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1建筑智能化系统工程中三方的关系
建设方、设计方、集成方是建筑智能化系统工程实施的三个主要主体。他们在建筑智能化系统工程实施过程中起了决定性的作用,是研究的主要对象。实际上,参与工程实施的单位往往多达几十家,其承担的工作各不相同,就目前建筑智能化系统工程设计和实施中大致涉及到以下几方:建设方、设计方、系统集成方(弱电系统总/分承包方)、工程总承包方、工程建设监理方。以上各方在工程实施中扮演着各自的角色。建筑智能化系统工程的设计和实施与传统的建设工程相比,对参与工程的各方而言,无论其工作程序、内容、与其它各方的协调等都有所不同。为便于分析和解决问题,根据工作的职责和界面,将贯穿工程全过程的各方归纳为:建设方、设计方和系统集成方。三方在建筑智能化系统工程中的工作职责和范围包括以下几点,见表1。
三方在工程中的职责和范围表1
对象
工作职责和范围
建设方
落实施工前的有关前期工作,提出建筑智能化系统工程实施的明确需求,落实建设资金,制订工程时间目标,安排落实各项计划,协调各种关系,组织实施直至竣工验收,接收管理。
设计方
总体负责建筑智能化系统的设计,按照国家制定的有关设计规范和业主的需求进行系统总体设计及有关文件编制,结合施工现场实际情况,平衡各工种设计问题,解决施工中的设计变更及有关问题,参与竣工验收工作。
集成方
依据与业主签订的总包合同,根据业主的总体工程时间目标,按照国家制定的有关施工规范,依据设计所提供的土建、结构、水、风、电设计图及有关技术参数,制定详细的节点计划时间表、系统深化设计、设备供货、组织建筑智能化系统工程的实施,协调各分包的施工、组织竣工验收,向业主提供竣工资料、系统培训、保修期内的维护和保修。
建筑智能化系统工程是一个复杂的系统工程,随着计算机、通信、自动控制技术的发展,将有更多的系统进入建筑智能化系统工程范围,其设计、施工和安装等也朝着系统多、技术新和管理难的方向发展。事实上,建设方、设计方、集成方这三方,在建筑智能化系统工程实施过程中,既是利益的共同体,又是互相制约、互相牵制的一个临时组合体,他们对智能化系统工程的实施,不管是质量,还是进度,都将产生极大的影响。
三方在工程实施过程中的关系见图1。
注:合同关系协调关系
图1三方在实施过程中的关系图
三方对工程的影响和制约的有关因素见表2。
三方对工程的影响和制约表2
对象
对工程影响和制约
建设方
资金筹措与到位情况,需求预测和项目建设的标准与定位,筹建班子、技术人员的水平,外界因素的影响。
设计方
业主需求明确与否,设计人员技术水平,土建、结构、水、风、电各工种的平衡协调,现场解决问题的能力和响应的及时性。
集成方
设计方设计文件和系统深化设计的深度,系统有关技术参数、接口的提供与开发,前、后道工序的影响,与有关设备供应商的协调,与各其它工种的工作界面、进度和组织协调。
2各方的职责技术界面划分
为了保证智能建筑工程真正达到预期的目的,基于对工程实施的各阶段的分析,除小型和技术要求简单的建筑智能化系统工程外,建筑智能化系统工程应按以下8个阶段进行:
(1)建筑智能化系统方案设计;
(2)建筑智能化系统初步设计;
(3)建筑智能化系统深化设计;
(4)建筑智能化系统工程施工;
(5)建筑智能化系统调试;
(6)建筑智能化系统初步验收及试运行;
(7)建筑智能化系统竣工验收;
(8)建筑智能化系统保修及维护。
以下将工程各方的职责及相关工作的界面划分及其流程进行归纳和总结:
2.1建筑智能化系统方案设计阶段
建设方组织专家、顾问、设计方在建筑扩初设计的基础上,进行建筑智能化系统的方案规划设计、工程的可行性论证和立项等。
2.2建筑智能化系统初步设计阶段(见表3)
初步设计阶段的职责及主要工作表3
对象
职责及主要工作
建设方
建筑智能化系统需求书或招标文件编制
设计方
智能建筑扩初设计,建筑智能化系统初步设计
2.3建筑智能化系统深化设计阶段(见表4)
在这一阶段,系统深化设计工作主要由集成方来完成。集成方按照招标书的要求,根据设计方完成的建筑智能化系统初步设计进行系统深化设计。
集成方提供的深化设计,应由设计方来审定是否符合建筑扩初设计、建筑智能化系统的初步设计和招标书的要求。如果符合,则进入建设方和集成方的合同签署;如果不符,集成方应对深化设计作出修正。以上工作应循环进行,直至全部相符,然后进入下一阶段。
深化设计阶段各方对工程的影响和制约表4
对象
对工程影响和制约
建设方
资金筹措与到位情况,需求预测和项目建设的标准与定位,筹建班子、技术人员的水平,外界因素的影响。
设计方
业主需求明确与否,设计人员技术水平,土建、结构、水、风、电各工种的平衡协调,现场解决问题的能力和响应的及时性。
集成方
设计方设计文件和系统深化设计的深度,系统有关技术参数,接口的提供与开发,前、后道工序的影响,与有关设备供应商的协调,与各其它工种的工作界面、进度和组织协调。
2.4建筑智能化系统工程施工阶段
2.4.1施工前的准备
在完成上一阶段工作的基础上,建设方与集成方可签订弱电工程总包合同,并可转入工程施工阶段,为保证工程施工的如期按质完成,实施前的准备工作极为重要。各方职责及主要工作内容(如表5所示)。
施工前各方职责及工作内容表5
对象
职责及主要工作
建设方
①监督、检查集成方工程实施的各项准备工作②协调设计方和集成方的系统深化设计③认定集成方提出的工程施工计划、施工组织、施工工艺流程、施工管理制度、质量保证措施和计划;设备安装、验收方法;隐蔽工程验收计划和方法;设计更改制度、协调会议制度等④参与工程所需关键设备和材料的采购和供应商或分包商选择的谈判并予以确认⑤提供和保证现场施工条件
设计方
①协助建设方认定集成方所完成的系统深化设计②协助建设方,认定集成方提出的施工有关制度,如施工计划、施工工艺流程、设计更改制度等
集成方
①完成系统深化设计和工程施工组织②完成施工计划、施工组织、施工工艺流程、施工管理制度、施工质量保证措施和计划等的制订③完成设备、子系统和系统测试、验收程序、方法
设计方和集成方的接口
弱电工程管线施工图的设计审查和签署
建设方和集成方的接口
按照总包合同的规定,完成子系统分承包方的供应商的选择,并完成设备采购合同的签订
2.4.2施工阶段(如表6所示)
在工程施工阶段,上述各方的职责表明,相关各方在施工中有许多的接口或交叉。其技术接口就是设计文件、施工文件和安装验收文件。因此,必须严格控制设计更改流程和设计更改的各方权限。
施工阶段各方职责及主要工作内容表6
对象
职责及主要工作
建设方
①协调设计方、建筑总包方、集成方和监理方在工程实施中的配合②监督和检查工程进度计划的执行情况③参与设备安装环境及条件的验收④参与设备的开箱验收⑤参与弱电管线的安装验收⑥协助质监部门,对隐蔽工程进行验收⑦参与设备的安装验收
集成方
①全面组织和协调弱电工程的施工②组织进场设备和材料的验收③组织对设备安装现场环境及条件的检查④参与弱电管线的安装验收⑤完成隐蔽工程的质监验收⑥完成设备的安装验收
工程总包方
①按照弱电工程设备施工图,完成弱电管线的安装②提供弱电大型设备的吊装条件和工具
工程监理方
①监督和检查弱电施工质量②参与隐蔽工程的质量验收③参与设备的开箱验收④组织弱电管线的安装验收⑤参与设备安装环境及条件的检查⑥组织设备的安装验收
图2表示了在施工过程中,工程各方的关联。特别是涉及设计更改及其确认,应在工程施工以前就作出规定,一般来说,应由集成方进行设计修改,由设计方认可修改,由建设方和监理方批准修改。
2.5建筑智能化系统调试阶段(如表7所示)
调试阶段各方的职责及主要工作内容表7
对象
职责及主要工作
建设方
①组织对系统的试用②审查准备接收的各种文档③准备接收系统的使用和维护人员,建立相应组织④组织对系统的全面测试
集成方
①实施并完成系统集成联调工作②完成系统功能和性能测试③准备并完成系统验收和移交的各种文档④系统提交建设方进行试运行
工程监理方
①参与系统功能和性能的测试②参与系统试运行后的全面测试
2.6建筑智能化系统初步验收及诫运行阶段(如表8所示)
试运行阶段各方职责及主要工作内容表8
对象
职责及主要工作
建设方
①参与子系统的用户技术培训②组织并参与各系统的初验③审查所有移交文档④完成试运行前的准备工作
设计方
①审查所有初验文件②参与子系统的初验
集成方
①提交所有初验文件②组织并完成系统的初验③组织实施子系统的用户技术培训④提交系统运行和维护文件
工程监理方
①审查所有初验文件②参与子系统的初验
2.7建筑智能化系统竣工验收阶段(如表9所示)
竣工验收阶段各方职责及主要工作内容表9
对象
职责及主要工作
建设方
①组织并参与各系统的验收②提交系统试运行记录③审查所有移交文档④提交系统运行和维护管理文件
设计方
①审查所有验收文件②参与各系统的验收
集成方
①提交所有验收文件②组织并完成系统验收③系统移交建设方运行
工程监理方
①审查所有验收文件②参与各系统的验收
2.8建筑智能化系统维护及保修阶段(如表10所示)
维护及保修阶段各方职责及主要工作内容表10
对象
职责及主要工作
建设方
①系统日常运行②监视系统的使用情况并进行日常的维护和管理③定期完成系统使用情况分析和系统应用效果统计④提出系统扩充、更新或升级的规划⑤进行系统维护成本及其产生效益的分析
设计方
①定期回访用户,听取用户的意见②记录系统运行情况,检查设计效果
集成方
①按服务承诺提供系统维护和故障处理的技术支持和现场服务②进行系统使用情况的分析、故障情况的分析,提出系统扩充、更新或升级的建议意见
3建筑智能化系统工程互提技术文件及其深度
建筑智能化系统工程技术文件是建筑智能化系统在其生命周期即方案、设计、实施、调试、验收和运行维护等全过程的记录和依据,其中部分文件具有法律效力,是工程管理最重要的内容之一。在全面综合研究建筑智能化各系统的技术关键、实施要点以及工程实际经验的基础上,对工程相关各方互提技术文件的内容及其深度提出有关具体要求。
为保证各阶段技术文件的质量和完整性,规范建筑智能化系统工程文件编制的管理,在国家和行业现行有关规定的基础上,结合地方的具体情况,制定有关要求。它适用于各类民用建筑工程和一般工业建筑工程的建筑智能化系统工程。
技术文件的编制必须贯彻执行国家和当地有关行业和工程建筑的政策和法令,应符合国家和当地现行的有关行业标准、建筑工程建设标准、设计规范(规程)和制图标准,遵守有关行业的工作程序。
本研究根据"智能建筑设计标准"(GB/T50314-2000)和"上海市智能住宅小区功能配置试点大纲"建立了建筑智能化系统工程互提技术文件内容及其深度要求体系,该体系由以下三部分组成:
(1)工程各阶段互提技术文件表;
Abstract: With the continuous development of the construction science and technology, as well as modern people, energy-saving concept of life and keep on introducing, building construction energy development has gradually become an inevitable trend, The following article will intelligent buildings, energy-saving construction of key issues concerning the simple exposition thought of intelligent building energy conservation contribute to the development of a certain force.
