據、進度數據,以及建筑工人的行為數據等。據估算,一個建筑項目從設計開始到竣工結束,可以產生27T的數據。建筑領域如此巨大的數據資源為大數據的應用提供了良好的基礎。然而,由于建筑業本身的固有特性,比如數據的難收集性、各類數據的孤立性,導致大量的數據并沒有真正地流動起來。因此,本文有必要探討現如今大數據技術在建筑和城市工程的應用現狀,總結大數據的應用價值,提出發展建議。
1 大數據
1.1 大數據的概念
對于大數據的概念,目前企業和學術界尚未形成公認的定義。根據維基百科的定義,大數據(big data)指無法在一定時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合。研究機構Gartner認為,大數據是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。
大數據技術需要大量的數據資源,通過獲取、存儲、管理和分析大量數據,挖掘數據的內在聯系,從數據中提煉有價值的信息。如果把大數據技術類比為一個產業,初始的數據資源就是產品的原材料,而大數據技術就是“加工”的過程,即把原材料“加工”成最終有價值的產品,實現價值增值。
1.2 大數據的特征
大數據與“海量數據”不同,不僅要求數據量大,而且具有數據形式復雜、處理速度快等特點。目前,對大數據特征較為統一的認識是4V特征:①數據規模大(Volume)。伴隨著信息技術的高速發展,我們可以獲取和處理的信息數據越來越多,正因如此,我們可以通過大數據技術去挖掘數據間更真實、更精確的內在聯系,發現有價值的信息。②數據種類繁多(Variety)。數據的形式不僅包括傳統的表格文本,也包括了地理位置信息、圖片、音頻、視頻等,由此對數據處理技術也提出了更高的要求。③數據處理速度快(Velocity)。數據規模快速激增,數據又具有很強的時效性,如果不能快速處理,數據會失去有效性,處理的結果也會是過時和無效的,因此,大數據技術要求快速、持續地處理數據。④數據價值密度低(Value)。雖然數據規模龐大,但是數據中有很多沒有意義或者是錯誤的信息,相比于總體數據量,有價值和有意義的數據占比相對較低,因此,如何從大量數據中提取有價值的信息是大數據時代亟待解決的難題。
1.3 大數據分析的關鍵步驟
大數據技術就是通過數據采集、存儲、處理、分析等技術,將大量的原始數據轉化成有效和有價值的信息,從而實現信息價值增值的過程。大數據分析包括數據準備、數據分析和呈現兩個部分,具體有以下幾個步驟(如圖1所示):①數據清理(清除不相關或有錯誤的信息);②數據集成(可以組合多個不同的數據源),信息產業中一個流行的趨勢是將數據清理和數據集成作為預處理步驟,并將所得到的數據存儲在數據倉庫中;③數據選擇(從數據庫中檢索與分析相關的數據);④數據轉換(通過執行匯總或聚合操作,將數據轉換、合并為適合挖掘的形式),有時,在數據選擇步驟之前執行數據轉換步驟;⑤數據挖掘(這是一個重要的過程,通過運用智能算法,挖掘和提取數據間的關系模式);⑥模式評估(驗證所提煉出的數據模式的有效性和準確性);⑦信息呈現(通過可視化的方法將挖掘到的信息呈現給用戶)。
2 大數據在建筑和城市工程領域的應用現狀分析:基于學術期刊的視角分析
隨著大數據技術在建筑和城市工程領域的推廣和普及,建筑業和學術界都對大數有了深入地研究和應用。然而,全面收集大數據的實踐應用案例存在一定難度,并且獲得信息不完善。因此,本文從學術期刊的視角分析大數據技術在建筑和城市工程領域的應用狀況,從而推斷大數據技術的實際應用現狀。本文從學術期刊中選取16個研究案例,概括和總結了16個大數據技術的主要應用,如表1所示。
從表1中可以看出,大數據技術可以應用于建筑的規劃、設計、建造、運營階段,以及應用于打造智慧城市。具體如下:
2.1 建筑規劃階段
在規劃階段,大數據技術可以用于建筑成本估算。例如,Jafarzadeh[1]從158個地震多發的公立學校建筑中收集收據,利用人工神經網絡方法預測抗震改造建筑成本,幫助建筑從業人員更好地進行成本估算。
2.2 建筑設計階段
在設計階段,大數據技術可以用于建筑碰撞檢測。例如,Wang[2]利用數據挖掘技術分析BIM模型中碰撞問題相關的歷史數據,確定機械、電氣和管道設計碰撞沖突的解決辦法的可行性,幫助提高項目績效。
2.3 建筑建造階段
在建筑物的建造過程中可以產生大量數據,例如建筑人員行為數據、施工進度數據、資源配置數據等。因此,建造階段是大數據技術的主要應用領域。應用方面如下:①安全。例如,Cheng[3]利用數據挖掘分析建筑職業事故數據庫,探索臺灣建筑業中職業事故的原因和分布,發現跌倒和倒塌是產生職業傷害的主要因素。②勞動生產率。Desai[4]從一家印度建筑公司的27個項目中收集數據,利用大數據決策樹方法分析和評估建筑業的勞動生產率,可以幫助用戶更好地預測勞動力需求。③施工周期。例如,Siu[5]利用大數據的回歸技術對高架橋項目數據進行分析,預測建筑項目的施工周期時間,促進項目績效的提高。④資源配置。例如,Chen[6]利用BIM模型和遺傳算法優化施工順序,開發成本-時間綜合計劃系統。由于所得的時間表與項目成本相結合,項目規劃人員可以很容易地檢查指定時間段的相關資源和成本,從而優化項目的資源和成本配置。⑤施工廢棄物。例如,Lu[7]通過對香港2011年和2012年連續兩年5764個建筑項目產生的200多萬個廢棄物處置記錄進行數據挖掘,重新審視和完善了衡量施工廢棄物管理性能的關鍵指標,同時為決策者、承包商、研究人員和其他利益相關者提出了加強施工廢棄物管理的建議。⑥延期交付。例如,Sambasivan[8]利用大數據技術分析馬來西亞建筑業延期交付的具體原因和影響,研究了延期交付的原因和影響之間的關系,幫助從業人員更好地了解項目管理動態,并減少延誤的發生。⑦法律。例如,Mahfouz[9]以紐約聯邦法院的案例為基礎,利用支持向量機(SVM)自動提取案例中法官作出裁決所依據的潛在法律因素,由此減輕法律沖突對建筑行業的負面影響。