Key words: construction; intelligent buildings; energy-saving technologies; construction points
中图分类号:TU71文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)06-0020-02
随着信息化技术在全球范围内的广泛应用,为智能建筑工程的发展奠定了良好的基础,同时由于全球资源性紧张趋势的加剧,如何更好的将节能技术应用于建筑工程中,并使其能够更好的与智能建筑形成良好的统一体便成为现阶段建筑工程领域内的一道最新研究课题。下面本文将从智能楼宇的特点、智能楼宇与节能建筑以及智能楼宇的节能建筑施工应注意的要点三个方面对该问题进行重点论述。
1智能楼宇的特点
智能楼宇作为信息化技术与建筑技术的完美结合的产物,以其特有的优势被广泛的应用于各项建筑工程的施工项目当中,他的出现不仅符合了当今的时展,更满足了人们对于安全、便捷、舒适的生活需求。智能楼宇是不是特殊的建筑,它主要由4A组成,即;大楼自动化系统、办公自动化系统、通讯自动化系统、安全自动化系统。智能楼宇自动化的各个子系统之间是相互协调的,具有互操作性,因此,还需要有一个能实现集中管理与协调的系统,以便各个子系统能有机地集成在一起,共同构成建筑物的自动控制网络。
1.1环境方面
舒适性;高效性;适应性;安全性;方便性;可靠性。
1.2功能方面
具有高度的信息处理功能。信息通信不仅局限于建筑物内,而且与外部的信息通信系统有构成网络的可能。所有的信息通信处理功能,应随技术进步和社会需要而发展,为未来的设备和配线预留空间,具有充分的适应性和可扩性。要将电力、空调、防灾、防盗、运输设备等构成综合系统,同时要实现统一的控制,包括将来新添的控制项目和目前还被禁止统一控制的项目。实现以建筑物最佳控制为中心的过程自动控制,同时还要管理系统实现设备管理自动化。
2智能楼宇与节能建筑
建筑节能是一个系统工程,不仅是建筑维护结构使用保温材料,而且与设备的运行效率和能量的管理模式密切相关。国外专家对建筑全生命周期成本的分析表明,在建筑的建设过程中,规划成本占总成本的2%、设计施工成本占23%;而在运营使用过程中的成本占75%。在我国往往只重视降低建设过程的成本,忽视建筑运营使用过程的成本。要降低建筑的运营成本,只有通过科学的管理手段,才能提高管理效率。智能建筑技术的优势之一在于能帮助建筑管理者提高管理效率,降低建筑能耗和人工成本。因此,我们可用建筑智能技术实现建筑节能,如运用楼宇自控系统的节能策略与技术措施等,就有巨大的节能潜力。
3智能楼宇的节能建筑施工应注意的要点
3.1设计、施工中应力求产学研结合、不断创新
由于建筑节能与绿色建筑嵌入了智能化系统工程,为配合节能与用能技术措施的智能控制方案与产品都具有一定的新颖性、独特性与复杂性,传统用于建筑的监控设备与系统已不能充分满足要求,因此,在建筑节能工程中需要不断地学习国外先进技术、开发新装备,在运行过程中不断积累数据,优化控制与管理模式,完善并提升建筑智能化节能控制装备的功能。在建筑节能工程大规模推进的早中期,产学研结合研制新型节能装备尤为重要。
3.2工作思路与模式上应不断寻求改进
智能化系统工程节能技术措施以往主要集中在能耗设施,如冷热源、空调等的节能控制方面,现在则应转为“全面用能管理,精细节能控制”。无论是设备系统的工艺控制,还是日常管理,只要有一定的节能空间,就应具有针对性的措施。所以,凡是有利于用能管理的参数,智能化系统就必须准确地采集并完整地存贮,通过对各类实时信息与历史数据的分析,管理当前的用能设备,优化今后的用能控制与管理策略。
建筑智能化工程的设计施工不仅是主观地配置功能,采购设备现场安装,而应与建筑、设备、物业等专业联合,对建筑物的能源系统进行分析与诊断,紧密结合建筑方案、设备工艺、管理方式,提供全面的自动监测、控制与管理方案,并在实施过程中不断地优化完善。能源合同管理及节能工程的前期咨询、规划设计和实施优化都需要高素质的人才,工作模式的转变意味着智能建筑工程界整体将提升一个层次。
3.3加强标准的健全与建设导向
目前国内一些地方如上海、江苏、山东等省市已制定了地方的设计标准,相关部门也在制定综合布线标准,但整个智能建筑系统的行业标准或全国性的规范还没有形成。依据什么标准进行设计,要达到什么样的智能等级及设备水准,如何选择适合中国国情的国际技术标准,如何进行工程质量评定和验收,这些都是建筑中急待解决的问题。
另外,有不少投资商、设计单位和系统集成商对智能化存在理解上的偏差,不知智能建筑的真正含义,搞不实宣传,有的投资商在已建、在建的智能建筑中提出了不切实际的智能化要求,在具体建设中还带有一些盲目性,特别是在设备选择或系统集成方面往往屈从潮流或随意拔高,导致设备和设施不能正常运转,造成投资上的极大浪费。由于存在这种盲目性,使得当前智能建筑在舆论导向上存在过热现象。这些问题都值得进一步的创新和改进。
3.4提高和培养智能建筑设计队伍的素质
要建立起一支高素质的智能建筑设计队伍,不能长期把智能化系统设计委托给国外设计单位或系统集成商。实质上智能化系统设计仅是整个建筑物设计工作的一部分,智能化系统设计应服从于建筑设计,整个建筑物的设计工作应由建筑专业牵头,统筹考虑并统一协调各专业之间的关系。因此,对于智能化建筑,建筑设计单位仍然是主体设计单位,系统集成商仅是配合单位。
实践表明,智能化系统设计与建筑设计不能各自为战,国内已出现过多起由于建筑设计与智能化系统设计没有同步而引发的设计事故。为使两种设计形成有机的联合体,国内有条件的设计单位应调整专业设置,把自动控制、通讯、信息、计算机、建筑设备等专业有效地结合起来,建立起自己的智能建筑设计队伍。对于独立于建筑设计单位的系统集成商,除服从于主体设计单位外,其设计成果还应纳入建筑设计单位的质量管理体系。
综上,建筑能耗与工业、交通运输能耗并列,属于民生能耗,与老百姓的生活息息相关。建筑节能应被理解为“建筑合理用能”,不仅仅是单纯地抑制需求,减少能耗,而是在满足人们日益增长的健康和舒适感的需求下,尽量降低能耗。绿色建筑强调的是结果,智能建筑强调的是手段。智能建筑是绿色建筑重要的实施手段和方法。以智能化推进绿色建筑,节约能源,减少污染,是智能建筑发展的方向和目的,也是全面实现绿色建筑的必由之路。
参考文献:
[1] 羊梅;智能建筑专业建设的实践和探索[J];成都航空职业技术学院学报;2005年01期
[2] 陈南;;智能建筑中火灾信息探测算法分析及应用[A];中国仪器仪表学会测控技术在资源节约和环境保护中的应用学术会议论文集[C];2001年
[3] 李伟;段培永;谢秀颖;王敏;;开创智能建筑专业的试点,推动专业发展[A];第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(下册)[C];2009年
中图分类号:TP393文献标识码: A 文章编号:
一.前言
本文深刻、生动、形象地阐述了物联网概念的丰富内涵,进一步对物联网加深理解,并深刻分析了物联网技术对智能建筑技术的影响和其在智能化建筑领域的广泛应用,在简要描述我国物联网技术在智能化建筑领域中的应用以及发展形势,阐明了物联网技术在智能化建筑领域中存在着巨大的发展潜力和机遇,表明物联网时代已经来临。
二.物联网(The Internet Of things)
物联网的发展,体现在它是信息化、工业化发展相融合的结果 ;是信息技术以及传感 / 控制技术两种技术相融合的产物 ;是物理基础设施(例如 :光、机电设备)以及 IT基础设施相融合一体的架构。物联网到如今为止,还没有明确的绝对定义,下面是现在流行对物联网的几种具体描述 :
美 国 MIT 的 Kevin Ashton 曾经用“Internetof Things”来描述,物联网就是通过网络把计算机连接到真实传感器网络的世界(1999)。ITU :物联网通常是通过 RFID 及智能计算等科学技术来对进行全世界设备互连的网络(2005)。百度百科 :物联网通常是通过 RFID、红外感应器以及全球定位系统,还有激光扫描器等信息传感设备,按着约定成俗的协议,可以把任何物品跟互联网连接起来,来进行信息交换以及进行通信,以便实现智能化的识别、定位以及跟踪、监控和应用于管理的一种网络。
《物联网产业发展研究》报告(2010.4.8)显示:物联网通常是由能自我标识、感知及智能的物理实体,基于通信技术而相互连接,形成的网络,而且这些物理实体可以在没有人工干预的条件下,来实现协同以及互动,为人们生产和生活,提供智慧及集约的服务 。中国物联网大会(2010.6.29)上说明:凡是以传感器和传感技术来感知物体的特性,按照约定的协议,来实现任何时候的物与物之间、人与人之间的互联互通,以实现智能化识别、定位、跟踪、管理的网络 。
在笔者看来,所谓物联网,顾名思义就是物与物之间,以及人与人的智能互联互通。大家都知道,移动通信网是一种信息传输的网络,是人和人之间的互联,是网络中俗称的“客流”系统 ;互联网却是虚拟的信息共享的网络,是电脑和电脑之间的互联。然而物联网它却是一个能信息感知的网络,又称传感网。传感网是物和物之间的互联,属于网络中的“物流”系统。物联网联接的通常是现实的物理世界,并非是非虚拟的世界。在物联网上,不仅能对物质的东西进行撑控,甚至还能对人的心情发生感受。物联网不仅仅是让你了解大千世界,而且可以让你触摸大千世界,感受大千世界。感知到包括传感器的信号采集以及协同处理还有智能组网,甚至信息服务,可以达到控制以及指挥的目的,感知是为了达到远程控制和管理。从虚拟信息空间和人人互联发展直到对现实物理世界进行感知,为信息传输以及信息处理,提供更为丰富的需求资源,从而掀起一波又一波的新的产业化浪潮。
伴随我们国家“十二五”规划,全国上下以物联网为代表的战略型的新兴产业,逐年发展起来,并且还将成为我国大力扶持以及发展的七大战略性的行业之一。根据权威机构的预测,我们国家将要在未来的十年间,投入大约将近四万亿,在全国范围内大力发展物联网业,其中的智能建筑、办公、家居以及RFID 等产业必将是未来我们国家重点发展的领域。
三.物联网对智能建筑技术的影响
(1)在智能建筑技术领域中,物联网的影响是无处不在的,设备通过传感器联网技术而遍及大部分子系统,这样也可以说,很多子系统已经是处于准物联网形态或者已经是处于物联网形态。例如 :智能家居和建筑设备监控,以及安防、一卡通等系统。对于物联网形态,有三个方面的内容 :具体是传感器联网 、互联网的协议、设备网站。
(2)智能建筑设备传感器联网方式
智能建筑设备传感器联网方式分别是:单 向 / 双 向 ;单 路 / 多 路 以及TCP/IP 网和非 TCP/IP 网以及设备间无直接互动 / 直接互动。现实应用的有一卡通 / 视频监控等。复杂的有智能家居 / 建筑设备监控等等。