2.4 建筑運營階段
在建筑生命周期中,營運階段也是大數據技術應用比較集中的一個領域。應用方面如下:①能源。例如,Chiang[10]利用大數據技術開發數據融合平臺,將BIM模型與能源消耗數據集合起來,可以讓居民以更具互動性的方式看到電力消耗的時間、地點以及潛在的節能建議。②質量管理。例如,Huang[11]研究地震或長期環境退化對建筑結構的影響,利用貝葉斯數據分析方法來計算建筑結構剛度的下降,提出了建筑結構損傷檢測和評估方法,提高項目質量管理。③設備管理。例如,Taneja[12]通過大數據技術,評估射頻技術(RFID)、WiFi(WLAN)和慣性測量組合(IMU)三種定位技術在建筑設備管理中是否適用以及適用程度,從而為更好地進行建筑設備管理提供建議。
2.5 智慧城市
智慧城市就是利用先進的信息技術,實現城市智慧式管理和運行,進而為人們創造更美好的生活,促進城市的和諧、可持續成長。大數據技術可以在智慧城市的構建中發揮重要作用。應用方面如下:①交通規劃。例如,Zheng [13]通過收集3萬多輛出租車的移動軌跡數據,利用數據挖掘技術評估和分析現有城市道路交通有效性和不足之處,例如城市中的新建道路和地鐵線路,從而為政府和建造商更好地規劃和建設城市交通提供參考。②城市功能區。例如,Yuan[14]通過出租車的軌跡數據,即乘客的上車、下車的地點信息來提取不同時間段人的移動性數據,利用數據挖掘技術,分析和識別城市的不同功能區域(例如,文教區域、商業區域、旅游景點區域),從而為政府和建造商更好地進行城市規劃和城市建設提供參考。③商業選址。例如,Karamshuk[15]從紐約Foursquare中收集大量用戶的流動性數據,通過數據挖掘技術分析零售店的流行程度,從而為商業選址提供位置建議。④城市能源消耗。例如,Zhang[16]通過收集裝有GPS的出租車的運動軌跡數據,利用數據挖掘技術分析加油站的排隊時間和總體油量需求,可以優化加油站位置布置的效率。
據表1的文獻,我們也可以總結現階段大數據技術應用的三個主要特征:
①現階段大數據技術主要應用于建筑物的建造和運營階段,智慧城市的應用還相對較少。主要原因是現階段絕大多數的城市規劃和發展還不夠完善,同時大范圍采集大量有效數據難度較大,從而不能為數據挖掘提供很好的數據基礎。但是智慧城市可以改善人們的生活質量,是未來的發展方向,因此,大數據技術在智慧城市領域擁有很大的發展空間。
②分類器方法是大數據技術應用最多的方法之一,包括人工神經網絡方法、決策樹方法、支持向量機、貝葉斯方法等。分類器方法適用于很多應用的分類模式,可以高效處理大量數據,準確挖掘數據間的內在聯系和關系模型。同時,隨著深度學習和人工智能技術的快速發展,分類器方法在建筑領域有更廣闊的發展前景。
③數據不足仍然是大數據應用的主要限制因素。原因是物聯網和傳感器技術的發展還并不完善,我們很難實時獲得大量有效數據。因此,如何收集大量數據是大數據技術發展亟待解決的重要問題。
3 總結及發展建議
雖然大數據技術在建筑和城市工程領域應用時間不長,但是已經獲得建筑業和學術界的高度認可和廣泛應用。主要原因是大數據技術具有以下幾個應用價值:①大數據技術可以挖掘數據間的內在聯系和P系模型,從而為用戶決策提供有價值的信息;②大數據技術可以優化建筑資源配置,降低建筑成本,提高建筑績效,從而創造大量的價值和財富。
由于大數據技術在建筑和城市工程領域還處于初期發展階段,因此,大數據技術還有以下幾種發展趨勢和方向:①解決數據不足的難題。現如今,數據不足是大數據應用的主要限制因素。通過大力發展物聯網和傳感器技術,高效獲得大量高質量的數據,從而為大數據技術提供充分、有效的數據資源。②實現智能化。充分利用人工智能、深度學習等高新技術,實現建筑領域的智能化管理和運營,如自動監控建筑進度等。③打造智慧城市。智慧城市是未來發展的重要方向,但現階段大數據技術在該領域的應用相對較少。因此,大數據應當與智慧城市高度結合,優化城市規劃,例如探索房價的變動趨勢及原因、優化土地資源分配、完善基礎設施建設等。
參考文獻:
[1]R.Jafarzadeh,J.M.Ingham(2014) Application of artificial neural network methodology for predicting seismic retrofit construction costs. Journal of Construction Engineering and Management vol140.