(3)智能建筑的物联网形态
智能建筑物联网主要应用于家居网,家居网主要是对家电、安防、窗帘、远传表具进行连接。家居网可以是无线,也可以是通过电力载波,也可以是通过以太网等,绝大部分家居网都不是 TCP/IP 来支持的网络。整个家居里面是由智能家居控制器来对这些设备的进行控制联网。每个家庭里面,通过安装一个智能家居控制器,到小区里就可以通过以太网跟住户进行连接,住户同时也可以反馈自己家里一些情况,可以通过移动通信网、也可以通过以太网来进行连接。
(4)建筑设备监控系统物联网形态
建筑设备监控系统目前常用的包括三层结构 :管理层、控制层以及现场总线。设备通过传感器联网的,其特点是物与物、物与人,多 方随时、实时、面向现场总线。现场总线有 LonWork/BACnet/Modbus 等等非 TCP/IP 来支持协议网络。从而形成连接互联网架构的逻辑设,以及构建设备网站,来实现管理和监控的功能。
(5)云计算与智能建筑
在智能建筑里面,云计算比较多的是被广泛用于建筑群能耗计量以及节能管理系统中,没必要在每个楼宇里面都布置建筑群能耗计量以及节能管理系统,只要通过一个云计算平台,就可以把这些统一起来,就设置成一个总的能耗计量以及节能管理系统。这是因为云计算平台实际上是互联网上一种公共服务,它是直接针对互联网架构,也直接针对物联网架构。智能建筑综合通常是集成、维护以及管理系统。如果对智能建筑的维护管理都通过物联网的话,我们的智能建筑,就取消了每个楼里面设置一套智能建筑维护管理班子,而用一个云架构就能实现统一管理,非常便利快捷。
(6)BIM 与物联网
物联网被广泛地应用于楼宇智能管理、物业管理和建筑物的运行维护方面,将会发挥更大的作用。仅从建筑物外表我们不可能看到许多管线、开关阀门,因为它都是隐蔽在楼板和墙体中,遍布建筑物的各个角落,没有图纸,你要找到某个阀门开关是很不容易的,特别是对一些结构复杂的建筑,而图纸通常都保存在档案馆里,很难查阅,那么我们怎样来实现对楼宇内隐藏物体的即时查找和定位?只有把建筑物进行数字化,构建整个建筑信息模型(BuildingInformation Modeling,BIM),才能实现对其更有效的管理。BIM 是物联网应用中的基础数据模型,也是物联网的核心,象比如 BIM 确是ERP 基础数据一样,物联网应用不能离不开BIM。没有 BIM基础数据模型,物联网的应用就会受到极大的限制,就无法深入楼宇的核心,因为有许多隐藏的构件和物体,通过 BIM 才能展示构件的每一个细节。这种模型是三维可视。
四、结束语
本文从建筑领域探讨了物联网技术对智能建筑技术的影响,并且通过对智能建筑联网中家居网、建筑设备监控系统物联网、云计算、BIM模型在智能建筑领域应用前景分析,对建筑行业及领域具有可靠的现实指导借鉴作用。在近年来,我国建筑领域竞争非常激烈,要想突破瓶颈,立足市场,必须依赖物联网的技术创新,及智能化建筑技术,为开拓建筑市场前景具有现实意义。
参考文献:
[1]刘岚,翟鸿雁,陈宁.基于物联网技术的智慧校园建设方案探讨.科技视界,2012.
[2]杨海英.物联网技术在高校实验室管理中的研究.复旦大学硕士论文,2011( 4) .
中图分类号: G267文献标识码:A 文章编号:
引言
智能建筑是多学科、多高新技术与现代建筑技术的综合集成,涉及诸多弱电系统,各子系统间交叉渗透、相互关联是智能建筑集成控制的显著特征。为实现智能建筑各子系统的最优化组合,需要构建集成管理平台,使各子系统之间能够共享信息和协调联动。
目前建筑的智能化主要体现在对环境参数采集控制的自动化上,其智能化的程度是十分有限的。各子系统间只是简单的信息交换,而不能协作完成任务,当目标发生冲突时,也没有相应的协调机制。近年来人工智能的应用为智能建筑集成控制提供了新的思路,而Agent技术的智能性和动态性也为智能建筑的发展提供了新的途径。
Agent技术概述
1.1关于Agent
Agent是人工智能和对象实体相结合的产物。一般是指一个具有自主能力、社交能力、反应能力和预动能力的软硬件系统,可以视为在特定环境下能感知环境,并能灵活自主地运行的,以实现一系列设计目标的、自主的计算实体或程序。Agent在一定的目标驱动下具有对其自身行为和内部状态的自我控制能力。以混合式Agent结构为例,主要由决策与智能控制模块,信息处理模块,执行模块,环境感知模块,通信模块,任务与承诺表和知识库等组成,如图1所示。
图1Agent的基本结构
从应用的角度,Agent主要有以下五个特征:
(1)自主性。Agent能自行控制其状态与行为,能在没有人和外部程序介入时自行运作。这是Agent其区别于过程、对象的最根本的属性。
(2)社会性。即通信能力,指Agent能用通信语言与其他实体交换信息、相互作用。
(3)协同性。指Agent间能相互协同完成复杂的任务或协商执行某类活动。
(4)感知能力与反应性。指Agent能够检测所监控的对象状态,接收识别系统中其他Agent发来的信息,并能根据环境变化采取类似于直觉和反射的行为。
(5)学习性。指Agent能从自身的经历,所处的周围环境和与其他Agent的交互过程中学习,获得更好的适应能力。
1.2 多Agent系统MAS
一个Agent能够独立的完成某项任务,但由于其能力有限,某些情况下必然需要多个Agent协同合作,在此基础上形成了多Agent系统(Multi-Agent System,MAS)。MAS是由多个相互作用,相互联系的Agent组成的系统, 是分布式人工智能的拓展。
MAS是一个高度交叉的研究领域,吸取了众多学科的内容,如计算机科学,人工智能,社会学等。它可以从Agent的通信协调、调度管理来表达系统的结构、功能和行为特性,从而进一步理解系统的社会行为。因此,MAS能够很好地模拟现实世界。 Agent成员不同于子程序或是过程、函数,其目标和行为是相对独立。Agent之间的交互通过信息传递进行实现。MAS具有传统分布、并发问题求解的优点,同时具有复杂的交互模式,能够满足多控制节点的分布式系统的需要。
1.3 Agent技术在智能建筑中的应用
基于Agent 的结构提供了柔性、可变性和鲁棒性,适用于解决一些动态、不确定和分布式的问题。将Agent技术应用于智能建筑集成管理相比其他控制系统具有很多优点。首先,系统的问题处理过程具有智能性,各Agent知道在什么情况下如何进行交互,如何处理。其次,由于各Agent之间的协同合作关系,系统的可靠性相比现有控制系统大大提高。最后,Agent技术可以使系统具有很好的扩展性,可以增加信息处理,并在系统中注册,从而实现多个协同完成相对复杂的任务。
基于MAS的智能建筑集成管理模型
智能建筑系统集成必须要集先进与实用于一体,能够实现对建筑集成系统状态的全面监控和资源的管理与共享,使整个建筑的各功能模块协调运作,同时具有安全性与高效性。
智能建筑的控制子系统通常包括楼宇自控系统,消防报警系统,车库系统,安保系统,广播系统等。要实现智能建筑系统集成管理,关键在于实现各子系统之间的协同合作和知识的完全复用,从而体现其智能性。结合Agent技术,将各子系统设计为一个Agent组,各个执行器作为相对独立的Agent,同时设计相应的协调控制Agent,并建立通信合作机制以实现各子系统功能的提升以及系统的智能监控与管理。本文提出的基于MAS的智能建筑集成管理结构如图2所示。
图2基于MAS的智能建筑集成管理结构
该智能建筑集成管理结构分为四层。自下而上,分别为执行层,管理层,协调控制层和人机交互层。各层内容与功能分析如下:
执行层――主要包括消防Agent组,安保Agent组,车库Agent组,给排水Agent组,建筑设备Agent组和办公设备Agent组等。各Agent组与现场环境交互,主要负责系统各子问题的并行处理。
管理层――主要包括安防Agent,应急Agent,节能Agent和环境Agent等。负责对系统需求进行整合,实际控制下级黑板Agent,完成信息,并能够对问题处理的效果进行评估。
协调控制层――包括一个协调控制Agent。完成实际的控制决策,具有核心作用。制定解决问题的策略,构建问题解决的流程图;能够实现参数的动态优化与修改,为各子系统分配子任务;控制下级黑板Agent,完成信息。
界面管理层――包括一个界面管理Agent。负责与用户进行交互,介入用户需求与问题,并呈现问题处理过程的相关信息。
将每个子系统封装成一个Agent组后,系统在一定程度上提高了系统对事件的响应速度。Agent组内一般结构如图3所示。以照明系统为例,执行器是系统中的所有灯具,需求则体现在节能方面,环境方面和舒适度方面。
图3Agent组的一般结构
基于黑板结构的Agent通信机制
通信协作是多个Agent共同顺利地完成任务的关键。目前已经提出了多种协作机制,如合同网和黑板系统等,本文提出的集成管理结构是基于黑板系统的。
3.1 关于黑板
黑板的最初实现是在Hearsay语音理解课题,以后逐渐抽象成一个问题求解模型。它将求解模型的知识表示成独立松散的知识源,利用这些知识源实现问题的协同求解。黑板模型中的知识源相对独立,其精度可调,而且黑板的层次划分使抽象技术得以实现。因此,黑板机构是一种比较先进的问题求解模型,得到广泛应用。
MAS中,黑板是一个全局数据库,用于存放原始数据、问题求解过程中的部分解及完整解。黑板上信息被划分成若干个层次,较高层次上的信息可以视为较低层次信息的综合抽象。黑板上的信息必须采用各个Agent都能理解的语言,而且信息只能由知识源来增加、删除和修改。黑板是知识源通讯和相互作用的媒介。
3.2 冲突协调机制
在开放的多Agent 环境下,由于存在着不同种类Agent的信念、目标是各不相同的,且都要实现自身功能的最大化,因此Agent之间很容易出现冲突,而且冲突的表现纷繁复杂,所涉及的范围也十分广泛。基于MAS的智能建筑管理系统在处理相对复杂的问题时,各低层Agent之间的联动过程相对复杂,因此需要建立相应的冲突协调机制,提高整体效率,实现资源的最优配置。
本次设计的冲突协调机制如图4所示。设有冲突诊断功能,对系统运作状态进行监视,若存在冲突,首先在各子系统内部调整相关Agent的动作规划,如果冲突解决则结束,否则由相关的管理层Agent进行协商,最后由协调Agent求出相对最优解。
图4Agent冲突协调机制
结束语
Agent技术的引入,较好地解决了子系统之间的通信与协作问题,使系统具有联动性、智能性和自学习性。但目前Agent技术在智能建筑领域的研究仅停留在规划和方案论证阶段,如何将其与现有的智能建筑技术相融合,充分发挥其人工智能方面的优势,提高建筑物智能化,还需要对智能建筑Agent通信语言、各Agent间协商策略和Agent的运行支撑平台等做进一步深入研究。
参考文献
[1]马琴,程大章. 多Agent技术在智能建筑系统集成中的应用. 低压电器. 2008.