[2]L.Wang,F.Leite(2013)Knowledge discovery of spatial conflict resolution philosophies in BIM-enabled MEP design coordination using data mining techniques: a proof-of-concept. In: Proceedings of the ASCE International Workshop on Computing in Civil Engineering,pp419-426.
[3]C.-W.Cheng,S.-S.Leu(2012) Applying data mining techniques to explore factors contributing to occupational injuries in taiwan’s construction industry. Accident Anal Prevent 48:214-222.
[4]V.S.Desai,S.Joshi(2010) Application of decision tree technique to analyze construction project data. In: Information Systems, Technology and Management,pp304-313.
[5]M.Siu,R.Ekyalimpa(2013) Applying regression analysis to predict and classify construction cycle time. Computing in Civil Engineering(2013),pp669-676.
[6]Y.-J.Chen,C.-W.Feng(2011) Using BIM model and genetic algorithms to optimize the crew assignment for construction project planning. Int.J.Technol 3:179-187.
[7]W.Lu,X.Chen(2015) Benchmarking construction waste management performance using big data. Resour Conservat Recycl 105:49-58.
[8]M.Sambasivan,Y.W.Soon(2007) Causes and effects of delays in Malaysian construction industry. Int. J. Project Manage 25:517-526.
[9]T. Mahfouz,A.Kandil(2010) Construction legal decision support using support vector machine (svm). In: Proc. of the CRC 2010: Innovation for Reshaping Construction,pp879- 88.
[10]C.Chiang,T.Ho(2015) A BIM-enabled platform for power consumption data collection and analysis. Comput Civil Eng(2015),pp90-98.
[11]Y.Huang,J.L.Beck(2013) Novel sparse Bayesian learning for structural health monitoring using incomplete modal data. In: Computing in Civil Engineering(2013), pp121-128.
[12]S.Taneja,A.Akcamete(2010) Analysis of three indoor localization technologies to support facility management field activities. In: Proceedings of the International Conference on Computing in Civil and Building Engineering 2010.
[13]Y.Zheng,Y.Liu(2011) Urban computing with taxicabs. In: Proceedings of the 13th International Conference on Ubiquitous Computing,pp89-98.
[14]J.Yuan,Y.Zheng(2012) Discovering regions of different functions in a city using human mobility and POIs. In: Proceedings of 18th SIGKDD Conference on Knowledge Discovery and Data Mining,pp186-194.