[2]蒋鹏,王波. 多Agent系统技术在智能建筑中的应用. 建筑电气. 2005.
[3]孙喁喁. 基于黑板的多Agent智能决策. 西安建筑科技大学硕士学位论文. 2007.
【正文】本人在工作以来,接触的工程由最初的民用住宅、学校教学楼,到后期的商业大厦及城市综合体。作为一名建筑工程技术及管理人员,经常会遇到“智能建筑”这个专业名词。在翻阅了相关技术资料,以及结合自己的工作经历,对“智能建筑”有一些认识和理解。
一、智能小区发展中存在的主要问题
1、不切实际,只图虚名。应该是在90年代后期吧,也就是智能建筑、智能小区刚叫响为“热门话题”,由于缺乏规范化的管理,极易被房产开发商利用作为广告卖点,把一些只有简单的呼叫对讲、保安监控和网线进户等,本该一般住宅普及的东西、现代居住的必备条件,也称作“智能化”去宣传和吵作,把它作为吸引顾客购房的一种手段。
2、一些产品质量差、性能不稳定或设计不尽合理,如水、电、气三表集中检测的传感器、采集器和传输系统等,造成系统不能正常运行,或使用不久就“瘫痪”,要么就误差很大,不能准确反映计量读数,形同虚设,仍需人工入户抄表,完全失去远传和集中检测的意义和作用。
3、从设计到施工,各专业部门不予很好配合,各自为政,各行一套,使系统不完整,不能优化,甚至不尽合理,造成通信网络仍存几套系统,各是各的网线,互不兼容,线路及敷线材料浪费,系统功能没有充分发挥和利用,也是信息传输能力的资源浪费。三表计量方式,有的用机械表,有的用卡式(磁卡、IC卡)表,有的远程读数,有的仍人工抄表,有的预付费购卡,仍然不能统一管理,这就达不到智能化的目的和要求。
二、 对存在问题的分析和当前的状况
由于上述问题的存在,尤其对智能化、智能建筑和智能小区的定义不明确,认识上的不统一和管理上的不规范、不严密,造成概念上的混乱。使人们对智能化小区的认识模糊不清,要么认为“原来这么简单,有几样自动设施就是智能化了”,要么又认为“很神秘,一时还难以实现”,这都是不正确的,使智能化的发展失去明确的目标和方向。
但又从另一方面来讲,我们已经迎来移动互联时代的到来,PC设备、移动终端的迅猛发展,也让居住群体对网络生活、家庭办公和网络住宅的需求日趋依赖,使“建筑智能化”概念也随之推向了更普及更高更普及的一个层面。
三、今后如何发展
随着我们建筑行业水平的发展和成熟,尤其是我们北京作为首都,发展方向也是国际化大都市的水平,我想整个城市的智能化水平也是衡量城市国际化的一个重要指标。并且无论在整个地区经济和城市建设、居住水平、居住环境等方面,都要到前所未有的智能化水平。作为一个建筑电气工作者也是爱好者的本人,觉得应该解决以下问题:
1、坚持和完善规范化的管理。国家有关部门(例如:质检站)对项目实施过程中进行监督或指导,发现问题及时整改。设计深度和设计质量不合格的,必需修改完善,施工安装必须调试校验合格,才能验收使用,不准留尾巴,并且按规定期限实行有效措施,确保智能小区的建设达到预期的质量要求和使用效果,真正起到示范的作用。
中图分类号:F407文献标识码: A
一、建筑智能化电气工程管理
现今,人们对居住环境、生活智能化的要求越来越高,对生活品味的追求日渐提升,从居民对建筑物标准的要求上即可看出,现在的人们对建筑中智能化管理的需求越来越强烈,因此这就为建筑智能化电气工程管理的应用提供了广阔的空间,越来越多与智能化电气工程相关的新技术应用于现代建筑中。建筑智能化电气工程的施工主要步骤如下:①对整套配电柜和其调控设施进行安装;②对架上电缆以及电缆桥架进行安装;③对架空线路以及上步装置的智能化电气设备进行安装;④对变压器进行安装;⑤对配电以及动力装置进行安装;⑥对柴油发电机组进行安装;⑦对持续电源进行安装;⑧对低压电动机进行安装;⑨对电加热器以及电动执行部分进行安装并接通其线路;{10}[10以后的符号跟之前的不一致。]对以上安装的智能化电气动力装置进行调试运转;{11}对开关插座等装置进行安装;{12}对接地设备进行安装;{13}对裸母线、非开环母线等母线进行安装;{14}对电缆线路进行铺设并且对电缆头进行安置制造;{15}对导管、线槽、穿管进行铺设;{16}给槽板、钢索配线;{17}对线路的安全性能进行测试;{18}对照明设备进行安装;{19}对照明设备进行调试运行;{20}对避雷设备进行安装;{21}对接闪器以及定位点进行安装,对环境的变化及使用功能的变化具有感知能力。如:感知建筑物内外温度的变化,监视建筑物内人员流动及大门的启闭等。传递、处理感知到的信号及信息,对其进行分析和判断。如:把传感器获得的有关温度变化的信息传递到控制中心,分析建筑物内温度的变化,与系统温度设定值进行比较,判断变化趋势;{22}验收工程,及时修改调整。
二、建筑智能化系统工程的应用现状
1、智能化建筑概念
在当今的建筑智能化电气工程管理中,人们对高科技的需求越来越强烈,因此,新技术的应用日渐增多,智能化管理技术就是其中应用较为广泛的一种。智能化技术又可以成为“人工智能技术”,它是计算机技术的一个组成部分,是将“GPS定位技术”、“精密传感技术”以及“计算机技术”集中于一体的综合技术。“人工智能”这个词语最早是在1952年提出来的,主要是由智能控制系统、处理语言系统、专家系统、识别图像系统以及识别语言系统等组成。智能化技术诞生至今,在控制领域的应用最为广泛。
智能化技术在建筑智能化中的应用,主要有自动控制技术、通信技术、网络技术和数据技术几个方面,智能建筑主要由三个部分组成,楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统。近年来,随着科技的飞速发展,智能化技术在生活中的应用也逐渐增多,其发展也日新月异,研究者们根据实际生活的需要,综合自动化、仿生学、语言学等多种学科的知识,加入更加实用的功能,在中国兴建的大型建筑将占全球一半,而现代大型建筑的主流是智能化大厦,因此智能化大厦的弱电系统研究及实施,成为自动化控制领域里的一个重要分支,将现代大厦建设成具有国际先进水平的智能大厦,并保有今后进一步的扩展性。
2、智能化建筑发展现状
由于我国的智能化建筑发展起步较晚,目前还处于起步阶段,因此在发展过程中还存在很多缺点和尚待完善之处。首先,我国建筑智能化发展的水平低。建筑的智能化系统功能短缺,导致有些工程无法如期完成,从而拖延了建筑整体的完成,难以保证效率;另外,国内一些厂家生产电子产品的质量较差,故障率很高,而国外进口产品价格偏高,给日常生活带来极大的不便,使智能建筑并不为一些业主青睐。其次,我国智能化发展十分迅速。从1990年开始,智能化工程已经成为我国建筑工程十分重要的一部分。在十多年的探索和积累中,我国的智能建筑已经大有普及之势,实际应用水平也有了很大的提高。另一方面,社会需求量明显增大。进入信息时代以后,人们的脑力劳动急剧增加。对舒适宜人的生活环境、方便快捷的办公场所以及人性化的建筑设计理念的需求都将智能建筑推向了一个新的高度。同时,“五位一体”的新型经济发展模式要求,国家节能减排力度的不断加强,也将为智能建筑带来新的发展契机。
三、建筑智能化工程管理技术的应用问题
1、建筑智能化工程存在的问题
尽管建筑智能化工程在今年来已取得了较快的发展,在各个方面都取得了骄人的成绩,但是由于其发展历程短等方面的原因,我国建筑智能化还存在一些问题有待我们去解决。具体而言,主要包括以下几个方面:第一,缺少系统规划理念。由于建设单位对智能化系统的理解深度还不够,因此,常常片面地提出一些不切实际的要求,而承包单位对以需求为主导规划理念的缺乏,管理部门专业技术人员的缺少,造成经常是外行管内行,最后导致仅仅简单以技术系统的数量堆砌为衡量建筑智能化的标准,进而使整个工程的有效性降低。第二,设计院设计过程脱节。建筑智能化系统工程的设计单位主要是建筑设计院和系统集成商。无论是设计院还是集成商,在从事智能化系统工程中均存在各自的弱点;设计者的知识更新、知识储备、实践经验等方面与快速发展的工程建设要求不相互匹配,设计人员不熟悉当期主流产品的技术性能、技术要求,进而造成建筑工程的具体实施过程和设计院的规划出现不一致现象,以致由于设计问题影响到工程质量。
2、加强对建筑智能化工程的管理,促进智能化行业健康发展
首先,高素质人才的缺乏依然是目前行业的重大问题。因此,有必要加大力度培养一批技术水平过硬的专业科研人员,在技术开发,科研设计等方面深入探讨,在现有理论研究的基础之上,组织更多由多方参与的研讨会,听取包括建筑商,施工单位,业主,集成商等众多意见,共同磋商行业发展的方向和出现的问题。建立行业专项研究基金和奖励基金,不断推动科研水平的提升,以此促进整个行业的发展。其次,在系统分析阶段,首先要定义清楚用户所需的智能化系统,在系统规划设计阶段,为用户做出详细的系统规划书,并在详细设计阶段做好技术设计与施工组织设计。协调好各部门之间的设计和职责问题,合理安排布置,统筹兼顾,有的放矢。在具体实施中,纠正总体设计中的问题,进行优化设计。再次,施工中要严格按照施工工序,合理设置质量控制点,控制工序活动质量,检查工序活动的结果,掌握质量动态,完善施工检查与验收过程。抓好施工现场的项目管理,做到施工有序进行。加强后期服务维修工作的力度,对维修人员和使用人员进行专门业务培训,采用竞争上,对技术不过关人员进行淘汰,为智能建筑赢得良好的口碑。
结束语
近年来,我国建筑工程的发展非常迅速,与此相关的施工管理技术也日渐提高。人们随着生活水平的进步,对生活的智能化、居住环境的便利性提出了新的更高要求。智能化电气工程是建筑工程中比较重要的一种施工项目,与智能化电气相关的装置、设备等的建设工程管理都属于此类。建筑智能化电气工程施工管理的好坏关系着整个建筑是否能正常完工使用。随着高科技逐渐引入建筑工程中,智能化技术在其中使用的越来越广泛。智能化管理技术是将GPS定位技术、计算机技术以及精密传感技术集中一体应用的高科技综合技术。智能化技术的引用,不仅可以减少建筑智能化电气工程中的人力成本,而且这种技术也显著提高了操作的准确度和工作效率,缩短了工程所需的周期,并且也便于工程完工后对其进行监督检测。
参考文献
一、引言背景
布线系统是整个网络工程的通信基础,是弱电系统的核心工程,随着互联网络和信息高速公路的飞速发展,布线技术逐渐显现出他无可替代的重要性。
在早期的传统布线工程中各种不同的设施布线是分别进行设计和施工的,每种应用自成体系。出现故障后将难以排查,难以维护管理。同时智能建筑、智能小区的出现使得传统布线系统无法对新生应用提供充足的支持。标准化综合布线应运而生,综合布线将各种应用有机的结合成一个整体,灵活性更强,适用各种不同应用需求。一次布线可以支持语音、传真、数据传输、影像传输等应用。近年来智能建筑占新开工建筑的比例已达30%以上,随着科技的发展智能建筑所占的比例将不断攀升。智能建筑的持续火热使得综合布线相关技术人才十分紧缺,高职高专院校以前一直是这方面人才培养的主要力量。随着智能建筑行业技术发展的日新月异,单纯强调高技能型的职业教育已经跟不上产业发展的需要。高学历创新型复合人才更能适应产业发展需要,同时培养高学历的创新性复合型综合布线人才也是学生个人职业生涯的可持续发展的成长需求。
二、本科综合布线教学特点
综合布线技术是一门涉及计算机、通信、材料、建筑施工等多学科的课程,当前由于标准化施工是整个综合布线系统工程的生命和保障,也导致教学过程中一味注重标准实施而轻视对标准背后综合布线的理论研究。本科院校和高职院校培养人才不同,其教学侧重点也必然有所不同。现阶段各学校综合布线课程教学包括很多本科院校都停留在综合布线施工技术、技能层面。课程的内容也主要是如何对标准贯彻、执行,而对综合布线系统相关标准和规范背后的通信原理讲解甚少。这样必然导致网络工程专业本科教育和高职高专教育的同质化。无法真正体现出本科教育的厚基础、宽口径的教学特点。解决这一问题需要在综合布线课程中综合布线技术本科教学过程中引入通信等理论知识。然而目前我国一些关于通信理论的著作和论文普遍具有一定深度和难度,本科教育中计算机专业也并未设置综合布线相关先导课程,对于计算机专业学生学习通信理论难度更大,因此在综合布线教学实践中很少应用。对于通信理论的应用价值和综合布线教学中的可行性值得研究和关注。
三、通信原理在综合布线教学中的应用
综合布线系统中通信电缆铺设占有非常重要的地位,布线施工中不规范的操作将影响日后的网络传输性能。在教学中引导学生遵照国标操作就要从线缆的传输特性以及信号分析入手。只有对信号和信道特性有了一定深入的了解,日后才能胜任线缆认证、工程验收和故障诊断等工作。涉及信号和信道传输特性的通信知识在综合布线教学中就显得尤为重要。
1.在综合布线理论课教学的应用
传输介质和信道传输特性在综合布线理论教学中占有非常重要的地位,学生首先应该了解数据如何以信号的形式在网络中传播的以及局域网信号的特点,这样才能更好理解信道特性,和各种参数的意义。局域网中双绞线传输的主要是数字基带信号,这种离散信号的特点是富含多种频率分量。根据信号频谱分析的基本原理,双绞线的带宽必须大于信号的带宽,否则,信号频率域上将受限。基带信号在频率域的失真将导致时域上波形的失真,波形的失真可能导致接受端接受数据错误或引起误操作。 所以信号和传输介质的选择必须带宽匹配,对信道传输特性的测量分析也要在全频率域内进行。衰减、串扰等参数也是随频率变化而变化的。许多时候对信道进行特性分析要使用高频、长线、微波波导、天线等通信理论。可以看出通信理论在综合布线理论框架中占有极其重要地位。综合布线理论教学应注意有选择地、适当地引入通信理论。多做定性文字语言分析,少一些定量的数学分析,适当引入一些数学推导。这样学生才更容易理解、更容易激发学生的学习兴趣。
2.通信原理在综合布线实验教学中的应用
综合布线实验教学主要分为网络工程布线设计与规划、综合布线施工技术、综合布线工程测试验收及故障检测、维护等几个部分。施工技术和故障检测是实验教学重点。综合布线实验教学过程中对线缆的故障检测、故障类型判断、故障定位及故障恢复等要大量应用通信知识。
运用通信知识通过对故障线路的测量结果对比和故障分析可以加深学生对综合布线标准的理解。运用通信原理可以快速定位、排除故障。比如生产环境中不注意对线路的保护通常会因暴力施工导致信道传输线路特性改变,导致数据传输错误。双绞线铺设时常会挤压变形,甚至导线断裂。在实验中测量一条双绞线施工铺设前后对比,通过fluke线缆认证测试仪测试的结果可以分析高、低、中频率域内信号的衰减程度,可以诊断出包带开裂、线缆张力、绞距偏大等故障。通过信号延时参数可以诊断出长度不一致的故障。实验教学中我们也经常要测量双绞线的串扰,根据高频信号、通信原理可知交变信号会产生电磁辐射,这种辐射干扰到相邻线对就形成了串扰。通过对双绞线串扰的测量也可以诊断线缆故障。串扰基本可以通过双绞线的绞结来加以限制。局域网双绞线制作过程中四对芯线的绞距均应完全不相同,而且彼此之间不应该出现可能在若干个绞距后重复对齐的现象。挤压和拉力过大导致线缆绞距突变导致串扰变大的故障。同时导线阻抗也会发生变化导致波阻不连续引起功率反射,回波损耗也会发生变化。通过对信号的学习研究可以更深入的解读测试参数,更有利于故障诊断和排除。
四、总结
综合布线教学过程中大量涉信号知识,只有掌握了这些知识才能对综合布线施工验收等环节有更深入的了解。才能对各种故障及时定位排除。在综合布线课程中应适量引入通信、信号等相关课程理论,是综合布线本科教学的发展趋势。
参考文献
[1]黎连业,陈光辉.网络综合布线系统与施工技术[M].北京:机械工业出版社,2011.
Abstract: The construction or the ecological construction of green building or sustainable development will become the mainstream in twenty-first Century, building design. Promoting green building design must depend on the whole social ecological awareness, driven by market mechanism, by government policies and regulations and guidance, but the architect of the prophet is the key.
Keywords: green building; ecological consciousness; operation mode;
中图分类号:TU2文献标识码:A 文章编号:
绿色建筑,或称可持续发展的建筑、生态建筑等,虽然提法不同,基本内涵是相同的,对其将成为21 世纪建筑设计主流的认识也是趋同的。但是,要成为建筑师的行动,不仅涉及社会上的方方面面,同时还要解决很多认识上的、技术上的,以及建设体制和政策上的问题。本文拟就此谈些想法,以期进一步引起建
筑师与社会各方面的重视和讨论。
一、绿色建筑的发展是实现建筑可持续发展战略的关键
尽管可持续发展已经成为大家的共识,但其原则在建筑设计中的体现从内容到方法还缺少一致的认识,在实施上的差距就更大。可持续发展是在人类发展与环境、资源的尖锐矛盾中提出的。对可持续发展,不能仅用几个环境指标来表示,要看到它是在生态系统规律上提出来的一种发展模式,要求在发展中注意资源的可续利用和不给环境造成不可恢复的破坏,因此它是一种新的生态价值观,也已逐步地成为规范我们社会行为的重要指导原则。
建筑对环境和资源的影响不仅涉及面广,而且极其深刻,特别是对于我国高速发展的城市来讲,更是影响巨大。比如近几年北京地区每年建筑开复工面积就达到近亿平方米,每年竣工2000多万平方米,这种高密度和高强度的建设活动使城市生态景观快速发生变化,城市生态系统和外部环境进行着大量物质与能量的交换,仅就建材而言,我国钢、水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、卫生陶瓷、砖、砂、石几项生产耗能达1.6亿多吨标准煤,占全国能源生产的13%左右。我国新型墙体材料的产量虽然增加很快,但实心粘土砖仍然占80%以上,不仅年耗煤达5000多万吨,而且是每年要毁掉10多万亩土地资源,还要向环境排放大量的有害气体和温室气体。
一个建筑体系,是否可称为绿色建筑体系,其界定的原则,不在于它是否应用了某种绿色设计的技术方法,而是要从以下两个观点考虑它是否贯彻了可持续发展的原则:一是要从建筑全寿命周期过程中,对环境和资源影响的考虑;另一个就是要从建筑材料及使用功能,对室内、室外,对局地、区域及至全球环境和资源影响的考虑。只有在这两方面达到一定标准的建筑体系(这个标准应是建立在当前技术经济水平下的认识),才能做到节约能源、资源,无害化、无污染和可循环。因此,绿色建筑体系是符合生态调控规律的建筑体系。
二、绿色建筑设计与繁荣建筑创作
对于绿色建筑设计的技术方法分类众说纷纭,1993年6月国际建协在芝加哥会议上通过的《芝加哥宣言》,对可持续的建筑设计提出了六方面的观点:即节约能源、设计结合气候、材料与能源的循环利用、尊重用户、尊重基地环境和整体的设计观,并没有提出某项确切的技术支撑。其实这也正反映出绿色建筑设计技术方法应该是多种多样的,凡是以绿色建筑体系为设计目标的技术手法都应包括在其内。从可持续发展理论和建筑师多年实践出发,建筑创作与绿色设计的技术选择,应该从以下两个基本原则出发:
一是强调因地制宜, 积极适应建筑立地的环境条件,也包括保持城市的传统与文脉。在项目的规划与总图设计阶段,选址和保护周围环境是绿色设计的主要内容,同时还要注意对当地历史和人们的传统生活方式的讨论。在城市规划阶段,生态控制论的技术方法可以有效地提高规划的质量。在设计阶段,无论是生物
气候设计,还是生物气候缓冲层的设计策略,都强调应用被动设计的方法,用以解决建筑节能和建筑通风。已有研究文章系统的说明了这种被动式设计方法,包括一些仿生建筑的设计,极大地影响着建筑的形态,比如建筑的朝向、几何形状、护的材料与色彩等。当然因地制宜还体现在设计中重视对当地建筑当然因地制宜还体现在设计中重视对当地建筑材料和太阳能、风能等资源的利用。
二是强调“整体设计”思想,强调建筑的全寿命周期设计方法,单独的某一项技术不能称之为实施了绿色设计。1999 年国际建协20届大会通过的北京中指出:“建筑单体及其环境历经一个规划、建设、维修、保护、整治、更新的过程。建设环境的寿命周期恒长持久,因而更依赖建筑师的远见卓识。将建筑循环过程的各个阶段统筹规划。”这里给出了整体设计的概念,就是从全球环境与资源出发,应用经济可行的各种技术和建筑材料,构筑一个从建筑全寿命周期的绿色建筑体系。
如何在设计之中应用高技术和优质的材料,就要应用寿命周期评价方法予以权衡,进行技术选择。现在欧美应用的高技术绿色设计方法往往和智能建筑设计相结合。按欧洲智能集团对智能建筑的理解是:使其用户发挥最高效率,低保养成本和最有效地管理其建筑本身的资源。这和绿色设计的理念是一致的。智能建筑的系统集成方法在改善建筑能源和室内环境的设计中,往往采用主动式设计方法,尽管要花费较大的成本,但从建筑全寿命周期的评估,经济上还是可行的。当然,很多常规技术依然是大量被使用,而且是行之有效的。
建筑材料生命周期中的污染和能耗主要有三个方面,包括建筑材料和设备制造,材料、设备从产地到建筑工地的运输及施工中的污染与能耗,这些将是建筑材料的取舍依据。
谈到建筑创作,建筑界的讨论往往只热衷于建筑形式、哲学、文化与美学的法则,却很少涉及建筑科学和技术问题。建筑技术与建筑艺术创作绝非孤立存在,现代建筑最大的发展就是现代科学思维在设计中的融入和新材料、新技术在建筑中的引入。而绿色建筑设计对建筑设计的思维又是一个革命性的变化,体现生态的美学价值。绿色设计要求建筑的形式和功能的自然亲合,特别是一些高技术的引入,又能够使人们体验充满智力的感受。
三、推动绿色建筑发展的若干思考
1.全社会的生态意识教育与提倡和宣传绿色消费的生活方式
首先是加强对建筑师的可持续发展的生态意识教育,建筑师的创作不能脱离时代和当前的社会的认识水平,否则就不会被接受。但是,建筑师要有引导建筑进步的责任。20届国际建协对建筑教育的讨论指出,过去学校的建筑教育,对引导学生在建筑物的体型设计方面倾注极大的精力,现在,应更加关心历史、社会人文和生态环境。对于执业的建筑师,我国已经建立了建筑师的注册制度,对于继续教育也有了明确的规定,2002年已经将《建筑设计的生态策略》作为继续教育的必修课程,开始得到应有的重视。
其次是要在全社会普及生态教育,提倡绿色消费。所谓绿色消费方式,就是从可持续发展的原则出发,在居住、出行、娱乐休憩中废弃追求奢侈豪华,提倡节能、节省资源和减少对环境污染的生活方式。只有全社会接受并追求绿色建筑体系,才能驱动建筑市场的需求,才能使市场各方主体去营建绿色建筑,推动建
筑业的可持续发展。
2.改革建筑工程运作模式,加强建筑师对工程全过程的控制
在当前国内建设体制下,开发商把一个建设工程分段发包给勘察、设计、施工、监理单位,包括建筑材料和设备的采购,也基本上是开发商说了算。在现行体制下,建筑师的权利极为有限,加上设计招投标运作的不规范,建筑师往往能按照投资商的想法追求建筑的造型和画施工图,谈不上对工程全过程的控制。所以给建筑师的创作空间和控制工程质量的权利已经是急需解决的问题。一个典型例子就是清华大学和美国麻省理工学院合作进行生态住宅小区的设计与建设研究,找了北京两家大的房地产开发公司,历时4 年,设计付出很大,但是开发商以种种理由,一个实际工程都没得到落实。原因就是开发商急功近利,经济不合算而不去为之,建筑师则无能为力。
因此,在立项时就应该有绿色建筑的创意要求,同时扩充现行环境影响评价的内容,按照绿色建筑体系的要求进行可行性研究。建筑设计单位服务的领域要积极进行延伸,按照国际通行的咨询(FIDIC)服务的模式来运作,服务的对象应该包括业主、承包商、金融机构等,实施各种项目总承包的方式为建设工程提供建设全过程的服务。根据我国设计体制下人力资源及实际承接任务的现状,当前有实力的民用建筑设计单位应该在改革中积极向此方向发展,特别是要注意培养和吸纳这方面的人才,进行以工程项目管理服务(PM)或工程项目管理(PMC)方式为主的各种形式的工程总承包,发挥建筑师对工程的控制作用,这将会有力地推动绿色建筑的实施。
总之,推动绿色建筑设计要依靠全社会生态意识的提高,依靠市场机制的驱动,靠政府政策法规的规范与诱导,但建筑师的先觉无疑是重要的关键。
参考文献
中图分类号:S891+.5 文献标识码:A 文章编号:
绿色建筑,或称可持续发展的建筑、生态建筑等,虽然提法不同,基本内涵是相同的,对其将成为21 世纪建筑设计主流的认识也是趋同的。但是,要成为建筑师的行动,不仅涉
及社会上的方方面面,同时还要解决很多认识上的、技术上的,以及建设体制和政策上的问
题。本文拟就此谈些想法,以期进一步引起建筑师与社会各方面的重视和讨论。
一、绿色建筑的发展是实现建筑可持续发展战略的关键
尽管可持续发展已经成为大家的共识,但其原则在建筑设计中的体现从内容到方法还缺少一致的认识,在实施上的差距就更大。可持续发展是在人类发展与环境、资源的尖锐矛盾
中提出的。对可持续发展,不能仅用几个环境指标来表示,要看到它是在生态系统规律上提
出来的一种发展模式,要求在发展中注意资源的可续利用和不给环境造成不可恢复的破坏,
因此它是一种新的生态价值观,也已逐步地成为规范我们社会行为的重要指导原则。建筑对环境和资源的影响不仅涉及面广,而且极其深刻,特别是对于我国高速发展的城市来讲,更是影响巨大。比如近几年北京地区每年建筑开复工面积就达到近亿平方米,每年竣工2000 多万平方米,这种高密度和高强度的建设活动,使城市生态景观快速发生变化,城市生态系统和外部环境进行着大量物质与能量的交换,仅就建材而言,我国钢、水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、卫生陶瓷、砖、砂、石几项生产耗能达1.6亿多吨标准煤,占全国能源生产的13%左右。我国新型墙体材料的产量虽然增加很快,但实心粘土砖仍然占80% 以上,不仅年耗煤达5000 多万吨,而且是每年要毁掉10 多万亩土地资源,还要向环境排放大量的有害气体和温室气体。
建筑系统在使用、改造和拆除过程中,比建造它还要发生多几十倍的能量与物质的交换。有资料表明,一个建筑使用6年所消耗的能量就相当这个建筑建造中所消费的能量,而建筑的寿命要达到50-100 年。在建筑使用能耗中,仅占全国人口14%的采暖人口,每年用于采暖的能源高达1.3亿吨标准煤以上,占全国能源生产的10%,保温不良的墙体材料造成的热损失估计达1.2亿吨标准煤,按单位面积计算,我国住宅采暖能耗相当于发达国家的3倍。与此同时夏季空调和现代照明的耗能也在以惊人的速度发展。可以说建筑系统是生物圈中一个重要的能量与物质材料的流动环节。它的可持续发展对实现可持续发展战略有着特殊重要的意义。
一个建筑体系,是否可称为绿色建筑体系,其界定的原则,不在于它是否应用了某种绿色设计的技术方法,而是要从以下两个观点考虑它是否贯彻了可持续发展的原则:一是要
从建筑全寿命周期过程中,对环境和资源影响的考虑;另一个就是要从建筑材料及使用功
能,对室内、室外,对局地、区域及至全球环境和资源影响的考虑。只有在这两方面达到一
定标准的建筑体系(这个标准应是建立在当前技术经济水平下的认识),才能做到节约能源、
资源,无害化、无污染和可循环。因此,绿色建筑体系是符合生态调控规律的建筑体系。由于我国现行的基本建设管理体制,把一个连续的建设过程分段进行行政管理和建设运作,使得各自去研究其改革与发展,这就难于建立整体生态建筑观,难以体现全方位、全过程控制的原则。现在,建筑材料工业部门已经十分重视并采取措施解决材料生产有关的环境问题,且重新审视人们消费方式和材料选择的生态意义,解决材料高能耗、不可循环和对人体与环境污染的问题。在施工阶段的管理中,也比较注意了建筑施工与建筑材料运输过程中的污染控制,注意了墙体改造和建筑节能,还有很多施工单位开展了ISO14000 的贯标。但是,对建设工程项目起决定作用的项目策划、规划和设计阶段在贯彻可持续发展战略上不仅意识差,也无有力措施。以本部门经济利益为目的的开发商,对建设工程的使用方式和建筑的品质持有决定权,由于设计师与开发商之间的良性互动机制并未建立,一些有为的建筑师也难于发挥作用。在建设的前期阶段,唯一能对建筑系统可持续发展有所推动的就是国家颁布的技术标准和规范。立项阶段的环境影响报告书也只限于污染范围,而对于建筑系统全过程对资源和环境的影响并未被列入。因此可以说,当前对于控制建设工程总体和全过程的建设项目立项和规划设计阶段成为建筑业贯彻可持续发展战略的薄弱环节,亟待解决。
二、绿色建筑设计与繁荣建筑创作
对于绿色建筑设计的技术方法分类众说纷纭,对可持续的建筑设计提出了六方面的观点:即节约能源、设计结合气候、材料与能源的循环利用、尊重用户、尊重基地环境和整体的设计观,并没有提出某项确切的技术支撑。其实这也正反映出绿色建筑设计技术方法应该是多种多样的,凡是以绿色建筑体系为设计目标的技术手法都应包括在其内。从可持续发展理论和建筑师多年实践出发,笔者认为,建筑创作与绿色设计的技术选择,应该从以下两个基本原则出发:
一是强调因地制宜,积极适应建筑立地的环境条件,也包括保持城市的传统与文脉。在
项目的规划与总图设计阶段,选址和保护周围环境是绿色设计的主要内容,同时还要注意对
当地历史和人们的传统生活方式的讨论。在城市规划阶段,生态控制论的技术方法可以有效
地提高规划的质量。在设计阶段,无论是生物气候设计,还是生物气候缓冲层的设计策略,
都强调应用被动设计的方法,用以解决建筑节能和建筑通风。已有研究文章系统的说明了这
种被动式设计方法,包括一些仿生建筑的设计,极大地影响着建筑的形态,比如建筑的朝向、几何形状、护的材料与色彩等当然因地制宜还体现在设计中重视对当地建筑材料和太阳能、风能等资源的利用。
绿色建材采用低能耗制造工艺和无污染环境生产原料尽可能少用天然资源,尽量对尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物进行再利用。在产品配制或生产过程中,不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物;产品中不得含有汞及其化合物;不得用铅、锅、铬等种金属及其化合物的颜料和添加剂。产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨,即产品不仅不损害人体健康,而应有益于人体健康,产品具有多功能化,如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。产品是可循环或回收再利用,无污染环境的废弃物。在可能的情况下选用废弃的建筑材料:如拆卸下来的木材、五金等,减轻垃圾填埋的压力。避免使用能够产生破坏臭氧层的化学物质的机构设备和绝缘材料。购买本地生产的建筑材料,体现建筑的乡土观念。避免使用会释放污染物的材料。建材的包装减到最少,最大限度地减少对资源的浪费。
二是强调“整体设计”思想,强调建筑的全寿命周期设计方法,单独的某一项技术不能
称之为实施了绿色设计。从全球环境与资源出发,应用经济可行的各种技术和建筑材料,构筑一个从建筑全寿命周期的绿色建筑体系。如何在设计之中应用高技术和优质的材料,就要应用寿命周期评价方法予以权衡,进行技术选择。现在欧美应用的高技术绿色设计方法往往和智能建筑设计相结合。按欧洲智能集团对智能建筑的理解是:使其用户发挥最高效率,低保养成本和最有效地管理其建筑本身的资源。这和绿色设计的理念是一致的。智能建筑的系统集成方法在改善建筑能源和室内环境的设计中,往往采用主动式设计方法,尽管要花费较大的成本,但从建筑全寿命周期的评估,经济上还是可行的。当然,很多常规技术依然是大量被使用,而且是行之有效的。建筑材料生命周期中的污染和能耗主要有三个方面,包括建筑材料和设备制造,材料、设备从产地到建筑工地的运输及施工中的污染与能耗,这些将是建筑材料的取舍依据。
总之,推动绿色建筑设计要依靠全社会生态意识的提高,依靠市场机制的驱动,靠政府
政策法规的规范与诱导,但建筑师的先觉无疑是重要的关键。
参考文献
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0.引言
随着社会生产力和经济高速发展,材料生产和使用过程中资源过度开发和废弃及其造成的环境污染和生态破坏,与地球资源、地球环境容量的有限性以及地球生态环境系统的安全性之间出现尖锐的矛盾,对社会经济的可持续发展和人类自身的生存构成严重的障碍和威胁。因此,认识资源、环境与材料的关系,开展绿色材料及其相关理论的研究,从而实现材料科学与技术的可持续发展,是历史发展的必然,也是材料科学的进步。在这样的背景条件下,具有环境协调性和自适应性的绿色混凝土应运而生。
1.绿色混凝土的定义
吴中伟院士较早提出绿色高性能混凝土(GHPC)的概念。GHPC具有的特征主要包括:①更多的节约孰料水泥,减少环境污染;②更多地掺加以工业废渣为主的活性细掺料;③更大地发挥高性能优势,减少水泥和混凝土的用量。
对绿色混凝土的概念目前学术界还没有统一的定义,一般说来,绿色混凝土应具有比传统混凝土更高的强度和耐久性,可以实现非再生性资源的可循环使用和有害物质的从低排放,既能减少环境污染,又能与自然生态系统协调共生。“绿色”的涵义可理解为:节约资源、能源;不破坏环境,更有利于环境;可持续发展,既满足当代人的衡求,又不危害子孙后代,且能满足其需要。
2.如何实现混凝土的绿色化
实现混凝土的绿色化总的来说应该从以下5个方面入手。
2.1大量利用工业废料,降低水泥用量
在长期的研究和实践中,人们发现许多工业废渣,如粉煤灰、粒化高炉矿渣、煤矸石、硅灰等具有潜在的化学活性,可以部分替代水泥,并且可以制备性能更优越的混凝土。这样不仅节约了矿山资源,降低了水泥生产总能耗,而且也有利于改善和保护自然环境。利用工业废渣作混凝土中的活性矿物掺合料是实现混凝土绿色化的一个重要途径。我国工业废渣数量庞大,仅粉煤灰每年将产出近2亿吨,而煤矸石目前堆放总量已超过30亿吨,活性矿物掺合料作为廉价的辅助胶凝材料却赋予混凝土许多优良的性能,如提高强度、密实度和工作性,改善混凝土微观结构,降低孔隙率,增强对腐蚀介质的抵抗力,延长混凝土的耐久性等。大量使用以工业废渣为原料的活性掺合料,可以在保持水泥孰料总量不变的前提下满足经济快速增长对混凝土的需求,节约资源能源,保护环境,发挥重大的经济效益和社会效益。
2.2提高混凝土综合性能
提高混凝土强度、工作性和耐久性也是混凝土绿色化的途径之一。论文参考网。混凝土强度的提高,可以减小建筑结构的截面积或结构体积,减少混凝土用量,从而节约水泥、砂、石等混凝土原材料的用量。工作性能的提高,一方面有助于提高混凝土的密实性,另一方面可以减少振捣器的使用,降低环境噪声。提高混凝土的耐久性,可以延长结构物的使用寿命,进一步节约维修和重建费用,减少对自然资源无节制的消耗。
2.3使用再生骨料和人造骨料
混凝土制备过程还将消耗大量砂石。若以每吨水泥生产混凝土时消耗6~10t砂石材料计,我国每年将生产砂石材料48~80亿吨。全球已面临优质砂石材料短缺的问题,我国不少城市亦将远距离运送砂石材料。同时,我国每年拆除的建筑垃圾生产的废弃混凝土约为1360万吨,新建房屋产生的废弃混凝土约为4000万吨,大部分是送到废料堆积场堆埋。因此实现再生骨料的循环利用对保护环境,节约能源、资源意义是十分显著的。
废弃混凝土加工的骨料取决其洁净度和坚实度,这与其来源和加工技术有关。利用预制场和预拌混凝土搅拌站剩余混凝土加工的骨料通常比较干净;来源于拆除的路面或水工结构的废弃混凝土,需筛分去除粉粒。许多实验室和现场研究表明:废弃混凝土相当于粗骨料的颗粒可以用来替代天然骨料,进行比较试验的结果是前者作为骨料配制的混凝土抗压强度和弹性模量至少是后者的2/3。论文参考网。拆除建筑物是的废弃混凝土比较难处理,因为常混有其他杂物。论文参考网。与拆除时的分选相结合,这类废弃物可以分门别类地回收和再生,效果较好。
2.4 与自然环境相协调
为了使混凝土与自然环境相协调,通过混凝土材料的性能、形状或构造等的设计,使其具有降低环境负荷的能力。例如通过控制混凝土的空隙特征和空隙率,可使混凝土具有不同的性能,如良好的透水性、吸音性能、蓄热性能、吸附气体性能等。通过对混凝土性能和色彩的设计,使混凝土能与植物和谐共生,这类混凝土包括植物适应型生态混凝土、海洋生物适应型生态混凝土和淡水生物适应型混凝土,以及净化水质生态混凝土等。
2.5提高混凝土的机敏性,使居住环境更安全
随着现代电子信息技术和材料科学的迅猛发展,促使社会及其各个组成部分,如交通系统、办公场所、居住社区等向智能化方向发展。混凝土材料作为各项建筑的基础,其智能化的研究和开发自然成为人们关注的热点。自诊断混凝土、自调节混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列机敏混凝土的相继出现,为智能混凝土的研究和发展打下了坚实的基础。
机敏混凝土的特点是具有自适应性,能够感知外界环境变化,并根据外界环境变化实现自适应控制、调整和修复材料。机敏混凝土材料与智能建筑相结合无疑将为人们提供一个安全、舒适的生活、学习与工作环境。
3.结语
绿色混凝土材料在资源和能源的有效利用、减少环境负荷上具有很大的优势,是实现材料产业的可持续发展的一个重要发展方向。与普通混凝土相比,绿色混凝土显示了强大的生命力和显著的优越性。不过,现在我们离绿色混凝土的实现还有一定距离,需要我们从以上介绍的五个方面努力,争取早日实现混凝土的绿色化。
参考文献:
中图分类号:g712文献标识码:a文章编号:1672-5727(2014)07-0107-03
“智能家居”的概念自20世纪80年代被提出后,进入21世纪才引起社会的广泛关注。随着智能家居技术的不断成熟、产品不断完善、市场不断发展,人们对它由陌生变熟悉,逐渐地由“远观”到真正应用于家庭生活。正是因此,以往对智能家居的定义已经不够准确而详尽,现在非常有必要重新审视智能家居的定义,以适应智能家居行业的新发展。特别是“物联网”概念提出以后,学术界开始大量探讨与物联网智能家居相关的概念、技术及标准,产业界也开始在多个领域加强对智能家居技术的应用,数百所高等院校相关专业都开设了“智能家居”课程。
目前物联网的现状与当初的互联网非常相似,今天的互联网已经形成了巨大的产业规模并衍生出很多行业。作为物联网最主要、最重要的组成部分,物联网智能家居也将经历这样一次升级。家用电器的数量远远超过电脑、手机的总和,如果再加上各种诸如智能眼镜和智能手表之类的无线传感器、控制器,数量上就会是传统电脑及手机的几十倍甚至上百倍,可以说,单单一个物联网智能家居的市场可能就是传统互联网及移动互联网总和的几十倍以上。从某种程度上来讲,离开了智能家居,智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基础,可以说智能家居将成为物联网最主流的应用市场。
课程开发
为了体现工学结合的办学特色,我院在开设“物联网应用技术专业”之初,就坚持以职业岗位能力为核心的人才培养模式,开发了体现工学结合的课程体系,并根据技术领域和职业岗位的人才需求,突出专业技能的培养,形成了“理论与实践相融合,以职业岗位作业流程为导向”的模块化课程体系。通过开设一体化的专业实践技能课程,将理论与实践相结合,加强学生的综合技能训练;推进课程与企业岗位技能需求相互融合,与就业岗位相互衔接,突出培养学生的实际操作经验;将职业资格、职业技能教育与院校日常教学相结合,大力推进实务专题、顶岗实习,培养学生专业岗位的实践能力。
物联网的行业应用包括智能交通、智能大棚、智能电网、智能家居、智能医疗等等,对于具有交通行业背景的院校而言,一般要开设“智能交通”课程;对于农业类院校而言,一般应开设“智能农业大棚”课程;对于电力行业院校而言,可能就要开设“智能电网”课程。而我院是信息类院校,没有专门的行业背景,所以根据福建省产业发展特点及我院的实际情况,并征求企业专家和专业教师的意见,制定了专业培养方案和课程体系,其中包括“智能家居”课程。
课程建设
物联网智能家居的内涵究竟是什么?哪些技术是核心技术?哪些产业或产值才真正属于“智能家居”?这些问题看似简单,但又难以回答。当前,从技术发展、产业规模、行业标准等方面还不能明确回答上述疑问。也正是因此,市场上关于“智能家居”的技术及应用各不相同,能够作为高职院校教学材料的资料、书籍及实验设备就更加少之又少。只有从务实的角度考虑,将智能家居引向以“实际应用”为目标的发展思路上,夯实智能家居的核心技术,抛开概念,注重应用,智能家居才能成为独立的学科专业,具有明确的科研方向,为物联网新兴产业服务。
因此,我院成立了“智能家居”课程建设小组,明确责任,分工合作,从案例资料收集、企业调研、教材编写、实验室建设等多方面推进课程的建设。截至目前,已完成课程标准(教学大纲)的制定、校本教材的编写及实验室的建设,圆满完成了课程建设任务。
课程设计
本课程依据企业对物联网智能家居系统工程实施过程中的技能要求,以项目为单位组织教学,将智能家居各子系统的相关知识点和技能要素直接融入项目教学和实验实训的各个环节中,让学生在技能训练过程中加深对专业知识和技能的理解与应用,培养学生的关键能力,满足学生职业生涯发展的需要。
学习情境设计根据智能家居系统的实际工作岗位需求,以培养学生职业能力为重点,引入具有一定代表性的行业应用项目案例,从中分解知识点作为子项目,从简单到复杂,将该学习领域课程划分为5个学习情境,各学习情境的教学过程以行动为导向,以学生为主体,基于工作过程加以完成,如表1所示。
教学设计以智能家居的相应子系统为项目,采用一体化教学模式,边学边做。以实际工程建设过程为切入点,选取典型工作情境,分组实施。按照情境导入、项目分析、方案制定、项目实施、小结评价5个教学环节进行教学设计。以视频监控项目为例进行的教学过程设计,如图1所示。当然,项目的选取要根据各院校的实际情况(包括实验实训设备、专业教师能力以及合作企业等)而定。
教学方法与手段“智能家居”课程是一门理论性与实践性相结合的课程,有些学生在此之前可能对“智能家居”知之甚少,因此授课过程中应以实际应用为主,以理论讲授为辅,灵活运用多种教学模式,充分发挥传统教学与现代教学的优势。(1)课堂讲授。要将原理和概念深入浅出地讲清、讲透,并引导学生逐步理解课程的重点和难点,让学生掌握基本概念、基本理论和基本技术,但不能讲得太深,够用即可。(2)实际工程项目参观。在课程讲授过程中,可安排并带领学生参观相关企业的建设项目和样板演示,目的是使学生对智能家居有感性认识。(3)实际练习。充分利用本校实验环境,在任务驱动课程设计理念的指导下,根据实际案例,按照工作过程步骤连贯进行,使理论与实践的结合更紧密。(4)相互评估。在学生完成相关任务后,采用小组成员间和小组间相互检查、测试、评分的方法,让学生了解自己的不足,相互学习,取长补短,共同进步。(5)课外阅读指导。目前物联网智能家居技术及应用多样化,但标准不统一,所以要鼓励学生查阅相关的网络资源和辅助文献,以进一步拓展学生的知识面。
教学成效
从理论到实践,变被动为主动培养高技能应用型人才,需要加强学生实践操作、团队合作等关键能力的培养,特别是对于一些课程的学习,许多学生只有在理解课程与未来工作的相关性之后,才能够有目的、有意识地积极学习。因此,针对“智能家居”课程,应采取以实践教学为主、以理论教学为辅的教学方式,体现“做中学、学中做”的思想,激发学生的学习热情,使学生从传统的“要我学”转变为“我要学”,从而变被动教为主动学。
形式多样、思想开放结合每节课学习的实践和理论知识,课后组织讨论,师生座谈,积极阅读物联网和智能家居方面的资料书刊,结合学生的兴趣,在课程组教师的带领下或自发地成立智能家居相关子系统的项目小组,如“视频监控小组”、“门禁系统小组”、“环境监测小组”、“智能窗帘小组”等,对智能家居进行多角度的深入探讨。
校企合作、提高能力在“智能家居”课程教学过程中要加强对学生实践能力的培养,通过到企业参观、到工程现场实践、请企业管理人员介绍系统建设经验及存在问题与原因分析等方式,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,其效果主要体现在两个方面:其一,使学生明确自己的兴趣取向及理论知识的掌握情况,为学生选择毕业论文题目及就业方向打下良好的基础;其二,通过参加课外参观实践活动,增加学生关于智能家居工程项目建设的经验。
存在问题
第一,本课程采用分组项目教学,学生需要通过团队协作完成相关任务,因此出现一些学生依赖小组其他成员完成任务的情况,需要在教学过程中加强引导。
第二,项目式教学需要更好的场地和设备,因此要完善实训教学条件,加强互动教学模式建设,不断改进校企合作模式。
第三,项目式教学需要更多的现场指导和手把手的示范,教师的工作量增加,由一个任课教师讲授、指导,难免顾此失彼,因此可组织课程教学团队,由几个教师共同完成同一教学任务,同时引入企业人员参与部分教学,教学效果更佳。
第四,本课程涉及的知识面广、技能复杂,如何协调好有限的教学课时与多而广的教学内容之间的矛盾,进行适当的内容增减,是今后教学中需要不断探讨的
问题。
第五,目前关于智能家居的相关教材资料很少,能够适合项目式教学需要的教材更是少之又少。因此编写高职院校学生适用的“智能家居”教材非常必要,任务紧迫,与智能家居相关的技术及国家标准也在不断改进和完善过程中,所以教材及课程内容要实时跟踪、不断改进。
“十二五”期间,由于物联网起步伊始,智能家居行业方兴未艾,而我国真正从事该行业的人才极其匮乏,智能家居行业不仅是我国物联网产业的重要组成部分,也是未来社会发展的必然趋势。可以断定,物联网技术必将不断升级,发展成为“国家战略性新兴产业”,国家对物联网行业的推动及智能家居行业本身巨大的市场需求和广阔的发展空间,必将产生对该行业人才的巨大需求。
参考文献:
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前言
在智能建筑电气施工中,电气工程师应对所负责的电气工程质量具有高度负责的责任心,充分应用自己的专业水平深入、细致的搞好电气工程的技术、质量、进度、签证、安全等管理工作。
1、施工前的准备工作
在工程项目开工前,电气安装技术人员应首先熟悉电气施工图纸,并会同土建施工技术人员共同查对土建施工图与电气施工图, 列出哪些部分有交叉施工,根据土建施工进度计划,对有关基础型钢预埋、支吊架预埋和线路保护管预埋等,排出配合交叉施工计划,确定准确配合时间,以防遗漏和发生差错。并存配合施工之前,将各种预埋件制作好,并做好必要的防腐处理,充分做好施工前技术与材料准备工作。
2、施工过程中的协调环节
2.1 适时办理交接手续
专业队伍一进场,总包单位就要求限时扫管,办理交接手续,否则不让穿线。而专业队伍从自身效益出发,匆忙办理交接手续怕漏项,总是一边穿线一边扫管,拖延时间。针对这个问题,管理人员要要求专业队伍增加人力,集中扫管,抓紧办理交接手续。
2.2 现场督促补管
在穿线过程中,经常遇到管路不通和漏做管盒的问题;开始总包方的对漏做的管盒处理比较容易接受,时间一长,就表现出不耐烦的情绪,拖着不补。为此,尽量要求弱电专业施工方将漏做的管盒一次查清、搞准确,并耐心与总包方说明。。
2.3 分清专业施工界面
强电和弱电的施工设计图纸界面往往分不清,如气体灭火控制屏的220V电源线、空调机的控制柜至电源箱间的管线等虽属于强电的范围,但在强电施工单位仔细审图,及早提出问题,并通知设计单位进行修改,让强电方施工有依据,避免扯皮现象。
2.4 耐心磨合,交错施工
跨专业之间的施工、调试需要仔细安排,早作分析,协调进行。如:在电磁屏蔽工程的施工中,施工每前进一步,都伴随着各专业问的协调配合。电磁屏蔽在挂网时,要涉及到土建和风、水、电等专业的协调配合,而各专业一般只为自己进度着想,只顾自己施工方便,技术交底不深,从而产生互相埋怨、吵闹情绪。甲方、监理人员要深入现场,掌握各专业施工进度,进行耐心细致的工作,土建施工时要督促风、水、电等专业的配合,电磁屏蔽施工前要组织各专业施工队的汇签,制定局部的施工进度配合计划,检查落实每一步琐碎的施工工序等等。做到各专业施工逐步适应计划,以期达到较好的磨合,得到较高的质量保证。
3、施工阶段的质量控制
施工中必须根据已会审后的电气施工图纸和有关技术文件,按照国家现行的电气工程施工及验收规范,地方有关工程建设的法规、文件,经审批的施工组织设计(施工技术方案)进行。。施工中若发现图纸问题应及时提出并处理,不允许未经同意擅自变更设计。
严格推行规范化操作程序,编制符合规范、工艺标准,具有可操作性的质量控制程序。每道工序未经有关人员在验收表上签字,不得进行下道工序,记录好工作日志,防止监督流于形式。在施工阶段要严把材料质量关,推行质量控制卡措施,每种材料要有完整的资料(出厂合格证、检测报告、复测报告等)并经过建设单位、监理单位签字才可进场,将不合格材料进入工程的门路堵死;其次要严格控制分部工程的质量关,重点是:工序的质量控制。在施工阶段中质量控制要注意细节部分,重点检查和控制。
3.1 基础施工阶段的质量控制
在基础工程施工时,应及时配合土建做好强、弱电专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的预埋、预留工作。这一工作要求电气专业应赶在土建做墙体防水处理之前完成,避免电气施工破坏防水层造成墙体今后渗漏; 对需要预埋的铁件、吊卡、木砖、吊杆基础螺栓及配电柜基础型钢等预埋件,电气施工人员应配合土建提前做好准备,土建施工到位及时埋入,不得遗漏。电气施工安装中,管理人员只有努力提高自身的素质和专业能力,才能把好质量关。
3.2 主体施工阶段的质量控制
首先必须分清工程中的重点环节。在电气工程质量监控巾,确定配电装置、电力电缆、配电箱三个重点设备交接协调环节,明确关系,制定措施,根据规范进行超前监控,达到对工程质量的预控。其次,必须在监控好重点环节的基础上以点带面,促动整个系统工程的质量控制。电气工程要与土建工程紧密配合,根据土建浇注混凝土的进度要求及流水作业的顺序,逐层逐段的做好电管铺设工作,这是整个电气安装工程的关键工作,做的不好不仅影响土建施工进度与质量,而且也影响整个电气安装工程后续工序的质量与进度。浇注混凝土时,电工应留人看守,以防振捣混凝土时损坏配管或使得开关盒移位。遇有管路损坏时,应及时修复。
3.3 装修阶段的质量控制
在砌筑隔墙之前应与土建工长和放线员将水平线及隔墙线核实一遍,因为将按此线确定管路预埋位置及各种灯具、开关插座的位置、标高。抹灰之前,电气施工人员应按内墙上弹出的水平线和墙面线,将所有电气工程中的预留孔洞按设计和规范要求核实一遍,符合要求后将箱盒稳定好,将全部暗配管路也检查一遍,然后扫通管路,穿好带线,堵好管盒。抹灰时配合土建做好配电箱的贴门脸及箱盒的收口,箱盒处抹灰收口应光滑平整。
4、设备安装环节的质量控制
由于电气工程专业性强,在工程投资少、时间紧、作业面宽、工程繁杂、质量要求高的情况下,若不分轻重环节,势必造成人、财、物的浪费。在监控过程中,应认真学习、因地制宜、总结经验、分析工程实际、抓住工程中的关键环节、坚持报难制度、处理解决关键性质量问题、避免施工中的偷工减料和系统混乱状态的发生。
4.1 配电装置
配电装置是电气工程的核心,它如同人的心脏,一旦出了毛病,人员和设备就无法正常工作,造成供电可靠性下降,整个工程失去安全感。为此,对配电装置从设备进货到安装调试都要毫不放松,严格按图施工和规范验收。
4.2 电力电缆
电缆是输送电能的载体,若质量不高,就会造成火灾等事故的频繁发生。工程中电缆集中、数量多,规格从4~185ram2的三芯至五芯电力电缆不等,如不分门别类、严格审查,就会出现施工混乱、以次充好,造成运行中电缆过热、发生危险的现象。
4.3 配电箱
配电箱是接受电能和分配电能的表量,也是电力负荷在现场的直接控制器。。要使工程中的动力、照明以及弱电负荷能正常工作,配电箱的工作性能至关重要。工程中配电箱型号复杂、数量多,大部分配电箱还受楼宇、消防等弱电专业的控制,箱内原理复杂、设制严格。
电气系统施工队多个专业又有自己的使受用特点,在设计中受各方干扰的情况较多,会造成设计修改通知单增加,配电箱内的设备和回路修改多。若施工单位在订货时只考虑按蓝图订货而忽视修改,在安装时只顾对号入座而不仔细地进行技术审核,就满足不了有关专业功能的要求。甲方、监理方应对现场的配电箱按设计修改通知单逐一核对,纠正开关容量偏大或偏小、回路数不够的错误。电气设备的上下级容量配合是相当严格的,若不符合技术要求,势必造成系统运行不合理、供电可靠性差,埋下事故的隐患。
5、电气工程施工的安全管理
要坚持“安全第一,预防为主”的方针,编制针对本工程的安全技术措施及安全组织措施,对施工人员进行安全技术交底,并设专职持证上岗的安全员。
5.1 建立施工组织设计和安全用电技术措施的编制、审批制度,并建立相应的技术档案。
5.2 建立技术交底制度,向专业电工、各类用电人员介绍施工组织设计和安全用电技术措施的总体意图、技术内容和注意事项,并在技术交底文字资料上履行签字手续,注明交底日期。
5.3 建立安全教育和培训度,定期对专业电工及用电人员进行用电安全教育和培训,凡上岗人员必须持有劳动部门核发的上岗证书,严禁无证上岗。
6、结语
总之,在电气工程施工中应把“质量第一、安全第一”放在首位,应根据工程的自身特点,对施工中的每一个环节都要实施有效的动态控制,做好技术交底,认真管理好从材料采购、施工过程到工程验收的全过程,并且建立良好的质量监督体系,提高电气工程的工程质量。
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